ജലവിശ്ലേഷണം: പ്രവർത്തനം, ചുമതലകൾ, പങ്ക്, രോഗങ്ങൾ

ഒരു രാസ സംയുക്തത്തെ ചെറുതായി വിഭജിക്കുന്നതിനെയാണ് ജലവിശ്ലേഷണം പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നത് തന്മാത്രകൾ ഉൾപ്പെടുത്തി കൊണ്ട് വെള്ളം. അജൈവ മേഖലയിലും ജീവശാസ്ത്രത്തിലും ജലവിശ്ലേഷണം ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. ജീവജാലങ്ങളിൽ, ഹൈഡ്രോലൈറ്റിക് പിളർപ്പ് അതിന്റെ സ്വാധീനത്തിലാണ് സംഭവിക്കുന്നത് എൻസൈമുകൾ.

എന്താണ് ജലവിശ്ലേഷണം?

ജലവിശ്ലേഷണം ഒരു രാസ സംയുക്തത്തെ ചെറുതാക്കി പിളർത്തുന്നതിനെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു തന്മാത്രകൾ ഉൾപ്പെടുത്തി കൊണ്ട് വെള്ളം. ജീവജാലങ്ങളിൽ, ഹൈഡ്രോലൈറ്റിക് പിളർപ്പ് അതിന്റെ സ്വാധീനത്തിലാണ് സംഭവിക്കുന്നത് എൻസൈമുകൾ. ജലവിശ്ലേഷണത്തിൽ, രാസ സംയുക്തങ്ങൾ ചെറുതായി വിഭജിക്കപ്പെടുന്നു തന്മാത്രകൾ ആഗിരണം ചെയ്യുന്നതിലൂടെ വെള്ളം. അജൈവ, ജൈവ മേഖലകളിൽ ഇത് സത്യമാണ്. ഈ പ്രക്രിയയിൽ, ഒരു ഭാഗിക തന്മാത്ര ഹൈഡ്രോക്സൈൽ ഗ്രൂപ്പുമായി (OH ഗ്രൂപ്പ്) സംയോജിക്കുന്നു, മറ്റൊരു ഭാഗിക തന്മാത്ര ഹൈഡ്രജന് അയോൺ (H+). ന്യൂട്രൽ തന്മാത്രകൾ ലഭിക്കുന്നതിന്, ഹൈഡ്രോക്സൈൽ ഗ്രൂപ്പിന്റെ ഇലക്ട്രോൺ ഔപചാരികമായി പ്രോട്ടോണിലേക്ക് മൈഗ്രേറ്റ് ചെയ്യുന്നു. ഈ പ്രതികരണങ്ങൾ സാധാരണയായി ഒരു ഘട്ടത്തിൽ സംഭവിക്കുന്നില്ല. ലളിതമായ പ്രതികരണങ്ങളിൽ, കുറച്ച് ഘട്ടങ്ങൾ മാത്രമേ ആവശ്യമുള്ളൂ, അതേസമയം സങ്കീർണ്ണമായ പരിവർത്തനങ്ങൾ എല്ലായ്പ്പോഴും ഒരു ഉത്തേജകത്തെ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു, എല്ലാ പ്രതികരണ ഘട്ടങ്ങളും പൂർത്തിയായതിന് ശേഷവും അത് മാറ്റമില്ലാതെ തുടരും. ജീവശാസ്ത്രത്തിൽ, ജലവിശ്ലേഷണത്തിൽ പലപ്പോഴും ഉയർന്ന പോളിമെറിക് അല്ലെങ്കിൽ സംയുക്ത സംയുക്തങ്ങളുടെ തകർച്ച ഉൾപ്പെടുന്നു. ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട മൂന്ന് പോഷകങ്ങൾ കാർബോ ഹൈഡ്രേറ്റ്സ് (പോളിസാക്രറൈഡുകൾ), കൊഴുപ്പുകൾ അല്ലെങ്കിൽ പ്രോട്ടീനുകൾ ജലവിശ്ലേഷണപരമായി നശിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു. ജീവിത വ്യവസ്ഥകളിൽ, പ്രതികരണങ്ങൾ എല്ലായ്പ്പോഴും സാന്നിധ്യത്തിൽ നടക്കുന്നു എൻസൈമുകൾ. എൻസൈമുകൾ ഉൽപ്രേരകങ്ങളെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, അവ ഹൈഡ്രോലൈറ്റിക് പിളർപ്പിന് ശേഷം വീണ്ടും മാറ്റമില്ലാതെ ലഭ്യമാകുകയും അടുത്ത പ്രതികരണത്തിന് തയ്യാറാവുകയും ചെയ്യുന്നു. ജലവിശ്ലേഷണത്തിന്റെ വിപരീതം ജലം നൽകുന്നു, അതിനെ ഘനീഭവിക്കൽ എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

പ്രവർത്തനവും ചുമതലയും

ജൈവ സംവിധാനങ്ങളിലെ അടിസ്ഥാന പ്രതികരണങ്ങളിൽ ഒന്നാണ് ഹൈഡ്രോലൈസുകൾ. എൻഡോജെനസ് പദാർത്ഥങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനോ അല്ലെങ്കിൽ അവയുടെ അപചയത്തിലൂടെ ശരീരത്തിന് ഊർജ്ജം നൽകുന്നതിനോ ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് വലിയ ജൈവതന്മാത്രകൾ നിരന്തരം മോണോമറുകളായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നുവെന്ന് അവർ ഉറപ്പാക്കുന്നു. അതിനാൽ ഹൈഡ്രോളിസിസ് ശരീരത്തിൽ ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ഭക്ഷണം കഴിച്ചതിനുശേഷം, പ്രധാന പോഷകങ്ങൾ കാർബോ ഹൈഡ്രേറ്റ്സ്, കൊഴുപ്പുകൾ കൂടാതെ പ്രോട്ടീനുകൾ ജലവിശ്ലേഷണത്തിലൂടെ അവയുടെ വ്യക്തിഗത ഘടകങ്ങളായി വിഭജിക്കപ്പെടുന്നു. ഈ സന്ദർഭത്തിൽ കാർബോ ഹൈഡ്രേറ്റ്സ്, ഉദാഹരണത്തിന്, ന്റെ തകർച്ച പോളിസാക്രറൈഡുകൾ മോണോമറുകളിലേക്ക് ഗ്ലൂക്കോസ് വെള്ളം കൊണ്ട് നടക്കുന്നു ആഗിരണം. കൊഴുപ്പുകൾ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു ഗ്ലിസരോൾ ഉപയോഗിച്ച് എസ്റ്ററിഫൈഡ് ഫാറ്റി ആസിഡുകൾ. ഹൈഡ്രോലൈറ്റിക് പിളർപ്പ് വ്യക്തിയെ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു ഫാറ്റി ആസിഡുകൾ ഒപ്പം ഗ്ലിസരോൾ. പ്രോട്ടീനുകൾ പെപ്റ്റിഡിക്കലി ലിങ്ക്ഡ് ശൃംഖലകളാണ് അമിനോ ആസിഡുകൾ ദഹന സമയത്ത് വ്യക്തിഗത അമിനോ ആസിഡുകളായി ഹൈഡ്രോലൈറ്റിക് ആയി വിഭജിക്കപ്പെടുന്നു. ശരീരത്തിലെ എല്ലാ ഹൈഡ്രോലൈറ്റിക് പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളിലും എൻസൈമുകൾ ഉൾപ്പെടുന്നു. പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളെ ഉത്തേജകമായി പിന്തുണയ്ക്കുന്ന പ്രോട്ടീനുകളാണ് എൻസൈമുകൾ. ജലവിശ്ലേഷണത്തിനു ശേഷം, എൻസൈമുകൾ മാറ്റമില്ലാതെ നിലകൊള്ളുന്നു. ഭക്ഷണം ദഹിക്കുമ്പോൾ മാത്രമല്ല ഹൈഡ്രോളിസിസ് സംഭവിക്കുന്നത്. മൊത്തത്തിലുള്ള മെറ്റബോളിസത്തിന്റെ ഭാഗമായി ശരീരത്തിൽ ജലവിശ്ലേഷണവും കണ്ടൻസേഷൻ പ്രതികരണങ്ങളും നിരന്തരം നടക്കുന്നു. ജലവിശ്ലേഷണത്തെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്ന എൻസൈമുകളെ ഹൈഡ്രോലേസ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഹൈഡ്രോലേസുകളെ പെപ്റ്റിഡേസ്, എസ്റ്ററേസുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ഗ്ലൈക്കോസിഡേസുകളായി തിരിക്കാം. മറ്റ് കാര്യങ്ങളിൽ, പെപ്റ്റിഡേസുകൾ പ്രോട്ടീനുകളെ വിഘടിപ്പിച്ച് വ്യക്തിഗതമായി രൂപപ്പെടുത്തുന്നു അമിനോ ആസിഡുകൾ. നേരെമറിച്ച്, എസ്റ്ററേസുകൾക്ക് കൊഴുപ്പുകളെ വിഘടിപ്പിക്കാൻ കഴിയും ഫാറ്റി ആസിഡുകൾ ഒപ്പം ഗ്ലിസരോൾ. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, അവ ലിപേസുകളാണ്. ഗ്ലൈക്കോസിഡേസ് ഗ്ലൈക്കോസിഡിക് സംയുക്തങ്ങളെ തകർക്കുന്നു. ഇവ ഒന്നുകിൽ പോളിസാക്രറൈഡുകൾ, അതിൽ നിരവധി പഞ്ചസാര തന്മാത്രകൾ ഗ്ലൈക്കോസിഡായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, അല്ലെങ്കിൽ ഒരു പഞ്ചസാര ഭാഗവും പഞ്ചസാര ഇതര ഭാഗവും തമ്മിൽ ഗ്ലൈക്കോസിഡിക് ബോണ്ടുള്ള സംയുക്തങ്ങളാണ്. അതിനാൽ, ഗ്ലൈക്കോസിഡേസുകൾ ഉൾപ്പെടുന്നു amylase, അത് അന്നജത്തെ പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നു ഗ്ലൂക്കോസ്. മറ്റ് ഹൈഡ്രോലേസുകളിൽ ഫോസ്ഫേറ്റസുകളും ന്യൂക്ലിയസുകളും ഉൾപ്പെടുന്നു. ഫോസ്ഫേറ്റസുകൾ ഹൈഡ്രോലൈറ്റിക് ആയി പിളരുന്നു ഫോസ്ഫേറ്റ് ഗ്രൂപ്പുകൾ. ഈ പ്രതികരണത്തിന്റെ ഒരു നല്ല ഉദാഹരണമാണ് ATP യുടെ പരിവർത്തനം (അഡെനോസിൻ ട്രൈഫോസ്ഫേറ്റ്) മുതൽ എഡിപി വരെ (അഡെനോസിൻ ഡിഫോസ്ഫേറ്റ്). മൊത്തത്തിൽ, ജലവിശ്ലേഷണങ്ങൾ എല്ലായ്പ്പോഴും ഊർജ്ജത്തിന്റെ പ്രകാശനത്തോടെ തുടരുന്നു. എഡിപിയോടുള്ള എടിപിയുടെ പ്രതികരണത്തിൽ ഇത് പ്രത്യേകിച്ചും വ്യക്തമാണ്. കാരണം, ഈ പരിവർത്തനം മറ്റ് ബയോകെമിക്കൽ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ, താപ ഉൽപ്പാദനം അല്ലെങ്കിൽ മെക്കാനിക്കൽ ചലനങ്ങൾ എന്നിവയ്ക്കായി ATP-യിൽ മുമ്പ് സംഭരിച്ചിരുന്ന ഊർജ്ജം നൽകുന്നു. ന്റെ പൂർണ്ണമായ അപചയത്തിന് ന്യൂക്ലിയസുകൾ ഉത്തരവാദികളാണ് ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകൾ. ഇവയെ വീണ്ടും റൈബോ ന്യൂക്ലിയസ്, ഡിയോക്‌സിറൈബോ ന്യൂക്ലിയസ് എന്നിങ്ങനെ തിരിച്ചിരിക്കുന്നു. എൻസൈമുകളുടെ രണ്ട് ഗ്രൂപ്പുകളും ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് തന്മാത്രയിലെ ഫോസ്ഫോഡിസ്റ്റർ ബോണ്ടുകളെ ഹൈഡ്രോലൈറ്റിക് ആയി വിച്ഛേദിച്ച് വ്യക്തിഗത ന്യൂക്ലിയോടൈഡുകൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു.

രോഗങ്ങളും വൈകല്യങ്ങളും

മനുഷ്യശരീരത്തിൽ ജലവിശ്ലേഷണ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ നിരന്തരം സംഭവിക്കുന്നതിനാൽ, ഈ സന്ദർഭത്തിൽ വൈവിധ്യമാർന്ന രോഗങ്ങളും സാധ്യമാണ്.ദഹനവും ഉപാപചയത്തിലെ പല ഇന്റർമീഡിയറ്റ് പ്രതികരണങ്ങളും ജലവിശ്ലേഷണ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. ഓരോ പ്രതികരണ ഘട്ടത്തിനും പ്രത്യേക എൻസൈമുകൾ ഉണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, എൻസൈമുകൾ പ്രോട്ടീനുകളാണ്, അവയുടെ പ്രവർത്തനം ജനിതക മാറ്റങ്ങളാൽ പരിമിതപ്പെടുത്താം. ഏതെങ്കിലും വ്യക്തിഗത എൻസൈമിന്റെ പരാജയമോ കുറവോ മാരകമായ പ്രത്യാഘാതങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കും ആരോഗ്യം. എൻസൈമുകൾ ചിലപ്പോൾ വലിയ അളവിൽ ഉണ്ടായിരിക്കണം, അതിനാൽ അവയുടെ സ്രവത്തിന് ഒരു മുഴുവൻ അവയവവും ആവശ്യമാണ്. ഇത് ശരിയാണ് ദഹന എൻസൈമുകൾ പാൻക്രിയാസ്, മറ്റുള്ളവയിൽ. പാൻക്രിയാസ് പ്രധാനമായും ലിപേസുകളും പെപ്റ്റിഡേസുകളും ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു. അതിൽ നിന്ന് വരുന്ന ഭക്ഷണ പൾപ്പ് ദഹിപ്പിക്കുന്നതിന് ഇത് പ്രധാനമായും ഉത്തരവാദിയാണ് വയറ്. കൊഴുപ്പുകളും പ്രോട്ടീനുകളും അവയുടെ വ്യക്തിഗത ഘടകങ്ങളായി വിഭജിക്കപ്പെടുന്നു. ശരീരം ആഗിരണം ചെയ്യുന്നു അമിനോ ആസിഡുകൾ, ഫാറ്റി ആസിഡുകൾ, ഗ്ലിസറോൾ കൂടാതെ ഗ്ലൂക്കോസ് വഴി രൂപീകരിച്ചു ചെറുകുടൽ. പാൻക്രിയാസിന്റെ രോഗങ്ങളിൽ, വലിയ ദഹന പരാതികൾ ഉണ്ടാകുന്നു അതിസാരം, വായുവിൻറെ കഠിനവും വയറുവേദന. കൊഴുപ്പുകളുടെ തകർച്ചയുടെ അഭാവം മൂലം ഫാറ്റി സ്റ്റൂളുകൾ ഉണ്ടാകാം. നിശിത രൂപത്തിൽ പാൻക്രിയാറ്റിസ്, മാരകമായ ഒരു ഫലത്തോടെ പാൻക്രിയാസിന്റെ സ്വയം ദഹനം പോലും സാധ്യമാണ്. വിവിധ കാരണങ്ങളാൽ, ദഹനരസങ്ങൾ സ്വതന്ത്രമായി പുറത്തേക്ക് ഒഴുകുന്നു ചെറുകുടൽ അസ്വസ്ഥനാകാം. അവർ പാൻക്രിയാസിൽ അടിഞ്ഞുകൂടുകയും അത് പൂർണ്ണമായും പിരിച്ചുവിടുകയും ചെയ്യുന്നു. വിട്ടുമാറാത്ത രൂപങ്ങളിൽ പാൻക്രിയാറ്റിസ്, ഒരു സ്ഥിരമായ ഭാഗിക പിരിച്ചുവിടലും ഉണ്ട്. ഹൈഡ്രോലൈറ്റിക് പ്രക്രിയകളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഒരു രോഗത്തിന്റെ മറ്റൊരു ഉദാഹരണം മൈറ്റോകോൺഡ്രിയോപതികൾ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. എടിപി സിന്തസിസിലെ തകരാറുകൾ കാരണം, എഡിപിയിലേക്കുള്ള എടിപിയുടെ ഊർജ്ജം നൽകുന്ന പ്രതികരണങ്ങൾ ഒരു പരിധിവരെ മാത്രമേ നടക്കൂ. മൈറ്റോകോണ്ട്രിയോപതികൾ സ്വയം പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു വിട്ടുമാറാത്ത ക്ഷീണം മറ്റ് ലക്ഷണങ്ങൾക്കൊപ്പം ബലഹീനതയും.