चयापचय में रासायनिक बांड कैसे महत्वपूर्ण हैं

इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि आप अभी क्या कर रहे हैं (जैसे कि इस लेख को पढ़ना) क्योंकि आपके शरीर की कोशिकाएं आपके जानने से ज्यादा काम कर रही हैं। वे शरीर में काम करने के लिए रासायनिक बंधनों में संग्रहीत ऊर्जा का उपयोग कर रहे हैं जो आपको जीवित और कार्यात्मक रखने के लिए आवश्यक है।

आपके शरीर के अंदर होने वाली सभी रासायनिक प्रतिक्रियाओं को सामूहिक रूप से आपका कहा जाता है उपापचय. ये प्रतिक्रियाएं या तो स्वतःस्फूर्त हो सकती हैं या सहज नहीं हो सकती हैं और ऊर्जा को अवशोषित कर सकती हैं या ऊर्जा छोड़ सकती हैं।

जिन प्रतिक्रियाओं के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है, वे उस ऊर्जा का उपयोग करती हैं जो आप भोजन करते समय अपने शरीर को देते हैं। आप जो भोजन खाते हैं वह आपके शरीर द्वारा तोड़ा जाता है ताकि आपके पास विकास और मरम्मत सहित विभिन्न सेलुलर प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा हो।

एक चयापचय मार्ग किसी भी दिशा में आगे बढ़ सकता है: अणुओं के टूटने की ओर या अणुओं के निर्माण की ओर।

चयापचय पथ रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला है जो किसी तरह से जुड़े हुए हैं। मूल रूप से, एक प्रतिक्रिया का उत्पाद अगले का अभिकारक हो सकता है।

चयापचय पथ दो प्रकार के होते हैं:

1. अपचय: कैटोबोलिक मार्ग अणुओं को तोड़ते हैं और ऊर्जा छोड़ते हैं। उदाहरण के लिए, आप जो भोजन चीनी या वसा के रूप में खाते हैं, उसमें इन मैक्रोमोलेक्यूल्स के बंधनों में ऊर्जा होती है। जब जटिल अणु अपने घटक भागों में टूट जाता है, तो उन बंधों में संग्रहीत ऊर्जा मुक्त हो जाती है और कोशिका द्वारा उपयोग की जा सकती है।

2. अनाबोलिक: अनाबोलिक रास्ते छोटे घटकों से अणुओं का निर्माण करते हैं और ऊर्जा इनपुट की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, जब आपकी कोशिकाओं को निर्माण की प्रक्रिया को दोहराने के लिए डीएनए बनाने की आवश्यकता होती है, तो व्यक्तिगत प्रक्रिया अनाबोलिक होती है।

अपचय का एक महत्वपूर्ण उदाहरण ऊर्जा बनाने के लिए ग्लूकोज का टूटना है। इस बहुत ही जटिल प्रक्रिया के एक बहुत ही सामान्य समीकरण में कार्बन डाइऑक्साइड (जो आप साँस छोड़ते हैं) और पानी के लिए ग्लूकोज (जैसे केक के टुकड़े में चीनी की तरह मिठाई के लिए) का टूटना शामिल है:

आपके शरीर की अधिकांश कोशिकाओं को वह ऊर्जा प्राप्त होती है जिसकी उन्हें आवश्यकता होती है जो ग्लूकोज के टूटने से प्राप्त ऊर्जा के माध्यम से होती है। मुक्त ऊर्जा इस प्रक्रिया के माध्यम से जारी (सेलुलर श्वसन) G° = -2,880 kJ है।

कोशिका में, यह प्रतिक्रिया एक बार में नहीं होती है, बल्कि एंजाइमों के उपयोग के माध्यम से चरणों की एक श्रृंखला में होती है। रास्ते में निकलने वाली अधिकांश मुक्त ऊर्जा का उपयोग एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट या एटीपी बनाने के लिए किया जाता है। एटीपी सेल की ऊर्जा "मुद्रा" है। एटीपी का उपयोग ऊर्जा को स्टोर करने के लिए तब तक किया जाता है जब तक कि सेल को इसकी आवश्यकता न हो।

जब कोशिका को एटीपी की आवश्यकता होती है, तो वह एटीपी से एटीपी के हाइड्रोलिसिस का उपयोग एडीपी (एडेनोसिन डिफॉस्फेट) में 31 kJ ऊर्जा जारी करने के लिए कर सकती है। इसका उपयोग सेल में कुछ करने के लिए किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, ऐलेनिन और ग्लाइसीन (दो अमीनो एसिड) को मिलाकर डाइपेप्टाइड बनाने के लिए 29 kJ मुक्त ऊर्जा की आवश्यकता होती है। इस प्रकार, यह एक स्वतःस्फूर्त प्रक्रिया नहीं है।

हालांकि, जब एक एंजाइम एटीपी हाइड्रोलिसिस को डाइपेप्टाइड गठन के साथ जोड़ता है, तो प्रतिक्रिया को सहज बनाया जा सकता है क्योंकि तब शुद्ध मुक्त ऊर्जा परिवर्तन -2 kJ होता है।

आप अपनी ऊर्जा कहाँ से प्राप्त करते हैं? ग्लूकोज कहाँ से आता है? खैर, यह पौधों से आता है! पौधे प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया द्वारा शर्करा बनाते हैं। कार्बन डाइऑक्साइड को चीनी में बदलने के लिए पौधे प्रकाश ऊर्जा का उपयोग करते हैं:

यह प्रतिक्रिया मूल रूप से कोशिकीय श्वसन के विपरीत होती है। पौधे इस ग्लूकोज में से कुछ को स्टोर करते हैं और इसका कुछ उपयोग स्वयं के एटीपी बनाने के लिए कर सकते हैं। जब आप सलाद खाते हैं, तो आपका शरीर उस भोजन में शर्करा का उपयोग करके अंततः उसे तोड़कर एटीपी बना लेता है।