हेलो दोस्तों सिविल सर्विसेस हब पर आपका स्वागत है। दोस्तों आपने एमिनो एसिड्स के बारे में तो सुना ही होगा। ये एमिनो एसिड हमारे शरीर के लिए अतिआवश्यक होते है। क्या आप जानते है कि यह एमिनो एसिड क्या होते है? इनका हमारे शरीर में क्या उपयोग है? यदि नहीं तो आज की What are Amino Acids पोस्ट आपके लिये बहुत ज्ञानवर्धक होने वाली है। अतः पूरी जानकारी के लिये पोस्ट को अंत तक पढ़े।
यह पोस्ट न केवल आपके सामान्य ज्ञान को बढ़ायेगी बल्कि आप अगर किसी प्रतियोगी परीक्षा की तैयारी कर रहे है तो भी यह पोस्ट उपयोगी है। तो आइये जानते है कि आखिर ये एमिनो एसिड है क्या।
एमिनो एसिड क्या है (What are Amino Acids):-
प्रत्येक एमिनो एसिड, एक बुनियादी अमीनो समूह (NH2), एक अम्लीय कार्बोक्सिल समूह (-COOH), और एक कार्बनिक R समूह (या साइड चेन) से मिलकर बनता है जो प्रत्येक अमीनो एसिड के लिए विशेष होती है। एमिनो एसिड शब्द α-amino [अल्फा-अमीनो] कार्बोक्जिलिक एसिड का छोटा रूप है।
शेष बचे तो बंध आमतौर पर हाइड्रोजन (H) परमाणु और R समूह के द्धारा जुड़े होते है। एक सामान्य अमीनो एसिड का सूत्र निम्न होता है:
प्रोटीन का मुख्य आधार:–
पृथ्वी पर जीवन की निरन्तरता बनाये रखने में प्रोटीन का अहम योगदान है। प्रोटीन कोशिका में होने वाली अधिकांश रासायनिक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं। यह कोशिकाओं को कई संरचनात्मक तत्व प्रदान करते है। साथ ही यह प्रोटीन कोशिकाओं को उत्तको से बांधने में भी मदद करते है।
कुछ प्रोटीन चलन को संभव बनाने के लिए सिकुड़ते तत्वों के रूप में कार्य करते हैं। कुछ प्रोटीन महत्वपूर्ण सामग्री को कोशिका के बाहर तथा अंदर परिवहन में मदद करते है। प्रोटीन, एंटीबॉडी के रूप में, जानवरों को बीमारी से बचाते हैं। इंटरफेरॉन के रूप में, वायरस के खिलाफ एक इंट्रासेल्युलर हमले को माउंट करते हैं।
इन्ही प्रोटीन का मुख्य आधार एमिनो एसिड होते है। सरलतम अमीनो एसिड को ग्लाइसिन कहा जाता है, जिसका नाम इसके मीठे स्वाद (ग्लाइको, “चीनी”) के कारण रखा गया है। यह प्रथम एमिनो एसिड है जिसे वर्ष 1820 में जेलेटिन से पृथक किया गया था।
वर्ष 1950 में वैज्ञानिको के शोध से यह पता चला कि प्रोटीन और जीन में सम्बन्ध होता है। प्रोटीन बनाने में 20 एमिनो एसिड मुख्य है। इन एमिनो एसिड्स में से थ्रोनोनीन (Threonine) की खोज सबसे अंत में हुई थी।
एमिनो एसिड की दर्पण छवि (Mirror Image) विशेषता:-
ग्लाइसिन को छोड़कर सभी एमिनो एसिड अपनी दर्पण छवि को प्रदर्शित करते है। यह दो रूपों में वैकल्पिक रूप से सक्रिय होते है जिन्हे एनेंटिओमर्स कहा जाता है। एक एनेंटिओमर्स को डी नाम से तथा दूसरे को एल नाम से सम्बोधित किया जाता है।
प्रोटीन में पाए जाने वाले एमिनो एसिड में केवल एल स्वरुप ही उपस्थित होता है। यह इस बात का सबूत है कि प्रोटीन बनाने में मदद करने वाले उत्प्रेरक एल-एनेंटिओमर्स को प्रयोग करने में समर्थ है। कुछ डी-अमीनो एसिड सूक्ष्मजीवों में पाए जाते हैं, विशेष रूप से बैक्टीरिया की कोशिका झिल्ली में। इसके अलावा कई एंटीबायोटिक दवाओं में भी डी-अमीनो एसिड होता है। यहाँ यह बात ध्यान रखने योग्य है कि इनका संश्लेषण राइबोसोम में नहीं होता है।
एमिनो एसिड के अम्ल-क्षार गुण (Acid-Base Properties):-
मुक्त एमिनो एसिड की एक अन्य विशेषता यह भी होती है कि एमिनो एसिड में उपस्थित α- कार्बन पर अम्ल और क्षार दोनों का अस्तित्व होता है। ऐस यौगिक जिनमे अम्ल और क्षार दोनों के गन होते है, एम्फ़ोटेरिक कहलाते है। क्षारीय एमिनो एसिड का pKa 9 से 10 के मध्य होता है जबकि अम्लीय α-carboxyl समूह के लिये pKa 2 के करीब होता है।
सामान्य pH (7 से 7.4) के मध्य मुक्त एमिनो एसिड ज़्विटर आयन के रूप में मौजूद होता है। ज़्विटर आयन में समान संख्या में धनात्मक और ऋणात्मक आयन होते है। सभी अमीनो एसिड और सभी प्रोटीन पीएच में परिवर्तन होने पर इस अवस्था से गुजरते हैं। इस अवस्था में उनपर समान सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज होते हैं।
जिस पीएच पर यह होता है उसे आइसोइलेक्ट्रिक पॉइंट (या आइसोइलेक्ट्रिक पीएच) के रूप में जाना जाता है और इसे पीआई pI के रूप में दर्शाया जाता है। पानी में घुलने पर, सभी अमीनो एसिड और सभी प्रोटीन मुख्य रूप से अपने आइसोइलेक्ट्रिक रूप में मौजूद होते हैं।
एमिनो एसिड के प्रकार (Classification of Amino Acids):-
Amino Acids के वर्गीकरण का सबसे उचित तरीका आर समूह के ध्रुवीयता के आधार पर है। इस वर्गीकरण में एमिनो एसिड को चार समूहों में बाँटा गया है –
समूह I: नॉनपोलर अमीनो एसिड
समूह II: ध्रुवीय, अपरिवर्तित अमीनो एसिड
समूह III: अम्लीय अमीनो एसिड
समूह IV: मूल अमीनो एसिड
समूह I: नॉनपोलर अमीनो एसिड:-
इस समूह में ग्लाइसिन, ऐलेनिन, वेलीन, ल्यूसीन, आइसोल्यूसिन, प्रोलाइन, फेनिलएलनिन, मेथिओनिन और ट्रिप्टोफैन तो सम्मिलित किया गया हैं। इन एमिनो एसिड के आर समूहों में ऐलिफैटिक या एरोमेटिक समूह होते है। इसी वजह से यह एमिनो एसिड हाइड्रोफोबिक (“पानी से डर”) भी होते है। जालिए घोलो में प्रोटीन गोलाकार रूप ले लेती है जिससे इस हाइड्रोफोबिक हिस्से को अंदर दबाया जा सके।
इस समूह के एमिनो एसिड की रसायनिक संरचना निम्न है –
मेथियोनीन एमिनो एसिड में सल्फर परमाणु होता है। मेथिओनिन प्रोटीन जैवसंश्लेषण (TRANSLATION) में एक केंद्रीय भूमिका निभाता है। यह लगभग हमेशा इस प्रक्रिया की शुरुआत करने वाला एमिनो एसिड होता है।मेथिओनिन चयापचय के लिए मिथाइल समूह भी प्रदान करता है।ट्रिप्टोफैन में एक इंडोल रिंग होती है जो कि अलनील साइड चेन से जुड़ी होती है।
समूह II: ध्रुवीय, अपरिवर्तित अमीनो एसिड-
इस समूह में सेरिन, सिस्टीन, थ्रेओनीन, टायरोसिन, एस्परजिन और ग्लोसामाइन हैं। इस समूह में साइड चैन के रूप में कार्यात्मक समूहों का एक स्पेक्ट्रम होता है। इस समूह के एमिनो एसिड में पानी और अन्य अणुओं के साथ बंधने के लिये कम से कम एक परमाणु (नाइट्रोजन, ऑक्सीजन या सल्फर) का उपलब्ध होता है। इन एमिनो एसिड की मुख्य संरचनाये निम्न है –
Asparagine सबसे पहले शतावरी से पृथक किया गया था। इस समूह के एमिनो एसिड्स में कार्बोनिल समूह हाइड्रोजन बंध स्वीकर्ता के रूप में कार्य करता है तथा अमीनो समूह (NH2) हाइड्रोजन बांड दाता के रूप में कार्य करता है।
समूह III: अम्लीय अमीनो एसिड –
एसपारटिक एसिड और ग्लूटामिक एसिड दोनों इस समूह के एमिनो एसिड है। प्रत्येक एमिनो एसिड की साइड चेन पर एक कार्बोक्जिलिक एसिड होता है जो इसे अम्लीय (प्रोटॉन-दान) गुण देता है। फिजियोलॉजिकल पीएच पर इन एमिनो एसिड के सभी तीन कार्यात्मक समूह आयनीकृत हो जाते है।
आयनिक रूपों में इन एमिनो एसिड्स को एस्पार्टेट और ग्लूटामेट कहा जाता है। समूह III अमीनो एसिड की रासायनिक संरचनाएं निम्न हैं-
कई प्रोटीन जो संरचनात्मक या कार्यात्मक उद्देश्यों के लिए धातु आयनों (“मेटालोप्रोटीन”) को बांधते हैं, उनमें एस्पार्टेट या ग्लूटामेट साइड चेन या दोनों से युक्त धातु-बाध्यकारी साइटें होती हैं। मुक्त ग्लूटामेट और ग्लूटामाइन अमीनो एसिड चयापचय में एक केंद्रीय भूमिका निभाते हैं। ग्लूटामेट केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में सबसे प्रचुर मात्रा में उपलब्ध न्यूरोट्रांसमीटर है।
समूह IV: मूल अमीनो एसिड –
इस समूह में तीन अमीनो एसिड आर्जिनिन, हिस्टिडाइन और लाइसिन हैं। प्रत्येक पक्ष श्रृंखला बुनियादी है (यानी, एक प्रोटॉन स्वीकार कर सकते हैं)। आर्जिनिन की साइड चेन में गनीडिनो (guanidino group) समूह सबसे अहम है। समूह IV एमिनो एसिड की रासायनिक संरचनाएं निम्न हैं –
हिस्टिडीन एक एमिनो एसिड है जो अक्सर प्रोटीन एंजाइमों के सक्रिय स्थलों को बनाता है।
एमिनो एसिड्स की प्रमुख रसायनिक क्रियाएँ:-
अमीनो एसिड विभिन्न रासायनिक यौगिक (कार्बोक्सिल, एमिनो और आर समूह) के माध्यम से कई रासायनिक क्रियाओ से गुजर सकता है। हालांकि, प्रोटीन संरचना पर उनके प्रभाव के कारण दो प्रतिक्रियाएं (पेप्टाइड बॉन्ड और सिस्टीन ऑक्सीकरण) का विशेष महत्व है।
पेप्टाइड बंध (Peptide bond) –
जब व्यक्तिगत अमीनो एसिड प्रोटीन बनाने के लिए संयुक्त होते हैं, तो उनके कार्बोक्सिल और एमिनो समूह अम्ल और क्षार के रूप में कार्य करने में समर्थ नहीं रहता है। इस प्रकार बने बंध को पेप्टाइड बंध कहा जाता है।
सिस्टीन ऑक्सीकरण –
सिस्टीन का थिओल (सल्फर युक्त) समूह अत्यधिक प्रतिक्रियाशील है। इस समूह की सबसे आम प्रतिक्रिया एक प्रतिवर्ती ऑक्सीकरण है जो एक डाइसल्फ़ाइड बनाता है। सिस्टीन (Cysteine) के दो अणुओं के ऑक्सीकरण से सिस्टीन (Cystine) बनता है। यह एक अणु होता है जिसमे एक डाइसल्फ़ाइड बंध होता है।
एमिनो एसिड के कार्य (Functions of Amino Acids) –
अमीनो एसिड विभिन्न प्रकार के जटिल नाइट्रोजन युक्त अणुओं के अग्रदूत होते हैं। न्यूक्लियोटाइड के न्यूट्रोजेनिक आधार घटक और न्यूक्लिक एसिड (डीएनए और आरएनए) इनमे प्रमुख है। इसके अलावा, हीम और क्लोरोफिल भी अमीनो-एसिड व्युत्पन्न कॉफ़ैक्टर्स हैं।
कई α- अमीनो एसिड (या उनके डेरिवेटिव) रासायनिक दूत के रूप में कार्य करते हैं जैसे -GABA, सेरोटोनिन और मेलाटोनिन (ट्रिप्टोफैन का डेरिवेटिव), और histamine (histidine से संश्लेषित) न्यूरोट्रांसमीटर हैं। कई मानक और गैर-मानक अमीनो एसिड अक्सर महत्वपूर्ण चयापचय मध्यवर्ती होते हैं। इसके महत्वपूर्ण उदाहरण अमीनो एसिड आर्जिनिन, सिट्रुललाइन और ओर्निथिन हैं जो यूरिया चक्र के घटक है। नाइट्रोजन का अपशिष्ट निकालने के लिए यूरिया का संश्लेषण मुख्य तंत्र है।
What are Amino Acids से सम्बंधित यह पोस्ट आपको कैसी लगी। इसे अपने दोस्तों और फैमिली के साथ जरूर शेयर करे। साथ ही अगर किसी अन्य टॉपिक पर भी आप पोस्ट चाहते है तो हमें कमेंट बॉक्स में लिखे।
Read also:-
Genetically changed Mosquitoes | In Hindi |