हमारे जैव प्रणाली में जीवित जीवों में विविधता का एक विस्तृत प्रकार है। अब एक प्रश्न हमारे मन में उतरता है: क्या सभी जीवित जीव एक ही रसायनों, अर्थात् तत्वों और यौगिकों से बने हैं? रसायन विज्ञान में आपने जाना है कि तत्व विश्लेषण कैसे किया जाता है। अगर हम पौधे के ऊतक, प्राणी के ऊतक या एक जैविक पेस्ट पर ऐसा विश्लेषण करते हैं, तो हम कार्बन, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन और कई अन्य तत्वों एवं एक जीवित ऊतक के एक इकाई द्रव्यमान पर उनकी संबंधित मात्रा की एक सूची प्राप्त करते हैं। अगर हम एक पृथ्वी के परत का एक अंश जैसे अजीवित पदार्थ का उदाहरण के लिए एक ऐसा विश्लेषण करते हैं, तो हम एक समान सूची प्राप्त करते हैं। दोनों सूचियों के बीच क्या अंतर हैं? 절대 मापदंडों में, ऐसे कोई अंतर नहीं दिखता। पृथ्वी के परत के एक नमूने में मौजूद सभी तत्व एक जीवित ऊतक के नमूने में भी मौजूद हैं। हालाँकि, एक निष्कर्षण के बाद यह दिखता है कि कार्बन और हाइड्रोजन की सापेक्ष सूच्यांकित मात्रा किसी भी जीवित जीव में पृथ्वी के परत की तुलना में अन्य तत्वों के साथ अधिक है (तालिका 9.1)।

9.1 रसायन संघटन कैसे विश्लेषण करें?

हम इसी तरह जारी रख सकते हैं, जीवित जीवों में किस प्रकार के आर्गनिक यौगिक पाए जाते हैं? उत्तर प्राप्त करने के लिए कैसे जाना चाहिए? उत्तर प्राप्त करने के लिए, एक रसायन विश्लेषण करना होगा। हम किसी भी जीवित ऊतक (एक शाकाहारी या एक अंग का टुकड़ा, आदि) ले सकते हैं और एक मरकर और पेस्टल का उपयोग करके इसे ट्राइक्लोरोएसिटिक एसिड (Cl3CCOOH) में पीस सकते हैं। हम एक गाढ़ी स्लरी प्राप्त करते हैं। अगर हम इसे चीज़क्लॉथ या कपड़े के जाल के माध्यम से छान दें, तो हम दो भागों को प्राप्त करेंगे। एक फिल्ट्रेट कहलाता है या अधिक तकनीकी रूप से, एसिड-ज़ोलेबल पूल, और दूसरा, रेटेंटेट या एसिड-इनसोल्यूबल भाग। वैज्ञानिकों ने एसिड-ज़ोलेबल पूल में हजारों आर्गनिक यौगिक पाए हैं।

उच्च कक्षाओं में आप सीखेंगे कि एक जीवित ऊतक नमूने का विश्लेषण कैसे किया जाता है और एक विशेष आर्गनिक यौगिक की पहचान कैसे की जाती है। यहाँ कहना पर्याप्त होगा कि एक यौगिक निकालते हैं, फिर निकाले गए यौगिक को विभिन्न अलग-अलग तकनीकों का सामना करते हुए अलग करते हैं जब तक कि आप एक यौगिक को अन्य सभी यौगिकों से अलग न कर लें। अर्थात्, एक यौगिक को अलग कर और इष्टतम करते हैं। विश्लेषणात्मक तकनीकों को यौगिक पर लागू करने पर हमें यौगिक की आणविक सूची और संभावित संरचना के बारे में एक विचार मिलता है। जीवित ऊतकों से प्राप्त सभी कार्बन यौगिकों को ‘जैव अणु’ कहा जा सकता है। हालाँकि, जीवित जीवों में उनमें अणुरासायनिक तत्व और यौगिक भी होते हैं। इसे हम कैसे जानते हैं? एक थोड़ा अलग लेकिन विनाशकारी प्रयोग करना होगा। एक छोटी मात्रा के जीवित ऊतक (जैसे कि एक पत्ती या फेफड़े का अंग और इसे आर्द्र भार कहा जाता है) को बोलते हैं और इसे सूखा देते हैं। सभी पानी बहता है। शेष सामग्री सूखे भार देती है। अब अगर ऊतक को पूरी तरह जलाया जाए, तो सभी कार्बन यौगिक गैसीय रूप में (CO2, पानी का डकार) ऑक्सीकृत हो जाते हैं और निकल जाते हैं। जो शेष रहता है वह ‘ऐश’ कहलाता है। इस ऐश में अणुरासायनिक तत्व (जैसे कैल्शियम, मैग्नीशियम आदि) होते हैं। सल्फेट, फास्फेट आदि जैसे अणुरासायनिक यौगिक भी एसिड-ज़ोलेबल भाग में दिखाई देते हैं। इस प्रकार, तत्व विश्लेषण जीवित ऊतकों के तत्व संघटन को हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, क्लोरिन, कार्बन आदि के रूप में देता है।

तालिका 9.1 अजीवित और जीवित पदार्थों में मौजूद तत्वों की तुलना

तालिका 9.2 जीवित ऊतकों के प्रतिनिधित्वीय अणुरासायनिक घटकों की सूची

जबकि यौगिकों के लिए विश्लेषण जीवित ऊतकों में मौजूद प्रकार के आर्गनिक (चित्र 9.1) और अणुरासायनिक घटकों (तालिका 9.2) के बारे में एक विचार देता है। रसायन विज्ञान की दृष्टि से, एक आणविक समूह जैसे एल्डीहाइड, कीटोन, अम्फीफाइलिक यौगिक आदि की पहचान की जा सकती है। लेकिन जैविक दृष्टि से, हम उन्हें आमीनो एसिड, न्यूक्लिएट बेस, फैटी एसिड आदि में वर्गीकृत करेंगे। अजीवित और जीवित पदार्थों में मौजूद तत्वों की तुलना*

आमीनो एसिड आर्गनिक यौगिक हैं जिनमें एक आमीनो समूह और एक अम्फीक्रिय समूह एक ही कार्बन पर स्थापित होते हैं, अर्थात् एल्फा-कार्बन। इसलिए, उन्हें एल्फा-आमीनो एसिड कहा जाता है। वे स्थापित मेथेन हैं। चार स्थापित समूह चार वैलेंसी स्थितियों पर बसते हैं। ये हाइड्रोजन, कार्बोक्सिल समूह, आमीनो समूह और एक चर समूह हैं जिसे R समूह के रूप में निश्चित किया गया है। R समूह के प्रकार के आधार पर कई आमीनो एसिड हैं। हालाँकि, उन सभी जो प्रोटीन में मौजूद हैं, केवल बीस प्रकार के हैं। इन प्रोटीनेस आमीनो एसिडों में R समूह एक हाइड्रोजन हो सकता है (जिसे ग्लाइसीन कहा जाता है), एक मेथिल समूह (अलानीन), हाइड्रोक्सी मेथिल (सीरीन), आदि। बीस में से तीन चित्र 9.1 में दिखाए गए हैं।

आमीनो एसिडों के रसायनिक और भौतिक गुण मुख्यतः आमीनो, कार्बोक्सिल और R आणविक समूहों के हैं। आमीनो और कार्बोक्सिल समूहों की संख्या के आधार पर, उनमें अम्फीक्रिय (जैसे, ग्लूटेमिक एसिड), आम्फीफाइलिक (लाइसिन) और न्यूट्रल (वैलीन) आमीनो एसिड हैं। इसी प्रकार, अम्फीफाइलिक आमीनो एसिड (टाइरोसीन, फेनिलालानीन, ट्रिप्टॉफान) भी हैं। आमीनो एसिडों का एक विशेष गुण –NH2 और –COOH समूहों की आयनीकरण योग्यता है। इसलिए, अलग-अलग pH के यौगिक में, आमीनो एसिडों की संरचना बदल जाती है।

लिपिड्स सामान्यतः पानी ज़ोलेबल नहीं होते। वे सरल फैटी एसिड हो सकते हैं। एक फैटी एसिड में एक R समूह पर एक कार्बोक्सिल समूह होता है। R समूह एक मेथिल (–CH3), या एथिल (–C2H5) या उच्च संख्या के –CH2 समूह (1 कार्बन से 19 कार्बन) हो सकता है। उदाहरण के लिए, पाल्मिटिक एसिड में 16 कार्बन हैं जिनमें कार्बोक्सिल कार्बन शामिल है। आराकिडोनिक एसिड में 20 कार्बन अणु हैं जिनमें कार्बोक्सिल कार्बन शामिल है। फैटी एसिड यानी आर्गनिक यौगिक हो सकते हैं या तो परिपूर्ण (डबल बांध के बिना) या अपरिपूर्ण (एक या अधिक C=C डबल बांध के साथ)। एक अन्य सरल लिपिड ग्लाइसीरॉल है जो थ्रीहाइड्रोक्सी प्रोपेन है। कई लिपिड्स में ग्लाइसीरॉल और फैटी एसिड दोनों होते हैं। यहाँ फैटी एसिड ग्लाइसीरॉल के साथ एस्टरीफाइड होते हैं। इन्हें तो मोनोग्लाइसीराइड्स, डाइग्लाइसीराइड्स और ट्राइग्लाइसीराइड्स कहा जाता है। ये भी तापमान के आधार पर तेल और घी के नाम से जाने जाते हैं। तेलों का तापमान कम होता है (जैसे, जिंगेली तेल) और इसलिए सर्दियों में भी तेल के रूप में रहता है। क्या आप बाजार से एक घी की पहचान कर सकते हैं? कुछ लिपिड्स में फास्फोरस और एक फास्फोरेटेड आर्गनिक यौगिक भी होते हैं। ये फास्फोलिपिड्स हैं। वे कोशिका झिल्ली में मौजूद हैं। लेसीथिन एक उदाहरण है। कुछ ऊतक, विशेषकर तंत्रिका ऊतकों में अधिक जटिल संरचनाओं वाले लिपिड्स होते हैं।

जीवित जीवों में कई कार्बन यौगिक होते हैं जिनमें हेटेरोसाइक्लिक रिंग पाए जा सकते हैं। इनमें से कुछ नाइट्रोजन आधार - एडेनीन, गूअनीन, साइटोसीन, यूरासिल और थाइमीन हैं। जब उन्हें एक शक्कर से जुड़ा होता है, तो उन्हें न्यूक्लिएसाइड्स कहा जाता है। अगर एक फास्फोरिक एसिड भी शक्कर पर एस्टरीफाइड होता है, तो उन्हें न्यूक्लिएट्स कहा जाता है। एडेनोसाइन, गूअनोसाइन, थाइमिडाइन, यूराइडाइन और साइटाइडाइन न्यूक्लिएसाइड्स हैं। एडेनिलिक एसिड, थाइमिडिलिक एसिड, गूअनिलिक एसिड, यूरिलिक एसिड और साइटिलिक एसिड न्यूक्लिएट्स हैं। डीएनए और आरएनए जैसे न्यूक्लिएच एसिड्स केवल न्यूक्लिएट्स से बने हैं। डीएनए और आरएनए आनुवंशिक पदार्थ के रूप में कार्य