प्रोटीन एक जटिल संरचना वाले जैविक बहुलक हैं। उनके पास एक उच्च आणविक भार होता है और इसमें अमीनो एसिड, प्रोस्थेटिक समूह होते हैं जो विटामिन, लिपिड और कार्बोहाइड्रेट समावेशन द्वारा दर्शाए जाते हैं। ऐसे प्रोटीन जिनमें कार्बोहाइड्रेट, विटामिन, धातु या लिपिड होते हैं, जटिल कहलाते हैं। साधारण प्रोटीन में केवल अमीनो एसिड होते हैं जो पेप्टाइड बॉन्ड से जुड़े होते हैं।
पेप्टाइड्स
चाहे किसी पदार्थ की संरचना कैसी भी हो, प्रोटीन के मोनोमर अमीनो एसिड होते हैं। वे मूल पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला बनाते हैं, जिससे प्रोटीन की तंतुमय या गोलाकार संरचना बनती है। साथ ही, प्रोटीन का संश्लेषण केवल जीवित ऊतकों में ही किया जा सकता है - पौधे, जीवाणु, कवक, पशु और अन्य कोशिकाओं में।
एकमात्र जीव जो प्रोटीन मोनोमर्स को संयोजित नहीं कर सकते, वे हैं वायरस और प्रोटोजोआ। अन्य सभी संरचनात्मक प्रोटीन बनाने में सक्षम हैं। लेकिन प्रोटीन मोनोमर कौन से पदार्थ हैं, और वे कैसे बनते हैं? इसके बारे में और प्रोटीन जैवसंश्लेषण के बारे में, पॉलीपेप्टाइड्स और एक जटिल प्रोटीन संरचना के गठन के बारे में, अमीनो एसिड और उनके गुणों के बारे में पढ़ें।नीचे।
प्रोटीन अणु का एकमात्र मोनोमर कोई अल्फा-एमिनो एसिड होता है। एक प्रोटीन एक पॉलीपेप्टाइड है, जो जुड़े हुए अमीनो एसिड की एक श्रृंखला है। इसके निर्माण में शामिल अमीनो एसिड की संख्या के आधार पर, डाइपेप्टाइड्स (2 अवशेष), ट्रिपेप्टाइड्स (3), ओलिगोपेप्टाइड्स (2-10 अमीनो एसिड से युक्त) और पॉलीपेप्टाइड्स (कई अमीनो एसिड) पृथक होते हैं।
प्रोटीन संरचना की समीक्षा
प्रोटीन संरचना प्राथमिक, थोड़ी अधिक जटिल - द्वितीयक, और भी अधिक जटिल - तृतीयक, और सबसे जटिल - चतुर्धातुक हो सकती है।
प्राथमिक संरचना एक सरल श्रृंखला है जिसमें प्रोटीन मोनोमर्स (एमिनो एसिड) एक पेप्टाइड बॉन्ड (CO-NH) के माध्यम से जुड़े होते हैं। द्वितीयक संरचना अल्फा हेलिक्स या बीटा फोल्ड है। तृतीयक एक और भी अधिक जटिल त्रि-आयामी प्रोटीन संरचना है, जो सहसंयोजक, आयनिक और हाइड्रोजन बांडों के निर्माण के साथ-साथ हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन के कारण माध्यमिक से बनाई गई थी।
चतुष्कोणीय संरचना सबसे जटिल है और कोशिका झिल्ली पर स्थित रिसेप्टर प्रोटीन की विशेषता है। यह एक सुपरमॉलेक्यूलर (डोमेन) संरचना है जो एक तृतीयक संरचना के साथ कई अणुओं के संयोजन के परिणामस्वरूप बनाई गई है, जो कार्बोहाइड्रेट, लिपिड या विटामिन समूहों के साथ पूरक है। इस मामले में, प्राथमिक, माध्यमिक और तृतीयक संरचनाओं के मामले में, प्रोटीन के मोनोमर अल्फा-एमिनो एसिड होते हैं। वे पेप्टाइड बॉन्ड द्वारा भी जुड़े हुए हैं। केवल संरचना की जटिलता का अंतर है।
अमीनो एसिड
एकमात्र मोनोमर्सप्रोटीन अणु अल्फा अमीनो एसिड होते हैं। उनमें से केवल 20 हैं, और वे लगभग जीवन का आधार हैं। पेप्टाइड बॉन्ड की उपस्थिति के लिए धन्यवाद, प्रोटीन संश्लेषण संभव हो गया। और उसके बाद ही प्रोटीन ने संरचना-निर्माण, रिसेप्टर, एंजाइमेटिक, परिवहन, मध्यस्थ और अन्य कार्य करना शुरू कर दिया। इसके लिए धन्यवाद, एक जीवित जीव कार्य करता है और प्रजनन करने में सक्षम होता है।
अल्फा अमीनो एसिड अपने आप में एक कार्बनिक कार्बोक्जिलिक एसिड है जिसमें अल्फा कार्बन परमाणु से जुड़ा एक एमिनो समूह होता है। उत्तरार्द्ध कार्बोक्सिल समूह के बगल में स्थित है। इस मामले में, प्रोटीन मोनोमर्स को कार्बनिक पदार्थ माना जाता है जिसमें टर्मिनल कार्बन परमाणु एक अमीन और एक कार्बोक्सिल समूह दोनों को वहन करता है।
पेप्टाइड्स और प्रोटीन में अमीनो एसिड का कनेक्शन
अमीनो एसिड एक पेप्टाइड बॉन्ड के माध्यम से डिमर, ट्रिमर और पॉलिमर से जुड़े होते हैं। यह एक अल्फा-एमिनो एसिड के कार्बोक्सिल साइट से एक हाइड्रॉक्सिल (-ओएच) समूह और दूसरे अल्फा-एमिनो एसिड के एमिनो समूह से हाइड्रोजन (-एच) के दरार से बनता है। बातचीत के परिणामस्वरूप, पानी अलग हो जाता है, और कार्बोक्सिल अवशेषों के कार्बन के पास एक मुक्त इलेक्ट्रॉन के साथ सी=ओ साइट कार्बोक्सिल अंत में बनी रहती है। एक अन्य अम्ल के अमीनो समूह में, नाइट्रोजन परमाणु में एक मौजूदा मुक्त मूलक के साथ एक अवशेष (NH) होता है। यह दो रेडिकल्स को एक बॉन्ड (CONH) बनाने के लिए कनेक्ट करने की अनुमति देता है। इसे पेप्टाइड कहते हैं।
अल्फा एमिनो एसिड वेरिएंट
23 ज्ञात अल्फा-एमिनो एसिड हैं। वो हैंके रूप में सूचीबद्ध: ग्लाइसिन, वेलिन, ऐलेनिन, आइसोलेसीन, ल्यूसीन, ग्लूटामेट, एस्पार्टेट, ऑर्निथिन, थ्रेओनीन, सेरीन, लाइसिन, सिस्टीन, सिस्टीन, फेनिलएलनिन, मेथियोनीन, टाइरोसिन, प्रोलाइन, ट्रिप्टोफैन, हाइड्रॉक्सीप्रोलाइन, आर्जिनिन, हिस्टामाइन, हिस्टामाइन। इस पर निर्भर करते हुए कि क्या उन्हें मानव शरीर द्वारा संश्लेषित किया जा सकता है, इन अमीनो एसिड को गैर-आवश्यक और गैर-आवश्यक में विभाजित किया गया है।
अनावश्यक और आवश्यक अमीनो एसिड की अवधारणा
प्रतिस्थापन योग्य वस्तुओं को मानव शरीर द्वारा संश्लेषित किया जा सकता है, जबकि आवश्यक केवल भोजन से ही आना चाहिए। साथ ही, प्रोटीन जैवसंश्लेषण के लिए आवश्यक और गैर-आवश्यक दोनों प्रकार के एसिड महत्वपूर्ण हैं, क्योंकि उनके बिना संश्लेषण पूरा नहीं हो सकता है। एक अमीनो एसिड के बिना, भले ही अन्य सभी मौजूद हों, ठीक उसी प्रोटीन का निर्माण करना असंभव है जो कोशिका को अपने कार्यों को करने के लिए चाहिए।
जैवसंश्लेषण के किसी भी चरण में एक गलती - और प्रोटीन अब उपयुक्त नहीं है, क्योंकि यह इलेक्ट्रॉनिक घनत्व और अंतर-परमाणु बातचीत के उल्लंघन के कारण वांछित संरचना में इकट्ठा नहीं हो पाएगा। इसलिए, एक व्यक्ति (और अन्य जीवों) के लिए आवश्यक अमीनो एसिड युक्त प्रोटीन खाद्य पदार्थों का सेवन करना महत्वपूर्ण है। भोजन में उनकी अनुपस्थिति से कई प्रोटीन चयापचय संबंधी विकार हो जाते हैं।
पेप्टाइड बॉन्ड बनाने की प्रक्रिया
प्रोटीन के एकमात्र मोनोमर अल्फा-एमिनो एसिड होते हैं। वे धीरे-धीरे एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में संयोजित होते हैं, जिसकी संरचना डीएनए के आनुवंशिक कोड (या आरएनए, यदि जीवाणु जैवसंश्लेषण माना जाता है) में पूर्व-संग्रहीत होती है। एक प्रोटीन अमीनो एसिड अवशेषों का एक सख्त क्रम है। यह एक निश्चित क्रम में एक श्रृंखला हैएक संरचना जो एक सेल में एक पूर्व-क्रमादेशित कार्य करती है।
प्रोटीन जैवसंश्लेषण का चरण क्रम
प्रोटीन निर्माण की प्रक्रिया में चरणों की एक श्रृंखला होती है: एक डीएनए (या आरएनए) खंड की प्रतिकृति, सूचना प्रकार आरएनए का संश्लेषण, नाभिक से कोशिका के कोशिका द्रव्य में इसकी रिहाई, राइबोसोम के साथ संबंध और स्थानांतरण आरएनए द्वारा आपूर्ति की जाने वाली अमीनो एसिड अवशेषों का क्रमिक लगाव। एक पदार्थ जो एक प्रोटीन मोनोमर है, एक हाइड्रॉक्सिल समूह और एक हाइड्रोजन प्रोटॉन के उन्मूलन की एंजाइमेटिक प्रतिक्रिया में भाग लेता है, और फिर बढ़ती पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में शामिल हो जाता है।
इस प्रकार, एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला प्राप्त की जाती है, जो पहले से ही सेलुलर एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम में, कुछ पूर्व निर्धारित संरचना में आदेशित होती है और यदि आवश्यक हो तो कार्बोहाइड्रेट या लिपिड अवशेषों के साथ पूरक होती है। इसे प्रोटीन को "परिपक्व" करने की प्रक्रिया कहा जाता है, जिसके बाद इसे परिवहन सेलुलर सिस्टम द्वारा अपने गंतव्य तक भेजा जाता है।
संश्लेषित प्रोटीन के कार्य
प्रोटीन मोनोमर्स अपनी प्राथमिक संरचना के निर्माण के लिए आवश्यक अमीनो एसिड होते हैं। माध्यमिक, तृतीयक और चतुर्धातुक संरचना पहले से ही स्वयं द्वारा बनाई गई है, हालांकि कभी-कभी इसमें एंजाइमों और अन्य पदार्थों की भागीदारी की भी आवश्यकता होती है। हालाँकि, वे अब आवश्यक नहीं हैं, हालाँकि वे प्रोटीन के लिए अपना कार्य करने के लिए आवश्यक हैं।
अमीनो एसिड, जो एक प्रोटीन मोनोमर है, में कार्बोहाइड्रेट, धातु या विटामिन के लिए अटैचमेंट साइट हो सकती है। तृतीयक या चतुर्धातुक संरचना के निर्माण से सम्मिलन समूहों के लिए और भी अधिक स्थान खोजना संभव हो जाता है। यह आपको से बनाने की अनुमति देता हैप्रोटीन व्युत्पन्न जो एक एंजाइम, रिसेप्टर, एक कोशिका में या बाहर पदार्थों के वाहक की भूमिका निभाता है, इम्युनोग्लोबुलिन, एक झिल्ली या कोशिका अंग के संरचनात्मक घटक, मांसपेशी प्रोटीन।
एमिनो एसिड से बनने वाले प्रोटीन ही जीवन का आधार हैं। और आज यह माना जाता है कि अमीनो एसिड की उपस्थिति के बाद और इसके पोलीमराइजेशन के परिणामस्वरूप जीवन का उदय हुआ। आखिरकार, यह प्रोटीन की अंतःक्रियात्मक बातचीत है जो जीवन की शुरुआत है, जिसमें बुद्धिमान जीवन भी शामिल है। प्रोटीन जैवसंश्लेषण के कार्यान्वयन के लिए ऊर्जा सहित अन्य सभी जैव रासायनिक प्रक्रियाएं आवश्यक हैं, और इसके परिणामस्वरूप, जीवन की आगे की निरंतरता।
