एटीपी क्या होता है?What is ATP?
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एटीपी (ATP-adenosine triphosphate) का मतलब एडीनोसिन ट्राइफॉस्फेट है। यह पौधों और जन्तुओ सहित सभी जीवित जीवों (all living beings) में पाया जाने वाला एक महत्वपूर्ण मॉलिक्यूल है।
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एटीपी (ATP) कोशिकाओं के भीतर प्राइमरी एनर्जी कैरियर मॉलिक्यूल (energy rich molecule) के रूप में कार्य करता है, और विभिन्न सेलुलर एक्टिविटीज में बेसिक भूमिका निभाता है।आसान भाषा में, एटीपी कोशिकाओं में ऊर्जा की मुद्रा (एनर्जी करेंसी) की तरह काम करता है।
जब भी कोशिकाओं को मांसपेशियों के संकुचन, सेलुलर विभाजन, या कोशिका झिल्ली में अणुओं या मॉलिक्यूल का सक्रिय परिवहन, जैसे कार्यों को करने के लिए एनर्जी की ज़रुरत होती है, तो वे उस एनर्जी के सोर्स के रूप में एटीपी का इस्तेमाल करते हैं।
जब एटीपी टूट जाता है, तो यह अपने अन्दर मौजूद ऊर्जा को निकाल देता है, जिसका उपयोग कोशिका द्वारा अपनी विभिन्न एक्टिविटी को बढ़ावा देने के लिए किया जा सकता है।
एटीपी की रासायनिक संरचना:
एटीपी की रासायनिक संरचना (chemical composition) न्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट की है, जिसमें तीन मेन भाग शामिल होते हैं:
- एडेनिन, जोकि एक नाइट्रोजनस बेस है (a nitrogenous base-adenine)
- राइबोज़, जोकि एक शुगर मॉलिक्यूल है (a five carbon pentose sugar-ribose)
- तीन फॉस्फेट ग्रुप्स से बनी एक चैन (a chain of three-phosphate groups)
एडेनिन 1′ कार्बन परमाणु पर राइबोज़ से जुड़ा होता है, जबकि फॉस्फेट समूह राइबोज के 5′ कार्बन परमाणु (carbon atom) से जुड़ा होता है। ये फॉस्फेट समूह फॉस्फोडाइस्टर बांड (phosphodiester bond) के माध्यम से आपस में जुड़े हुए हैं।
एटीपी अपनी ऊर्जा को फॉस्फेट समूहों को जोड़ने वाले बांड के भीतर जमा करता है। जब ये बंधन टूट जाते हैं तो ऊर्जा निकल जाती है।
एटीपी को तोड़ने की प्राथमिक विधि टर्मिनल फॉस्फेट समूह को हटाना है, एक प्रक्रिया जिसे हाइड्रोलिसिस के रूप में जाना जाता है, जो एटीपी के प्रति मोल लगभग 7.3 किलोकलरीज एनर्जा जारी करती है।
एटीपी हाइड्रोलिसिस के माध्यम से जारी एनर्जा मांसपेशियों के संकुचन, प्रोटीन संश्लेषण और सक्रिय परिवहन सहित विभिन्न सेलुलर गतिविधियों को शक्ति देने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। इसके अतिरिक्त, एटीपी डीएनए और आरएनए जैसे अन्य आवश्यक अणुओं के लिए एक बिल्डिंग ब्लॉक के रूप में कार्य करता है।
प्रोकैरियोटिक सेल में एटीपी का निर्माण(ATP formation in Prokaryotes)
प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं में, एटीपी का निर्माण कोशिका झिल्ली (plasma membrane) के भीतर होता है। यह प्रक्रिया इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला (etc-electron transport chain) पर निर्भर करती है, जो कोशिका झिल्ली में भी स्थित होती है और एटीपी संश्लेषण को चलाने के लिए आवश्यक इलेक्ट्रोकेमिकल ग्रेडिएंट उत्पन्न करती है।
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ईटीसी में प्रोटीन कॉम्प्लेक्स की एक श्रृंखला शामिल है जो अणुओं के बीच इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित करती है। जैसे ही इलेक्ट्रॉन ईटीसी के माध्यम से आगे बढ़ते हैं, वे धीरे-धीरे ऊर्जा खो देते हैं, जिससे कोशिका झिल्ली में प्रोटॉन (H+) को पंप करने में आसानी होती है।
नतीजतन, प्रोटॉन का एक सांद्रण प्रवणता निर्मित (concentration gradient created) हो जाती है, जिसमें कोशिका के अंदर की तुलना में बाहर अधिक प्रोटॉन जमा हो जाते हैं। कोशिका झिल्ली में मौजूद एटीपी सिंथेज़ एंजाइम (enzyme ATP synthase), एटीपी का उत्पादन करने के लिए इस ग्रेडिएंट का उपयोग करता है।
एटीपी सिंथेज़ एंजाइम (ATP synthase has F0 and F1) में दो भाग होते हैं: F0 और F1 सबयूनिट। F0 सबयूनिट कोशिका झिल्ली (cell membrane) के भीतर लगा होता है और इसके पार प्रोटॉन को पंप (H+ pumping) करने के लिए ज़िम्मेदार होता है।
दूसरी ओर, एफ1 सबयूनिट कोशिका झिल्ली के बाहर स्थित होता है और एटीपी को संश्लेषित करने के लिए प्रोटॉन ग्रेडिएंट (proton gradient) का उपयोग करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं में, एक ग्लूकोज अणु (one glucose molecule) से एटीपी का शुद्ध उत्पादन लगभग 38 एटीपी है, जो यूकेरियोटिक कोशिकाओं में उपज से थोड़ा अधिक है, जो प्रति ग्लूकोज अणु लगभग 36 एटीपी (per glucose complete oxidation produces 36 ATP) है।
यह दिक्कत प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं में माइटोकॉन्ड्रिया की कमी के कारण होती है, जिसके कारण ईटीसी कोशिका झिल्ली (electron transport chain in plasma membrane) में स्थित होता है।
परिणामस्वरूप, वे प्रोटॉन ग्रेडिएंट का अधिक अच्छे तरीक़े से उपयोग कर सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एटीपी का अधिक उत्पादन (ATP forms) होता है।
यूकेरियोटिक सेल में एटीपी का निर्माण (ATP formation in Eukaryotes)
यूकेरियोटिक कोशिकाओं में, एटीपी का निर्माण मुख्य रूप से माइटोकॉन्ड्रिया के भीतर होता है, माइटोकॉन्ड्रिया सभी यूकेरियोटिक सेल में मौजूद आवश्यक सेल ओर्गानेल (cell organelles) हैं।
माइटोकॉन्ड्रिया (mitochondria) एटीपी उत्पादन के साथ-साथ श्वसन और प्रोटीन संश्लेषण (respiration and protein synthesis) जैसी अन्य महत्वपूर्ण सेलुलर प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
माइटोकॉन्ड्रिया में एक दोहरी झिल्ली संरचना होती है, जिसकी आंतरिक झिल्ली क्रिस्टे नामक संरचनाओं में मुड़ी होती है। ये क्राइस्ट आंतरिक झिल्ली के सतह क्षेत्र को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाते हैं, जिससे अधिक कुशल एटीपी उत्पादन प्रक्रिया की सुविधा मिलती है।
एटीपी संश्लेषण में प्रमुख खिलाड़ी, एटीपी सिंथेज़ एंजाइम, आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली के भीतर स्थित होता है, जो एटीपी उत्पन्न करने के लिए प्रोटॉन ग्रेडिएंट का उपयोग करता है।
एटीपी संश्लेषण के लिए आवश्यक प्रोटॉन ग्रेडिएंट इलेक्ट्रॉन परिवहन चेन (ETC-electron transport chain) द्वारा स्थापित किया जाता है। इस श्रृंखला में अणुओं के बीच इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित करने के लिए जिम्मेदार प्रोटीन परिसरों की एक श्रृंखला होती है।
जैसे ही इलेक्ट्रॉन ईटीसी के माध्यम से आगे बढ़ते हैं, वे ऊर्जा खो देते हैं, जिसका उपयोग आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली (mitochondrial membrane) में प्रोटॉन (H+) को पंप करने के लिए किया जाता है।
नतीजतन, प्रोटॉन की एक सांद्रता प्रवणता निर्मित (concentration gradient created) होती है, जिसमें आंतरिक पक्ष की तुलना में झिल्ली के बाहरी तरफ अधिक प्रोटॉन जमा होते हैं। एटीपी सिंथेज़ एंजाइम एटीपी का उत्पादन करने के लिए इस ग्रेडिएंट का प्रभावी ढंग से शोषण करता है।
सेलुलर श्वसन के दौरान, अधिकांश एटीपी संश्लेषण माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स के भीतर होता है, प्रत्येक ऑक्सीकृत ग्लूकोज अणु से लगभग 32 एटीपी अणु (32 ATP molecules are forms) उत्पन्न होते हैं। हालाँकि, कुछ एटीपी ग्लाइकोलाइसिस मार्ग (by glycolysis pathway in cytosol) के माध्यम से साइटोसोल में भी उत्पन्न होता है।
सेल में एटीपी का कहा इस्तेमाल किया जाता है?
एटीपी सेलुलर एक्टिविटीज में लगभग हर उस जगह पर इस्तेमाल किया जाता है, जहां पर सेल को एनर्जी की ज़रुरत होती है जैसे कि:
- मांसपेशी संकुचन में (Muscle Contraction): एटीपी मस्सल या मांससपेशियों के संकुचन के लिए ऊर्जा के प्राथमिक स्रोत के रूप में कार्य करता है। एटीपी हाइड्रोलिसिस के दौरान निकलने वाली ऊर्जा मांसपेशी फाइबर (muscle cell or fiber) की गति को शक्ति प्रदान करती है।
- मेटाबोलिज्म में (Metabolism): एटीपी ग्लाइकोलाइसिस, क्रेब्स चक्र और इलेक्ट्रॉन ट्रांसपोर्ट चेन सहित कई मेटाबोलिक पाथवे में एक प्रमुख भूमिका निभाता है। ये सारी मेटाबोलिक प्रोसेस भोजन के अणुओं से ऊर्जा को परिवर्तित करने के लिए जिम्मेदार हैं।
- सामान्य सेलुलर प्रक्रियाओ में (Common Cellular processes): अपनी विशिष्ट भूमिकाओं के अलावा, एटीपी का उपयोग प्रोटीन की फोल्डिंग और सेल की मूवमेंट जैसे सामान्य सेलुलर कामों में भी किया जाता है। इसकी उपस्थिति सभी कोशिकाओं के समुचित कार्य के लिए आवश्यक है, और जीवन को बनाए रखने के लिए ज़रूरी है।
- सक्रिय परिवहन में (Active Transport): एटीपी सक्रिय परिवहन के लिए आवश्यक ऊर्जा प्रदान करता है, जिसमें एक सांद्रता प्रवणता के विरुद्ध (against concentration gradient created) सेल मेम्ब्रेन में अणुओं का घूमना (movement of molecules in cell membrane) शामिल होता है।
- सिग्नल ट्रांसडक्शन में (Signal Transduction): एटीपी सिग्नल ट्रांसडक्शन के विभिन्न चरणों में शामिल है, जो कोशिकाओं को उनके पर्यावरण (internal or external environment) से सिग्नल प्राप्त करने और प्रतिक्रिया (response) देने में सक्षम बनाता है। यह एंजाइमों को सक्रिय करने और कोशिका के भीतर प्रोटीन मूवमेंट को सुविधाजनक बनाने में भाग लेता है।
- डीएनए और आरएनए संश्लेषण में (DNA & RNA Synthesis): एटीपी डीएनए और आरएनए के संश्लेषण के लिए आवश्यक है, जो कोशिका वृद्धि और विभाजन (cell growth and cell division) में शामिल महत्वपूर्ण मॉलिक्यूल हैं।
एटीपी में एनर्जी कहा होती है?
एटीपी एक एडेनोसिन अणु से जुड़े तीन फॉस्फेट समूहों से बना है। जब एक फॉस्फेट समूह एटीपी से टूट जाता है, तो यह एडीपी-एडेनोसिन डिफॉस्फेट (ADP-adenosine diphosphate) बन जाता है, और इस प्रक्रिया में ऊर्जा निकलती है।
एडीपी को एटीपी में वापस रिचार्ज करने के लिए, कोशिकाएं क्रमशः भोजन या सूर्य के प्रकाश से ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए जीव के आधार पर सेलुलर श्वसन या प्रकाश संश्लेषण (cellular respiration or photosynthesis) से गुजरती हैं।
चूंकि एटीपी का कोशिकाओं में लगातार उपयोग और बनाया जाता है, इसलिए यह एक गतिशील और एनर्जी कैर्रीएर के रूप में कार्य करता है, जो जीवित जीवों के ज़िन्दा रहने और कामकाज के लिए आवश्यक विभिन्न कार्यों मेंमदद करता है।
अंत में-Conclusion
हमनें एटीपी (ATP) से सम्बंधित सभी पॉइंट को कवर करने का प्रयास किया है, और अंत में ज़रूरी सवालों को भी साझा किया है।
लेकिन फिर भी किसी भी प्रकार का कोई सुझाव या अपडेट और यदि कोई मिस्टेक आपको दिखाई देती है तो आप हमें ज़रूर बताएं।
हम आपके सुझाव को या किसी मिस्टेक, जोकि पोस्ट में यदि कहीं पर हुई है, तो उसे अपडेट करने की पूरी कोशिश करेंगे।
अपना बहुमूल्य समय देने के लिए आपका बहुत धन्यवाद।
आप की ऑनलाइन यात्रा मंगलमय हो।।