હાઇડ્રોજન બોંડિંગ: કાર્ય, કાર્ય અને રોગો

હાઇડ્રોજન બંધન એ એક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા છે પરમાણુઓ જે વેન ડર વ Waલ્સ જેવું લાગે છે ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ અને માનવ શરીરમાં થાય છે. બોન્ડ મુખ્યત્વે પેપ્ટાઇડ બોન્ડ્સ અને સાંકળોના સંદર્ભમાં ભૂમિકા ભજવે છે એમિનો એસિડ in પ્રોટીન. વગર હાઇડ્રોજન બંધન કરવાની ક્ષમતા, સજીવ વ્યવહારુ નથી કારણ કે તેમાં મહત્વપૂર્ણ નથી એમિનો એસિડ.

હાઇડ્રોજન બંધન એટલે શું?

હાઇડ્રોજન બોન્ડ્સ ઇન્ટરમોલેક્યુલર બળો છે. તેમના અસ્તિત્વ વિના, પાણી એકત્રીકરણના વિવિધ રાજ્યોમાં અસ્તિત્વમાં નથી, પરંતુ વાયુયુક્ત હશે. હાઇડ્રોજન બોન્ડિંગને સંક્ષિપ્તમાં હાઇડ્રોજન બોન્ડિંગ અથવા એચ-બોન્ડિંગ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. તે એક રાસાયણિક અસર છે જે પરમાણુ જૂથબંધીના અણુના મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન જોડી પર સુમેળમાં બંધાયેલા હાઇડ્રોજન અણુઓની આકર્ષક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો સંદર્ભ આપે છે. ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ધ્રુવીયતા પર આધારિત છે અને, વધુ સ્પષ્ટ રીતે વર્ણવેલ, એમિનો અથવા હાઇડ્રોક્સિલ જૂથમાં હકારાત્મક ધ્રુવીકૃત હાઇડ્રોજન અણુઓ અને અન્ય કાર્યાત્મક જૂથોના મફત ઇલેક્ટ્રોન જોડી વચ્ચે અસ્તિત્વ ધરાવે છે. ફક્ત અમુક શરતો હેઠળ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા થાય છે. એક સ્થિતિ મફત ઇલેક્ટ્રોન જોડીની ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવ ગુણધર્મ છે. મજબૂત બોન્ડ બનાવવા માટે આ મિલકત હાઇડ્રોજનની ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવ મિલકત કરતા વધુ મજબૂત હોવી જોઈએ. હાઇડ્રોજન અણુ આમ ધ્રુવીય બંધાયેલ હોઈ શકે છે. ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવ મુક્ત અણુ હોઈ શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે, નાઇટ્રોજન, પ્રાણવાયુ, અને ફ્લોરિન. હાઇડ્રોજન બોન્ડ્સ ગૌણ વેલેન્સ બોન્ડ છે જેની તાકાત સામાન્ય રીતે સહસંયોજક બોન્ડ અથવા આયનીય બોન્ડની તુલનામાં ખૂબ નીચે હોય છે. અણુ હાઇડ્રોજન બોન્ડ પ્રમાણમાં વધારે છે ગલાન્બિંદુ તેમના સંબંધિત દાઢ સમૂહ અને તેટલું .ંચું ઉત્કલન બિંદુ. બોન્ડ્સમાં તબીબી પ્રાસંગિકતા હોય છે મુખ્યત્વે પેપ્ટાઇડ્સ અને ન્યુક્લિક એસિડ્સ સજીવની અંદર. હાઇડ્રોજન બોન્ડ્સ ઇન્ટરમોલેક્યુલર બળો છે. તેમના અસ્તિત્વ વિના, પાણી એકત્રીકરણના વિવિધ રાજ્યોમાં અસ્તિત્વમાં નથી, પરંતુ વાયુયુક્ત હશે.

કાર્ય અને કાર્ય

હાઇડ્રોજન બોન્ડિંગમાં ફક્ત નબળા સંપર્ક છે અને તે બે કણો અથવા અંદરની વચ્ચે થાય છે પરમાણુઓ. આ સંદર્ભમાં, બોન્ડ ફોર્મ ભૂમિકા ભજવે છે, ઉદાહરણ તરીકે, માં ત્રીજા માળખાઓની રચનામાં પ્રોટીન. બાયોકેમિસ્ટ્રીમાં, પ્રોટીન સ્ટ્રક્ચર એ પ્રોટીન અથવા પેપ્ટાઇડના વિવિધ માળખાકીય સ્તરોનો સંદર્ભ આપે છે. આ કુદરતી રીતે બનતા પદાર્થોની રચનાઓને પ્રાથમિક માળખામાં, ગૌણ માળખામાં, ત્રીજા માળખામાં અને ચતુર્ભુજ માળખામાં વંશવેલોમાં વહેંચવામાં આવે છે. પ્રાથમિક રચનાને એમિનો એસિડ ક્રમ માનવામાં આવે છે. જ્યારે અવકાશી વ્યવસ્થાની દ્રષ્ટિએ પ્રોટીનનો ઉલ્લેખ કરવામાં આવે છે, ત્યારે ઘણી વાર હોય છે ચર્ચા પ્રોટીન રચનાઓ અને રચનાત્મક પરિવર્તનની ઘટના. આ સંદર્ભમાં પરંપરાગત પરિવર્તન અવકાશી માળખામાં પરિવર્તનને અનુરૂપ છે. ની વ્યવસ્થા પ્રોટીન તેના આધારે પેપ્ટાઇડ બોન્ડ છે. આ પ્રકારનું બોન્ડ હંમેશા જોડાય છે એમિનો એસિડ એવી જ રીતે. કોષોમાં, પેપ્ટાઇડ બોન્ડ્સ દ્વારા મધ્યસ્થી કરવામાં આવે છે રિબોસમ. પ્રત્યેક પેપ્ટાઇડ બોન્ડ એક એમિનો એસિડના કાર્બોક્સિલ જૂથો અને બીજા એમિનો એસિડના એમિનો જૂથોના જોડાણને અનુરૂપ છે, જે વિભાજનની સાથે છે પાણી. આ પ્રક્રિયાને હાઇડ્રોલિસિસ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. દરેક પેપ્ટાઇડ બોન્ડમાં, એકલ બોન્ડ સી = ઓ જૂથને એનએચ જૂથ સાથે જોડે છે. આ નાઇટ્રોજન અણુમાં બરાબર એક મફત ઇલેક્ટ્રોન જોડી છે. ની electંચી ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવિટીના કારણે પ્રાણવાયુ, આ નિ pairશુલ્ક જોડી O2 અણુઓના ઇલેક્ટ્રોન-ઉપાડ પ્રભાવ હેઠળ છે. આ રીતે, આ પ્રાણવાયુ આંશિક રીતે મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન જોડીને વચ્ચેના બંધનમાં ખેંચે છે નાઇટ્રોજન અણુ અને કાર્બન અણુ અને પેપ્ટાઇડ બોન્ડ પ્રમાણસર ડબલ બોન્ડ પાત્ર મેળવે છે. ડબલ બોન્ડ પાત્ર એનએચ અને સી = ઓ જૂથની મફત પરિભ્રમણને દૂર કરે છે. પેપ્ટાઇડ બોન્ડ્સના pક્સિજન અણુઓ અને હાઇડ્રોજન અણુઓ અપવાદ વિના તમામ પેપ્ટાઇડ્સ અને પ્રોટીનની રચના માટે સંબંધિત છે. બે એમિનો એસિડ્સ આ રીતે એકબીજા સાથે જોડાઈ શકે છે. આવા જોડાણ પછી, એમિનોની બે સાંકળોના બધા પેપ્ટાઇડ બોન્ડ્સ એસિડ્સ સીધા એકબીજાની વિરુદ્ધ છે. પેપ્ટાઇડ બોન્ડમાં હાઈડ્રોજન અણુ પ્રમાણમાં સકારાત્મક ધ્રુવીકરણ કરે છે જ્યારે પેપ્ટાઇડ બોન્ડ્સના oxygenક્સિજન અણુઓ એકબીજાથી સીધા વિરુદ્ધ હોય તેની તુલના કરવામાં આવે છે. આ રીતે, હાઇડ્રોજન બોન્ડ્સ રચાય છે અને બંને એમિનો એસિડ સાંકળોને એક સાથે જોડે છે. બધા એમિનો એસિડ્સ માનવ શરીરમાં કાર્બનિક સંયોજનો છે જેમાં ઓછામાં ઓછું એક કાર્બોક્સી જૂથ અને એક એમિનો જૂથ હોય છે. એમિનો એસિડ એ માનવ જીવનનો આવશ્યક માળખાકીય બિલ્ડિંગ બ્લોક છે. પ્રોટીનનાં α-એમિનો એસિડ્સ ઉપરાંત, જૈવિક કાર્યોવાળા 400 થી વધુ ન proteન-પ્રોટીનોજેનિક એમિનો એસિડ્સ જાણીતા છે જે હાઇડ્રોજન બંધન વિના રચના કરી શક્યા નથી. હાઇડ્રોજન બોન્ડિંગ જેવા દળો આમ મુખ્યત્વે એમિનો એસિડની ત્રીજી રચનાને સ્થિર કરે છે.

રોગો અને વિકારો

જ્યારે કાર્યકારી પ્રોટીનની રચનામાં ખલેલ થાય છે જનીન અવકાશી માળખાં, શબ્દ પ્રોટીન ફોલ્ડિંગ રોગ સામાન્ય રીતે વપરાય છે. આવી જ એક અવ્યવસ્થા છે હંટીંગ્ટન રોગ. આ આનુવંશિક રોગ soટોસોમલ પ્રભાવશાળી રીતે વારસામાં આવે છે અને રંગસૂત્રમાં આનુવંશિક પરિવર્તનને કારણે થાય છે. આ પરિવર્તન અસ્થિરતા તરફ દોરી જાય છે. જનીન ઉત્પાદન. ડિસઓર્ડર એ ન્યુરોલોજીકલ રોગ છે જે મુખ્યત્વે દૂરના હાથપગ અને ચહેરાના અનૈચ્છિક હાયપરકિનેસિસ સાથે સંકળાયેલ છે. અસરકારક સ્નાયુઓમાં કઠોરતાના પરિણામે સતત હાઈપરકિનેસિસ. આ ઉપરાંત, રોગના દર્દીઓ ઉર્જા ખર્ચમાં વધારોથી પીડાય છે. હાઈડ્રોજન બોન્ડિંગ અથવા સામાન્ય પ્રોટીન સ્ટ્રક્ચરને લગતી પેથોલોજીકલ ઘટના પણ પાગલ ગાય રોગ જેવા પ્રાયન રોગોમાં હાજર છે. ખૂબ વ્યાપકપણે સ્વીકૃત પૂર્વધારણા અનુસાર, બીએસઈ પ્રોટીન ખોટી ખોટી શરૂઆત કરે છે. આ ખોટી વાળી પ્રોટીન શારીરિક પ્રક્રિયાઓ દ્વારા અધોગતિ કરી શકાતી નથી અને તેથી પેશીઓમાં એકઠા થાય છે, ખાસ કરીને મધ્યમાં નર્વસ સિસ્ટમ. પરિણામ એ ચેતા કોશિકાઓના અધોગતિ છે. પ્રોટીન સ્ટ્રક્ચરની ક્ષતિઓ પણ કાર્યકારી સંદર્ભમાં ચર્ચાઈ છે અલ્ઝાઇમર રોગ. ઉલ્લેખિત રોગો હાઇડ્રોજન બંધનને સીધી અસર કરતું નથી, પરંતુ પ્રોટીનની અવકાશી રચનાનો સંદર્ભ આપે છે, જેમાં હાઇડ્રોજન બંધન નોંધપાત્ર ફાળો આપે છે. હાઇડ્રોજન બોન્ડની સંપૂર્ણ અસમર્થતાવાળા સજીવ સધ્ધર નથી. પરિવર્તન થવાના પરિણામે પ્રારંભિક સગર્ભાવસ્થામાં ઘટાડો થશે.