ફોસ્ફોરીલેશન એ બાયોકેમિસ્ટ્રીની એક મૂળભૂત પ્રક્રિયા છે જે માત્ર માનવ જીવતંત્રમાં જ નહીં પરંતુ ન્યુક્લિયસ અને ન્યુક્લિયસ સાથેના તમામ જીવંત જીવોમાં થાય છે. બેક્ટેરિયા. તે ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર સિગ્નલ ટ્રાન્સડક્શનનો અનિવાર્ય ઘટક છે અને સેલ વર્તણૂકને નિયંત્રિત કરવાની એક મહત્વપૂર્ણ રીત છે. મોટે ભાગે, ના ઘટકો પ્રોટીન ફોસ્ફોરીલેટેડ છે, પરંતુ અન્ય પરમાણુઓ જેમ કે શર્કરા પણ સબસ્ટ્રેટ તરીકે સેવા આપી શકે છે. નિરીક્ષણના રાસાયણિક સ્તરે, ફોસ્ફોરાયલેશન પ્રોટીન પરિણામો એ ફોસ્ફોરીક એસીડ એસ્ટર બોન્ડ.
ફોસ્ફોરાયલેશન શું છે?
ફોસ્ફોરીલેશન એ બાયોકેમિસ્ટ્રીની મૂળભૂત પ્રક્રિયા છે જે માનવ શરીરમાં થાય છે. ફોસ્ફોરીલેશન કોષને ઊર્જા પૂરી પાડે છે. ફોસ્ફોરીલેશન શબ્દ ટ્રાન્સફરનો સંદર્ભ આપે છે ફોસ્ફેટ કાર્બનિક માટે જૂથો પરમાણુઓ - સામાન્ય રીતે એમિનો એસિડ અવશેષો જે શનગાર પ્રોટીન. ફોસ્ફેટ્સમાં ટેટ્રાહેડ્રલ માળખું હોય છે જેમાં કેન્દ્રિય અણુ હોય છે ફોસ્ફરસ અને ચાર આસપાસના સહસંયોજક રીતે બંધાયેલા છે પ્રાણવાયુ અણુ. ફોસ્ફેટ જૂથોમાં ડબલ નકારાત્મક ચાર્જ હોય છે. કાર્બનિક પરમાણુમાં તેમનું સ્થાનાંતરણ ચોક્કસ દ્વારા થાય છે ઉત્સેચકો, કહેવાતા કિનાસિસ. ઊર્જા વપરાશ, આ સામાન્ય રીતે બાંધે છે ફોસ્ફેટ પ્રોટીનના હાઇડ્રોક્સી જૂથના અવશેષો, એ બનાવે છે ફોસ્ફોરીક એસીડ એસ્ટર. જો કે, આ પ્રક્રિયા ઉલટાવી શકાય તેવી છે, એટલે કે તેને ચોક્કસ રીતે ફરીથી ઉલટાવી શકાય છે ઉત્સેચકો. આવા ઉત્સેચકો, જે ફોસ્ફેટ જ્યુપેનને તોડી નાખે છે, તેને સામાન્ય રીતે ફોસ્ફેટેસીસ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. બંને કિનાઝ અને ફોસ્ફેટેસિસ ઉત્સેચકોના એક અલગ વર્ગનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે જેને સબસ્ટ્રેટની પ્રકૃતિ અથવા સક્રિયકરણની પદ્ધતિ જેવા વિવિધ માપદંડો અનુસાર પેટા વર્ગોમાં વધુ વિભાજિત કરી શકાય છે.
કાર્ય અને કાર્ય
સજીવમાં ફોસ્ફેટ્સ, ખાસ કરીને પોલીફોસ્ફેટ્સનું નિર્ણાયક મહત્વ એ ઊર્જાની જોગવાઈ છે. સૌથી અગ્રણી ઉદાહરણ એટીપી છે (એડેનોસિન ટ્રાઇફોસ્ફેટ), જે શરીરમાં મુખ્ય ઉર્જા ટ્રાન્સમીટર માનવામાં આવે છે. તેથી, માનવ શરીરમાં ઊર્જા સંગ્રહનો અર્થ સામાન્ય રીતે એટીપીનું સંશ્લેષણ થાય છે. આ કરવા માટે, ફોસ્ફેટના અવશેષોને ADP ના અણુમાં સ્થાનાંતરિત કરવું આવશ્યક છે (એડેનોસિન ડિફોસ્ફેટ) જેથી ફોસ્ફોરિક એનહાઇડ્રાઇડ બોન્ડ દ્વારા જોડાયેલા ફોસ્ફેટ જૂથોની તેની સાંકળ વિસ્તૃત થાય. પરિણામી પરમાણુને ATP કહેવામાં આવે છે (એડેનોસિન ટ્રાઇફોસ્ફેટ). આ રીતે સંગ્રહિત ઉર્જા એડીપીને પાછળ છોડીને બોન્ડના નવેસરથી ક્લીવેજમાંથી મેળવવામાં આવે છે. એએમપી (એડેનોસિન મોનોફોસ્ફેટ) ની રચના કરીને અન્ય ફોસ્ફેટનું ક્લીવેજ પણ શક્ય છે. ફોસ્ફેટનું દરેક ક્લીવેજ કોષ માટે મોલ દીઠ 30 kJ થી વધુ ઉપલબ્ધ બનાવે છે. ઊર્જાના કારણોસર માનવ કાર્બોહાઇડ્રેટ ચયાપચય દરમિયાન ખાંડ પણ ફોસ્ફોરીલેટેડ હોય છે. ગ્લાયકોલિસિસને "સંગ્રહ તબક્કો" અને "ગેઇન તબક્કો" તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે કારણ કે એટીપીના અનુગામી લાભ માટે ફોસ્ફેટ જૂથોના સ્વરૂપમાં ઊર્જાનું પ્રથમ પ્રારંભિક સામગ્રીમાં રોકાણ કરવું આવશ્યક છે. વધુમાં, ગ્લુકોઝ, ઉદાહરણ તરીકે, ગ્લુકોઝ-6-ફોસ્ફેટ તરીકે, લાંબા સમય સુધી અવરોધ વિના ફેલાવી શકતું નથી. કોષ પટલ અને આ રીતે કોષની અંદર સ્થિર થાય છે, જ્યાં તે વધુ મહત્વપૂર્ણ ચયાપચયના પગલાં માટે જરૂરી છે. વધુમાં, ફોસ્ફોરીલેશન્સ અને તેમની વિપરીત પ્રતિક્રિયાઓ, એલોસ્ટેરિક અને સ્પર્ધાત્મક નિષેધ સાથે, કોષની પ્રવૃત્તિને નિયંત્રિત કરવા માટેની નિર્ણાયક પદ્ધતિઓનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. આ પ્રક્રિયામાં, પ્રોટીન મોટે ભાગે ફોસ્ફોરીલેટેડ અથવા ડિફોસ્ફોરીલેટેડ હોય છે. આ એમિનો એસિડ સેરીન, થ્રેઓનિન અને ટાયરોસિન સૌથી સામાન્ય રીતે સંશોધિત થાય છે, જે પ્રોટીનમાં હાજર હોય છે, જેમાં સેરીન મોટા ભાગના ફોસ્ફોરીલેશનમાં સામેલ છે. એન્ઝાઇમ પ્રવૃત્તિ સાથે પ્રોટીન માટે, બંને પ્રક્રિયાઓ કરી શકે છે લીડ સક્રિયકરણ અથવા નિષ્ક્રિયકરણ માટે, પરમાણુની રચનાના આધારે. વૈકલ્પિક રીતે, ડબલ નેગેટિવ ચાર્જને સ્થાનાંતરિત અથવા પાછી ખેંચીને (ડી)ફોસ્ફોરાયલેશન પણ થઈ શકે છે લીડ પ્રોટીનની રચનામાં ફેરફાર જેમ કે અમુક અન્ય પરમાણુઓ અસરગ્રસ્ત પ્રોટીન ડોમેન્સ સાથે જોડાઈ શકે છે અથવા નહીં. આ મિકેનિઝમનું ઉદાહરણ જી પ્રોટીન-કપ્લ્ડ રીસેપ્ટર્સનો વર્ગ છે. કોષની અંદર સિગ્નલ ટ્રાન્સડક્શન અને સેલ્યુલર મેટાબોલિઝમના નિયમનમાં બંને મિકેનિઝમ્સ મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે. તેઓ એન્ઝાઇમ પ્રવૃત્તિ દ્વારા સીધા અથવા પરોક્ષ રીતે, બદલાયેલ ટ્રાન્સક્રિપ્શન અને ડીએનએના અનુવાદ દ્વારા કોષના વર્તનને પ્રભાવિત કરી શકે છે.
રોગો અને બીમારીઓ
ફોસ્ફોરીલેશનના કાર્યો જેટલા સાર્વત્રિક અને મૂળભૂત છે, જ્યારે આ પ્રતિક્રિયા મિકેનિઝમ ક્ષતિગ્રસ્ત થાય છે ત્યારે પરિણામો અનેક ગણા હોય છે. ફોસ્ફોરીલેશનની ખામી અથવા નિષેધ, સામાન્ય રીતે પ્રોટીન કિનાસની ઉણપ અથવા તેમની ખામીને કારણે થાય છે, લીડ મેટાબોલિક રોગો માટે, ના રોગો નર્વસ સિસ્ટમ અને સ્નાયુઓ, અથવા વ્યક્તિગત અંગને નુકસાન, અન્યો વચ્ચે. પ્રથમ, ચેતા અને સ્નાયુ કોશિકાઓ ઘણીવાર અસર પામે છે, જે ન્યુરોલોજીકલ લક્ષણો અને સ્નાયુઓની નબળાઇમાં પોતાને મેનીફેસ્ટ કરે છે. નાના પાયે, કિનાસ અથવા ફોસ્ફેટેસિસની કેટલીક વિકૃતિઓ શરીર દ્વારા સરભર કરી શકાય છે, કારણ કે કેટલાક કિસ્સાઓમાં સિગ્નલના પ્રસારણ માટે ઘણા માર્ગો ઉપલબ્ધ હોય છે અને આમ સિગ્નલ સાંકળમાં "ખામીયુક્ત સાઇટ" ને બાયપાસ કરી શકાય છે. પછી, ઉદાહરણ તરીકે, અન્ય પ્રોટીન ખામીયુક્તને બદલે છે. બીજી તરફ, ઘટેલી એન્ઝાઇમ કાર્યક્ષમતા, ફક્ત વધુ ઉત્પાદન દ્વારા સરભર કરી શકાય છે. આંતરિક અને બાહ્ય ઝેર તેમજ આનુવંશિક પરિવર્તન બંને કિનાસેસ અને ફોસ્ફેટેસીસની ઉણપ અથવા ખામીના સંભવિત કારણો છે. ના ડીએનએમાં જો આવું પરિવર્તન થાય છે મિટોકોન્ટ્રીઆ, ઓક્સિડેટીવ ફોસ્ફોરીલેશન પર નકારાત્મક અસરો છે અને આમ એટીપી સંશ્લેષણ, આ કોષ ઓર્ગેનેલ્સનું મુખ્ય કાર્ય છે. આવી જ એક માઇટોકોન્ડ્રીયલ બિમારી એ એલએચઓએન (લેબરની વારસાગત ઓપ્ટિક ન્યુરોપથી) છે, જેમાં દ્રષ્ટિ ઝડપથી ગુમાવવી પડે છે, કેટલીકવાર કાર્ડિયાક એરિથમિયાસ. આ રોગ માતા દ્વારા વારસામાં મળે છે, એટલે કે, ફક્ત માતા પાસેથી જ, કારણ કે માત્ર તેના માઇટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએ બાળકને પસાર કરવામાં આવે છે, જ્યારે પિતાને નથી.
