एक बड़ी संख्या में कार्बनिक पदार्थ जो एक जीवित कोशिका बनाते हैं, बड़े आणविक आकार की विशेषता होती है और ये बायोपॉलिमर होते हैं। इनमें प्रोटीन शामिल हैं, जो पूरे सेल के शुष्क द्रव्यमान का 50 से 80% हिस्सा बनाते हैं। प्रोटीन मोनोमर्स अमीनो एसिड होते हैं जो पेप्टाइड बॉन्ड द्वारा एक साथ जुड़े होते हैं। प्रोटीन मैक्रोमोलेक्यूल्स में संगठन के कई स्तर होते हैं और कोशिका में कई महत्वपूर्ण कार्य करते हैं: निर्माण, सुरक्षात्मक, उत्प्रेरक, मोटर, आदि। हमारे लेख में, हम पेप्टाइड्स की संरचनात्मक विशेषताओं पर विचार करेंगे, और गोलाकार और फाइब्रिलर प्रोटीन के उदाहरण भी देंगे। जो मानव शरीर का निर्माण करते हैं।
पॉलीपेप्टाइड मैक्रोमोलेक्यूल्स के संगठन के आकार
अमीनो एसिड के अवशेष एक दूसरे से क्रमिक रूप से मजबूत सहसंयोजक बंधों द्वारा जुड़े होते हैं जिन्हें कहा जाता हैपेप्टाइड। वे काफी मजबूत होते हैं और प्रोटीन की प्राथमिक संरचना को स्थिर अवस्था में रखते हैं, जिसमें एक श्रृंखला का रूप होता है। द्वितीयक रूप तब होता है जब पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला को अल्फा हेलिक्स में बदल दिया जाता है। यह अतिरिक्त रूप से उभरते हाइड्रोजन बांडों द्वारा स्थिर होता है। तृतीयक, या मूल, विन्यास मौलिक महत्व का है, क्योंकि एक जीवित कोशिका में अधिकांश गोलाकार प्रोटीन की संरचना ऐसी ही होती है। सर्पिल एक गोले या गोलाकार के रूप में पैक किया जाता है। इसकी स्थिरता न केवल नए हाइड्रोजन बांडों की उपस्थिति के कारण है, बल्कि डाइसल्फ़ाइड पुलों के निर्माण के कारण भी है। वे सल्फर परमाणुओं की परस्पर क्रिया के कारण उत्पन्न होते हैं जो अमीनो एसिड सिस्टीन बनाते हैं। तृतीयक संरचना के निर्माण में एक महत्वपूर्ण भूमिका पेप्टाइड संरचना के भीतर परमाणुओं के समूहों के बीच हाइड्रोफिलिक और हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन द्वारा निभाई जाती है। यदि एक गोलाकार प्रोटीन एक गैर-प्रोटीन घटक, उदाहरण के लिए, एक धातु आयन के माध्यम से समान अणुओं के साथ जुड़ता है, तो एक चतुर्धातुक विन्यास उत्पन्न होता है - पॉलीपेप्टाइड के संगठन का उच्चतम रूप।
फाइब्रिलर प्रोटीन
कोशिका में सिकुड़ा हुआ, मोटर और निर्माण कार्य प्रोटीन द्वारा किया जाता है, जिसके मैक्रोमोलेक्यूल्स पतले धागों की तरह दिखते हैं - तंतु। पॉलीपेप्टाइड्स जो त्वचा, बालों और नाखूनों के तंतुओं को बनाते हैं, उन्हें फाइब्रिलर प्रजातियों के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। उनमें से सबसे प्रसिद्ध कोलेजन, केराटिन और इलास्टिन हैं। वे पानी में नहीं घुलते हैं, लेकिन एक चिपचिपा और चिपचिपा द्रव्यमान बनाकर उसमें सूजन कर सकते हैं। एक रैखिक संरचना के पेप्टाइड्स भी विखंडन स्पिंडल फिलामेंट्स का हिस्सा होते हैं, जो कोशिका के माइटोटिक तंत्र का निर्माण करते हैं। वो हैंगुणसूत्रों से जुड़ते हैं, सिकुड़ते हैं और उन्हें कोशिका के ध्रुवों तक खींचते हैं। यह प्रक्रिया माइटोसिस के एनाफेज में देखी जाती है - शरीर की दैहिक कोशिकाओं का विभाजन, साथ ही रोगाणु कोशिकाओं के विभाजन की कमी और समीकरण चरणों में - अर्धसूत्रीविभाजन। गोलाकार प्रोटीन के विपरीत, तंतु जल्दी से खिंचाव और अनुबंध करने में सक्षम होते हैं। सिलिअट्स-जूते के सिलिया, यूग्लीना हरे या एककोशिकीय शैवाल के फ्लैगेला - क्लैमाइडोमोनस तंतुओं से निर्मित होते हैं और सबसे सरल जीवों में गति का कार्य करते हैं। मांसपेशी प्रोटीन का संकुचन - एक्टिन और मायोसिन, जो मांसपेशी ऊतक का हिस्सा हैं, कंकाल की मांसपेशियों के विभिन्न आंदोलनों को निर्धारित करते हैं और मानव शरीर के पेशी कंकाल को बनाए रखते हैं।
गोलाकार प्रोटीन की संरचना
पेप्टाइड्स - विभिन्न पदार्थों के अणुओं के वाहक, सुरक्षात्मक प्रोटीन - इम्युनोग्लोबुलिन, हार्मोन - यह प्रोटीन की एक अधूरी सूची है, जिसकी तृतीयक संरचना में एक गेंद - ग्लोब्यूल्स का रूप होता है। रक्त में कुछ प्रोटीन होते हैं जिनकी सतह पर कुछ निश्चित क्षेत्र होते हैं - सक्रिय केंद्र। उनकी मदद से, वे मिश्रित और आंतरिक स्राव की ग्रंथियों द्वारा उत्पादित जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों के अणुओं को पहचानते हैं और उनसे जुड़ते हैं। ग्लोबुलर प्रोटीन की मदद से, थायरॉयड और सेक्स ग्रंथियों, अधिवृक्क ग्रंथियों, थाइमस, पिट्यूटरी ग्रंथि के हार्मोन को मानव शरीर की कुछ कोशिकाओं तक पहुंचाया जाता है, जो उनकी पहचान के लिए विशेष रिसेप्टर्स से लैस होते हैं।
मेम्ब्रेन पॉलीपेप्टाइड्स
कोशिका झिल्लियों की संरचना का द्रव-मोज़ेक मॉडल उनके महत्वपूर्ण कार्यों के लिए सर्वोत्तम रूप से अनुकूलित है: अवरोध,रिसेप्टर और परिवहन। इसमें शामिल प्रोटीन कुछ पदार्थों जैसे ग्लूकोज, अमीनो एसिड आदि के आयनों और कणों का परिवहन करते हैं। उदाहरण के तौर पर सोडियम-पोटेशियम पंप का उपयोग करके गोलाकार वाहक प्रोटीन के गुणों का अध्ययन किया जा सकता है। यह सेल से इंटरसेलुलर स्पेस में आयनों के संक्रमण को अंजाम देता है और इसके विपरीत। सोडियम आयन लगातार कोशिका द्रव्य के बीच में जा रहे हैं, और पोटेशियम के धनायन लगातार कोशिका से बाहर जा रहे हैं। इन आयनों की वांछित सांद्रता के उल्लंघन से कोशिका मृत्यु होती है। इस खतरे को रोकने के लिए, कोशिका झिल्ली में एक विशेष प्रोटीन बनाया जाता है। गोलाकार प्रोटीन की संरचना ऐसी होती है कि वे एडेनोसाइन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड की ऊर्जा का उपयोग करके एकाग्रता ढाल के खिलाफ Na+ और K+धनायन ले जाते हैं।
इंसुलिन की संरचना और कार्य
गोलाकार संरचना के घुलनशील प्रोटीन, जो तृतीयक रूप में होते हैं, मानव शरीर में चयापचय के नियामक के रूप में कार्य करते हैं। इंसुलिन लैंगरहैंस के आइलेट्स की बीटा कोशिकाओं द्वारा निर्मित होता है और रक्त शर्करा के स्तर को नियंत्रित करता है। इसमें दो पॉलीपेप्टाइड चेन (α- और β-forms) होते हैं जो कई डाइसल्फ़ाइड पुलों से जुड़े होते हैं। ये सहसंयोजक बंधन हैं जो सल्फर युक्त अमीनो एसिड - सिस्टीन के अणुओं के बीच उत्पन्न होते हैं। अग्नाशयी हार्मोन में मुख्य रूप से अल्फा हेलिक्स के रूप में व्यवस्थित अमीनो एसिड इकाइयों का एक क्रमबद्ध क्रम होता है। इसका एक छोटा सा हिस्सा अंतरिक्ष में सख्त अभिविन्यास के बिना β-संरचना और अमीनो एसिड अवशेषों के रूप में होता है।
हीमोग्लोबिन
गोलाकार पेप्टाइड्स का एक उत्कृष्ट उदाहरणरक्त में लाल रंग का कारण बनने वाला प्रोटीन हीमोग्लोबिन है। प्रोटीन में अल्फा और बीटा हेलिस के रूप में चार पॉलीपेप्टाइड क्षेत्र होते हैं, जो एक गैर-प्रोटीन घटक - हीम से जुड़े होते हैं। यह एक लोहे के आयन द्वारा दर्शाया जाता है जो पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं को चतुर्धातुक रूप से संबंधित एक पुष्टिकरण में बांधता है। ऑक्सीजन के कण प्रोटीन अणु से जुड़े होते हैं (इस रूप में इसे ऑक्सीहीमोग्लोबिन कहा जाता है) और फिर कोशिकाओं तक पहुँचाया जाता है। यह प्रसार प्रक्रियाओं के सामान्य पाठ्यक्रम को सुनिश्चित करता है, क्योंकि ऊर्जा प्राप्त करने के लिए, कोशिका उन कार्बनिक पदार्थों का ऑक्सीकरण करती है जो इसमें प्रवेश कर चुके हैं।
गैस परिवहन में रक्त प्रोटीन की भूमिका
ऑक्सीजन के अलावा हीमोग्लोबिन कार्बन डाइऑक्साइड को भी जोड़ने में सक्षम है। कार्बन डाइऑक्साइड कैटोबोलिक सेलुलर प्रतिक्रियाओं के उप-उत्पाद के रूप में उत्पन्न होता है और इसे कोशिकाओं से हटा दिया जाना चाहिए। यदि साँस की हवा में कार्बन मोनोऑक्साइड - कार्बन मोनोऑक्साइड होता है, तो यह हीमोग्लोबिन के साथ एक मजबूत बंधन बनाने में सक्षम होता है। इस मामले में, सांस लेने की प्रक्रिया में एक रंगहीन और गंधहीन विषाक्त पदार्थ शरीर की कोशिकाओं में तेजी से प्रवेश करता है, जिससे विषाक्तता होती है। कार्बन मोनोऑक्साइड की उच्च सांद्रता के प्रति विशेष रूप से संवेदनशील मस्तिष्क की संरचनाएं हैं। मेडुला ऑबोंगटा में स्थित श्वसन केंद्र का पक्षाघात होता है, जिससे दम घुटने से मृत्यु हो जाती है।
हमारे लेख में, हमने पेप्टाइड्स की संरचना, संरचना और गुणों की जांच की, और ग्लोबुलर प्रोटीन के उदाहरण भी दिए जो मानव शरीर में कई महत्वपूर्ण कार्य करते हैं।
