જૈવિક એકમો

(Biochemical units of the organisms)

બધા સજીવોનું શરીર પાણી અને ખનિજતત્વો ઉપરાંત વિવિધ પ્રકારનાં કાર્બનિક રસાયણોનું બનેલું હોય છે. કાર્બનિક રસાયણોને કાર્બોદિતો (carbohydrates), લિપિડો, પ્રોટીનો અને ન્યૂક્લિઇક ઍસિડો – એ 4 મુખ્ય સમૂહોમાં વહેંચવામાં આવે છે. વિટામિન તરીકે ઓળખાતા કાર્બનિક પદાર્થોને પ્રાણીસૃષ્ટિના સભ્યો ઉત્પન્ન કરી શકતા નથી. તેથી તે આ ઘટકોને આહારમાં સ્વીકારતા હોય છે. મોટા ભાગની વનસ્પતિ વિટામિનોનું સંશ્લેષણ કરતી હોય છે. કેટલાંક વિટામિનો સહઉત્સેચકો (co-enzymes) અથવા તો રસપડોના ઘટકો તરીકે આવેલાં હોય છે. કેટલાંક ઉત્સેચકોના સંશ્લેષણમાં અગત્યનો ભાગ ભજવે છે. વિટામિન ‘સી’ શરીરને રિડ્યુસિંગ કારક (agent) તરીકે ઉપયોગી નીવડે છે.

કાર્બોદિતો : કાર્બોદિતોને પૉલિહાઇડ્રૉક્સિ આલ્ડિહાઇડ કે કીટૉન અથવા તો તેનાં વ્યુત્પન્નો તરીકે વર્ણવી શકાય. જીવસૃષ્ટિમાં તેઓ સારા પ્રમાણમાં પ્રસરેલાં છે. મોટા ભાગના કાર્બોદિતોનું સામાન્ય સૂત્ર Cx(H₂O)_y છે. સાદા સ્વરૂપના કાર્બોદિતોનું ઉત્પાદન લીલી વનસ્પતિ દ્વારા થતું હોય છે. પ્રકાશસંશ્લેષણ-પ્રક્રિયા હેઠળ અંગારવાયુ (CO₂) અને જળ(H₂O)ના સંયોજનથી કાર્બોદિતોનું નિર્માણ થાય છે. કાર્બોદિતો મુખ્યત્વે કાર્યશક્તિના સ્રોત તરીકે અથવા પેશીના બંધારણના ઘટક તરીકે ઉપયોગી હોય છે. ન્યૂક્લિઇક ઍસિડના બંધારણમાં પણ તે અગત્યનાં છે.

કાર્બોદિતના સૌથી સરલ બંધારણવાળા અણુને એકશર્કરા (mono saccharide) કહે છે. દ્વિશર્કરા(disaccharide)માં એકશર્કરાના બે એકમો હોય છે. એકશર્કરા અણુની જેમાં સંખ્યા ઓછી હોય તો તે અણુ અલ્પશર્કરા (oligo-saccharide) તરીકે જ્યારે ત્રણથી વધારે એકશર્કરા કાર્બોદિત એકમો ધરાવતા અણુરચનાવાળા બહુશર્કરા (polysaccharide) તરીકે ઓળખાય છે. શર્કરાના અણુઓ જલવિઘટન (hydrolysis) દ્વારા એકબીજાથી વિખૂટા પડે છે.

એકશર્કરા : સૌથી સાદી એકશર્કરામાં કાર્બનના 3 પરમાણુઓ આવેલા હોય છે. અને તે ત્રયોદિતો (trioses) કહેવાય છે.

પ્રકાશીય સમઘટકતા (optical-isomerism) : ગ્લિસરાલ્ડિહાઇડના વચલા એટલે કે બીજા ક્રમાંકના કાર્બન સાથે સંકળાયેલા બંધો એકબીજા સાથે 109° ખૂણે આવેલા હોય છે, જેમાંના નીચેના ભાગમાં આવેલા બંધો ટિપાઈના પગની જેમ ગોઠવાયેલા હોય છે, જ્યારે ઉપલો બંધ લંબ અક્ષમાં ગોઠવાયેલો હોય છે. ફિશરના સંરૂપણ (Fisher-formula) મુજબ કાર્બોદિતના સ્વરૂપને સાદી એટલે કે સરળ રેખામાં દર્શાવવામાં આવે છે :

CB અને CE બંધો લંબ અક્ષમાં અને આ પાનાની સપાટીના પાછલા ભાગ તરફ, જ્યારે CA અને CD બંધો ક્ષિતિજ અક્ષમાં અને પાનાની સપાટીના આગલા ભાગ તરફ વિસ્તરેલા હોય છે. H અને OH મૂલકો Cની ડાબી અથવા તો જમણી બાજુએ આવેલા હોય છે.

ઉપર દર્શાવેલ ‘અ’ અને ‘આ’ રચનાઓને એકબીજીના દર્પણ-પ્રતિબિંબ (mirror image) તરીકે વર્ણવી શકાય.

પ્રકાશીય સક્રિયતા (optical activity) : ‘અ’ અને ‘આ’ અણુઓની મોટા ભાગની લાક્ષણિકતાઓ લગભગ સરખી હશે; પરંતુ જો ‘અ’ દ્રાવણમાંથી (જ્યાં  OH જમણી બાજુએ આવેલો છે.) ધ્રુવીકૃત પ્રકાશ(polarised light)ને પસાર કરવામાં આવે તો પ્રકાશનું પરિભ્રમણ જમણી બાજુ તરફ (dextro-rotatory) હશે.

તેને D અથવા (+) સંજ્ઞા વડે દર્શાવવામાં આવે છે. ‘આ’માંથી પસાર કરવામાં આવતા ધ્રુવીકૃત પ્રકાશનું પરિભ્રમણ ડાબી બાજુ તરફ હશે. તેને L અથવા (-) સંજ્ઞા વડે દર્શાવવામાં આવે છે.

મોટા ભાગના કાર્બોદિતોમાં આવેલ Cની સંખ્યા 3 કરતાં વધારે હોય છે. દાખલા તરીકે, રિબોઝમાં 5 જ્યારે ગ્લુકોઝમાં 6 કાર્બન આવેલા છે. તેથી સગવડની ર્દષ્ટિએ ઉપાંતિમ (penultimate) કાર્બનની જમણી બાજુએ OH હોય તો તેને D તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. ઉપાંતિમ Cને અસમ (asymmetrical) કહે છે.

જીવરસના ભાગ રૂપે આવેલા કેટલાક સામાન્ય ‘D’ આલ્ડિહાઇડ કાર્બોદિતો :

નીચે જણાવેલ ‘L’ કાર્બોદિતો વનસ્પતિસૃષ્ટિમાં સામાન્ય છે.

કીટૉન–કાર્બોદિતોના અગત્યના નમૂના :

કાર્બોદિતોની સાંકળમાં આવેલા કાર્બન-પરમાણુઓ એકબીજાને ખૂણો કરીને ગોઠવાયેલા હોય છે. આવી રચનાને લીધે પહેલા ક્રમાંકનો કાર્બન છેલ્લા કાર્બનની નજીક આવેલો હોય છે. પરિણામે આલ્ડિહાઇડ કે કીટૉનના અણુઓ નિકટના એટલે કે પાંચમા કે છઠ્ઠા ક્રમાંકમાં OH મૂલક સાથે સંયોજન પામી શકે છે.

જીવરસમાં આવેલ ફ્રુક્ટોઝનાં મુક્ત અને મુદ્રિકા સ્વરૂપો

મુદ્રિકા સ્વરૂપની રચનાને હેવર્થનું સંરૂપણ કહે છે. આલ્ડિહાઇડમૂલક સાથેના સંયોજનથી નિર્માણ થયેલી મુદ્રિકા હેમિ-ઍસિટલ, જ્યારે કીટૉનમૂલક સાથેના સંયોજનથી નિર્માણ થયેલી મુદ્રિકા, હેમિ-કીટલ મુદ્રિકા કહેવાય છે. ચક્રીય સ્વરૂપ આલ્ડિહાઇડ કે કીટૉનનો કાર્બન અસમ (asymmetrical) બને છે. કાર્બોનિલ સમૂહ સાથે સંકળાયેલ આ અસમ કાર્બન ક્રાંતિક (critical) તરીકે પણ ઓળખાય છે. બંધમાં થતા વિશિષ્ટ પરિભ્રમણને લીધે મુદ્રિકા બે સ્વરૂપો ધારણ કરે છે. પરિણામે તેની સાથે સંકળાયેલ OH જમણી અથવા તો ડાબી બાજુએ સ્થાપિત થાય છે. જમણી બાજુએ OH આવેલો હોય તો આ મુદ્રિકા આલ્ફા (α) તરીકે અને જો તે ડાબી બાજુએ સ્થાપિત થયેલો હોય તો તેવી મુદ્રિકા બીટા (β) તરીકે ઓળખાય છે. પરિભ્રમણની આ વિધિને પરિવર્તી ઘૂર્ણન (mutarotation) કહે છે.

આલ્ડિહાઇડ કે કીટૉનમૂલક મુક્ત સ્વરૂપમાં આવેલો હોય તો આ શર્કરા ખનિજ-આયનોને રિડ્યુસ કરી શકે છે.

ગ્લુકોઝ અને મૅનોઝ જો રિડ્યુસ થાય તો તેમનું રૂપાંતર અનુક્રમે સૉર્બિટૉલ અને મૅનિટૉલમાં થાય છે.

રસદાર (berry) ફળોમાં સૉર્બિટૉલ વિપુલ પ્રમાણમાં આવેલું હોય છે. લીલ અને ફૂગમાં મૅનિટૉલ મળી આવે છે. બંને જલદ્રાવ્ય અને સ્વાદમાં મીઠાશભર્યાં હોય છે.

પ્રાણીસૃષ્ટિમાં ઍમિનો શર્કરાઓ મળી આવે છે.

D-ગ્લુકોઝ બીજા ક્રમના કાર્બન સાથે OHના સ્થાને NH₂ મૂલકનું જોડાણ થવાથી ગ્લુકોઝ એમાઇન જ્યારે ગૅલૅક્ટોઝના બીજા ક્રમાંકના કાર્બન સાથે OHના સ્થાને NH₂ મૂલકનું જોડાણ થવાથી ગૅલૅક્ટોઝ એમાઇનનું નિર્માણ થાય છે.

ન્યૂક્લિઇક ઍસિડમાં રિબોઝ અને ડીઑક્સિરિબોઝ શર્કરાઓ આવેલી છે. તે મુદ્રિકા સ્વરૂપમાં જ હંમેશાં હોય છે.

બે એકશર્કરાના સંયોજનથી ઉત્પન્ન થયેલા કાર્બોદિતને દ્વિશર્કરા (disaccharide) કહે છે. દ્વિશર્કરા જૈવ સૃષ્ટિમાં વિપુલ પ્રમાણમાં મળી આવે છે.

બે α-D ગ્લુકોઝના સંયોજનથી બનેલી દ્વિશર્કરાને માલ્ટોઝ કહે છે.

એક અણુના પહેલા ક્રમાંકના C સાથેના OHના સંયોજનથી અને બીજા અણુના ચોથા ક્રમાંકના Cના OH સાથેના સંયોજનથી H₂Oનો એક અણુ છૂટો પડે છે અને ગ્લુકોઝના બે અણુઓ ગ્લાયકોસાઇડ બંધ વડે જોડાતાં, માલ્ટોઝનો એક અણુ બંધાય છે. આ જોડાણ α-1-4 શૃંખલા તરીકે જાણીતું છે.

સામાન્યપણે શેરડીમાંથી મળતી અને ખાંડ (સુક્રોઝ) તરીકે ઓળખાતી શર્કરા ગ્લુકોઝ અને ફ્રુક્ટોઝ કાર્બોદિતોની બનેલી હોય છે.

માલ્ટોઝમાં α-D ગ્લુકોઝના C₁ અને β-D ફ્રુક્ટોઝના C₂ વચ્ચે ગ્લાયકોસાઇડ બંધ આવેલો છે.

દૂધમાં આવેલી શર્કરાને લૅક્ટોઝ કહે છે. લૅક્ટોઝની શૃંખલા β-D ગૅલૅક્ટોઝ અને α-D ગ્લુકોઝની બનેલી હોય છે.

કોષદીવાલ સાથે સંકળાયેલ સેલ્યુલોઝમાં આવેલી દ્વિશર્કરા સૅલોબાયોઝ માલ્ટોઝ સાથે મળતી હોય છે; પરંતુ શર્કરા β-1-4 પ્રકારની છે અને શૃંખલા β-D ગ્લુકોઝના બે અણુઓની બનેલી હોય છે.

બહુશર્કરા (polysaccharides) સજીવોમાં બંધારણોના ઘટકો તરીકે અથવા તો સંગૃહીત ખોરાક સ્વરૂપે આવેલા હોય છે. તેના વિઘટનથી એકશર્કરાઓ છૂટી પડે છે.

સ્ટાર્ચ : આ એક અગત્યની બહુશર્કરા છે જે વનસ્પતિઓમાં સંગ્રહાયેલી હોય છે. તે બે સ્વરૂપમાં મળે છે : એમાઇલોઝ અને ઍમાઇલોપેક્ટિન. ઍમાઇલોઝ α-1-4 શૃંખલા વડે જોડાયેલી એક લાંબી સાંકળ બનેલી હોય છે.

ઍમાઇલોપેક્ટિન શાખાપ્રબંધિત હોય છે અને શૃંખલામાં આશરે 30 જેટલા એકમો આવેલા હોય છે. ગ્લુકોઝના અણુઓ α-1-4 શૃંખલાઓ વડે જોડાયેલા હોય છે જ્યારે શાખાઓનું જોડાણ α-1-6 શૃંખલા વડે થયેલું છે.

ઍમાઇલોપેક્ટિન બટાકા, શક્કરિયાં વગેરેમાં સામાન્ય છે.

પ્રાણીઓમાં આવેલ સ્ટાર્ચને ગ્લાયકોજન કહે છે. આ પણ ઍમાઇલોપેક્ટિનની જેમ શાખાપ્રબંધિત હોય છે; પરંતુ તેમાં આવેલી શાખાઓ માત્ર 4-5 ગ્લુકોઝના અણુઓની બનેલી હોય છે.

ડાહલિયા જેવા કંદમાં ઇન્સ્યુલિન સ્ટાર્ચ સંઘરેલું હોય છે.

બંધારણાત્મક બહુશર્કરાઓ : કોષદીવાલની સેલ્યુલોઝ શર્કરા વનસ્પતિસૃષ્ટિમાં અત્યંત વિપુલ પ્રમાણમાં મળી આવે છે.

સ્તરકવચી (crustaceans) અને સંધિપાદોમાં કાઇટિનનું આવરણ હોય છે. તેની શૃંખલા D-ગ્લુકોઝ ઍમાઇનોની બનેલી હોય છે જ્યારે તેના NH₂ મૂલક સાથે એસેટિક ઍસિડનું સંયોજન થયેલું હોય છે.

બૅક્ટેરિયાની કોષદીવાલમાં લાળરસ (saliva) વગેરેમાં આવેલ ચીકણો પદાર્થ હાયલયુરોનિક ઍસિડ, સંયોજક પેશીમાં આવેલ કૉન્ડ્રાઇટિન ઇત્યાદિમાં વિષમ સ્વરૂપની બહુશર્કરાઓ આવેલી હોય છે.

લિપિડો : લિપિડોને વ્યાખ્યામાં મૂકવું અઘરું છે. સ્પર્શમાં તે ચીકણો પદાર્થ છે અને પાણીમાં અદ્રાવ્ય, જ્યારે આલ્કોહૉલ, ઈથર જેવાં કાર્બનિક દ્રાવણોમાં દ્રાવ્ય છે. મોટા ભાગનાં લિપિડો મેદામ્લ(fatty acid)નાં સંયોજનો અથવા તો તેનાં વ્યુત્પન્નો છે. તૈલી પદાર્થોના મુખ્ય ઘટકો ત્રણે મેદામ્લોનું સંયોજન ગ્લિસરૉલ સાથે થવાથી બનેલા ટ્રાયગ્લિસરાઇડોના બનેલા હોય છે.

સજીવ સૃષ્ટિમાં આવેલા મેદામ્લો બે પ્રકારના હોય છે : સંતૃપ્ત (saturated) અને અસંતૃપ્ત (unsaturated). તેઓ મુખ્યત્વે હાઇડ્રોકાર્બન સાંકળ રૂપે હોય છે. છેલ્લા કાર્બન સાથે COOH મૂલક જોડાયેલું હોય છે. મેદામ્લોમાં કાર્બનના પરમાણુઓ સમસંખ્યામાં આવેલા હોય છે.

કેટલાક સામાન્ય સંતૃપ્ત મેદામ્લો :

કાર્બનોની સંખ્યા	સામાન્ય સૂત્ર	નામ
4	CH3CH2CH2COOH	બ્યુટિરિક ઍસિડ
12	CH3(CH2)10COOH	લૉરિક ઍસિડ
14	CH3(CH2)12COOH	મિરિસ્ટિક ઍસિડ
16	CH3(CH2)14COOH	પામિટિક ઍસિડ
18	CH3(CH2)16COOH	સ્ટિયરિક ઍસિડ

અસંતૃપ્ત મેદામ્લમાં એક અથવા વધારે (3) દ્વિબંધો (double bonds) આવેલા હોય છે. મોટા ભાગના અસંતૃપ્ત મેદામ્લો

18 કાર્બનના બનેલા હોય છે જ્યારે દ્વિબંધોની સંખ્યા 1, 2 અથવા 3 હોય છે.

1. ઑલિક ઍસિડ —

CH₃(CH₂)₇ CH = CH(CH₂)₇ COOH

2. લિનોલિક ઍસિડ —

CH₃(CH₂)₄CH = CH-CH₂-CH(CH₂)₇COOH

3. લિનોલેનિક ઍસિડ —

CH₃CH₂ CH=CH-CH₂-CH=CH-CH₂-CH =  CH(CH₂)₇COOH

4. અરેકિડૉનિક ઍસિડમાં 20 કાર્બન પરમાણુઓ અને 4 દ્વિબંધો આવેલા હોય છે.

CH₃(CH₂)₄CH=CHCH₂CH=CHCH₂CH =  CHCH₂CH=CH (CH₂)₃COOH

ટ્રાયગ્લિસરાઇડો : ગ્લિસરૉલ અને ત્રણ મેદામ્લો એસ્ટર બંધ વડે સંયોજન પામતાં ટ્રાયગ્લિસરાઇડ બને છે.

ચરબીના અણુમાં આયનિક બંધો હોતા નથી. તેથી અણુ તરીકે વિદ્યુત ભાર ધરાવતા નથી. આમ ચરબીના અણુઓ તટસ્થ સ્વરૂપના હોય છે.

ફૉસ્ફોલિપિડો : ફૉસ્ફોલિપિડોમાં મેદામ્લોના માત્ર બે અણુઓ હોય જ્યારે ત્રીજા અણુ તરીકે ફૉસ્ફૉરિક ઍસિડ હોય છે.

તે અણુને ફૉસ્ફૉટાઇડિક ઍસિડ કહે છે.

લેસિથિન : ફૉસ્ફૉટાઇડિક ઍસિડ સાથે કોલિનનો અણુ સંયોજાતાં લેસિથિનનો અણુ બને છે.

કોલિન ઉપરાંત એમાઇનો એથાનૉલ, સેરિન જેવા અણુઓ સાથે સંયોજાતાં સેફાલિન પ્લાસ્માલોજેન જેવા અણુઓ બને છે. આ બધા અણુઓ પ્રાણીસૃષ્ટિમાં મળી આવે છે.

મીણ : રક્ષણાત્મક આવરણ રૂપે અથવા તો કીટકોએ સ્રાવ કરેલા મીણના અણુઓમાં કાર્બનના પરમાણુઓ વિષમ સંખ્યામાં આવેલા હોય છે. લાંબી હાઇડ્રોકાર્બનની સાંકળનું સંયોજન આલ્કોહૉલ સાથે થવાથી મોટા ભાગનાં મીણ ઉત્પન્ન થાય છે. દાખલા તરીકે, મધપૂડાના મીણનું સંયોજન નીચે મુજબ થયેલું છે :

CH₃ – (CH₂)₁₄COOH + HO – (CH₂)₂₉ – CH3   →   CH₃ – (CH₂)₁₄ – COO – (CH₂)₂₉ – CH₃

પામિટિક ઍસિડ                  મિરિસાઇલ આલ્કોહૉલ                      મિરિસાઇલ પામિટેટ

મીણ પાણીમાં અદ્રાવ્ય હોવાથી રસાયણશાસ્ત્રની ર્દષ્ટિએ તે અક્રિયાશીલ પદાર્થ છે. પાણીનો વ્યય અથવા તો ભૌતિક હાનિ થતી અટકાવવામાં મીણ મદદરૂપ બને છે. વળી, તે પાણીમાં અદ્રાવ્ય હોવાથી પાર્યાવરણિક ભેજથી સજીવો સુરક્ષિત રહે છે.

ટાર્પિનૉઇડ એટલે આઇસોપ્રિનૉઇડ એકમોનાં પુનરાવર્તનોથી બનેલી સાંકળ :

ટેર્પિનૉઇડોના એકમોમાંથી સ્ટેરૉઇડ, કૅરેટિનૉઇડ, રબર, કપૂર, મિથેન જેવા જૈવરાસાયણિક ઘટકો બને છે. જોકે આઇસોપ્રિનૉઇડના એકમોનું સ્વતંત્ર અસ્તિત્વ હોતું નથી.

સ્ટેરૉઇડો : આ જૈવી એકમો બે વિશિષ્ટ રચનાયુક્ત મુદ્રિકાના બનેલા હોય છે. આ મુદ્રિકાઓ પર હાઇડ્રોફેનેન્થ્રિન અને સાઇક્લોપેન્ટેન તરીકે જાણીતી છે.

કૉલેસ્ટેરૉલ એક સ્ટેરૉઇડજન્ય લિપિડ છે

કૉલેસ્ટેરૉલનું સંયોજન બધી પ્રાણીપેશીઓ કરે છે. વળી આહાર રૂપે પણ કૉલેસ્ટેરૉલ પ્રાણીના શરીરમાં પ્રવેશે છે; પરંતુ કીટકો સ્ટેરૉલોનું સંયોજન કરી શકતા નથી. પૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓમાં તે એક અગત્યનું પ્રક્રિયાર્થી છે. તેમાંથી પ્રોજેસ્ટેરૉન, એન્ડ્રોજેન, એસ્ટ્રોજેન અને કૉર્ટિકૉસ્ટેરૉઇડ જેવા અગત્યના અંત:સ્રાવોનું સંયોજન થાય છે. વળી ત્વચામાં આવેલ 7–ડીહાઇડ્રોકૉલેસ્ટેરૉલમાંથી વિટામિન D₃ બને છે.

પ્રોટીનો : બંધારણાત્મક ઘટકો તરીકે પ્રોટીન સજીવસૃષ્ટિમાં અગત્યનાં છે. સાદા સ્વરૂપમાં બધાં પ્રોટીનમાં એકમો તરીકે ઍમિનોઍસિડો આવેલા હોય છે. તેના અગત્યના કાર્બન-પરમાણુને α-કાર્બન કહે છે. તેની સાથે ડાબી બાજુએથી NH₂ મૂલક અને જમણી બાજુએથી – COOH મૂલક જોડાયેલું હોય છે. તેના ત્રીજા બંધ સાથે H પરમાણુ જોડાયેલો છે. જ્યારે શેષ બંધમાં જાતજાતના મૂલકો આવેલા છે. મૂલકનો નિર્દેશ R સંજ્ઞા વડે કરવામાં આવે છે.

ઍમિનોઍસિડોમાં કાબૉર્ક્સિલ અને ઍમિનો-સમૂહો હોવાને કારણે તેઓનું આયનીકરણ થઈ શકે છે.

        COOH → COO^– + H⁺

        NH₂ + H⁺ →  NH³⁺ + OH  NH₂ + H₂O

માધ્યમનાં pHમાં સહેજ પણ વધઘટ થાય તો તેની અસર હેઠળ ઍમિનોઍસિડ પોતાનું સ્વરૂપ બદલે છે.

અ. માધ્યમમાં ઍસિડિટી વધવાથી

આ. માધ્યમમાં આલ્કલિનિટી વધવાથી

કોઈ પણ વિશિષ્ટ માધ્યમમાં ઍમિનોઍસિડના ઋણ અને ધનભાર સરખી સંખ્યામાં આવેલા હોય તો માધ્યમનો વિશિષ્ટ pH આંક સમવીજબિંદુ (isoelectric point) તરીકે ઓળખાય છે.

ઍમિનોઍસિડોને નીચે મુજબ 7 સમૂહોમાં વહેંચી શકાય :

ક. જલાપકર્ષી
			સંજ્ઞા	સૂત્ર
	1.	ગ્લાયસિન	Gly
	2.	એલેનિન	Ala
	3.	વૅલિન	Val
	4.	લ્યુસિન	Leu
	5.	આઇસોલ્યુસિન	Ile
ખ. આલ્કલિક (દ્વિ–ઍમિનો–સમૂહોયુક્ત)
	6.	એર્જિનિન	Arg
	7.	લાયસિન	Lys
ગ. અમ્લિક (દ્વિકાર્બોક્સિલ સમૂહોયુક્ત)
	8.	ગ્લુટેમિક ઍસિડ	Glu
	9.	ઍસ્પાર્ટિક ઍસિડ	Asp
ઘ. એમાઇડ સમૂહયુક્ત
	10.	ગ્લુટામિન	Gln
	11.	ઍસ્પેર્જિન	Asn
ચ. OH સમૂહયુક્ત
	12.	થ્રિયોનિન	Thr
	13.	સેરિન	Ser
છ. સલ્ફરયુક્ત
	14.	સિસ્ટિન	Cys
	15.	મેથાઇઓનિન	Met
જ. સુરભિત (aromatic)
	16.	ફિનાઇલ એલેનિન	Phe
	17.	ટાયરોઝિન	Tyr
ઝ. વિષમચક્રીય (Heterocyclic)
	18.	ટ્રિપ્ટોફૅન	Trp
	19.	પ્રોલિન	Pro
	20.	હિસ્ટિડિન	His

             ઍમિનોઍસિડોનું વર્ગીકરણ નીચે મુજબ પણ કરી શકાય :

1. તટસ્થ ધ્રુવ વિહોણા	ક્રમાંક 1, 2, 3, 4, 5, 15, 16, 19
2. તટસ્થ ધ્રુવીય	10, 11, 12, 13, 14, 17, 18
3. અમ્લિક	8, 9
4. આલ્કલિક	6, 7, 20

ઍમિનોઍસિડોની સાંકળ અને પ્રોટીન-અણુનું નિર્માણ : ઍમિનો-ઍસિડના COOH મૂલકનું ત્યારબાદ આવેલ ઍમિનોઍસિડના NH₂ મૂલક સાથે સંયોજન થતાં પ્રોટીન-અણુની સાંકળનું સ્વરૂપ ધારણ કરે છે. આ જોડાણથી થતા બંધને ‘પેપ્ટાઇડ’ બંધ કહે છે.

ઉપર મુજબ બનેલ સાંકળમાં આવેલી ઍમિનોઍસિડોની સંખ્યા માત્ર બે હોય અથવા હજારોની હોઈ શકે. કોઈ પણ પ્રોટીનની સાંકળમાં ઍમિનોઍસિડના ક્રમ નિશ્ચિત હોય છે. આ ક્રમમાં સહેજ પણ ફેરફાર થાય તો તેની વિપરીત અસર સજીવ પર થવાની શક્યતા ખરી. દાખલા તરીકે, સિકલ-સેલ ઍનિમિયાથી પીડાતા દરદીમાં હીમોગ્લોબિન સાંકળના વિશિષ્ટ સ્થાને ગ્લુટામિક ઍસિડના બદલે વૅલિન આવેલું હોય છે. પરિણામે જો પર્યાવરણમાં ઑક્સિજનનું પ્રમાણ ઘટે તો રુધિરની ઑક્સિજન વહન કરવાની શક્તિ ઘટે છે અને દરદી પીડા અનુભવે છે.

માત્ર પેપ્ટાઇડ શૃંખલા વડે નિર્માણ થયેલી પ્રોટીનની રચનાને ‘પ્રાથમિક’ કક્ષાની કહે છે.

બધાં સંયોજનો પેપ્ટાઇડ બંધ વડે બનેલાં નથી હોતાં. પેપ્ટાઇડની શૃંખલાઓ અન્ય પ્રકારના બંધો વડે જોડાતાં સાંકળ સંકીર્ણ સ્વરૂપ ધારણ કરે છે.

1. હાઇડ્રોજન-બંધ : તે H અને OH મૂલકો સમીપ આવવાથી બને છે.

2. લવણ-બંધ : એટલે COO^– અને NH₃⁺ મૂલકો વચ્ચેનું

જોડાણ.

3. સલ્ફર-બંધ : બે સલ્ફર પરમાણુઓના જોડાણથી સલ્ફર-બંધ રચાય છે.

4. જલાપકર્ષી પ્રક્રિયાઓ : જો ધ્રુવવિહોણા સમૂહો પાણીના સંપર્કમાં ન આવ્યા હોય તો એકબીજાની સમીપ ગોઠવાઈ જાય છે.

5. વાન દર વાલ (Van der Waal) પ્રક્રિયામાં બે અણુઓ કે મૂલકો એકબીજાની સાવ સમીપ આવતાં તે એકબીજા પ્રત્યે આકર્ષાય છે.

ઉપરના બંધોમાંથી માત્ર સહસંયોજક બંધ તરીકે પેપ્ટાઇડ બંધ આવેલ છે. અન્ય બંધો અસહસંયોજક પ્રકારના અને પ્રમાણમાં નબળા હોય છે.

વિવિધ પ્રોટીનોનું બંધારણ : 1. પૉલિપેપ્ટાઇડ સાંકળની રચના : CONH બંધ વડે નિર્માણ થયેલી પ્રોટીન સાંકળની રચના આ મુજબ હોય છે :

2. રેશમનો તંતુ : અહીં પેપ્ટાઇડની સાંકળો એવી રીતે ગોઠવાયેલી છે જેને કારણે તેઓ વચ્ચે હાઇડ્રોજન બંધો સાધ્ય બને છે.

3. આલ્ફા–વલય : સાદા વલય રૂપે આવેલો પ્રોટીનનો અણુ માત્ર એક પેપ્ટાઇડ સાંકળનો બનેલો હોય છે. તેના વલયાકાર સ્વરૂપને લીધે પેપ્ટાઇડ બંધો 1, 4, 7, 10 ના વિશિષ્ટ ક્રમમાં એકબીજાની સાવ નિકટ આવેલા હોય છે. પરિણામે નિકટ આવેલા આ CONH બંધો હાઇડ્રોજન-બંધ વડે એકબીજાની સાથે જોડાય છે. કમાનની માફક ગોઠવાયેલાં આ વલયોવાળાં પ્રોટીનો પ્રાણીસૃષ્ટિમાં સારા પ્રમાણમાં જોવા મળે છે.

4. કેરેટિન : અનેક આલ્ફા-વલયોના બનેલા સંકીર્ણ સ્વરૂપના કેરેટિન તંતુઓ વાળ, ઊન, નખ, નહોર અને પીંછાં જેવાં અંગોમાં આવેલા હોય છે. ઊનમાં પ્રાથમિક કક્ષાના તંતુઓ ત્રણ a-વલયોનાં વીંટળાવાથી રચાય છે અને આ વલયો સલ્ફાઇડ બંધો વડે એકબીજાં સાથે જોડાયેલાં હોય છે. આવા a સમૂહોમાં આવેલા તંતુઓના જોડાણથી સૂક્ષ્મ તંતુ (microfibril) બને છે. અનેક સૂક્ષ્મ તંતુઓ હાઇડ્રોજન-બંધ વડે જોડાતાં બૃહત્-તંતુકો(macrofibril)ની રચના થાય છે. વાળની બાહ્ય સપાટીએ OH સમૂહો ઓછાવત્તા પ્રમાણમાં આવેલા હોય છે. OH મૂલકો પાણીના અણુઓને આકર્ષતા હોવાથી વાળ ભીના બને છે.

5. કૉલેજન : કૉલેજનની પ્રાથમિક કક્ષાની સાંકળમાં 25 % ગ્લાયસિનના અણુઓ આવેલા હોય છે. જ્યારે અન્ય 25 % ઍમિનોઍસિડના અણુઓ તરીકે પ્રોલિન અને હાઇડ્રૉક્સિપ્રોલિનના અણુઓ હોય છે. તેઓ વાસ્તવમાં ઍમિનોઍસિડો હોવાથી પેપ્ટાઇડ બંધ CO­NHને બદલે CO­Nનો બનેલો છે. Hના અભાવમાં હાઇડ્રોજન બંધો સાધ્ય નથી. પ્રાથમિક સાંકળ ત્રણ તંતુઓનું બનેલ સાદા પ્રકારનું વલય હોય છે. આ તંતુઓના ત્રણ સમૂહો હાઇડ્રોજન બંધો વડે જોડાતાં એક જાડી અને મજબૂત સાંકળની રચના થાય છે.

6. સ્નાયુતંતુઓ : સ્નાયુતંતુઓમાં ઍક્ટિન અને માયોસિન – એમ બે પ્રકારના તંતુકો આવેલા હોય છે. પ્રત્યેક માયોસિન તંતુકને ફરતે ઍક્ટિનના 6 તંતુકો ગોઠવાયેલા હોય છે. આ વિશિષ્ટ રચનાને કારણે સ્નાયુતંતુઓ ક્રિયાશીલ બનતાં સંકોચન પામે છે. શિથિલ બનતાં તેઓ પૂર્વ સ્વરૂપ પ્રાપ્ત કરે છે.

7. ગોળાકાર પ્રોટીનો : ગોળાકાર પ્રોટીનની સાંકળ ગૂંચળું બનાવે છે જે અનેક ગડીવાળું હોય છે. તે ઘન હોવાથી અંદરના ભાગમાં પાણીના અણુઓ પેસી શકતા નથી. મોટા ભાગના ધ્રુવીય R મૂલકો બાહ્ય સપાટીએ આવેલા છે જ્યારે જલાપકર્ષી સમૂહો અંદરના ભાગમાં ગોઠવાયેલા હોય છે. બાહ્ય સપાટીએ આવેલા OH^–, H⁺, COO^– અને NH₃⁺ જેવા આયનિક મૂલકો પાણીને આકર્ષતા હોવાથી ગોળાકાર પ્રોટીનો પાણીમાં દ્રાવ્ય બને છે.

પ્રોટીન અણુઓનાં સ્વરૂપ : માત્ર પેપ્ટાઇડ સ્વરૂપે આવેલા પ્રોટીનની રચનાને પ્રાથમિક રચના (primary structure) કહે છે. જો આ સાંકળમાં આવેલ ધ્રુવીય ઘટકો એકબીજાને આકર્ષવાથી બંધો વડે જોડાય તો આવી રચનાને દ્વિતીયક રચના (secondary structure) કહે છે. ગૂંચળાં કે ગડીઓને લીધે એકબીજાથી દૂર આવેલા ઍમિનોઍસિડો વચ્ચે બંધ સધાય તો તે તૃતીયક રચના (tertiary structure) બને છે. તૃતીયક રચનાવાળાં પ્રોટીનો અને અન્ય પૉલિપેપ્ટાઇડ સાંકળ સાથે સંયોજન પામવાથી ચતુર્થક (quarternary) રચનાનું નિર્માણ થાય છે.

ગોળાકાર પ્રોટીનના અણુઓ : આલ્બ્યુમિન નામે ઓળખાતાં પ્રોટીનો જલદ્રાવ્ય હોય છે. ઈંડાંમાં આવેલી સફેદી આલ્બ્યુમિનની બનેલી હોય છે. ગરમ કરવાથી તે કાયમને માટે જામી જાય છે. રુધિરમાં આવેલ આલ્બ્યુમિન સંતુલક તરીકે ઉપયોગી નીવડે છે. તે રુધિરની આયનિક સમતુલા જાળવવામાં અગત્યનું છે.

2. ગ્લોબ્યુલિનો : તે લવણ(કે અન્ય આયનિક પદાર્થો)ના મંદ દ્રાવણમાં ઓગળે છે. ગરમીની અસર હેઠળ તે જામી જાય છે. પ્રતિપિંડો (anti bodies) તરીકે આવેલા ગ્લોબ્યુલિનના અણુઓ શરીરમાં પ્રવેશેલ બૅક્ટેરિયા કે અન્ય ઘટકો સામે શરીરને રક્ષણ આપે છે.

સંયુક્ત પ્રોટીનો : પ્રોટીનવિહોણા (non-protein) અણુઓનું સંયોજન પ્રોટીન સાથે થયેલું હોય તો તેવા અણુઓને સંયુક્ત પ્રોટીન કહે છે. સંયુક્ત પ્રોટીનના કેટલાક પ્રકારો નીચે મુજબ છે :

1. મ્યુકોપ્રોટીન અને ગ્લાયકોપ્રોટીન : આ પ્રોટીનોના સહઘટકો તરીકે કાર્બોદિતોના અણુઓ આવેલા હોય છે. દાખલા તરીકે, લાળરસ (saliva), જઠરરસ (gastric juice) અને કેટલાંક પ્રાણીઓના સ્રાવો પ્રોટીનયુક્ત હોય છે. મ્યુકોપ્રોટીનોમાં કાર્બોદિતોનું પ્રમાણ 3 %થી 4 % કરતાં વધારે હોય છે. 3 % કરતાં ઓછા પ્રમાણમાં કાર્બોદિતો આવેલા હોય તો તેવાં સંયુક્ત પ્રોટીનોને ગ્લાયકોપ્રોટીન કહે છે.

2. લિપોપ્રોટીનો અને પ્રોટિયોલિપિડો : અહીં પ્રોટીનોનું સંયોજન લિપિડો સાથે થયેલું હોય છે. લિપિડોનું પ્રમાણ ઓછું હોય તેવા સંયુક્ત-પ્રોટીનો જલદ્રાવ્ય હોય છે, જ્યારે કાર્બનિક દ્રાવણમાં તે અદ્રાવ્ય હોય છે. આવાં પ્રોટીનોને લિપોપ્રોટીનો કહે છે. મસ્તિષ્કમાં આવેલાં કેટલાંક લિપિડોયુક્ત પ્રોટીનોમાં લિપિડોનું પ્રમાણ વધારે હોય છે અને તે માત્ર કાર્બનિક દ્રાવણોમાં દ્રાવ્ય હોય છે. આ પ્રોટીનો પ્રોટિયોલિપિડો તરીકે ઓળખાય છે.

3. મેટાલોપ્રોટીનો : ખનિજ આયનો પ્રોટીનના અણુઓ સાથે સંયોજન પામતાં મેટાલોપ્રોટીનો ઉત્પન્ન થાય છે. લીલી વનસ્પતિ અને કેટલાંક પ્રકાશસંશ્લેષક અને નાઇટ્રોજનનું સ્થિરીકરણ (nitrogen fixation) કરનાર બૅક્ટેરિયામાં ફેરેડૉક્સિનના અણુઓ આવેલા હોય છે. આ સજીવોમાં ફેરેડૉક્સિન ઇલેક્ટ્રૉનવાહકો તરીકે કાર્ય કરતા હોય છે. કેટલાંક પ્રાણીઓમાં જસતયુક્ત ઉત્સેચકો આવેલા હોય છે. ઘોડાના મૂત્રપિંડમાં કૅડમિયમયુક્ત મેટેલોથાયોનિન પ્રોટીન આવેલું હોય છે.

4. હીમપ્રોટીનો અને અન્ય રંજક પ્રોટીનો (chromo proteins) : લોહ-પ્રોર્ફિરિન સંકીર્ણ(iron-porphyrin complex)ના સંયોજનથી હીમોગ્લોબિન બનેલું છે. તેથી લોહ હોવા છતાં તેનું વર્ગીકરણ મેટાલોપ્રોટીન તરીકે કરવામાં આવતું નથી. હીમોગ્લોબિનના અણુઓ શ્વસન-પ્રોટીનો તરીકે જાણીતા છે. બિલિવર્ડિન સાથે બનેલ સંયુક્ત પ્રોટીનોને બિલિપ્રોટીનો કહે છે. ઘણા કીટકોમાં બિલિપ્રોટીનો આવેલાં છે. તે રંગે લીલાં હોય છે. ઘણાં પક્ષીઓનાં ઈંડાંનાં કવચોમાં પણ બિલિપ્રોટીન હોય છે.

5. ન્યૂક્લિયોપ્રોટીનો : ન્યૂક્લિયોપ્રોટીનો ન્યૂક્લિઇક ઍસિડ અને પ્રોટીનનાં સંયોજનથી બનેલાં છે. રંગસૂત્રોમાં આવેલા ડીએનએના અણુઓ પ્રોટીન સાથે સંકીર્ણ (complex) બને છે. કોષરસમાં આવેલા આરએનએના અણુઓ પણ ન્યૂક્લિયોપ્રોટીનોમાં રૂપાંતર પામતા હોય છે. વિષાણુઓ (viruses) ન્યૂક્લિઇક ઍસિડ અને પ્રોટીનના સંયોજનથી બનેલાં ન્યૂક્લિયોપ્રોટીનો છે. ઘણા વિષાણુઓ આરએનએ અણુયુક્ત હોય છે. જ્યારે મોટા ભાગના બૅક્ટેરિયા-વિષાણુઓ તેમજ કેટલાક પ્રાણીજ-વિષાણુઓમાં ડીએનએના અણુઓ આવેલા હોય છે.

પ્રોટીનોનું વર્ગીકરણ : 1. બંધારણ અને દ્રાવકતાના આધારે : 1 અ. ગોળાકાર પ્રોટીનો : આકારે ગોળ એવાં પ્રોટીનો કોષરસમાં દ્રાવ્ય સ્વરૂપે આવેલાં હોય છે. આલ્બ્યુમિન અને ગ્લોબ્યુલિન ગોળાકાર પ્રોટીનોના દાખલા છે.

1 આ. તંતુમય પ્રોટીનો : તંતુ જેવા આકારનાં પ્રોટીનો સામાન્યપણે પાણીમાં અદ્રાવ્ય હોય છે. કેરેટિન, કૉલેજન અને સ્નાયુતંતુઓ તંતુમય હોય છે.

કેરેટિન : a વલયો, હાઇડ્રોજન અને સલ્ફર બંધ વડે બનેલા આ તંતુઓ વાળ, ઊન, નહોર અને શિંગડાંમાં આવેલા છે.

કૉલેજન : તે સંયોજક પ્રોટીનમાં અગત્યના ઘટકો તરીકે આવેલા હોય છે. કૉલેજનને મળતા ઇલેસ્ટિન તંતુકો સ્થિતિસ્થાપકતાનો ગુણ ધરાવે છે. કાન, ધમની, સ્નાયુબંધોમાં તે અગત્યના ઘટકો તરીકે આવેલા છે.

સ્નાયુતંતુઓ : તે સંકોચનશીલ પ્રક્રિયા દ્વારા કાર્ય કરે છે. પ્રચલનમાં તે અગત્યનો ભાગ ભજવે છે. પાચનતંત્રમાં આવેલા સ્નાયુઓ ખોરાક્ધો મોંમાંથી ગુદાદ્વાર તરફ ધકેલે છે. મૂત્રપિંડમાં આવેલા સ્નાયુઓ મૂત્રત્યાગમાં અગત્યનો ભાગ ભજવે છે. હૃદયના સ્નાયુઓ અવિરત કાર્ય કરવાથી રુધિરાભિસરણ સાધ્ય બને છે. હૃદયના સ્નાયુઓ નિષ્ક્રિય બનતાં પ્રાણીઓ મૃત્યુ પામે છે.

ફાઇબ્રિન : રુધિરમાં એક દ્રાવ્ય ઘટક તરીકે ફાઇબ્રિન આવેલું છે. રુધિરવાહિનીને ઈજા પહોંચવાથી ઈજા સાથે સંકળાયેલ ફાઇબ્રિન અદ્રાવ્ય ફાઇબ્રિન તંતુમાં ફેરવાય છે.

ક્રિયાત્મકતાને આધારે પ્રોટીનોનું વર્ગીકરણ :

1. બંધારણાત્મક એકમો : જીવરસના બંધારણાત્મક એકમો તરીકે એક યા બીજા અંગના ભાગ રૂપે આવેલા હોય છે.

2. વાયુવાહી કણો (respiratory pigments) : હીમોગ્લોબિન જેવા રંજક કણો રુધિરમાં આવેલા હોય છે અને તે વાયુઓના વહનમાં અગત્યનો ભાગ ભજવે છે.

3. પ્રતિપિંડો (antibodies) : ઇમ્યુનોગ્લોબ્યુલિન નામે ઓળખાતાં ગ્લાયકોપ્રોટીનો રુધિરમાં આવેલાં છે. પ્રતિજન (antigen) નામથી ઓળખાતા શરીર-બાહ્ય (foreign) ઘટકો જો શરીરમાં પ્રવેશ પામે તો બરોળ (spleen) અને લસિકા (lymph) કોષો પ્રતિપિંડોનું ઉત્પાદન કરે છે, જે બાહ્ય પ્રતિજનોને પચાવી શરીરને રક્ષણ આપે છે.

4. વિષકણો (toxins) : બૅક્ટેરિયા, મલેરિયાના જંતુ અને અન્ય કેટલાક પરોપજીવી સજીવો યજમાનના શરીરમાં હાનિકારક દ્રવ્યોનો સ્રાવ કરતા હોય છે જે વિષકણો નામે ઓળખાય છે. તે વિપરીત સંજોગોમાં જીવલેણ નીવડે છે.

5. ઉત્સેચકો : શરીરમાં આવેલા ઉત્સેચકો શરીરમાં થતી જૈવિક રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓને વેગીલી બનાવે છે. પ્રોટીનોના બનેલા આ રાસાયણિક ઘટકો ક્રિયાશીલ ક્ષેત્રો (active sites) ધરાવતાં હોય છે. પરિણામે શરીરના તાપમાને થતી આ પ્રતિક્રિયાઓ કાર્યક્ષમ, અસરકારક અને ઝડપી હોય છે. શરીરમાં થતી મોટા ભાગની જૈવી ક્રિયાઓ માટે તે અગત્યના છે.

6. અંત:સ્રાવો (hormones) : પૉલિપેપ્ટાઇડો અને નાનાં પ્રોટીનોના બનેલા આ જૈવઘટકો ચયાપચયી પ્રક્રિયાના નિયમનમાં અગત્યનો ભાગ ભજવે છે. દાખલા તરીકે યકૃત અને મગજ સિવાય અન્ય અંગોમાં થતો ગ્લુકોઝના અણુઓનો પ્રવેશ અંત:સ્રાવ ઇન્સ્યુલિનને આભારી છે. ઇન્સ્યુલિનના અભાવમાં માનવી મધુપ્રમેહ(diabetes)નો ભોગ બને છે.

ન્યૂક્લિઇક ઍસિડો : જનીનીય માહિતીનાં સંગ્રહ અને સંચારણ કરવા ઉપરાંત તેનું લિપ્યંતર કરનાર જૈવઘટકો છે. આ લિપ્યંતરને લીધે કોઈ પણ વિશિષ્ટ કોષ પોતાની જરૂરિયાત મુજબ કોષના પ્રોટીનોને મળતા જૈવી ઘટકોનું સંશ્લેષણ કરી શકે છે. ન્યૂક્લિઇક ઍસિડો મૉનોન્યૂક્લિયોટાઇડોના બહુલકો (polymers) તરીકે આવેલા છે. તેમનો અણુભાર (molecular weight) ઊંચો હોય છે.

ન્યૂક્લિઇક ઍસિડો બે પ્રકારના હોય છે – DNA (ડી-ઑક્સિ- રિબોન્યૂક્લિઇક ઍસિડ) અને RNA (રિબોન્યૂક્લિઇક ઍસિડ). પ્રત્યેક ન્યૂક્લિઇક ઍસિડમાં શર્કરા, ફૉસ્ફૉરિક ઍસિડ અને એક નાઇટ્રોજનયુક્ત આધાર આવેલો હોય છે.

1. ન્યૂક્લિઇક ઍસિડમાં આવેલી શર્કરાઓ :

ન્યૂક્લિઇક ઍસિડના બેઝ : આરએનએ અને ડીએનએ આ પ્રત્યેકમાં બે પ્યુરિનના બેઝ – એડેનાઇન અને ગ્વાનાઇન આવેલા હોય છે.

આરએનએ તેમજ ડીએનએમાં પિરિમિડિન બેઝ તરીકે સાયટોસિન હોય છે. ચોથું પિરિમિડિન બેઝ તરીકે આરએનએમાં યુરેસિલ હોય છે જ્યારે ડીએનએમાં થાયમિન આવેલું છે.

બેઝ અને શર્કરાના બનેલ સંયોજનને ન્યૂક્લિયોસાઇડ કહે છે. ન્યૂક્લિઇક ઍસિડમાં આવેલ ન્યૂક્લિયોસાઇડો નીચે મુજબના હોય છે :

નાઇટ્રોજન બેઝ	રિબોન્યૂક્લિયોસાઇડ	ડીઑક્સિરિબોન્યૂક્લિયોસાઇડ
એડેનાઇન	એડેનોસાઇન	2-ડીઑક્સિએડેનોસાઇન
ગ્વાનાઇન	ગ્વાનોસાઇન	2-ડીઑક્સિગ્વાનોસાઇન
યુરાસિલ	યુરિડાઇન	2-ડીઑક્સિયુરિડાઇન
સાયટોસિન	સાયટિડિન	2- ડીઑક્સિસાયટિડિન
થાયમિન	થાયમિન- રિબોન્યૂક્લિયોસાઇડ	2-ડીઑક્સિથાયમિડિન

ન્યૂક્લિયોસાઇડ અને ફૉસ્ફૉરિક ઍસિડના બનેલ સંયુક્ત પદાર્થને ન્યૂક્લિઇક ઍસિડ, ન્યૂક્લિયોસાઇડ-5-મૉનૉફૉસ્ફેટ અથવા ન્યૂક્લિયોટાઇડ કહે છે.

1   એડેનાયલિક ઍસિડ	1   ડીઑક્સિએડેનાયલિક ઍસિડ
2   ગ્વાનિલિક ઍસિડ	2   ડીઑક્સિગ્વાનિલિક ઍસિડ
3   સાયટિડાયલિક ઍસિડ	3   ડીઑક્સિ- સાયટિડાયલિક ઍસિડ
4   યુરિડાયલિક ઍસિડ	4   ડીઑક્સિ- થાયમિડાયલિક ઍસિડ

ન્યૂક્લિઇક ઍસિડોના બેઝ : 5-મૉનોફૉસ્ફેટ

સામાન્ય સૂત્ર

ઍડેનોસાઇન 3’ 5’ મૉનોફૉસ્ફેટ

1. ઍડેનાયલિક ઍસિડ

2. ગ્વાનિલિક ઍસિડ

3. સાયટિડાયલિક ઍસિડ

4. યુરિડાયલિક ઍસિડ

5. ડીઑક્સિથાયમિડાયલિક ઍસિડ

ડીએનએ અણુની રચના : ડીએનએના અણુમાં પૉલિન્યૂક્લિયોટાઇડની બે સાંકળ આવેલી છે. આ બે સાંકળ એકબીજી સાથે પ્રતિ-સમાંતર અને વલયાકારે ગોઠવાયેલી હોય છે. પરિણામે તેની રચના દ્વિ-સર્પિલ (double helix) બને છે. આ સાંકળોના સંયોજનમાં A, T સાથે જ્યારે G, C સાથે હાઇડ્રોજન બંધ રૂપે હોય છે.

આ જોડાણમાં A અને T વચ્ચે 2 હાઇડ્રોજન-બંધો, જ્યારે C અને G વચ્ચે 3 હાઇડ્રોજન-બંધો આવેલા હોય છે.

1. થાયમાઇન એડેનાઇનનું તેમજ 2. સાયટોસાઇન અને ગ્વાનાઇન વચ્ચેનું જોડાણ નીચે મુજબ હોય છે :

ડીએનએની સર્પિલ રચના : 1953માં પોતાનાં સંશોધનોને આધારે વૅટ્સન અને ક્રિક નામના વિજ્ઞાનીઓએ ડીએનએના પ્રતિરૂપ(model)ની રચના જાહેર કરી. આ પ્રતિરૂપ મુજબ ડીએનએમાં પૉલિન્યૂક્લિયોટાઇડોની બે સાંકળો જમણેરી દ્વિ-વલય કે સર્પિલ રૂપે જોડાયેલી હોય છે. પ્રત્યેક સાંકળ શર્કરા અને ફૉસ્ફેટ અણુઓના જોડાણથી બનેલી હોય છે; જ્યારે બેઝ અનુલંબે (perpendicularly) પ્રક્ષેપિત થયેલો હોય છે. Cનું જોડાણ બીજી સમાંતર સાંકળના G સાથે અને Tનું જોડાણ A સાથે હાઇડ્રોજન-બંધ વડે થતું હોય છે. પરિણામે બે સાંકળો બેઝના જોડાણ વડે એક સામાન્ય અક્ષ(axis)ને ફરતે વીંટળાયેલી છે. વલયિત બંધારણમાં આવેલી પૂરકતા-(complementarity)ને લીધે પ્રત્યેક સૂત્રક (strand) ફરમા (template) તરીકે વર્તે છે. પરિણામે સંતાન (daughter)-ડીએનએનો અણુ પિતૃ-અણુ સાથે સર્વસમ (અભિન્ન) હોય છે.

આરએનએના અણુઓ : આરએનએનો અણુ માત્ર એક પૉલિન્યૂક્લિયોટાઇડની સાંકળનો બનેલો હોય છે. તે ત્રણ જાતમાં વહેંચાયેલો છે. સૌથી નાના અણુને વાહક-અણુ (t-RNA; transfer RNA) કહે છે. t-RNA આશરે 60 પ્રકારના છે. તે કોષરસમાં આવેલા ઍમિનોઍસિડને પ્રોટીનસંશ્ર્લેષણ થતું હોય ત્યાં લઈ જાય છે. તે સક્રિયિત (activated) ઍમિનોઍસિડનું વહન કરતા હોય છે. પ્રત્યેક નિર્દિષ્ટ ઍમિનોઍસિડ માટે એક સ્વતંત્ર t-RNAનો અણુ હોય છે. 10 % થી 15 % RNAના અણુઓ t-RNA પ્રકારના હોય છે. રિબૉઝોમલ-આરએનએ (r-RNA; ribosomal RNA) કોષરસમાં આવેલ રિબૉઝોમના કણ સાથે સંકળાયેલા હોય છે. મોટા ભાગના એટલે કે 70 %થી 80 % આરએનએના અણુઓ માત્ર r-RNAના બનેલા હોય છે. તેની સાંકળ વેણીની જેમ વીંટળાયેલી હોય છે. ત્રીજા પ્રકારના અણુને સંદેશવાહક (messenger) RNA (m-RNA) કહે છે. આ અણુઓ અસ્થિર સ્વરૂપના હોય છે. 5 %થી 10 % અણુઓ m-RNA  તરીકે આવેલા હોય છે.

t-RNAના અણુઓને મેથીનાં પાંદડાંની રચના સાથે સરખાવી શકાય. તેની સાંકળ અંશત: વીંટળાયેલી અને અંશત: મુક્ત સ્વરૂપની હોય છે. તેના છેડા તરફ C–C–A ન્યૂક્લિઇક ઍસિડો ગોઠવાયેલા હોય છે. આ છેડે સંકલિત ઍમિનોઍસિડનો અણુ જોડાતાં t-RNA તેનું વહન કરે છે. t-RNAના નીચલે છેડે ત્રણ ન્યૂક્લિયોટાઇડોનો એક સમૂહ આવેલો હોય છે; જે પ્રતિસંકેત(anti-codon)ની ગરજ સારે છે. પ્રોટીનના સંશ્ર્લેષણ દરમિયાન તેની સાથે m-RNAનો વિશિષ્ટ ઍમિનોઍસિડનો સંકેત (code) તૈયાર થતો હોય છે. પરિણામે પ્રોટીનના સંશ્ર્લેષણ દરમિયાન માત્ર નિર્દિષ્ટ ઍમિનોઍસિડ પ્રોટીનની સાંકળ સાથે નિશ્ચિત ક્રમમાં સંયોજન પામતો હોય છે.

r-RNAની ઘણી જાતો રિબૉઝોમના કણોમાં આવેલી હોય છે.

1. આદિકોષકેન્દ્રી (prokaryotic) કોષમાં આવેલા r-RNA : 16s, 5s અને 23

2. સુકોષકેન્દ્રી (eukaryotic) કોષમાં આવેલા r-RNA : 18s, 5s અને 28

આ r-RNAના અણુઓ રિબૉઝોમો સાથે અસ્થાયી સંયોજન બનાવે છે. સ્થાયી સંયોજન થતાં રિબૉઝોમો ક્રિયાશીલ બને છે. r-RNAની હાજરીમાં m-RNA રિબૉઝોમ સાથે જોડાતાં પ્રોટીનનું સંશ્લેષણ સાધ્ય બને છે.

m-RNA : બૅક્ટેરિયામાં તે તદ્દન અસ્થાયી હોય છે. ત્યાં m-RNAનું સંશ્લેષણ તેમજ વિઘટન સતત થયાં કરે છે. પ્રમાણમાં સસીમકેંદ્રી કોષોમાં m-RNA સ્થિર હોય છે અને સંશ્લેષણ પણ ધીમું હોય છે. m-RNAના પાયાના અણુઓ ડીએનએને મળતા આવે છે. અનુલેખન (transcription) અને લિપ્યંતર (translation) દ્વારા ડીએનએમાં સંકલિત માહિતીને ફેરવી નવ-પ્રોટીનનું સંશ્લેષણ કરે છે.

m-RNAની સાંકળની લંબાઈમાં વિવિધતા જોવા મળે છે. કોઈ પણ પ્રોટીનમાં ઍમિનોઍસિડની સંખ્યા ઓછી હોય અથવા તો તે સંખ્યા હજારોમાં આવેલી હોય. જો પ્રોટીનમાં માત્ર 50 ઍમિનોઍસિડો આવેલા હોય તો આવા પ્રોટીનને જવાબદાર m-RNAમાં ઓછામાં ઓછા 50  3 ન્યૂક્લિયોટાઇડો આવેલા હશે. તે જ પ્રમાણે 1,000 ઍમિનોઍસિડો પ્રોટીનમાં આવ્યા હોય તો સંકળાયેલ m-RNAમાં ઓછામાં ઓછા 1,000  3 ન્યૂક્લિયોટાઇડો હોવા જોઈએ.

ન્યૂક્લિઇક ઍસિડમાં આવેલા અન્ય બેઝ : t-RNAમાં આવેલ ચાર સામાન્ય ન્યૂક્લિયોટાઇડો ઉપરાંત અન્ય બેઝ પણ હોય છે. તેમાંના કેટલાક અગત્યના બેઝ નીચે મુજબ છે :

પ્યુરિન બેઝ : હાઇપોઝાઇન્થાઇન, મિથાઇલહાઇપોઝાઇન્થાઇન અને મિથાઇલ ગ્વાનાઇન.

પિરિમિડિન બેઝ : 5-મિથાઇલ સાઇટોસિન, 5-હાઇડ્રૉક્સિ-મિથાઇલ સાઇટોસિન અને ડાયહાઇડ્રોયુરાસિલ.

સાઇક્લિક એડેનાયલિક ઍસિડ (cyclic AMP) : આ ન્યૂક્લિયોટાઇડમાં ફૉસ્ફેટના અણુનું સંયોજન રિબોઝના 3 અને 5 ક્રમાંકના કાર્બન સાથે થયેલું હોય છે જેથી આ ભાગ ચક્રીય સ્વરૂપ ધારણ કરે છે.

ગ્લુકોઝ સાથે સંકળાયેલ ચયાપચયી પ્રક્રિયાઓમાં તે મહત્વનો ભાગ ભજવે છે. સ્નાયુમાંના ગ્લાયકોજનની સંશ્લેષણ અને વિઘટન પ્રતિક્રિયાઓનું નિયમન કરે છે. મેદપૂર્ણ પેશીની ચયાપચયી પ્રક્રિયા સાથે પણ તે સંકળાયેલું છે.

વિષાણુઓને ન્યૂક્લિયોપ્રોટીનોના બૃહદ્-અણુઓ તરીકે ઓળખાવી શકાય. તેમના કેંદ્રમાં ડીએનએ અથવા આરએનએના અણુઓ આવેલા હોય છે. આ ઍસિડોની ફરતે પ્રોટીનનું આવરણ આવેલું હોય છે. વિષાણુઓ યજમાન કોષમાં આવેલ ઉત્સેચકની મદદથી પોતાના જેવી નવી પ્રતિકૃતિ (replication) નિર્માણ કરી શકે છે. યજમાન કોષમાં આવેલ પ્રતિકૃતિ નિર્માણ, અનુલેખન અને લિપ્યંતર તંત્રોને પોતાના તરફ વાળી પોતાના જેવા બૃહદ અણુઓનું સંશ્લેષણ કરવા પ્રેરે છે. શીતળા, શરદી, મૅનિન્જાઇટિસ, એઇડ્ઝ (AIDS) જેવા ઘણા જીવલેણ રોગો માટે વિષાણુઓ જવાબદાર હોય છે.

વિટામિનો અને સહઉત્સેચકો (co-enzymes) : વિટામિન ખોરાકમાંથી પ્રાપ્ત થતો અગત્યનો પદાર્થ છે. આમ તો વિટામિનોની જરૂરિયાત અત્યંત અલ્પ હોય છે; પરંતુ તેમના અભાવમાં પ્રાણીઓ અપૂરતા પોષણની કષ્ટદાયક સ્થિતિ અનુભવે છે. કેટલાંક વિટામિનો સહઉત્સેચકોના અગત્યના ઘટક તરીકે આવેલા હોય છે. વિટામિનોના જલદ્રાવ્ય અને મેદદ્રાવ્ય – એમ બે પ્રકાર છે.

જલદ્રાવ્ય વિટામિનો : વિટામિન ‘બી’ સમૂહનાં વિટામિનો અને વિટામિન ‘સી’ જલદ્રાવ્ય છે.

1. નિયાસિન : ‘બી’ સમૂહનું આ વિટામિન વનસ્પતિ તેમજ પ્રાણીપેશીઓમાંથી સારા પ્રમાણમાં મળે છે. માંસજન્ય વાનગીઓમાં તેનું પ્રમાણ સવિશેષ હોય છે. નિકોટિન-એમાઇડ ન્યૂક્લિયોટાઇડ સહઉત્સેચકો(NAD અને NADP)માં નિયાસિન આવેલું છે. તે ઑક્સિડેશન-રિડક્શન પ્રક્રિયામાં અગત્યનો ભાગ ભજવે છે.

2. રિબૉફ્લેવિન (વિટામિન બી2) : FAD અને FMN સહઉત્સેચકોમાં રિબૉફ્લેવિન હોય છે. લીલી વનસ્પતિ અને ફૂગ તેનું સંશ્લેષણ કરે છે. NADની જેમ FAD પણ ઑક્સિડેશનઅને રિડક્શન પ્રક્રિયા દરમિયાન H⁺નો અનુક્રમે ત્યાગ અને સ્વીકારકરે છે.

3. બાયોટિન : ફૂગ (yeast) અને યકૃતમાંથી તે મળી આવે છે. ઈંડાંની સફેદી અને તાજાં શાકભાજીમાં પણ તે રહેલું છે. અભિસરણ તંત્ર અને ત્વચાની તંદુરસ્તી માટે આવશ્યક છે.

4. થાયેમિન (વિટામિન બી₁) : અનાજના દાણાની બાહ્ય સપાટીએ આ વિટામિન આવેલું છે. અણછડ ચોખા અને ઘઉંમાંથી તે સારા પ્રમાણમાં મળે છે. આ વિટામિનના અભાવમાં દરદી બેરીબેરી નામના રોગથી પીડાય છે. પરિણામે સ્નાયુઓ અને ચેતાતંત્ર નબળાં પડે છે અને શરીરના વજનમાં ઘટાડો નોંધાય છે.

5. વિટામિન બી6 : પાયરિડૉક્સલ, પાયરિડૉક્સિન અને પાયરિડૉક્સાઇન અણુની ગણના વિટામિન બી6 તરીકે થાય છે. વનસ્પતિ અને પ્રાણીજન્ય ખોરાકમાંથી તે મળે છે. અનાજમાં આ જૂથના અણુઓ સારા પ્રમાણમાં આવેલા છે. ઍમિનોઍસિડોની ચયાપચયી પ્રક્રિયામાં તે અગત્યના છે.

6. ફૉલિક ઍસિડ : ફૉલિક ઍસિડ અને તેનાં વ્યુત્પન્નો કુદરતમાં સારી રીતે પ્રસરેલાં છે. તે અપોષણથી થતા એનિમિયાને મટાડે છે. ફૉલિક ઍસિડની જરૂરિયાત અત્યંત અલ્પ હોવાથી, પ્રાયોગિક ધોરણે, તેને લગતાં સંશોધનો ભાગ્યે જ શક્ય બને છે. રક્તકણોના નિર્માણમાં તેનું મહત્વ હોય છે.

7. વિટામિન બી12 (અથવા સાયાનોકોબાલ્મિન) : ફૉલિક ઍસિડની જેમ આ કોબાલ્ટયુક્ત વિટામિનના અભાવમાં દરદીને એનિમિયા થાય છે. ચેતાતંત્રની તંદુરસ્તી જાળવવામાં પણ તે ઉપયોગી છે. ખોરાકને રાંધવાથી તેનું વિઘટન થાય છે.

8. વિટામિન બી3 (પૅન્ટોથેનિક ઍસિડ) : શરીરમાં આ વિટામિનમાંથી સહઉત્સેચક- એનું ઉત્પાદન થાય છે. ખોરાકમાંથી કાર્યશક્તિ આપનાર રસાયણોના ઉત્પાદનમાં સહઉત્સેચક-એ અગત્યનો ભાગ ભજવે છે. મેદને મેદામ્લોમાં ફેરવવામાં પણ તે મહત્ત્વનો ભાગ ભજવે છે.

9. વિટામિન સી (અથવા એસ્કોર્બિક ઍસિડ) : આ વિટામિનનો સંગ્રહ શરીરમાં ભાગ્યે જ થાય છે. તેથી દરરોજ વિટામિન સીનું પ્રાશન અનિવાર્ય છે. જોકે ઍડ્રિનૉલ જૈવી રસાયણોમાં તેનો સંગ્રહ થઈ શકે છે. તેને લીંબુ સમૂહનાં ફળો તેમજ કોબીજ અને ટામેટાંમાંથી મેળવી શકાય. તેના અભાવમાં માનવસહિત અંગુષ્ઠધારી (primate) પ્રાણીઓ સ્કર્વી નામના રોગ, સોજો અને અધોત્વચીય રક્તસ્રાવથી પીડાય છે. વળી તેની માઠી અસર દાંત અને પેઢાં (gum) પર થાય છે. એસ્કોર્બિક ઍસિડ એક અત્યંત અસરકારક ઑક્સિડેશન-રિડક્શન પ્રક્રિયક છે.

મેદદ્રાવ્ય વિટામિનો :

1. વિટામિન એ (અથવા રેટિનૉલ) : ઈંડાંની જરદી, યકૃત અને દૂધમાં રહેલું છે. કેટલીક વનસ્પતિઓમાં (દા. ત., કોબીજ, ગાજર અને વિલાયતી-સૅલડ(Lettuce)માં) કેરોટિન-સ્વરૂપે હોય છે. પ્રાણીશરીર તેને વિટામિન એમાં ફેરવે છે. ગર્ભાવસ્થા દરમિયાન અને બાળકોની વૃદ્ધિ માટે તે આવશ્યક છે. ખાસ કરીને હાડકાં અને દાંતની વૃદ્ધિ માટે તે અગત્યનું છે. તે ત્વચાને તંદુરસ્ત રાખે છે અને ચેપી રોગો સામે રક્ષણ આપનાર જળસનું ઉત્પાદન કરવામાં મદદરૂપ નીવડે છે. તેના અભાવમાં આંખની સપાટી સૂકી બને છે. લિપોપ્રોટીન તરીકે તે નેત્રપટલનું રંજકદ્રવ્ય બને છે. આ વિટામિનની ઊણપથી માનવી રતાંધળો બને છે.

2. વિટામિન ડી (કૉલેકૅલ્શિફેરૉલ) : આ સમૂહનાં વિટામિન સુકતાન(રિકેટ)નો રોગ થતો અટકાવે છે. કેટલીક વનસ્પતિ કૅલ્શિફેરૉલ(અથવા વિટામિન ડી₂)નું ઉત્પાદન કરે છે. વનસ્પતિમાં આવેલું વિશિષ્ટ સ્ટેરૉલ પારજામલી વિકિરણથી વિટામિન ડી₂માં ફેરવાય છે. માનવસહિત પ્રાણીઓની ત્વચાની નીચે 7-ડી હાઇડ્રૉકૉલેસ્ટેરૉલ આવેલું છે. તે પણ પારજાંબલી વિકિરણથી વિટામિન ડી₃ (કોલ-કૅલ્શિફેરૉલ)માં ફેરવાય છે. વિટામિન માછલીના યકૃતમાં સંઘરાયેલું હોય છે. દૂધમાં પણ આ વિટામિન હોય છે. પ્રક્રિયક તરીકે સહઉત્સેચક નહિ પરંતુ એક અંત:સ્રાવની ગરજ સારે છે.

3. વિટામિન ઈ (અથવા ટોકોફેરૉલ) સમૂહ : આ વિટામિનો વિલાયતી સૅલડ, માંસ, દૂધ, ઈંડાં, યકૃત અને મોટા ભાગનાં શાકભાજીમાં હોય છે. તે પૉલિસૅચ્યુરેટેડ મેદ અમ્લોનું ઑક્સિડેશન થતું અટકાવે છે. તેના અભાવમાં પ્રજનનક્ષમતા ઘટે છે. વિટામિન ઈની ઊણપ ભાગ્યે જ જોવા મળે છે.

4. વિટામિન કે (ફાઇલોક્વિનોન) : તે પાલખ, ફ્લાવર અને અન્ય લીલાં શાકભાજીમાં સામાન્યપણે મળી આવે છે. આંતરડાંમાં આવેલા બૅક્ટેરિયા પણ વિટામિન કે નું ઉત્પાદન કરતા હોય છે. તે રુધિરની જમાવટ(blood clotting)માં અગત્યનું છે.

મ. શિ. દૂબળે