যদি আমরা "আন্দোলনই জীবন" এই সুপরিচিত অভিব্যক্তিটিকে ব্যাখ্যা করি, তবে এটি স্পষ্ট হয়ে যায় যে জীবিত পদার্থের সমস্ত প্রকাশ - বৃদ্ধি, প্রজনন, পুষ্টির সংশ্লেষণের প্রক্রিয়া, শ্বসন - আসলে পরমাণুর গতিবিধি। এবং অণু যা কোষ তৈরি করে। শক্তির অংশগ্রহণ ছাড়া এই প্রক্রিয়াগুলি কি সম্ভব? অবশ্যই না।
নীল তিমি বা আমেরিকান সিকোয়ার মতো দৈত্যাকার প্রাণী থেকে শুরু করে অতিমাইক্রোস্কোপিক ব্যাকটেরিয়া পর্যন্ত জীবন্ত দেহগুলি কোথায় তাদের সরবরাহ করে?
বায়োকেমিস্ট্রি এই প্রশ্নের উত্তর খুঁজে পেয়েছে। অ্যাডেনোসিন ট্রাইফসফোরিক অ্যাসিড একটি সর্বজনীন পদার্থ যা আমাদের গ্রহের সমস্ত বাসিন্দাদের দ্বারা ব্যবহৃত হয়। এই নিবন্ধে, আমরা জীবন্ত প্রাণীর বিভিন্ন গ্রুপে এটিপির গঠন এবং কার্যাবলী বিবেচনা করব। উপরন্তু, উদ্ভিদ ও প্রাণী কোষে এর সংশ্লেষণের জন্য কোন অর্গানেল দায়ী তা আমরা নির্ধারণ করব।
আবিষ্কারের ইতিহাস
20 শতকের শুরুতে, হার্ভার্ড মেডিক্যাল স্কুলের গবেষণাগারে, সাববারিস, লোমান এবং ফ্রিস্কে নামে বেশ কয়েকজন বিজ্ঞানী অ্যাডেনাইলের কাঠামোর কাছাকাছি একটি যৌগ আবিষ্কার করেছিলেন।রাইবোনিউক্লিক অ্যাসিড নিউক্লিওটাইড। যাইহোক, এতে একটি নয়, মনোস্যাকারাইড রাইবোজের সাথে সংযুক্ত তিনটি ফসফেট অ্যাসিডের অবশিষ্টাংশ রয়েছে। দুই দশক পরে, এফ লিপম্যান, ATP-এর কার্যাবলী অধ্যয়ন করে, এই যৌগ শক্তি বহন করে এমন বৈজ্ঞানিক অনুমান নিশ্চিত করেছেন। সেই মুহূর্ত থেকে, জৈব রসায়নবিদদের কোষে ঘটে যাওয়া এই পদার্থের সংশ্লেষণের জটিল প্রক্রিয়াটির সাথে বিশদভাবে পরিচিত হওয়ার একটি দুর্দান্ত সুযোগ ছিল। পরে, একটি মূল যৌগ আবিষ্কৃত হয়: একটি এনজাইম - এটিপি সিন্থেস, যা মাইটোকন্ড্রিয়াতে অ্যাসিড অণু গঠনের জন্য দায়ী। ATP কী কার্য সম্পাদন করে তা নির্ধারণ করতে, আসুন জেনে নেওয়া যাক জীবন্ত প্রাণীর মধ্যে কী কী প্রক্রিয়া ঘটছে এই পদার্থের অংশগ্রহণ ছাড়া সঞ্চালিত হতে পারে না৷
জৈবিক ব্যবস্থায় শক্তির অস্তিত্বের ধরন
জীবন্ত প্রাণীর মধ্যে ঘটতে থাকা বিভিন্ন প্রতিক্রিয়ার জন্য বিভিন্ন ধরণের শক্তির প্রয়োজন হয় যা একে অপরের মধ্যে রূপান্তরিত হতে পারে। এর মধ্যে রয়েছে যান্ত্রিক প্রক্রিয়া (ব্যাকটেরিয়া এবং প্রোটোজোয়া চলাচল, পেশী টিস্যুতে মায়োফাইব্রিলের সংকোচন), জৈব রাসায়নিক সংশ্লেষণ। এই তালিকায় বৈদ্যুতিক প্রবণতাও রয়েছে যা উত্তেজনা এবং বাধা, তাপীয় প্রতিক্রিয়া যা উষ্ণ-রক্তযুক্ত প্রাণী এবং মানুষের শরীরের তাপমাত্রা স্থির রাখে। সামুদ্রিক প্ল্যাঙ্কটন, কিছু পোকামাকড় এবং গভীর সমুদ্রের মাছের আলোকিত আভাও জীবন্ত দেহের দ্বারা উত্পাদিত এক ধরনের শক্তি।
জৈবিক ব্যবস্থায় ঘটে যাওয়া উপরের সমস্ত ঘটনা ATP অণু ছাড়া অসম্ভব, যার কাজ হল সংরক্ষণ করাmacroergic বন্ড আকারে শক্তি. এগুলি অ্যাডেনাইল নিউক্লিওসাইড এবং ফসফেট অ্যাসিডের অবশিষ্টাংশের মধ্যে ঘটে।
সেলুলার শক্তি কোথা থেকে আসে?
তাপগতিবিদ্যার নিয়ম অনুসারে, শক্তির আবির্ভাব এবং অদৃশ্য কিছু কারণে ঘটে। জৈব যৌগগুলির ভাঙ্গন যা খাদ্য তৈরি করে: প্রোটিন, কার্বোহাইড্রেট এবং বিশেষত লিপিডগুলি শক্তির মুক্তির দিকে পরিচালিত করে। হাইড্রোলাইসিসের প্রাথমিক প্রক্রিয়াগুলি পরিপাকতন্ত্রে ঘটে, যেখানে জৈব যৌগের ম্যাক্রোমোলিকিউলগুলি এনজাইমের ক্রিয়ায় উন্মুক্ত হয়। প্রাপ্ত শক্তির কিছু অংশ তাপের আকারে ছড়িয়ে পড়ে বা কোষের অভ্যন্তরীণ বিষয়বস্তুর সর্বোত্তম তাপমাত্রা বজায় রাখতে ব্যবহৃত হয়। অবশিষ্ট অংশ মাইটোকন্ড্রিয়াতে আকারে জমা হয় - কোষের পাওয়ার স্টেশন। এটি ATP অণুর প্রধান কাজ - শরীরের শক্তির চাহিদা প্রদান এবং পূরণ করা।
ক্যাটাবলিক প্রতিক্রিয়ার ভূমিকা কী
জীব পদার্থের একটি প্রাথমিক একক - একটি কোষ, শুধুমাত্র তখনই কাজ করতে পারে যখন শক্তি তার জীবনচক্রে ক্রমাগত আপডেট থাকে। সেলুলার মেটাবলিজমের এই শর্তটি পূরণ করার জন্য, dissimilation, catabolism বা শক্তি বিপাক বলে একটি দিক আছে। এর অক্সিজেন-মুক্ত পর্যায়ে, যা প্রতিটি গ্লুকোজ অণু থেকে শক্তি গঠন এবং সঞ্চয় করার সবচেয়ে সহজ উপায়, অক্সিজেনের অনুপস্থিতিতে, একটি শক্তি-নিবিড় পদার্থের 2টি অণু সংশ্লেষিত হয় যা কোষে ATP-এর প্রধান কাজগুলি প্রদান করে - শক্তির সাথে এটি সরবরাহ করে। অ্যানোক্সিক ধাপের বেশিরভাগ প্রতিক্রিয়া সাইটোপ্লাজমে ঘটে।
কোষের গঠনের উপর নির্ভর করে, এটি বিভিন্ন উপায়ে এগিয়ে যেতে পারে, উদাহরণস্বরূপ, গ্লাইকোলাইসিস, অ্যালকোহল বা ল্যাকটিক অ্যাসিড গাঁজন আকারে। যাইহোক, এই বিপাকীয় প্রক্রিয়াগুলির জৈব রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলি কোষে এটিপির কাজকে প্রভাবিত করে না। এটি সার্বজনীন: কোষের শক্তি সংরক্ষণের জন্য।
কীভাবে একটি অণুর গঠন তার কাজের সাথে সম্পর্কিত
আগে, আমরা এই সত্যটি প্রতিষ্ঠা করেছি যে অ্যাডেনোসিন ট্রাইফসফোরিক অ্যাসিডে নাইট্রেট বেসের সাথে যুক্ত তিনটি ফসফেট অবশিষ্টাংশ রয়েছে - অ্যাডেনিন এবং একটি মনোস্যাকারাইড - রাইবোস। যেহেতু কোষের সাইটোপ্লাজমের প্রায় সমস্ত বিক্রিয়াই জলীয় মাধ্যমে সঞ্চালিত হয়, তাই অ্যাসিড অণুগুলি, হাইড্রোলাইটিক এনজাইমের ক্রিয়ায়, সমযোজী বন্ধন ভেঙে প্রথমে অ্যাডেনোসিন ডিফসফরিক অ্যাসিড এবং তারপরে এএমপি তৈরি করে। এডিনোসিন ট্রাইফসফোরিক অ্যাসিডের সংশ্লেষণের দিকে পরিচালিত বিপরীত প্রতিক্রিয়াগুলি ফসফোট্রান্সফেরেজ এনজাইমের উপস্থিতিতে ঘটে। যেহেতু এটিপি সেলুলার অত্যাবশ্যক কার্যকলাপের একটি সার্বজনীন উত্সের কাজ করে, এতে দুটি ম্যাক্রোরজিক বন্ড অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। তাদের প্রত্যেকের ক্রমাগত ফাটলে, 42 kJ মুক্তি পায়। এই সম্পদ কোষ বিপাক, এর বৃদ্ধি এবং প্রজনন প্রক্রিয়ায় ব্যবহৃত হয়।
ATP সিন্থেসের মান
সাধারণ গুরুত্বের অর্গানেলগুলিতে - মাইটোকন্ড্রিয়া, উদ্ভিদ এবং প্রাণী কোষে অবস্থিত, একটি এনজাইমেটিক সিস্টেম রয়েছে - শ্বাসযন্ত্রের চেইন। এটি এনজাইম এটিপি সিন্থেস ধারণ করে। জৈবক্যাটালিস্ট অণুগুলি, যা প্রোটিন গ্লোবুল সমন্বিত একটি হেক্সামারের আকার ধারণ করে, ঝিল্লিতে এবং উভয় ক্ষেত্রেই নিমজ্জিত হয়মাইটোকন্ড্রিয়ার স্ট্রোমা। এনজাইমের কার্যকলাপের কারণে, কোষের শক্তি পদার্থ ADP এবং অজৈব ফসফেট অ্যাসিডের অবশিষ্টাংশ থেকে সংশ্লেষিত হয়। গঠিত ATP অণুগুলি তার অত্যাবশ্যক কার্যকলাপের জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি সঞ্চয় করার কার্য সম্পাদন করে। জৈবক্যাটালিস্টের একটি স্বতন্ত্র বৈশিষ্ট্য হল যে যখন শক্তি যৌগের অতিরিক্ত ঘনত্ব থাকে, তখন এটি একটি হাইড্রোলাইটিক এনজাইমের মতো আচরণ করে, তাদের অণুগুলিকে বিভক্ত করে।
এডিনোসিন ট্রাইফসফরিক অ্যাসিডের সংশ্লেষণের বৈশিষ্ট্য
গাছগুলির একটি গুরুতর বিপাকীয় বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা এই জীবগুলিকে আমূলভাবে প্রাণীদের থেকে আলাদা করে। এটি পুষ্টির অটোট্রফিক মোড এবং সালোকসংশ্লেষণ প্রক্রিয়া করার ক্ষমতার সাথে যুক্ত। সেলুলার অর্গানেল - ক্লোরোপ্লাস্টে উদ্ভিদে ম্যাক্রোঅার্জিক বন্ধন ধারণকারী অণুগুলির গঠন ঘটে। আমাদের কাছে ইতিমধ্যে পরিচিত এনজাইম ATP সিন্থেস তাদের থাইলাকয়েড এবং ক্লোরোপ্লাস্টের স্ট্রোমার অংশ। কোষে ATP-এর কাজ হল মানুষ সহ অটোট্রফিক এবং হেটেরোট্রফিক উভয় জীবেই শক্তি সঞ্চয় করা।
মাইটোকন্ড্রিয়াল ক্রিস্টে সংঘটিত অক্সিডেটিভ ফসফোরিলেশন বিক্রিয়ায় ম্যাক্রোঅার্জিক বন্ড সহ যৌগগুলি স্যাপ্রোট্রফ এবং হেটেরোট্রফগুলিতে সংশ্লেষিত হয়। আপনি দেখতে পাচ্ছেন, বিবর্তনের প্রক্রিয়ায়, জীবের বিভিন্ন দল ATP-এর মতো যৌগের সংশ্লেষণের জন্য একটি নিখুঁত প্রক্রিয়া তৈরি করেছে, যার কাজ হল কোষকে শক্তি সরবরাহ করা।
