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पॉलीसेकेराइड और मैक्रोमोलेक्यूल में क्या अंतर है?

पॉलीसेकेराइड और मैक्रोमोलेक्यूल में क्या अंतर है?


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मुझे "पॉलीसेकेराइड" और "मैक्रोमोलेक्यूल" के बीच अंतर को समझने में परेशानी हो रही है।

मुझे पता है कि पॉलीसेकेराइड मोनोसेकेराइड की श्रृंखलाओं से बने होते हैं। इसके अलावा, मुझे पता है कि मैक्रोमोलेक्यूल्स मोनोमर्स से बने होते हैं।

लेकिन क्या फर्क है?


एक मैक्रोमोलेक्यूल बायोमोलेक्यूल्स का एक वर्ग है जो मोनोमर्स से बना होता है। इनमें पॉलीसेकेराइड (यानी शर्करा) पॉलीपेप्टाइड (यानी प्रोटीन) न्यूक्लिक एसिड (जैसे डीएनए और आरएनए) और लिपिड (वसा और फॉस्फोलिपिड) शामिल हैं।

एक पॉलीसेकेराइड एक प्रकार का मैक्रोमोलेक्यूल है जो ग्लूकोज और फ्रुक्टोज जैसे मोनोसेकेराइड से बना होता है। पॉलीसेकेराइड का एक उदाहरण स्टार्च या सेल्युलोज है।


एक पॉलीसेकेराइड एक लंबी श्रृंखला वाली चीनी है, जो कई छोटे चीनी अणुओं (मोनोमेरिक इकाइयाँ जो मोनोसेकेराइड हैं) के पोलीमराइजेशन द्वारा बनाई गई है, उनके पास Cx (H2O) y का एक सामान्य सूत्र है जहाँ x आमतौर पर 200 और 2500 के बीच एक बड़ी संख्या होती है। उदाहरण के लिए स्टार्च, ग्लूकोज की एक लंबी श्रृंखला बहुलक।

विकिपीडिया द्वारा परिभाषित:

एक मैक्रोमोलेक्यूल एक बहुत बड़ा अणु है जो आमतौर पर छोटे सबयूनिट्स (मोनोमर्स) के पोलीमराइजेशन द्वारा बनाया जाता है। वे आम तौर पर हजारों या अधिक परमाणुओं से बने होते हैं। जैव रसायन में सबसे आम मैक्रोमोलेक्यूल्स बायोपॉलिमर (न्यूक्लिक एसिड, प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट और पॉलीफेनोल्स) और बड़े गैर-पॉलीमेरिक अणु (जैसे लिपिड और मैक्रोसाइकल) हैं। .

इसलिए योग करने के लिए, पॉलीसेकेराइड मैक्रोमोलेक्यूल्स हैं, लेकिन मैक्रोमोलेक्यूल्स सभी पॉलीसेकेराइड्स नहीं हो सकते हैं

और जानकारी

https://en.wikipedia.org/wiki/Macromolecule


परिचय और लक्ष्य

मैक्रोमोलेक्यूल्स (प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, पॉलीसेकेराइड और लिपिड) के चार प्रमुख परिवार हैं जो एक विशिष्ट सेल में कार्बन सामग्री का बड़ा हिस्सा बनाते हैं। पिछले ट्यूटोरियल में हमने प्रोटीन की संरचना और गुणों की समीक्षा की थी। इस ट्यूटोरियल में हम न्यूक्लिक एसिड, पॉलीसेकेराइड और लिपिड की संरचनाओं और गुणों की जांच करेंगे। हम इन मैक्रोमोलेक्यूल्स की विशिष्ट विशेषताओं का पता लगाएंगे और एक विशिष्ट सेल में उनकी भूमिका की समीक्षा करेंगे। इस ट्यूटोरियल के अंत तक आपको पता होना चाहिए:

  • न्यूक्लियोटाइड की मूल संरचना
  • डीएनए और आरएनए के बीच अंतर
  • न्यूक्लिक एसिड श्रृंखला के एकल स्ट्रैंड बनाने के लिए न्यूक्लियोटाइड कैसे जुड़े होते हैं
  • एक डबल स्ट्रैंडेड न्यूक्लिक एसिड में दो श्रृंखलाएं एक साथ कैसे जुड़ी होती हैं
  • कैसे छह-कार्बन शर्करा एक साथ मिलकर एक डिसैकराइड और एक पॉलीसेकेराइड बनाते हैं
  • अल्फा और बीटा ग्लाइकोसिडिक बांड के बीच अंतर
  • लिपिड के सामान्य गुण
  • संतृप्त फैटी एसिड और असंतृप्त फैटी एसिड के गुण
  • कई लिपिड की मूल संरचना, जिसमें ट्राईसिलेग्लिसरॉल्स, फॉस्फोलिपिड्स, स्टेरोल्स और टेरपेन शामिल हैं

कार्बोहाइड्रेट

कार्बोहाइड्रेट 2 प्रमुख कार्य करते हैं: ऊर्जा और संरचना। ऊर्जा के रूप में, वे तेजी से उपयोग के लिए सरल या भंडारण के लिए जटिल हो सकते हैं। साधारण शर्करा मोनोमर कहलाते हैं मोनोसैक्राइड . इन्हें आसानी से कोशिकाओं में ले जाया जाता है और ऊर्जा के लिए तुरंत उपयोग किया जाता है। सबसे महत्वपूर्ण मोनोसैकेराइड ग्लूकोज है ( सी6एच12हे6 ), क्योंकि यह कोशिकाओं के लिए पसंदीदा ऊर्जा स्रोत है। इस रसायन के कोशिकीय ऊर्जा में परिवर्तन को निम्न समीकरण द्वारा वर्णित किया जा सकता है:

कार्बोहाइड्रेट के लंबे बहुलक कहलाते हैं पॉलीसैकराइड और ऊर्जा के रूप में उपयोग के लिए आसानी से कोशिकाओं में नहीं ले जाया जाता है। इनका उपयोग अक्सर ऊर्जा भंडारण के लिए किया जाता है। ऊर्जा भंडारण अणुओं के उदाहरण हैं: एमाइलोज या स्टार्च (पौधे) और ग्लाइकोजन (जानवरों)। कुछ पॉलीसेकेराइड इतने लंबे और जटिल होते हैं कि उनका उपयोग संरचना के लिए किया जाता है जैसे सेल्यूलोज पौधों की कोशिका भित्ति में। सेल्युलोज बहुत बड़ा और व्यावहारिक रूप से अपचनीय है, जिससे यह कोशिकाओं के लिए आसानी से उपलब्ध ऊर्जा स्रोत के रूप में अनुपयुक्त हो जाता है।

कार्बोहाइड्रेट: कार्बोहाइड्रेट चीनी इकाइयों से बने होते हैं जिन्हें -सैकराइड कहा जाता है।

मोनोसैकेराइड में कार्बोनिल समूह होता है। कार्बोनिल इलेक्ट्रॉनों का एक स्रोत है (ऑक्सीजन पर दोहरा बंधन)। एक अन्य यौगिक (जो उन इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करता है) को कम करने के लिए इन इलेक्ट्रॉनों को दान (या खोया और ऑक्सीकृत) किया जा सकता है।

ग्लूकोज कोशिकाओं का पसंदीदा कार्बोहाइड्रेट है। समाधान में, यह एक रैखिक श्रृंखला से एक रिंग में बदल सकता है।

मोनोसैकराइड सक्षम हैं आइसोमेराइजिंग . इसका मतलब है कि वे संरचना में एक रैखिक श्रृंखला से समाधान में एक अंगूठी के रूप में वैकल्पिक होते हैं।

संरचनात्मक कार्बोहाइड्रेट

भोजन में, अधिक जटिल कार्बोहाइड्रेट बड़े पॉलीसेकेराइड से प्राप्त होते हैं। ये बड़े कार्बोहाइड्रेट पानी में काफी अघुलनशील होते हैं। आहार फाइबर भोजन में अपचनीय पदार्थों को दिया गया नाम है जो अक्सर वनस्पति सामग्री से जटिल कार्बोहाइड्रेट से प्राप्त होता है। इस सामग्री में से कुछ पौधों को कोशिकाओं के संरचनात्मक घटक के रूप में कार्य करता है और पूरी तरह से अघुलनशील है। सेल्यूलोज पादप कोशिका भित्ति में पाया जाने वाला प्रमुख संरचनात्मक कार्बोहाइड्रेट है। इसी तरह, जानवरों और कवक में संरचनात्मक कार्बोहाइड्रेट होते हैं जो अपचनीय यौगिक से बने होते हैं जिन्हें कहा जाता है काइटिन . हम इन मदों के लिए परीक्षण नहीं करेंगे।

सेल्युलोज ग्लूकोज अणुओं का एक जटिल कार्बोहाइड्रेट है। यह पादप कोशिका भित्ति का प्रमुख संरचनात्मक घटक है। यह इंट्रामोल्युलर हाइड्रोजन बांड द्वारा संरचनात्मक स्थायित्व को बढ़ाया जाता है।

काइटिन एक संरचनात्मक कार्बोहाइड्रेट है जो जानवरों के खोल या कवक कोशिका की दीवारों में पाया जाता है। बहुलक में एमाइड समूह होते हैं जो इसे ग्लूकोज से बने अन्य कार्बोहाइड्रेट से अलग करते हैं।

चिटिन से बने इसके खोल से एक सिकाडा पिघलता है।


पॉलीसेकेराइड और मैक्रोमोलेक्यूल में क्या अंतर है? - जीव विज्ञान

जैसा कि हमने सीखा, जैविक अणुओं के चार प्रमुख वर्ग हैं:

  • प्रोटीन (एमिनो एसिड के पॉलिमर)
  • कार्बोहाइड्रेट (शर्करा के बहुलक)
  • लिपिड (लिपिड मोनोमर्स के बहुलक)
  • न्यूक्लिक एसिड (न्यूक्लियोटाइड्स के डीएनए और आरएनए पॉलिमर)

आइए अंतर वर्गों के बीच के अंतरों पर करीब से नज़र डालें।

सिखने का फल

मैक्रोमोलेक्यूल्स के चार वर्गों के बीच अंतर करें

कार्बोहाइड्रेट मैक्रोमोलेक्यूल्स का एक समूह है जो सेल के लिए एक महत्वपूर्ण ऊर्जा स्रोत हैं, कई जीवों को संरचनात्मक सहायता प्रदान करते हैं, और सेल की सतह पर रिसेप्टर्स के रूप में या सेल पहचान के लिए पाए जा सकते हैं। अणु में मोनोमर्स की संख्या के आधार पर कार्बोहाइड्रेट को मोनोसेकेराइड, डिसैकराइड और पॉलीसेकेराइड के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

लिपिड मैक्रोमोलेक्यूल्स का एक वर्ग है जो प्रकृति में गैर-ध्रुवीय और हाइड्रोफोबिक हैं। प्रमुख प्रकारों में वसा और तेल, मोम, फॉस्फोलिपिड और स्टेरॉयड शामिल हैं। वसा और तेल ऊर्जा का एक संग्रहित रूप हैं और इसमें ट्राइग्लिसराइड्स शामिल हो सकते हैं। वसा और तेल आमतौर पर फैटी एसिड और ग्लिसरॉल से बने होते हैं।

प्रोटीन मैक्रोमोलेक्यूल्स का एक वर्ग है जो सेल के लिए विविध प्रकार के कार्य कर सकता है। वे संरचनात्मक सहायता प्रदान करके और एंजाइम, वाहक या हार्मोन के रूप में कार्य करके चयापचय में मदद करते हैं। प्रोटीन के निर्माण खंड अमीनो एसिड हैं। प्रोटीन चार स्तरों पर व्यवस्थित होते हैं: प्राथमिक, द्वितीयक, तृतीयक और चतुर्धातुक। प्रोटीन आकार और कार्य जटिल रूप से जुड़े हुए हैं, तापमान, पीएच, या रासायनिक जोखिम में परिवर्तन के कारण आकार में कोई भी परिवर्तन प्रोटीन विकृतीकरण और कार्य की हानि का कारण बन सकता है।

न्यूक्लिक एसिड न्यूक्लियोटाइड की दोहराई जाने वाली इकाइयों से बने अणु होते हैं जो कोशिका विभाजन और प्रोटीन संश्लेषण जैसी सेलुलर गतिविधियों को निर्देशित करते हैं। प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड एक पेंटोस शुगर, एक नाइट्रोजनस बेस और एक फॉस्फेट समूह से बना होता है। न्यूक्लिक एसिड दो प्रकार के होते हैं: डीएनए और आरएनए।

अभ्यास प्रश्न

पौधों और/या जंतुओं में लिपिड के कम से कम तीन कार्यों की व्याख्या कीजिए।

बताएं कि क्या होता है यदि पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में एक अमीनो एसिड को दूसरे के लिए प्रतिस्थापित किया जाता है। एक विशिष्ट उदाहरण प्रदान करें।


अध्याय 5 – मैक्रोमोलेक्यूल्स की संरचना और कार्य व्याख्यान रूपरेखा

· कोशिकाओं के भीतर, छोटे कार्बनिक अणु आपस में जुड़कर बड़े अणु बनाते हैं।

इन बड़े मैक्रोमोलेक्यूल्स में सहसंयोजक बंधित हजारों परमाणु हो सकते हैं और इनका वजन 100,000 से अधिक डाल्टन होता है।

मैक्रोमोलेक्यूल्स के चार प्रमुख वर्ग कार्बोहाइड्रेट, लिपिड, प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड हैं।

संकल्पना 5.1 अधिकांश मैक्रोमोलेक्यूल्स पॉलिमर हैं, जो मोनोमर्स से निर्मित होते हैं

· मैक्रोमोलेक्यूल्स के चार वर्गों में से तीन-कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड- पॉलीमर नामक श्रृंखला-समान अणु बनाते हैं।

° एक बहुलक एक लंबा अणु है जिसमें सहसंयोजक बंधों से जुड़े कई समान या समान बिल्डिंग ब्लॉक होते हैं।

° दोहराई जाने वाली इकाइयाँ छोटे अणु कहलाती हैं मोनोमर

° कुछ अणु जो मोनोमर्स के रूप में कार्य करते हैं, उनके स्वयं के अन्य कार्य होते हैं।

कोशिकाओं द्वारा पॉलिमर बनाने और तोड़ने के लिए जिन रासायनिक क्रियाविधियों का उपयोग किया जाता है, वे मैक्रोमोलेक्यूल्स के सभी वर्गों के लिए समान हैं।

मोनोमर्स सहसंयोजक बंधों से जुड़े होते हैं जो एक पानी के अणु के नुकसान से बनते हैं। इस प्रतिक्रिया को कहा जाता है a संघनन प्रतिक्रिया या निर्जलीकरण प्रतिक्रिया।

° जब दो मोनोमर्स के बीच एक बंधन बनता है, तो प्रत्येक मोनोमर खो जाने वाले पानी के अणु के हिस्से का योगदान देता है। एक मोनोमर एक हाइड्रॉक्सिल समूह (-OH) प्रदान करता है, जबकि दूसरा हाइड्रोजन (-H) प्रदान करता है।

° कोशिकाएं निर्जलीकरण प्रतिक्रियाओं को पूरा करने के लिए ऊर्जा का निवेश करती हैं।

° प्रक्रिया एंजाइमों द्वारा सहायता प्राप्त है।

एक बहुलक में मोनोमर्स को जोड़ने वाले सहसंयोजक बंधन किसके द्वारा अलग किए जाते हैं जल-अपघटन, एक प्रतिक्रिया जो प्रभावी रूप से निर्जलीकरण के विपरीत है।

° हाइड्रोलिसिस में, पानी के अणुओं के जुड़ने से बंधन टूट जाते हैं। एक हाइड्रोजन परमाणु एक मोनोमर से जुड़ता है, और एक हाइड्रॉक्सिल समूह आसन्न मोनोमर से जुड़ता है।

° हमारे भोजन को कार्बनिक पॉलिमर के रूप में लिया जाता है जो हमारी कोशिकाओं को अवशोषित करने के लिए बहुत बड़े होते हैं। पाचन तंत्र के भीतर, विभिन्न एंजाइम विशिष्ट पॉलिमर के हाइड्रोलिसिस को निर्देशित करते हैं। परिणामी मोनोमर्स आंत को अस्तर करने वाली कोशिकाओं द्वारा अवशोषित होते हैं और शरीर की कोशिकाओं में वितरण के लिए रक्तप्रवाह में ले जाया जाता है।

° शरीर की कोशिकाएं तब मोनोमर्स को नए पॉलिमर में इकट्ठा करने के लिए निर्जलीकरण प्रतिक्रिया का उपयोग करती हैं जो विशेष सेल प्रकार के लिए विशिष्ट कार्य करती हैं।

मोनोमर्स के एक छोटे से सेट से पॉलिमर की एक विशाल विविधता का निर्माण किया जा सकता है।

· प्रत्येक कोशिका में हजारों विभिन्न प्रकार के मैक्रोमोलेक्यूल्स होते हैं।

° ये अणु एक ही व्यक्ति की कोशिकाओं के बीच भिन्न होते हैं। वे एक प्रजाति के असंबंधित व्यक्तियों के बीच और प्रजातियों के बीच और भी अधिक भिन्न होते हैं।

· यह विविधता 40-50 आम मोनोमर्स और कुछ अन्य के विभिन्न संयोजनों से आती है जो शायद ही कभी होते हैं।

° इन मोनोमर्स को बहुत सारे संयोजनों में जोड़ा जा सकता है, जैसे कि वर्णमाला के 26 अक्षरों का उपयोग शब्दों की एक महान विविधता बनाने के लिए किया जा सकता है।

संकल्पना 5.2 कार्बोहाइड्रेट ईंधन और निर्माण सामग्री के रूप में कार्य करते हैं

· कार्बोहाइड्रेट शर्करा और उनके बहुलक शामिल हैं।

· सरलतम कार्बोहाइड्रेट मोनोसैकेराइड या साधारण शर्करा हैं।

· डिसैकराइड या डबल शुगर में दो मोनोसैकेराइड होते हैं जो संघनन प्रतिक्रिया से जुड़ते हैं।

पॉलीसेकेराइड कई मोनोसैकेराइड के बहुलक होते हैं।

शर्करा, सबसे छोटा कार्बोहाइड्रेट, ईंधन और कार्बन के स्रोत के रूप में कार्य करता है।

· मोनोसैक्राइड आम तौर पर आणविक सूत्र होते हैं जो इकाई CH2O के कुछ गुणक होते हैं।

° उदाहरण के लिए, ग्लूकोज का सूत्र C6H12O6 है।

मोनोसैकेराइड में एक कार्बोनिल समूह (>C=O) और कई हाइड्रॉक्सिल समूह (-OH) होते हैं।

° कार्बोनिल समूह के स्थान के आधार पर, चीनी एक एल्डोज या किटोज़ है।

° शर्करा के अधिकांश नाम -ose में समाप्त होते हैं।

° ग्लूकोज, एक एल्डोज, और फ्रुक्टोज, एक केटोज, संरचनात्मक आइसोमर्स हैं।

मोनोसैकेराइड को कार्बन कंकाल में कार्बन की संख्या के आधार पर भी वर्गीकृत किया जाता है।

° ग्लूकोज और अन्य छह कार्बन शर्करा हेक्सोज हैं।

° पाँच-कार्बन बैकबोन पेन्टोज़ होते हैं तीन-कार्बन शर्करा ट्राइओज़ होते हैं।

मोनोसैकेराइड एनैन्टीओमर के रूप में भी मौजूद हो सकते हैं।

° उदाहरण के लिए, ग्लूकोज और गैलेक्टोज, दोनों छह-कार्बन एल्डोज, विषम कार्बन के आसपास अपने भागों की स्थानिक व्यवस्था में भिन्न होते हैं।

मोनोसैकेराइड, विशेष रूप से ग्लूकोज, सेलुलर कार्य के लिए एक प्रमुख ईंधन हैं।

· वे अमीनो एसिड और फैटी एसिड जैसे अन्य मोनोमर्स के संश्लेषण के लिए कच्चे माल के रूप में भी कार्य करते हैं।

जबकि अक्सर एक रेखीय कंकाल के रूप में खींचा जाता है, जलीय घोल में मोनोसैकेराइड वलय बनाते हैं।

· दो मोनोसैकेराइड a . के साथ जुड़ सकते हैं ग्लाइकोसिडिक लिंकेज बनाने के लिए डाईसैकराइड निर्जलीकरण के माध्यम से।

° माल्टोज, माल्ट शर्करा, ग्लूकोज के दो अणुओं के जुड़ने से बनती है।

° सुक्रोज, टेबल शुगर, ग्लूकोज और फ्रुक्टोज को मिलाकर बनता है। सुक्रोज पौधों में शर्करा का प्रमुख परिवहन रूप है।

° लैक्टोज, मिल्क शुगर, ग्लूकोज और गैलेक्टोज को मिलाकर बनता है।

पॉलीसेकेराइड, शर्करा के बहुलक, में भंडारण और संरचनात्मक भूमिकाएं होती हैं।

· पॉलिसैक्राइड ग्लाइकोसिडिक लिंकेज से जुड़े सैकड़ों से हजारों मोनोसेकेराइड के बहुलक हैं।

कुछ पॉलीसेकेराइड भंडारण के लिए काम करते हैं और शर्करा की आवश्यकता के रूप में हाइड्रोलाइज्ड होते हैं।

अन्य पॉलीसेकेराइड कोशिका या पूरे जीव के लिए निर्माण सामग्री के रूप में काम करते हैं।

· स्टार्च एक भंडारण पॉलीसेकेराइड है जो पूरी तरह से ग्लूकोज मोनोमर्स से बना है।

° इनमें से अधिकांश मोनोमर्स ग्लूकोज अणुओं के बीच 1–4 लिंकेज (नंबर 1 कार्बन से नंबर 4 कार्बन) से जुड़े होते हैं।

° स्टार्च का सबसे सरल रूप, एमाइलोज, अशाखित होता है और एक हेलिक्स बनाता है।

° शाखित रूप जैसे एमाइलोपेक्टिन अधिक जटिल होते हैं।

· पौधे अतिरिक्त ग्लूकोज को क्लोरोप्लास्ट सहित प्लास्टिड्स के भीतर स्टार्च ग्रेन्यूल्स के रूप में स्टोर करते हैं, और ऊर्जा या कार्बन के लिए आवश्यकतानुसार इसे वापस ले लेते हैं।

° जंतु जो पौधों को खाते हैं, विशेष रूप से स्टार्च से भरपूर भागों में, पाचन एंजाइम होते हैं जो स्टार्च को ग्लूकोज में हाइड्रोलाइज कर सकते हैं।

पशु ग्लूकोज को एक पॉलीसेकेराइड में संग्रहित करते हैं जिसे . कहा जाता है ग्लाइकोजन

° ग्लाइकोजन एमाइलोपेक्टिन की तरह अत्यधिक शाखित होता है।

° मनुष्य और अन्य कशेरुकी एक दिन की ग्लाइकोजन की आपूर्ति जिगर और मांसपेशियों में जमा करते हैं।

· सेल्यूलोज पादप कोशिकाओं की सख्त दीवार का एक प्रमुख घटक है।

° पौधे प्रति वर्ष लगभग एक सौ अरब टन सेल्यूलोज का उत्पादन करते हैं। यह पृथ्वी पर सबसे प्रचुर मात्रा में पाया जाने वाला कार्बनिक यौगिक है।

स्टार्च की तरह, सेल्युलोज ग्लूकोज का बहुलक है। हालाँकि, इन दो पॉलिमर में ग्लाइकोसिडिक लिंकेज भिन्न होते हैं।

° अंतर इस तथ्य पर आधारित है कि वास्तव में ग्लूकोज के लिए दो अलग-अलग रिंग संरचनाएं हैं।

° ये दो रिंग फॉर्म इस बात में भिन्न हैं कि नंबर 1 कार्बन से जुड़ा हाइड्रॉक्सिल ग्रुप रिंग के प्लेन के ऊपर (बीटा ग्लूकोज) या नीचे (अल्फा ग्लूकोज) है।

स्टार्च अल्फा ग्लूकोज मोनोमर्स का एक पॉलीसेकेराइड है।

· सेल्युलोज बीटा ग्लूकोज मोनोमर्स का एक पॉलीसेकेराइड है, जो अपने पड़ोसियों के संबंध में हर दूसरे ग्लूकोज मोनोमर को उल्टा कर देता है।

स्टार्च और सेल्युलोज में अलग-अलग ग्लाइकोसिडिक लिंक दो अणुओं को अलग-अलग त्रि-आयामी आकार देते हैं।

° जबकि अल्फा ग्लूकोज से निर्मित पॉलिमर पेचदार संरचनाएं बनाते हैं, बीटा ग्लूकोज से निर्मित पॉलिमर सीधी संरचनाएं बनाते हैं।

° बीटा ग्लूकोज के साथ निर्मित सीधी संरचनाएं एक स्ट्रैंड पर एच परमाणुओं को अन्य स्ट्रैंड पर ओएच समूहों के साथ हाइड्रोजन बांड बनाने की अनुमति देती हैं।

° पादप कोशिका भित्ति में, समानांतर सेल्युलोज अणुओं को इस तरह से एक साथ रखा जाता है, जिन्हें माइक्रोफाइब्रिल्स नामक इकाइयों में समूहीकृत किया जाता है, जो पौधों के लिए (और मनुष्यों के लिए, लकड़ी के रूप में) मजबूत निर्माण सामग्री बनाते हैं।

· एंजाइम जो स्टार्च को इसके अल्फा लिंकेज को हाइड्रोलाइज करके पचाते हैं, सेल्युलोज में बीटा लिंकेज को हाइड्रोलाइज नहीं कर सकते हैं।

° मानव भोजन में सेल्यूलोज पाचन तंत्र से होकर गुजरता है और मल में "अघुलनशील फाइबर" के रूप में समाप्त हो जाता है।

° जैसे ही यह पाचन तंत्र के माध्यम से यात्रा करता है, सेल्यूलोज आंतों की दीवारों को खत्म कर देता है और भोजन के पारित होने में सहायता करते हुए बलगम के स्राव को उत्तेजित करता है।

· कुछ रोगाणु सेल्युलोज एंजाइमों के उपयोग के माध्यम से सेल्यूलोज को उसके ग्लूकोज मोनोमर्स में पचा सकते हैं।

गाय से लेकर दीमक तक कई यूकेरियोटिक शाकाहारी जीवों का सेल्युलोलिटिक रोगाणुओं के साथ सहजीवी संबंध होता है, जो सूक्ष्म जीव और मेजबान पशु को ऊर्जा के समृद्ध स्रोत तक पहुंच प्रदान करते हैं।

° कुछ कवक सेल्यूलोज को भी पचा सकते हैं।

एक अन्य महत्वपूर्ण संरचनात्मक पॉलीसेकेराइड है चिटिन, आर्थ्रोपोड्स (कीड़े, मकड़ियों और क्रस्टेशियंस सहित) के एक्सोस्केलेटन में उपयोग किया जाता है।

° चिटिन सेल्युलोज के समान है, सिवाय इसके कि इसमें प्रत्येक ग्लूकोज मोनोमर पर नाइट्रोजन युक्त उपांग होता है।

° शुद्ध काइटिन चमड़े का होता है लेकिन कैल्शियम कार्बोनेट मिलाने से इसे सख्त किया जा सकता है।

· काइटिन कई कवकों की कोशिका भित्ति के लिए संरचनात्मक सहायता भी प्रदान करता है।

संकल्पना 5.3 लिपिड हाइड्रोफोबिक अणुओं का एक विविध समूह है

अन्य मैक्रोमोलेक्यूल्स के विपरीत, लिपिड पॉलिमर नहीं बनाते हैं।

· की एकीकृत विशेषता लिपिड यह है कि उन सभी में पानी के लिए बहुत कम या कोई संबंध नहीं है।

इसका कारण यह है कि उनमें ज्यादातर हाइड्रोकार्बन होते हैं, जो गैर-ध्रुवीय सहसंयोजक बंधन बनाते हैं।

लिपिड रूप और कार्य में अत्यधिक विविध हैं।

वसा बड़ी मात्रा में ऊर्जा का भंडारण करते हैं।

· हालांकि वसा सख्ती से बहुलक नहीं होते हैं, वे निर्जलीकरण प्रतिक्रियाओं द्वारा छोटे अणुओं से एकत्रित बड़े अणु होते हैं।

· ए मोटा दो प्रकार के छोटे अणुओं से निर्मित होता है: ग्लिसरॉल और फैटी एसिड।

° ग्लिसरॉल एक तीन-कार्बन अल्कोहल है जिसमें प्रत्येक कार्बन से जुड़ा एक हाइड्रॉक्सिल समूह होता है।

डिग्री ए वसा अम्ल एक लंबे कार्बन कंकाल से जुड़ा एक कार्बोक्सिल समूह होता है, जो अक्सर 16 से 18 कार्बन लंबा होता है।

° लंबे हाइड्रोकार्बन कंकाल में कई गैर-ध्रुवीय C-H बांड वसा को हाइड्रोफोबिक बनाते हैं।

° वसा पानी से अलग हो जाते हैं क्योंकि पानी के अणु हाइड्रोजन एक दूसरे से बंध जाते हैं और वसा को बाहर कर देते हैं।

एक वसा में, तीन फैटी एसिड एस्टर लिंकेज द्वारा ग्लिसरॉल से जुड़ते हैं, जिससे a ट्राईसिलग्लिसरॉल, या ट्राइग्लिसराइड।

वसा में तीन फैटी एसिड समान या भिन्न हो सकते हैं।

फैटी एसिड लंबाई (कार्बन की संख्या) और दोहरे बंधनों की संख्या और स्थानों में भिन्न हो सकते हैं।

° यदि फैटी एसिड में कोई कार्बन-कार्बन डबल बॉन्ड नहीं है, तो अणु है a संतृप्त फैटी एसिड, हर संभव स्थिति में हाइड्रोजन से संतृप्त।

° यदि फैटी एसिड में कार्बन कंकाल से हाइड्रोजन परमाणुओं को हटाकर एक या एक से अधिक कार्बन-कार्बन दोहरे बंधन होते हैं, तो अणु एक है असंतृप्त वसा अम्ल।

· एक संतृप्त फैटी एसिड एक सीधी श्रृंखला है, लेकिन एक असंतृप्त फैटी एसिड में जहां भी दोहरा बंधन होता है, वहां एक गुत्थी होती है।

· संतृप्त वसा अम्लों से बने वसा संतृप्त वसा होते हैं।

° अधिकांश पशु वसा संतृप्त होते हैं।

° संतृप्त वसा कमरे के तापमान पर ठोस होती है।

असंतृप्त वसा अम्लों से बने वसा असंतृप्त वसा होते हैं।

° पौधे और मछली वसा कमरे के तापमान पर तरल होते हैं और तेल के रूप में जाने जाते हैं।

° डबल बॉन्ड के कारण होने वाले किंक अणुओं को कमरे के तापमान पर जमने के लिए पर्याप्त रूप से पैक करने से रोकते हैं।

° खाद्य लेबल पर "हाइड्रोजनीकृत वनस्पति तेल" वाक्यांश का अर्थ है कि असंतृप्त वसा को हाइड्रोजन के अतिरिक्त कृत्रिम रूप से संतृप्त वसा में परिवर्तित किया गया है।

पीनट बटर और मार्जरीन को हाइड्रोजनीकृत किया जाता है ताकि लिपिड को तेल के रूप में अलग होने से रोका जा सके।

° संतृप्त वसा से भरपूर आहार पट्टिका जमा के माध्यम से हृदय रोग (एथेरोस्क्लेरोसिस) में योगदान कर सकता है।

° वनस्पति तेलों को हाइड्रोजनीकृत करने की प्रक्रिया ट्रांस डबल बॉन्ड के साथ संतृप्त वसा और असंतृप्त वसा भी पैदा करती है। ये ट्रांस वसा अणु एथेरोस्क्लेरोसिस में संतृप्त वसा से अधिक योगदान करते हैं।

वसा का प्रमुख कार्य ऊर्जा भंडारण है।

° एक ग्राम वसा एक पॉलीसेकेराइड जैसे स्टार्च के एक ग्राम के रूप में दोगुने से अधिक ऊर्जा संग्रहीत करता है।

° क्योंकि पौधे गतिहीन होते हैं, वे स्टार्च के रूप में भारी ऊर्जा भंडारण के साथ कार्य कर सकते हैं। पौधे तेल का उपयोग तब करते हैं जब फैलाव और कॉम्पैक्ट भंडारण महत्वपूर्ण होता है, जैसा कि बीज में होता है।

° जानवरों को अपने ऊर्जा भंडार को अपने साथ रखना चाहिए और वसा के अधिक कॉम्पैक्ट ईंधन भंडार होने से लाभ उठाना चाहिए।

° मनुष्य और अन्य स्तनधारी वसा को वसा कोशिकाओं में दीर्घकालिक ऊर्जा भंडार के रूप में संग्रहीत करते हैं जो वसा के जमा होने या भंडारण से वापस लेने के रूप में फूलते और सिकुड़ते हैं।

· वसा ऊतक गुर्दे जैसे महत्वपूर्ण अंगों को सुरक्षित रखने का भी कार्य करता है।

वसा की एक परत इन्सुलेशन के रूप में भी कार्य कर सकती है।

° यह चमड़े के नीचे की परत व्हेल, सील और अधिकांश अन्य समुद्री स्तनधारियों में विशेष रूप से मोटी होती है।

फॉस्फोलिपिड कोशिका झिल्ली के प्रमुख घटक हैं।

· फॉस्फोलिपिड ग्लिसरॉल से जुड़े दो फैटी एसिड और तीसरे स्थान पर एक फॉस्फेट समूह है।

° फॉस्फेट समूह ऋणात्मक आवेश वहन करता है।

° विभिन्न प्रकार के फॉस्फोलिपिड बनाने के लिए अतिरिक्त छोटे समूहों को फॉस्फेट समूह से जोड़ा जा सकता है।

पानी के साथ फॉस्फोलिपिड्स की परस्पर क्रिया जटिल है।

° फैटी एसिड की पूंछ हाइड्रोफोबिक होती है, लेकिन फॉस्फेट समूह और इसके अनुलग्नक एक हाइड्रोफिलिक सिर बनाते हैं।

· जब फॉस्फोलिपिड्स को पानी में मिलाया जाता है, तो वे स्वयं को इकट्ठा करके हाइड्रोफोबिक टेल्स के साथ आंतरिक भाग की ओर इशारा करते हैं।

° इस प्रकार की संरचना को मिसेल कहते हैं।

फास्फोलिपिड्स एक कोशिका की सतह पर एक द्विपरत के रूप में व्यवस्थित होते हैं।

° फिर से, हाइड्रोफिलिक सिर बिलीयर के बाहर, जलीय घोल के संपर्क में होते हैं, और हाइड्रोफोबिक पूंछ बाइलर के आंतरिक भाग की ओर इशारा करते हैं।

फॉस्फोलिपिड बाइलेयर कोशिका और बाहरी वातावरण के बीच एक अवरोध बनाता है।

° फॉस्फोलिपिड सभी कोशिका झिल्लियों का प्रमुख घटक है।

स्टेरॉयड में कोलेस्ट्रॉल और कुछ हार्मोन शामिल हैं।

· 'स्टेरॉयड एक कार्बन कंकाल के साथ लिपिड होते हैं जिसमें चार जुड़े हुए छल्ले होते हैं।

· विभिन्न स्टेरॉयड रिंगों से जुड़े अलग-अलग कार्यात्मक समूहों द्वारा बनाए जाते हैं।

· कोलेस्ट्रॉल, एक महत्वपूर्ण स्टेरॉयड, पशु कोशिका झिल्ली में एक घटक है।

कोलेस्ट्रॉल भी अग्रदूत है जिससे अन्य सभी स्टेरॉयड संश्लेषित होते हैं।

° इनमें से कई अन्य स्टेरॉयड हार्मोन हैं, जिनमें कशेरुकी सेक्स हार्मोन भी शामिल हैं।

· जबकि जानवरों में कोलेस्ट्रॉल एक आवश्यक अणु है, रक्त में कोलेस्ट्रॉल का उच्च स्तर हृदय रोग में योगदान कर सकता है।

· संतृप्त वसा और ट्रांस वसा दोनों ही कोलेस्ट्रॉल के स्तर को प्रभावित करके स्वास्थ्य पर अपना नकारात्मक प्रभाव डालते हैं।

अवधारणा 5.4 प्रोटीन में कई संरचनाएं होती हैं, जिसके परिणामस्वरूप कार्यों की एक विस्तृत श्रृंखला होती है

अधिकांश कोशिकाओं के शुष्क द्रव्यमान में प्रोटीन का योगदान 50% से अधिक होता है। वे लगभग हर चीज में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं जो एक जीव करता है।

° प्रोटीन कार्यों में संरचनात्मक समर्थन, भंडारण, परिवहन, सेलुलर सिग्नलिंग, आंदोलन और विदेशी पदार्थों के खिलाफ रक्षा शामिल है।

° सबसे महत्वपूर्ण, प्रोटीन एंजाइम के रूप में कार्य करते हैं उत्प्रेरक कोशिकाओं में, बिना उपभोग किए रासायनिक प्रतिक्रियाओं को चुनिंदा रूप से तेज करके चयापचय को नियंत्रित करता है।

· मनुष्य के पास हजारों अलग-अलग प्रोटीन होते हैं, जिनमें से प्रत्येक की एक विशिष्ट संरचना और कार्य होता है।

प्रोटीन सबसे संरचनात्मक रूप से जटिल अणु हैं जिन्हें जाना जाता है।

° प्रत्येक प्रकार के प्रोटीन का एक जटिल त्रि-आयामी आकार या संरचना होती है।

· सभी प्रोटीन पॉलिमर 20 अमीनो एसिड मोनोमर्स के एक ही सेट से बनाए जाते हैं।

प्रोटीन के बहुलक कहलाते हैं पॉलीपेप्टाइड्स।

· ए प्रोटीन एक या एक से अधिक पॉलीपेप्टाइड होते हैं जो एक विशिष्ट संरचना में मुड़े और कुंडलित होते हैं।

अमीनो एसिड मोनोमर हैं जिनसे प्रोटीन का निर्माण होता है।

· अमीनो अम्ल कार्बनिक अणु हैं जिनमें कार्बोक्सिल और अमीनो समूह दोनों होते हैं।

· अमीनो एसिड के केंद्र में एक असममित कार्बन परमाणु होता है जिसे अल्फा कार्बन कहा जाता है।

अल्फा कार्बन से चार घटक जुड़े होते हैं: एक हाइड्रोजन परमाणु, एक कार्बोक्सिल समूह, एक एमिनो समूह, और एक चर R समूह (या साइड चेन)।

° विभिन्न R समूह 20 विभिन्न अमीनो एसिड की विशेषता रखते हैं।

आर समूह हाइड्रोजन परमाणु जितना सरल हो सकता है (अमीनो एसिड ग्लाइसिन के रूप में), या यह कार्बन कंकाल हो सकता है जिसमें विभिन्न कार्यात्मक समूह जुड़े होते हैं (जैसे ग्लूटामाइन में)।

आर समूह के भौतिक और रासायनिक गुण एक विशेष अमीनो एसिड की अनूठी विशेषताओं को निर्धारित करते हैं।

° अमीनो एसिड के एक समूह में हाइड्रोफोबिक आर समूह होते हैं।

° अमीनो एसिड के एक अन्य समूह में ध्रुवीय आर समूह होते हैं जो हाइड्रोफिलिक होते हैं।

° अमीनो एसिड के तीसरे समूह में वे कार्यात्मक समूह शामिल होते हैं जो सेलुलर पीएच पर चार्ज (आयनित) होते हैं।

कार्बोक्सिल समूह की उपस्थिति के कारण कुछ अम्लीय R समूह ऋणात्मक आवेश में होते हैं।

बेसिक आर समूहों में अमीनो समूह होते हैं जो सकारात्मक प्रभारी होते हैं।

ध्यान दें कि सभी अमीनो एसिड में कार्बोक्सिल और अमीनो समूह होते हैं। इस संदर्भ में अम्लीय और क्षारीय शब्द केवल इन समूहों को R समूहों में संदर्भित करते हैं।

· अमीनो एसिड एक साथ जुड़ जाते हैं जब एक निर्जलीकरण प्रतिक्रिया एक हाइड्रॉक्सिल समूह को एक अमीनो एसिड के कार्बोक्सिल छोर से और दूसरे के अमीनो समूह से एक हाइड्रोजन को हटा देती है।

° परिणामी सहसंयोजक बंधन को a . कहा जाता है पेप्टाइड बंधन।

· प्रक्रिया को बार-बार दोहराने से एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला बन जाती है।

° एक छोर पर एक मुक्त अमीनो समूह (एन-टर्मिनस) के साथ एक एमिनो एसिड होता है और दूसरे पर एक मुक्त कार्बोक्सिल समूह (सी-टर्मिनस) के साथ एक एमिनो एसिड होता है।

पॉलीपेप्टाइड्स का आकार कुछ मोनोमर्स से लेकर हजारों तक होता है।

प्रत्येक पॉलीपेप्टाइड में अमीनो एसिड का एक अद्वितीय रैखिक अनुक्रम होता है।

एक पॉलीपेप्टाइड का अमीनो एसिड अनुक्रम निर्धारित किया जा सकता है।

कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय में फ्रेडरिक सेंगर और उनके सहयोगियों ने 1950 के दशक में इंसुलिन के अमीनो एसिड अनुक्रम का निर्धारण किया।

° सेंगर ने विशिष्ट स्थानों पर इंसुलिन को हाइड्रोलाइज करने के लिए प्रोटीन-पाचन एंजाइम और अन्य उत्प्रेरक का उपयोग किया।

° फिर क्रोमैटोग्राफी नामक तकनीक द्वारा टुकड़ों को अलग किया गया।

° दूसरे एजेंट द्वारा हाइड्रोलिसिस ने पॉलीपेप्टाइड को अलग-अलग जगहों पर तोड़ दिया, जिससे टुकड़ों का एक दूसरा समूह निकला।

° सेंगर ने छोटे टुकड़ों में अमीनो एसिड के अनुक्रम को निर्धारित करने के लिए रासायनिक तरीकों का इस्तेमाल किया।

° फिर उन्होंने विभिन्न एजेंटों के साथ हाइड्रोलाइज़िंग द्वारा प्राप्त टुकड़ों के बीच अतिव्यापी क्षेत्रों की खोज की।

° वर्षों के प्रयास के बाद, सेंगर इंसुलिन की पूरी प्राथमिक संरचना का पुनर्निर्माण करने में सक्षम था।

° एक पॉलीपेप्टाइड अनुक्रमण के अधिकांश चरण तब से स्वचालित हो गए हैं।

प्रोटीन संरचना प्रोटीन कार्य को निर्धारित करती है।

एक कार्यात्मक प्रोटीन में एक या एक से अधिक पॉलीपेप्टाइड होते हैं जिन्हें एक अद्वितीय आकार में घुमाया, मोड़ा और कुंडलित किया गया है।

यह अमीनो एसिड का क्रम है जो यह निर्धारित करता है कि प्रोटीन की त्रि-आयामी संरचना क्या होगी।

एक प्रोटीन की विशिष्ट संरचना उसके कार्य को निर्धारित करती है।

· जब कोई कोशिका पॉलीपेप्टाइड का संश्लेषण करती है, तो शृंखला आम तौर पर उस प्रोटीन की कार्यात्मक संरचना को ग्रहण करने के लिए स्वचालित रूप से फोल्ड हो जाती है।

फोल्डिंग को श्रृंखला के कुछ हिस्सों के बीच विभिन्न प्रकार के बंधों द्वारा प्रबलित किया जाता है, जो बदले में अमीनो एसिड के अनुक्रम पर निर्भर करता है।

° कई प्रोटीन गोलाकार होते हैं, जबकि अन्य आकार में रेशेदार होते हैं।

लगभग हर मामले में, एक प्रोटीन का कार्य किसी अन्य अणु को पहचानने और बाँधने की उसकी क्षमता पर निर्भर करता है।

° उदाहरण के लिए, एक एंटीबॉडी एक विशेष विदेशी पदार्थ को बांधता है।

° एक एंजाइम एक विशिष्ट सब्सट्रेट को पहचानता है और एक रासायनिक प्रतिक्रिया को सुविधाजनक बनाता है।

° प्राकृतिक संकेत अणु जिन्हें एंडोर्फिन कहा जाता है, मनुष्यों में मस्तिष्क कोशिकाओं की सतह पर विशिष्ट रिसेप्टर प्रोटीन से बंधते हैं, जो उत्साह पैदा करते हैं और दर्द से राहत देते हैं।

मॉर्फिन, हेरोइन और अन्य अफीम दवाएं एंडोर्फिन की नकल करती हैं क्योंकि वे आकार में समान होती हैं और मस्तिष्क के एंडोर्फिन रिसेप्टर्स को बांध सकती हैं।

प्रोटीन का कार्य उसके विशिष्ट आणविक क्रम से उत्पन्न एक आकस्मिक गुण है।

संरचना के तीन स्तर-प्राथमिक, द्वितीयक और तृतीयक संरचनाएं-एक एकल पॉलीपेप्टाइड के भीतर तह को व्यवस्थित करती हैं।

· चतुर्धातुक संरचना तब उत्पन्न होती है जब दो या दो से अधिक पॉलीपेप्टाइड आपस में मिलकर एक प्रोटीन बनाते हैं।

· NS प्राथमिक संरचना एक प्रोटीन का अमीनो एसिड का इसका अनूठा क्रम है।

° लाइसोजाइम, एक एंजाइम जो बैक्टीरिया पर हमला करता है, उसमें 129 अमीनो एसिड होते हैं।

° प्रोटीन की सटीक प्राथमिक संरचना विरासत में मिली आनुवंशिक जानकारी से निर्धारित होती है।

प्राथमिक संरचना में मामूली बदलाव भी प्रोटीन की संरचना और कार्य करने की क्षमता को प्रभावित कर सकता है।

° हीमोग्लोबिन की प्राथमिक संरचना में एक विशेष स्थान पर सामान्य एक (ग्लूटामिक एसिड) के लिए एक अमीनो एसिड (वेलिन) का प्रतिस्थापन, प्रोटीन जो लाल रक्त कोशिकाओं में ऑक्सीजन ले जाता है, सिकल सेल रोग का कारण बन सकता है, एक विरासत में मिला रक्त विकार .

° असामान्य हीमोग्लोबिन क्रिस्टलीकृत हो जाते हैं, लाल रक्त कोशिकाओं को एक दरांती के आकार में विकृत कर देते हैं और केशिकाओं को बंद कर देते हैं।

अधिकांश प्रोटीनों में उनकी पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं के खंड बार-बार कुंडलित या मुड़े हुए होते हैं।

इन कॉइल्स और फोल्ड्स को कहा जाता है माध्यमिक संरचना और पॉलीपेप्टाइड रीढ़ के दोहराए जाने वाले घटकों के बीच हाइड्रोजन बांड के परिणामस्वरूप।

° नाइट्रोजन परमाणु से जुड़ा कमजोर सकारात्मक हाइड्रोजन परमाणु पास के पेप्टाइड बॉन्ड के ऑक्सीजन परमाणु के लिए एक आत्मीयता रखता है।

° प्रत्येक हाइड्रोजन बंधन कमजोर होता है, लेकिन कई हाइड्रोजन बांडों का योग प्रोटीन के हिस्से की संरचना को स्थिर करता है।

· विशिष्ट माध्यमिक संरचनाएं कॉइल (एक अल्फा हेलिक्स) या फोल्ड (बीटा प्लीटेड शीट) हैं।

रेशम के संरचनात्मक गुण बीटा प्लेटेड शीट के कारण होते हैं।

° इतने सारे हाइड्रोजन बांड की उपस्थिति प्रत्येक रेशम फाइबर को समान वजन के स्टील स्ट्रैंड से अधिक मजबूत बनाती है।

· तृतीयक संरचना विभिन्न आर समूहों के बीच बातचीत द्वारा निर्धारित किया जाता है।

° इन अंतःक्रियाओं में ध्रुवीय और/या आवेशित क्षेत्रों के बीच हाइड्रोजन बंधन, आवेशित R समूहों के बीच आयनिक बंधन, और हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन और वैन डेर वाल्स हाइड्रोफोबिक आर समूहों के बीच बातचीत।

° जबकि ये तीनों परस्पर क्रियाएँ अपेक्षाकृत कमजोर होती हैं, मजबूत सहसंयोजक बंध जिन्हें कहा जाता है डाइसल्फ़ाइड ब्रिज दो सिस्टीन मोनोमर्स के सल्फहाइड्रील समूहों (एसएच) के बीच का यह रूप प्रोटीन के कुछ हिस्सों को एक साथ जोड़ने का काम करता है।

· चतुर्धातुक संरचना दो या दो से अधिक पॉलीपेप्टाइड सबयूनिट्स के एकत्रीकरण के परिणाम।

°कोलेजन तीन पॉलीपेप्टाइड्स का एक रेशेदार प्रोटीन है जो एक रस्सी की तरह सुपरकोल्ड होता है।

यह संयोजी ऊतक में कोलेजन की भूमिका के लिए संरचनात्मक शक्ति प्रदान करता है।

° हीमोग्लोबिन चतुष्कोणीय संरचना वाला एक गोलाकार प्रोटीन है।

इसमें चार पॉलीपेप्टाइड सबयूनिट होते हैं: दो अल्फा और दो बीटा चेन।

दोनों प्रकार की उपइकाइयों में प्राथमिक रूप से अल्फा-पेचदार द्वितीयक संरचना होती है।

° प्रत्येक सबयूनिट में एक लोहे के परमाणु के साथ एक नॉनपेप्टाइड हीम घटक होता है जो ऑक्सीजन को बांधता है।

प्रोटीन संरचना का निर्धारण करने वाले प्रमुख कारक क्या हैं?

· दिए गए अमीनो एसिड अनुक्रम की एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला, द्वितीयक और तृतीयक संरचना के लिए जिम्मेदार अंतःक्रियाओं द्वारा निर्धारित और अनुरक्षित स्वयं को एक 3डी आकार में स्वचालित रूप से व्यवस्थित कर सकती है।

° तह तब होती है जब कोशिका के भीतर प्रोटीन का संश्लेषण होता है।

· हालांकि, प्रोटीन की संरचना प्रोटीन के वातावरण की भौतिक और रासायनिक स्थितियों पर भी निर्भर करती है।

° पीएच, नमक की सघनता, तापमान या अन्य कारकों में बदलाव का पता चल सकता है या विकृतीकरण एक प्रोटीन।

° ये बल प्रोटीन के आकार को बनाए रखने वाले हाइड्रोजन बॉन्ड, आयनिक बॉन्ड और डाइसल्फ़ाइड ब्रिज को बाधित करते हैं।

यदि अधिकांश प्रोटीन कार्बनिक विलायक में स्थानांतरित हो जाते हैं तो वे विकृत हो जाते हैं। पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला फिर से फोल्ड हो जाती है ताकि इसके हाइड्रोफोबिक क्षेत्र विलायक की ओर बाहर की ओर हों।

विकृतीकरण गर्मी के कारण भी हो सकता है, जो कमजोर अंतःक्रियाओं को बाधित करता है जो संरचना को स्थिर करते हैं।

° यह बताता है कि अत्यधिक तेज़ बुखार घातक क्यों हो सकता है। शरीर के उच्च तापमान से रक्त में प्रोटीन विकृत हो जाते हैं।

· कुछ प्रोटीन विकृतीकरण के बाद अपने कार्यात्मक आकार में लौट सकते हैं, लेकिन अन्य नहीं कर सकते, विशेष रूप से कोशिका के भीड़ भरे वातावरण में।

बायोकेमिस्ट अब 875,000 से अधिक प्रोटीन के अमीनो एसिड अनुक्रम और लगभग 7,000 के 3डी आकार को जानते हैं।

° फिर भी, केवल इसकी प्राथमिक संरचना से ही किसी प्रोटीन के संरूपण की भविष्यवाणी करना अभी भी कठिन है।

अधिकांश प्रोटीन अपने "परिपक्व" विन्यास तक पहुंचने से पहले कई मध्यवर्ती चरणों से गुजरते हुए दिखाई देते हैं।

कई प्रोटीनों के फोल्डिंग में किसके द्वारा सहायता की जाती है चैपरोनिन या चैपरोन प्रोटीन।

° चैपरोनिन एक पॉलीपेप्टाइड की अंतिम संरचना को निर्दिष्ट नहीं करते हैं, बल्कि पॉलीपेप्टाइड को अलग करने और उसकी रक्षा करने के लिए काम करते हैं, जबकि यह अनायास फोल्ड हो जाता है।

· वर्तमान में, वैज्ञानिक उपयोग करते हैं एक्स - रे क्रिस्टलोग्राफी प्रोटीन संरचना का निर्धारण करने के लिए।

· इस तकनीक के अध्ययन के लिए प्रोटीन के क्रिस्टल के निर्माण की आवश्यकता होती है।

क्रिस्टल के परमाणुओं द्वारा एक्स-रे के विवर्तन के पैटर्न का उपयोग परमाणुओं के स्थान को निर्धारित करने और इसकी संरचना का एक कंप्यूटर मॉडल बनाने के लिए किया जा सकता है।

· इस समस्या के लिए हाल ही में परमाणु चुंबकीय अनुनाद (NMR) स्पेक्ट्रोस्कोपी को लागू किया गया है।

° इस विधि में प्रोटीन क्रिस्टलीकरण की आवश्यकता नहीं होती है।

संकल्पना 5.5 न्यूक्लिक एसिड वंशानुगत जानकारी को संग्रहीत और संचारित करता है

· The amino acid sequence of a polypeptide is programmed by a unit of inheritance known as a जीन

· A gene consists of DNA, a polymer known as a nucleic acid.

There are two types of nucleic acids: RNA and DNA.

· There are two types of nucleic acids: ribonucleic acid (RNA) and deoxyribonucleic acid (DNA).

° These are the molecules that allow living organisms to reproduce their complex components from generation to generation.

· DNA provides directions for its own replication.

· DNA also directs RNA synthesis and, through RNA, controls protein synthesis.

· Organisms inherit DNA from their parents.

° Each DNA molecule is very long, consisting of hundreds to thousands of genes.

° Before a cell reproduces itself by dividing, its DNA is copied. The copies are then passed to the next generation of cells.

· While DNA encodes the information that programs all the cell’s activities, it is not directly involved in the day-to-day operations of the cell.

° Proteins are responsible for implementing the instructions contained in DNA.

· Each gene along a DNA molecule directs the synthesis of a specific type of messenger RNA molecule (mRNA).

· The mRNA molecule interacts with the cell’s protein-synthesizing machinery to direct the ordering of amino acids in a polypeptide.

· The flow of genetic information is from DNA -> RNA -> protein.

· Protein synthesis occurs on cellular structures called ribosomes.

· In eukaryotes, DNA is located in the nucleus, but most ribosomes are in the cytoplasm. mRNA functions as an intermediary, moving information and directions from the nucleus to the cytoplasm.

· Prokaryotes lack nuclei but still use RNA as an intermediary to carry a message from DNA to the ribosomes.

A nucleic acid strand is a polymer of nucleotides.

· Nucleic acids are polymers made of न्यूक्लियोटाइड मोनोमर

· Each nucleotide consists of three parts: a nitrogenous base, a pentose sugar, and a phosphate group.

· The nitrogen bases are rings of carbon and nitrogen that come in two types: प्यूरीन तथा pyrimidines.

° Pyrimidines have a single six-membered ring.

§ There are three different pyrimidines: cytosine (C), thymine (T), and uracil (U).

° Purines have a six-membered ring joined to a five-membered ring.

§ The two purines are adenine (A) and guanine (G).

· The pentose joined to the nitrogen base is ribose in nucleotides of RNA and डीऑक्सीराइबोज डीएनए में।

° The only difference between the sugars is the lack of an oxygen atom on carbon two in deoxyribose.

° Because the atoms in both the nitrogenous base and the sugar are numbered, the sugar atoms have a prime after the number to distinguish them.

° Thus, the second carbon in the sugar ring is the 2’ (2 prime) carbon and the carbon that sticks up from the ring is the 5’ carbon.

° The combination of a pentose and a nitrogenous base is a nucleoside.

· The addition of a phosphate group creates a nucleoside monophosphate or nucleotide.

· Polynucleotides are synthesized when adjacent nucleotides are joined by covalent bonds called phosphodiester linkages that form between the —OH group on the 3’ of one nucleotide and the phosphate on the 5’ carbon of the next.

° This creates a repeating backbone of sugar-phosphate units, with appendages consisting of the nitrogenous bases.

· The two free ends of the polymer are distinct.

° One end has a phosphate attached to a 5’ carbon this is the 5’ end.

° The other end has a hydroxyl group on a 3’ carbon this is the 3’ end.

· The sequence of bases along a DNA or mRNA polymer is unique for each gene.

° Because genes are normally hundreds to thousands of nucleotides long, the number of possible base combinations is virtually limitless.

· The linear order of bases in a gene specifies the order of amino acids—the primary structure—of a protein, which in turn determines three-dimensional conformation and function.

Inheritance is based on replication of the DNA double helix.

· An RNA molecule is a single polynucleotide chain.

· DNA molecules have two polynucleotide strands that spiral around an imaginary axis to form a दोहरी कुंडली।

° The double helix was first proposed as the structure of DNA in 1953 by James Watson and Francis Crick.

· The sugar-phosphate backbones of the two polynucleotides are on the outside of the helix.

° The two backbones run in opposite 5’ -> 3’ directions from each other, an arrangement referred to as antiparallel.

· Pairs of nitrogenous bases, one from each strand, connect the polynucleotide chains with hydrogen bonds.

· Most DNA molecules have thousands to millions of base pairs.

· Because of their shapes, only some bases are compatible with each other.

° Adenine (A) always pairs with thymine (T) and guanine (G) with cytosine (C).

· With these base-pairing rules, if we know the sequence of bases on one strand, we know the sequence on the opposite strand.

° The two strands are complementary.

· Prior to cell division, each of the strands serves as a template to order nucleotides into a new complementary strand.

° This results in two identical copies of the original double-stranded DNA molecule, which are then distributed to the daughter cells.

· This mechanism ensures that a full set of genetic information is transmitted whenever a cell reproduces.

We can use DNA and proteins as tape measures of evolution.

· Genes (DNA) and their products (proteins) document the hereditary background of an organism.

· Because DNA molecules are passed from parents to offspring, siblings have greater similarity in their DNA and protein than do unrelated individuals of the same species.

· This argument can be extended to develop a “molecular genealogy” to relationships between species.

· Two species that appear to be closely related based on fossil and molecular evidence should also be more similar in DNA and protein sequences than are more distantly related species.

§ For example, if we compare the sequence of 146 amino acids in a hemoglobin polypeptide, we find that humans and gorillas differ in just 1 amino acid.


Importance of Carbohydrates

Carbohydrates are a major class of biological macromolecules that are an essential part of our diet and provide energy to the body.

सीखने के मकसद

Describe the benefits provided to organisms by carbohydrates

चाबी छीन लेना

प्रमुख बिंदु

  • Carbohydrates provide energy to the body, particularly through glucose, a simple sugar that is found in many basic foods.
  • Carbohydrates contain soluble and insoluble elements the insoluble part is known as fiber, which promotes regular bowel movement, regulates the rate of consumption of blood glucose, and also helps to remove excess cholesterol from the body.
  • As an immediate source of energy, glucose is broken down during the process of cellular respiration, which produces ATP, the energy currency of the cell.
  • Since carbohydrates are an important part of the human nutrition, eliminating them from the diet is not the best way to lose weight.

मुख्य शर्तें

  • कार्बोहाइड्रेट: A sugar, starch, or cellulose that is a food source of energy for an animal or plant a saccharide.
  • शर्करा: C6H12O6 के आणविक सूत्र के साथ एक साधारण मोनोसेकेराइड (चीनी) यह सेलुलर चयापचय के लिए ऊर्जा का एक प्रमुख स्रोत है
  • एटीपी: A nucleotide that occurs in muscle tissue, and is used as a source of energy in cellular reactions, and in the synthesis of nucleic acids. ATP is the abbreviation for adenosine triphosphate.

कार्बोहाइड्रेट के लाभ

Biological macromolecules are large molecules that are necessary for life and are built from smaller organic molecules. One major class of biological macromolecules are carbohydrates, which are further divided into three subtypes: monosaccharides, disaccharides, and polysaccharides. वास्तव में, कार्बोहाइड्रेट हमारे आहार का एक अनिवार्य हिस्सा हैं अनाज, फल और सब्जियां सभी कार्बोहाइड्रेट के प्राकृतिक स्रोत हैं। Importantly, carbohydrates provide energy to the body, particularly through glucose, a simple sugar that is a component of starch and an ingredient in many basic foods.

कार्बोहाइड्रेट: Carbohydrates are biological macromolecules that are further divided into three subtypes: monosaccharides, disaccharides, and polysaccharides. Like all macromolecules, carbohydrates are necessary for life and are built from smaller organic molecules.

Carbohydrates in Nutrition

Carbohydrates have been a controversial topic within the diet world. People trying to lose weight often avoid carbs, and some diets completely forbid carbohydrate consumption, claiming that a low-carb diet helps people to lose weight faster. However, carbohydrates have been an important part of the human diet for thousands of years artifacts from ancient civilizations show the presence of wheat, rice, and corn in our ancestors’ storage areas.

Carbohydrates should be supplemented with proteins, vitamins, and fats to be parts of a well-balanced diet. कैलोरी के हिसाब से एक ग्राम कार्बोहाइड्रेट 4.3 किलो कैलोरी प्रदान करता है। In comparison, fats provide 9 Kcal/g, a less desirable ratio. Carbohydrates contain soluble and insoluble elements the insoluble part is known as fiber, which is mostly cellulose. Fiber has many uses it promotes regular bowel movement by adding bulk, and it regulates the rate of consumption of blood glucose. फाइबर शरीर से अतिरिक्त कोलेस्ट्रॉल को दूर करने में भी मदद करता है। Fiber binds and attaches to the cholesterol in the small intestine and prevents the cholesterol particles from entering the bloodstream. Then cholesterol exits the body via the feces. फाइबर युक्त आहार भी कोलन कैंसर की घटना को कम करने में एक सुरक्षात्मक भूमिका निभाते हैं। इसके अलावा, साबुत अनाज और सब्जियों से युक्त भोजन तृप्ति का एहसास देता है। As an immediate source of energy, glucose is broken down during the process of cellular respiration, which produces adenosine triphosphate (ATP), the energy currency of the cell. Without the consumption of carbohydrates, the availability of “instant energy” would be reduced. Eliminating carbohydrates from the diet is not the best way to lose weight. A low-calorie diet that is rich in whole grains, fruits, vegetables, and lean meat, together with plenty of exercise and plenty of water, is the more sensible way to lose weight.


How Macromolecules Come Together: Hydrolysis & Condensation Reactions

Biopolymers can be built from constituent monomers or broken down into constituent monomers through the process of anabolism or catabolism, respectively. Condensation reactions are the chemical process by which two molecules are joined with the loss of water, and is the process by which carbohydrates, proteins, nucleic acids, and proteins are synthesized from simpler subunits. Because water is lost, this process can also be called निर्जलीकरण संश्लेषण.

A-H + B-OH → A-B + H2हे

Hydrolysis reactions are those in which NS addition of water allows for essentially to the opposite process of condensation to occur, thereby cleaving a larger molecule into smaller substituent molecules.


What is polysaccharide in biology?

उदाहरण include storage polysaccharides such as starch and glycogen, and structural polysaccharides such as cellulose and chitin.

  • Starch purpose. ऊर्जा।
  • Glycogen purpose. Store glucose.
  • Chitin purpose. संरचना।
  • Cellulose purpose. Structure and dietary fiber.
  • Starch is found.. In blood stream and cells.
  • Glycogen is found.. In liver and muscle cells.
  • Chitin is found.. In cell walls.
  • Cellulose is found.. In plant cell walls.

Also know, what is polysaccharide used for?

बहुशर्करा is a long-chain carbohydrate made up of smaller carbohydrates called monosaccharides that's typically द्वारा इस्तेमाल किया our bodies for energy or to help with cellular structure. Each monosaccharide is connected together via glycosidic bonds to form the बहुशर्करा.

What is a monosaccharide in biology?

संज्ञा। plural: मोनोसैक्राइड. mon·o·sac·cha·ride, [ˈm?.n??ˈsæk. a?d] (biochemistry) A simple sugar that constitutes the building blocks of a more complex form of sugars such as oligosaccharides and polysaccharides examples are fructose, glucose, and ribose.


Polysaccharide Structure Depends on the Type of Glycosidic Bonds

चित्र 6. Common polysaccharides. Plant starch (e.g. amylose) and glycogen are composed of अल्फा -D-glucose subunits linked through अल्फा glycosidic bonds. Starch is an unbranched polymer, whereas glycogen is branched, with 1 -> 6 linkages. Cellulose is composed of बीटा -D-glucose subunits linked through बीटा glycosidic bonds.

Polysaccharides are composed of linear chains of many molecules of glucose linked via glycosidic bonds (Figure 6). Glycogen and starch are composed of अल्फा-D-glucoses linked through अल्फा glycosidic bonds between carbons 1 and 4 of glucose (referred to as a 1 -> 4 linkage). In addition, some polysaccharides (e.g. glycogen) have additional अल्फा glycosidic bonds between carbons 1 and 6 of glucose (referred to as a 1 -> 6 linkage), resulting in a branched polysaccharide. In plants there are both branched and unbranched polysaccharides (e.g. amylopectin and amylose, respectively). Cellulose is an unbranched, long chain of glucose molecules linked by glycosidic bonds, however, the bonds are बीटा glycosidic bonds between carbons 1 and 4 of glucose. The resulting structure of cellulose is rigid and cellulose can aggregate to form microfibrils (a major component of the plant cell wall). Although both plant starch and cellulose are polymers of glucose, mammals can only use starch as a source of nutrition. Mammals lack the enzyme required to cleave the बीटा glycosidic bonds of cellulose, however, they do possess the enzymes that can cleave the अल्फा glycosidic bonds of starch.


पॉलिसैक्राइड

A long chain of monosaccharides linked by glycosidic bonds is known as a बहुशर्करा (poly– = “many”). श्रृंखला शाखित या अशाखित हो सकती है, और इसमें विभिन्न प्रकार के मोनोसेकेराइड हो सकते हैं। The molecular weight may be 100,000 daltons or more depending on the number of monomers joined. स्टार्च, ग्लाइकोजन, सेल्युलोज और काइटिन पॉलीसेकेराइड के प्राथमिक उदाहरण हैं।

Starch is the stored form of sugars in plants and is made up of a mixture of amylose and amylopectin (both polymers of glucose). Plants are able to synthesize glucose, and the excess glucose, beyond the plant’s immediate energy needs, is stored as starch in different plant parts, including roots and seeds. The starch in the seeds provides food for the embryo as it germinates and can also act as a source of food for humans and animals. The starch that is consumed by humans is broken down by enzymes, such as salivary amylases, into smaller molecules, such as maltose and glucose. कोशिकाएं तब ग्लूकोज को अवशोषित कर सकती हैं।

Starch is made up of glucose monomers that are joined by α 1-4 या α 1-6 ग्लाइकोसिडिक बांड। संख्या 1-4 और 1-6 उन दो अवशेषों की कार्बन संख्या को संदर्भित करती है जो बंधन बनाने के लिए जुड़ गए हैं। As illustrated in Figure 6, amylose is starch formed by unbranched chains of glucose monomers (only α 1-4 linkages), whereas amylopectin is a branched polysaccharide (α शाखा बिंदुओं पर 1-6 लिंकेज)।

Figure 6. Amylose and amylopectin are two different forms of starch. Amylose is composed of unbranched chains of glucose monomers connected by α 1,4 glycosidic linkages. Amylopectin is composed of branched chains of glucose monomers connected by α 1,4 and α 1,6 glycosidic linkages. Because of the way the subunits are joined, the glucose chains have a helical structure. Glycogen (not shown) is similar in structure to amylopectin but more highly branched.

ग्लाइकोजन is the storage form of glucose in humans and other vertebrates and is made up of monomers of glucose. ग्लाइकोजन स्टार्च के समकक्ष पशु है और एक अत्यधिक शाखित अणु है जो आमतौर पर यकृत और मांसपेशियों की कोशिकाओं में संग्रहीत होता है। Whenever blood glucose levels decrease, glycogen is broken down to release glucose in a process known as glycogenolysis.

सेल्यूलोज is the most abundant natural biopolymer. The cell wall of plants is mostly made of cellulose this provides structural support to the cell. लकड़ी और कागज ज्यादातर प्रकृति में सेल्यूलोजिक होते हैं। Cellulose is made up of glucose monomers that are linked by β 1-4 glycosidic bonds (Figure 7).

Figure 7. In cellulose, glucose monomers are linked in unbranched chains by β 1-4 glycosidic linkages. Because of the way the glucose subunits are joined, every glucose monomer is flipped relative to the next one resulting in a linear, fibrous structure.

As shown in Figure 7, every other glucose monomer in cellulose is flipped over, and the monomers are packed tightly as extended long chains. यह सेल्यूलोज को इसकी कठोरता और उच्च तन्यता ताकत देता है - जो कोशिकाओं को लगाने के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। जबकि β 1-4 linkage cannot be broken down by human digestive enzymes, herbivores such as cows, koalas, buffalos, and horses are able, with the help of the specialized flora in their stomach, to digest plant material that is rich in cellulose and use it as a food source. In these animals, certain species of bacteria and protists reside in the rumen (part of the digestive system of herbivores) and secrete the enzyme cellulase. The appendix of grazing animals also contains bacteria that digest cellulose, giving it an important role in the digestive systems of ruminants. सेल्युलेस सेल्युलोज को ग्लूकोज मोनोमर्स में तोड़ सकता है जिसे जानवर द्वारा ऊर्जा स्रोत के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। दीमक अपने शरीर में अन्य जीवों की उपस्थिति के कारण सेल्यूलोज को तोड़ने में भी सक्षम होते हैं जो सेल्युलेस को स्रावित करते हैं।

Figure 8. Insects have a hard outer exoskeleton made of chitin, a type of polysaccharide.

कार्बोहाइड्रेट विभिन्न जानवरों में विभिन्न कार्य करते हैं। Arthropods (insects, crustaceans, and others) have an outer skeleton, called the exoskeleton, which protects their internal body parts (as seen in the bee in Figure 8).

This exoskeleton is made of the biological macromolecule chitin, which is a polysaccharide-containing nitrogen. It is made of repeating units of N-acetyl-β-d-glucosamine, a modified sugar. Chitin is also a major component of fungal cell walls fungi are neither animals nor plants and form a kingdom of their own in the domain Eukarya.

In Summary: Structure and Function of Carbohydrates

Carbohydrates are a group of macromolecules that are a vital energy source for the cell and provide structural support to plant cells, fungi, and all of the arthropods that include lobsters, crabs, shrimp, insects, and spiders. Carbohydrates are classified as monosaccharides, disaccharides, and polysaccharides depending on the number of monomers in the molecule. Monosaccharides are linked by glycosidic bonds that are formed as a result of dehydration reactions, forming disaccharides and polysaccharides with the elimination of a water molecule for each bond formed. Glucose, galactose, and fructose are common monosaccharides, whereas common disaccharides include lactose, maltose, and sucrose. Starch and glycogen, examples of polysaccharides, are the storage forms of glucose in plants and animals, respectively. The long polysaccharide chains may be branched or unbranched. Cellulose is an example of an unbranched polysaccharide, whereas amylopectin, a constituent of starch, is a highly branched molecule. Storage of glucose, in the form of polymers like starch of glycogen, makes it slightly less accessible for metabolism however, this prevents it from leaking out of the cell or creating a high osmotic pressure that could cause excessive water uptake by the cell.


वह वीडियो देखें: Monosaccharides - Glucose, Fructose, Galactose, u0026 Ribose - Carbohydrates (फरवरी 2023).