Macroergic বন্ড এবং সংযোগ। কোন বন্ধনকে ম্যাক্রোঅার্জিক বলা হয়?

2024 লেখক: Angel Austin | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2023-12-17 05:18

আমাদের প্রতিটি আন্দোলন বা চিন্তার জন্য শরীর থেকে শক্তি প্রয়োজন। এই বল শরীরের প্রতিটি কোষ দ্বারা সঞ্চিত হয় এবং ম্যাক্রোরজিক বন্ডের সাহায্যে জৈব অণুতে জমা হয়। এই ব্যাটারি অণুগুলিই সমস্ত জীবন প্রক্রিয়া সরবরাহ করে। কোষের মধ্যে শক্তির ক্রমাগত বিনিময় জীবন নিজেই নির্ধারণ করে। ম্যাক্রোঅার্জিক বন্ড সহ এই জৈব অণুগুলি কী, এগুলি কোথা থেকে আসে এবং আমাদের দেহের প্রতিটি কোষে তাদের শক্তির কী ঘটে - এই নিবন্ধে আলোচনা করা হয়েছে৷

জৈবিক মধ্যস্থতাকারী

যেকোন জীবের মধ্যে, শক্তি-উৎপাদনকারী এজেন্ট থেকে জৈবিক শক্তি গ্রাহকের কাছে শক্তি সরাসরি যায় না। যখন খাদ্য পণ্যের আন্তঃআণবিক বন্ধন ভেঙ্গে যায়, তখন রাসায়নিক যৌগের সম্ভাব্য শক্তি নির্গত হয়, যা অন্তঃকোষীয় এনজাইমেটিক সিস্টেমের ব্যবহার করার ক্ষমতাকে ছাড়িয়ে যায়। এই কারণেই জৈবিক ব্যবস্থায় সম্ভাব্য রাসায়নিকের মুক্তি ধাপে ধাপে ঘটে শক্তিতে তাদের ধীরে ধীরে রূপান্তর এবং ম্যাক্রোরজিক যৌগ এবং বন্ধনে এটি জমা হওয়ার সাথে। এবং এটি হল জৈব অণুগুলি যেগুলি এমন শক্তি সঞ্চয় করতে সক্ষম যাকে উচ্চ-শক্তি বলা হয়৷

কোন বন্ধনকে ম্যাক্রোঅার্জিক বলা হয়?

12.5 kJ/mol মুক্ত শক্তির স্তর, যা একটি রাসায়নিক বন্ধন গঠন বা ক্ষয় করার সময় গঠিত হয়, তাকে স্বাভাবিক বলে মনে করা হয়। যখন, কিছু পদার্থের হাইড্রোলাইসিসের সময়, মুক্ত শক্তি 21 kJ/mol এর বেশি তৈরি হয়, তখন একে বলা হয় ম্যাক্রোঅার্জিক বন্ধন। তারা টিল্ড চিহ্ন দ্বারা চিহ্নিত করা হয় - ~। ভৌত রসায়নের বিপরীতে, যেখানে একটি ম্যাক্রোঅার্জিক বন্ড মানে পরমাণুর সমযোজী বন্ধন, জীববিজ্ঞানে তারা প্রাথমিক এজেন্টদের শক্তি এবং তাদের ক্ষয়কারী পণ্যগুলির মধ্যে পার্থক্যকে বোঝায়। অর্থাৎ, শক্তিটি পরমাণুর একটি নির্দিষ্ট রাসায়নিক বন্ধনে স্থানীয়করণ করা হয় না, তবে সম্পূর্ণ প্রতিক্রিয়াটিকে চিহ্নিত করে। জৈব রসায়নে, তারা রাসায়নিক সংমিশ্রণ এবং ম্যাক্রোঅার্জিক যৌগ গঠনের কথা বলে।

সর্বজনীন জৈব শক্তির উৎস

আমাদের গ্রহের সমস্ত জীবন্ত প্রাণীর শক্তি সঞ্চয়ের একটি সার্বজনীন উপাদান রয়েছে - এটি হল ম্যাক্রোএার্জিক বন্ড ATP - ADP - AMP (অ্যাডিনোসিন ট্রাই, ডি, মনোফসফোরিক অ্যাসিড)। এগুলি হল জৈব অণু যা রাইবোজ কার্বোহাইড্রেট এবং সংযুক্ত ফসফরিক অ্যাসিড অবশিষ্টাংশের সাথে সংযুক্ত একটি নাইট্রোজেনযুক্ত অ্যাডেনিন বেস নিয়ে গঠিত। জল এবং একটি সীমাবদ্ধ এনজাইমের ক্রিয়ায়, একটি অ্যাডেনোসিন ট্রাইফসফেট অণু (C₁₀H₁₆N5 _O13_P3_{) একটি অ্যাডেনোসিন ডিফসফোরিক অ্যাসিড অণু এবং অর্থোফসফেট অ্যাসিডে পচে যেতে পারে। এই প্রতিক্রিয়াটি 30.5 kJ/mol এর ক্রম মুক্ত শক্তির মুক্তি দ্বারা অনুষঙ্গী হয়। আমাদের শরীরের প্রতিটি কোষে সমস্ত জীবন প্রক্রিয়া ঘটে যখন শক্তি ATP-তে জমা হয় এবং যখন এটি ভেঙে যায় তখন ব্যবহার করা হয়।অর্থোফসফোরিক অ্যাসিডের অবশিষ্টাংশের মধ্যে বন্ধন।}

দাতা এবং গ্রহণকারী

উচ্চ-শক্তির যৌগগুলির মধ্যে দীর্ঘ নামযুক্ত পদার্থগুলিও অন্তর্ভুক্ত থাকে যা হাইড্রোলাইসিস বিক্রিয়ায় এটিপি অণু গঠন করতে পারে (উদাহরণস্বরূপ, পাইরোফসফরিক এবং পাইরুভিক অ্যাসিড, সাকসিনাইল কোএনজাইম, রাইবোনিউক্লিক অ্যাসিডের অ্যামিনোঅ্যাসিল ডেরাইভেটিভস)। এই সমস্ত যৌগগুলিতে ফসফরাস (P) এবং সালফার (S) পরমাণু রয়েছে, যার মধ্যে উচ্চ-শক্তির বন্ধন রয়েছে। এটি সেই শক্তি যা এটিপি (দাতা) এর উচ্চ-শক্তির বন্ধনটি ভেঙে গেলে যা কোষ দ্বারা শোষিত হয় তার নিজস্ব জৈব যৌগগুলির সংশ্লেষণের সময়। এবং একই সময়ে, এই বন্ডগুলির মজুদগুলি ম্যাক্রোমোলিকিউলসের হাইড্রোলাইসিসের সময় মুক্তিপ্রাপ্ত শক্তি (গ্রহণকারী) সঞ্চয়নের সাথে ক্রমাগত পূরণ করা হয়। মানবদেহের প্রতিটি কোষে, এই প্রক্রিয়াগুলি মাইটোকন্ড্রিয়ায় ঘটে, যখন এটিপির অস্তিত্বের সময়কাল 1 মিনিটেরও কম। দিনের বেলায়, আমাদের শরীর প্রায় 40 কিলোগ্রাম ATP সংশ্লেষিত করে, যা প্রতিটি ক্ষয়ের 3 হাজার চক্র পর্যন্ত যায়। এবং যে কোনো মুহূর্তে, প্রায় 250 গ্রাম ATP আমাদের শরীরে উপস্থিত থাকে।

উচ্চ শক্তির জৈব অণুর কাজ

ম্যাক্রোমোলিকুলার যৌগগুলির পচন এবং সংশ্লেষণের প্রক্রিয়াতে শক্তির দাতা এবং গ্রহণকারীর কাজ ছাড়াও, এটিপি অণুগুলি কোষে আরও বেশ কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। ম্যাক্রোঅার্জিক বন্ড ভাঙার শক্তি তাপ উৎপাদন, যান্ত্রিক কাজ, বিদ্যুত সঞ্চয় এবং আলোকসজ্জার প্রক্রিয়াগুলিতে ব্যবহৃত হয়। একই সময়ে, রূপান্তররাসায়নিক বন্ধনের শক্তি একই সময়ে তাপ, বৈদ্যুতিক, যান্ত্রিক শক্তি বিনিময়ের পর্যায় হিসাবে কাজ করে এবং একই ম্যাক্রো-এনার্জি বন্ডে ATP এর পরবর্তী সঞ্চয় করে। কোষের এই সমস্ত প্রক্রিয়াগুলিকে প্লাস্টিক এবং শক্তি বিনিময় বলা হয় (চিত্রে চিত্র)। এটিপি অণুগুলিও কোএনজাইম হিসাবে কাজ করে, নির্দিষ্ট এনজাইমের কার্যকলাপ নিয়ন্ত্রণ করে। এছাড়াও, এটিপি একটি মধ্যস্থতাকারী হতে পারে, স্নায়ু কোষের সিন্যাপসে একটি সংকেত এজেন্ট।

কোষে শক্তি এবং পদার্থের প্রবাহ

এইভাবে, কোষের ATP পদার্থের আদান-প্রদানে একটি কেন্দ্রীয় এবং প্রধান স্থান দখল করে। অনেকগুলি প্রতিক্রিয়া রয়েছে যার মাধ্যমে এটিপি উৎপন্ন হয় এবং ভেঙে যায় (অক্সিডেটিভ এবং সাবস্ট্রেট ফসফোরিলেশন, হাইড্রোলাইসিস)। এই অণুগুলির সংশ্লেষণের জৈব রাসায়নিক বিক্রিয়াগুলি বিপরীতমুখী হয়; কিছু নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে এগুলি কোষে সংশ্লেষণ বা ক্ষয়ের দিকে স্থানান্তরিত হয়। এই প্রতিক্রিয়াগুলির পথগুলি পদার্থের রূপান্তরের সংখ্যা, অক্সিডেটিভ প্রক্রিয়ার ধরণ এবং শক্তি সরবরাহকারী এবং শক্তি-গ্রাহক প্রতিক্রিয়াগুলির সংমিশ্রণের উপায়ে পৃথক হয়। প্রতিটি প্রক্রিয়ার একটি নির্দিষ্ট ধরণের "জ্বালানী" প্রক্রিয়াকরণের সাথে সুস্পষ্ট অভিযোজন রয়েছে এবং এর কার্যকারিতা সীমা রয়েছে৷

কর্মক্ষমতা মূল্যায়ন

বায়োসিস্টেমগুলিতে শক্তি রূপান্তরের দক্ষতার সূচকগুলি ছোট এবং দক্ষতা ফ্যাক্টরের স্ট্যান্ডার্ড মানগুলিতে অনুমান করা হয় (কর্মে ব্যয় করা দরকারী কাজের অনুপাত এবং মোট ব্যয় হওয়া শক্তি)। কিন্তু এখানে, জৈবিক ফাংশনগুলির কার্যকারিতা নিশ্চিত করার জন্য, খরচগুলি খুব বেশি। উদাহরণস্বরূপ, একজন রানার, ভরের একক পরিপ্রেক্ষিতে, এত বেশি খরচ করেশক্তি, কত এবং একটি বড় সমুদ্রের লাইনার. এমনকি বিশ্রামে, একটি জীবের জীবন বজায় রাখা কঠোর পরিশ্রম এবং এটিতে প্রায় 8 হাজার কেজে / মোল ব্যয় করা হয়। একই সময়ে, প্রোটিন সংশ্লেষণে প্রায় 1.8 হাজার kJ/mol, হৃদযন্ত্রের কাজে 1.1 হাজার kJ/mol, কিন্তু ATP সংশ্লেষণে 3.8 হাজার kJ/mol পর্যন্ত ব্যয় হয়।

Adenylate সেল সিস্টেম

এটি এমন একটি সিস্টেম যা একটি নির্দিষ্ট সময়ের মধ্যে একটি কক্ষের সমস্ত ATP, ADP এবং AMP এর যোগফলকে অন্তর্ভুক্ত করে৷ এই মান এবং উপাদানগুলির অনুপাত কোষের শক্তির অবস্থা নির্ধারণ করে। সিস্টেমটি সিস্টেমের শক্তি চার্জের পরিপ্রেক্ষিতে মূল্যায়ন করা হয় (এডিনোসিন অবশিষ্টাংশের সাথে ফসফেট গ্রুপের অনুপাত)। যদি শুধুমাত্র ATP কোষের ম্যাক্রোরজিক যৌগগুলিতে উপস্থিত থাকে - এটি সর্বোচ্চ শক্তির স্থিতি (সূচক -1), যদি শুধুমাত্র AMP - সর্বনিম্ন অবস্থা (সূচক - 0) থাকে। জীবিত কোষে, সাধারণত ০.৭-০.৯ সূচক বজায় রাখা হয়। কোষের শক্তির স্থিতির স্থিতিশীলতা এনজাইমেটিক বিক্রিয়ার হার এবং অত্যাবশ্যক কার্যকলাপের সর্বোত্তম স্তরের রক্ষণাবেক্ষণ নির্ধারণ করে।

এবং পাওয়ার স্টেশন সম্পর্কে একটু

ইতিমধ্যেই উল্লিখিত হিসাবে, এটিপি সংশ্লেষণ বিশেষ কোষের অর্গানেলগুলিতে ঘটে - মাইটোকন্ড্রিয়া। এবং আজ জীববিজ্ঞানীদের মধ্যে এই আশ্চর্যজনক কাঠামোর উত্স সম্পর্কে বিতর্ক রয়েছে। মাইটোকন্ড্রিয়া হল কোষের পাওয়ার প্লান্ট, "জ্বালানি" যার জন্য প্রোটিন, চর্বি, গ্লাইকোজেন এবং বিদ্যুৎ - এটিপি অণু, যার সংশ্লেষণ অক্সিজেনের অংশগ্রহণে ঘটে। আমরা বলতে পারি যে মাইটোকন্ড্রিয়া কাজ করার জন্য আমরা শ্বাস নিই। যত বেশি কাজ করতে হবেকোষ, আরো শক্তি তাদের প্রয়োজন. পড়ুন - ATP, যার অর্থ - মাইটোকন্ড্রিয়া।

উদাহরণস্বরূপ, একজন পেশাদার ক্রীড়াবিদ তাদের কঙ্কালের পেশীতে প্রায় 12% মাইটোকন্ড্রিয়া থাকে, যখন একজন অ-অ্যাথলেটিক সাধারণ মানুষের অর্ধেক থাকে। কিন্তু হৃদপিন্ডের পেশীতে তাদের হার 25%। ক্রীড়াবিদদের জন্য আধুনিক প্রশিক্ষণ পদ্ধতি, বিশেষ করে ম্যারাথন দৌড়বিদ, MOC (সর্বোচ্চ অক্সিজেন খরচ) এর উপর ভিত্তি করে, যা সরাসরি মাইটোকন্ড্রিয়ার সংখ্যা এবং দীর্ঘায়িত লোড সঞ্চালনের জন্য পেশীগুলির ক্ষমতার উপর নির্ভর করে। পেশাদার খেলাধুলার জন্য অগ্রণী প্রশিক্ষণ কর্মসূচির লক্ষ্য পেশী কোষে মাইটোকন্ড্রিয়া সংশ্লেষণকে উদ্দীপিত করা।