જૈવરાસાયણિક શ્વસન (biochemical oxidation) : સજીવોમાં શક્તિ ઉત્પન્ન કરતી અગત્યની જૈવરાસાયણિક પ્રક્રિયા. સજીવો વૃદ્ધિ દરમિયાન આ ક્રિયા દ્વારા વિવિધ પોષક દ્રવ્યોનું ઑક્સિડેશન-વિઘટન કરી શક્તિદાતા અણુ-એટીપી (ATP) ઉત્પન્ન કરે છે.
ઑક્સિડેશન દરમિયાન પોષક દ્રવ્યના અણુમાંથી હાઇડ્રોજન અથવા ઇલેક્ટ્રૉન મુક્ત થાય છે, જેનું પરિવહન વિશિષ્ટ શૃંખલા દ્વારા થઈ, અંતે શૃંખલાના અંતિમ ઘટક દ્વારા ઇલેક્ટ્રૉન ગ્રાહ્ય થાય છે. ઇલેક્ટ્રૉન ગ્રાહ્ય થવાથી આ અંતિમ ઘટક અપચયિત (reduced) થાય છે. ઇલેક્ટ્રૉન-પરિવહનની આ શૃંખલા અંગ્રેજીમાં ‘ઇલેક્ટ્રૉન ટ્રાન્સપૉર્ટ ચેઇન’ (ઇટીસી) તરીકે ઓળખાય છે. આ શૃંખલા મુખ્યત્વે નિકોટિન એમાઇડ-એડેનાઇન ડાયન્યૂક્લિયોટાઇડ (NAD); ફ્લેવિન એડેનાઇન ડાયન્યૂક્લિયોટાઇડ (FAD); કોએન્ઝાઇમ ક્યૂ (Co-Q); વિવિધ સાયટોક્રોમ્સ વગેરે ઘટકોની બનેલી હોય છે.
ઇલેક્ટ્રૉન ગ્રાહ્ય કરનાર અંતિમ ઘટકના આધારે જૈવરાસાયણિક ઑક્સિડેશનના ત્રણ પ્રકાર પાડી શકાય :
(1) જારક શ્વસન (aerobic respiration) : શક્તિ-ઉત્પાદનની આ પ્રક્રિયામાં ઇલેક્ટ્રૉન દાતા તરીકે ગ્લુકોઝ કે અન્ય શર્કરા વપરાય છે. જેનું ગ્લાયકોલિસિસ–ટીસીએ ચક્ર દ્વારા સંપૂર્ણ ઉપચયન થઈ તેમાંથી અંગારવાયુ, પાણી અને એટીપી ઉત્પન્ન થાય છે. એટીપી મુખ્યત્વે ઑક્સિડેટિવ ફૉસ્ફોરિલેશન પ્રક્રિયા દ્વારા બને છે. અંતિમ ઇલેક્ટ્રૉન ગ્રાહક તરીકે ઑક્સિજન હોવાથી તે જારક શ્વસન તરીકે ઓળખાય છે.
(2) અજારક શ્વસન (anaerobic respiration) : શક્તિ-ઉત્પાદનની આ પ્રક્રિયા જીવાણુમાં અજારક અવસ્થામાં જોવા મળે છે. ઑક્સિજનની ગેરહાજરીમાં અંતિમ ઇલેક્ટ્રૉન ગ્રાહક તરીકે સલ્ફેટ, નાઇટ્રેટ, કાર્બોનેટ જેવાં અકાર્બનિક આયનો વપરાય છે, જેનું રિડક્શન થાય છે.
દા. ત., ડિસલ્ફોવિબ્રિયો જીવાણુ સલ્ફેટનું રિડકશન કરી હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ બનાવે છે.
વિનત્રીકરણ (denitrification) કરતા જીવાણુ નાઇટ્રેટનું એમોનિયામાં રિડકશન કરે છે.
અત્રે પણ એટીપી મુખ્યત્વે ઑક્સિડેટિવ ફૉસ્ફોરિલેશન પ્રક્રિયા દ્વારા બને છે.
(3) આથવણ (fermentation) : શક્તિ-ઉત્પાદનની આ પણ અજારક પ્રક્રિયા છે. પ્રાણવાયુની ગેરહાજરીમાં આથવણ કરતા જીવાણુમાં અંતિમ ઇલેક્ટ્રૉન ગ્રાહક તરીકે અર્ધઉપચયિત કોઈક કાર્બનિક પદાર્થ વપરાય છે, જેનું રિડકશન થઈ ઇથેનોલ, લૅક્ટિક ઍસિડ અને વિનેગર જેવી અગત્યની અંત્ય આથવણ નીપજ બને છે.
આ પ્રક્રિયામાં ઇલેક્ટ્રૉન પરિવહન શૃંખલા ભાગ ભજવતી નથી તેથી એટીપી ઑક્સિડેટિવ ફૉસ્ફોરિલેશન દ્વારા ન બનતાં સબસ્ટ્રેટ લેવલ ફૉસ્ફોરિલેશન દ્વારા બને છે. આ રીતથી એટીપીના ફક્ત બે અણુ જ ઉત્પન્ન થાય છે.
પ્રમોદ રતિલાલ શાહ