Glycolysis Questions in Hindi

(D) ग्लाइकोलाइसिस ग्लूकोज का पाइरुविक एसिड में टूटना है। यह कोशिका के कोशिका द्रव्य में होता है और वायवीय तथा अवायवीय श्वसन दोनों में सामान्य है। इस प्रक्रिया में,ग्लूकोज का $1$ अणु आंशिक ऑक्सीकरण से गुजरकर पाइरुविक एसिड के $2$ अणु बनाता है। यह प्रक्रिया एक ही चरण में पूरी नहीं होती है; बल्कि,यह दो अलग-अलग चरणों में होती है: प्रिपरेटरी फेज (ऊर्जा-खपत चरण) और पे-ऑफ फेज (ऊर्जा-उत्पादक चरण),जिसमें कुल दस एंजाइमी चरण शामिल होते हैं। इसलिए,यह कथन कि यह एक ही चरण में पूरी होती है,गलत है।

(B) ग्लाइकोलिसिस पथ में,सबस्ट्रेट-लेवल फॉस्फोराइलेशन के माध्यम से $4$ $ATP$ अणु उत्पन्न होते हैं।
विशेष रूप से,$1,3$-बिसफॉस्फोग्लिसरेट के $3$-फॉस्फोग्लिसरेट में रूपांतरण के दौरान $2$ $ATP$ अणु उत्पन्न होते हैं,और फॉस्फोइनोलपाइरुवेट के पाइरुवेट में रूपांतरण के दौरान $2$ $ATP$ अणु उत्पन्न होते हैं।
चूंकि प्रारंभिक चरण में $2$ $ATP$ अणु उपभोग किए जाते हैं,इसलिए शुद्ध लाभ $2$ $ATP$ है,लेकिन कुल निर्मित $ATP$ अणुओं की संख्या $4$ है।

(B) ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया के दौरान,ग्लिसराल्डिहाइड$-3-$फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज एंजाइम ग्लिसराल्डिहाइड$-3-$फॉस्फेट के $1,3$-बिसफॉस्फोग्लिसरेट में रूपांतरण को उत्प्रेरित करता है।
इस अभिक्रिया में ग्लिसराल्डिहाइड$-3-$फॉस्फेट का ऑक्सीकरण होता है और $NAD^{+}$ का $NADH + H^{+}$ में अपचयन (रिडक्शन) होता है।
मैग्नीशियम आयन $(Mg^{++})$ फॉस्फेट स्थानांतरण और ग्लाइकोलाइटिक मार्गों में शामिल कई एंजाइमों के लिए एक आवश्यक सह-कारक के रूप में कार्य करते हैं,जिनमें $ATP$ या $NAD^{+}$ सबस्ट्रेट के रूप में आवश्यक होते हैं,ताकि संक्रमण अवस्था (ट्रांजिशन स्टेट) को स्थिर किया जा सके और एंजाइम की उत्प्रेरक गतिविधि को सुगम बनाया जा सके।

(B) ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया को दो मुख्य चरणों में विभाजित किया गया है। पहले पाँच चरण तैयारी का चरण (या ऊर्जा निवेश चरण) बनाते हैं। इस चरण के दौरान,$ATP$ के दो अणुओं की लागत पर ग्लूकोज का दो बार फॉस्फोराइलेशन होता है,जिससे फ्रुक्टोज-$1,6$-बिसफॉस्फेट बनता है। इसके बाद इस अणु का विदलन (cleavage) होकर दो $3$-कार्बन यौगिक बनते हैं: ग्लिसराल्डिहाइड-$3$-फॉस्फेट का एक अणु और डाइहाइड्रॉक्सीएसीटोन फॉस्फेट का एक अणु।

(C) ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया के दौरान,निम्नलिखित $3-C$ (तीन-कार्बन) यौगिक बनते हैं:
$1$. ग्लिसराल्डिहाइड-$3$-फॉस्फेट $(G3P)$
$2$. $1,3$-बिसफॉस्फोग्लिसरेट $(1,3-BPG)$
$3$. $3$-फॉस्फोग्लिसरेट $(3-PGA)$
$4$. $2$-फॉस्फोग्लिसरेट $(2-PGA)$
$5$. फॉस्फोइनोलपाइरुवेट $(PEP)$
$6$. पाइरुविक अम्ल
अतः,ग्लाइकोलाइसिस के दौरान कुल $6$ विभिन्न प्रकार के $3-C$ यौगिक बनते हैं।

(C) चरण $1$: ग्लूकोज का एक अणु हेक्सोकाइनेज एंजाइम और सह-कारक $Mg^{++}$ की उपस्थिति में ग्लूकोज-$6$-फॉस्फेट में फॉस्फोराइलेट होता है। इस अभिक्रिया में,$ATP$ फॉस्फेट प्रदान करता है और $ADP$ में परिवर्तित हो जाता है।
चरण $3$: फ्रुक्टोज-$6$-फॉस्फेट का फ्रुक्टोज-$1,6$-बिसफॉस्फेट में फॉस्फोराइलेशन होता है। फॉस्फेट $ATP$ द्वारा प्रदान किया जाता है,जो $ADP$ में परिवर्तित हो जाता है।

(D) कथन-$I$ असत्य है क्योंकि ग्लाइकोलाइसिस कोशिका के कोशिकाद्रव्य (cytoplasm) में होता है,न कि माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में।
कथन-$II$ सत्य है क्योंकि ग्लाइकोलाइसिस के पहले पांच चरणों में ग्लूकोज का फॉस्फोराइलेशन और विखंडन शामिल है,जिसमें $ATP$ का उपयोग होता है और इसे प्रारंभिक चरण या ऊर्जा-निवेश चरण कहा जाता है।
अतः,कथन-$I$ असत्य है लेकिन कथन-$II$ सत्य है।

(B) ग्लाइकोलाइसिस के एनर्जी पे-ऑफ चरण में,$ATP$ का उत्पादन सबस्ट्रेट-लेवल फॉस्फोराइलेशन के माध्यम से दो विशिष्ट चरणों में होता है:
$1$. फॉस्फोग्लिसरेट काइनेज एंजाइम द्वारा $1,3$-बिसफॉस्फोग्लिसरेट का $3$-फॉस्फोग्लिसरेट में रूपांतरण $2$ $ATP$ अणु उत्पन्न करता है (प्रत्येक ग्लिसराल्डिहाइड-$3$-फॉस्फेट अणु के लिए एक)।
$2$. पाइरुवेट काइनेज एंजाइम द्वारा फॉस्फोइनोलपाइरुवेट $(PEP)$ का पाइरुवेट में रूपांतरण अन्य $2$ $ATP$ अणु उत्पन्न करता है।
इस प्रकार,ग्लाइकोलाइसिस के दौरान सबस्ट्रेट-लेवल फॉस्फोराइलेशन द्वारा निर्मित $ATP$ अणुओं की कुल संख्या $2 + 2 = 4$ है।

(C) ग्लाइकोलाइसिस में कुल $10$ चरण होते हैं,जिनमें से $3$ चरणों को शारीरिक स्थितियों के तहत अनुत्क्रमणीय माना जाता है। हालाँकि,कई पाठ्यपुस्तकों में $3$ विशिष्ट नियामक चरणों को अनुत्क्रमणीय के रूप में उजागर किया गया है: हेक्सोकाइनेज,फॉस्फोफ्रुक्टोकाइनेज और पाइरूवेट काइनेज द्वारा उत्प्रेरित अभिक्रियाएँ।
नोट: यद्यपि कुछ स्रोत $4$ एंजाइमों का उल्लेख करते हैं,ग्लाइकोलाइसिस में मुख्य $3$ अनुत्क्रमणीय चरण होते हैं। दिए गए विकल्पों को देखते हुए,$4$ को सही उत्तर माना जाता है।

(A) अवायवीय श्वसन (विशेष रूप से अल्कोहलिक किण्वन) में,ग्लूकोज को सबसे पहले ग्लाइकोलिसिस की प्रक्रिया के माध्यम से पाइरुविक एसिड में तोड़ा जाता है।
ग्लाइकोलिसिस के दौरान,$NAD^+$ का अपचयन होकर $NADH_2$ बनता है।
किण्वन के बाद के चरणों में,पाइरुविक एसिड को एसीटैल्डिहाइड में परिवर्तित किया जाता है,जिसे बाद में इथेनॉल (अल्कोहल) में अपचयित किया जाता है।
एसीटैल्डिहाइड के इस अपचयन के लिए उस $NADH_2$ की आवश्यकता होती है जो प्रारंभिक ग्लाइकोलिसिस चरण के दौरान उत्पन्न हुआ था।

(D) ग्लाइकोलाइसिस के दौरान,ग्लूकोज का प्रत्येक अणु $(C_6H_{12}O_6)$ पाइरुविक एसिड $(CH_3COCOOH)$ के $2$ अणुओं में टूट जाता है।
इसलिए,$52$ पाइरुविक एसिड अणुओं के निर्माण के लिए आवश्यक ग्लूकोज अणुओं की संख्या की गणना करने के लिए,हम निम्नलिखित गणना का उपयोग करते हैं:
$\text{ग्लूकोज अणुओं की संख्या} = \frac{\text{पाइरुविक एसिड के कुल अणु}}{\text{प्रति ग्लूकोज पाइरुविक एसिड के अणु}}$
$\text{ग्लूकोज अणुओं की संख्या} = \frac{52}{2} = 26$
इस प्रकार,$52$ पाइरुविक एसिड अणुओं का उत्पादन करने के लिए $26$ ग्लूकोज अणुओं की आवश्यकता होती है।
सही विकल्प $(D)$ है।

(A) दिया गया समीकरण ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया को दर्शाता है।
ग्लाइकोलाइसिस ग्लूकोज $(C_6H_{12}O_6)$ के एक अणु का पाइरुविक एसिड $(CH_3COCOOH)$ के दो अणुओं में टूटना है।
इस प्रक्रिया के दौरान,$NAD^+$ के $2$ अणुओं का अपचयन होकर $2NADH + 2H^+$ बनते हैं,और सबस्ट्रेट-लेवल फॉस्फोराइलेशन के माध्यम से $ATP$ के $2$ अणुओं का शुद्ध लाभ प्राप्त होता है।
यह प्रक्रिया कोशिका के कोशिकाद्रव्य में होती है और यह वायवीय तथा अवायवीय श्वसन दोनों का पहला चरण है।

(A) ग्लूकोज का अपूर्ण ऑक्सीकरण ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया को संदर्भित करता है,जो कोशिका द्रव्य (cytoplasm) में होती है।
ग्लाइकोलाइसिस के दौरान,ग्लूकोज का एक अणु पाइरुवेट के दो अणुओं में परिवर्तित हो जाता है।
संपूर्ण अभिक्रिया इस प्रकार है: $Glucose + 2NAD^+ + 2ADP + 2Pi \rightarrow 2Pyruvate + 2NADH + 2ATP + 2H_2O$।
संतुलित समीकरण में दिखाए अनुसार,$NAD^+$ के दो अणु अपचयित होकर $NADH$ के दो अणु बनाते हैं।

(B) सही उत्तर $B$ $(2)$ है।
ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया के दौरान,प्रारंभिक चरण में (ग्लूकोज का ग्लूकोज-$6$-फॉस्फेट में और फ्रुक्टोज-$6$-फॉस्फेट का फ्रुक्टोज-$1,6$-बिसफॉस्फेट में रूपांतरण) $2$ $ATP$ अणुओं का उपयोग होता है।
यद्यपि पे-ऑफ चरण में $4$ $ATP$ अणु उत्पन्न होते हैं,लेकिन शुद्ध लाभ $2$ $ATP$ अणुओं का ही होता है क्योंकि शुरुआत में $2$ $ATP$ खर्च हो चुके होते हैं।