Biomacromolecuals Questions in Hindi

(A) अभिकथन $(A)$: पॉलीसैकेराइड वास्तव में ग्लाइकोसिडिक बंधों द्वारा जुड़ी मोनोसैकेराइड (शर्करा) की लंबी श्रृंखलाएं हैं। यह कथन सत्य है।
कारण $(R)$: सेलुलोज ग्लूकोज इकाइयों से बना एक संरचनात्मक पॉलीसैकेराइड है और यह पादप कोशिका भित्ति का एक प्रमुख संरचनात्मक घटक है। यह कथन भी सत्य है।
चूंकि दोनों कथन वैज्ञानिक रूप से सटीक हैं,इसलिए सही विकल्प यह है कि $A$ और $R$ दोनों सत्य हैं।

(B) मैक्रोमोलेक्यूल्स उच्च आणविक भार वाले बड़े और जटिल अणु होते हैं,जो आमतौर पर मोनोमर्स नामक छोटे उप-इकाइयों के बहुलकीकरण (polymerization) द्वारा बनते हैं।
जैविक प्रणालियों में,प्रोटीन,पॉलीसेकेराइड और न्यूक्लिक एसिड को मैक्रोमोलेक्यूल्स के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।
अमीनो एसिड प्रोटीन के मोनोमर्स हैं।
मोनोसैकेराइड,जैसे कि ग्लूकोज,पॉलीसेकेराइड के मोनोमर्स हैं।
इसलिए,दिए गए विकल्पों में से $Protein$ (प्रोटीन) एक मैक्रोमोलेक्यूल है।

(A) $ATP$ (एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट) को कोशिका की ऊर्जा मुद्रा कहा जाता है।
यह अपने उच्च-ऊर्जा फॉस्फेट बंधों में रासायनिक ऊर्जा का भंडारण करता है।
जब कोशिका को विभिन्न चयापचय प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है,तो $ATP$ का जल-अपघटन होकर $ADP$ (एडेनोसिन डाइफॉस्फेट) और अकार्बनिक फॉस्फेट बनता है,जिससे ऊर्जा मुक्त होती है।

(N/A) बृहद अणु बड़े और जटिल अणु होते हैं जो अंतःकोशिकीय द्रव में कोलाइडल (colloidal) अवस्था में पाए जाते हैं। इनका निर्माण कम आणविक भार वाले सूक्ष्म अणुओं के बहुलकीकरण (polymerization) द्वारा होता है। पॉलीसैकराइड,प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड बृहद अणुओं के सामान्य उदाहरण हैं।

$\rightarrow$ अम्ल-घुलनशील पूल (acid-soluble pool) में पाए जाने वाले सभी यौगिकों का आणविक भार $18$ से $800$ डाल्टन (Da) के बीच होता है। इन्हें सूक्ष्म-अणु या कम आणविक भार वाले जैव-अणु कहा जाता है।
$\rightarrow$ अम्ल-अघुलनशील अंश (acid-insoluble fraction) में चार प्रकार के कार्बनिक यौगिक होते हैं: प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, पॉलीसैकराइड और लिपिड। लिपिड को छोड़कर, इनका आणविक भार $10,000$ डाल्टन या उससे अधिक होता है। इन्हें जैव-वृहदणु (biomacromolecules) कहा जाता है।
$\rightarrow$ जैव-अणुओं को उनके आणविक भार के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है: $(i)$ सूक्ष्म-अणु (आणविक भार $ < 1000$ डाल्टन) और $(ii)$ जैव-वृहदणु (आणविक भार $ > 1000$ डाल्टन)।
$\rightarrow$ अघुलनशील अंश में मौजूद अणु, लिपिड को छोड़कर, बहुलक (polymeric) पदार्थ होते हैं।
$\rightarrow$ लिपिड कम आणविक भार वाले यौगिक होते हैं, लेकिन वे अम्ल-अघुलनशील अंश में पाए जाते हैं क्योंकि ऊतक को पीसते समय वे पुटिकाएं (vesicles) बनाते हैं, जो पानी में अघुलनशील होती हैं।
$\rightarrow$ कोशिकाओं की औसत संरचना:

घटक	कुल कोशिकीय द्रव्यमान का %
जल	$70-90$
प्रोटीन	$10-15$
कार्बोहाइड्रेट	$3$
लिपिड	$2$
न्यूक्लिक एसिड	$5-7$
आयन	$1$

(N/A) $\rightarrow$ एक पॉलीपेप्टाइड या प्रोटीन में, अमीनो एसिड एक पेप्टाइड बंध द्वारा जुड़े होते हैं, जो तब बनता है जब एक अमीनो एसिड का कार्बोक्सिल $(-COOH)$ समूह अगले अमीनो एसिड के अमीनो $(-NH_2)$ समूह के साथ पानी के एक अणु के निष्कासन (निर्जलीकरण) के साथ प्रतिक्रिया करता है।
$\rightarrow$ एक पॉलीसेकेराइड में, व्यक्तिगत मोनोसेकेराइड एक ग्लाइकोसिडिक बंध द्वारा जुड़े होते हैं। यह बंध भी दो निकटवर्ती मोनोसेकेराइड के दो कार्बन परमाणुओं के बीच निर्जलीकरण द्वारा बनता है।
$\rightarrow$ एक न्यूक्लिक एसिड में, एक फॉस्फेट समूह एक न्यूक्लियोटाइड की शर्करा के $3'$-कार्बन को अगले न्यूक्लियोटाइड की शर्करा के $5'$-कार्बन से जोड़ता है। शर्करा के फॉस्फेट और हाइड्रॉक्सिल समूह के बीच का बंध एक एस्टर बंध है। चूंकि दोनों तरफ ऐसा एक एस्टर बंध होता है, इसलिए इसे फॉस्फोडायस्टर बंध कहा जाता है।
$\rightarrow$ न्यूक्लिक एसिड विभिन्न प्रकार की द्वितीयक संरचनाएं प्रदर्शित करते हैं, जैसे $DNA$ का वॉटसन-क्रिक मॉडल, जहां दो पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाएं प्रति-समांतर होती हैं और नाइट्रोजन बेस के बीच हाइड्रोजन बंधों द्वारा जुड़ी होती हैं ($A=T$ दो हाइड्रोजन बंधों के साथ, $G \equiv C$ तीन हाइड्रोजन बंधों के साथ)।

(D) $\Rightarrow$ $1000 \text{ Dalton}$ से कम आणविक भार वाले यौगिकों को सूक्ष्म अणु (micromolecules) के रूप में वर्गीकृत किया जाता है,जबकि अधिक आणविक भार वाले अणुओं को महाअणु (macromolecules) कहा जाता है।
$\Rightarrow$ प्रोटीन,न्यूक्लिक एसिड और पॉलीसेकेराइड वास्तविक महाअणु हैं जो एसिड-अघुलनशील अंश में पाए जाते हैं।
$\Rightarrow$ लिपिड का आणविक भार $1000 \text{ Dalton}$ से कम होता है,जो सामान्यतः उन्हें सूक्ष्म अणुओं की श्रेणी में रखता है।
$\Rightarrow$ हालाँकि,ऊतकों को ट्राइक्लोरोएसेटिक एसिड में पीसने की प्रक्रिया के दौरान,कोशिका झिल्ली और अन्य झिल्लियाँ टूटकर पुटिकाओं (vesicles) में बदल जाती हैं जो पानी में अघुलनशील होती हैं।
$\Rightarrow$ परिणामस्वरूप,ये लिपिड युक्त पुटिकाएँ एसिड-घुलनशील पूल के बजाय एसिड-अघुलनशील अंश (महाअणुओं) के साथ अलग हो जाती हैं। इसलिए,इनका अध्ययन जैव-महाअणुओं के साथ किया जाता है।

(N/A) सभी जीवित जीवों की बुनियादी ज़रूरतें अनिवार्य रूप से समान होती हैं। उन्हें अपनी वृद्धि,विकास और चयापचय गतिविधियों के लिए कार्बोहाइड्रेट,प्रोटीन और वसा जैसे महाअणुओं के साथ-साथ पानी और खनिजों की आवश्यकता होती है। ये महाअणु ऊर्जा के स्रोतों और कोशिकाओं के संरचनात्मक घटकों के रूप में कार्य करते हैं।

(B) सेल्युलोज एक पॉलीसेकेराइड है जो $\beta$-$D$-ग्लूकोज की कई सौ से लेकर हजारों इकाइयों की एक रैखिक श्रृंखला से बना होता है।
जैविक संदर्भ में,सेल्युलोज का एक सामान्य अणु $\beta-1, 4$-ग्लाइकोसिडिक बंधों द्वारा जुड़े लगभग $6000$ $\beta$-ग्लूकोज अणुओं के बहुलकीकरण द्वारा बनता है।

(D) विटामिन-$C$ को रासायनिक रूप से एस्कॉर्बिक एसिड के रूप में जाना जाता है।
यह मुख्य रूप से खट्टे फलों जैसे नींबू,संतरा,आंवला और अमरूद से प्राप्त होता है।
विटामिन-$C$ सामान्य कोलेजन,अस्थि मैट्रिक्स,दांतों के डेंटिन और अन्य बाह्यकोशिकीय पदार्थों के निर्माण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
यह संयोजी ऊतकों,उपास्थि,हड्डियों और दांतों के विकास और रखरखाव के लिए आवश्यक है।

(N/A) "ऊर्जा मुद्रा" शब्द उस अणु को संदर्भित करता है जो विभिन्न कोशिकीय प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा का भंडारण करता है और उसे प्रदान करता है। $ATP$ (एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट) को कोशिका की ऊर्जा मुद्रा कहा जाता है क्योंकि यह अपने उच्च-ऊर्जा फॉस्फेट बंधों में ऊर्जा को संग्रहीत करता है, जिसे आवश्यकता पड़ने पर आसानी से मुक्त किया जा सकता है।
पौधों और जंतुओं में, $ATP$ प्राथमिक ऊर्जा मुद्रा के रूप में कार्य करता है। हालांकि $GTP$, $CTP$ और $UTP$ जैसे अन्य अणु भी ऊर्जा दाता के रूप में कार्य कर सकते हैं, लेकिन $ATP$ सबसे अधिक सार्वभौमिक है।
$ATP$ का $ADP$ और अकार्बनिक फॉस्फेट $(Pi)$ में जल-अपघटन लगभग $7.3 \text{ kcal/mol}$ ऊर्जा मुक्त करता है, जो विभिन्न जैव-रासायनिक प्रक्रियाओं को शक्ति प्रदान करता है।
$ATP$ एक ऊर्जा वाहक के रूप में प्रभावी ढंग से कार्य करता है क्योंकि:
$(i)$ ऊर्जा छोटे, प्रबंधनीय पैकेटों में संग्रहीत होती है, जिससे परिवहन के दौरान ऊर्जा का नुकसान कम होता है।
$(ii)$ इसे कोशिका के भीतर उत्पादन के स्थान से उपयोग के स्थान तक आसानी से ले जाया जा सकता है।
$(iii)$ यह आवश्यक कोशिकीय कार्यों के लिए निरंतर और तत्काल ऊर्जा की आपूर्ति प्रदान करता है।

(A) रासायनिक दृष्टिकोण $(P)$ से,जैव अणुओं का वर्गीकरण उनके कार्यात्मक समूहों और रासायनिक संरचनाओं जैसे कि एल्डिहाइड,कीटोन और एरोमैटिक यौगिकों के आधार पर किया जाता है।
जैविक दृष्टिकोण $(Q)$ से,जैव अणुओं का वर्गीकरण जीवन के निर्माण खंडों के रूप में उनकी भूमिका के आधार पर किया जाता है,जैसे कि अमीनो एसिड (प्रोटीन के लिए),न्यूक्लियोटाइड के संरचनात्मक घटक (न्यूक्लिक एसिड के लिए),और फैटी एसिड (लिपिड के लिए)।
इसलिए,सही वर्गीकरण $P$ = एल्डिहाइड,कीटोन,एरोमैटिक यौगिक और $Q$ = अमीनो एसिड,न्यूक्लियोटाइड के संरचनात्मक घटक,फैटी एसिड है। यह विकल्प $A$ के अनुरूप है।

(D) ट्राइक्लोरोएसेटिक एसिड $(Cl_3CCOOH)$ का उपयोग करके जीवित ऊतकों के रासायनिक विश्लेषण के दौरान,ऊतक को पीसकर एक घोल (slurry) बनाया जाता है।
जब इस घोल को छाना जाता है,तो दो अंश प्राप्त होते हैं:
$1$. निस्यंद (Filtrate),जो अम्ल-घुलनशील पूल है,इसमें कम आणविक भार वाले यौगिक (जैसे अमीनो एसिड,शर्करा,न्यूक्लियोटाइड) होते हैं।
$2$. अवशेष (Retentate),जो अम्ल-अघुलनशील अंश है,इसमें पॉलीसैकराइड,प्रोटीन,न्यूक्लिक एसिड और लिपिड जैसे वृहद् अणु (macromolecules) होते हैं।
चूंकि पॉलीसैकराइड वृहद् अणु हैं,इसलिए वे अम्ल-अघुलनशील अंश में पाए जाते हैं,जिसे अवशेष भी कहा जाता है।
अतः,$B$ और $C$ दोनों एक ही अंश को संदर्भित करते हैं।

(C) सेलुलोज केवल $D$-ग्लूकोज इकाइयों से बना एक होमोपॉलिमर (समपॉलिमर) है,जो $\beta-1,4$-ग्लाइकोसिडिक बंधों द्वारा जुड़े होते हैं।
चूंकि इसमें केवल एक ही प्रकार की मोनोमर इकाइयां होती हैं,इसलिए इसे होमोपॉलिमर के रूप में वर्गीकृत किया जाता है,न कि विषमपॉलिमर के रूप में।
अतः,कथन '$C$' गलत है।
अन्य सभी कथन सही हैं: सेलुलोज पादप कोशिका भित्ति का मुख्य संरचनात्मक घटक है,कागज पादप लुगदी से प्राप्त होता है,और कपास के रेशे शुद्ध सेलुलोज होते हैं।

(A) जब ऊतकों को ट्राइक्लोरोएसेटिक एसिड $(TCA)$ में पीसा जाता है,तो रासायनिक विश्लेषण के परिणामस्वरूप दो अंश प्राप्त होते हैं।
$1$. निस्यंद (filtrate),जो अम्ल-घुलनशील पूल है,में कम आणविक भार वाले यौगिक होते हैं जिन्हें सूक्ष्म जैव-अणु कहा जाता है (जैसे,अमीनो एसिड,सरल शर्करा,न्यूक्लियोटाइड्स)।
$2$. अवशेष (retentate),जो अम्ल-अघुलनशील अंश है,में उच्च आणविक भार वाले यौगिक होते हैं जिन्हें वृहद् जैव-अणु कहा जाता है (जैसे,प्रोटीन,न्यूक्लिक एसिड,पॉलीसेकेराइड,लिपिड)।
अतः,$P$ सूक्ष्म जैव-अणुओं को दर्शाता है और $Q$ वृहद् जैव-अणुओं को दर्शाता है।

(A) $ATP$ (एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट) को कोशिका की ऊर्जा मुद्रा के रूप में जाना जाता है।
यह अपने उच्च-ऊर्जा फॉस्फेट बंधों में ऊर्जा का भंडारण करता है।
जब कोशिका को विभिन्न चयापचय प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है,तो $ATP$ का जल-अपघटन होकर $ADP$ (एडेनोसिन डाइफॉस्फेट) और अकार्बनिक फॉस्फेट बनता है,जिससे संचित ऊर्जा मुक्त होती है।

(D) चित्र में दिखाए गए अणु में एक एडेनिन बेस,एक राइबोज शर्करा और शर्करा से जुड़े तीन फॉस्फेट समूह होते हैं।
यह संरचना एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट $(ATP)$ की विशेषता है।
$ADP$ (एडेनोसिन डाइफॉस्फेट) में केवल दो फॉस्फेट समूह होते हैं।
$NADP$ (निकोटिनामाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड फॉस्फेट) की संरचना अधिक जटिल होती है जिसमें एक निकोटिनामाइड रिंग शामिल होती है।
$FMN$ (फ्लेविन मोनोन्यूक्लियोटाइड) राइबोफ्लेविन का एक व्युत्पन्न है और इसकी संरचना भिन्न होती है।

(D) चित्र में निकोटिनामाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड $(NAD)$ के ऑक्सीकृत और अपचयित (reduced) रूप दिखाए गए हैं।
बाईं ओर की संरचना में,निकोटिनामाइड रिंग में नाइट्रोजन परमाणु पर धनात्मक आवेश है,जो ऑक्सीकृत रूप $NAD^+$ को दर्शाता है।
दाईं ओर की संरचना में,निकोटिनामाइड रिंग ने दो हाइड्रोजन परमाणु (एक हाइड्राइड आयन के रूप में) प्राप्त किए हैं,जिसके परिणामस्वरूप अपचयित रूप $NADH$ बनता है।
अतः,सही क्रम $NAD^+$ और $NADH$ है।

(B) जैव-बृहदणु (biomacromolecules) उच्च आणविक भार वाले कार्बनिक यौगिक होते हैं,जो आमतौर पर $10,000 \ Da$ से अधिक होते हैं।
प्रोटीन,न्यूक्लिक अम्ल और पॉलीसैकेराइड कई एकलक (monomeric) इकाइयों के जुड़ने से बने बहुलक (polymers) हैं,इसलिए ये बृहदणु (macromolecules) के रूप में योग्य हैं।
लिपिड,हालांकि अक्सर अम्ल-अघुलनशील अंश में बृहदणुओं के साथ पाए जाते हैं,इनका आणविक भार आमतौर पर $800 \ Da$ से कम होता है।
इसलिए,लिपिड को वास्तविक जैव-बृहदणु नहीं माना जाता है।

(D) जैव-बृहदणु (biomacromolecules) वे कार्बनिक यौगिक हैं जिनका आणविक भार सामान्यतः $10,000$ डाल्टन से अधिक होता है।
सेलुलोज एक पॉलीसैकेराइड (ग्लूकोज का बहुलक) है और इसे एक जैव-बृहदणु माना जाता है।
हीमोग्लोबिन एक प्रोटीन (अमीनो एसिड का बहुलक) है जिसका आणविक भार अधिक होता है,इसलिए यह भी एक जैव-बृहदणु है।
फॉस्फोलिपिड्स का आणविक भार पॉलीसैकेराइड्स और प्रोटीन्स की तुलना में कम होता है,इसलिए उन्हें आमतौर पर जैव-बृहदणु के बजाय लिपिड्स के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।
अतः,सेलुलोज और हीमोग्लोबिन दोनों जैव-बृहदणु हैं।

(A) ऑक्सीजन और हाइड्रोजन परमाणुओं के बीच विद्युत ऋणात्मकता के अंतर के कारण जल $(H_2O)$ एक ध्रुवीय अणु है।
यह ध्रुवीयता जल के निकटवर्ती अणुओं के बीच हाइड्रोजन बंध बनाने की अनुमति देती है।
ये हाइड्रोजन बंध जल के विशिष्ट गुणों जैसे उच्च विशिष्ट ऊष्मा,संसजन (cohesion),आसंजन (adhesion),पृष्ठ तनाव और एक सार्वत्रिक विलायक के रूप में इसकी भूमिका के लिए जिम्मेदार हैं।
पेप्टाइड बंध प्रोटीन में,ग्लाइकोसिडिक बंध कार्बोहाइड्रेट में और डाइसल्फाइड बंध प्रोटीन की तृतीयक संरचनाओं में पाए जाते हैं,जिनमें से कोई भी जल के अणुओं के बीच मौजूद नहीं होता है।