हाइड्रोजन बंध

हाइड्रोजन बंध अणुओं के बीच एक बातचीत है जो वान डेर वाल्स के इंटरैक्शन के समान है और मानव शरीर में होती है। बॉन्ड विशेष रूप से पेप्टाइड बॉन्ड और प्रोटीन में अमीनो एसिड की श्रृंखला के संबंध में एक भूमिका निभाता है। हाइड्रोजन बंधन क्षमता के बिना एक जीव व्यवहार्य नहीं है क्योंकि इसमें महत्वपूर्ण अमीनो एसिड की कमी है।

हाइड्रोजन बंधन क्या है?

हाइड्रोजन बंध कहलाते हैं हाइड्रोजन बांड या एच पुलों संक्षिप्त। यह एक रासायनिक प्रभाव है जो एक परमाणु समूहीकरण परमाणु के मुक्त इलेक्ट्रॉन जोड़े के साथ सहसंयोजक बाध्य हाइड्रोजन परमाणुओं की आकर्षक बातचीत से संबंधित है। बातचीत ध्रुवीयता पर आधारित है और, अधिक सटीक रूप से वर्णित है, इसमें अमीनो या हाइड्रॉक्सिल समूह में सकारात्मक रूप से ध्रुवीकृत हाइड्रोजन परमाणुओं और अन्य कार्यात्मक समूहों में मुक्त इलेक्ट्रॉन जोड़े शामिल हैं।

अंतःक्रिया कुछ विशेष परिस्थितियों में ही होती है। एक शर्त मुक्त इलेक्ट्रॉन जोड़े की विद्युतीय गुण है। यह संपत्ति मजबूत बांड बनाने के लिए हाइड्रोजन की इलेक्ट्रोनगेटिव संपत्ति से अधिक मजबूत होनी चाहिए। हाइड्रोजन परमाणु इस प्रकार बाध्य ध्रुवीय हो सकता है। उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रोनगेटिव रूप से मुक्त परमाणु नाइट्रोजन, ऑक्सीजन और फ्लोरीन हो सकते हैं।

हाइड्रोजन बॉन्ड माध्यमिक वैलेंस बॉन्ड हैं, जिसकी ताकत आमतौर पर सहसंयोजक बांड या आयनिक बांड से बहुत नीचे है। हाइड्रोजन बॉन्ड में अणु में अपेक्षाकृत उच्च गलनांक होता है और उनके दाढ़ द्रव्यमान के संबंध में एक समान उच्च क्वथनांक होता है। बांड मुख्य रूप से एक जीव के भीतर पेप्टाइड्स और न्यूक्लिक एसिड के संबंध में चिकित्सा प्रासंगिकता के हैं।

हाइड्रोजन बांड इंटरमॉलिक्युलर बल हैं। उनके अस्तित्व के बिना, पानी विभिन्न समुच्चय राज्यों में मौजूद नहीं होगा, लेकिन गैसीय होगा।

कार्य और कार्य

हाइड्रोजन बंधन में केवल कमजोर संपर्क होता है और दो कणों के बीच या अणुओं के बीच होता है। इस संदर्भ में, बंधन का रूप एक भूमिका निभाता है, उदाहरण के लिए, प्रोटीन में तृतीयक संरचनाओं के गठन के लिए। जैव रसायन में, प्रोटीन संरचना का अर्थ है प्रोटीन या पेप्टाइड के विभिन्न संरचनात्मक स्तर। इन प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले पदार्थों की संरचना को एक प्राथमिक संरचना, एक द्वितीयक संरचना, एक तृतीयक संरचना और एक चतुर्धातुक संरचना में विभाजित किया गया है।

अमीनो एसिड अनुक्रम प्राथमिक संरचना है। जब भी किसी प्रोटीन का उल्लेख उसकी स्थानिक व्यवस्था के संदर्भ में किया जाता है, तो प्रोटीन की पुष्टि और परिवर्तन की घटना को अक्सर संदर्भित किया जाता है। इस संदर्भ में, परिवर्तन में परिवर्तन स्थानिक संरचना में परिवर्तन से मेल खाती है। प्रोटीन की व्यवस्था पेप्टाइड बॉन्ड पर आधारित है। इस तरह का बंधन हमेशा उसी तरह से अमीनो एसिड को जोड़ता है।

कोशिकाओं में, पेप्टाइड बॉन्ड राइबोसोम द्वारा मध्यस्थ होते हैं। प्रत्येक पेप्टाइड बॉन्ड एक अमीनो एसिड के कार्बोक्सिल समूहों और एक दूसरे अमीनो एसिड के अमीनो समूहों के कनेक्शन से मेल खाता है, जो पानी के उन्मूलन के साथ जुड़ा हुआ है। इस प्रक्रिया को हाइड्रोलिसिस के रूप में भी जाना जाता है।

प्रत्येक पेप्टाइड बॉन्ड में, एक एकल बॉन्ड एक C = O समूह को NH समूह से जोड़ता है। नाइट्रोजन परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी जोड़ी होती है। ऑक्सीजन की उच्च इलेक्ट्रोनगेटिविटी के कारण, यह नि: शुल्क जोड़ी O2 परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन-वापसी प्रभाव के तहत है। इस तरह, ऑक्सीजन आंशिक रूप से नाइट्रोजन परमाणु और कार्बन परमाणु के बीच बंधन में इलेक्ट्रॉनों की अकेली जोड़ी को खींचता है और पेप्टाइड बॉन्ड एक आंशिक डबल बॉन्ड चरित्र प्राप्त करता है। डबल बॉन्ड चरित्र NH और C = O समूहों के मुक्त रोटेशन को समाप्त करता है।

पेप्टाइड बांड के ऑक्सीजन परमाणु और हाइड्रोजन परमाणु बिना किसी अपवाद के सभी पेप्टाइड्स और प्रोटीन की संरचना के गठन के लिए प्रासंगिक हैं। इस तरह, दो अमीनो एसिड एक दूसरे से जुड़ सकते हैं। इस तरह के लगाव के बाद, अमीनो एसिड की दो श्रृंखलाओं के सभी पेप्टाइड बांड सीधे एक दूसरे के विपरीत होते हैं। पेप्टाइड बॉन्ड में हाइड्रोजन परमाणु अपेक्षाकृत सकारात्मक रूप से ध्रुवीकृत होते हैं जब सीधे पेप्टाइड बॉन्ड में ऑक्सीजन परमाणुओं की तुलना में। इस तरह से हाइड्रोजन बॉन्ड बनता है और दो अमीनो एसिड चेन को एक दूसरे से जोड़ता है।

मानव शरीर में सभी अमीनो एसिड कम से कम एक कार्बोक्सी समूह और एक एमिनो समूह से बने कार्बनिक यौगिक हैं। अमीनो एसिड मानव जीवन का एक आवश्यक संरचनात्मक घटक है। प्रोटीन के α- अमीनो एसिड के अलावा, जैविक कार्यों के साथ 400 से अधिक गैर-प्रोटीनोजेनिक अमीनो एसिड ज्ञात हैं जो हाइड्रोजन बॉन्डिंग के बिना उत्पन्न नहीं हो सकते। हाइड्रोजन बॉन्ड जैसे बल अमीनो एसिड की तृतीयक संरचना को स्थिर करते हैं।

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बीमारियों और बीमारियों

यदि कार्यात्मक प्रोटीन-ऊर्जावान स्थानिक संरचनाओं के निर्माण में व्यवधान होता है, तो एक आमतौर पर प्रोटीन तह विकारों की बात करता है। ऐसी ही एक स्थिति है हंटिंगटन की बीमारी। यह आनुवांशिक बीमारी एक ऑटोसोमल प्रमुख विशेषता के रूप में विरासत में मिली है और गुणसूत्र 4 में एक आनुवंशिक उत्परिवर्तन के कारण है। उत्परिवर्तन जीन उत्पाद की अस्थिरता की ओर जाता है। रोग एक न्यूरोलॉजिकल बीमारी है जो मुख्य रूप से डिस्टल एक्सटैलिटी और चेहरे के अनैच्छिक हाइपरकिनेसिस से जुड़ी होती है। लगातार हाइपरकिनेसिस प्रभावित मांसपेशियों में कठोरता की ओर जाता है। इसके अलावा, बीमारी वाले रोगी ऊर्जा की खपत में वृद्धि से पीड़ित होते हैं।

हाइड्रोजन बॉन्ड या सामान्य प्रोटीन संरचना के संबंध में पैथोलॉजिकल लक्षण भी पागल गाय की बीमारी जैसे प्रियन रोगों में मौजूद हैं। सबसे लोकप्रिय परिकल्पना के अनुसार, बीएसई प्रोटीन मिसफॉलिंग की शुरुआत करता है। इन असंतुष्ट प्रोटीनों को शारीरिक प्रक्रियाओं द्वारा नहीं तोड़ा जा सकता है और इसलिए यह ऊतक में जम जाता है, खासकर केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में। परिणाम तंत्रिका कोशिकाओं का अध: पतन है।

अल्जाइमर रोग के कारण संबंध में प्रोटीन संरचना की विकृतियों पर भी चर्चा की जा रही है। उल्लिखित रोग हाइड्रोजन बंधन को सीधे प्रभावित नहीं करते हैं, लेकिन प्रोटीन की स्थानिक संरचना से संबंधित हैं, जिसमें हाइड्रोजन बंधन एक महत्वपूर्ण योगदान देता है।

हाइड्रोजन बांड के लिए एक पूर्ण अक्षमता वाला जीव व्यवहार्य नहीं है। इसके कारण होने वाले उत्परिवर्तन के परिणामस्वरूप प्रारंभिक गर्भावस्था में गर्भपात हो सकता है।