Glycolysis Questions in Gujarati

(D) ગ્લાયકોલિસિસ એ ગ્લુકોઝનું પાયરુવિક એસિડમાં વિઘટન છે. તે કોષના કોષરસમાં થાય છે અને જારક તેમજ અજારક શ્વસન બંનેમાં સામાન્ય છે. આ પ્રક્રિયામાં,ગ્લુકોઝનો $1$ અણુ આંશિક ઓક્સિડેશન પામીને પાયરુવિક એસિડના $2$ અણુઓ બનાવે છે. આ પ્રક્રિયા એક જ તબક્કામાં પૂર્ણ થતી નથી; તેના બદલે,તે બે અલગ તબક્કાઓમાં થાય છે: પ્રિપેરેટરી ફેઝ (ઉર્જા વપરાશનો તબક્કો) અને પે-ઓફ ફેઝ (ઉર્જા મુક્ત કરતો તબક્કો),જેમાં કુલ દસ ઉત્સેચકીય તબક્કાઓનો સમાવેશ થાય છે. તેથી,તે એક જ તબક્કામાં પૂર્ણ થાય છે તે વિધાન અસત્ય છે.

(B) ગ્લાયકોલિસિસ પથમાં,સબસ્ટ્રેટ-લેવલ ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા $4$ $ATP$ અણુઓ ઉત્પન્ન થાય છે.
ચોક્કસ રીતે કહીએ તો,$1,3$-બિસફોસ્ફોગ્લિસરેટનું $3$-ફોસ્ફોગ્લિસરેટમાં રૂપાંતર દરમિયાન $2$ $ATP$ અણુઓ ઉત્પન્ન થાય છે,અને ફોસ્ફોઈનોલપાયરુવેટનું પાયરુવેટમાં રૂપાંતર દરમિયાન બીજા $2$ $ATP$ અણુઓ ઉત્પન્ન થાય છે.
પ્રારંભિક તબક્કામાં $2$ $ATP$ અણુઓ વપરાઈ જાય છે,તેથી ચોખ્ખો નફો $2$ $ATP$ છે,પરંતુ કુલ નિર્મિત $ATP$ અણુઓની સંખ્યા $4$ છે.

(B) ગ્લાયકોલિસિસની પ્રક્રિયા દરમિયાન,ગ્લિસરાલ્ડિહાઇડ$-3-$ફોસ્ફેટ ડિહાઇડ્રોજનેઝ ઉત્સેચક ગ્લિસરાલ્ડિહાઇડ$-3-$ફોસ્ફેટનું $1,3$-બિસફોસ્ફોગ્લિસરેટમાં રૂપાંતર કરવા માટે ઉદ્દીપન કરે છે.
આ પ્રક્રિયામાં ગ્લિસરાલ્ડિહાઇડ$-3-$ફોસ્ફેટનું ઓક્સિડેશન થાય છે અને $NAD^{+}$ નું $NADH + H^{+}$ માં રિડક્શન થાય છે.
મેગ્નેશિયમ આયનો $(Mg^{++})$ ફોસ્ફેટ ટ્રાન્સફર અને ગ્લાયકોલિટીક માર્ગોમાં સામેલ ઘણા ઉત્સેચકો માટે આવશ્યક સહ-કારક તરીકે કાર્ય કરે છે,જેમાં $ATP$ અથવા $NAD^{+}$ સબસ્ટ્રેટ તરીકે જરૂરી હોય છે,જે ટ્રાન્ઝિશન સ્ટેટને સ્થિર કરે છે અને ઉત્સેચકની ઉદ્દીપકીય પ્રવૃત્તિને સરળ બનાવે છે.

(B) ગ્લાયકોલિસિસની પ્રક્રિયાને બે મુખ્ય તબક્કાઓમાં વહેંચવામાં આવે છે. પ્રથમ પાંચ તબક્કાઓ તૈયારીનો તબક્કો (અથવા ઉર્જા રોકાણ તબક્કો) બનાવે છે. આ તબક્કા દરમિયાન,ગ્લુકોઝનું બે $ATP$ અણુઓના ખર્ચે બે વાર ફોસ્ફોરાયલેશન થાય છે,જેનાથી ફ્રુક્ટોઝ-$1,6$-બિસફોસ્ફેટ બને છે. ત્યારબાદ આ અણુનું વિભાજન થઈને બે $3$-કાર્બન સંયોજનો બને છે: ગ્લિસરાલ્ડિહાઈડ-$3$-ફોસ્ફેટનો એક અણુ અને ડાયહાઈડ્રોક્સિએસીટોન ફોસ્ફેટનો એક અણુ.

(C) ગ્લાયકોલિસિસની પ્રક્રિયા દરમિયાન,નીચે મુજબના $3-C$ (ત્રણ-કાર્બન) સંયોજનો બને છે:
$1$. ગ્લિસરાલ્ડિહાઈડ-$3$-ફોસ્ફેટ $(G3P)$
$2$. $1,3$-બિસફોસ્ફોગ્લિસરેટ $(1,3-BPG)$
$3$. $3$-ફોસ્ફોગ્લિસરેટ $(3-PGA)$
$4$. $2$-ફોસ્ફોગ્લિસરેટ $(2-PGA)$
$5$. ફોસ્ફોઈનોલપાયરુવેટ $(PEP)$
$6$. પાયરુવિક એસિડ
આમ,ગ્લાયકોલિસિસ દરમિયાન કુલ $6$ વિવિધ પ્રકારના $3-C$ સંયોજનો બને છે.

(C) પગલું $1$: ગ્લુકોઝનો એક અણુ હેક્સોકાઈનેઝ ઉત્સેચક અને સહ-કારક $Mg^{++}$ ની હાજરીમાં ગ્લુકોઝ-$6$-ફોસ્ફેટમાં ફોસ્ફોરાયલેટ થાય છે. આ પ્રતિક્રિયામાં,$ATP$ ફોસ્ફેટ પૂરો પાડે છે અને $ADP$ માં રૂપાંતરિત થાય છે.
પગલું $3$: ફ્રુક્ટોઝ-$6$-ફોસ્ફેટનું ફ્રુક્ટોઝ-$1,6$-બિસફોસ્ફેટમાં ફોસ્ફોરાયલેશન થાય છે. ફોસ્ફેટ $ATP$ દ્વારા પૂરો પાડવામાં આવે છે,જે $ADP$ માં રૂપાંતરિત થાય છે.

(D) વિધાન-$I$ ખોટું છે કારણ કે ગ્લાયકોલિસિસ કોષના કોષરસમાં થાય છે,કણાભસૂત્રના આધારકમાં નહીં.
વિધાન-$II$ સાચું છે કારણ કે ગ્લાયકોલિસિસના પ્રથમ પાંચ તબક્કાઓમાં ગ્લુકોઝનું ફોસ્ફોરાયલેશન અને વિભાજન થાય છે,જેમાં $ATP$ વપરાય છે અને તેને પૂર્વતૈયારીનો તબક્કો અથવા ઉર્જા-રોકાણ તબક્કો કહેવામાં આવે છે.
તેથી,વિધાન-$I$ ખોટું છે પરંતુ વિધાન-$II$ સાચું છે.

(B) ગ્લાયકોલિસિસના એનર્જી પે-ઓફ તબક્કામાં,$ATP$ સબસ્ટ્રેટ-લેવલ ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા બે ચોક્કસ પગલાઓમાં ઉત્પન્ન થાય છે:
$1$. ફોસ્ફોગ્લિસરેટ કાઇનેઝ ઉત્સેચક દ્વારા $1,3$-બિસફોસ્ફોગ્લિસરેટનું $3$-ફોસ્ફોગ્લિસરેટમાં રૂપાંતર થવાથી $2$ $ATP$ અણુઓ ઉત્પન્ન થાય છે (દરેક ગ્લિસરાલ્ડિહાઇડ-$3$-ફોસ્ફેટ અણુ દીઠ એક).
$2$. પાયરુવેટ કાઇનેઝ ઉત્સેચક દ્વારા ફોસ્ફોઇનોલપાયરુવેટ $(PEP)$ નું પાયરુવેટમાં રૂપાંતર થવાથી બીજા $2$ $ATP$ અણુઓ ઉત્પન્ન થાય છે.
આમ,ગ્લાયકોલિસિસ દરમિયાન સબસ્ટ્રેટ-લેવલ ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા બનતા $ATP$ અણુઓની કુલ સંખ્યા $2 + 2 = 4$ છે.

(C) ગ્લાયકોલિસિસમાં કુલ $10$ તબક્કાઓ હોય છે,જેમાંથી $3$ તબક્કાઓ શારીરિક પરિસ્થિતિઓમાં અપરિવર્તનીય માનવામાં આવે છે. જોકે,ઘણા પાઠ્યપુસ્તકોમાં $3$ ચોક્કસ નિયમનકારી તબક્કાઓને અપરિવર્તનીય તરીકે દર્શાવવામાં આવ્યા છે: હેક્સોકાઈનેઝ,ફોસ્ફોફ્રુક્ટોકાઈનેઝ અને પાયરુવેટ કાઈનેઝ દ્વારા ઉત્તેજિત પ્રક્રિયાઓ.
નોંધ: કેટલાક સ્ત્રોતો $4$ ઉત્સેચકોનો ઉલ્લેખ કરે છે,પરંતુ ગ્લાયકોલિસિસમાં મુખ્ય $3$ અપરિવર્તનીય તબક્કાઓ છે. આપેલા વિકલ્પોને ધ્યાનમાં લેતા,$4$ એ સાચો જવાબ ગણવામાં આવે છે.

(A) અજારક શ્વસનમાં (ખાસ કરીને આલ્કોહોલિક આથવણ દરમિયાન),ગ્લુકોઝનું સૌપ્રથમ ગ્લાયકોલિસિસની પ્રક્રિયા દ્વારા પાયરુવિક એસિડમાં વિઘટન થાય છે.
ગ્લાયકોલિસિસ દરમિયાન,$NAD^+$ નું રિડક્શન થઈને $NADH_2$ બને છે.
આથવણના અનુગામી તબક્કાઓમાં,પાયરુવિક એસિડનું રૂપાંતર એસીટાલ્ડિહાઈડમાં થાય છે,જેનું ત્યારબાદ રિડક્શન થઈને ઇથેનોલ (આલ્કોહોલ) બને છે.
એસીટાલ્ડિહાઈડના આ રિડક્શન માટે ગ્લાયકોલિસિસના પ્રારંભિક તબક્કે ઉત્પન્ન થયેલ $NADH_2$ નો ઉપયોગ થાય છે.

(D) ગ્લાયકોલિસિસ દરમિયાન,ગ્લુકોઝનો દરેક અણુ $(C_6H_{12}O_6)$ પાયરુવિક એસિડના $(CH_3COCOOH)$ $2$ અણુઓમાં વિભાજિત થાય છે.
તેથી,$52$ પાયરુવિક એસિડના અણુઓના નિર્માણ માટે જરૂરી ગ્લુકોઝના અણુઓની સંખ્યાની ગણતરી કરવા માટે,આપણે નીચે મુજબની ગણતરી કરીએ છીએ:
$\text{ગ્લુકોઝના અણુઓની સંખ્યા} = \frac{\text{પાયરુવિક એસિડના કુલ અણુઓ}}{\text{પ્રતિ ગ્લુકોઝ પાયરુવિક એસિડના અણુઓ}}$
$\text{ગ્લુકોઝના અણુઓની સંખ્યા} = \frac{52}{2} = 26$
આમ,$52$ પાયરુવિક એસિડના અણુઓ ઉત્પન્ન કરવા માટે $26$ ગ્લુકોઝના અણુઓની જરૂર પડે છે.
સાચો વિકલ્પ $(D)$ છે.

(A) આપેલ સમીકરણ ગ્લાયકોલિસિસની પ્રક્રિયા દર્શાવે છે.
ગ્લાયકોલિસિસ એ ગ્લુકોઝ $(C_6H_{12}O_6)$ ના એક અણુનું પાયરુવિક એસિડ $(CH_3COCOOH)$ ના બે અણુઓમાં વિઘટન છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,$NAD^+$ ના $2$ અણુઓનું રિડક્શન થઈને $2NADH + 2H^+$ બને છે,અને સબસ્ટ્રેટ-લેવલ ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા $ATP$ ના $2$ અણુઓનો ચોખ્ખો નફો પ્રાપ્ત થાય છે.
આ પ્રક્રિયા કોષના કોષરસમાં થાય છે અને તે જારક તેમજ અજારક શ્વસન બંનેનો પ્રથમ તબક્કો છે.

(A) ગ્લુકોઝનું અપૂર્ણ ઓક્સિડેશન એટલે ગ્લાયકોલિસિસની પ્રક્રિયા,જે કોષરસમાં થાય છે.
ગ્લાયકોલિસિસ દરમિયાન,ગ્લુકોઝનો એક અણુ પાયરુવેટના બે અણુઓમાં રૂપાંતરિત થાય છે.
સમગ્ર પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $Glucose + 2NAD^+ + 2ADP + 2Pi \rightarrow 2Pyruvate + 2NADH + 2ATP + 2H_2O$.
સંતુલિત સમીકરણમાં દર્શાવ્યા મુજબ,$NAD^+$ ના બે અણુઓ રિડક્શન પામીને $NADH$ ના બે અણુઓ બનાવે છે.

(B) સાચો જવાબ $B$ $(2)$ છે.
ગ્લાયકોલિસિસની પ્રક્રિયા દરમિયાન,પ્રારંભિક તબક્કામાં (ગ્લુકોઝનું ગ્લુકોઝ-$6$-ફોસ્ફેટમાં અને ફ્રુક્ટોઝ-$6$-ફોસ્ફેટનું ફ્રુક્ટોઝ-$1,6$-બિસફોસ્ફેટમાં રૂપાંતર) $2$ $ATP$ અણુઓ વપરાય છે.
જોકે પે-ઓફ તબક્કામાં $4$ $ATP$ અણુઓ ઉત્પન્ન થાય છે,પરંતુ ચોખ્ખો નફો $2$ $ATP$ અણુઓનો જ રહે છે કારણ કે શરૂઆતમાં $2$ $ATP$ વપરાઈ ગયા હોય છે.