உயிர்க்கூறு சேர்மங்கள்

    14. உயிர் மூலக்கூறுகள்

    ஜி.என். ராமச்சந்திரன்

    டாக்டர் ஜி.என். ராமச்சந்திரன் சென்னைப் பல்கலைக்கழகத்தில் இயற்பியலில் முதுகலைப் பட்டம் பெற்றார். 1954 ஆம் ஆண்டில், எக்ஸ்-கதிர் விளிம்பு விளைவைப் பயன்படுத்தி கொலாஜனின் மும்மடி சுருள் அமைப்பை அடையாளம் கண்டு வெளியிட்டார். பெப்டைடுகளின் கிடைக்கக்கூடிய படிக அமைப்புகளைப் பற்றிய ஆய்வு மூலம் புரத அமைப்பு சரிபார்ப்புத் துறைக்கு முன்னோடியானார். அவரது ஆய்வுகளிலிருந்து, 1962 ஆம் ஆண்டில், ராமச்சந்திரன் வரைபடத்தை உருவாக்கினார், இது இன்றும் புரத அமைப்புகளின் ஸ்டீரியோ வேதி சரிபார்ப்புக்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

    கற்றல் நோக்கங்கள்

    இந்த அலகைப் படித்த பிறகு, மாணவர்கள் முடியும்

    • கார்போஹைட்ரேட்டுகளின் முக்கியத்துவத்தையும் அவற்றின் கட்டமைப்புகள்/செயல்பாடுகளின் அடிப்படையில் வகைப்பாட்டையும் விளக்குதல்.
    • குளுக்கோஸ் மற்றும் பிரக்டோஸின் அமைப்பு மற்றும் அவற்றின் விளக்கத்தை விளக்குதல்.
    • இருபது அமினோ அமிலங்களைப் பட்டியலிட்டு பெப்டைட் பிணைப்பு உருவாக்கத்தை விளக்குதல்.
    • புரதங்களின் நான்கு நிலை அமைப்புகளை விளக்குதல்
    • நொதி வினையூக்கத்தின் வழிமுறையை கோடிட்டுக் காட்டுதல்
    • வைட்டமின்களின் மூலங்கள் மற்றும் குறைபாடு நோய்களைச் சுருக்கமாகக் கூறுதல்
    • நியூக்ளிக் அமிலங்களின் கலவை மற்றும் அமைப்பை கோடிட்டுக் காட்டுதல்.
    • ஆர்.என்.ஏ-விலிருந்து டி.என்.ஏ-வை வேறுபடுத்தி டி.என்.ஏ கைரேகையை விளக்குதல்
    • நம் வாழ்வில் உயிர் மூலக்கூறுகளின் முக்கியத்துவத்தைப் பாராட்டுதல்

    14.1 கார்போஹைட்ரேட்டுகள்

    அனைத்து உயிரினங்களும் கார்போஹைட்ரேட்டுகள், புரதங்கள், கொழுப்புகள் மற்றும் நியூக்ளிக் அமிலங்கள் போன்ற பல உயிர் மூலக்கூறுகளால் ஆனவை. மனித உடலில் உள்ள முக்கிய தனிமங்கள் கார்பன், ஹைட்ரஜன், ஆக்சிஜன், நைட்ரஜன் மற்றும் பாஸ்பரஸ் ஆகும், மேலும் அவை பல்வேறு உயிர் மூலக்கூறுகளை உருவாக்க இணைகின்றன. இந்த உயிர் மூலக்கூறுகள் பல உயிரியல் செயல்பாடுகளுடன் கூடுதலாக உயிரினங்களின் பல்வேறு செயல்பாடுகளுக்குத் தேவையான ஆற்றலை வழங்க எரிபொருளாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. உயிரியல் செயல்முறைகளுக்குப் பின்னால் உள்ள வேதியியலைப் பற்றி ஆய்வு செய்யும் துறை ‘உயிர் வேதியியல்’ எனப்படும். இந்த அலகில், உயிர் மூலக்கூறுகளின் சில அத்தியாவசியத் தகவல்கள், அவற்றின் அமைப்பு மற்றும் அவற்றின் முக்கியத்துவம் பற்றி அறிந்து கொள்வோம்.

    கார்போஹைட்ரேட்டுகள் ஒவ்வொரு உயிரினத்திலும் மிகுதியாகக் காணப்படும் கரிமச் சேர்மங்கள் ஆகும். அவை சாக்கரைடுகள் (சர்க்கரை என்று பொருள்படும் கிரேக்க வார்த்தையான ‘சக்சரோனில்’ இருந்து பெறப்பட்டது) என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன, ஏனெனில் அவற்றில் பல இனிப்பானவை. அவை கார்பனின் நீரேற்றுகளாகக் கருதப்படுகின்றன, இதில் ஹைட்ரஜனும் ஆக்சிஜனும் நீரில் உள்ள அதே விகிதத்தில் உள்ளன. வேதியியல் ரீதியாக, அவை \(C_n(H_2O)_n\) என்ற பொதுவான சூத்திரத்துடன் பல்ஹைட்ராக்ஸி ஆல்டிஹைடுகள் அல்லது கீட்டோன்கள் என வரையறுக்கப்படுகின்றன. சில பொதுவான எடுத்துக்காட்டுகள் குளுக்கோஸ் (மோனோசாக்கரைடு), சுக்ரோஸ் (டைசாக்கரைடு) மற்றும் ஸ்டார்ச் (பாலிசாக்கரைடு)

    படம் 14.1. கார்போஹைட்ரேட்டுகளின் அமைப்பு

    கார்போஹைட்ரேட்டுகள் ஒளிச்சேர்க்கையின் போது பச்சை இலைகளால் தொகுப்பு முறையில் உருவாக்கப்படுகின்றன, இது ஒரு சிக்கலான செயல்முறையாகும், இதில் சூரிய ஒளி கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் தண்ணீரை குளுக்கோஸ் மற்றும் ஆக்சிஜனாக மாற்ற ஆற்றலை வழங்குகிறது. குளுக்கோஸ் பின்னர் மற்ற கார்போஹைட்ரேட்டுகளாக மாற்றப்பட்டு விலங்குகளால் நுகரப்படுகிறது.

    $$ 6CO_2 + 6H_2O \xrightarrow{\text{சூரிய ஒளி}} C_6H_{12}O_6 + 6O_2 $$

    14.1.1 கார்போஹைட்ரேட்டுகளின் கட்டமைப்பு

    கிட்டத்தட்ட அனைத்து கார்போஹைட்ரேட்டுகளும் ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட கைரல் கார்பன்களைக் கொண்டிருப்பதால் ஒளி செயல்பாட்டுத் திறன் கொண்டவை. ஒளிச் சமதளி மாற்றிகளின் எண்ணிக்கை கைரல் கார்பன்களின் எண்ணிக்கையைப் பொறுத்தது ( \(2^{n}\) மாற்றிகள், இங்கு n என்பது கைரல் கார்பன்களின் மொத்த எண்ணிக்கை). ஃபிஷர் புரோஜெக்ஷன் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி ஒரு கரிமச் சேர்மத்தைக் குறிப்பிடுவதை XI வகுப்பில் நாம் ஏற்கனவே கற்றுள்ளோம். ஃபிஷர், கிளிசரால்டிஹைட்டின் இரண்டு எனான்டியோமெரிக் வடிவங்களில் ஒன்றுடன் ஒரு கார்போஹைட்ரேட்டின் அமைப்பை தொடர்புபடுத்த ஒரு புரோஜெக்ஷன் சூத்திரத்தை வகுத்தார் (படம் 14.2). இந்த கட்டமைப்புகளின் அடிப்படையில், கார்போஹைட்ரேட்டுகள் D அல்லது L என பெயரிடப்படுகின்றன. கார்போஹைட்ரேட்டுகள் பொதுவாக D அல்லது L என இரண்டு முன்னொட்டுகளுடனும், அதைத் தொடர்ந்து \((+)\) அல்லது \((-)\) என்ற குறியுடனும் பெயரிடப்படுகின்றன. \(-CH_2OH\) குழுவுடன் இணைக்கப்பட்ட கார்பனின் கட்டமைப்பை கிளிசரால்டிஹைட்டின் கட்டமைப்புடன் ஒப்பிடுவதன் மூலம் கார்போஹைட்ரேட்டுகளுக்கு (D/L) குறியீடு ஒதுக்கப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக D-குளுக்கோஸ் என பெயரிடப்பட்டதற்குக் காரணம், C5 கார்பனில் உள்ள H மற்றும் OH ஆகியவை D-கிளிசரால்டிஹைட்டில் உள்ள C2 கார்பனில் உள்ள H மற்றும் OH ஆகியவற்றின் அதே கட்டமைப்பில் இருப்பதே ஆகும்.

    \(+\) மற்றும் \(-\) குறிகள் முறையே வலஞ்சுழி மற்றும் இடஞ்சுழியைக் குறிக்கின்றன. வலஞ்சுழிச் சேர்மங்கள் தள முனைவாக்க ஒளியின் தளத்தை கடிகார திசையிலும், இடஞ்சுழிச் சேர்மங்கள் எதிர் கடிகார திசையிலும் சுழற்றுகின்றன. D அல்லது L மாற்றிகள் வலஞ்சுழி அல்லது இடஞ்சுழிச் சேர்மங்களாக இருக்கலாம். வலஞ்சுழிச் சேர்மங்கள் \(D-(+)\) அல்லது \(L-(+)\) என்றும், இடஞ்சுழிச் சேர்மங்கள் \(D-(-)\) அல்லது \(L-(-)\) என்றும் குறிப்பிடப்படுகின்றன.

    படம் 14.2 கார்போஹைட்ரேட்டுகளின் கட்டமைப்பு

    14.1.2 கார்போஹைட்ரேட்டுகளின் வகைப்பாடு

    கார்போஹைட்ரேட்டுகளை அவற்றின் நீராற்பகுப்புப் பொருளின் அடிப்படையில் மூன்று முக்கிய குழுக்களாக வகைப்படுத்தலாம், அவை மோனோசாக்கரைடுகள், ஒலிகோசாக்கரைடுகள் மற்றும் பாலிசாக்கரைடுகள்.

    மோனோசாக்கரைடுகள்: மோனோசாக்கரைடுகள் மேலும் நீராற்பகுக்கப்பட முடியாத கார்போஹைட்ரேட்டுகள் ஆகும், மேலும் அவை எளிய சர்க்கரைகள் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன. மோனோசாக்கரைடுகள் \(C_n(H_2O)_n\) என்ற பொதுவான சூத்திரத்தைக் கொண்டுள்ளன. பல மோனோசாக்கரைடுகள் அறியப்பட்டிருந்தாலும், அவற்றில் சுமார் 20 மட்டுமே இயற்கையில் காணப்படுகின்றன. சில பொதுவான எடுத்துக்காட்டுகள் குளுக்கோஸ், பிரக்டோஸ், ரைபோஸ், எரித்ரோஸ்.

    மோனோசாக்கரைடுகள், உள்ள செயல்பாட்டுக் குழு (ஆல்டோஸ்கள் அல்லது கீட்டோஸ்கள்) மற்றும் சங்கிலியில் உள்ள கார்பன்களின் எண்ணிக்கை (ட்ரையோஸ்கள், டெட்ரோஸ்கள், பெண்டோஸ்கள், ஹெக்ஸோஸ்கள் போன்றவை) ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் மேலும் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. கார்போனைல் குழு ஒரு ஆல்டிஹைடாக இருந்தால், சர்க்கரை ஒரு ஆல்டோஸ் ஆகும். கார்போனைல் குழு ஒரு கீட்டோனாக இருந்தால், சர்க்கரை ஒரு கீட்டோஸ் ஆகும். மிகவும் பொதுவான மோனோசாக்கரைடுகள் மூன்று முதல் எட்டு கார்பன் அணுக்களைக் கொண்டுள்ளன.

    அட்டவணை 14.1 வெவ்வேறு வகையான மோனோசாக்கரைடுகள்

    சங்கிலியில் கார்பன் அணுக்களின் எண்ணிக்கைஉள்ள செயல்பாட்டுக் குழுசர்க்கரை வகைஎடுத்துக்காட்டு
    3ஆல்டிஹைடுஆல்டோட்ரையோஸ்கிளிசரால்டிஹைடு
    3கீட்டோன்கீட்டோட்ரையோஸ்டைஹைட்ராக்ஸி அசிட்டோன்
    4ஆல்டிஹைடுஆல்டோடெட்ரோஸ்எரித்ரோஸ்
    4கீட்டோன்கீட்டோடெட்ரோஸ்எரித்ரூலோஸ்
    5ஆல்டிஹைடுஆல்டோபெண்டோஸ்ரைபோஸ்
    5கீட்டோன்கீட்டோபெண்டோஸ்ரைபூலோஸ்
    6ஆல்டிஹைடுஆல்டோஹெக்ஸோஸ்குளுக்கோஸ்
    6கீட்டோன்கீட்டோஹெக்ஸோஸ்பிரக்டோஸ்

    14.1.3 குளுக்கோஸ்

    குளுக்கோஸ் என்பது ஒரு எளிய சர்க்கரை ஆகும், இது நமக்கு ஒரு முக்கிய ஆற்றல் மூலமாக செயல்படுகிறது. இது மிக முக்கியமான மற்றும் மிகுதியான சர்க்கரையாகும். இது தேன், திராட்சை மற்றும் மாம்பழம் போன்ற இனிப்பான பழங்களில் காணப்படுகிறது. மனித இரத்தத்தில் சுமார் \(100 \ \mathrm{mg/dL}\) குளுக்கோஸ் உள்ளது, எனவே இது இரத்த சர்க்கரை என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. இணைந்த வடிவத்தில் இது சுக்ரோஸ், ஸ்டார்ச், செல்லுலோஸ் போன்றவற்றில் காணப்படுகிறது.

    படம் 14.3 ஆல்டோஸ்கள் மற்றும் கீட்டோஸ்களின் அமைப்பு

    குளுக்கோஸின் தயாரிப்பு

    1. சுக்ரோஸ் (கரும்புச் சர்க்கரை) ஆல்கஹால் கரைசலில் நீர்த்த \(H_2SO_4\) உடன் கொதிக்க வைக்கப்படும் போது, அது நீராற்பகுப்பு அடைந்து குளுக்கோஸ் மற்றும் பிரக்டோஸைக் கொடுக்கிறது.
    $$ C_{12}H_{22}O_{11} + H_2O \xrightarrow{H^+} C_6H_{12}O_6 + C_6H_{12}O_6 $$
    1. குளுக்கோஸ் வணிக ரீதியாக ஸ்டார்ச்சை அழுத்தத்தின் கீழ் அதிக வெப்பநிலையில் நீர்த்த HCl உடன் நீராற்பகுப்பு செய்வதன் மூலம் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது.
    $$ (C_6H_{10}O_5)_n + nH_2O \xrightarrow{H^+} nC_6H_{12}O_6 $$

    குளுக்கோஸின் அமைப்பு

    குளுக்கோஸ் ஒரு ஆல்டிஹைடு ஆகும். இது நான்கு சமச்சீரற்ற கார்பன்களைக் கொண்ட ஒளி செயல்பாட்டுத் திறன் கொண்டது. அதன் கரைசல் வலஞ்சுழியானது, எனவே இது டெக்ஸ்ட்ரோஸ் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. பின்வரும் சான்றுகளின் அடிப்படையில் பெறப்பட்ட குளுக்கோஸின் முன்மொழியப்பட்ட அமைப்பு படம் 14.4 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.

    1. தனிமப் பகுப்பாய்வு மற்றும் மூலக்கூறு எடை நிர்ணயம் குளுக்கோஸின் மூலக்கூறு சூத்திரம் \(C_6H_{12}O_6\) என்பதைக் காட்டுகிறது.

    2. செறிவூட்டப்பட்ட HI மற்றும் சிவப்பு பாஸ்பரஸுடன் \(373 \ \mathrm{K}\) வெப்பநிலையில் ஒடுக்கப்படும் போது குளுக்கோஸ் n-ஹெக்ஸேன் மற்றும் 2-அயோடோஹெக்ஸேன் கலவையைக் கொடுக்கிறது. இது ஆறு கார்பன் அணுக்கள் நேர்கோட்டில் பிணைக்கப்பட்டுள்ளன என்பதைக் குறிக்கிறது.

    $$ \text{குளுக்கோஸ்} \xrightarrow[\text{373 K}]{HI/P} CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3 + CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CHI-CH_3 $$

    (n-ஹெக்ஸேன், முக்கிய விளைபொருள்) (2-அயோடோஹெக்ஸேன், சிறிய விளைபொருள்)

    1. குளுக்கோஸ் ஹைட்ராக்சிலமைனுடன் வினைபுரிந்து ஆக்சைமையும், HCN உடன் வினைபுரிந்து சயனோஹைட்ரினையும் உருவாக்குகிறது. இந்த வினைகள் குளுக்கோஸில் கார்போனைல் குழு இருப்பதைக் குறிக்கின்றன.

    2. குளுக்கோஸ் புரோமின் நீர் போன்ற லேசான ஆக்சிஜனேற்றும் முகவர்களால் குளூக்கோனிக் அமிலமாக ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யப்படுகிறது. இது கார்போனைல் குழு ஒரு ஆல்டிஹைடு குழு என்பதையும், அது கார்பன் சங்கிலியின் ஒரு முனையை ஆக்கிரமித்துள்ளது என்பதையும் குறிக்கிறது. செறிவூட்டப்பட்ட நைட்ரிக் அமிலம் போன்ற வலுவான ஆக்சிஜனேற்றும் முகவரைப் பயன்படுத்தி ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யப்படும்போது குளுக்கேரிக் அமிலத்தை (சாக்கேரிக் அமிலம்) கொடுக்கிறது. இது மற்றொரு முனை ஒரு முதன்மை ஆல்கஹால் குழுவால் ஆக்கிரமிக்கப்பட்டுள்ளது என்பதைக் குறிக்கிறது.

    $$ CHO-(CHOH)_4-CH_2OH \xrightarrow{[O] \text{Br}_2/H_2O} COOH-(CHOH)_4-CH_2OH \quad \text{(குளூக்கோனிக் அமிலம்)} $$$$ CHO-(CHOH)_4-CH_2OH \xrightarrow{[O] \text{conc. HNO}_3} COOH-(CHOH)_4-COOH \quad \text{(குளுக்கேரிக் அமிலம்)} $$
    1. குளுக்கோஸ் அம்மோனிகல் சில்வர் நைட்ரேட்டால் (டோலன்ஸ் வினைப்பொருள்) மற்றும் கார காப்பர் சல்பேட்டால் (ஃபெலிங் கரைசல்) குளூக்கோனிக் அமிலமாக ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யப்படுகிறது. டோலன்ஸ் வினைப்பொருள் உலோக வெள்ளியாகவும், ஃபெலிங் கரைசல் சிவப்பு வீழ்படிவாகத் தோன்றும் குப்ரஸ் ஆக்சைடாகவும் ஒடுக்கப்படுகிறது. இந்த வினைகள் ஒரு ஆல்டிஹைடு குழு இருப்பதை மேலும் உறுதிப்படுத்துகின்றன.
    $$ CHO-(CHOH)_4-CH_2OH + 2[Ag(NH_3)_2]^+ + 2OH^- \rightarrow COO^--(CHOH)_4-CH_2OH + 2Ag + 4NH_3 + H_2O $$

    1. குளுக்கோஸ் அசிட்டிக் நீரிலியுடன் பென்டா அசிடேட்டை உருவாக்குகிறது. இது ஐந்து ஆல்கஹால் குழுக்கள் இருப்பதைக் குறிக்கிறது.

    2. குளுக்கோஸ் ஒரு நிலையான சேர்மமாகும், மேலும் எளிதில் நீர்நீக்கத்திற்கு உட்படுவதில்லை. இது ஒரு கார்பன் அணுவிற்கு ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட ஹைட்ராக்சில் குழுக்கள் பிணைக்கப்படவில்லை என்பதைக் குறிக்கிறது. எனவே ஐந்து ஹைட்ராக்சில் குழுக்கள் ஐந்து வெவ்வேறு கார்பன் அணுக்களுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன, மேலும் ஆறாவது கார்பன் ஒரு ஆல்டிஹைடு குழுவாகும்.

    3. -OH குழுக்களின் சரியான வ простор அமைப்பு படம் 14.4 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி எமில் ஃபிஷரால் வழங்கப்பட்டது. குளுக்கோஸ் D கட்டமைப்பைக் கொண்டிருப்பதாலும், வலஞ்சுழியாக இருப்பதாலும் \(D(+)\) குளுக்கோஸ் என குறிப்பிடப்படுகிறது.

    படம் 14.4 \(\mathbf{D}(+)\) குளுக்கோஸின் அமைப்பு

    குளுக்கோஸின் வளைய அமைப்பு

    ஃபிஷர், அவர் முன்மொழிந்த திறந்த சங்கிலி பெண்டா ஹைட்ராக்ஸி ஆல்டிஹைடு அமைப்பு, அதன் வேதி நடத்தையை முழுமையாக விளக்கவில்லை என்பதை அடையாளம் கண்டார். எளிய ஆல்டிஹைடுகளைப் போலல்லாமல், குளுக்கோஸ் சோடியம் பைசல்பைட்டுடன் படிக பைசல்பைட் சேர்மத்தை உருவாக்கவில்லை. குளுக்கோஸ் ஷிஃப்பின் சோதனையைக் கொடுக்கவில்லை, மேலும் குளுக்கோஸின் பென்டா அசிடேட் வழிப்பொருள் டோலன்ஸ் வினைப்பொருள் அல்லது ஃபெலிங் கரைசலால் ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யப்படவில்லை. இந்த நடத்தையை திறந்த சங்கிலி அமைப்பால் விளக்க முடியவில்லை.

    படம் 14.5 குளுக்கோஸின் வளைய அமைப்புகள்

    கூடுதலாக, குளுக்கோஸ் படிகமாக்கல் நிலைமைகளைப் பொறுத்து வெவ்வேறு உருகுநிலைகளுடன் (419 மற்றும் 423 K) இரண்டு வெவ்வேறு வடிவங்களில் படிகமாக்கப்படுவது கண்டறியப்பட்டது. இவற்றை விளக்குவதற்காக, ஹைட்ராக்சில் குழுக்களில் ஒன்று ஆல்டிஹைடு குழுவுடன் வினைபுரிந்து ஒரு வளைய அமைப்பை (ஹெமியசிட்டால் வடிவம்) உருவாக்குகிறது என்று முன்மொழியப்பட்டது (படம் 14.5). இது ஆச்சிரல் ஆல்டிஹைடு கார்பனை ஒரு கைரல் கார்பனாக மாற்றுவதில் விளைகிறது, இது இரண்டு மாற்றிகளின் சாத்தியத்திற்கு வழிவகுக்கிறது. இந்த இரண்டு மாற்றிகளும் C1 கார்பனின் கட்டமைப்பில் மட்டுமே வேறுபடுகின்றன. இந்த மாற்றிகள் அனோமர்கள் எனப்படுகின்றன. குளுக்கோஸின் இரண்டு அனோமெரிக் வடிவங்கள் \(\alpha\) மற்றும் \(\beta\)-வடிவங்கள் எனப்படும். குளுக்கோஸின் இந்த வளைய அமைப்பு பைரனை ஒத்திருக்கிறது, இது 5 கார்பன் மற்றும் ஒரு ஆக்சிஜன் அணுவைக் கொண்ட ஒரு வளையச் சேர்மமாகும், எனவே இது பைரனோஸ் வடிவம் எனப்படும். தூய \(\alpha\) மற்றும் \(\beta\)-(D) குளுக்கோஸின் தனிச் சுழற்சி முறையே \(112^{\circ}\) மற்றும் \(18.7^{\circ}\) ஆகும். இருப்பினும், இந்த சர்க்கரைகளில் ஏதேனும் ஒன்றின் தூய வடிவம் தண்ணீரில் கரைக்கப்படும் போது, \(\alpha\)-D குளுக்கோஸ் மற்றும் \(\beta\)-D குளுக்கோஸின் மெதுவான ஒன்றுக்கொன்று மாற்றம் திறந்த சங்கிலி வடிவம் மூலம் சமநிலை ஏற்படும் வரை நிகழ்கிறது, இது நிலையான தனிச் சுழற்சி \(+53^{\circ}\) ஐக் கொடுக்கிறது. இந்த நிகழ்வு மியூட்டரோடேஷன் எனப்படும்.

    எபிமர்கள் மற்றும் எபிமரைசேஷன்

    ஒரு சமச்சீரற்ற மையத்தில் கட்டமைப்பில் வேறுபடும் சர்க்கரைகள் எபிமர்கள் எனப்படும். ஒரு எபிமர் மற்றொன்றாக மாற்றப்படும் செயல்முறை எபிமரைசேஷன் எனப்படும், மேலும் இதற்கு நொதி எபிமரேஸ் தேவைப்படுகிறது. கேலக்டோஸ் நம் உடலில் இந்த முறையில் குளுக்கோஸாக மாற்றப்படுகிறது.

    படம் 14.6 எபிமர்கள்: குளுக்கோஸ் மற்றும் மன்னோஸ் C2 கார்பனில் எபிமர்கள், குளுக்கோஸ் மற்றும் கேலக்டோஸ் C4 கார்பனில் எபிமர்கள்

    14.1.4 பிரக்டோஸ்

    பிரக்டோஸ் என்பது குளுக்கோஸின் அதே மூலக்கூறு சூத்திரத்தைக் கொண்ட மற்றொரு பொதுவாக அறியப்பட்ட மோனோசாக்கரைடு ஆகும். இது இடஞ்சுழியானது மற்றும் ஒரு கீட்டோஹெக்ஸோஸ் ஆகும். இது பழங்களில் மிகுதியாகக் காணப்படுகிறது, எனவே இது பழ சர்க்கரை என்றும் அழைக்கப்படுகிறது.

    தயாரிப்பு

    1. சுக்ரோஸிலிருந்து

    பிரக்டோஸ், சுக்ரோஸை நீர்த்த \(H_2SO_4\) அல்லது நொதி இன்வெர்டேஸுடன் சூடாக்குவதன் மூலம் பெறப்படுகிறது.

    $$ C_{12}H_{22}O_{11} + H_2O \xrightarrow{H_2SO_4} C_6H_{12}O_6 + C_6H_{12}O_6 $$

    பிரக்டோஸ் படிகமாக்கல் மூலம் பிரிக்கப்படுகிறது. சம அளவு குளுக்கோஸ் மற்றும் பிரக்டோஸைக் கொண்ட கலவை இன்வர்ட் சர்க்கரை எனப்படும்.

    2. இன்யூலினிலிருந்து

    பிரக்டோஸ் வணிக ரீதியாக இன்யூலின் (ஒரு பாலிசாக்கரைடு) ஒரு அமில ஊடகத்தில் நீராற்பகுப்பு செய்வதன் மூலம் தயாரிக்கப்படுகிறது.

    $$ (C_6H_{12}O_5)_n + nH_2O \xrightarrow{H^+} nC_6H_{12}O_6 $$

    பிரக்டோஸின் அமைப்பு

    1. பிரக்டோஸின் தனிமப் பகுப்பாய்வு மற்றும் மூலக்கூறு எடை நிர்ணயம் இது \(C_6H_{12}O_6\) என்ற மூலக்கூறு சூத்திரத்தைக் கொண்டுள்ளது என்பதைக் காட்டுகிறது.

    2. பிரக்டோஸ் HI மற்றும் சிவப்பு பாஸ்பரஸுடன் ஒடுக்கப்படும் போது n-ஹெக்ஸேன் (முக்கிய விளைபொருள்) மற்றும் 2-அயோடோஹெக்ஸேன் (சிறிய விளைபொருள்) கலவையைக் கொடுக்கிறது. இந்த வினை பிரக்டோஸில் உள்ள ஆறு கார்பன் அணுக்கள் ஒரு நேர் சங்கிலியில் உள்ளன என்பதைக் குறிக்கிறது.

    3. பிரக்டோஸ் \(NH_2OH\) மற்றும் \(HCN\) உடன் வினைபுரிகிறது. இது பிரக்டோஸில் ஒரு கார்போனைல் குழு இருப்பதைக் காட்டுகிறது.

    4. பிரக்டோஸ் பைரிடின் முன்னிலையில் அசிட்டிக் நீரிலியுடன் வினைபுரிந்து பென்டா அசிடேட்டை உருவாக்குகிறது. இந்த வினை ஒரு பிரக்டோஸ் மூலக்கூறில் ஐந்து ஹைட்ராக்சில் குழுக்கள் இருப்பதைக் குறிக்கிறது.

    5. பிரக்டோஸ் புரோமின் நீரால் ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யப்படுவதில்லை. இது ஒரு ஆல்டிஹைட் (-CHO) குழு இல்லாதிருப்பதற்கான வாய்ப்பை நிராகரிக்கிறது.

    6. பிரக்டோஸை சோடியம் அமால்கம் மற்றும் தண்ணீருடன் பகுதியாக ஒடுக்குவது சோர்பிட்டால் மற்றும் மன்னிட்டால் கலவையை உருவாக்குகிறது, அவை இரண்டாவது கார்பனில் எபிமர்களாகும். புதிய சமச்சீரற்ற கார்பன் C-2 இல் உருவாகிறது. இது ஒரு கீட்டோ குழு இருப்பதை உறுதிப்படுத்துகிறது.

    $$ CH_2OH-CO-(CHOH)_3-CH_2OH \xrightarrow{Na(Hg)/H_2O} CH_2OH-CHOH-(CHOH)_3-CH_2OH \quad \text{(சோர்பிட்டால் & மன்னிட்டால்)} $$
    1. நைட்ரிக் அமிலத்துடன் ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யப்படும் போது, இது பிரக்டோஸை விட குறைவான கார்பன் அணுக்களைக் கொண்ட கிளைகோலிக் அமிலம் மற்றும் டார்டாரிக் அமிலங்களைக் கொடுக்கிறது.

    14.1.5 டைசாக்கரைடுகள்

    டைசாக்கரைடுகள் நீராற்பகுப்பில் இரண்டு மோனோசாக்கரைடு மூலக்கூறுகளைக் கொடுக்கும் சர்க்கரைகளாகும். இந்த வினை பொதுவாக நீர்த்த அமிலம் அல்லது நொதியால் வினையூக்கம் செய்யப்படுகிறது. டைசாக்கரைடுகள் \(C_n(H_2O)_{n-1}\) என்ற பொதுவான சூத்திரத்தைக் கொண்டுள்ளன. டைசாக்கரைடுகளில் இரண்டு மோனோசாக்கரைடுகள் ‘கிளைகோசிடிக் பிணைப்பு’ எனப்படும் ஆக்சைடு பிணைப்பால் இணைக்கப்பட்டுள்ளன, இது ஒரு மோனோசாக்கரைட்டின் அனோமெரிக் கார்பனுக்கும் மற்றொரு மோனோசாக்கரைட்டின் ஹைட்ராக்சில் குழுவிற்கும் இடையிலான வினையால் உருவாகிறது.

    எடுத்துக்காட்டு: சுக்ரோஸ், லாக்டோஸ், மால்டோஸ்

    சுக்ரோஸ்: சுக்ரோஸ், பொதுவாக மேசை சர்க்கரை என அழைக்கப்படுகிறது, இது மிகுதியான டைசாக்கரைடு ஆகும். இது முக்கியமாக கரும்பு மற்றும் சர்க்கரைவள்ளிக்கிழங்குகளின் சாற்றிலிருந்து பெறப்படுகிறது. தேனீக்கள் போன்ற பூச்சிகள் இன்வெர்டேஸ் என்ற நொதியைக் கொண்டுள்ளன, இது சுக்ரோஸின் நீராற்பகுப்பை ஒரு குளுக்கோஸ் மற்றும் பிரக்டோஸ் கலவையாக வினையூக்கம் செய்கிறது. தேன் உண்மையில், முதன்மையாக குளுக்கோஸ், பிரக்டோஸ் மற்றும் சுக்ரோஸ் கலவையாகும்.

    நீராற்பகுப்பில் சுக்ரோஸ் சம அளவு குளுக்கோஸ் மற்றும் பிரக்டோஸ் அலகுகளைக் கொடுக்கிறது.

    படம் 14.9 சுக்ரோஸின் அமைப்பு

    $$ \text{சுக்ரோஸ்} \xrightarrow{\text{இன்வெர்டேஸ்}} \text{குளுக்கோஸ் + பிரக்டோஸ்} $$

    சுக்ரோஸ் \((+66.6^{\circ})\) மற்றும் குளுக்கோஸ் \((+52.5^{\circ})\) வலஞ்சுழிச் சேர்மங்கள் ஆகும், அதே நேரத்தில் பிரக்டோஸ் இடஞ்சுழியானது \((-92.4^{\circ})\). சுக்ரோஸின் நீராற்பகுப்பின் போது, வினைக் கலவையின் ஒளிச் சுழற்சி வலஞ்சுழியிலிருந்து இடஞ்சுழியாக மாறுகிறது. எனவே, சுக்ரோஸ் இன்வர்ட் சர்க்கரை என்றும் அழைக்கப்படுகிறது.

    அமைப்பு: சுக்ரோஸில், \(\alpha\)-D-குளுக்கோஸின் C1, \(\beta\)-D-பிரக்டோஸின் C2 உடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. இவ்வாறு உருவாகும் கிளைகோசிடிக் பிணைப்பு \(\alpha\)-1,2 கிளைகோசிடிக் பிணைப்பு எனப்படும். கார்போனைல் கார்பன்கள் (ஒடுக்கும் குழுக்கள்) இரண்டும் கிளைகோசிடிக் பிணைப்பில் ஈடுபட்டுள்ளதால், சுக்ரோஸ் ஒரு ஒடுக்கமில்லா சர்க்கரை ஆகும்.

    லாக்டோஸ்: லாக்டோஸ் என்பது பாலூட்டிகளின் பாலில் காணப்படும் ஒரு டைசாக்கரைடு ஆகும், எனவே இது பால் சர்க்கரை என குறிப்பிடப்படுகிறது. நீராற்பகுப்பில், இது கேலக்டோஸ் மற்றும் குளுக்கோஸைக் கொடுக்கிறது. இங்கு, \(\beta\)-D-கேலக்டோஸ் மற்றும் \(\beta\)-D-குளுக்கோஸ் படம் 14.10 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி \(\beta\)-1,4 கிளைகோசிடிக் பிணைப்பால் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. ஆல்டிஹைடு கார்பன் கிளைகோசிடிக் பிணைப்பில் ஈடுபடவில்லை, எனவே இது அதன் ஒடுக்கும் பண்பைத் தக்க வைத்துக் கொள்கிறது மற்றும் ஒடுக்கும் சர்க்கரை எனப்படுகிறது.

    படம் 14.10 லாக்டோஸின் அமைப்பு (\(\beta\)-D-கேலக்டோபைரனோசில்-(1→4)-\(\beta\)-D-குளுக்கோபைரனோஸ்)

    மால்டோஸ்: மால்டோஸ் அதன் பெயரை மால்டிலிருந்து பெறுகிறது, அதிலிருந்து இது பிரித்தெடுக்கப்படுகிறது. இது பொதுவாக மால்ட் சர்க்கரை எனப்படும். முளைத்த பார்லியிலிருந்து வரும் மால்ட் மால்டோஸின் முக்கிய ஆதாரமாகும். மால்டோஸ் ஸ்டார்ச்சின் செரிமானத்தின் போது \(\alpha\)-அமைலேஸ் நொதியால் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது.

    படம் 14.11 மால்டோஸின் அமைப்பு (\(\alpha\)-D-குளுக்கோபைரனோசில்-(1→4)-\(\alpha\)-D-குளுக்கோபைரனோஸ்)

    மால்டோஸ் இரண்டு \(\alpha\)-D-குளுக்கோஸ் அலகுகளைக் கொண்டுள்ளது, அவை ஒரு அலகின் அனோமெரிக் கார்பனுக்கும் மற்றொரு அலகின் C-4 க்கும் இடையில் ஒரு \(\alpha\)-1,4 கிளைகோசிடிக் பிணைப்பால் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. குளுக்கோஸ்களில் ஒன்று கார்போனைல் குழுவை அப்படியே கொண்டிருப்பதால், இது ஒரு ஒடுக்கும் சர்க்கரையாகவும் செயல்படுகிறது.

    14.1.6 பாலிசாக்கரைடுகள்

    பாலிசாக்கரைடுகள் அதிக எண்ணிக்கையிலான மோனோசாக்கரைடு அலகுகளைக் கொண்டிருக்கின்றன, அவை கிளைகோசிடிக் பிணைப்புகளால் இணைக்கப்பட்டு, கார்போஹைட்ரேட்டுகளின் மிகவும் பொதுவான வடிவமாகும். அவை இனிப்பு சுவை இல்லாததால், பாலிசாக்கரைடுகள் சர்க்கரை அல்லாதவை எனப்படும். அவை நேரியல் மற்றும் கிளைத்த சங்கிலி மூலக்கூறுகளை உருவாக்குகின்றன.

    பாலிசாக்கரைடுகள், தொகுதி மோனோசாக்கரைடுகளைப் பொறுத்து, ஹோமோபாலிசாக்கரைடுகள் மற்றும் ஹெட்டோரோபாலிசாக்கரைடுகள் என இரண்டு வகைகளாக வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. ஹோமோபாலிசாக்கரைடுகள் ஒரே வகை மோனோசாக்கரைடுகளால் ஆனவை, அதே நேரம் ஹெட்டோரோபாலிசாக்கரைடுகள் ஒன்றுக்கு மேற்பட்டவற்றால் ஆனவை. எடுத்துக்காட்டு: ஸ்டார்ச், செல்லுலோஸ் மற்றும் கிளைகோஜன் (ஹோமோபாலிசாக்கரைடுகள்); ஹைலுரோனிக் அமிலம் மற்றும் ஹெப்பாரின் (ஹெட்டோரோபாலிசாக்கரைடுகள்).

    ஸ்டார்ச்

    ஸ்டார்ச் தாவரங்களில் ஆற்றல் சேமிப்பிற்காகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. உருளைக்கிழங்கு, சோளம், கோதுமை மற்றும் அரிசி ஆகியவை ஸ்டார்ச்சின் நிறைந்த ஆதாரங்களாகும். இது குளுக்கோஸின் ஒரு பாலிமர் ஆகும், இதில் குளுக்கோஸ் மூலக்கூறுகள் \(\alpha(1,4)\) கிளைகோசிடிக் பிணைப்புகளால் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. ஸ்டார்ச்சை நீரில் கரையக்கூடிய அமிலோஸ் மற்றும் நீரில் கரையாத அமிலோபெக்டின் என இரண்டு பின்னங்களாகப் பிரிக்கலாம். ஸ்டார்ச் சுமார் \(20\%\) அமிலோஸ் மற்றும் சுமார் \(80\%\) அமிலோபெக்டினைக் கொண்டுள்ளது.

    அமிலோஸ் \(\alpha(1,4)\) கிளைகோசிடிக் பிணைப்புகளால் இணைக்கப்பட்ட 4000 வரையிலான \(\alpha\)-D-குளுக்கோஸ் மூலக்கூறுகளின் கிளைக்கப்படாத சங்கிலிகளைக் கொண்டுள்ளது. அமிலோபெக்டின் \(\alpha(1,4)\) கிளைகோசிடிக் பிணைப்புகளால் இணைக்கப்பட்ட 10000 வரையிலான \(\alpha\)-D-குளுக்கோஸ் மூலக்கூறுகளின் சங்கிலிகளைக் கொண்டுள்ளது. கூடுதலாக, நேர்கோட்டுச் சங்கிலியிலிருந்து ஒரு கிளை உள்ளது. கிளை புள்ளிகளில், 24 முதல் 30 குளுக்கோஸ் மூலக்கூறுகளின் புதிய சங்கிலிகள் \(\alpha(1,6)\) கிளைகோசிடிக் பிணைப்புகளால் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. அயோடின் கரைசலுடன், அமிலோஸ் நீல நிறத்தையும், அமிலோபெக்டின் ஊதா நிறத்தையும் கொடுக்கிறது.

    படம் 14.12 ஸ்டார்ச்சின் அமைப்பு (அமிலோஸ் & அமிலோபெக்டின்)

    செல்லுலோஸ்

    செல்லுலோஸ் தாவர உயிரணுச் சுவர்களின் முக்கிய அங்கமாகும். பருத்தி கிட்டத்தட்ட தூய செல்லுலோஸ் ஆகும். நீராற்பகுப்பில் செல்லுலோஸ் D-குளுக்கோஸ் மூலக்கூறுகளைக் கொடுக்கிறது. செல்லுலோஸ் ஒரு நேரான சங்கிலி பாலிசாக்கரைடு ஆகும். குளுக்கோஸ் மூலக்கூறுகள் \(\beta(1,4)\) கிளைகோசிடிக் பிணைப்பால் இணைக்கப்பட்டுள்ளன.

    படம் 14.13 செல்லுலோஸின் அமைப்பு

    செல்லுலோஸ் காகிதம், செல்லுலோஸ் இழைகள், ரேயான் வெடிபொருள் (துப்பாக்கி பருத்தி - செல்லுலோஸின் நைட்ரேட்டட் எஸ்டர்) மற்றும் பலவற்றை உற்பத்தி செய்வதில் விரிவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. மனிதர்களால் செல்லுலோஸை உணவாகப் பயன்படுத்த முடியாது, ஏனெனில் நமது செரிமான அமைப்புகளில் செல்லுலோஸை நீராற்பகுக்கும் தேவையான நொதிகள் (கிளைகோசிடேஸ்கள் அல்லது செல்லுலேஸ்கள்) இல்லை.

    14.1.7 கார்போஹைட்ரேட்டுகளின் முக்கியத்துவம்

    1. கார்போஹைட்ரேட்டுகள், தாவரங்கள் மற்றும் விலங்குகளில் பரவலாக விநியோகிக்கப்படுகின்றன, முக்கியமாக ஆற்றல் மூலங்களாகவும் கட்டமைப்பு பாலிமர்களாகவும் செயல்படுகின்றன.
    2. கார்போஹைட்ரேட் உடலில் கிளைகோஜனாகவும், தாவரத்தில் ஸ்டார்ச்சாகவும் சேமிக்கப்படுகிறது.
    3. செல்லுலோஸ் போன்ற கார்போஹைட்ரேட்டுகள், தாவர உயிரணுச் சுவரின் முதன்மைக் கூறுகளாகும், இவை காகிதம், தளவாடங்கள் (மரம்) மற்றும் துணிகள் (பருத்தி) செய்யப் பயன்படுகின்றன.
    4. எளிய சர்க்கரை குளுக்கோஸ் உடனடி ஆற்றல் மூலமாக செயல்படுகிறது.
    5. ரைபோஸ் சர்க்கரைகள் நியூக்ளிக் அமிலங்களின் ஒரு கூறு ஆகும்.
    6. ஹைலுரோனேட் (கிளைகோசமினோகிளைக்கான்கள்) போன்ற மாற்றியமைக்கப்பட்ட கார்போஹைட்ரேட்டுகள் அதிர்ச்சி உறிஞ்சியாகவும் உயவூட்டியாகவும் செயல்படுகின்றன.

    14.2 புரதங்கள்

    புரதங்கள் அனைத்து உயிரினங்களிலும் மிகுதியான உயிர் மூலக்கூறுகள் ஆகும். புரதம் என்ற சொல் கிரேக்க வார்த்தையான ‘ப்ரோடெயஸ்’ என்பதிலிருந்து பெறப்பட்டது, இதன் பொருள் முதன்மையானது அல்லது முதல் இடத்தைப் பிடித்தது. அவை உயிரினங்களுக்கான முக்கிய செயல்பாட்டு அலகுகள் ஆகும். அவை சுவாசம் உட்பட உயிரணுவின் ஒவ்வொரு செயல்பாட்டிலும் ஈடுபட்டுள்ளன. புரதங்கள் \(\alpha\)-அமினோ அமிலங்களின் பாலிமர்கள் ஆகும்.

    14.2.1 அமினோ அமிலங்கள்

    அமினோ அமிலங்கள் ஒரு அமினோ குழு மற்றும் ஒரு கார்பாக்சிலிக் அமிலக் குழுவைக் கொண்ட சேர்மங்களாகும். புரத மூலக்கூறுகள் \(\alpha\)-அமினோ அமிலங்களால் ஆனவை, அவை பின்வரும் பொதுவான சூத்திரத்தால் குறிப்பிடப்படலாம்.

    $$ R-CH(COOH)-NH_2 $$

    புரத மூலக்கூறுகளில் பொதுவாகக் காணப்படும் 20 \(\alpha\)-அமினோ அமிலங்கள் உள்ளன. ஒவ்வொரு அமினோ அமிலத்திற்கும் ஒரு அற்பப் பெயர், ஒரு மூன்று எழுத்து குறியீடு மற்றும் ஒரு ஒற்றை எழுத்து குறியீடு கொடுக்கப்பட்டுள்ளது. ஒரு புரதத்தின் அமினோ அமில வரிசையை எழுதும்போது, பொதுவாக ஒரு எழுத்து அல்லது மூன்று எழுத்து குறியீடுகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

    14.2.2 \(\alpha\)-அமினோ அமிலங்களின் வகைப்பாடு

    அமினோ அமிலங்கள் அவற்றின் R குழுக்களின் தன்மையின் அடிப்படையில் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன, இவை பொதுவாக பக்கச் சங்கிலி எனப்படும். அவை அமில, கார மற்றும் நடுநிலை அமினோ அமிலங்கள் என வகைப்படுத்தலாம். அவை முனைவு மற்றும் முனைவு அல்லாத (நீர் வெறுக்கும்) அமினோ அமிலங்கள் எனவும் வகைப்படுத்தப்படலாம்.

    மனிதர்களால் தொகுக்கப்படும் திறனின் அடிப்படையில் அமினோ அமிலங்களை அத்தியாவசிய மற்றும் அத்தியாவசியமற்ற அமினோ அமிலங்கள் எனவும் வகைப்படுத்தலாம். நம்மால் தொகுக்கக்கூடிய அமினோ அமிலங்கள் அத்தியாவசியமற்ற அமினோ அமிலங்கள் (Gly, Ala, Glu, Asp, Gln, Asn, Ser, Cys, Tyr & Pro) என்றும், உணவின் மூலம் பெறப்பட வேண்டியவை அத்தியாவசிய அமினோ அமிலங்கள் (Phe, Val, Thr, Trp, Ile, Met, His, Arg, Leu and Lys) என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன. இந்த பத்து அத்தியாவசிய அமினோ அமிலங்களை PVT TIM HALL என்ற நினைவுக் குறியீட்டால் மனப்பாடம் செய்யலாம்.

    தாவர மற்றும் விலங்கு புரதங்களின் பெரும்பகுதி இந்த 20 \(\alpha\) அமினோ அமிலங்களால் உருவாக்கப்பட்டாலும், பல பிற அமினோ அமிலங்களும் உயிரணுக்களில் காணப்படுகின்றன. இந்த அமினோ அமிலங்கள் புரதம் அல்லாத அமினோ அமிலங்கள் எனப்படும். எடுத்துக்காட்டு: ஆர்னிதைன் மற்றும் சிட்ரூலின் (யூரியா சுழற்சியின் கூறுகள், அங்கு அம்மோனியா யூரியாவாக மாற்றப்படுகிறது)

    14.2.3 அமினோ அமிலத்தின் பண்புகள்

    அமினோ அமிலங்கள் நிறமற்ற, நீரில் கரையக்கூடிய படிகத் திடப்பொருள்கள். அவை கார்பாக்சில் குழு மற்றும் அமினோ குழு இரண்டையும் கொண்டிருப்பதால், அவற்றின் பண்புகள் வழக்கமான அமின்கள் மற்றும் கார்பாக்சிலிக் அமிலங்களிலிருந்து வேறுபடுகின்றன. கார்பாக்சில் குழு ஒரு புரோட்டானை இழந்து எதிர்மறையாக மின்னூட்டம் பெறலாம் அல்லது அமினோ குழு கரைசலின் pH ஐப் பொறுத்து ஒரு புரோட்டானை ஏற்றுக்கொண்டு நேர்மறையாக மின்னூட்டம் பெறலாம். ஒரு குறிப்பிட்ட pH இல், ஒரு அமினோ அமிலத்தின் நிகர மின்னூட்டம் நடுநிலையாக இருக்கும், மேலும் இந்த pH ஐசோ எலக்ட்ரிக் புள்ளி எனப்படும். ஐசோ எலக்ட்ரிக் புள்ளிக்கு மேல் உள்ள pH இல், அமினோ அமிலம் எதிர்மறையாக மின்னூட்டம் பெறும், மேலும் ஐசோ எலக்ட்ரிக் புள்ளிக்குக் கீழே உள்ள pH மதிப்புகளில் நேர்மறையாக மின்னூட்டம் பெறும்.

    நீர்க் கரைசலில், கார்பாக்சில் குழுவிலிருந்து வரும் புரோட்டான் ஒரு அமினோ அமிலத்தின் அமினோ குழுவுக்கு மாற்றப்படலாம், இந்த குழுக்களை எதிர் மின்னூட்டங்களுடன் விட்டுவிடும். நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை மின்னூட்டங்கள் இரண்டையும் கொண்டிருந்தாலும், இந்த மூலக்கூறு நடுநிலையானது மற்றும் ஈரியல்பு நடத்தையைக் கொண்டுள்ளது. இந்த அயனிகள் ஸ்விட்டர் அயனிகள் எனப்படுகின்றன.

    $$ R-CH(COOH)-NH_2 \rightleftharpoons R-CH(COO^-)-NH_3^+ $$

    கிளைசின் தவிர மற்ற அனைத்து அமினோ அமிலங்களும் குறைந்தது ஒரு கைரல் கார்பன் அணுவைக் கொண்டுள்ளன, எனவே ஒளி செயல்பாட்டுத் திறன் கொண்டவை. அவை D மற்றும் L அமினோ அமிலங்கள் என இரண்டு வடிவங்களில் உள்ளன. இருப்பினும், புரதங்களைத் தொகுப்பதற்கு L-அமினோ அமிலங்கள் உயிரினத்தால் முக்கியமாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. D-அமினோ அமிலங்கள் இருப்பது சில உயிரினங்களில் அரிதாகவே கவனிக்கப்பட்டுள்ளது.

    14.2.4 பெப்டைட் பிணைப்பு உருவாக்கம்

    அமினோ அமிலங்கள் பெப்டைட் பிணைப்புகளால் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. முதல் அமினோ அமிலத்தின் கார்பாக்சில் குழு, இரண்டாவது அமினோ அமிலத்தின் அமினோ குழுவுடன் வினைபுரிந்து, இந்த அமினோ அமிலங்களுக்கு இடையில் ஒரு அமைடு பிணைப்பைக் கொடுக்கிறது. இந்த அமைடு பிணைப்பு பெப்டைட் பிணைப்பு எனப்படும். இதன் விளைவாக வரும் சேர்மம் ஒரு டைபெப்டைடு எனப்படும். இந்த டைபெப்டைடுடன் மற்றொரு அமினோ அமிலத்தைச் சேர்ப்பது இரண்டாவது பெப்டைட் பிணைப்பில் விளைகிறது, இது ட்ரைபெப்டைடை உருவாக்குகிறது. இவ்வாறு நாம் டெட்ரா பெப்டைடு, பென்டா பெப்டைடு போன்றவற்றை உருவாக்கலாம். அதிக எண்ணிக்கையிலான அமினோ அமிலங்கள் இந்த வழியில் இணைக்கப்படும்போது, நீங்கள் ஒரு பாலிபெப்டைடைப் பெறுவீர்கள். அமினோ அமிலங்களின் எண்ணிக்கை குறைவாக இருந்தால் அது ஒரு பாலிபெப்டைடு எனப்படும், அதிக எண்ணிக்கையிலான அமினோ அமிலங்களைக் கொண்டிருந்தால் (மற்றும் ஒரு செயல்பாட்டைக் கொண்டிருப்பது விரும்பத்தக்கது) அது ஒரு புரதம் எனப்படும்.

    பெப்டைடின் அமினோ முனை N-முனை அல்லது அமினோ முனை என்றும், கார்பாக்சி முனை C-முனை அல்லது கார்பாக்சி முனை என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. பொதுவாக, புரத வரிசைகள் N-முனையிலிருந்து C-முனை வரை எழுதப்படுகின்றன. பக்கச் சங்கிலிகளைத் (R-குழுக்கள்) தவிர மற்ற அணுக்கள் முக்கிய சங்கிலி அல்லது பாலிபெப்டைட்டின் முதுகெலும்பு எனப்படுகின்றன.

    14.2.5 புரதங்களின் வகைப்பாடு

    புரதங்கள் அவற்றின் அமைப்பின் (ஒட்டுமொத்த வடிவம்) அடிப்படையில் இரண்டு முக்கிய வகைகளாக வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. அவை நார்ச்சத்து புரதங்கள் மற்றும் கோள வடிவ புரதங்கள் ஆகும்.

    நார்ச்சத்து புரதங்கள்

    நார்ச்சத்து புரதங்கள் இழைகளைப் போன்ற நேரியல் மூலக்கூறுகள் ஆகும். இவை பொதுவாக தண்ணீரில் கரையாதவை மற்றும் டைசல்பைட் பாலங்கள் மற்றும் பலவீனமான மூலக்கூறுகளுக்கிடையேயான ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளால் ஒன்றாக இணைக்கப்பட்டுள்ளன. புரதங்கள் பெரும்பாலும் கட்டமைப்பு புரதங்களாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. எடுத்துக்காட்டு: கெரட்டின், கொலாஜன் போன்றவை.

    கோள வடிவ புரதங்கள்

    கோள வடிவ புரதங்கள் ஒட்டுமொத்த கோள வடிவத்தைக் கொண்டுள்ளன. பாலிபெப்டைட் சங்கிலி ஒரு கோள வடிவத்தில் மடிக்கப்படுகிறது. இந்த புரதங்கள் பொதுவாக தண்ணீரில் கரையக்கூடியவை மற்றும் வினையூக்கம் (நொதி) உட்பட பல செயல்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன. எடுத்துக்காட்டு: மயோகுளோபின், இன்சுலின்

    படம் 14.15 (b) கோள வடிவ புரதங்களின் அமைப்பு

    14.2.6 புரதங்களின் அமைப்பு

    புரதங்கள் அமினோ அமிலங்களின் பாலிமர்கள் ஆகும். அவற்றின் முப்பரிமாண அமைப்பு முக்கியமாக அமினோ அமிலங்களின் (எச்சங்கள்) வரிசையைப் பொறுத்தது. புரத அமைப்பை படம் 14.16 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி முதன்மை, இரண்டாம் நிலை, மூன்றாம் நிலை மற்றும் நான்காம் நிலை அமைப்புகள் எனப்படும் நான்கு படிநிலை நிலைகளில் விவரிக்கலாம்.

    1. புரதங்களின் முதன்மை அமைப்பு:

    புரதங்கள் பாலிபெப்டைட் சங்கிலிகள் ஆகும், அவை பெப்டைட் பிணைப்புகள் மூலம் இணைக்கப்பட்ட அமினோ அமிலங்களால் ஆனவை. பாலிபெப்டைட் சங்கிலியில் உள்ள அமினோ அமிலங்களின் ஒப்பீட்டு அமைப்பு புரதத்தின் முதன்மை அமைப்பு எனப்படும். சிறிய மாற்றங்கள் கூட ஒரு புரதத்தின் ஒட்டுமொத்த அமைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டை மாற்றும் ஆற்றலைக் கொண்டிருப்பதால், இதைப் பற்றிய அறிவு அவசியம்.

    2. புரதங்களின் இரண்டாம் நிலை அமைப்பு:

    பாலிபெப்டைட் சங்கிலியில் உள்ள அமினோ அமிலங்கள், கார்போனைல் ஆக்சிஜனுக்கும் \((>C=O)\) முக்கிய சங்கிலியின் அண்டை அமீன் ஹைட்ரஜனுக்கும் \((-NH)\) இடையே உள்ள ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு மூலம் மிகவும் ஒழுங்கான வடிவங்களை (துணை-அமைப்புகளை) உருவாக்குகின்றன. \(\alpha\)-ஹெலிக்ஸ் மற்றும் \(\beta\)-இழைகள் அல்லது தகடுகள் ஆகியவை புரதங்களால் உருவாக்கப்படும் இரண்டு மிகவும் பொதுவான துணை-அமைப்புகளாகும்.

    \(\alpha\)-ஹெலிக்ஸ்

    \(\alpha\)-ஹெலிக்ஸ் துணை-அமைப்பில், அமினோ அமிலங்கள் வலது கை சுருள் (சுழல்) அமைப்பில் அமைக்கப்பட்டிருக்கும், மேலும் ஒரு அமினோ அமிலத்தின் ( \(n^{th}\) எச்சம்) கார்போனைல் ஆக்சிஜனுக்கும் ஐந்தாவது எச்சத்தின் ( \(n+4^{th}\) எச்சம்) அமினோ ஹைட்ரஜனுக்கும் இடையிலான ஹைட்ரஜன் பிணைப்பால் நிலைப்படுத்தப்படுகின்றன. எச்சங்களின் பக்கச் சங்கிலிகள் ஹெலிக்ஸுக்கு வெளியே நீண்டுள்ளன. ஒரு \(\alpha\)-ஹெலிக்ஸின் ஒவ்வொரு திருப்பமும் சுமார் 3.6 எச்சங்களைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் சுமார் \(5.4 \ \text{Å}\) நீளமானது. ப்ரோலின் அமினோ அமிலம் சுருள் அமைப்பில் ஒரு கிங்க்கை உருவாக்குகிறது மற்றும் அதன் விறைப்பான வளைய அமைப்பு காரணமாக பெரும்பாலும் ஒரு ஹெலிக்ஸ் முறிப்பான் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

    \(\beta\)-இழை

    \(\beta\)-இழைகள் சுருண்டதை விட நீட்டிக்கப்பட்ட பெப்டைட் சங்கிலியாகும். அத்தகைய ஒரு இழையின் முக்கிய சங்கிலி கார்போனைல் குழுவிற்கும், அருகிலுள்ள இழையின் அமினோ குழுவிற்கும் இடையில் ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகள் ஏற்படுகின்றன, இதன் விளைவாக ஒரு தாள் போன்ற அமைப்பு உருவாகிறது. இந்த அமைப்பு \(\beta\)-தாள்கள் எனப்படும்.

    படம் 14.16 புரதங்களின் இரண்டாம் நிலை அமைப்பு

    3. மூன்றாம் நிலை அமைப்பு:

    இரண்டாம் நிலை அமைப்பு கூறுகள் (\(\alpha\)-ஹெலிக்ஸ் & \(\beta\)-தாள்கள்) மேலும் மடித்து முப்பரிமாண அமைப்பை உருவாக்குகின்றன. இந்த அமைப்பு பாலிபெப்டைட்டின் (புரதம்) மூன்றாம் நிலை அமைப்பு எனப்படும். புரதங்களின் மூன்றாம் நிலை அமைப்பு அமினோ அமிலங்களின் பக்கச் சங்கிலிகளுக்கு இடையிலான இடையீடுகளால் நிலைப்படுத்தப்படுகிறது. இந்த இடையீடுகளில் சிஸ்டைன் எச்சங்களுக்கு இடையிலான டைசல்பைட் பாலங்கள், மின்னியல், நீர் வெறுப்பு, ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகள் மற்றும் வான் டெர் வால்ஸ் இடையீடுகள் அடங்கும்.

    4. நான்காம் நிலை அமைப்பு

    சில புரதங்கள் ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட பாலிபெப்டைட் சங்கிலிகளால் ஆனவை. எடுத்துக்காட்டாக, ஆக்சிஜனைக் கொண்டு செல்லும் புரதமான ஹீமோகுளோபின் நான்கு பாலிபெப்டைட் சங்கிலிகளைக் கொண்டுள்ளது, அதே நேரம் DNAவின் பிரதிகளை உருவாக்கும் DNA பாலிமரேஸ் நொதி, பத்து பாலிபெப்டைட் சங்கிலிகளைக் கொண்டுள்ளது. இந்த புரதங்களில், தனிப்பட்ட பாலிபெப்டைட் சங்கிலிகள் (துணை அலகுகள்) ஒன்றோடொன்று இடையீடு செய்து பலபகுதி அமைப்பை உருவாக்குகின்றன, அவை நான்காம் நிலை அமைப்பு எனப்படும். மூன்றாம் நிலை அமைப்புகளை நிலைப்படுத்தும் இடையீடுகள் நான்காம் நிலை அமைப்புகளையும் நிலைப்படுத்துகின்றன.

    படம் 14.17 புரத அமைப்பின் நான்கு நிலைகள்

    14.2.7 புரதங்களின் இயல்புநீக்கம்

    ஒவ்வொரு புரதமும் டைசல்பைட் பிணைப்பு, ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு, நீர் வெறுப்பு மற்றும் மின்னியல் இடையீடுகள் போன்ற இடையீடுகளால் உருவாக்கப்பட்ட ஒரு தனித்துவமான முப்பரிமாண அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது. புரதம் அதிக வெப்பநிலைக்கு வெளிப்படும் போது, யூரியா போன்ற சில வேதிப்பொருட்களைச் சேர்ப்பதன் மூலம், pH மற்றும் அயனி வலிமையை மாற்றுவதன் மூலம் போன்றவற்றால் இந்த இடையீடுகள் சீர்குலைக்கப்படலாம். இது முப்பரிமாண அமைப்பின் பகுதி அல்லது முழுமையான இழப்புக்கு வழிவகுக்கிறது. அதன் முதன்மை அமைப்பை இழக்காமல், அதன் உயர் வரிசை அமைப்பை இழக்கும் செயல்முறை இயல்புநீக்கம் எனப்படும். ஒரு புரதம் இயல்பு நீக்கப்படும் போது, அதன் உயிரியல் செயல்பாடும் இழக்கப்படுகிறது.

    முதன்மை அமைப்பு அப்படியே இருப்பதால், இந்த செயல்முறை சில புரதங்களில் தலைகீழாக்கப்படலாம். இது அசல் நிலைமைகளை மீட்டெடுப்பதன் மூலம் தன்னிச்சையாக அல்லது சாபெரான்கள் (புரதங்களை சரியாக மடிக்க உதவும் புரதங்கள்) எனப்படும் சிறப்பு நொதிகளின் உதவியுடன் நிகழலாம்.

    எடுத்துக்காட்டு: வெப்பத்தின் செயலால் முட்டையின் வெள்ளைக்கரு உறைதல்.

    படம் 14.18 புரதங்களின் இயல்புநீக்கம்

    14.2.8 புரதங்களின் முக்கியத்துவம்

    புரதங்கள் உயிரினங்களின் செயல்பாட்டு அலகுகள் மற்றும் அனைத்து உயிரியல் செயல்முறைகளிலும் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன.

    1. உயிரினங்களில் நிகழும் அனைத்து உயிர்வேதியியல் வினைகளும் நொதிகள் எனப்படும் வினையூக்கப் புரதங்களால் வினையூக்கம் செய்யப்படுகின்றன.
    2. கெரட்டின், கொலாஜன் போன்ற புரதங்கள் கட்டமைப்பு முதுகெலும்புகளாக செயல்படுகின்றன.
    3. புரதங்கள் மூலக்கூறுகளை (ஹீமோகுளோபின்), உறுப்புகளை (கைன்சின்கள்) உயிரணுவிற்குள் கொண்டு செல்வதற்கும், மூலக்கூறுகளை உயிரணுவிற்குள் மற்றும் வெளியே நகர்த்துவதைக் கட்டுப்படுத்துவதற்கும் (டிரான்ஸ்போர்ட்டர்கள்) பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
    4. ஆன்டிபாடிகள் பல்வேறு நோய்களை எதிர்த்துப் போராட உடலுக்கு உதவுகின்றன.
    5. புரதங்கள் பல செயல்பாடுகளை ஒருங்கிணைக்க தூதர்களாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இன்சுலின் மற்றும் குளுகோகன் இரத்தத்தில் குளுக்கோஸ் அளவைக் கட்டுப்படுத்துகின்றன.
    6. புரதங்கள் சில சமிக்ஞை மூலக்கூறுகள் இருப்பதைக் கண்டறிந்து பொருத்தமான பதிலைச் செயல்படுத்தும் ஏற்பிகளாக செயல்படுகின்றன.
    7. புரதங்கள் இரும்பு (ஃபெரிடின்) போன்ற உலோகங்களைச் சேமிக்கவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

    14.2.9 நொதிகள்

    நம் உயிரணுக்களில் நிகழும் பல உயிர்வேதியியல் வினைகள் உள்ளன. உணவைச் செரித்து அவற்றிலிருந்து ஆற்றலைப் பெறுவது, மற்றும் பல்வேறு உயிரணுச் செயல்பாடுகளுக்குத் தேவையான மூலக்கூறுகளைத் தொகுப்பது போன்றவை இத்தகைய வினைகளுக்கு எடுத்துக்காட்டுகளாகும். இந்த வினைகள் அனைத்தும் நொதிகள் எனப்படும் சிறப்பு புரதங்களால் வினையூக்கம் செய்யப்படுகின்றன. இந்த உயிர் வினையூக்கிகள் வினை வீதத்தை \(10^{5}\) வரிசைகளில் துரிதப்படுத்துகின்றன, மேலும் அவற்றை மிகவும் குறிப்பிட்டதாகவும் ஆக்குகின்றன. உயர் குறிப்புத்தன்மை பின்பற்றப்படுகிறது, இது உயிரணுவிற்குள் பல வினைகள் நிகழ அனுமதிக்கிறது. எடுத்துக்காட்டாக, கார்போனிக் அன்ஹைட்ரேஸ் நொதி கார்போனிக் அமிலத்தை நீர் மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடாக மாற்றுவதை வினையூக்கம் செய்கிறது. சுக்ரேஸ் நொதி சுக்ரோஸின் நீராற்பகுப்பை பிரக்டோஸ் மற்றும் குளுக்கோஸாக வினையூக்கம் செய்கிறது. லாக்டேஸ் நொதி லாக்டோஸை அதன் தொகுதி மோனோசாக்கரைடுகளான குளுக்கோஸ் மற்றும் கேலக்டோஸாக நீராற்பகுக்கிறது.

    14.2.10 நொதி செயல்பாட்டின் வழிமுறை

    நொதிகள் ஒரு குறிப்பிட்ட உயிர்வேதியியல் வினையை வினையூக்கம் செய்யும் உயிர் வினையூக்கிகள் ஆகும். அவை பொதுவாக மாறுநிலை நிலையை நிலைப்படுத்துவதன் மூலம் செயல்படுத்தும் ஆற்றலைக் குறைப்பதன் மூலம் வினையைச் செயல்படுத்துகின்றன. ஒரு பொதுவான வினையில், நொதி (E) மீளக்கூடிய முறையில் அடி மூலக்கூறுடன் (S) பிணைந்து நொதி-அடி மூலக்கூறு சிக்கலை (ES) உருவாக்குகிறது. இந்த கட்டத்தில், அடி மூலக்கூறு விளைபொருளாக மாற்றப்படுகிறது, மேலும் நொதி கட்டிலாவதாகிறது, மேலும் மற்றொரு அடி மூலக்கூறு மூலக்கூறுடன் பிணைக்கத் தயாராகிறது. மேலும் விரிவான வழிமுறை XI வகுப்பு மேற்பரப்பு வேதியியல் அலகில் விவாதிக்கப்பட்டுள்ளது.

    படம் 14.19 நொதி செயல்பாட்டின் வழிமுறை (பூட்டு மற்றும் சாவி மாதிரி)

    14.3 கொழுப்புகள்

    கொழுப்புகள் குளோரோஃபார்ம் மற்றும் மெத்தனால் போன்ற கரிமக் கரைப்பான்களில் கரையக்கூடிய மற்றும் தண்ணீரில் கரையாத கரிம மூலக்கூறுகள் ஆகும். கொழுப்பு என்ற சொல் கிரேக்க வார்த்தையான ‘லிப்போஸ்’ என்பதிலிருந்து பெறப்பட்டது, இதன் பொருள் கொழுப்பு. அவை உயிரணு சவ்வுகளின் முக்கிய கூறுகள் ஆகும். கூடுதலாக, அவை உயிரினங்களுக்கான ஆற்றல் மூலமாகவும் செயல்படுகின்றன. கார்போஹைட்ரேட்டுகள் / புரதங்களுடன் ஒப்பிடும்போது கொழுப்பு 2-3 மடங்கு அதிக ஆற்றலை வழங்குகிறது.

    14.3.1 கொழுப்புகளின் வகைப்பாடு

    கொழுப்புகளை அவற்றின் கட்டமைப்புகளின் அடிப்படையில் எளிய கொழுப்புகள், கூட்டுக் கொழுப்புகள் மற்றும் வழிப்பெறு கொழுப்புகள் என வகைப்படுத்தலாம். எளிய கொழுப்புகளை மேலும் நீண்ட சங்கிலி கொழுப்பு அமிலங்களின் எஸ்டர்கள் கிளிசரால் (டிரைகிளிசரைடுகள்) மற்றும் மெழுகுகள், அவை நீண்ட சங்கிலி மோனோஹைட்ரிக் ஆல்கஹால்களுடன் கொழுப்பு அமிலங்களின் எஸ்டர்கள் (தேனீ மெழுகு) என வகைப்படுத்தலாம்.

    கூட்டுக் கொழுப்புகள் கிளிசராலுடன் கூடிய எளிய கொழுப்பு அமிலங்களின் எஸ்டர்கள் ஆகும், அவை கூடுதல் குழுக்களைக் கொண்டிருக்கின்றன. இணைக்கப்பட்டுள்ள குழுக்களின் அடிப்படையில், அவை மேலும் பாஸ்போலிப்பிடுகள், கிளைகோலிப்பிடுகள் மற்றும் லிப்போபுரதங்கள் என வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. பாஸ்போலிப்பிடுகள் ஒரு பாஸ்போ-எஸ்டர் பிணைப்பைக் கொண்டிருக்கும், அதே நேரம் கிளைகோலிப்பிடுகள் ஒரு சர்க்கரை மூலக்கூறை இணைத்துள்ளன. லிப்போபுரதங்கள் கொழுப்புடன் கூடிய புரதங்களின் சிக்கல்கள் ஆகும்.

    14.3.2 கொழுப்புகளின் உயிரியல் முக்கியத்துவம்

    1. கொழுப்புகள் உயிரணு சவ்வின் ஒருங்கிணைந்த கூறு ஆகும். அவை உயிரணுவின் கட்டமைப்பு ஒருமைப்பாட்டிற்குத் தேவையானவை.
    2. விலங்குகளில் டிரைகிளிசரைடுகளின் முக்கிய செயல்பாடு ஒரு ஆற்றல் இருப்பு ஆகும். அவை கார்போஹைட்ரேட்டுகள் மற்றும் புரதங்களை விட அதிக ஆற்றலைக் கொடுக்கின்றன.
    3. அவை நீர்வாழ் உயிரினங்களில் பாதுகாப்புப் பூச்சாக செயல்படுகின்றன.
    4. இணைப்புத் திசுவின் கொழுப்புகள் உள் உறுப்புகளுக்குப் பாதுகாப்பைக் கொடுக்கின்றன.
    5. கொழுப்புகளில் கரையக்கூடிய வைட்டமின்களை உறிஞ்சுவதற்கும் போக்குவரத்திற்கும் கொழுப்புகள் உதவுகின்றன.
    6. லிப்பேஸ்கள் போன்ற நொதிகளைச் செயல்படுத்துவதற்கு அவை அவசியம்.
    7. கொழுப்பு வளர்சிதை மாற்றத்தில் கொழுப்புகள் குழம்பாக்கியாக செயல்படுகின்றன.

    14.4 வைட்டமின்கள்

    வைட்டமின்கள் நம் உடலால் தொகுக்க முடியாத ஆனால் சில செயல்பாடுகளுக்கு அவசியமான சிறிய கரிமச் சேர்மங்கள் ஆகும். எனவே, அவை உணவின் மூலம் பெறப்பட வேண்டும். இந்த சேர்மங்களின் தேவைகள் அதிகமாக இல்லை, ஆனால் அவற்றின் குறைபாடு அல்லது அதிகப்படியானது நோய்களை ஏற்படுத்தும். ஒவ்வொரு வைட்டமினும் உயிரினத்தில் ஒரு குறிப்பிட்ட செயல்பாட்டைக் கொண்டுள்ளது, பெரும்பாலும் இணை நொதிகளாக. அவை கார்போஹைட்ரேட்டுகள், கொழுப்புகள் போன்றவற்றைப் போல ஆற்றல் மூலங்களாகப் பயன்படுத்தப்படுவதில்லை.

    ‘வைட்டமின்’ என்ற பெயர் வைட்டல் அமைன்கள் என்பதிலிருந்து பெறப்பட்டது, இது முன்னர் அடையாளம் காணப்பட்ட அமினோ சேர்மங்களான வைட்டமின்களைக் குறிக்கிறது. நம் ஆரோக்கியத்தின் இயல்பான வளர்ச்சி மற்றும் பராமரிப்பிற்கு வைட்டமின்கள் அவசியம்.

    14.4.1 வைட்டமின்களின் வகைப்பாடு

    வைட்டமின்கள் நீர் அல்லது கொழுப்பில் அவற்றின் கரைதிறனின் அடிப்படையில் இரண்டு குழுக்களாக வகைப்படுத்தப்படுகின்றன.

    கொழுப்பில் கரையக்கூடிய வைட்டமின்கள்: இந்த வைட்டமின்கள் கொழுப்பு நிறைந்த உணவுடன் எடுத்துக் கொள்ளும்போது சிறப்பாக உறிஞ்சப்படுகின்றன, மேலும் கொழுப்பு திசுக்கள் மற்றும் கல்லீரலில் சேமிக்கப்படுகின்றன. இந்த வைட்டமின்கள் தண்ணீரில் கரைவதில்லை. எனவே அவை கொழுப்பில் கரையக்கூடிய வைட்டமின்கள் எனப்படுகின்றன. வைட்டமின் A, D, E & K கொழுப்பில் கரையக்கூடிய வைட்டமின்கள் ஆகும்.

    நீரில் கரையக்கூடிய வைட்டமின்கள்: வைட்டமின்கள் B (\(B_1, B_2, B_3, B_5, B_6, B_7, B_9\) மற்றும் \(B_{12}\)) மற்றும் C ஆகியவை தண்ணீரில் எளிதில் கரையக்கூடியவை. கொழுப்பில் கரையக்கூடிய வைட்டமின்களுக்கு மாறாக, இவற்றை சேமிக்க முடியாது. உள்ள அதிகப்படியான வைட்டமின்கள் சிறுநீரில் வெளியேற்றப்படும், மேலும் நம் உடலில் சேமிக்கப்படுவதில்லை. எனவே, இந்த வைட்டமின்கள் நம் உடலுக்கு தொடர்ந்து வழங்கப்பட வேண்டும். B வைட்டமின்களில் விடுபட்ட எண்கள் ஒரு காலத்தில் வைட்டமின்களாகக் கருதப்பட்டன, ஆனால் இனி அவ்வாறு கருதப்படுவதில்லை, மேலும் அவற்றிற்கு ஒதுக்கப்பட்ட எண்கள் இப்போது இடைவெளிகளை உருவாக்குகின்றன.

    அட்டவணை 14.2: வைட்டமின்கள், அவற்றின் மூலங்கள், செயல்பாடுகள் மற்றும் அவற்றின் குறைபாடு நோய்கள்

    வைட்டமின்மூலங்கள்செயல்பாடுகள்குறைபாடு நோய்கள்
    வைட்டமின் A (ரெடினால்)கல்லீரல் எண்ணெய், மீன், கேரட், பால், கீரை, பப்பாளி மற்றும் மாம்பழம் போன்ற பழங்கள்பார்வை மற்றும் வளர்ச்சிஇரவுக் குருட்டுத்தன்மை, சேர்க்கோனிடிசிஸ், தோல் கெரடினைசேஷன்
    வைட்டமின் B1 (தையமின்)ஈஸ்ட், பால், தானியங்கள், பச்சைக் காய்கறிகள், கல்லீரல், பன்றி இறைச்சிகிளைகோலிசிஸில் தையமின் பைரோபாஸ்பேட் (TPP) வடிவத்தில் இணை நொதிபெரி-பெரி (புற நரம்பு சேதம்)
    வைட்டமின் B2 (ரைபோஃப்ளேவின்)சோயாபீன், பச்சைக் காய்கறி, ஈஸ்ட், முட்டையின் வெள்ளைக்கரு, பால், கல்லீரல் சிறுநீரகம்ரெடாக்ஸ் வினைகளில் FMN (ஃப்ளேவின் மோனோநியூக்ளியோடைடு) மற்றும் FAD (ஃப்ளேவின் அடினைன் டைநியூக்ளியோடைடு) வடிவத்தில் இணை நொதிகீலோசிஸ் (வாயின் மூலை, உதடுகள் மற்றும் நாக்கின் புண்கள்)
    வைட்டமின் B3 (நியாசின்)தானியங்கள், பச்சை இலைக் காய்கறிகள், கல்லீரல், சிறுநீரகம்ரெடாக்ஸ் வினைகளில் NAD மற்றும் NADP+ வடிவத்தில் இணை நொதிபெல்லாக்ரா (ஒளி உணர்திறன் தோல் அழற்சி)
    வைட்டமின் B5 (பான்டோதெனிக் அமிலம்)காளான், வெண்ணெய், முட்டையின் மஞ்சள் கரு, சூரியகாந்தி எண்ணெய்கார்போஹைட்ரேட் புரதம் மற்றும் கொழுப்பு வளர்சிதை மாற்றத்தில் கோஎன்சைம் A இன் பகுதிபோதுமான வளர்ச்சி இல்லாமை
    வைட்டமின் B6 (பைரிடாக்ஸின்)இறைச்சி, தானியங்கள், பால், முழு தானியங்கள், முட்டைஅமினோ அமில வளர்சிதை மாற்றத்தில் இணை நொதி, ஹீமோகுளோபினில் ஹீம் உருவாக்கம்வலிப்பு
    வைட்டமின் B7 (பயோட்டின்)கல்லீரல், சிறுநீரகம், பால், முட்டையின் மஞ்சள் கரு, காய்கறிகள், தானியங்கள்கொழுப்பு அமில தொகுப்பில் இணை நொதிமன அழுத்தம், முடி உதிர்தல், தசை வலி
    வைட்டமின் B9 (ஃபோலிக் அமிலம்)முட்டை, இறைச்சி, பீட்ரூட், இலைக் காய்கறிகள், தானியங்கள், ஈஸ்ட்நியூக்ளிக் அமில தொகுப்பு, சிவப்பு இரத்த அணுக்களின் முதிர்ச்சிமெகாலோபிளாஸ்டிக் அனீமியா
    வைட்டமின் B12 (கோபாலமின்)முட்டை, இறைச்சி, மீன்அமினோ அமில வளர்சிதை மாற்றத்தில் இணை நொதி, சிவப்பு இரத்த அணுக்கள் முதிர்ச்சிபெர்னிசியஸ் அனீமியா
    வைட்டமின் C (அஸ்கார்பிக் அமிலம்)சிட்ரஸ் பழங்கள் (ஆரஞ்சு, எலுமிச்சை போன்றவை), தக்காளி, நெல்லி, இலைக் காய்கறிகள்ஆன்டிஆக்ஸிடன்ட்டில் இணை நொதி, கொலாஜனை உருவாக்குதல்ஸ்கர்வி (ஈறுகளில் இரத்தப்போக்கு)
    வைட்டமின் D (கோலிகால்சிஃபெரால்(D3), எர்கோகால்சிஃபெரால் (D2))மீன் கல்லீரல் எண்ணெய், பால், முட்டையின் மஞ்சள் கரு, (சூரிய ஒளியில் வெளிப்பாடு)கால்சியத்தை உறிஞ்சுதல் மற்றும் பராமரித்தல்ரிக்கெட்ஸ் (குழந்தைகள்), ஆஸ்டியோமலாசியா (பெரியவர்கள்)
    வைட்டமின் E (டோக்கோஃபெரால்கள்)பருத்தி விதை எண்ணெய், சூரியகாந்தி எண்ணெய், கோதுமை கிருமி எண்ணெய், தாவர எண்ணெய்கள்ஆன்டிஆக்ஸிடன்ட்தசைநார் சிதைவு (தசை பலவீனம்) மற்றும் நரம்பியல் செயலிழப்பு
    வைட்டமின் K (ஃபைலோகுவினோன் & மெனாகுவினோன்கள்)பச்சை இலைக் காய்கறிகள், சோயாபீன் எண்ணெய், தக்காளிஇரத்த உறைதல்அதிகரித்த இரத்த உறைதல் நேரம், ஹீமோராஜிக் நோய்கள்

    14.5 நியூக்ளிக் அமிலங்கள்

    ஒவ்வொரு இனத்தின் உள்ளார்ந்த பண்புகளும் ஒரு தலைமுறையிலிருந்து அடுத்த தலைமுறைக்கு அனுப்பப்படுகின்றன. உயிரணுவின் கருவில் உள்ள துகள்கள் இந்த பண்புகளைப் பரப்புவதற்கு காரணமாக இருப்பது கவனிக்கப்பட்டுள்ளது. அவை குரோமோசோம்கள் எனப்படுகின்றன, மேலும் அவை புரதங்கள் மற்றும் நியூக்ளிக் அமிலங்கள் எனப்படும் மற்றொரு வகை உயிர் மூலக்கூறுகளால் ஆனவை. முக்கியமாக இரண்டு வகையான நியூக்ளிக் அமிலங்கள் உள்ளன, டியோக்சிரைபோநியூக்ளிக் அமிலம் (டி.என்.ஏ) மற்றும் ரைபோநியூக்ளிக் அமிலம் (ஆர்.என்.ஏ). அவை ஒவ்வொரு உயிரினத்திலும் மரபியல் தகவல்களைச் சுமக்கும் மூலக்கூறு களஞ்சியங்களாகும்.

    14.5.1 நியூக்ளிக் அமிலங்களின் கலவை மற்றும் அமைப்பு

    நியூக்ளிக் அமிலங்கள் நியூக்ளியோடைடுகளின் உயிர் பாலிமர்கள் ஆகும். டி.என்.ஏ மற்றும் ஆர்.என்.ஏ-வின் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட நீராற்பகுப்பு மூன்று கூறுகளைக் கொடுக்கிறது, அவை நைட்ரஜன் காரம், ஒரு பென்டோஸ் சர்க்கரை மற்றும் பாஸ்பேட் குழு.

    நைட்ரஜன் காரம்

    இவை நைட்ரஜனைக் கொண்ட கரிமச் சேர்மங்கள் ஆகும், அவை இரண்டு மூல சேர்மங்களான பிரிமிடின் மற்றும் பியூரின் ஆகியவற்றின் வழிப்பொருள்களாகும். டி.என்.ஏ மற்றும் ஆர்.என்.ஏ இரண்டிலும் இரண்டு முக்கிய பியூரின் காரங்கள், அடினைன் (A) மற்றும் குவானைன் (G) உள்ளன. டி.என்.ஏ மற்றும் ஆர்.என்.ஏ இரண்டிலும், பிரிமிடின்களில் ஒன்று சைட்டோசின் (C) ஆகும், ஆனால் இரண்டாவது பிரிமிடின் டி.என்.ஏ-வில் தைமின் (T) மற்றும் ஆர்.என்.ஏ-வில் யுராசில் (U) ஆகும்.

    பென்டோஸ் சர்க்கரை

    நியூக்ளிக் அமிலங்கள் இரண்டு வகையான பென்டோஸ்களைக் கொண்டுள்ளன. டி.என்.ஏ-வின் மீண்டும் வரும் டியோக்சிரைபோநியூக்ளியோடைடு அலகுகள் 2’-டியோக்சி-D-ரைபோஸைக் கொண்டிருக்கின்றன, மேலும் ஆர்.என்.ஏ-வின் ரைபோநியூக்ளியோடைடு அலகுகள் D-ரைபோஸைக் கொண்டிருக்கின்றன. நியூக்ளியோடைடுகளில், இரண்டு வகையான பென்டோஸ்களும் அவற்றின் \(\beta\)-ஃபுரானோஸ் (மூடிய ஐந்து உறுப்பு வளையங்கள்) வடிவத்தில் உள்ளன.

    பாஸ்பேட் குழு

    பாஸ்போரிக் அமிலம் நியூக்ளியோடைடுகளுக்கு இடையில் பாஸ்போ டைஎஸ்டர் பிணைப்பை உருவாக்குகிறது. நியூக்ளியோடைடுகளில் உள்ள பாஸ்பேட் குழுக்களின் எண்ணிக்கையின் அடிப்படையில், அவை மோனோநியூக்ளியோடைடு, டைநியூக்ளியோடைடு மற்றும் ட்ரைநியூக்ளியோடைடு என வகைப்படுத்தப்படுகின்றன.

    நியூக்ளியோசைடுகள் மற்றும் நியூக்ளியோடைடுகள்

    பாஸ்பேட் குழு இல்லாத மூலக்கூறு நியூக்ளியோசைடு எனப்படும். ஒரு நியூக்ளியோடைடு என்பது ஒரு மூலக்கூறு பாஸ்போரிக் அமிலத்தைச் சேர்ப்பதன் மூலம் ஒரு நியூக்ளியோசைடிலிருந்து பெறப்படுகிறது. பாஸ்போரிலேஷன் பொதுவாக சர்க்கரையின் 5’ OH குழுவில் நிகழ்கிறது. நியூக்ளியோடைடுகள் டி.என்.ஏ மற்றும் ஆர்.என்.ஏ-வில் ஒரு நியூக்ளியோடைடின் 5’ OH குழுவிற்கும் மற்றொரு நியூக்ளியோடைட்டின் 3’ OH குழுவிற்கும் இடையில் பாஸ்போ டைஎஸ்டர் பிணைப்பால் இணைக்கப்பட்டுள்ளன.

    $$ \text{சர்க்கரை} + \text{காரம்} \longrightarrow \text{நியூக்ளியோசைடு} $$$$ \text{நியூக்ளியோசைடு} + \text{பாஸ்போரிக் அமிலம்} \longrightarrow \text{நியூக்ளியோடைடு} $$$$ \text{n நியூக்ளியோடைடு} \longrightarrow \text{பாலிநியூக்ளியோடைடு (நியூக்ளிக் அமிலம்)} $$

    14.5.2 டி.என்.ஏ-வின் இரட்டை இழை சுருள் அமைப்பு

    1950 களின் முற்பகுதியில், ரோசலிண்ட் ஃபிராங்க்ளின் மற்றும் மாரிஸ் வில்கின்ஸ் டி.என்.ஏ-வின் அமைப்பை வெளிப்படுத்த எக்ஸ்-கதிர் விளிம்பு விளைவைப் பயன்படுத்தினர். டி.என்.ஏ இழைகள் ஒரு சிறப்பியல்பு விளிம்பு மாதிரியை உருவாக்கின.

    மைய X-வடிவ மாதிரியானது ஒரு சுருளைக் குறிக்கிறது, அதே நேரம் விளிம்பு மாதிரியின் மேல் மற்றும் கீழ் உள்ள கனமான கருப்பு வளைவுகள் அடுக்கப்பட்ட காரங்களின் இடைவெளியை வெளிப்படுத்துகின்றன.

    படம் 14.20 டி.என்.ஏ எக்ஸ்-கதிர் விளிம்பு விளைவு

    1953 ஆம் ஆண்டில் வாட்சன் மற்றும் கிரிக் அவர்களால் டி.என்.ஏ-வின் அமைப்பு விளக்கம் அறிவியலில் ஒரு முக்கியமான நிகழ்வாகும். அவர்கள் ஒரு முப்பரிமாண டி.என்.ஏ அமைப்பு மாதிரியை முன்வைத்தனர், இது ஒரே அச்சில் சுற்றப்பட்ட இரண்டு இணை எதிர் திசை சுருள் டி.என்.ஏ சங்கிலிகளைக் கொண்டு வலது கை இரட்டை சுருளை உருவாக்குகிறது.

    மாற்று டியோக்சிரைபோஸ் மற்றும் பாஸ்பேட் குழுக்களின் நீர் விரும்பும் முதுகெலும்புகள் இரட்டை சுருளின் வெளிப்புறத்தில், சுற்றியுள்ள நீரை நோக்கி உள்ளன. இரண்டு இழைகளின் பியூரின் மற்றும் பிரிமிடின் காரங்கள் இரட்டை சுருளின் உள்ளே அடுக்கப்பட்டு, அவற்றின் நீர் வெறுப்பு மற்றும் வளைய அமைப்புகள் மிக நெருக்கமாகவும், நீண்ட அச்சுக்கு செங்குத்தாகவும் உள்ளன, இதன் மூலம் மின்னூட்டம் பெற்ற பாஸ்பேட் குழுக்களுக்கு இடையிலான விரட்டல்களைக் குறைக்கிறது. இரண்டு இழைகளின் ஈடுசெய்யப்பட்ட இணைப்பு இரட்டிப்பின் மேற்பரப்பில் ஒரு முக்கிய பள்ளம் மற்றும் சிறிய பள்ளத்தை உருவாக்குகிறது.

    படம் 14.21 டி.என்.ஏ இரட்டை சுருள்

    மாதிரியானது, சுருளின் ஒரு திருப்பத்திற்கு 10.5 அடிப்படை இணைகள் (36 Å) மற்றும் அடுக்கப்பட்ட காரங்களுக்கு இடையில் \(3.4 \ \text{Å}\) இருப்பதை வெளிப்படுத்தியது. ஒவ்வொரு காரமும் எதிர் இழையில் உள்ள ஒரு காரத்துடன் ஹைட்ரஜன் பிணைக்கப்பட்டு ஒரு தள அடிப்படை இணையை உருவாக்குவதையும் அவர்கள் கண்டறிந்தனர்.

    அடினைன் மற்றும் தைமின் இடையே இரண்டு ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளும், குவானைன் மற்றும் சைட்டோசின் இடையே மூன்று ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளும் உருவாகின்றன. மற்ற இணைத்தல் இரட்டை சுருள் அமைப்பை உறுதியற்றதாக்குகிறது. இரட்டை சுருளின் இரண்டு சங்கிலிகளின் இந்த குறிப்பிட்ட தொடர்பு நிரப்பு அடிப்படை இணைத்தல் எனப்படும். டி.என்.ஏ இரட்டை சுருள் அல்லது இரட்டிப்பு இரண்டு விசைகளால் ஒன்றாக இணைக்கப்பட்டுள்ளது, a) நிரப்பு அடிப்படை இணைகளுக்கு இடையிலான ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு b) அடிப்படை அடுக்கிடல் இடையீடுகள்

    டி.என்.ஏ இழைகளுக்கு இடையிலான நிரப்புத்தன்மை அடிப்படை இணைகளுக்கு இடையிலான ஹைட்ரஜன் பிணைப்பிற்குக் காரணமாகும், ஆனால் அடிப்படை அடுக்கிடல் இடையீடுகள் பெரும்பாலும் குறிப்பிட்டவை அல்ல, இரட்டை சுருளின் நிலைத்தன்மைக்கு முக்கிய பங்களிப்பைச் செய்கின்றன.

    14.5.3 ஆர்.என்.ஏ மூலக்கூறுகளின் வகைகள்

    ரைபோநியூக்ளிக் அமிலங்கள் டி.என்.ஏ-வை ஒத்தவை. உயிரணுக்களில் டி.என்.ஏ-வை விட எட்டு மடங்கு அதிக அளவு ஆர்.என்.ஏ உள்ளது. சைட்டோபிளாஸத்தில் அதிக அளவிலும், கருவில் குறைந்த அளவிலும் ஆர்.என்.ஏ காணப்படுகிறது. சைட்டோபிளாஸத்தில் இது முக்கியமாக ரைபோசோம்களிலும், கருவில் இது நியூக்ளியோலஸிலும் காணப்படுகிறது.

    ஆர்.என்.ஏ மூலக்கூறுகள் அவற்றின் அமைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டின் அடிப்படையில் மூன்று முக்கிய வகைகளாக வகைப்படுத்தப்படுகின்றன.

    i. ரைபோசோமால் ஆர்.என்.ஏ (rRNA) ii. தூதுவ ஆர்.என்.ஏ (mRNA) iii. பரிமாற்ற ஆர்.என்.ஏ (tRNA)

    rRNA

    rRNA முக்கியமாக சைட்டோபிளாஸத்திலும், ரைபோசோம்களிலும் காணப்படுகிறது, இதில் \(60\%\) ஆர்.என்.ஏ மற்றும் \(40\%\) புரதம் உள்ளன. புரதத் தொகுப்பு நடைபெறும் இடங்கள் ரைபோசோம்கள் ஆகும்.

    tRNA

    tRNA மூலக்கூறுகள் அனைத்து நியூக்ளிக் அமிலங்களிலும் மிகக் குறைந்த மூலக்கூறு எடையைக் கொண்டுள்ளன. அவை ஒற்றைச் சங்கிலியில் 73 - 94 நியூக்ளியோடைடுகளைக் கொண்டிருக்கின்றன. tRNA இன் செயல்பாடு, ரைபோசோம்களில் புரதத் தொகுப்பின் தளங்களுக்கு அமினோ அமிலங்களைக் கொண்டு செல்வதாகும்.

    mRNA

    mRNA குறைந்த அளவில் உள்ளது மற்றும் மிகவும் குறுகிய ஆயுள்கொண்டது. அவை ஒற்றை இழையாகும், மேலும் அவற்றின் தொகுப்பு டி.என்.ஏ-வில் நடைபெறுகிறது. டி.என்.ஏ இழையிலிருந்து mRNA இன் தொகுப்பு டிரான்ஸ்கிரிப்ஷன் எனப்படும். mRNA புரதத் தொகுப்பிற்காக மரபியல் தகவல்களை டி.என்.ஏ-விலிருந்து ரைபோசோம்களுக்குக் கொண்டு செல்கிறது. இந்த செயல்முறை டிரான்ஸ்லேஷன் எனப்படும்.

    அட்டவணை 14.3 டி.என்.ஏ மற்றும் ஆர்.என்.ஏ-வுக்கு இடையிலான வேறுபாடு

    டி.என்.ஏஆர்.என்.ஏ
    இது முக்கியமாக கரு, மைட்டோகாண்ட்ரியா மற்றும் குளோரோபிளாஸ்டில் உள்ளதுஇது முக்கியமாக சைட்டோபிளாஸம், நியூக்ளியோலஸ் மற்றும் ரைபோசோம்களில் உள்ளது
    இது டியோக்சிரைபோஸ் சர்க்கரையைக் கொண்டுள்ளதுஇது ரைபோஸ் சர்க்கரையைக் கொண்டுள்ளது
    அடிப்படை இணை A = T, G ≡ Cஅடிப்படை இணை A = U, C ≡ G
    இரட்டை இழை மூலக்கூறுகள்ஒற்றை இழை மூலக்கூறுகள்
    அதன் ஆயுட்காலம் அதிகம்இது குறுகிய ஆயுள்கொண்டது
    இது நிலையானது மற்றும் காரங்களால் எளிதில் நீராற்பகுக்கப்படாதுஇது நிலையற்றது மற்றும் காரங்களால் எளிதில் நீராற்பகுக்கப்படுகிறது
    இது தன்னைப் பிரதிபலிக்க முடியும்இது தன்னைப் பிரதிபலிக்க முடியாது. இது டி.என்.ஏ-விலிருந்து உருவாகிறது

    மேலும் அறிய

    டி.என்.ஏ கைரேகை

    பாரம்பரியமாக, ஒரு குற்றத்தின் காட்சியில் ஒரு நபரை வைப்பதற்கான மிகத் துல்லியமான முறைகளில் ஒன்று கைரேகை ஆகும். மறுசேர்க்கை டி.என்.ஏ தொழில்நுட்பத்தின் வருகையுடன், இப்போது ஒரு சக்திவாய்ந்த கருவி கிடைக்கிறது: டி.என்.ஏ கைரேகை (டி.என்.ஏ தட்டச்சு அல்லது டி.என்.ஏ புரோஃபைலிங் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது). இது முதலில் 1984 இல் பேராசிரியர் சர் அலெக் ஜெஃப்ரீஸால் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. டி.என்.ஏ கைரேகை ஒவ்வொரு நபருக்கும் தனித்துவமானது மற்றும் இரத்தம், உமிழ்நீர், முடி போன்றவற்றிலிருந்து மாதிரிகளின் தடயங்களிலிருந்து பிரித்தெடுக்கப்படலாம். இந்த முறையைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், மனித டி.என்.ஏ-வில் உள்ள தனிநபர்-குறிப்பிட்ட மாறுபாட்டை நாம் கண்டறியலாம்.

    இந்த முறையில், பிரித்தெடுக்கப்பட்ட டி.என்.ஏ, கட்டுப்பாட்டு நொதிகளைக் கொண்டு இழையுடன் குறிப்பிட்ட புள்ளிகளில் வெட்டப்படுகிறது, இதன் விளைவாக மாறுபட்ட நீளங்களின் டி.என்.ஏ துண்டுகள் உருவாகின்றன, அவை ஜெல் மின்புலப் பிரிப்பு என்ற நுட்பத்தால் பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டன. இந்த முறை துண்டுகளை அவற்றின் அளவின் அடிப்படையில் பிரிக்கிறது. டி.என்.ஏ துண்டுகளைக் கொண்ட ஜெல், ப்ளாட்டிங் என்ற நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி ஒரு நைலான் தாளுக்கு மாற்றப்படுகிறது. பின்னர், துண்டுகள் ஆட்டோரேடியோகிராஃபிக்கு உட்படுத்தப்படும், அதில் அவை டி.என்.ஏ ஆய்வுகளுக்கு (செயற்கையான டி.என்.ஏ துண்டுகள், அவை கதிரியக்கமாக்கப்பட்டு, துண்டுகளுடன் பிணைக்கப்பட்டன) வெளிப்படுத்தப்பட்டன. ஒரு எக்ஸ்-கதிர் படம் பின்னர் துண்டுகளுக்கு வெளிப்படுத்தப்பட்டது, மேலும் ஒரு கதிரியக்க ஆய்வு இணைக்கப்பட்ட எந்தப் புள்ளியிலும் ஒரு கரும்புள்ளி உருவாக்கப்பட்டது. இதன் விளைவாக வரும் குறிகளின் மாதிரியானது, மற்ற மாதிரிகளுடன் ஒப்பிடப்படலாம். டி.என்.ஏ கைரேகை என்பது தனிநபர்களுக்கு இடையிலான சிறிய வரிசை வேறுபாடுகளை (பொதுவாக ஒற்றை அடிப்படை இணை மாற்றங்கள்) அடிப்படையாகக் கொண்டது. உலகளவில் நீதிமன்ற வழக்குகளில் இந்த முறைகள் தீர்க்கமானவையாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளன.

    படம் 14.22 டி.என்.ஏ கைரேகை

    14.5.4 நியூக்ளிக் அமிலங்களின் உயிரியல் செயல்பாடுகள்

    நியூக்ளிக் அமிலங்களின் துணை அலகுகளாக அவற்றின் பங்குகளுக்கு கூடுதலாக, நியூக்ளியோடைடுகள் ஒவ்வொரு உயிரணுவிலும் பல்வேறு பிற செயல்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன, அவை,

    i. ஆற்றல் கடத்திகள் (ATP)

    ii. நொதி இணைக்காரணிகளின் கூறுகள் (எடுத்துக்காட்டு: கோஎன்சைம் A, NAD\(^+\), FAD)

    iii. வேதித் தூதர்கள் (எடுத்துக்காட்டு: சுழற்சி AMP, cAMP)

    அடினோசின் \(3',5'\)-சுழற்சி மோனோபாஸ்பேட் (சுழற்சி AMP; cAMP)

    14.6 ஹார்மோன்கள்

    ஹார்மோன் என்பது ஒரு திசுவால் சுரக்கப்படும் ஒரு கரிமப் பொருளாகும் (எ.கா. ஒரு பெப்டைடு அல்லது ஸ்டெராய்டு). இது இரத்த ஓட்டத்தில் நுழைந்து, மற்ற திசுக்களில் ஒரு உடலியல் பதிலைத் (எ.கா. வளர்ச்சி மற்றும் வளர்சிதை மாற்றம்) தூண்டுகிறது. இது ஒரு செல்களுக்கிடையேயான சமிக்ஞை மூலக்கூறாகும். ஒரு சிக்கலான உயிரினத்தில் உள்ள ஒவ்வொரு செயல்முறையும் ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட ஹார்மோன்களால் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது: இரத்த அழுத்தம், இரத்த அளவு மற்றும் எலக்ட்ரோலைட் சமநிலை, கரு உருவாக்கம், பசி, உண்ணும் நடத்தை, செரிமானம் - சிலவற்றைக் குறிப்பிடலாம். நாளமில்லாச் சுரப்பிகள், அவை சிறப்பு உயிரணுக்க் குழுக்கள், ஹார்மோன்களை உருவாக்குகின்றன. முக்கிய நாளமில்லாச் சுரப்பிகள் பிட்யூட்டரி, பைனியல், தைமஸ், தைராய்டு, அட்ரீனல் சுரப்பிகள் மற்றும் கணையம் ஆகும். கூடுதலாக, ஆண்கள் தங்கள் விந்தணுக்களிலும், பெண்கள் தங்கள் கருப்பைகளிலும் ஹார்மோன்களை உற்பத்தி செய்கிறார்கள். வேதியியல் ரீதியாக, ஹார்மோன்கள் புரதம் (எ.கா. இன்சுலின், எபிநெஃப்ரின்) அல்லது ஸ்டெராய்டுகள் (எ.கா. ஈஸ்ட்ரோஜன், ஆண்ட்ரோஜன்) என வகைப்படுத்தப்படலாம். ஹார்மோன்கள் அவை செயல்படும் தூரத்தின் அடிப்படையில், எண்டோகிரைன், பாராகிரைன் மற்றும் ஆட்டோகிரைன் ஹார்மோன்கள் என வகைப்படுத்தப்படுகின்றன.

    எண்டோகிரைன் ஹார்மோன்கள் அவை வெளியிடப்பட்ட இடத்திலிருந்து தொலைவில் உள்ள செல்களில் செயல்படுகின்றன. எடுத்துக்காட்டு: இன்சுலின் மற்றும் எபிநெஃப்ரின் சிறப்பு குழாயற்ற நாளமில்லாச் சுரப்பிகளால் இரத்த ஓட்டத்தில் தொகுக்கப்பட்டு வெளியிடப்படுகின்றன.

    பாராகிரைன் ஹார்மோன்கள் (மாற்றாக, உள்ளூர் இடைத்தரகர்கள்) அவற்றை வெளியிட்ட உயிரணுவிற்கு அருகில் உள்ள உயிரணுக்களில் மட்டுமே செயல்படுகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, இன்டர்லூகின்-1 (IL-1)

    ஆட்டோகிரைன் ஹார்மோன்கள் அவற்றை வெளியிட்ட அதே உயிரணுவில் செயல்படுகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, புரத வளர்ச்சிக் காரணி இன்டர்லூகின்-2 (IL-2).

    படம் 14.22 எண்டோகிரைன், பாராகிரைன் மற்றும் ஆட்டோகிரைன் ஹார்மோன்கள்

    உடலில் உள்ள அனைத்து உயிரணுக்களும் ஹார்மோனுக்கு வெளிப்படலாம் என்றாலும், கொடுக்கப்பட்ட ஹார்மோனுக்கு ஒரு குறிப்பிட்ட ஏற்பியைக் கொண்ட உயிரணுக்கள் மட்டுமே அதன் இருப்பிற்குப் பதிலளிக்கும். எனவே ஹார்மோன் செய்திகள் மிகவும் குறிப்பாக உரையாற்றப்படுகின்றன.

    மதிப்பீடு

    சிறந்த பதிலைத் தேர்ந்தெடுக்கவும்:

    1. பின்வருவனவற்றில் எது தள முனைவாக்க ஒளியை இடது புறமாகச் சுழற்றுகிறது? (NEET Phase - II) a) D(+) குளுக்கோஸ் b) L(+) குளுக்கோஸ் c) D(-) பிரக்டோஸ் d) D(+) கேலக்டோஸ்

    2. கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ள நான்கு ஆல்டோஸ்களின் பெயர்களின் சரியான தொடர்புடைய வரிசை முறையே, (NEET Phase - I) a) L-எரித்ரோஸ், L-த்ரியோஸ், L-எரித்ரோஸ், D-த்ரியோஸ் b) D-த்ரியோஸ், D-எரித்ரோஸ், L-த்ரியோஸ், L-எரித்ரோஸ் c) L-எரித்ரோஸ், L-த்ரியோஸ், D-எரித்ரோஸ், D-த்ரியோஸ் d) D-எரித்ரோஸ், D-த்ரியோஸ், L-எரித்ரோஸ், L-த்ரியோஸ்

    3. கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ளவற்றில் எது ஒடுக்கமில்லா சர்க்கரை? (NEET Phase - I) a) குளுக்கோஸ் b) சுக்ரோஸ் c) மால்டோஸ் d) லாக்டோஸ்

    4. குளுக்கோஸ் \(\xrightarrow{HCN}\) விளைபொருள் \(\xrightarrow{\text{நீராற்பகுப்பு}}\) விளைபொருள் \(\xrightarrow{HI + \text{வெப்பம்}}\) A, A சேர்மம் a) ஹெப்டனோயிக் அமிலம் b) 2-அயோடோஹெக்ஸேன் c) ஹெப்டேன் d) ஹெப்டானால்

    5. வலியுறுத்தல்: நீரில் உள்ள சுக்ரோஸின் கரைசல் வலஞ்சுழியானது. ஆனால் சிறிது ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம் முன்னிலையில் நீராற்பகுக்கப்படும் போது, அது இடஞ்சுழியாகிறது. (AIMS) காரணம்: சுக்ரோஸ் நீராற்பகுப்பு சம அளவு குளுக்கோஸ் மற்றும் பிரக்டோஸைக் கொடுக்கிறது. இதன் விளைவாக சுழற்சியின் அடையாளத்தில் மாற்றம் கவனிக்கப்படுகிறது. a) வலியுறுத்தல் மற்றும் காரணம் இரண்டும் உண்மை மற்றும் காரணம் வலியுறுத்தலின் சரியான விளக்கமாக இருந்தால் b) வலியுறுத்தல் மற்றும் காரணம் இரண்டும் உண்மை ஆனால் காரணம் வலியுறுத்தலின் சரியான விளக்கமாக இல்லாவிட்டால் c) வலியுறுத்தல் உண்மை ஆனால் காரணம் தவறானது என்றால் d) வலியுறுத்தல் மற்றும் காரணம் இரண்டும் தவறானது என்றால்

    6. மூலக்கூற்று மரபியலின் மையக் கோட்பாடு, மரபியல் தகவல்கள் பாய்வதாகக் கூறுகிறது (NEET Phase - II) a) அமினோ அமிலங்கள் → புரதம் → டி.என்.ஏ b) டி.என்.ஏ → கார்போஹைட்ரேட்டுகள் → புரதங்கள் c) டி.என்.ஏ → ஆர்.என்.ஏ → புரதங்கள் d) டி.என்.ஏ → ஆர்.என்.ஏ → கார்போஹைட்ரேட்டுகள்

    7. ஒரு புரதத்தில், பல்வேறு அமினோ அமிலங்கள் இதன் மூலம் இணைக்கப்பட்டுள்ளன (NEET Phase - I) a) பெப்டைட் பிணைப்பு b) டேட்டிவ் பிணைப்பு c) \(\alpha\)-கிளைகோசிடிக் பிணைப்பு d) \(\beta\)-கிளைகோசிடிக் பிணைப்பு

    8. பின்வருவனவற்றில் ஆச்சிரல் அமினோ அமிலம் (AIIMS) a) 2-எத்திலலனைன் b) 2-மெத்தில்கிளைசின் c) 2-ஹைட்ராக்சிமெத்தில்செரின் d) டிரிப்டோஃபான்

    9. ஆர்.என்.ஏ மற்றும் டி.என்.ஏ குறித்த சரியான கூற்று முறையே (NEET Phase - I) a) ஆர்.என்.ஏ-வில் உள்ள சர்க்கரை கூறு அராபினோஸ் மற்றும் டி.என்.ஏ-வில் உள்ள சர்க்கரை கூறு ரைபோஸ் ஆகும் b) ஆர்.என்.ஏ-வில் உள்ள சர்க்கரை கூறு \(2'\)-டியோக்சிரைபோஸ் மற்றும் டி.என்.ஏ-வில் உள்ள சர்க்கரை கூறு அராபினோஸ் ஆகும் c) ஆர்.என்.ஏ-வில் உள்ள சர்க்கரை கூறு அராபினோஸ் மற்றும் டி.என்.ஏ-வில் உள்ள சர்க்கரை கூறு \(2'\)-டியோக்சிரைபோஸ் ஆகும் d) ஆர்.என்.ஏ-வில் உள்ள சர்க்கரை கூறு ரைபோஸ் மற்றும் டி.என்.ஏ-வில் உள்ள சர்க்கரை கூறு \(2'\)-டியோக்சிரைபோஸ் ஆகும்

    10. அமினோ அமிலங்களின் நீர்க் கரைசலில் பெரும்பாலும் இருப்பது, a) \(NH_2-CH(R)-COOH\) b) \(NH_2-CH(R)-COO^-\) c) \(H_3N^+-CH(R)-COOH\) d) \(H_3N^+-CH(R)-COO^-\)

    11. பின்வருவனவற்றில் எது உடலால் உற்பத்தி செய்யப்படுவதில்லை? a) டி.என்.ஏ b) நொதிகள் c) ஹார்மோன்கள் d) வைட்டமின்கள்

    12. பிரக்டோஸில் உள்ள \(sp^2\) மற்றும் \(sp^3\) கலப்பின கார்பன்களின் எண்ணிக்கை முறையே a) 1 மற்றும் 4 b) 4 மற்றும் 2 c) 5 மற்றும் 1 d) 1 மற்றும் 5

    13. வைட்டமின் B2 மற்றொரு பெயர் a) ரைபோஃப்ளேவின் b) தையமின் c) நிகோடினமைடு d) பைரிடாக்ஸின்

    14. டி.என்.ஏ-வில் உள்ள பிரிமிடின் காரங்கள் a) சைட்டோசின் மற்றும் அடினைன் b) சைட்டோசின் மற்றும் குவானைன் c) சைட்டோசின் மற்றும் தைமின் d) சைட்டோசின் மற்றும் யுராசில்

    15. பின்வருவனவற்றில் L-செரின்

    16. ஒரு புரதத்தின் இரண்டாம் நிலை அமைப்பு என்பது a) பாலிபெப்டைட் முதுகெலும்பின் நிலையான கட்டமைப்பு b) நீர் வெறுப்பு இடையீடு c) \(\alpha\)-அமினோ அமிலங்களின் வரிசை d) \(\alpha\)-சுருள் முதுகெலும்பு

    17. பின்வரும் வைட்டமின்களில் எது நீரில் கரையக்கூடியது? a) வைட்டமின் E b) வைட்டமின் K c) வைட்டமின் A d) வைட்டமின் B

    18. செல்லுலோஸின் முழுமையான நீராற்பகுப்பு கொடுப்பது a) L-குளுக்கோஸ் b) D-பிரக்டோஸ் c) D-ரைபோஸ் d) D-குளுக்கோஸ்

    19. பின்வரும் கூற்றுகளில் எது சரியல்ல? a) ஓவல்புமின் என்பது முட்டையின் வெள்ளைக்கருவில் உள்ள ஒரு எளிய உணவு இருப்பு ஆகும் b) இரத்த புரதங்கள் த்ரோம்பின் மற்றும் ஃபைப்ரினோஜென் இரத்த உறைதலில் ஈடுபட்டுள்ளன c) இயல்புநீக்கம் புரதத்தை மிகவும் சுறுசுறுப்பாக்குகிறது d) இன்சுலின் மனித உடலில் சர்க்கரை அளவை பராமரிக்கிறது

    20. குளுக்கோஸ் ஒரு ஆல்டோஸ் ஆகும். குளுக்கோஸுடன் பின்வரும் வினைகளில் எது எதிர்பார்க்கப்படவில்லை? a) இது ஆக்சைமை உருவாக்காது b) இது கிரிக்னார்டு வினைப்பொருளுடன் வினைபுரியாது c) இது ஒசாசோன்களை உருவாக்காது d) இது டோலன்ஸ் வினைப்பொருளை ஒடுக்காது

    21. டி.என்.ஏ-வின் ஒரு இழையில் ‘ATGCTTGA’ என்ற வரிசை இருந்தால், நிரப்பு இழையின் வரிசை a) TACGAACT b) TCCGAACT c) TACGTACT d) TACRGAGT

    22. இன்சுலின், ஒரு ஹார்மோன் வேதியியல் ரீதியாக a) கொழுப்பு b) ஸ்டெராய்டு c) புரதம் d) கார்போஹைட்ரேட்

    23. \(\alpha\)-D \((+)\) குளுக்கோஸ் மற்றும் \(\beta\)-D \((+)\) குளுக்கோஸ் ஆகியவை a) எபிமர்கள் b) அனோமர்கள் c) எனான்டியோமர்கள் d) கட்டமைப்பு மாற்றிகள்

    24. பின்வருவனவற்றில் எவை எபிமர்கள் a) D \((+)\)-குளுக்கோஸ் மற்றும் D \((+)\)-கேலக்டோஸ் b) D \((+)\)-குளுக்கோஸ் மற்றும் D \((+)\)-மன்னோஸ் c) (a) அல்லது (b) இரண்டும் இல்லை d) (a) மற்றும் (b) இரண்டும்

    25. பின்வரும் அமினோ அமிலங்களில் எது ஆச்சிரல்? a) அலனைன் b) லியூசின் c) ப்ரோலின் d) கிளைசின்

    சிறு விடைக் கேள்விகள்

    1. டி.என்.ஏ-வின் மோனோமர்களை ஒன்றாக இணைக்கும் பிணைப்புகளின் வகைகள் யாவை?

    2. புரதங்களின் முதன்மை மற்றும் இரண்டாம் நிலை அமைப்புகளுக்கு இடையிலான வேறுபாடுகளைக் கொடுங்கள்.

    3. எந்த வைட்டமின்களின் குறைபாடு i) ரிக்கெட்ஸ் ii) ஸ்கர்வி ஏற்படுத்துகிறது என்பதைப் பெயரிடுக.

    4. அலனைனின் ஸ்விட்டர் அயனி அமைப்பை எழுதுக

    5. டி.என்.ஏ மற்றும் ஆர்.என்.ஏ-வுக்கு இடையே ஏதேனும் மூன்று வேறுபாடுகளைக் கொடுங்கள்

    6. பெப்டைட் பிணைப்பு பற்றி ஒரு குறிப்பு எழுதுக

    7. ஹார்மோன்கள் மற்றும் வைட்டமின்களுக்கு இடையே இரண்டு வேறுபாடுகளைக் கொடுங்கள்

    8. புரதங்களின் இயல்புநீக்கம் பற்றி ஒரு குறிப்பு எழுதுக

    9. ஒடுக்கும் மற்றும் ஒடுக்கமில்லா சர்க்கரைகள் என்றால் என்ன?

    10. கார்போஹைட்ரேட்டுகள் பொதுவாக ஒளி செயல்பாட்டுத் திறன் கொண்டவை ஏன்?

    11. பின்வருவனவற்றை மோனோசாக்கரைடுகள், ஒலிகோசாக்கரைடுகள் மற்றும் பாலிசாக்கரைடுகள் என வகைப்படுத்துக. i) ஸ்டார்ச் ii) பிரக்டோஸ் iii) சுக்ரோஸ் iv) லாக்டோஸ் v) மால்டோஸ்

    12. வைட்டமின்கள் எவ்வாறு வகைப்படுத்தப்படுகின்றன?

    13. ஹார்மோன்கள் என்றால் என்ன? எடுத்துக்காட்டுகளைக் கொடுக்கவும்

    14. கிளைசின் மற்றும் அலனைனில் இருந்து பெறக்கூடிய அனைத்து சாத்தியமான டைபெப்டைடுகளின் அமைப்பை எழுதுக

    15. நொதிகளை வரையறுக்கவும்

    16. \(\alpha\)-D \((+)\) குளுக்கோபைரனோஸின் அமைப்பை எழுதுக

    17. உயிரணுவில் காணப்படும் வெவ்வேறு வகையான ஆர்.என்.ஏக்கள் யாவை?

    18. \(\alpha\)-ஹெலிக்ஸ் உருவாக்கம் பற்றி ஒரு குறிப்பு எழுதுக.

    19. உயிரினத்தில் கொழுப்புகளின் செயல்பாடுகள் யாவை?

    20. பின்வரும் சர்க்கரை, D-சர்க்கரையா அல்லது L-சர்க்கரையா? CHO OH OH OH CH\(_2\)-OH