একাগ্রতা কি? বিস্তৃত অর্থে, এটি একটি পদার্থের আয়তন এবং এতে দ্রবীভূত কণার সংখ্যার অনুপাত। এই সংজ্ঞাটি পদার্থবিদ্যা এবং গণিত থেকে দর্শন পর্যন্ত বিজ্ঞানের বিভিন্ন শাখায় পাওয়া যায়। এই ক্ষেত্রে, আমরা জীববিজ্ঞান এবং রসায়নে "ঘনত্ব" ধারণার ব্যবহার সম্পর্কে কথা বলছি৷
গ্রেডিয়েন্ট
ল্যাটিন থেকে অনূদিত, এই শব্দের অর্থ "ক্রমবর্ধমান" বা "হাঁটা", অর্থাৎ, এটি এক ধরণের "ইশারা করা আঙুল", যা কোন মান বৃদ্ধির দিকটি দেখায়। উদাহরণ হিসাবে, আপনি পৃথিবীর বিভিন্ন পয়েন্টে সমুদ্রপৃষ্ঠ থেকে উচ্চতা ব্যবহার করতে পারেন। মানচিত্রের প্রতিটি পৃথক বিন্দুতে এর (উচ্চতা) গ্রেডিয়েন্ট খাড়া আরোহণ পর্যন্ত না পৌঁছানো পর্যন্ত ক্রমবর্ধমান মানের ভেক্টর দেখাবে।
গণিতে, এই শব্দটি ঊনবিংশ শতাব্দীর শেষের দিকে আবির্ভূত হয়েছিল। এটি ম্যাক্সওয়েল দ্বারা প্রবর্তিত হয়েছিল এবং এই পরিমাণের জন্য তার নিজস্ব পদবি প্রস্তাব করেছিলেন। পদার্থবিদরা বৈদ্যুতিক বা মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রের তীব্রতা, সম্ভাব্য শক্তির পরিবর্তন বর্ণনা করতে এই ধারণাটি ব্যবহার করেন।
শুধু পদার্থবিদ্যা নয়, অন্যান্য বিজ্ঞানও "গ্রেডিয়েন্ট" শব্দটি ব্যবহার করে। এই ধারণা গুণগত এবং উভয় প্রতিফলিত করতে পারেএকটি পদার্থের পরিমাণগত বৈশিষ্ট্য, যেমন ঘনত্ব বা তাপমাত্রা।
ঘনত্ব গ্রেডিয়েন্ট
গ্রেডিয়েন্ট কি এখন জানা গেছে, কিন্তু ঘনত্ব কি? এটি একটি আপেক্ষিক মান যা সমাধানে থাকা পদার্থের অনুপাত দেখায়। এটি ভরের শতাংশ হিসাবে গণনা করা যেতে পারে, একটি গ্যাসে মোল বা পরমাণুর সংখ্যা (সমাধান), পুরোটির একটি ভগ্নাংশ। এই ধরনের একটি বিস্তৃত পছন্দ প্রায় কোন অনুপাত প্রকাশ করা সম্ভব করে তোলে। এবং শুধুমাত্র পদার্থবিদ্যা বা জীববিজ্ঞানে নয়, আধিবিদ্যাগত বিজ্ঞানেও।
এবং সাধারণভাবে, ঘনত্ব গ্রেডিয়েন্ট একটি ভেক্টর পরিমাণ, যা একই সাথে পরিবেশে একটি পদার্থের পরিবর্তনের পরিমাণ এবং দিক নির্দেশ করে।
সংজ্ঞা
আপনি কি ঘনত্ব গ্রেডিয়েন্ট গণনা করতে পারেন? এর সূত্রটি একটি পদার্থের ঘনত্বের একটি প্রাথমিক পরিবর্তন এবং একটি দীর্ঘ পথের মধ্যে একটি নির্দিষ্ট যা একটি পদার্থকে দুটি সমাধানের মধ্যে ভারসাম্য অর্জনের জন্য অতিক্রম করতে হবে। গাণিতিকভাবে, এটিকে С=dC/dl সূত্র দ্বারা প্রকাশ করা হয়।
দুটি পদার্থের মধ্যে ঘনত্বের গ্রেডিয়েন্টের উপস্থিতি তাদের মিশ্রিত করে। যদি কণাগুলি উচ্চতর ঘনত্বের এলাকা থেকে একটি নিম্নতর স্থানে চলে যায়, তবে একে বলা হয় প্রসারণ, এবং যদি তাদের মধ্যে একটি আধা-ভেদ্য বাধা থাকে তবে তাকে অভিস্রবণ বলে।
সক্রিয় পরিবহন
সক্রিয় এবং নিষ্ক্রিয় পরিবহন জীবের কোষের ঝিল্লি বা স্তরগুলির মাধ্যমে পদার্থের গতিবিধি প্রতিফলিত করে: প্রোটোজোয়া, উদ্ভিদ,প্রাণী এবং মানুষ। এই প্রক্রিয়াটি তাপ শক্তি ব্যবহার করে সঞ্চালিত হয়, যেহেতু পদার্থের স্থানান্তর একটি ঘনত্ব গ্রেডিয়েন্টের বিরুদ্ধে সঞ্চালিত হয়: ছোট থেকে বড়। প্রায়শই, এডিনোসিন ট্রাইফসফেট বা ATP এই ধরনের মিথস্ক্রিয়া সম্পাদন করতে ব্যবহৃত হয় - একটি অণু যা 38 জুলে শক্তির সর্বজনীন উৎস।
কোষের ঝিল্লিতে অবস্থিত ATP এর বিভিন্ন রূপ রয়েছে। পদার্থের অণুগুলি তথাকথিত পাম্পের মাধ্যমে স্থানান্তরিত হলে তাদের মধ্যে থাকা শক্তি মুক্তি পায়। এগুলি কোষ প্রাচীরের ছিদ্র যা বেছে বেছে ইলেক্ট্রোলাইট আয়নগুলিকে শোষণ করে এবং পাম্প করে। উপরন্তু, একটি symport হিসাবে যেমন একটি পরিবহন মডেল আছে। এই ক্ষেত্রে, দুটি পদার্থ একযোগে পরিবাহিত হয়: একটি কোষ ছেড়ে যায় এবং অন্যটি এটিতে প্রবেশ করে। এটি শক্তি সঞ্চয় করে৷
ভেসিকুলার পরিবহন
সক্রিয় এবং নিষ্ক্রিয় পরিবহনে বুদবুদ বা ভেসিকল আকারে পদার্থের পরিবহন জড়িত থাকে, তাই প্রক্রিয়াটিকে যথাক্রমে ভেসিকুলার পরিবহন বলা হয়। এর দুই প্রকার:
- এন্ডোসাইটোসিস। এই ক্ষেত্রে, এটি দ্বারা কঠিন বা তরল পদার্থ শোষণের প্রক্রিয়ায় কোষের ঝিল্লি থেকে বুদবুদ তৈরি হয়। ভেসিকল মসৃণ বা সীমানাযুক্ত হতে পারে। ডিম, শ্বেত রক্তকণিকা এবং কিডনির এপিথেলিয়াম এইভাবে খাওয়ার ব্যবস্থা আছে।
- এক্সোসাইটোসিস। নাম থেকে বোঝা যায়, এই প্রক্রিয়াটি আগেরটির বিপরীত। কোষের অভ্যন্তরে অর্গানেল রয়েছে (উদাহরণস্বরূপ, গলগি যন্ত্র), যা পদার্থগুলিকে ভেসিকেলগুলিতে "প্যাক" করে এবং পরবর্তীকালে এর মধ্য দিয়ে বেরিয়ে যায়ঝিল্লি।
প্যাসিভ ট্রান্সপোর্ট: ডিফিউশন
ঘনত্ব গ্রেডিয়েন্ট বরাবর আন্দোলন (উচ্চ থেকে নিম্ন পর্যন্ত) শক্তির ব্যবহার ছাড়াই ঘটে। দুটি ধরণের প্যাসিভ ট্রান্সপোর্ট রয়েছে: অভিস্রবণ এবং প্রসারণ। পরেরটি সহজ এবং হালকা।
অস্মোসিসের মধ্যে প্রধান পার্থক্য হল অণু চলাচলের প্রক্রিয়া একটি আধা-ভেদ্য ঝিল্লির মাধ্যমে ঘটে। এবং ঘনত্বের গ্রেডিয়েন্টের সাথে ছড়িয়ে পড়া কোষগুলিতে ঘটে যেখানে লিপিড অণুর দুটি স্তর সহ একটি ঝিল্লি থাকে। পরিবহনের দিকটি শুধুমাত্র ঝিল্লির উভয় পাশে পদার্থের পরিমাণের উপর নির্ভর করে। এইভাবে, হাইড্রোফোবিক পদার্থ, পোলার অণু, ইউরিয়া কোষে প্রবেশ করে এবং প্রোটিন, শর্করা, আয়ন এবং ডিএনএ প্রবেশ করতে পারে না।
প্রসারণের সময়, অণুগুলি সমস্ত উপলব্ধ আয়তন পূরণ করে, সেইসাথে ঝিল্লির উভয় পাশে ঘনত্বকে সমান করে। এটি ঘটে যে ঝিল্লিটি পদার্থের জন্য অভেদ্য বা খারাপভাবে প্রবেশযোগ্য। এই ক্ষেত্রে, অসমোটিক বাহিনী এটির উপর কাজ করে, যা হয় বাধাকে ঘনীভূত করতে পারে বা এটিকে প্রসারিত করতে পারে, পাম্পিং চ্যানেলগুলির আকার বাড়িয়ে দিতে পারে।
সুবিধাযুক্ত প্রসারণ
যখন ঘনত্বের গ্রেডিয়েন্ট কোনো পদার্থের পরিবহনের জন্য পর্যাপ্ত ভিত্তি না হয়, তখন নির্দিষ্ট প্রোটিন উদ্ধারে আসে। এগুলি ATP অণুগুলির মতো একইভাবে কোষের ঝিল্লিতে অবস্থিত। তাদের ধন্যবাদ, সক্রিয় এবং নিষ্ক্রিয় উভয় পরিবহন করা যেতে পারে।
এইভাবে, বড় অণু (প্রোটিন, ডিএনএ) ঝিল্লির মধ্য দিয়ে যায়,মেরু পদার্থ, যার মধ্যে রয়েছে অ্যামিনো অ্যাসিড এবং শর্করা, আয়ন। প্রোটিনের অংশগ্রহণের কারণে, পরিবহন হার প্রচলিত প্রসারণের তুলনায় কয়েকগুণ বৃদ্ধি পায়। কিন্তু এই ত্বরণ কিছু কারণের উপর নির্ভর করে:
- কোষের ভিতরে এবং বাইরে পদার্থের গ্রেডিয়েন্ট;
- বাহক অণুর সংখ্যা;
- পদার্থ-বাহক বাঁধাইয়ের হার;
- কোষের ঝিল্লির অভ্যন্তরীণ পৃষ্ঠের পরিবর্তনের হার।
এটি সত্ত্বেও, পরিবহন করা হয় ক্যারিয়ার প্রোটিনের কাজের জন্য ধন্যবাদ, এবং এই ক্ষেত্রে এটিপি শক্তি ব্যবহার করা হয় না।
প্রধান বৈশিষ্ট্যগুলি যা সহজতর বিস্তারকে চিহ্নিত করে তা হল:
- পদার্থের দ্রুত স্থানান্তর।
- পরিবহন নির্বাচন।
- স্যাচুরেশন (যখন সমস্ত প্রোটিন ব্যস্ত থাকে)।
- পদার্থের মধ্যে প্রতিযোগিতা (প্রোটিনের সখ্যতার কারণে)।
- নির্দিষ্ট রাসায়নিক এজেন্টগুলির প্রতি সংবেদনশীলতা - ইনহিবিটর৷
অস্মোসিস
উপরে উল্লিখিত হিসাবে, অভিস্রবণ হল একটি অর্ধভেদযোগ্য ঝিল্লি জুড়ে ঘনত্বের গ্রেডিয়েন্ট বরাবর পদার্থের চলাচল। অভিস্রবণ প্রক্রিয়া লেশেটেলিয়ার-ব্রাউন নীতি দ্বারা সম্পূর্ণরূপে বর্ণনা করা হয়। এটি বলে যে যদি ভারসাম্যের একটি সিস্টেম বাইরে থেকে প্রভাবিত হয়, তবে এটি তার আগের অবস্থায় ফিরে যাওয়ার প্রবণতা পাবে। 18 শতকের মাঝামাঝি সময়ে প্রথমবার অভিস্রবণের ঘটনাটি দেখা গিয়েছিল, তবে তখন এটিকে খুব বেশি গুরুত্ব দেওয়া হয়নি। ঘটনাটি নিয়ে গবেষণা শুরু হয়েছিল মাত্র একশ বছর পরে৷
অস্মোসিসের ঘটনার সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ উপাদান হল একটি আধা-ভেদ্য ঝিল্লি যা শুধুমাত্র কিছু অণুকে এর মধ্য দিয়ে যেতে দেয়।ব্যাস বা বৈশিষ্ট্য। উদাহরণস্বরূপ, বিভিন্ন ঘনত্ব সহ দুটি দ্রবণে, শুধুমাত্র দ্রাবক বাধা অতিক্রম করবে। এটি চলতে থাকবে যতক্ষণ না ঝিল্লির উভয় পাশের ঘনত্ব সমান হয়।
অস্মোসিস কোষের জীবনে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। এই ঘটনাটি কেবল সেই পদার্থগুলিকে তাদের মধ্যে প্রবেশ করতে দেয় যা জীবন বজায় রাখার জন্য প্রয়োজনীয়। লোহিত রক্ত কণিকার একটি ঝিল্লি থাকে যা কেবলমাত্র জল, অক্সিজেন এবং পুষ্টিগুলিকে যাওয়ার অনুমতি দেয়, কিন্তু লোহিত রক্তকণিকার ভিতরে যে প্রোটিনগুলি গঠিত হয় তা বাইরে বের হতে পারে না৷
অস্মোসিসের ঘটনাটি দৈনন্দিন জীবনেও ব্যবহারিক প্রয়োগ খুঁজে পেয়েছে। এমনকি সন্দেহ না করেও, খাদ্য লবণাক্ত করার প্রক্রিয়ায় লোকেরা ঘনত্বের গ্রেডিয়েন্ট বরাবর অণুগুলির চলাচলের নীতিটি সঠিকভাবে ব্যবহার করেছিল। স্যাচুরেটেড স্যালাইন দ্রবণ পণ্যগুলি থেকে সমস্ত জল "টেনে আনে" যার ফলে সেগুলিকে আরও বেশি সময় সংরক্ষণ করা যায়৷
