जी.एन. पेट्राकोविच.विषय का दूसरा पहलू. हमारी आंखें, यदि आत्मा का दर्पण नहीं हैं, तो उनका पारदर्शी वातावरण - पुतली और परितारिका - अभी भी हमसे लगातार निकलने वाले स्थलाकृतिक "सिनेमा" के लिए स्क्रीन हैं। "इंटीग्रल" होलोग्राम पुतलियों के माध्यम से उड़ते हैं, और आईरिस प्रोटॉन में, गतिज ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण चार्ज लेकर, वर्णक गुच्छों में अणुओं को लगातार उत्तेजित करते हैं। वे उन्हें तब तक उत्तेजित करेंगे जब तक कि उन कोशिकाओं में सब कुछ क्रम में न हो जाए जो इन अणुओं को अपने प्रोटॉन "भेजते" हैं। कोशिकाएं मर जाएंगी, उनके साथ, अंग के साथ कुछ और घटित होगा - वर्णक गुच्छों में संरचना तुरंत बदल जाएगी। यह स्पष्ट रूप से अनुभवी इरिडोडायग्नॉस्टिशियंस द्वारा दर्ज किया जाएगा: वे पहले से ही ठीक से जानते हैं - परितारिका में अनुमानों से - कौन सा अंग बीमार है और यहां तक कि किससे भी। शीघ्र एवं सटीक निदान! कुछ डॉक्टर अपने सहकर्मियों-इरिडोडायग्नोस्टिक्सियों के प्रति बहुत अनुकूल रवैया नहीं रखते हैं, उन्हें लगभग धोखेबाज़ मानते हैं। व्यर्थ! इरिडोडायग्नोसिस, एक सरल, सार्वजनिक रूप से उपलब्ध, सस्ता, आसानी से गणितीय भाषा में अनुवादित और सबसे महत्वपूर्ण, विभिन्न रोगों के निदान के लिए एक सटीक और प्रारंभिक विधि के रूप में, निकट भविष्य में हरी बत्ती दी जाएगी। इस पद्धति का एकमात्र दोष सैद्धांतिक आधार की कमी थी। इसकी नींव ऊपर उल्लिखित है। संवाददाता.मुझे लगता है कि हमारे पाठकों के लिए प्रत्येक व्यक्ति के होलोग्राम के निर्माण की प्रक्रिया को समझाना आवश्यक होगा। आप इसे मुझसे बेहतर कर सकते हैं. जी.एन. पेट्राकोविच. आइए एक कोशिका में किसी भी बड़े थोक (त्रि-आयामी) अणु के साथ त्वरित प्रोटॉन की बातचीत की कल्पना करें, जो बहुत तेजी से हो रही है। इस बड़े अणु को बनाने वाले लक्ष्य परमाणुओं के नाभिक के साथ इस तरह की बातचीत कई प्रोटॉन का उपभोग करेगी, जो बदले में, वैक्यूम, "छेद" के रूप में प्रोटॉन बीम में एक बड़ा, लेकिन "नकारात्मक" निशान छोड़ देगी। यह निशान एक वास्तविक होलोग्राम होगा, जो अणु की संरचना के उस हिस्से को मूर्त रूप देगा और संरक्षित करेगा जो प्रोटॉन के साथ प्रतिक्रिया करता है। होलोग्राम की एक श्रृंखला (जो "प्रकृति में होती है") न केवल अणु की भौतिक "उपस्थिति" को प्रदर्शित और संरक्षित करेगी, बल्कि इसके अलग-अलग हिस्सों और एक निश्चित समय पर संपूर्ण अणु के भौतिक और रासायनिक परिवर्तनों के क्रम को भी प्रदर्शित करेगी। समय अवधि। ऐसे होलोग्राम, बड़ी त्रि-आयामी छवियों में विलीन होकर, एक संपूर्ण कोशिका, कई पड़ोसी कोशिकाओं, अंगों और शरीर के कुछ हिस्सों - संपूर्ण शरीर - के जीवन चक्र को प्रदर्शित कर सकते हैं। इसका एक परिणाम और भी है. यह रहा। जीवित प्रकृति में, चेतना की परवाह किए बिना, हम मुख्य रूप से क्षेत्रों के माध्यम से संवाद करते हैं। इस तरह के संचार के साथ, अन्य क्षेत्रों के साथ प्रतिध्वनि में प्रवेश करने पर, हम अपनी व्यक्तिगत आवृत्ति (साथ ही शुद्धता) को आंशिक रूप से या पूरी तरह से खोने का जोखिम उठाते हैं, और यदि हरी प्रकृति के साथ संचार में इसका अर्थ "प्रकृति में घुलना" है, तो लोगों के साथ संचार में , खासकर उन लोगों के लिए जिनके पास एक मजबूत क्षेत्र है, इसका मतलब आंशिक रूप से या पूरी तरह से अपना व्यक्तित्व खोना है - एक "ज़ोंबी" बनना (टोडर डिचेव के अनुसार)। कार्यक्रम के तहत कोई तकनीकी "ज़ोंबी" उपकरण नहीं हैं और यह संभावना नहीं है कि वे कभी बनाए जाएंगे, लेकिन इस संबंध में एक व्यक्ति का दूसरे पर प्रभाव काफी संभव है, हालांकि, नैतिक दृष्टिकोण से, यह अस्वीकार्य है। अपनी सुरक्षा करते समय, आपको इस बारे में सोचना चाहिए, खासकर जब यह शोर-शराबे वाले सामूहिक कार्यों की बात आती है, जिसमें तर्क या यहां तक कि सच्ची भावना नहीं होती है जो हमेशा प्रबल होती है, लेकिन कट्टरता - दुर्भावनापूर्ण अनुनाद का दुखद बच्चा। प्रोटॉन का प्रवाह केवल अन्य प्रवाह के साथ विलय के कारण बढ़ सकता है, लेकिन किसी भी तरह से, उदाहरण के लिए, एक इलेक्ट्रॉन प्रवाह के विपरीत, मिश्रित नहीं होता है - और फिर यह पूरे अंगों और ऊतकों के बारे में पूरी जानकारी ले सकता है, जिसमें ऐसे भी शामिल हैं मस्तिष्क जैसा एक विशिष्ट अंग। जाहिरा तौर पर, हम कार्यक्रमों में सोचते हैं, और ये होलोग्राम हमारे टकटकी के माध्यम से प्रोटॉन की एक धारा को प्रसारित करने में सक्षम हैं - यह न केवल हमारी टकटकी की "अभिव्यक्ति" से साबित होता है, बल्कि इस तथ्य से भी साबित होता है कि जानवर हमारे होलोग्राम को आत्मसात करने में सक्षम हैं। इसकी पुष्टि के लिए हम प्रसिद्ध प्रशिक्षक वी.एल. के प्रयोगों का उल्लेख कर सकते हैं। ड्यूरोव, जिसमें शिक्षाविद् वी. ने भाग लिया। एम. बेखटेरेव। इन प्रयोगों में, एक विशेष आयोग तुरंत कुत्तों के लिए संभव कोई भी कार्य लेकर आया, वी.एल. ड्यूरोव ने तुरंत इन कार्यों को "सम्मोहक टकटकी" के साथ कुत्तों को सौंप दिया (साथ ही, जैसा कि उन्होंने कहा, वह खुद एक "कुत्ता" बन गए और मानसिक रूप से उनके साथ कार्यों को पूरा किया), और कुत्तों ने बिल्कुल पालन किया आयोग के निर्देश. वैसे, फोटो खींचने के मतिभ्रम को होलोग्राफिक सोच और टकटकी के माध्यम से प्रोटॉन की एक धारा द्वारा छवियों के प्रसारण से जोड़ा जा सकता है। एक बहुत ही महत्वपूर्ण बिंदु: जानकारी ले जाने वाले प्रोटॉन अपनी ऊर्जा के साथ अपने शरीर के प्रोटीन अणुओं को "टैग" करते हैं, और प्रत्येक "लेबल" अणु अपना स्वयं का स्पेक्ट्रम प्राप्त करता है, और इस स्पेक्ट्रम द्वारा यह बिल्कुल समान रासायनिक संरचना वाले अणु से भिन्न होता है, लेकिन एक "विदेशी" संस्था से संबंधित। प्रोटीन अणुओं के स्पेक्ट्रम में बेमेल (या संयोग) का सिद्धांत शरीर की प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं, सूजन, साथ ही ऊतक असंगति को रेखांकित करता है, जिसका हम पहले ही उल्लेख कर चुके हैं। गंध का तंत्र भी प्रोटॉन द्वारा उत्तेजित अणुओं के वर्णक्रमीय विश्लेषण के सिद्धांत पर बनाया गया है। लेकिन इस मामले में, नाक के माध्यम से साँस ली गई हवा में किसी पदार्थ के सभी अणुओं को उनके स्पेक्ट्रम के त्वरित विश्लेषण के साथ प्रोटॉन से विकिरणित किया जाता है (यह तंत्र रंग धारणा के तंत्र के बहुत करीब है)। लेकिन एक "कार्य" है जो केवल उच्च आवृत्ति वाले वैकल्पिक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र द्वारा किया जाता है - यह "दूसरे" या "परिधीय" हृदय का कार्य है, जिसके बारे में एक समय में बहुत कुछ लिखा गया था, लेकिन जिसका तंत्र अभी तक किसी के पास नहीं है खोजा गया। बातचीत के लिए यह एक विशेष विषय है. करने के लिए जारी... एडेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड-एटीपी- किसी भी जीवित कोशिका का एक आवश्यक ऊर्जा घटक। एटीपी भी एक न्यूक्लियोटाइड है जिसमें नाइट्रोजनस बेस एडेनिन, चीनी राइबोस और तीन फॉस्फोरिक एसिड अणु अवशेष शामिल हैं। यह एक अस्थिर संरचना है. चयापचय प्रक्रियाओं में, फॉस्फोरिक एसिड अवशेषों को दूसरे और तीसरे फॉस्फोरिक एसिड अवशेषों के बीच ऊर्जा-समृद्ध लेकिन नाजुक बंधन को तोड़कर क्रमिक रूप से अलग किया जाता है। फॉस्फोरिक एसिड के एक अणु के पृथक्करण के साथ-साथ लगभग 40 kJ ऊर्जा निकलती है। इस मामले में, एटीपी को एडेनोसिन डिपोस्फोरिक एसिड (एडीपी) में परिवर्तित किया जाता है, और एडीपी से फॉस्फोरिक एसिड अवशेषों के आगे टूटने के साथ, एडेनोसिन मोनोफॉस्फोरिक एसिड (एएमपी) बनता है।
एटीपी की संरचना और एडीपी में इसके रूपांतरण की योजना (टी.ए. कोज़लोवा, वी.एस. Kuchmenko. तालिकाओं में जीव विज्ञान. एम., 2000 )
नतीजतन, एटीपी कोशिका में एक प्रकार का ऊर्जा संचयकर्ता है, जो टूटने पर "डिस्चार्ज" हो जाता है। एटीपी का टूटना प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट और कोशिकाओं के किसी अन्य महत्वपूर्ण कार्य के संश्लेषण की प्रतिक्रियाओं के दौरान होता है। ये प्रतिक्रियाएं ऊर्जा के अवशोषण के साथ होती हैं, जो पदार्थों के टूटने के दौरान निकाली जाती है।
एटीपी का संश्लेषण होता हैमाइटोकॉन्ड्रिया में कई चरणों में। पहला है तैयारी -प्रत्येक चरण में विशिष्ट एंजाइमों की भागीदारी के साथ, चरणों में आगे बढ़ता है। इस मामले में, जटिल कार्बनिक यौगिक मोनोमर्स में टूट जाते हैं: प्रोटीन अमीनो एसिड में, कार्बोहाइड्रेट ग्लूकोज में, न्यूक्लिक एसिड न्यूक्लियोटाइड में, आदि। इन पदार्थों में बंधनों के टूटने के साथ थोड़ी मात्रा में ऊर्जा निकलती है। परिणामी मोनोमर्स, अन्य एंजाइमों के प्रभाव में, कार्बन डाइऑक्साइड और पानी तक सरल पदार्थ बनाने के लिए और अधिक विघटित हो सकते हैं।
योजना कोशिका माइटोकॉन्ड्रिया में एटीपी संश्लेषण
विखंडन की प्रक्रिया में पदार्थों और ऊर्जा के आरेख परिवर्तन के लिए स्पष्टीकरण
चरण I - प्रारंभिक: जटिल कार्बनिक पदार्थ, पाचन एंजाइमों के प्रभाव में, सरल पदार्थों में टूट जाते हैं, और केवल तापीय ऊर्जा निकलती है।
प्रोटीन ->अमीनो एसिड
वसा- >
ग्लिसरॉल और फैटी एसिड
स्टार्च ->ग्लूकोज
चरण II - ग्लाइकोलाइसिस (ऑक्सीजन मुक्त): हाइलोप्लाज्म में किया जाता है, झिल्ली से जुड़ा नहीं; इसमें एंजाइम शामिल हैं; ग्लूकोज टूट गया है:
खमीर कवक में, ऑक्सीजन की भागीदारी के बिना एक ग्लूकोज अणु एथिल अल्कोहल और कार्बन डाइऑक्साइड (अल्कोहल किण्वन) में परिवर्तित हो जाता है:
अन्य सूक्ष्मजीवों में, ग्लाइकोलाइसिस के परिणामस्वरूप एसीटोन, एसिटिक एसिड आदि का निर्माण हो सकता है। सभी मामलों में, एक ग्लूकोज अणु के टूटने के साथ दो एटीपी अणुओं का निर्माण होता है। एटीपी अणु में रासायनिक बंधन के रूप में ग्लूकोज के ऑक्सीजन मुक्त टूटने के दौरान, 40% ऊर्जा बरकरार रहती है, और बाकी गर्मी के रूप में नष्ट हो जाती है।
चरण III - हाइड्रोलिसिस (ऑक्सीजन): माइटोकॉन्ड्रिया में किया जाता है, माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स और आंतरिक झिल्ली से जुड़ा होता है, एंजाइम इसमें भाग लेते हैं, लैक्टिक एसिड टूट जाता है: C3H6O3 + 3H20 --> 3CO2+ 12H। CO2 (कार्बन डाइऑक्साइड) माइटोकॉन्ड्रिया से पर्यावरण में छोड़ा जाता है। हाइड्रोजन परमाणु प्रतिक्रियाओं की श्रृंखला में शामिल है, जिसका अंतिम परिणाम एटीपी का संश्लेषण है। ये प्रतिक्रियाएँ निम्नलिखित क्रम में होती हैं:
1. हाइड्रोजन परमाणु H, वाहक एंजाइमों की मदद से, माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली में प्रवेश करता है, जिससे क्राइस्टे बनता है, जहां यह ऑक्सीकृत होता है: H-e--> एच+
2. हाइड्रोजन प्रोटोन एच+(धनायन) वाहकों द्वारा क्रिस्टी झिल्ली की बाहरी सतह तक ले जाया जाता है। यह झिल्ली प्रोटॉन के लिए अभेद्य है, इसलिए वे इंटरमेम्ब्रेन स्पेस में जमा हो जाते हैं, जिससे प्रोटॉन भंडार बनता है।
3. हाइड्रोजन इलेक्ट्रॉन इक्रिस्टे झिल्ली की आंतरिक सतह पर स्थानांतरित हो जाते हैं और एंजाइम ऑक्सीडेज का उपयोग करके तुरंत ऑक्सीजन से जुड़ जाते हैं, जिससे नकारात्मक रूप से चार्ज सक्रिय ऑक्सीजन (आयन) बनता है: O2 + e--> O2-
4. झिल्ली के दोनों किनारों पर धनायन और ऋणायन एक विपरीत आवेशित विद्युत क्षेत्र बनाते हैं, और जब संभावित अंतर 200 mV तक पहुँच जाता है, तो प्रोटॉन चैनल काम करना शुरू कर देता है। यह एटीपी सिंथेटेज़ एंजाइम के अणुओं में होता है, जो क्राइस्टे बनाने वाली आंतरिक झिल्ली में अंतर्निहित होते हैं।
5. हाइड्रोजन प्रोटॉन प्रोटॉन चैनल से होकर गुजरते हैं एच+माइटोकॉन्ड्रिया के अंदर तेजी से ऊर्जा का निर्माण होता है, जिसका अधिकांश भाग एडीपी और पी (एडीपी+पी-->एटीपी), और प्रोटॉन से एटीपी के संश्लेषण में जाता है एच+सक्रिय ऑक्सीजन के साथ परस्पर क्रिया करके पानी और आणविक 02 बनाते हैं:
(4Н++202- -->2Н20+02)
इस प्रकार, O2, जो शरीर की श्वसन प्रक्रिया के दौरान माइटोकॉन्ड्रिया में प्रवेश करता है, हाइड्रोजन प्रोटॉन एच को जोड़ने के लिए आवश्यक है। इसकी अनुपस्थिति में, माइटोकॉन्ड्रिया में पूरी प्रक्रिया रुक जाती है, क्योंकि इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला कार्य करना बंद कर देती है। चरण III की सामान्य प्रतिक्रिया:
(2C3NbOz + 6Oz + 36ADP + 36F ---> 6C02 + 36ATP + +42H20)
एक ग्लूकोज अणु के टूटने के परिणामस्वरूप, 38 एटीपी अणु बनते हैं: चरण II में - 2 एटीपी और चरण III में - 36 एटीपी। परिणामी एटीपी अणु माइटोकॉन्ड्रिया से आगे जाते हैं और उन सभी सेलुलर प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं जहां ऊर्जा की आवश्यकता होती है। विभाजित होने पर, एटीपी ऊर्जा छोड़ता है (एक फॉस्फेट बांड में 40 केजे होता है) और एडीपी और पी (फॉस्फेट) के रूप में माइटोकॉन्ड्रिया में लौटता है।
एटीपी संश्लेषण साइटोप्लाज्म में होता है, मुख्य रूप से माइटोकॉन्ड्रिया में, यही कारण है कि उन्हें कोशिका का "पावर स्टेशन" कहा जाता है।
मानव कोशिकाओं, कई जानवरों और कुछ सूक्ष्मजीवों में, एटीपी संश्लेषण के लिए मुख्य ऊर्जा आपूर्तिकर्ता ग्लूकोज है। कोशिका में ग्लूकोज का टूटना, जिसके परिणामस्वरूप एटीपी का संश्लेषण होता है, दो क्रमिक चरणों में होता है। प्रथम चरण कहा जाता है ग्लाइकोलाइसिस या ऑक्सीजन मुक्त विभाजन . दूसरा चरण कहा जाता है ऑक्सीजन विखंडन .
ग्लाइकोलाइसिस
उदाहरण के लिए (याद रखने के लिए नहीं), हम इसका अंतिम समीकरण प्रस्तुत करते हैं:
समीकरण से यह स्पष्ट है कि ऑक्सीजन ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया में भाग नहीं लेता है (इसलिए इस चरण को ऑक्सीजन-मुक्त दरार कहा जाता है)। इसी समय, एडीपी और फॉस्फोरिक एसिड ग्लाइकोलाइसिस में अनिवार्य भागीदार हैं। ये दोनों पदार्थ हमेशा मौजूद रहते हैं, क्योंकि ये कोशिका के जीवन के परिणामस्वरूप लगातार बनते रहते हैं। ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया के दौरान, ग्लूकोज अणु टूट जाते हैं और 2 एटीपी अणु संश्लेषित होते हैं।
अंतिम समीकरण प्रक्रिया के तंत्र का अंदाजा नहीं देता है। ग्लाइकोलाइसिस एक जटिल, बहु-चरणीय प्रक्रिया है। यह एक-दूसरे का अनुसरण करने वाली कई प्रतिक्रियाओं का एक जटिल (या, बेहतर कहा जाए तो, एक संवाहक) है। प्रत्येक प्रतिक्रिया एक विशिष्ट एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित होती है। प्रत्येक प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, पदार्थ में एक छोटा सा परिवर्तन होता है, लेकिन अंत में परिवर्तन महत्वपूर्ण होता है: 3-कार्बन कार्बनिक अम्ल के 2 अणु 6-कार्बन ग्लूकोज के अणुओं से बनते हैं। प्रत्येक प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, थोड़ी मात्रा में ऊर्जा निकलती है, और कुल एक प्रभावशाली मूल्य है - 200 kJ/mol। इस ऊर्जा का कुछ भाग (60%) ऊष्मा के रूप में नष्ट हो जाता है, और कुछ (40%) एटीपी के रूप में संग्रहीत हो जाता है।
ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया सभी पशु कोशिकाओं और कुछ सूक्ष्मजीवों की कोशिकाओं में होती है। प्रसिद्ध लैक्टिक एसिड किण्वन (दूध के खट्टेपन के दौरान, खट्टा दूध, खट्टा क्रीम, केफिर का निर्माण) लैक्टिक एसिड कवक और बैक्टीरिया के कारण होता है। इस प्रक्रिया का तंत्र ग्लाइकोलाइसिस के समान है।
ऑक्सीजन का विभाजन
ग्लाइकोलिसिस के पूरा होने के बाद, दूसरा चरण आता है - ऑक्सीजन विभाजन।
ऑक्सीजन प्रक्रिया में एंजाइम, पानी, ऑक्सीकरण एजेंट, इलेक्ट्रॉन वाहक और आणविक ऑक्सीजन शामिल होते हैं। ऑक्सीजन प्रक्रिया के सामान्य पाठ्यक्रम के लिए मुख्य स्थिति अक्षुण्ण माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली है।
ग्लाइकोलाइसिस का अंतिम उत्पाद - एक तीन-कार्बन कार्बनिक अम्ल - माइटोकॉन्ड्रिया में प्रवेश करता है, जहां, एंजाइमों के प्रभाव में, यह पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है और पूरी तरह से नष्ट हो जाता है:
सी 3 एच 6 ओ 3 + 3एच 2 ओ → जेडएसओ 2 + 12एच
परिणामी कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) स्वतंत्र रूप से माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली से होकर गुजरती है और पर्यावरण में छोड़ी जाती है। हाइड्रोजन परमाणुओं को झिल्ली में स्थानांतरित किया जाता है, जहां, एंजाइमों के प्रभाव में, वे ऑक्सीकरण होते हैं, यानी, वे इलेक्ट्रॉनों को खो देते हैं:
Н 0 - ē → Н +
इलेक्ट्रॉनों और हाइड्रोजन धनायन H+ (प्रोटॉन) को वाहक अणुओं द्वारा उठाया जाता है और विपरीत दिशाओं में ले जाया जाता है: इलेक्ट्रॉनों को झिल्ली के अंदरूनी हिस्से में ले जाया जाता है, जहां वे ऑक्सीजन के साथ जुड़ते हैं (आणविक ऑक्सीजन लगातार पर्यावरण से माइटोकॉन्ड्रिया में प्रवेश करती है):
ओ 2 + ē → ओ 2 −
H+ धनायनों को झिल्ली के बाहर ले जाया जाता है। परिणामस्वरूप, माइटोकॉन्ड्रिया के अंदर O 2 - आयनों, यानी ऋणात्मक आवेश वाले कणों की सांद्रता बढ़ जाती है। धनावेशित कण (H+) झिल्ली के बाहर जमा हो जाते हैं, क्योंकि झिल्ली उनके लिए अभेद्य होती है। तो, झिल्ली बाहर से सकारात्मक और अंदर से नकारात्मक रूप से चार्ज होती है। जैसे-जैसे झिल्ली के दोनों किनारों पर विपरीत आवेशित कणों की सांद्रता बढ़ती है, उनके बीच संभावित अंतर बढ़ता है - चित्र 80।
चित्र 80. माइटोकॉन्ड्रिया में एटीपी संश्लेषण की योजना।
यह स्थापित किया गया है कि झिल्ली के कुछ हिस्सों में एटीपी को संश्लेषित करने वाले एंजाइम के अणु इसमें निर्मित होते हैं। एंजाइम अणु में एक चैनल होता है जिसके माध्यम से H+ धनायन गुजर सकते हैं। हालाँकि, ऐसा तब होता है, जब झिल्ली में संभावित अंतर क्रम के एक निश्चित महत्वपूर्ण स्तर (200 mV) तक पहुँच जाता है। जब यह मान पहुंच जाता है, तो विद्युत क्षेत्र का बल एंजाइम अणु में चैनल के माध्यम से सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए कणों को झिल्ली के अंदरूनी तरफ ले जाता है और, ऑक्सीजन के साथ बातचीत करके, पानी बनाता है:
4H + + 2O 2 - → 2H 2 O + O 2
जब इलेक्ट्रॉन एटीपी-संश्लेषण एंजाइम के चैनल के माध्यम से हाइड्रोजन परमाणुओं (एच) से ऑक्सीजन (ओ 2) और एच + धनायनों में गुजरते हैं, तो महत्वपूर्ण ऊर्जा निकलती है, जिसका 45% गर्मी के रूप में नष्ट हो जाता है, और 55% बचा लिया जाता है। , यानी, रासायनिक बांड एटीपी की ऊर्जा में परिवर्तित हो गया।
अंतिम समीकरण कार्बनिक अम्ल के 2 अणुओं के ऑक्सीजन विभाजन के परिणामस्वरूप एटीपी संश्लेषण के मात्रात्मक पक्ष को दर्शाता है।
2सी 3 एच 6 ओ 3 + 6O 2 + 36ADP + 36H 3 PO 4 → 36ATP + 6CO 2 + 42H 2 O
इस समीकरण को ग्लाइकोलाइसिस के समीकरण के साथ जोड़ने पर, हम पाते हैं:
सी 6 एच 12 ओ 6 + 6ओ 2 + 38एडीपी + 38एच 3 पीओ 4 → 38एटीपी + 6सीओ 2 + 44एच 2 ओ
यह समीकरण ग्लूकोज अणु के पूर्ण, यानी, ऑक्सीजन-मुक्त और ऑक्सीजन-मुक्त, टूटने के परिणामस्वरूप संश्लेषित एटीपी की मात्रा को दर्शाता है।
इस पैराग्राफ की सामग्री हमें निम्नलिखित निष्कर्ष निकालने की अनुमति देती है:
1. ऑक्सीजन मुक्त प्रक्रिया में एटीपी संश्लेषण के लिए झिल्ली की आवश्यकता नहीं होती है। यदि ग्लाइकोलाइसिस के सभी एंजाइम और आवश्यक सब्सट्रेट मौजूद हैं, यानी ग्लूकोज, एडीपी और फॉस्फोरिक एसिड, तो एटीपी संश्लेषण इन विट्रो में होता है। ऑक्सीजन प्रक्रिया के मामले में, इसके कार्यान्वयन के लिए एक आवश्यक शर्त एक झिल्ली की उपस्थिति है जो विपरीत रूप से चार्ज किए गए कणों को अलग करने में सक्षम है, जिसके परिणामस्वरूप संभावित अंतर होता है।
2. कोशिका में 1 ग्लूकोज अणु का कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) और पानी में टूटने से 38 एटीपी अणुओं का संश्लेषण होता है। इनमें से 2 अणु ऑक्सीजन मुक्त चरण में और 36 अणु ऑक्सीजन चरण में संश्लेषित होते हैं। इस प्रकार ऑक्सीजन प्रक्रिया ऑक्सीजन मुक्त प्रक्रिया की तुलना में लगभग 20 गुना अधिक कुशल होती है।
4. कोशिका में होने वाले कार्बनिक पदार्थों के टूटने की तुलना अक्सर दहन से की जाती है: दोनों ही मामलों में, ऑक्सीजन अवशोषित होती है और ऑक्सीकरण उत्पाद निकलते हैं - कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) और पानी। हालाँकि, जब कार्बनिक पदार्थ जलाए जाते हैं, तो सभी जारी ऊर्जा गर्मी में परिवर्तित हो जाती है; जब ग्लूकोज को कोशिका में ऑक्सीकरण किया जाता है, तो जारी ऊर्जा का लगभग 45% गर्मी में परिवर्तित हो जाता है, और 55% एटीपी के रूप में संग्रहीत होता है।
इसे असम्बद्धता कहते हैं। यह कार्बनिक यौगिकों का एक संग्रह है जो एक निश्चित मात्रा में ऊर्जा जारी करता है।
विसंकरण दो या तीन चरणों में होता है, जो जीवित जीवों के प्रकार पर निर्भर करता है। इस प्रकार, एरोबेस में इसमें प्रारंभिक, ऑक्सीजन मुक्त और ऑक्सीजन चरण शामिल होते हैं। अवायवीय जीवों (जीव जो ऑक्सीजन मुक्त वातावरण में कार्य करने में सक्षम हैं) में, प्रसार के लिए अंतिम चरण की आवश्यकता नहीं होती है।
एरोबेस में ऊर्जा चयापचय का अंतिम चरण पूर्ण ऑक्सीकरण के साथ समाप्त होता है। इस मामले में, ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए ग्लूकोज अणु टूट जाते हैं, जिसका उपयोग आंशिक रूप से एटीपी के निर्माण के लिए किया जाता है।
यह ध्यान देने योग्य है कि एटीपी संश्लेषण फॉस्फोराइलेशन की प्रक्रिया के दौरान होता है, जब अकार्बनिक फॉस्फेट को एडीपी में जोड़ा जाता है। इस मामले में, इसे एटीपी सिंथेज़ की भागीदारी के साथ माइटोकॉन्ड्रिया में संश्लेषित किया जाता है।
जब यह ऊर्जावान यौगिक बनता है तो क्या प्रतिक्रिया होती है?
एडेनोसिन डाइफॉस्फेट और फॉस्फेट मिलकर एटीपी बनाते हैं, जिसके निर्माण के लिए लगभग 30.6 kJ/mol की आवश्यकता होती है। एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट क्योंकि इसकी एक महत्वपूर्ण मात्रा एटीपी के उच्च-ऊर्जा बांड के हाइड्रोलिसिस के दौरान जारी होती है।
एटीपी के संश्लेषण के लिए जिम्मेदार आणविक मशीन एक विशिष्ट सिंथेज़ है। यह दो हिस्सों से मिलकर बना है। उनमें से एक झिल्ली में स्थित है और एक चैनल है जिसके माध्यम से प्रोटॉन माइटोकॉन्ड्रिया में प्रवेश करते हैं। इससे ऊर्जा निकलती है, जिसे एटीपी के एक अन्य संरचनात्मक भाग, जिसे एफ1 कहा जाता है, द्वारा ग्रहण किया जाता है। इसमें एक स्टेटर और एक रोटर होता है। स्टेटर झिल्ली में स्थिर होता है और इसमें डेल्टा क्षेत्र, साथ ही अल्फा और बीटा सबयूनिट होते हैं, जो एटीपी के रासायनिक संश्लेषण के लिए जिम्मेदार होते हैं। रोटर में गामा के साथ-साथ एप्सिलॉन सबयूनिट भी होते हैं। यह भाग प्रोटॉन की ऊर्जा का उपयोग करके घूमता है। यदि बाहरी झिल्ली से प्रोटॉन माइटोकॉन्ड्रिया के मध्य की ओर निर्देशित होते हैं तो यह सिंथेज़ एटीपी संश्लेषण प्रदान करता है।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कोशिका को स्थानिक क्रम की विशेषता है। पदार्थों की रासायनिक अंतःक्रियाओं के उत्पादों को असममित रूप से वितरित किया जाता है (सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयन एक दिशा में जाते हैं, और नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए कण दूसरी दिशा में जाते हैं), जिससे झिल्ली पर एक विद्युत रासायनिक क्षमता पैदा होती है। इसमें एक रासायनिक और विद्युत घटक शामिल है। यह कहा जाना चाहिए कि माइटोकॉन्ड्रिया की सतह पर यह क्षमता ही ऊर्जा भंडारण का एक सार्वभौमिक रूप बन जाती है।
इस पैटर्न की खोज अंग्रेज वैज्ञानिक पी. मिशेल ने की थी। उन्होंने सुझाव दिया कि ऑक्सीकरण के बाद पदार्थ अणुओं के रूप में नहीं, बल्कि सकारात्मक और नकारात्मक रूप से आवेशित आयनों के रूप में दिखाई देते हैं, जो माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली के विपरीत किनारों पर स्थित होते हैं। इस धारणा ने एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट के संश्लेषण के दौरान फॉस्फेट के बीच उच्च-ऊर्जा बांड के गठन की प्रकृति को स्पष्ट करना संभव बना दिया, साथ ही इस प्रतिक्रिया के लिए एक केमियोस्मोटिक परिकल्पना तैयार करना संभव बना दिया।
फॉस्फोराइलेशन प्रक्रिया काइनेज एंजाइम की भागीदारी के साथ फॉस्फोरिल समूह को एक यौगिक से दूसरे यौगिक में स्थानांतरित करने की प्रतिक्रिया है। एटीपी को ऑक्सीडेटिव और सब्सट्रेट फॉस्फोराइलेशन द्वारा संश्लेषित किया जाता है। ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण जैव-कार्बनिक पदार्थों के ऑक्सीकरण के दौरान जारी ऊर्जा का उपयोग करके एडीपी में अकार्बनिक फॉस्फेट जोड़कर एटीपी का संश्लेषण है।
एडीपी + ~पी → एटीपी
सब्सट्रेट फॉस्फोराइलेशन एटीपी के संश्लेषण के लिए उच्च-ऊर्जा एडीपी बांड के साथ फॉस्फोरिल समूह का सीधा स्थानांतरण है।
सब्सट्रेट फॉस्फोराइलेशन के उदाहरण:
1. कार्बोहाइड्रेट चयापचय का एक मध्यवर्ती उत्पाद फॉस्फोएनोलपाइरुविक एसिड है, जो एडीपी फॉस्फोरिल समूह को उच्च-ऊर्जा बंधन के साथ स्थानांतरित करता है:
एटीपी के एक अणु को बनाने के लिए एडीपी के साथ क्रेब्स चक्र के मध्यवर्ती उत्पाद - उच्च-ऊर्जा सक्सिनिल-सीओ-ए - की परस्पर क्रिया।
आइए शरीर में ऊर्जा रिलीज और एटीपी संश्लेषण के तीन मुख्य चरणों को देखें।
पहले चरण (प्रारंभिक) में पाचन और अवशोषण शामिल है। इस स्तर पर, खाद्य यौगिकों की 0.1% ऊर्जा जारी होती है।
दूसरा चरण। परिवहन के बाद, मोनोमर्स (बायोऑर्गेनिक यौगिकों के अपघटन उत्पाद) कोशिकाओं में प्रवेश करते हैं, जहां वे ऑक्सीकरण से गुजरते हैं। ईंधन अणुओं (अमीनो एसिड, ग्लूकोज, वसा) के ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप, यौगिक एसिटाइल-सीओ-ए बनता है। इस अवस्था के दौरान, खाद्य पदार्थों की लगभग 30% ऊर्जा निकल जाती है।
तीसरा चरण - क्रेब्स चक्र - जैव रासायनिक रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं की एक बंद प्रणाली है। इस चक्र का नाम अंग्रेजी बायोकेमिस्ट हंस क्रेब्स के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने एरोबिक ऑक्सीकरण की बुनियादी प्रतिक्रियाओं की परिकल्पना और प्रयोगात्मक पुष्टि की थी। अपने शोध के लिए क्रेब्स को नोबेल पुरस्कार (1953) मिला। चक्र के दो और नाम हैं:
ट्राइकारबॉक्सिलिक एसिड चक्र, क्योंकि इसमें ट्राइकारबॉक्सिलिक एसिड (तीन कार्बोक्सिल समूह वाले एसिड) के परिवर्तन की प्रतिक्रियाएं शामिल हैं;
साइट्रिक एसिड चक्र, चूंकि चक्र की पहली प्रतिक्रिया साइट्रिक एसिड का निर्माण है।
क्रेब्स चक्र में 10 प्रतिक्रियाएं शामिल हैं, जिनमें से चार रेडॉक्स हैं। प्रतिक्रियाओं के दौरान, 70% ऊर्जा जारी होती है।
इस चक्र की जैविक भूमिका अत्यंत महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह सभी प्रमुख खाद्य पदार्थों के ऑक्सीडेटिव टूटने का सामान्य अंत बिंदु है। यह कोशिका में ऑक्सीकरण का मुख्य तंत्र है; इसे लाक्षणिक रूप से चयापचय "कौलड्रोन" कहा जाता है। ईंधन अणुओं (कार्बोहाइड्रेट, अमीनो एसिड, फैटी एसिड) के ऑक्सीकरण के दौरान, शरीर को एटीपी के रूप में ऊर्जा प्रदान की जाती है। ईंधन अणु एसिटाइल-सीओ-ए में परिवर्तित होने के बाद क्रेब्स चक्र में प्रवेश करते हैं।
इसके अलावा, ट्राईकार्बोक्सिलिक एसिड चक्र जैवसंश्लेषक प्रक्रियाओं के लिए मध्यवर्ती उत्पादों की आपूर्ति करता है। यह चक्र माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में होता है।
क्रेब्स चक्र की प्रतिक्रियाओं पर विचार करें:
चक्र चार-कार्बन घटक ऑक्सालोएसीटेट और दो-कार्बन घटक एसिटाइल-सीओ-ए के संघनन से शुरू होता है। प्रतिक्रिया साइट्रेट सिंथेज़ द्वारा उत्प्रेरित होती है और इसमें हाइड्रोलिसिस के बाद एल्डोल संघनन शामिल होता है। मध्यवर्ती सिट्रिल-सीओ-ए है, जो साइट्रेट और सीओए में हाइड्रोलाइज्ड होता है:
चतुर्थ. यह पहली रेडॉक्स प्रतिक्रिया है।
प्रतिक्रिया तीन एंजाइमों से युक्त α-ऑक्सोग्लूटारेट डिहाइड्रोजनेज कॉम्प्लेक्स द्वारा उत्प्रेरित होती है:
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सातवीं.
सक्सिनिल में एक बंधन होता है जो ऊर्जा से भरपूर होता है। स्यूसिनिल-सीओए के थियोएस्टर बंधन का दरार ग्वानोसिन डिपोस्फेट (जीडीपी) के फॉस्फोराइलेशन से जुड़ा हुआ है:
सक्सिनिल-सीओए + ~ एफ + जीडीपी सक्सिनेट + जीटीपी + सीओए
एटीपी बनाने के लिए जीटीपी का फॉस्फोरिल समूह आसानी से एडीपी में स्थानांतरित हो जाता है:
जीटीपी + एडीपी एटीपी + जीडीपी
यह चक्र की एकमात्र प्रतिक्रिया है जो सब्सट्रेट फॉस्फोराइलेशन प्रतिक्रिया है।
आठवीं. यह तीसरी रेडॉक्स प्रतिक्रिया है:
क्रेब्स चक्र कार्बन डाइऑक्साइड, प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों का उत्पादन करता है। चक्र की चार प्रतिक्रियाएं रेडॉक्स हैं, जो एंजाइमों द्वारा उत्प्रेरित होती हैं - डिहाइड्रोजनेज जिसमें कोएंजाइम एनएडी और एफएडी होते हैं। कोएंजाइम परिणामी H+ और ē को पकड़ लेते हैं और उन्हें श्वसन श्रृंखला (जैविक ऑक्सीकरण श्रृंखला) में स्थानांतरित कर देते हैं। श्वसन श्रृंखला के तत्व माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली पर स्थित होते हैं।
श्वसन श्रृंखला रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं की एक प्रणाली है, जिसके दौरान H + और ē से O 2 का क्रमिक स्थानांतरण होता है, जो श्वसन के परिणामस्वरूप शरीर में प्रवेश करता है। श्वसन शृंखला में एटीपी का निर्माण होता है। श्रृंखला में मुख्य वाहक लोहा और तांबा युक्त प्रोटीन (साइटोक्रोम), कोएंजाइम क्यू (यूबिकिनोन) हैं। श्रृंखला में 5 साइटोक्रोम हैं (बी 1, सी 1, सी, ए, ए 3)।
साइटोक्रोमेस बी 1, सी 1, सी का कृत्रिम समूह आयरन युक्त हीम है। इन साइटोक्रोम की क्रिया का तंत्र यह है कि उनमें परिवर्तनशील संयोजकता वाला एक लौह परमाणु होता है, जो ē और H+ के स्थानांतरण के परिणामस्वरूप ऑक्सीकृत और कम दोनों अवस्था में हो सकता है।
एटीपी संश्लेषण कहाँ होता है? कोशिका में एटीपी संश्लेषण के तंत्र।
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