Biomacromolecuals Questions in Gujarati

(A) વિધાન $(A)$: પોલીસેકેરાઈડ્સ એ ગ્લાયકોસિડિક બંધ દ્વારા જોડાયેલ મોનોસેકેરાઈડ્સ (શર્કરા) ની લાંબી શૃંખલાઓ છે. આ વિધાન સાચું છે.
કારણ $(R)$: સેલ્યુલોઝ એ ગ્લુકોઝના એકમોથી બનેલું બંધારણીય પોલીસેકેરાઈડ છે અને તે વનસ્પતિ કોષદીવાલનો મુખ્ય બંધારણીય ઘટક છે. આ વિધાન પણ સાચું છે.
આમ,બંને વિધાનો વૈજ્ઞાનિક રીતે સાચા હોવાથી,સાચો વિકલ્પ એ છે કે $A$ અને $R$ બંને સાચા છે.

(B) મેક્રોમોલેક્યુલ્સ એ ઊંચા આણ્વીય દળ ધરાવતા મોટા અને જટિલ અણુઓ છે,જે સામાન્ય રીતે મોનોમર તરીકે ઓળખાતા નાના એકમોના પોલિમરાઇઝેશન દ્વારા બને છે.
જૈવિક પ્રણાલીઓમાં,પ્રોટીન,પોલીસેકેરાઇડ્સ અને ન્યુક્લિક એસિડને મેક્રોમોલેક્યુલ્સ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.
એમિનો એસિડ એ પ્રોટીનના મોનોમર છે.
મોનોસેકેરાઇડ્સ,જેમ કે ગ્લુકોઝ,એ પોલીસેકેરાઇડ્સના મોનોમર છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી $Protein$ (પ્રોટીન) એ મેક્રોમોલેક્યુલ છે.

(A) $ATP$ (એડેનોસિન ટ્રાયફોસ્ફેટ) ને કોષનું ઉર્જા ચલણ કહેવામાં આવે છે.
તે તેના ઉચ્ચ-ઉર્જા ફોસ્ફેટ બંધોમાં રાસાયણિક ઉર્જાનો સંગ્રહ કરે છે.
જ્યારે કોષને વિવિધ ચયાપચયની પ્રક્રિયાઓ માટે ઉર્જાની જરૂર હોય છે,ત્યારે $ATP$ નું જળવિભાજન થઈને $ADP$ (એડેનોસિન ડાયફોસ્ફેટ) અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટ બને છે,જેનાથી ઉર્જા મુક્ત થાય છે.

(N/A) બૃહદ અણુઓ એ મોટા અને જટિલ અણુઓ છે જે આંતરકોષીય પ્રવાહીમાં કલીલ (colloidal) અવસ્થામાં જોવા મળે છે. તેઓ ઓછા આણ્વીય દળ ધરાવતા સૂક્ષ્મ અણુઓના બહુલીકરણ (polymerization) દ્વારા બને છે. પોલીસેકેરાઈડ્સ,પ્રોટીન અને ન્યુક્લિક એસિડ એ બૃહદ અણુઓના સામાન્ય ઉદાહરણો છે.

$\rightarrow$ એસિડ-દ્રાવ્ય પૂલમાં જોવા મળતા તમામ સંયોજનોનું આણ્વીય દળ $18$ થી $800$ ડાલ્ટન (Da) ની વચ્ચે હોય છે. તેમને માઈક્રો-અણુઓ અથવા ઓછા આણ્વીય દળ ધરાવતા જૈવ-અણુઓ કહેવામાં આવે છે.
$\rightarrow$ એસિડ-અદ્રાવ્ય અંશમાં ચાર પ્રકારના કાર્બનિક સંયોજનો હોય છે: પ્રોટીન, ન્યુક્લિક એસિડ, પોલીસેકેરાઈડ્સ અને લિપિડ્સ। લિપિડ્સ સિવાય, આ સંયોજનોનું આણ્વીય દળ $10,000$ ડાલ્ટન કે તેથી વધુ હોય છે. તેમને જૈવ-મેક્રોઅણુઓ (biomacromolecules) કહેવામાં આવે છે.
$\rightarrow$ જૈવ-અણુઓનું વર્ગીકરણ તેમના આણ્વીય દળના આધારે કરવામાં આવે છે: $(i)$ માઈક્રો-અણુઓ (આણ્વીય દળ $ < 1000$ ડાલ્ટન) અને $(ii)$ જૈવ-મેક્રોઅણુઓ (આણ્વીય દળ $ > 1000$ ડાલ્ટન).
$\rightarrow$ અદ્રાવ્ય અંશમાં રહેલા અણુઓ, લિપિડ્સ સિવાય, પોલિમરીક પદાર્થો છે.
$\rightarrow$ લિપિડ્સ ઓછા આણ્વીય દળ ધરાવતા સંયોજનો છે, પરંતુ તેઓ એસિડ-અદ્રાવ્ય અંશમાં જોવા મળે છે કારણ કે પેશીઓને દળતી વખતે તેઓ વેસિકલ્સ (પુટિકાઓ) બનાવે છે, જે પાણીમાં અદ્રાવ્ય હોય છે.
$\rightarrow$ કોષોનું સરેરાશ બંધારણ:

ઘટક	કુલ કોષીય દળના %
પાણી	$70-90$
પ્રોટીન	$10-15$
કાર્બોદિતો	$3$
લિપિડ્સ	$2$
ન્યુક્લિક એસિડ	$5-7$
આયનો	$1$

(N/A) $\rightarrow$ પોલીપેપ્ટાઈડ અથવા પ્રોટીનમાં, એમિનો એસિડ પેપ્ટાઈડ બંધ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે, જે ત્યારે બને છે જ્યારે એક એમિનો એસિડનો કાર્બોક્સિલ $(-COOH)$ સમૂહ બીજા એમિનો એસિડના એમિનો $(-NH_2)$ સમૂહ સાથે પાણીના અણુના દૂર થવાથી (નિર્જલીકરણ) પ્રક્રિયા કરે છે.
$\rightarrow$ પોલીસેકેરાઈડમાં, વ્યક્તિગત મોનોસેકેરાઈડ્સ ગ્લાયકોસિડિક બંધ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે. આ બંધ પણ બે નજીકના મોનોસેકેરાઈડ્સના બે કાર્બન અણુઓ વચ્ચે નિર્જલીકરણ દ્વારા બને છે.
$\rightarrow$ ન્યુક્લિક એસિડમાં, ફોસ્ફેટ સમૂહ એક ન્યુક્લિઓટાઈડની શર્કરાના $3'$-કાર્બનને પછીના ન્યુક્લિઓટાઈડની શર્કરાના $5'$-કાર્બન સાથે જોડે છે. શર્કરાના ફોસ્ફેટ અને હાઈડ્રોક્સિલ સમૂહ વચ્ચેનો બંધ એસ્ટર બંધ છે. બંને બાજુ આવા એક એસ્ટર બંધ હોવાથી, તેને ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધ કહેવામાં આવે છે.
$\rightarrow$ ન્યુક્લિક એસિડ વિવિધ પ્રકારની દ્વિતીયક રચનાઓ દર્શાવે છે, જેમ કે $DNA$ નું વોટસન-ક્રિક મોડેલ, જ્યાં બે પોલીન્યુક્લિઓટાઈડ શૃંખલાઓ પ્રતિ-સમાંતર હોય છે અને નાઈટ્રોજન બેઝ વચ્ચેના હાઈડ્રોજન બંધો દ્વારા જોડાયેલી હોય છે ($A=T$ બે હાઈડ્રોજન બંધ સાથે, $G \equiv C$ ત્રણ હાઈડ્રોજન બંધ સાથે).

(D) $\Rightarrow$ $1000 \text{ Dalton}$ થી ઓછું આણ્વીય વજન ધરાવતા સંયોજનોને સૂક્ષ્મ અણુઓ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે,જ્યારે તેનાથી વધુ આણ્વીય વજન ધરાવતા અણુઓને મહાઅણુઓ કહેવામાં આવે છે.
$\Rightarrow$ પ્રોટીન,ન્યુક્લિક એસિડ અને પોલીસેકેરાઈડ એ સાચા મહાઅણુઓ છે જે એસિડ-અદ્રાવ્ય અંશમાં જોવા મળે છે.
$\Rightarrow$ લિપિડનું આણ્વીય વજન $1000 \text{ Dalton}$ થી ઓછું હોય છે,જે સામાન્ય રીતે તેમને સૂક્ષ્મ અણુઓમાં વર્ગીકૃત કરે છે.
$\Rightarrow$ જોકે,પેશીને ટ્રાયક્લોરોએસેટિક એસિડમાં પીસવાની પ્રક્રિયા દરમિયાન,કોષરસ પટલ અને અન્ય પટલો તૂટીને પુટિકાઓ (vesicles) બનાવે છે જે પાણીમાં અદ્રાવ્ય હોય છે.
$\Rightarrow$ પરિણામે,આ લિપિડ ધરાવતી પુટિકાઓ એસિડ-દ્રાવ્ય ભાગને બદલે એસિડ-અદ્રાવ્ય અંશ (મહાઅણુઓ) સાથે અલગ પડે છે. તેથી,તેમનો અભ્યાસ જૈવિક મહાઅણુઓ સાથે કરવામાં આવે છે.

(N/A) બધા જ સજીવોની પાયાની જરૂરિયાતો મૂળભૂત રીતે સમાન હોય છે. તેમને તેમની વૃદ્ધિ,વિકાસ અને ચયાપચયની ક્રિયાઓ માટે કાર્બોદિતો,પ્રોટીન અને ચરબી જેવા મહાઅણુઓ તેમજ પાણી અને ખનીજ તત્વોની જરૂર હોય છે. આ મહાઅણુઓ ઉર્જાના સ્ત્રોત તરીકે અને કોષોના બંધારણીય ઘટકો તરીકે કાર્ય કરે છે.

(B) સેલ્યુલોઝ એ એક પોલીસેકેરાઇડ છે જે $\beta$-$D$-ગ્લુકોઝના સેંકડોથી લઈને હજારો એકમોની સીધી શૃંખલા ધરાવે છે.
જૈવિક સંદર્ભમાં,સેલ્યુલોઝનો એક સામાન્ય અણુ $\beta-1, 4$-ગ્લાયકોસિડિક બંધ દ્વારા જોડાયેલા આશરે $6000$ $\beta$-ગ્લુકોઝના અણુઓના પોલિમરાઇઝેશન દ્વારા બને છે.

(D) વિટામિન-$C$ ને રાસાયણિક રીતે એસ્કોર્બિક એસિડ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તે મુખ્યત્વે ખાટાં ફળો જેવા કે લીંબુ,નારંગી,આમળા અને જામફળમાંથી મેળવવામાં આવે છે.
વિટામિન-$C$ સામાન્ય કોલેજન,અસ્થિ મેટ્રિક્સ,દાંતના ડેન્ટિન અને અન્ય બાહ્યકોષીય પદાર્થોના નિર્માણમાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે.
તે સંયોજક પેશીઓ,કાસ્થિ,હાડકાં અને દાંતના વિકાસ અને જાળવણી માટે આવશ્યક છે.

(N/A) "ઉર્જા ચલણ" શબ્દ એવા અણુનો નિર્દેશ કરે છે જે વિવિધ કોષીય પ્રક્રિયાઓ માટે ઉર્જાનો સંગ્રહ કરે છે અને પૂરી પાડે છે। $ATP$ (એડેનોસિન ટ્રાયફોસ્ફેટ) ને કોષનું ઉર્જા ચલણ કહેવામાં આવે છે કારણ કે તે તેના ઉચ્ચ-ઉર્જા ફોસ્ફેટ બંધોમાં ઉર્જાનો સંગ્રહ કરે છે, જે જરૂર પડ્યે સરળતાથી મુક્ત થઈ શકે છે।
વનસ્પતિઓ અને પ્રાણીઓમાં, $ATP$ પ્રાથમિક ઉર્જા ચલણ તરીકે કાર્ય કરે છે। જોકે $GTP$, $CTP$ અને $UTP$ જેવા અન્ય અણુઓ પણ ઉર્જા દાતા તરીકે કાર્ય કરી શકે છે, પરંતુ $ATP$ સૌથી વધુ સર્વવ્યાપી છે।
$ATP$ નું $ADP$ અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટ $(Pi)$ માં જળવિભાજન લગભગ $7.3 \text{ kcal/mol}$ ઉર્જા મુક્ત કરે છે, જે વિવિધ જૈવરાસાયણિક પ્રક્રિયાઓને શક્તિ આપે છે।
$ATP$ ઉર્જા વાહક તરીકે અસરકારક રીતે કાર્ય કરે છે કારણ કે:
$(i)$ ઉર્જા નાના, વ્યવસ્થિત પેકેટોમાં સંગ્રહિત થાય છે, જે પરિવહન દરમિયાન ઉર્જાનો વ્યય ઘટાડે છે।
$(ii)$ તેને કોષમાં ઉત્પાદનના સ્થળથી ઉપયોગના સ્થળ સુધી સરળતાથી લઈ જઈ શકાય છે।
$(iii)$ તે આવશ્યક કોષીય કાર્યો માટે સતત અને તાત્કાલિક ઉર્જાનો પુરવઠો પૂરો પાડે છે।

(A) રાસાયણિક દષ્ટિકોણ $(P)$ થી,જૈવઅણુઓનું વર્ગીકરણ તેમના ક્રિયાશીલ સમૂહો અને રાસાયણિક બંધારણો જેવા કે આલ્ડીહાઈડ,કિટોન અને એરોમેટિક સંયોજનોના આધારે કરવામાં આવે છે.
જૈવિક દષ્ટિકોણ $(Q)$ થી,જૈવઅણુઓનું વર્ગીકરણ જીવનના પાયાના ઘટકો તરીકે તેમની ભૂમિકાના આધારે કરવામાં આવે છે,જેમ કે એમિનો એસિડ (પ્રોટીન માટે),ન્યુક્લિઓટાઈડના બંધારણીય ઘટકો (ન્યુક્લિક એસિડ માટે),અને ફેટી એસિડ (લિપિડ માટે).
તેથી,સાચું વર્ગીકરણ $P$ = આલ્ડીહાઈડ,કિટોન,એરોમેટિક સંયોજનો અને $Q$ = એમિનો એસિડ,ન્યુક્લિઓટાઈડના બંધારણીય ઘટકો,ફેટી એસિડ છે. આ વિકલ્પ $A$ સાથે સુસંગત છે.

(D) ટ્રાયક્લોરોએસેટિક એસિડ $(Cl_3CCOOH)$ નો ઉપયોગ કરીને જીવંત પેશીઓના રાસાયણિક વિશ્લેષણ દરમિયાન,પેશીને પીસીને સ્લરી બનાવવામાં આવે છે.
જ્યારે આ સ્લરીને ગાળવામાં આવે છે,ત્યારે બે ભાગ મળે છે:
$1$. ગળાયેલું દ્રાવણ (Filtrate),જે એસિડ દ્રાવ્ય જૂથ છે,તેમાં ઓછા આણ્વીય ભાર ધરાવતા સંયોજનો (જેમ કે એમિનો એસિડ,શર્કરા,ન્યુક્લિઓટાઈડ્સ) હોય છે.
$2$. ગળણી પર બાકી રહેતો પદાર્થ (Retentate),જે એસિડ અદ્રાવ્ય જૂથ છે (જેને અવશેષ પણ કહેવાય છે),તેમાં પોલિસેકરાઈડ્સ,પ્રોટીન,ન્યુક્લિક એસિડ અને લિપિડ્સ જેવા મહાઅણુઓ હોય છે.
પોલિસેકરાઈડ્સ મહાઅણુઓ હોવાથી,તે એસિડ અદ્રાવ્ય જૂથમાં જોવા મળે છે,જેને અવશેષ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
તેથી,$B$ અને $C$ બંને એક જ ભાગને દર્શાવે છે.

(C) સેલ્યુલોઝ એ માત્ર $D$-ગ્લુકોઝ એકમોથી બનેલો હોમોપોલિમર (સમપોલિમર) છે,જે $\beta-1,4$-ગ્લાયકોસિડિક બંધ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.
તે માત્ર એક જ પ્રકારના મોનોમર એકમો ધરાવતું હોવાથી,તેને હોમોપોલિમર તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે,વિષમપોલિમર તરીકે નહીં.
તેથી,વિધાન '$C$' ખોટું છે.
બાકીના તમામ વિધાનો સાચા છે: સેલ્યુલોઝ વનસ્પતિ કોષ દીવાલનો મુખ્ય બંધારણીય ઘટક છે,કાગળ વનસ્પતિના માવામાંથી મેળવવામાં આવે છે,અને સુતરાઉ રેસા શુદ્ધ સેલ્યુલોઝ છે.

(A) જ્યારે પેશીઓને ટ્રાયક્લોરોએસેટિક એસિડ $(TCA)$ માં પીસવામાં આવે છે,ત્યારે રાસાયણિક વિશ્લેષણના પરિણામે બે ભાગ મળે છે.
$1$. ગાળણ,જે એસિડ દ્રાવ્ય ભાગ છે,તેમાં ઓછા આણ્વીય દળ ધરાવતા સંયોજનો હોય છે જેને સૂક્ષ્મ જૈવઅણુઓ કહેવામાં આવે છે (દા.ત.,એમિનો એસિડ,સાદા શર્કરા,ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ).
$2$. અવક્ષેપ,જે એસિડ અદ્રાવ્ય ભાગ છે,તેમાં વધુ આણ્વીય દળ ધરાવતા સંયોજનો હોય છે જેને બૃહદ જૈવઅણુઓ કહેવામાં આવે છે (દા.ત.,પ્રોટીન,ન્યુક્લિક એસિડ,પોલીસેકેરાઇડ્સ,લિપિડ્સ).
તેથી,$P$ એ સૂક્ષ્મ જૈવઅણુઓ દર્શાવે છે અને $Q$ એ બૃહદ જૈવઅણુઓ દર્શાવે છે.

(A) $ATP$ (એડેનોસિન ટ્રાયફોસ્ફેટ) ને કોષના શક્તિના ચલણ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તે તેના ઉચ્ચ-શક્તિ ધરાવતા ફોસ્ફેટ બંધોમાં શક્તિનો સંગ્રહ કરે છે.
જ્યારે કોષને વિવિધ ચયાપચયની પ્રક્રિયાઓ માટે શક્તિની જરૂર હોય છે,ત્યારે $ATP$ નું જળવિભાજન થઈને $ADP$ (એડેનોસિન ડાયફોસ્ફેટ) અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટ બને છે,જેનાથી સંગ્રહિત શક્તિ મુક્ત થાય છે.

(D) આકૃતિમાં દર્શાવેલ અણુમાં એક એડેનાઈન બેઝ,એક રાઈબોઝ શર્કરા અને શર્કરા સાથે જોડાયેલા ત્રણ ફોસ્ફેટ સમૂહો આવેલા છે.
આ બંધારણ એડેનોસિન ટ્રાયફોસ્ફેટ $(ATP)$ નું લાક્ષણિક બંધારણ છે.
$ADP$ (એડેનોસિન ડાયફોસ્ફેટ) માં માત્ર બે જ ફોસ્ફેટ સમૂહો હોય છે.
$NADP$ (નિકોટિનામાઈડ એડેનાઈન ડાયન્યુક્લિઓટાઈડ ફોસ્ફેટ) નું બંધારણ વધુ જટિલ હોય છે જેમાં નિકોટિનામાઈડ રીંગનો સમાવેશ થાય છે.
$FMN$ (ફ્લેવિન મોનોન્યુક્લિઓટાઈડ) એ રાઈબોફ્લેવિનનું વ્યુત્પન્ન છે અને તેનું બંધારણ અલગ હોય છે.

(D) આકૃતિમાં નિકોટિનામાઈડ એડેનાઈન ડાયન્યુક્લિયોટાઈડ $(NAD)$ ના ઓક્સિડાઈઝ્ડ અને રિડ્યુસ્ડ સ્વરૂપો દર્શાવવામાં આવ્યા છે.
ડાબી બાજુની રચનામાં,નિકોટિનામાઈડ રિંગમાં નાઈટ્રોજન પરમાણુ પર ધન વીજભાર છે,જે ઓક્સિડાઈઝ્ડ સ્વરૂપ $NAD^+$ સૂચવે છે.
જમણી બાજુની રચનામાં,નિકોટિનામાઈડ રિંગે બે હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ (એક હાઈડ્રાઈડ આયન તરીકે) મેળવ્યા છે,જેના પરિણામે રિડ્યુસ્ડ સ્વરૂપ $NADH$ બને છે.
તેથી,સાચો ક્રમ $NAD^+$ અને $NADH$ છે.

(B) જૈવ-મહાનુ (biomacromolecules) એ ઊંચા આણ્વીય દળ ધરાવતા કાર્બનિક સંયોજનો છે,જે સામાન્ય રીતે $10,000 \ Da$ થી વધુ હોય છે.
પ્રોટીન,ન્યુક્લિક એસિડ અને પોલિસેકેરાઇડ એ ઘણા એકલક (monomeric) એકમોના જોડાણથી બનતા પોલિમર છે,તેથી તે મહાનુ (macromolecules) તરીકે ગણાય છે.
લિપિડ,જોકે ઘણીવાર એસિડ-અદ્રાવ્ય અંશમાં મહાનુ સાથે જોવા મળે છે,તેનું આણ્વીય દળ સામાન્ય રીતે $800 \ Da$ થી ઓછું હોય છે.
તેથી,લિપિડને સાચા જૈવ-મહાનુ ગણવામાં આવતા નથી.

(D) જૈવ-મહાનુ (biomacromolecules) એ કાર્બનિક સંયોજનો છે જેનું આણ્વીય વજન સામાન્ય રીતે $10,000$ ડાલ્ટનથી વધુ હોય છે.
સેલ્યુલોઝ એ એક પોલીસેકેરાઈડ (ગ્લુકોઝનો પોલિમર) છે અને તેને જૈવ-મહાનુ ગણવામાં આવે છે.
હિમોગ્લોબિન એ એક પ્રોટીન (એમિનો એસિડનો પોલિમર) છે જેનું આણ્વીય વજન વધારે હોય છે,તેથી તે પણ એક જૈવ-મહાનુ છે.
ફોસ્ફોલિપિડ્સનું આણ્વીય વજન પોલીસેકેરાઈડ્સ અને પ્રોટીનની તુલનામાં ઓછું હોય છે,તેથી તેમને સામાન્ય રીતે જૈવ-મહાનુને બદલે લિપિડ્સ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.
તેથી,સેલ્યુલોઝ અને હિમોગ્લોબિન બંને જૈવ-મહાનુ છે.

(A) ઓક્સિજન અને હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ વચ્ચેની વિદ્યુતઋણતાના તફાવતને કારણે પાણી $(H_2O)$ એક ધ્રુવીય અણુ છે.
આ ધ્રુવીયતા પાણીના નજીકના અણુઓ વચ્ચે હાઇડ્રોજન બંધ બનાવવાની ક્ષમતા આપે છે.
આ હાઇડ્રોજન બંધ પાણીના વિશિષ્ટ ગુણધર્મો જેવા કે ઉચ્ચ વિશિષ્ટ ઉષ્મા,સંસક્તિ (cohesion),આસક્તિ (adhesion),પૃષ્ઠતાણ અને સાર્વત્રિક દ્રાવક તરીકેની ભૂમિકા માટે જવાબદાર છે.
પેપ્ટાઇડ બંધ પ્રોટીનમાં,ગ્લાયકોસિડિક બંધ કાર્બોદિતમાં અને ડાયસલ્ફાઇડ બંધ પ્રોટીનની તૃતીયક રચનામાં જોવા મળે છે,જેમાંથી એક પણ પાણીના અણુઓ વચ્ચે જોવા મળતા નથી.