Students get through AP Inter 2nd Year Chemistry Important Questions 9th Lesson జీవాణువులు which are most likely to be asked in the exam.
AP Inter 2nd Year Chemistry Important Questions 9th Lesson జీవాణువులు
Very Short Answer Questions (అతిస్వల్ప సమాధాన ప్రశ్నలు)
ప్రశ్న 1.
కార్బోహైడ్రేట్లను నిర్వచించండి.
జవాబు:
కార్బన్ యొక్క హైడ్రేట్లను కార్బోహైడ్రేట్లు అంటారు. రసాయనికంగా కార్బోహైడ్రేట్లు పాలిహైడ్రాక్సి ఆల్డిహైడ్లు లేదా పాలి హైడ్రాక్సికీటోన్లు.
ఉదా : గ్లూకోజ్, సుక్రోజ్, సెల్యులోజ్, స్టార్చ్ మొ||నవి.
ప్రశ్న 2.
జలవిశ్లేషణ చర్య ఆధారంగా వివిధ రకాల కార్బోహైడ్రేట్లను వివరించండి. ఒక్కొక్క దానికి ఒక ఉదాహరణ ఇవ్వండి.
జవాబు:
జల విశ్లేషణలో ఏర్పడే ఉత్పన్నాల ఆధారంగా కార్బోహైడ్రేట్లను నాలుగు రకాలుగా వర్గీకరించవచ్చు.
అవి
1) మోనోశాఖరైడ్లు :
జల విశ్లేషణలో విచ్ఛిన్నం కాని కార్బోహైడ్రేట్లను మోనోశాఖరైడ్లు అంటారు.
ఉదా : గ్లూకోజ్, ఫ్రక్టోజ్.
2) ఓలిగో శాఖరైడ్లు :
జలవిశ్లేషణలో 2-10 వరకు మోనోశాఖరైడ్లను ఏర్పరిచే కార్బోహైడ్రేట్ లను ఓలిగో శాఖరైడ్లు అంటారు.
ఉదా : సుక్రోజ్, మాల్టోజ్.
3) పాలి శాఖరైడ్లు :
జలవిశ్లేషణలో అధిక సంఖ్యలో మోనోశాఖరైడ్లను ఏర్పరిచే కార్బోహైడ్రేట్లను పాలిశాఖరైడ్లు అంటారు.
ఉదా: స్టార్చ్. సెల్యులోజ్.
ప్రశ్న 3.
చక్కెరలను క్షయకరణ, క్షయకరణం చేయని చక్కెరలుగా ఎందుకు విభజిస్తారు?
జవాబు:
క్షయకరణ చక్కెరలు :
స్వేచ్ఛాస్థితిలో ఆల్డిహైడ్ మరియు కీటోన్ గ్రూపులు కల్గి వుండడం మరియు ఫెయిలింగ్ ద్రావణాన్ని కాని, టోలెన్స్ కారకాన్ని కాని క్షయకరణం చేయగల కార్బోహైడ్రేట్లు లేదా చక్కెరలను ‘క్షయకరణ చక్కెరలు’ అని అంటారు.
ఉదా: అన్నిమోనోశాఖరైడ్లు, మాల్టోజ్ మరియు లాక్టోజ్.
క్షయకరణం చేయని చక్కెరలు :
స్వేచ్ఛాస్థితిలో ఆల్డిహైడ్ మరియు కీటోన్ గ్రూపులు కల్గి వుండకుండా మరియు ఫెయిలింగ్ ద్రావణాన్ని కాని, టోలెన్స్ కారకాన్ని కాని క్షయకరణం చేయలేని కార్బోహైడ్రేట్లు లేదా చక్కెరలను ‘క్షయకరణం చేయని చక్కెరలు’ అంటారు.
ఉదా : సుక్రోజ్.
ప్రశ్న 4.
(ఎ) ఆర్థోపెంటోజ్ (బి) కీటో హెప్టోజ్ పేర్లను బట్టి మీకు ఏమి అర్థమవుతుంది?
జవాబు:
(ఎ) ఆల్డో పెంటోజ్ :
ఇది 5 కార్బన్లు మరియు ఆల్డిహైడ్ ప్రమేయ సమూహం ఉన్న ఒక మోనోశాఖరైడ్.
(బి) కీటో హెప్టోజ్ :
ఇది 7 కార్బన్లు మరియు కీటోన్ ప్రమేయ సమూహం ఉన్న ఒక మోనోశాఖరైడ్.
ప్రశ్న 5.
గ్లూకోజ్ తయారీకి రెండు పద్ధతులను రాయండి.
జవాబు:
1) సుక్రోజ్ నుంచి :
సుక్రోజ్న ఆల్కహాల్ ద్రావణంలో తీసుకొని సజల హైడ్రోక్లోరికామ్లం (dil.HCl) లేదా సజల సల్ఫ్యూరికామ్లంతో (dil.H2SO4) మరిగిస్తే గ్లూకోజ్, ఫ్రక్టోజ్లు సమాన పరిమాణాల్లో వస్తాయి.
2) స్టార్చ్ నుంచి :
స్టారిని విలీన సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లంతో 393 K వద్ద 2-3 అట్మాస్ఫియర్ల పీడనంతో జలవిశ్లేషణ చేస్తే గ్లూకోజ్ వస్తుంది.
ప్రశ్న 6.
గ్లూకోజ్ బ్రోమిన్ జలంతో చర్య జరిపి గ్లూకోనిక్ ఆమ్లం ఇస్తుంది. దీనివల్ల గ్లూకోజ్ నిర్మాణం గురించి మనకు ఏమి తెలుస్తుంది.
జవాబు:
బ్రోమిన్ జలం లాంటి బలహీనమయిన ఆక్సీకరణి సైతం ఆరు కార్బన్లున్న మోనోకార్బాక్సిలిక్ ఆమ్లంగా గ్లూకోజు ఆక్సీకరణం చేస్తుంది. ఈ చర్య వల్ల గ్లూకోజ్ అణువులో ఆల్డిహైడ్ (-CHO) ప్రమేయ సమూహం ఉన్నట్లు తెలుస్తుంది.
ప్రశ్న 7.
గ్లూకోజ్, గ్లూకోనిక్ ఆమ్లం రెండూ నైట్రికామ్లంతో చర్య జరిపి సకారిక్ ఆమ్లాన్ని ఇస్తాయి. ఈ చర్యతో గ్లూకోజ్ నిర్మాణం గురించి ఏమి అర్థమవుతుంది.
జవాబు:
గ్లూకోజ్, గ్లూకోనిక్ ఆమ్లాలు రెండూ నైట్రికామ్లంతో ఆక్సీకరణం చెంది శకారిక్ ఆమ్లం అనే ఒక డై కార్బాక్సిలికామ్లాన్ని ఇస్తాయి. సకారిక్ ఆమ్లంలోని కార్బన్ పరమాణువుల సంఖ్య గ్లూకోజ్లోని కార్బన్ పరమాణువుల సంఖ్యతో సమానం. ఈ చర్య వల్ల గ్లూకోజ్ అణువులో CHO తో పాటు CH2OH గ్రూపు కూడా ఉన్నట్లు తెలుస్తుంది.
ప్రశ్న 8.
గ్లూకోజ్ ఎసిటిక్ ఎనైడ్రైడ్తో చర్య జరిపి పెంటా ఎసిటేట్ ఉత్పనాన్ని ఇస్తుంది. ఈ చర్య ద్వారా గ్లూకోజ్ నిర్మాణం గురించి మనకు ఏమి అర్థమవుతుంది?
జవాబు:
గ్లూకోజు ఎసిటిక్ ఎనైడ్రైడ్ ఎసిటైలీకరణం చేస్తే స్థిరమైన గ్లూకోజ్ పెంటా ఎసిటేట్ను ఇస్తుంది. దీంతో గ్లూకోజ్ అణువులో 5 ‘OH’గ్రూపులు ఉన్నట్లు, అవి వేరువేరుగా 5 కార్బన్ల మీద ఉన్నట్లు అర్థమవుతుంది.
ప్రశ్న 9.
గ్లూకోజ్ అణువుకు వివృత శృంఖల నిర్మాణం లేదు అని అర్థం చేసుకోవడానికి ఉపయోగపడే రెండు కారణాలు చెప్పండి.
జవాబు:
- గ్లూకోజ్ అణువులో ఆల్డిహైడ్ గ్రూపు ఉన్నప్పటికీ స్కిఫ్ పరీక్షగాని, సోడియం హైడ్రోజన్ సల్ఫైట్ (NaHSO3)తో సంకలిత పదార్థం గానీ ఇవ్వదు.
- గ్లూకోజ్ పెంటా ఎసిటేట్ హైడ్రాక్సిల్ ఎమన్తో చర్య జరుపదు. దీని వల్ల స్వేచ్ఛా ‘-CHO’ సమూహం లేదని తెలుస్తుంది.
ప్రశ్న 10.
D-గ్లూకోజ్ అంటే ధ్రువణ భ్రమణం కుడివైపు చూపే గ్లూకోజ్ అని అర్థం. ఇది నిజమా, కాదా? ఎందుకు?
జవాబు:
ఇది నిజం కాదు. పేరుకు ముందున్న ‘D’ అక్షరం గ్లూకోజ్ సాపేక్ష విన్యాసానికి సంబంధించినది. గ్లూకోజ్ అణువులో పూర్తిగా కింద వున్న CH2OH, పైన ఉన్న అసౌష్ఠవ కార్బన్కు ‘H’ ఎడమవైపు ఉంది. కాబట్టి గ్లిసరాల్డిహైడ్తో పోల్చి గ్లూకోజ్ పేరుకు ముందు D-సంకేతం ఇచ్చారు. అంతేకాని ‘D’ అక్షరానికి ధ్రువణ భ్రమణంతో ఎటువంటి సంబంధం ఉండదు.
ప్రశ్న 11.
ఏనోమర్లు అంటే ఏమిటి?
జవాబు:
రెండు వలయ శృంఖల హెమి ఎసిటాల్ నిర్మాణాలకు కేవలం C-1 వద్ద మాత్రమే విన్యాసంలో (H, OH ల అమరిక), మార్పు ఉంటుంది. ఇటువంటి సదృశకాలను ‘ఏనోమర్లు’ అంటారు.
ఉదా : α-D గ్లూకోజ్ మరియు β-D గ్లూకోజ్.
ప్రశ్న 12.
D-గ్లూకోజ్ వలయ నిర్మాణాలు రాసి వాటి పేర్లు రాయండి.
జవాబు:
ప్రశ్న 13.
ఫ్రక్టోజ్ వలయ, వివృత శృంఖల నిర్మాణాలు రాయండి.
జవాబు:
ప్రశ్న 14.
విలోమ చక్కెరలు అంటే ఏమిటి?
జవాబు:
సుక్రోజ్ దక్షిణావర్తక సమ్మేళనం. HCl సమక్షంలో జలవిశ్లేషణ తర్వాత దక్షిణావర్తక గ్లూకోజ్ (D(+) glucose) మరియు వామావర్తక ఫ్రక్టోజ్ (D(-) Fructose) ఏర్పడతాయి. సుక్రోజ్ జలవిశ్లేషణ వల్ల ధ్రువణ భ్రమణత గుర్తు కుడి(+) నుంచి ఎడమ (-)కు మారడం వల్ల ఉత్పన్నాన్ని ‘విలోమ చక్కెర’ (invert sugar) అంటారు.
ప్రశ్న 15.
ఎమినో ఆమ్లాలు అంటే ఏమిటి? రెండు ఉదాహరణలు ఇవ్వండి. [AP 20]
జవాబు:
ఎమినో (−NH2) గ్రూపు మరియు కార్బాక్సిలిక్ ఆమ్ల (COOH) గ్రూపు రెండింటి కర్బన సమ్మేళనాలను ఎమినో ఆమ్లాలు అంటారు.
ప్రశ్న 16.
ఎలనైన్, ఆస్పార్టిక్ ఆమ్లాల నిర్మాణాలు వ్రాయండి.
జవాబు:
ప్రశ్న 17.
ఆవశ్యక ఎమినో ఆమ్లాలంటే ఏమిటి? అనావశ్యక ఎమినో ఆమ్లాలకు రెండు ఉదాహరణలివ్వండి. [IPE’14]
జవాబు:
ఆవశ్యక ఎమినో ఆమ్లాలు :
మానవ శరీరంలో ఉత్పన్నం కాని మరియు ఆహారం ద్వారా అందించవలసిన ఎమినో ఆమ్లాలను ఆవశ్యక ఎమినో ఆమ్లాలు అంటారు.
ఉదా : వెలైన్, లూసిన్, ఐసోటాసిన్, లైసిన్. [TS-16]
అనావశ్యక ఎమినో ఆమ్లాలు :
మానవ శరీరంలో ఉత్పన్నమయ్యే ఎమినో ఆమ్లాలను అనావశ్యక ఎమినో ఆమ్లాలు అంటారు. ఉదా : గ్లైసిన్, ఎలనైన్, గ్లూటామిక్ ఆమ్లం.
ప్రశ్న 18.
జ్విట్టర్ అయాన్ అంటే ఏమిటి? ఉదాహరణలు ఇవ్వండి. [AP 15]
జవాబు:
ఎమినో ఆమ్లంలో ఆమ్ల ప్రమేయ సమూహం (-COOH) మరియు క్షార ప్రమేయ సమూహం (-NH2) రెండూ వుంటాయి. జల ద్రావణాల్లో కార్బాక్సిలిక్ ఆమ్ల గ్రూపు (-COOH) ప్రోటాన్ న్ను (H+)దానం చేయగలిగితే, ఎమీన్ గ్రూపు (−NH2) ప్రోటాను స్వీకరిస్తుంది. ఈ విధంగా అణువు డైపోలార్ అయాన్గా ఉంటుంది. ఈ డైపోలార్ అయాన్నే జ్విట్టర్ అయాన్ (Zwitter ion) అంటారు. ఇవి ధన, రుణ విద్యుదావేశాల అయాన్లున్న తటస్థ కణం.
ప్రశ్న 19.
ప్రోటీన్లు అంటే ఏమిటి? ఉదాహరణలు ఇవ్వండి.
జవాబు:
వంద ఎమినో ఆమ్లాల అణువుల కంటే ఎక్కువ అణువులతో ఏర్పడిన పాలిపెప్టైడ్ను ప్రోటీన్ అంటారు. ప్రోటీన్ క్కు అణుభారం 10,000ల కంటే ఎక్కువ ఉంటుంది.
ఉదా : కెరోటిన్ (వెంట్రుకలు, పట్టు, ఉన్నిలో ఉంటాయి.)
ప్రశ్న 20.
నార (fibrous) ప్రోటీన్లు అంటే ఏమిటి? ఉదాహరణలు ఇవ్వండి.
జవాబు:
ప్రోటీన్ పాలిపెప్టైడ్ శృంఖలాలు ఒకదానికొకటి సమాంతరంగా పోతూ ఈ సమాంతర శృంఖలాల మధ్య హైడ్రోజన్ బంధాలు, డై సల్ఫైడ్ బంధాలు ఉండటం వల్ల బండిళ్ళుగా ఏర్పడతాయి. వీటిని నార ప్రోటీన్లు అని అంటారు.
ఉదా : కెరోటిన్
ప్రశ్న 21.
గోళాభ (Globular) ప్రోటీన్లు అంటే ఏమిటి? ఉదాహరణలు ఇవ్వండి.
జవాబు:
పాలిపెప్టైడ్ శృంఖలాలు ఉండ చుట్టుకొని (coil around) గోళాకృతి నిర్మాణాలున్న ప్రోటీన్లను అంటే గోళాభ ప్రోటీన్లను ఇస్తాయి.
ఉదా: ఇన్సులిన్.
ప్రశ్న 22.
పెప్టైడ్ బంధం ఆధారంగా ప్రోటీన్లను ఏ విధంగా వర్గీకరిస్తారు?
జవాబు:
పెప్టైడ్ బంధం ఆధారంగా ప్రోటీన్లను 2 రకాలుగా వర్గీకరిస్తారు.
(i) పోగు (నార) ప్రోటీన్లు (Fibrous proteins)
(ii) గోళాభ ప్రోటీన్లు ( Globular proteins.)
ప్రశ్న 23.
న్యూక్లియిక్ ఆమ్లం అనుఘటకాలు ఏమిటి?
జవాబు:
న్యూక్లియిక్ ఆమ్లం అనుఘటకాలు:
a) ఒక పెంటోజ్ చక్కెర
b) ఫాస్ఫారిక్ ఆమ్లం
c) నైట్రోజన్ పరమాణువులున్న విజాతి వలయ క్షారాలు (ప్యూరిన్ లేదా పిరిమిడిన్)
ప్రశ్న 24.
మూడు రకాల RNA ల పేర్లు రాయండి.
జవాబు:
RNA అణువులు 3 రకాలు:
a) మెసెంజర్- RNA (m-RNA)
b) రైబోజోమర్- RNA (r-RNA) మరియు
c) ట్రాన్పర్- RNA (t-RNA)
ప్రశ్న 25.
న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాల జీవ సంబంధ పనులను రాయండి.
జవాబు:
- జన్యువంశ పరంపరానుగతంగా వచ్చే లక్షణాలను తెలుసుకోవడానికి ఉపయోగపడే రసాయన ఆధారం DNA.
- మిలియన్ల సంవత్సరాల నుంచి అనేక జీవ జాతులు విడివిడిగా వాటి అస్థిత్వాన్ని నిలుపుకోవడానికి ఒకే ఒక కారణం వాటి DNA.
- కణాల విభజన జరిగేటప్పుడు వాటిలోని DNA అణువులు స్వయంగా ఒకే రకమైన రెండు పాయలుగా విడిపోయి రెండు డాటర్ కణాల్లో పంపబడతాయి.
- జీవ కణాల్లో ప్రోటీన్ల తయారీకి న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాలు పనిచేస్తాయి.
ప్రశ్న 26.
రక్తం గడ్డకట్టడానికి అవసరమయిన విటమిన్ ఏది?
జవాబు:
విటమిన్ ‘K’
ప్రశ్న 27.
మోనోశాఖరైడ్లు అంటే ఏమిటి?
జవాబు:
జలవిశ్లేషణలో విచ్ఛిన్నం కాని కార్బోహైడ్రేట్లను మోనోశాఖరైడ్లు అంటారు.
ఉదా: గ్లూకోస్, ఫ్రక్టోజ్, రైబోజ్ మొ||నవి.
ప్రశ్న 28.
క్షయకరణ చక్కెరలంటే ఏవి?
జవాబు:
ఫెయిలింగ్ ద్రావణాన్ని కాని, టోలెన్స్ కారకాన్ని కాని క్షయకరణం చేయగల కార్బోహైడ్రేట్లు లేదా చక్కెరలను క్షయకరణ చక్కెరలని అంటారు.
ఉదా: అన్ని మోనోశాఖరైడ్లు (అవి ఆల్టోజైనా, కొటోజైనా)
ప్రశ్న 29.
మొక్కలలో కార్బోహైడ్రేట్ల రెండు పనులను రాయండి.
జవాబు:
- మొక్కల కణాల కణకుడ్యాల/కవచాల (Cell walls) నిర్మాణంలో ప్రధాన అనుఘటకం ‘సెల్యులోజ్’. (ఒక పాలిశాఖరైడ్)
- మొక్కల్లో ప్రధానంగా నిల్వ ఉండే పాలిశాఖరైడ్ ‘స్టార్చ్’.
ప్రశ్న 30.
కింది వాటిని మోనోశాకరైడ్లు, డైశాకరైడ్లుగా విభజించండి.
(ఎ) రైబోజ్
(బి) 2-డీ ఆక్సీరైబోజ్
(సి) మాల్టోజ్
(డి) ఫ్రక్టోజ్
జవాబు:
(ఎ) రైబోజ్ – మోనోశాఖరైడ్
(బి) 2-డీ ఆక్సీరైబోజ్-మోనోశాఖరైడ్
(సి) మాల్టోజ్-డైశాఖరైడ్
(డి) ఫ్రక్టోజ్- మోనోశాఖరైడ్
ప్రశ్న 31.
గ్లైకోసైడిక్ బంధం అంటే ఏమిటో తెల్పండి.
జవాబు:
రెండు మోనోశాఖరైడ్ అణువులు ఒకదానితో ఒకటి కలిసి ఒక నీటి అణువును కోల్పోయి వాటి అణువుల మధ్య ఒక ఆక్సైడ్ బంధాన్ని ఏర్పరచుకొని డైశాఖరైడ్ అణువును ఇస్తాయి. రెండు మోనోశాఖరైడ్ అణువుల మధ్య ఏర్పడిన ఈ ఆక్సైడ్ బంధాన్నే “గ్లైకోసైడిక్ బంధం” అంటారు. డైశాఖరైడ్లు మరియు పాలిశాఖరైడ్లు ఈ బంధాన్ని ఏర్పరుస్తాయి.
ఉదా : సుక్రోజ్ అణువులో గ్లైకోసైడిక్ బంధం ఈ క్రింది విధంగా చూపబడింది.
ప్రశ్న 32.
గ్లైకోజన్ అంటే ఏమిటి? ఇది స్టార్చ్ కంటే ఏ విధంగా భిన్నమైనది?
జవాబు:
జంతువుల శరీరాల్లో కార్బోహైడ్రేట్లు గ్లైకోజన్లుగా నిల్వ ఉంటాయి. దీనికి ‘జంతు స్టార్చ్’ అని కూడా పేరు. దీనికి కారణం దీని నిర్మాణం స్టార్స్లోని ఎమైలో పెక్టిన్ను పోలి ఉండి అధిక శాఖాయుత శృంఖలాలు ఉండటమే. ఇది ముఖ్యంగా కాలేయం, మెదడు, కండరాలలో ఉంటుంది. మన శరీరానికి గ్లూకోజ్ అవసరమయినప్పుడు సంబంధిత ఎంజైమ్లు గ్లైకోజన్ అణువులను గ్లూకోజ్ అణువులుగా మారుస్తాయి. గ్లైకోజన్ ఈస్ట్, ఫంగస్లలో కూడా ఉంటుంది.
మొక్కల్లో ప్రధానంగా నిల్వ ఉండేది పాలిశాఖరైడ్ స్టార్చ్. దీనిలో ఎమైలోస్, ఎమైలో పెక్టిన్ అనే రెండు అనుఘటకాలు ఉంటాయి. స్టార్చ్లో 15-20% వరకు ఎమైలోస్ ఉంటుంది. ఇది నీటిలో కరుగుతుంది. ఎమైలో పెక్టిన్ నీటిలో కరగదు. ఇది స్టార్స్లో 80-85% ఉంటుంది.
ప్రశ్న 33.
(ఎ) సుక్రోజ్ (బి) లాక్టోజ్లను జలవిశ్లేషణ చేస్తే వచ్చే ఉత్పన్నాలు ఏమిటి?
జవాబు:
సుక్రోజ్్న జలవిశ్లేషణం చేస్తే D-(+)- గ్లూకోజ్, D-(-) – ఫ్రక్టోజ్లు ఉన్న సమమోలార్ మిశ్రమం ఇస్తుంది. లాక్టోజ్ని జలవిశ్లేషణం చేస్తే B-D- గాలక్టోజ్, B-D- గ్లూకోజ్లను ఇస్తుంది.
ప్రశ్న 34.
స్టార్కి సెల్యులోజ్కు నిర్మాణాత్మక భేదం తెల్పండి.
జవాబు:
స్టార్చ్ లో ఎమైలోస్, ఎమైలో పెక్టిన్ అనే రెండు అనుఘటకాలు ఉంటాయి. ఎమైలోస్ α-D- గ్లూకోజ్ యూనిట్లు యొక్క రేఖీయ పాలిమర్. α-D- గ్లూకోజ్ యూనిట్లు C-1 నుంచి C-4 కు గ్లైకోసైడిక్ బంధాలతో ఉంటాయి. సెల్యులోజ్ β-D- గ్లూకోజ్ యూనిట్లు యొక్క రేఖీయ పాలిమర్. దీనిలో ఒక గ్లూకోజ్ యూనిట్ C-1 కు తరువాత గ్లూకోజ్ యూనిట్ C-4 కు మధ్య గ్లైకోసైడిక్ బంధాలు ఉంటాయి.
ఎమైలోస్లో ఒక గ్లూకోజ్ యూనిట్ C-1 కు, వేరొక గ్లూకోజ్ యూనిట్ C-4 కు మధ్య α- గ్లైకోసైడిక్ బంధం వుంటుంది. కానీ సెల్యులోస్లో ఒక గ్లూకోజ్ యూనిట్ C-1 కు, వేరొక గ్లూకోజ్ యూనిట్ C-4 కు మధ్య β- గ్లైకోసైడిక్ బంధం వుంటుంది.
ప్రశ్న 35.
D-గ్లూకోజ్ను (i) HI (ii) బ్రోమిన్ జలం (iii) HNO3 లతో చర్య జరిపితే ఏమి జరుగుతుంది? [AP 22]
జవాబు:
(i) HI తో ఎక్కువ సేపు వేడిచేస్తే గ్లూకోజ్ ‘n-హెక్సేన్’ను ఏర్పరుస్తుంది.
(ii) బ్రోమిన్ జలం గ్లూకోజ్న ‘గ్లూకోనిక్ ఆమ్లం’ గా ఆక్సీకరణం చేస్తుంది.
(iii) HNO3 గ్లూకోజ్న ‘శకారిక్ ఆమ్లం’గా ఆక్సీకరణం చేస్తుంది.
ప్రశ్న 36.
సరళశృంఖల నిర్మాణంతో వివరించలేని గ్లూకోజ్ చర్యలు రాయండి.
జవాబు:
- గ్లూకోజ్ అణువులో ఆల్డిహైడ్ గ్రూపు ఉన్నప్పటికీ స్కిఫ్ పరీక్ష గాని, సోడియమ్ హైడ్రోజన్ సల్ఫైట్ (NaHSO3)తో సంకలిత పదార్థంగానీ ఇవ్వదు.
- గ్లూకోజ్ పెంటా ఎసిటేట్ హైడ్రాక్సిల్ ఎమీన్తో చర్య జరుపదు.
- α మరియు β మిథైల్ గ్లైకోసైడ్లను గ్లూకోజు ఇచ్చిన వివృతశృంఖల నిర్మాణంతో వివరించలేం.
ప్రశ్న 37.
ఆవశ్యక, అనావశ్యక ఎమినో ఆమ్లాలు ఏవి? ఒక్కొక్క దానికి ఒక ఉదాహరణ ఇవ్వండి. [TS 22]
జవాబు:
ఆవశ్యక ఎమినో ఆమ్లాలు :
మానవ శరీరంలో ఉత్పన్నం కాని మరియు ఆహారం ద్వారా అందించవలసిన ఎమినో ఆమ్లాలను ఆవశ్యక ఎమినో ఆమ్లాలు అంటారు.
ఉదా : వెలైన్, లూసిన్, ఐసోటాసిన్, లైసిన్.
అనావశ్యక ఎమినో ఆమ్లాలు :
మానవ శరీరంలో ఉత్పన్నమయ్యే ఎమినో ఆమ్లాలను అనావశ్యక ఎమినో ఆమ్లాలు అంటారు.
ఉదా : గ్లైసిన్, ఎలనైన్, గ్లూటామిక్ ఆమ్లం.
ప్రశ్న 38.
ప్రోటీన్లకు సంబంధించి కింది వాటిని వివరించండి.
(ఎ) పెప్టైడ్ బంధం (బి) ప్రాథమిక నిర్మాణం (సి) స్వభావ వికలత [TS 22]
జవాబు:
(ఎ) పెప్టైడ్ బంధం :
ఎమైడ్ గ్రూపు’-NH2‘, ‘-COOH’ గ్రూపుల మధ్య చర్య జరగడం వల్ల పెప్టైడ్ బంధం ఏర్పడుతుంది. ఈ రెండూ బంధం ఏర్పరచినపుడు ఒక H2O అణువు విడుదలవుతుంది.
(బి) ప్రాథమిక నిర్మాణం :
ప్రతి పాలిపెప్టైడ్ శృంఖలంలో ఎమినో ఆమ్లాల కలయిక ఒక క్రమరీతిలో ఉంటుంది. ఈ క్రమపద్ధతిలో ఎమినో ఆమ్లాల కలయిక వల్ల ఏర్పడ్డ పాలిపెప్టైడ్ శృంఖల నిర్మాణమే ప్రోటీన్లకు ప్రాథమిక నిర్మాణాన్ని ఇస్తుంది. ఈ ప్రాథమిక లేదా ప్రైమరీ నిర్మాణంలో ఏ మాత్రం మార్పు వచ్చినా దాన్ని వేరే ప్రోటీన్గా పరిగణిస్తారు.
(సి) స్వభావ వికలత :
సహజస్థితిలో ఉన్న ప్రోటీన్ ను ఉష్ణోగ్రత మార్పులాంటి భౌతిక చర్యలకు గురిచేసినా, pH మార్పులాంటి రసాయనిక చర్యలకు గురిచేసినా వాటి నిర్మాణాల్లోని హైడ్రోజన్ బంధాలు వీడిపోవచ్చు. దీని వల్ల హెలిక్స్ నిర్మాణంలోని పాలీపెప్టైడ్లు ఆ నిర్మాణాన్ని కోల్పోవచ్చు. అదే విధంగా గోళాభ నిర్మాణంలోని మడతలు విడిపోవచ్చు. ఇలా జరిగితే ప్రోటీన్ లు జీవచర్యాశీలతను కోల్పోతాయి. ఆ విధంగా జీవ చర్యాశీలతను కోల్పోవడాన్ని ప్రోటీన్ స్వభావ వికలత లేదా ప్రోటీన్ ‘డీనాచురేషన్’ అంటారు. స్వభావ వికలత జరిగినపుడు ప్రోటీన్లు ద్వితీయ,తృతీయ (2°,3°) నిర్మాణాలు కోల్పోతాయి. కాని వాటి ప్రథమ నిర్మాణాలు (1)ఏ మాత్రం ప్రభావితం కావు. ఉదా: కోడిగుడ్డును-నీటిలో వేసి మరిగించినప్పుడు దానిలోని తెలుపుభాగం స్కందనం చెందడం, పాలను పెరుగుగా మార్చడం మొ||నవి.
ప్రశ్న 39.
ప్రోటీన్ల సాధారణ సెకండరీ నిర్మాణాలు రాయండి.
జవాబు:
ప్రోటీన్ల సెకండరీ లేదా ద్వితీయ నిర్మాణాలు పొడవాటి పాలిపెప్టైడ్ శృంఖలాలు ఏ ఆకృతిలో ఉంటాయి అనేది తెలియజేస్తాయి. ఇవి రెండు విధాలైన నిర్మాణాలతో ఉంటాయి.
i) α-హెలిక్స్ :
పాలిపెప్టైడ్ శృంఖలం వెన్ను ఒక క్రమ పద్ధతిలో మడత కలవడం వల్ల ఈ నిర్మాణాలు వస్తాయి. ఈ మడతలకు కారణం పెప్టైడ్ బంధాల్లోని >C=0, >NH గ్రూపుల మధ్య హైడ్రోజన్ బంధాలు ఏర్పడటమే. పాలిపెప్టైడ్ శృంఖలం ఒక కుడి చేతి వాటం గల మరమేకును పోలిన విధంగా వీలైనన్ని హైడ్రోజన్ బంధాలతో వంపులు తిరుగుతూ α-హెలిక్స్ నిర్మాణం ఇస్తుంది. ఇందులో ప్రతి ఎమినో గ్రూపు అవశేషం NH గ్రూపు హెలిక్స్లోని ఏకాంతర వంపులోని >C=0తో హైడ్రోజన్ బంధం ఏర్పరుస్తుంది.
ii) β-మడత నిర్మాణం :
β మడత నిర్మాణంలో పెప్టైడ్ శృంఖలాలన్నీ సాధ్యమైనంత అధికంగా సాగి ఒకదాని పక్కగా ఒకటి అమరినప్పుడు శృంఖలాల మధ్య అంతరణు హైడ్రోజన్ బంధాలు ఏర్పడతాయి. ఈ నిర్మాణం ఒక క్రమ పద్ధతిలో మడిచి వేలాడదీసిన వస్త్రపు మడతల్ని పోలి ఉండటం వల్ల దీనిని β- ప్లీటెడ్ షీట్ నిర్మాణం అంటారు.
ప్రశ్న 40.
ప్రోటీన్ల α -హెలిక్స్ నిర్మాణాన్ని స్థిరపరచే బంధాలేమిటి?
జవాబు:
ప్రోటీన్ల α-హెలిక్స్ నిర్మాణాన్ని “పెప్టైడ్ బంధాల్లోని >C=0, >NH గ్రూపుల మధ్య హైడ్రోజన్ బంధాలు ఏర్పడం వల్ల” α-హెలిక్స్ నిర్మాణాన్ని స్థిరపరుస్తాయి.
ప్రశ్న 41.
గోళాభ, నార ప్రోటీన్ల మధ్య బేధాలు ఇవ్వండి. [AP 20]
జవాబు:
గోళాల ప్రోటీన్లు | నార(పోగు) ప్రోటీన్లు |
1) పాలిపెప్టైడ్ శృంఖలాలు ఉండచుట్టుకోని గోళాకృతి నిర్మాణం కల్గి ఉంటాయి. | 1) పాలిపెప్టైడ్ శృంఖలాలు ఒకదానికొకటి సమాంతరంగా పోతూ ఉంటాయి. |
2) ఇవి గోళాకృతిని కల్గి ఉంటాయి. | 2) ఇవి నూలు దారాలు వలె ఉంటాయి. |
3) నీటిలో కరుగుతాయి. | 3) నీటిలో కరుగవు. |
4) ఉదా : ఇన్సులిన్, ఆల్బుమిన్లు | 4) ఉదా : కెరోటిన్, మియోసిన్ |
ప్రశ్న 42.
ఎమినో ఆమ్లాల ద్వి స్వభావ లక్షణానికి కారణం ఇవ్వండి.
జవాబు:
ఎమినో ఆమ్లంలో ఆమ్ల ప్రమేయ సమూహం (COOH) మరియు క్షార ప్రమేయ సమూహం (-NH2) రెండూ వుంటాయి. జల ద్రావణాల్లో కార్బాక్సిలిక్ ఆమ్ల గ్రూపు (-COOH) ప్రోటాను (H+) దానం చేయగలిగితే, ఎమీన్ గ్రూపు(-NH2) ప్రోటాన్ న్ను స్వీకరిస్తుంది. ఈ విధంగా అణువు డై పోలార్ అయాన్గా ఉంటుంది. ఈ డైపోలార్ అయాన్నే జ్విట్టర్ అయాన్ అంటారు. జ్విట్టర్ అయాన్ రూపంలో ఎమినో ఆమ్లాలకి ఆమ్ల, క్షార ద్విస్వభావ లక్షణం ఉంటుంది.
ప్రశ్న 43.
విటమిన్ A, C విటమిన్ లు మనకు అత్యావశ్యకాలు. ఎందువల్ల? వాటి ముఖ్యమైన మూల పదార్థాలను రాయండి.
జవాబు:
జీవరాశులు ఆరోగ్యంగా ఉండడానికి అల్ప పరిమాణంలో అవసరమయ్యే కర్బన సమ్మేళనాలను ‘విటమిన్’లు అంటారు.
ప్రశ్న 44.
న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాలంటే ఏమిటి? వాటి రెండు ముఖ్యమయిన పనులు రాయండి. [AP, TS 22]
జవాబు:
న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాలు పొడవైన శృంఖలాలు గల జీవ బృహదణువులు. ఇవి న్యూక్లియోటైడ్లు, పాలిఫాస్ఫేట్ ఎస్టర్ బంధాలతో బంధించి ఉంటాయి. న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాలలోని 2 ప్రధాన వర్గాలు.
- రైబో న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాలు RNA
- డీ ఆక్సీరైబో న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాలు DNA
ముఖ్యమైన పనులు :
- జన్యువంశ పరంపరానుగతంగా వచ్చే లక్షణాలను తెలుసుకోవడానికి ఉపయోగపడే రసాయన ఆధారం DNA.
- జీవకణాల్లో ప్రోటీన్ల తయారీకి న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాలు పనిచేస్తాయి. జీవకణంలో ప్రోటీన్ల సంశ్లేషణ చేసేది RNA, ప్రోటీన్ సంశ్లేషణ చేయడానికి కావలసిన వివరణ DNA లో ఉంటుంది.
ప్రశ్న 45.
న్యూక్లియోసైడ్, న్యూక్లియోటైడ్ మధ్య బేధం ఇవ్వండి.
జవాబు:
న్యూక్లియోసైడ్ | న్యూక్లియోటైడ్ |
1) ఇది క్షారము మరియు చక్కెరల సమ్మేళనం. | 1) ఇది న్యూక్లియోసైడ్ మరియు ఫాస్ఫారికామ్లంల సమ్మేళనం |
2) ఉదాహరణలు: a) ఎడినైన్+రైబోజ్=ఎడినోసిన్ b) గ్వానైన్ +రైబోజ్గ్వానోసిన్ c) సైటోసిన్+రైబోజ్=సైటిడిన్ d) థైమిన్+డి ఆక్సిరైబోజ్=డి ఆక్సి థైమిడిన్ |
2) ఉదాహరణలు: a) ఎడినోసిన్ +ఫాస్ఫారిక్ ఆమ్లం=ఎడినైలిక్ ఆమ్లం b) గ్వానోసిన్ +ఫాస్ఫారిక్ ఆమ్లం=గ్వానైలిక్ ఆమ్లం c) సైటిడిన్ +ఫాస్ఫారిక్ ఆమ్లం=సైటిడిలిక్ ఆమ్లం d) యురిడిన్ +ఫాస్ఫారిక్ ఆమ్లం=యురిడైలిక్ ఆమ్లం |
Short Answer Questions (స్వల్ప సమాధాన ప్రశ్నలు)
ప్రశ్న 1.
కార్బోహైడ్రేట్లను వాటి (ఎ) రుచి (బి) జలవిశ్లేషణ (సి) ప్రమేయ సమూహాల ద్వారా ఎలా విభజిస్తారు?
జవాబు:
(ఎ) తియ్యగా ఉండి, నీటిలో కరిగే స్ఫటిక కార్బోహైడ్రేట్లను ‘చక్కెరలు’ అంటారు.
ఉదా: గ్లూకోజ్, ఫ్రక్టోజ్, సుక్రోజ్ మొ||నవి. తియ్యగాలేని, నీటిలో కరగని అస్ఫటిక కార్బోహైడ్రేట్లను ‘చక్కెర కాని పదార్థాలు’ అంటారు.
ఉదా : స్టార్చ్, సెల్యులోజ్ మొ||నవి.
(బి) జల విశ్లేషణలో ఏర్పడే ఉత్పన్నాల ఆధారంగా కార్బోహైడ్రేట్లను నాలుగు రకాలుగా వర్గీకరించవచ్చు.
అవి
1) మోనోశాఖరైడ్లు :
జల విశ్లేషణలో విచ్ఛిన్నం కాని కార్బోహైడ్రేట్లను మోనోశాఖరైడ్లు అంటారు.
ఉదా : గ్లూకోజ్, ఫ్రక్టోజ్.
2) ఓలిగో శాఖరైడ్లు :
జలవిశ్లేషణలో 2-10 వరకు మోనోశాఖరైడ్లను ఏర్పరిచే కార్బోహైడ్రేట్ లను ఓలిగో శాఖరైడ్లు అంటారు.
ఉదా : సుక్రోజ్, మాల్టోజ్.
3) పాలి శాఖరైడ్లు :
జలవిశ్లేషణలో అధిక సంఖ్యలో మోనోశాఖరైడ్లను ఏర్పరిచే కార్బోహైడ్రేట్లను పాలిశాఖరైడ్లు అంటారు.
ఉదా: స్టార్చ్. సెల్యులోజ్.
(సి) ప్రమేయ సమూహం ఆల్డిహైడ్ గ్రూపు (-CHO) అయితే, ఆ కార్బోహైడ్రేట్ను ఆల్డోస్ అంటారు.
ఉదా : గ్లూకోజ్
ప్రమేయ సమూహం కీటోగ్రూపు (C=O) అయితే ఆ కార్బోహైడ్రేట్ను కీటోస్ అంటారు.
ప్రశ్న 2.
గ్లూకోజ్ నిర్మాణం గురించి క్లుప్తంగా వివరించండి.
జవాబు:
ఈ క్రింది ధర్మాల ఆధారంగా గ్లూకోజ్ నిర్మాణంను వివరించుట:
a) గ్లూకోజ్ను ఎసిటిక్ ఎనైహైడ్రైడ్తో ఎసిటైలీకరణం చేస్తే స్థిరమైన గ్లూకోజ్ పెంటా ఎసిటేట్ వస్తుంది. దీంతో గ్లూకోజ్ అణువులో 5 ‘OH’ గ్రూపులు ఉన్నట్లు అవి వేర్వేరుగా 5 కార్బన్ల మధ్య ఉన్నట్లు అర్థమవుతుంది.
b) గ్లూకోజ్ హైడ్రాక్సిల్ ఎమైన చర్య జరిపి ఆక్సైమ్ను ఇస్తుంది. అదే విధంగా హైడ్రోజన్ సయనైడ్ అణువుతో సంకలనం చెంది సయనో హైడ్రిన్ అణువుని ఇస్తుంది. దీనిని బట్టి గ్లూకోజ్ ఒక కార్బొనైల్ ప్రమేయ సమూహం (x=0) కల్గి ఉంది.
c) గ్లూకోజ్, టోలెన్స్ కారకాన్ని మరియు ఫెయిలింగ్ ద్రావణాన్ని క్షయకరణం చేస్తే వెండి కుళాయి మరియు ఎర్రని క్యుప్రస్ ఆక్సైడ్ ఏర్పడును. కావున గ్లూకోజ్ కార్బోనిల్ గ్రూపు మరియు ఆల్డిహైడ్ || గ్రూపు ఉన్నాయి.
d) HNO3 వంటి బలమైన ఆక్సీకరణులతో గ్లూకోజ్ గ్లూకోనిక్ ఆమ్లం మరియు సకారిక్ ఆమ్లాలను ఏర్పరుస్తుంది. కావున గ్లూకోజ్ అణువులో ప్రైమరీ ఆల్కహాల్ (-CH2OH) గ్రూపు కలదు.
e) HI తో ఎక్కువ సేపు వేడిచేస్తే గ్లూకోజ్ n హెక్సేన్ ను ఏర్పరుస్తుంది. అంటే దీని అణువులోని కార్బన్లన్నీ రేఖీయంగా ఒకే వరుసలో ఉంటాయి.
f) D–గ్లూకోజ్న అధిక ఫినైల్ హైడ్రోజన్తో చర్య జరిపినపుడు గ్లూకోజ్ జోన్ ఏర్పరుస్తుంది. పై పరిశీలనల ఆధారంగా గ్లూకోజ్కు రెండు రేఖీయ నిర్మాణాలు ప్రతిపాదించారు.
పై నిర్మాణాలను, లాబ్రీడే బ్రూనే-వాన్ ఎకెన్ స్టీన్ పునరమరిక కూడా ఆమోదించినది. కాని గ్లూకోజ్, సోడియం బై సల్ఫైట్ మరియు స్కిప్ కారకాలతో చర్య జరపదు. మరియు గ్లూకోజ్ మ్యుటా భ్రమణమును ప్రదర్శించును. ఈ ధర్మాలన్నీ గ్లూకోజ్ వలయ నిర్మాణాన్ని ఆమోదిస్తాయి.
ప్రశ్న 3.
సుక్రోజ్ను గురించి రాయండి.
జవాబు:
డైశాఖరైడ్లలో సాధారణంగా లభించేది సుక్రోజ్. దీనిని జల విశ్లేషణం చేస్తే D-(+)-గ్లూకోజ్, D-(-) -ఫ్రక్టోజ్లు ఉన్న సమమోలార్ మిశ్రమం వస్తుంది.
డైశాఖరైడ్లో (సుక్రోజ్) ఈ రెండు మోనోశాఖరైడ్లు గ్లైకోసైడిక్ బంధంతో కలిసి ఉంటాయి. ఈ గ్లైకోసైడిక్ బంధం α-గ్లూకోజ్ C-1 కు, β-ఫ్రక్టోజ్ C-2 కు మధ్య ఏర్పడుతుంది. అంటే గ్లూకోజ్, ఫ్రక్టోజ్ రెండు అణువుల క్షయకారక గ్రూపులు(-CHO,>C=0) ఈ గ్లైకోసైడిక్ బంధంలో పాల్గొనడం వల్ల సుక్రోజ్లో క్షయకరణం చెందించే గ్రూపులు ఉండవు. అందుకే సుక్రోజ్ క్షయకరణ ధర్మాలు లేని డైశాకరైడ్ లేదా చక్కెర.
సుక్రోజ్ దక్షిణావర్తక సమ్మేళనం. అయితే జలవిశ్లేషణ తర్వాత దక్షిణావర్తక గ్లూకోజ్, వామావర్తక ఫ్రక్టోజ్ ఏర్పడతాయి. ఫ్రక్టోజ్ వామావర్తకత (−92.4), గ్లూకోజ్ దక్షిణావర్తకత (+52.5°) కంటే ఎక్కువ కావడం వల్ల ఈ మిశ్రమం వామావర్తకం అవుతుంది.
సుక్రోజ్ జలవిశ్లేషణ వల్ల ధ్రువణ భ్రమణత గుర్తు కుడి(+) నుంచి ఎడమ (-)కు మారడం వల్ల ఉత్పనాన్ని విలోమ చక్కెర అంటారు.
ప్రశ్న 4.
మాల్టోజ్, లాక్టోజ్ నిర్మాణాలు రాయండి. వాటిని జలవిశ్లేషణ చేస్తే వచ్చే ఉత్పన్నాలేమిటి?
జవాబు:
మాల్టోజ్ను జలవిశ్లేషణ చేయగా 2 α-D- గ్లూకోజ్ యూనిట్లను ఇస్తుంది.
లాక్టోజు జలవిశ్లేషణ చేయగా β-D- గాలక్టోజ్ ఒక యూనిట్ను మరియు ఒక β-D- గ్లూకోజ్ యూనిట్ను ఇస్తుంది.
ప్రశ్న 5.
స్టార్చ్, సెల్యులోజ్లు ఉదాహరణలుగా పాలిశాకరైడ్ల గురించి రాయండి.
జవాబు:
ప్రతి పాలిశాకరైడ్లోనూ అనేక మోనోశాకరైడ్ యూనిట్లు గ్లైకోసైడిక్ బంధాల ద్వారా కలిసి ఉంటాయి. ప్రకృతిలో మనకు అత్యధికంగా కనిపించే లేదా లభించే కార్బోహైడ్రేట్లు పాలిశాకరైడ్. ఇవి ముఖ్యంగా నిల్వ ఆహారంగానూ, నిర్మాణ పదార్థాలుగాను ఉంటాయి.
(i) స్టార్చ్ :
మొక్కల్లో ప్రధానంగా నిల్వ ఉండే పాలిశాకరైడ్ స్టార్చ్. మానవులకు ముఖ్యమైన ఆహార ఉత్పత్తి పదార్థం. తృణ ధాన్యాల్లోను, దుంపల లాంటి వేరు పదార్థాల్లోనూ, ఉర్లగడ్డ లాంటి గడ్డ పదార్థాల్లోనూ, కొన్ని మొక్కలకు సంబంధించిన పదార్థాల్లోనూ స్టార్చ్ ప్రధానంగా ఉంటుంది. ఇది α- గ్లూకోజ్ పాలిమర్. దీనిలో ఎమైలోస్, ఎమైలో పెక్టిన్ అనే రెండు అనుఘటకాలు ఉంటాయి. స్టార్స్లో 15-20% వరకు ఎమైలోస్ ఉంటుంది. ఇది నీటిలో కరుగుతుంది. ఎమైలోస్ రసాయనికంగా ఎలాంటి శాఖశృంఖలాలు లేనటువంటి పొడవాటి శృంఖలంగా ఉంటుంది. ఇందులో ఒక ఎమైలోస్ యూనిట్కు 200-1000 వరకు α-D-(+)- గ్లూకోజ్ యూనిట్లు C-1 నుంచి C-4 కు గ్లైకోసైడిక్ బంధాలతో ఉంటాయి.
ఎమైలో పెక్టిక్ భాగం నీటిలో కరుగదు. ఇది స్టార్చ్ 80-85% ఉంటుంది. ఇది శాఖాయుత శృంఖలాల పాలిమర్. ఇది కూడా α-D- గ్లూకోజ్ యూనిట్లతో ఉంటుంది. అయితే ప్రధాన శృంఖలంలో C1 నుంచి C4 కు గ్లైకోసైడిక్ బంధాలు ఏర్పడితే శాఖాయుత శృంఖలాల్లో C1 నుంచి C6 కు గ్లైకోసైడిక్ బంధాలు ఏర్పడతాయి.
ii) సెల్యులోజ్ :
సెల్యులోజ్ కేవలం మొక్కల నుంచే వస్తుంది. ఇది మొక్కల్లో అత్యధికంగా లభించే కర్బన పదార్థం. మొక్కల కణాల కణకుడ్యాల/కవచాల నిర్మాణంలో ప్రధాన అనుఘటకం. సెల్యులోజ్ పాలిమర్లో β-D- గ్లూకోజ్ యూనిట్లు మాత్రమే సరళ శృంఖలంగా బంధితమై ఉంటాయి. ఒక గ్లూకోజ్ యూనిట్ C1 కు తరువాత గ్లూకోజ్ యూనిట్ C4 కు మధ్య గ్లైకోసైడిక్ బంధాలు ఉంటాయి.
iii) గ్లైకోజన్ :
జంతువుల శరీరాల్లో కార్బోహైడ్రేట్లు గ్లైకోజన్లుగా నిల్వ ఉంటాయి. దీనిని జంతు స్టార్చ్ అని కూడా అంటారు. దీనికి కారణం దీని నిర్మాణం స్టార్స్లోని ఎమైలో పెక్టినన్ను పోలి ఉండి అధిక శాఖాయుత శృంఖలాలు ఉండటమే. ఇది ముఖ్యంగా కాలేయం (లివర్), మెదడు (బ్రెయిన్), కండరాలలో (మజిల్స్) ఉంటుంది. మన శరీరానికి గ్లూకోజ్ అవసరమయినప్పుడు సంబంధిత ఎంజైమ్లు గ్లైకోజన్ అణువులను గ్లూకోజ్ అణువులుగా మారుస్తాయి. ఈస్ట్, ఫంగస్లలో కూడా గ్లైకోజన్ ఉంటుంది.
ప్రశ్న 6.
కార్బోహైడ్రేట్ల ప్రాముఖ్యతను వివరించండి.
జవాబు:
కార్బోహైడ్రేట్లు జంతువులు, మొక్కల మొత్తానికి జీవించడానికి ఎంతో అవసరం. తేనె వెనువెంటనే శక్తిని ఇచ్చే కార్బోహైడ్రేట్ల మూల పదార్థం. నిల్వ ఉండే అణువులుగా మొక్కల్లో స్టార్చ్ రూపంలోనూ జంతువుల్లో గ్లైకోజన్ రూపంలోనూ ఉంటాయి. బ్యాక్టీరియా, మొక్కల కణత్వచాలు సెల్యులోస్తో నిర్మితమవుతాయి. అదే విధంగా కొయ్య, ప్రత్తిదారాలు సెల్యులోస్తో తయారైనవే. న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాలలోని D-రైబోస్, 2-డీ ఆక్సీరైబోస్లు కార్బోహైడ్రేట్లు. కార్బోహైడ్రేట్లు జీవ వ్యవస్థలో అనేక ప్రోటాన్లు, లిపిడ్లతో కలిసి ఉంటాయి. స్ట్రెప్టోమైసిన్ అనే కార్బోహైడ్రేట్ ఆంటి బయోటిక్. అలాగే ఇదే గ్రూపుకు చెందిన కనామిసిన్, నియోమిసిన్, జెంటామిసిన్లు యాంటి బయోటిక్లులు. రొమ్ము కాన్సర్, కాన్సర్ గడ్డలను నివారించడానికి యాంటిజెనిక్ కార్బోహైడ్రేట్లను సంశ్లేషిస్తున్నారు.
ప్రశ్న 7.
నిర్మాణాల పరంగా ప్రోటీన్లను ప్రైమరీ, సెకండరీ, టెర్షియరీ, క్వాటర్నరీ గా విభజించే విధానం తెల్పండి.
జవాబు:
ప్రోటీన్ల నిర్మాణాలు, ఆకృతులను నాలుగు స్థాయిలుగా విభజించి తెలుసుకోవచ్చు. ప్రోటీన్లను వరుసగా ప్రాథమిక లేదా ప్రైమరీ, ద్వితీయ లేదా సెకండరీ, తృతీయ లేదా టెర్షియరీ, చతుర్థ లేదా క్వాటర్ నరీ ప్రోటీన్ లుగా విభజించవచ్చు.
i) ప్రోటీన్ల ప్రాథమిక లేదా ప్రైమరీ నిర్మాణాలు :
ప్రతి పాలిపెప్టైడ్ శృంఖలంలో ఎమినో ఆమ్లాల కలయిక ఒక క్రమరీతిలో ఉంటుంది. ఈ క్రమ పద్ధతిలో ఎమినో ఆమ్లాల కలయిక వల్ల ఏర్పడ్డ పాలిపెప్టైడ్ శృంఖల నిర్మాణమే ప్రోటీన్లకు ప్రాథమిక నిర్మాణాన్ని ఇస్తుంది. ఈ ప్రాథమిక లేదా ప్రైమరీ నిర్మాణంలో ఏ మాత్రం మార్పు వచ్చినా దాన్ని వేరే ప్రోటీన్గా పరిగణిస్తారు.
ii) ప్రోటీన్ల ద్వితీయ లేదా సెకండరీ నిర్మాణాలు :
ప్రోటీన్ల సెకండరీ లేదా ద్వితీయ నిర్మాణాలు పొడవాటి పాలిపెప్టైడ్ శృంఖలాలు ఏ ఆకృతిలో ఉంటాయి అనే దానిని తెలియజేస్తాయి. ఇవి రెండు విధాలైన నిర్మాణాలతో ఉంటాయి.
1) α-హెలిక్స్ :
పాలిపెప్టైడ్ శృంఖలం వెన్ను ఒక క్రమ పద్ధతిలో మడత కావడం వల్ల ఈ నిర్మాణాలు వస్తాయి. ఈ మడతలకు కారణం పెప్టైడ్ బంధాల్లోని >C=0, -NH గ్రూపుల మధ్య హైడ్రోజన్ బంధాలు ఏర్పడటమే. పాలిపెప్టైడ్ శృంఖలం ఒక కుడిచేతి వాటం గల మరమేకును పోలిన విధంగా వీలైనన్ని హైడ్రోజన్ బంధాలతో వంపులు తిరుగుతూ CC-హెలిక్స్ నిర్మాణం ఇస్తుంది. ఇందులో ప్రతి ఎమినో గ్రూపు అవశేషం -NH- గ్రూపు హెలిక్స్ లోని ఏకాంతర వంపులోని >C=0 తో హైడ్రోజన్ బంధం ఏర్పరుస్తుంది.
ఉదా : కెరోటిన్, మియోసిన్ మొ॥నవి.
2) β-మడత నిర్మాణం :
β-మడత నిర్మాణంలో పెప్టైడ్ శృంఖలాలన్నీ సాధ్యమైనంత అధికంగా సాగి ఒక దాని పక్కగా ఒకటి అమరినప్పుడు శృంఖలాల మధ్య అంతరణు హైడ్రోజన్ బంధాలు ఏర్పడతాయి. ఈ నిర్మాణం ఒక క్రమ పద్ధతిలో మడిచి వేలాడదీసిన వస్త్రపు మడతల్ని పోలి ఉండటం వల్ల దీనిని β- ప్లీటెడ్ షీట్ నిర్మాణం అంటారు.
ఉదా : సిల్క్
3) ప్రోటీన్ల టెర్షియరీ లేదా తృతీయ నిర్మాణం :
ఈ నిర్మాణం పాలిఫెప్టైడ్ శృంఖలాలు ఎన్ని రకాల మడతలకు గురి అవుతాయో వాటినన్నింటిని పరిగణనలోకి తీసుకుంటుంది. అంటే ద్వితీయ నిర్మాణంలో జరిగిన మడతల కంటే ఎక్కువ మడతలు పాలిపెప్టైడ్ శృంఖలాలు చూపిస్తాయి. ఈ నిర్మాణం వల్లనే పోగు నిర్మాణాలు, గోళాభ నిర్మాణాలు అనే ఆకృతులు ప్రోటీన్లకు వస్తాయి. ప్రోటీన్ల సెకండరీ, టెర్షియరీ నిర్మాణాలను స్థిరంగా ఉంచే బలాలు హైడ్రోజన్ బంధాలు, డై సల్ఫైడ్ బంధాలు, వాండర్ వాల్ బలాలు, స్థిర విద్యుత్ బలాలు.
4) ప్రోటీన్ల క్వాటర్నరీ లేదా చతుర్థ నిర్మాణాలు :
కొన్ని ప్రోటీన్లకు ఒకటి కంటే ఎక్కువ పాలి పెప్టైడ్ శృంఖలాలు ఉంటాయి. వీటిని ఉపయూనిట్లు లేదా సబ్ – యూని సబ్-యూనిట్ల త్రిమితీయ సాపేక్ష అమరికనే క్వాటర్నరీ నిర్మాణాలు తెలియజేస్తాయి.
ప్రశ్న 8.
ప్రోటీన్ల స్వభావ వికలతను రాయండి. [TS-16]
జవాబు:
సహజస్థితిలో ఉన్న ప్రోటీన్ ను ఉష్ణోగ్రత మార్పులాంటి భౌతిక చర్యలకు గురిచేసినా, pH మార్పులాంటి రసాయనిక చర్యలకు గురిచేసినా వాటి నిర్మాణాల్లోని హైడ్రోజన్ బంధాలు వీడిపోవచ్చు. దీని వల్ల హెలిక్స్ నిర్మాణంలోని పాలిపెప్టైడ్లు ఆ నిర్మాణాన్ని కోల్పోవచ్చు. అదే విధంగా గోళాభ నిర్మాణంలోని మడతలు విడిపోవచ్చు. ఇలా జరిగితే ప్రోటీన్లు జీవచర్యాశీలతను కోల్పోతాయి. ఆ విధంగా జీవ చర్యాశీలతను కోల్పోవడాన్ని ప్రోటీన్ స్వభావ వికలత లేదా ప్రోటీన్ ‘డీనాచురేషన్’ అంటారు. స్వభావ వికలత జరిగినపుడు ప్రోటీన్లు ద్వితీయ, తృతీయ (20,30) నిర్మాణాలు కోల్పోతాయి. కాని వాటి ప్రథమ నిర్మాణాలు (10) ఏ మాత్రం ప్రభావితం కావు.
ఉదా : కోడిగుడ్డును నీటిలో వేసి మరిగించినప్పుడు దానిలోని తెలుపుభాగం స్కందనం చెందడం, పాలను పెరుగుగా మార్చడం మొ||నవి.
ప్రశ్న 9.
ఎంజైమ్లు అంటే ఏమిటి? ఉదాహరణలు ఇవ్వండి.
జవాబు:
ఎంజైమ్లు జీవ రసాయన క్రియల్లో పాల్గొనే విశిష్ట ఉత్ప్రేరకాలు. ఇవి సహజ సిద్ధ జీవాణువులు. ప్రతి జీవరసాయన క్రియకు వేర్వేరు ఎంజైమ్లు అవసరం. ఎంజైములు విశిష్ట చర్యాశీలతను కల్గి వుంటాయి. చాలా చర్యలు అతి సాధారణమైన మృదువైన పరిస్థితుల్లో జరుగుతాయి. ఇలా జరగడానికి కారణం కొన్ని జీవ ఉత్ప్రేరకాలు. ఈ జీవ ఉత్ప్రేరకాల్నే ‘ఎంజైమ్లు’ అంటారు. దాదాపు ఎంజైమ్లన్నీ గోళాభ ప్రోటీన్లే. ఇవి అల్ప మొత్తాలలో, నిర్ధిష్ట ఉష్ణోగ్రత (310K) మరియు pH (7.4), పీడనం(1 ఎట్మాస్ఫియర్) ల వద్ద పనిచేస్తాయి. ఒక ఎంజైమ్ అణువులో ఒక ప్రోటీన్ కాని భాగం ఉండవచ్చు. దీనిని ప్రోస్థటిక్ గ్రూపు అంటారు. ఎంజైమ్హ సమయోజనీయ బంధం ద్వారా బంధితమైన ప్రోస్థటిక్ గ్రూపును ‘కో ఫాక్టర్’ అంటారు. ఎంజైమ్కు కేవలం చర్య సందర్భంలో మాత్రమే బంధితమైన ప్రోస్థటిక్ గ్రూపుల్ని కో-ఎంజైమ్లంటారు. కో ఫాక్టర్లు రెండు రకాలు.
a) అకర్బన అయానులు : Zn+2, Mg+2, Mn+2, Fe+2, Cu+2, CO+2 etc.,
b) కర్బన అణువులు : ఇవి రెండు రకాలు.
i) కో-ఎంజైమ్లు :
విటమిన్లు అనగా థయామిన్, రిబోఫ్లెవిన్, నియాసిన్ మొదలైన వాటి ఉత్పన్నాలను కో-ఎంజైములు అంటారు. ఇవి ప్రోటీన్లతో బలహీనంగా బంధితమై, డయాలసిస్ ప్రక్రియ ద్వారా త్వరగా వేరుపరచబడతాయి.
ii) ప్రోస్థటిక్ గ్రూపు :
విటమిన్లు అనగా బయోటిన్ మొదలైన వాటి ఉత్పన్నాలను ప్రోస్థటిక్ గ్రూపు అంటారు. ఇవి సంయోజనీయ బంధాలచే ప్రోటీన్లతో బంధితమై ఉంటాయి. వీటిని హైడ్రోజనీకరణం చేయుట ద్వారా మాత్రమే వేరు చేయగలము.
ప్రశ్న 10.
సుక్రోజ్ జలవిశ్లేషణలో ఏమి జరుగుతుంది?
జవాబు:
సుక్రోజ్ దక్షిణావర్తక సమ్మేళనం. అయితే జలవిశ్లేషణ తర్వాత దక్షిణావర్తక గ్లూకోజ్, వామావర్తక ఫ్రక్టోజ్ ఏర్పడతాయి. ఫ్రక్టోజ్ వామావర్తకత (-92.4) గ్లూకోజ్ దక్షిణావర్తకత (+52.5°) కంటే ఎక్కువ కావడం వల్ల ఈ మిశ్రమం వామావర్తకం అవుతుంది. సుక్రోజ్ జలవిశ్లేషణ వల్ల ధ్రువణ భ్రమణత గుర్తు కుడి (+) నుంచి ఎడమ (-)కు మారడం వల్ల ఉత్పన్నాన్ని ‘విలోమ చక్కెర’ అంటారు.
ప్రశ్న 11.
విటమిన్లను వివరించండి. [AP,TS 15,16,17]
జవాబు:
జీవి పెరుగుదలకు, ఆరోగ్యానికి అవసరమయిన కొన్ని జీవసంబంధమైన క్రియలు జరపడానికి చిన్న పరిమాణాల్లో ఆహారంలో తీసుకోవలసిన కర్బన పదార్థాలు ‘విటమిన్లు’. విటమిన్లను A,B,C,D మొదలైన అక్షర క్రమంలో చెబుతారు. వీటిల్లో కొన్ని ఇంకా ఉప గ్రూపులుగా (B1, B2, B6, B12 మొదలైనవి) పేర్లు పొందాయి.విటమిన్లను రెండు రకాలుగా, వాటి కరుగుదలను బట్టి విభజించారు. అవి నీటిలో కరిగే విటమిన్లు, కొవ్వులో కరిగే విటమిన్లు.
i) కొవ్వులో కరిగే విటమిన్లు :
ఇవి కొవ్వులు, వాటికి చెందిన నూనెలలో కరుగుతాయి. కానీ నీటిలో కరుగవు. A, D, E, K విటమిన్లు ఈ తెగకు చెందినవి. ఇవి కాలేయం (liver), ఎడిపోస్ (fat storing) కణాల్లో నిల్వ ఉంటాయి.
ii) నీటిలో కరిగే విటమిన్లు :
B గ్రూపు విటమిన్లు, C విటమిన్ ఈ వర్గానికి చెందినవి. ఇవి నీటిలో కరిగి క్రమంగా మూత్రం ద్వారా విసర్జింపబడతాయి. అందుకే వీటిని క్రమంగా ఆహారంలో అందించాలి. అయితే విటమిన్ B12 మన శరీరంలో నిల్వ ఉంటుంది.
కొన్ని ముఖ్యమైన విటమిన్లు, వాటి ఉత్పత్తి స్థానాలు, అవి లోపిస్తే వచ్చే జబ్బులు.
విటమిన్ల పేర్లు | ఉత్పత్తి స్థానాలు | లోపిస్తే వచ్చే జబ్బులు |
1) విటమిన్ A | చేపలు, లివర్ ఆయిల్, క్యారెట్, వెన్న, పాలు | క్సెరోధాల్మియా (కంటి కార్నియా గట్టిపడటం) |
2) విటమిన్ B1 (థయమీన్) | ఈస్ట్, పాలు, పచ్చి కూరగాయలు, ఆకుకూరలు, తృణధాన్యాలు | బెరిబెరి వ్యాధి (ఆకలి, పెరుగుదల లేకపోవడం లేదా తగ్గిపోవడం) |
3) విటమిన్ B2 (రైబోఫ్లావిన్) | పాలు, గుడ్డు తెల్లసొన, లివర్, కిడ్నీ | కీలోసిన్ (దీనివల్ల నోటిలోను, పెదాల మూలల మీద చర్మం పగిలి పుండ్లు ఏర్పడతాయి. జీర్ణక్రియ సమస్యలు, చర్మం మండుతున్నట్లు భావన. |
4) విటమిన్ B6 (పైరిడాక్సిన్) | ఈస్ట్, పాలు, గుడ్డులోని పచ్చసొన, తృణ ధాన్యాలు, పప్పుధాన్యాలు | వణుకు రోగం |
5) విటమిన్ B12) (సైనోకోబాలమిన్) | చేపలు, మాంసం, గుడ్లు, పెరుగు | రక్తహీనత (హిమోగ్లోబిన్లో ఎర్రరక్త కణాల తగ్గుదల) |
6) విటమిన్ C (ఆస్కార్బిక్ ఆమ్లం) | పుల్లని పండ్లు, ఉసిరి, పచ్చి ఆకు కూరలు | స్కర్వీ వ్యాధి (పళ్ళ చిగుళ్ళ నుంచి రక్తం కారడం) |
7) విటమిన్ D | సూర్యకాంతిలో నిలబడటం, చేపలు, గుడ్డులోని పచ్చసొన | రికెట్ వ్యాధి, పిల్లల్లో ఎముకల వికృత పెరుగుదల పెద్దలలో ఎముకలు మృదువైపోవడం, కీళ్ళనొప్పులు |
8) విటమిన్ E | శాకాహార నూనెలు ఉదా : పొద్దు తిరుగుడు పూల, మొలకెత్తే గోధుమ గింజల నూనెలు | ఎర్రరక్త కణాలు తేలికగా విచ్ఛిన్నమవడం, కండరాల బలహీనత |
9) విటమిన్ K | ఆకుపచ్చని ఆకుకూరలు | రక్తం గడ్డ కట్టడానికి సాధారణ సమయం కంటే ఎక్కువ సమయం పట్టడం |
ప్రశ్న 12.
రెండు పాయల DNA లో రెండు పాయలు ఒకదానికొకటి సంపూరకం వివరించండి.
జవాబు:
DNA లోని రెండు తంతువులు ప్యూరిన్ క్షారం యొక్క ఒక తంతువు, పిరిమిడిన్ క్షారం యొక్క వేరొక తంతువు మధ్య హైడ్రోజన్ బంధాలతో కలిసి వుంటాయి. DNA ఒక పాలి నూక్లియోటైడ్. DNA లో ఉండే ప్యూరిన్ క్షారాలు ఎడినైన్ (A) మరియు గ్వానైన్ (G) మరియు థైమిన్ (T) మరియు సైటోసిన్ (C). రెండు న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాల శృంఖలాలు ఒకదానితో ఒకటి ఒక క్రమ పద్ధతిలో మొలికలు తిరుగుతూ పోతాయి. ఆ రెండు శృంఖలాలు వాటి మీద గల క్షార అణువులు ఏర్పరచే హైడ్రోజన్ బంధాల ద్వారా కలిసి ఉంటాయి. రెండు పాయలు ఒకదానికొకటి సంపూరకంగా (కాంప్లిమెంటరీ) ఉంటాయి. దీనికి కారణం హైడ్రోజన్ బంధాలు ప్రత్యేకమైన క్షార జంటల మధ్యనే ఏర్పడటం. ఎడినైన్ కేవలం థైమీన్తో హైడ్రోజన్ బంధాలు ఏర్పరిస్తే, సైటోసిన్ గ్వానైన్తో మాత్రమే హైడ్రోజన్ బంధాలు ఏర్పరుస్తుంది.
అన్ని జాతుల్లోను వాటి DNA లో ఎడినైన్, థైమిన్లు సమానంగా ఉంటాయి (A=T). అదేవిధంగా సైటోసిన్, గ్వానైన్లు సమానంగా ఉంటాయి(C≡G).
ప్రశ్న 13.
హార్మోన్లంటే ఏమిటి? కింది వాటికి ఒక్కొక్క ఉదాహరణ ఇవ్వండి. [IPE’14][AP, TS 16,18,19]
(ఎ) స్టిరాయిడ్ హార్మోన్లు (బి) పాలిపెప్టైడ్ హార్మోన్లు (సి) ఎమినో ఆమ్ల ఉత్పన్నాలు [TS 20]
జవాబు:
జీవ సంబంధమైన సమాచారాన్ని ఒక గ్రూపు కణ జాలం నుండి మరొక గ్రూపు కణాలకు లేదా అవయవాలకు చేరవేసే జంతు లేదా వృక్ష సంబంధమైన కర్బన రసాయనాలను హార్మోన్లు అంటారు.
ఉదా : టెస్టోస్టీరోన్, ప్రోజెస్టిరోన్. జంతువులలో ఎండోక్రైన్ లేదా వినాళ గ్రంధులలోని ప్రత్యేక కణజాలంలో ఇవి తయారవుతాయి. కాని మొక్కలలో ఇటువంటి గ్రంధులు ఉండవు.
నిర్మాణం ఆధారంగా జంతు హార్మోన్ల వర్గీకరణ :
- స్టిరాయిడ్ హార్మోన్లు
- ప్రోటీన్ హార్మోన్లు
- ఎమినో ఆమ్లాల ఉత్పన్నాలు
వృక్ష సంబంధ హార్మోన్ల వర్గీకరణ:
- ఆగ్జిన్లు
- జిబ్బరిల్లిన్లు
- సైటోకైనిన్లు
- ఇధిపాన్
- ట్రామాటిక్ ఆమ్లం
- అబ్సిసిక్ ఆమ్లం
- మార్పాసిటిన్
హార్మోన్ | జీవనిధి |
1) ఇన్సులిన్ | రక్తంలో గ్లూకోస్ పరిమాణాన్ని నియంత్రిస్తుంది |
2) టెస్టోస్టీరోన్ | పురుషులలో ద్వితీయ లైంగిక లక్షణాలను పెంపొందిస్తుంది |
3) ఎడ్రినల్ | కొన్ని అత్యవసర చర్యలకు |
4) థైరాక్సిన్ | జీవ క్రియలను నియంత్రిస్తుంది. |
ప్రశ్న 14.
ఈ కింది విటమిన్ల ఉత్పత్తి స్థానాలను, వాటి లోపాల వల్ల కలిగే వ్యాధులను రాయండి. [AP15,17,19][TS 15 19]
(ఎ) A (బి) D (సి) E మరియు (డి) K
జవాబు:
విటమిన్ల పేర్లు | ఉత్పత్తి స్థానాలు | లోపిస్తే వచ్చే జబ్బులు |
ఎ) విటమిన్ A | చేపలు, లివర్ ఆయిల్, క్యారెట్, వెన్న, పాలు | క్సెరోధాల్మియా (కంటి కార్నియా గట్టిపడటం) |
బి) విటమిన్ D | సూర్యకాంతిలో నిలబడటం, చేపలు, గుడ్డులోని పచ్చసొన | రికెట్ వ్యాధి, పిల్లల్లో ఎముకల వికృత పెరుగుదల పెద్దలలో ఎముకలు మృదువైపోవడం, కీళ్ళనొప్పులు |
సి) విటమిన్ E | శాకాహార నూనెలు ఉదా : పొద్దు తిరుగుడు పూల, మొలకెత్తే గోధుమ గింజల నూనెలు | ఎర్రరక్త కణాలు తేలికగా విచ్ఛిన్నమవడం, కండరాల బలహీనత |
డి) విటమిన్ K | ఆకుపచ్చని ఆకుకూరలు | రక్తం గడ్డ కట్టడానికి సాధారణ సమయం కంటే ఎక్కువ సమయం పట్టడం |
Long Answer Questions (దీర్ఘ సమాధాన ప్రశ్నలు)
ప్రశ్న 1.
కార్బోహైడ్రేట్ల వర్గీకరణను వివరించండి.
జవాబు:
a) జల విశ్లేషణ ఆధారంగా వర్గీకరణ :
జల విశ్లేషణలో ఏర్పడే ఉత్పన్నాల ఆధారంగా కార్బోహైడ్రేట్లను నాలుగు రకాలుగా వర్గీకరించవచ్చు.
అవి
1) మోనోశాఖరైడ్లు :
జల విశ్లేషణలో విచ్ఛిన్నం కాని కార్బోహైడ్రేట్లను మోనోశాఖరైడ్లు అంటారు.
ఉదా : గ్లూకోజ్, ఫ్రక్టోజ్.
2) ఓలిగో శాఖరైడ్లు :
జలవిశ్లేషణలో 2-10 వరకు మోనోశాఖరైడ్లను ఏర్పరిచే కార్బోహైడ్రేట్ లను ఓలిగో శాఖరైడ్లు అంటారు.
ఉదా : సుక్రోజ్, మాల్టోజ్.
3) పాలి శాఖరైడ్లు :
జలవిశ్లేషణలో అధిక సంఖ్యలో మోనోశాఖరైడ్లను ఏర్పరిచే కార్బోహైడ్రేట్లను పాలిశాఖరైడ్లు అంటారు.
ఉదా: స్టార్చ్. సెల్యులోజ్.
b) రుచి ఆధారంగా వర్గీకరణ :
తియ్యగా ఉండి, నీటిలో కరిగే స్ఫటిక కార్బోహైడ్రేట్లను ‘చక్కెరలు’ అంటారు.
ఉదా: గ్లూకోజ్, ఫ్రక్టోజ్, సుక్రోజ్ మొ||నవి. తియ్యగాలేని, నీటిలో కరగని అస్ఫటిక కార్బోహైడ్రేట్లను ‘చక్కెర కాని పదార్థాలు’ అంటారు.
ఉదా : స్టార్చ్, సెల్యులోజ్ మొ||నవి.
c) క్షయకరణం ఆధారంగా వర్గీకరణ :
క్షయకరణ చక్కెరలు :
స్వేచ్ఛాస్థితిలో ఆల్డిహైడ్ మరియు కీటోన్ గ్రూపులు కల్గి వుండడం మరియు ఫెయిలింగ్ ద్రావణాన్ని కాని, టోలెన్స్ కారకాన్ని కాని క్షయకరణం చేయగల కార్బోహైడ్రేట్లు లేదా చక్కెరలను ‘క్షయకరణ చక్కెరలు’ అని అంటారు.
ఉదా: అన్నిమోనోశాఖరైడ్లు, మాల్టోజ్ మరియు లాక్టోజ్.
క్షయకరణం చేయని చక్కెరలు :
స్వేచ్ఛాస్థితిలో ఆల్డిహైడ్ మరియు కీటోన్ గ్రూపులు కల్గి వుండకుండా మరియు ఫెయిలింగ్ ద్రావణాన్ని కాని, టోలెన్స్ కారకాన్ని కాని క్షయకరణం చేయలేని కార్బోహైడ్రేట్లు లేదా చక్కెరలను ‘క్షయకరణం చేయని చక్కెరలు’ అంటారు.
ఉదా : సుక్రోజ్.
d) ప్రమేయ సమూహాల ఆధారంగా వర్గీకరణ :
ప్రమేయ సమూహం ఆల్డిహైడ్ గ్రూపు (-CHO) అయితే, ఆ కార్బోహైడ్రేట్ను ఆల్డోస్ అంటారు.
ఉదా : గ్లూకోజ్
ప్రమేయ సమూహం కీటోగ్రూపు (C=O) అయితే ఆ కార్బోహైడ్రేట్ను కీటోస్ అంటారు.
e) కార్బన్ పరమాణువుల సంఖ్య ఆధారంగా వర్గీకరణ:
ప్రశ్న 2.
గ్లూకోజ్ నిర్మాణాన్ని దాని రసాయన చర్యల ద్వారా వివరించండి.
జవాబు:
ఈ క్రింది ధర్మాల ఆధారంగా గ్లూకోజ్ నిర్మాణంను వివరించుట:
a) గ్లూకోజ్ను ఎసిటిక్ ఎనైహైడ్రైడ్తో ఎసిటైలీకరణం చేస్తే స్థిరమైన గ్లూకోజ్ పెంటా ఎసిటేట్ వస్తుంది. దీంతో గ్లూకోజ్ అణువులో 5 ‘OH’ గ్రూపులు ఉన్నట్లు అవి వేర్వేరుగా 5 కార్బన్ల మధ్య ఉన్నట్లు అర్థమవుతుంది.
b) గ్లూకోజ్ హైడ్రాక్సిల్ ఎమైన చర్య జరిపి ఆక్సైమ్ను ఇస్తుంది. అదే విధంగా హైడ్రోజన్ సయనైడ్ అణువుతో సంకలనం చెంది సయనో హైడ్రిన్ అణువుని ఇస్తుంది. దీనిని బట్టి గ్లూకోజ్ ఒక కార్బొనైల్ ప్రమేయ సమూహం (x=0) కల్గి ఉంది.
c) గ్లూకోజ్, టోలెన్స్ కారకాన్ని మరియు ఫెయిలింగ్ ద్రావణాన్ని క్షయకరణం చేస్తే వెండి కుళాయి మరియు ఎర్రని క్యుప్రస్ ఆక్సైడ్ ఏర్పడును. కావున గ్లూకోజ్ కార్బోనిల్ గ్రూపు మరియు ఆల్డిహైడ్ || గ్రూపు ఉన్నాయి.
d) HNO3 వంటి బలమైన ఆక్సీకరణులతో గ్లూకోజ్ గ్లూకోనిక్ ఆమ్లం మరియు సకారిక్ ఆమ్లాలను ఏర్పరుస్తుంది. కావున గ్లూకోజ్ అణువులో ప్రైమరీ ఆల్కహాల్ (-CH2OH) గ్రూపు కలదు.
e) HI తో ఎక్కువ సేపు వేడిచేస్తే గ్లూకోజ్ n హెక్సేన్ ను ఏర్పరుస్తుంది. అంటే దీని అణువులోని కార్బన్లన్నీ రేఖీయంగా ఒకే వరుసలో ఉంటాయి.
f) D–గ్లూకోజ్న అధిక ఫినైల్ హైడ్రోజన్తో చర్య జరిపినపుడు గ్లూకోజ్ జోన్ ఏర్పరుస్తుంది. పై పరిశీలనల ఆధారంగా గ్లూకోజ్కు రెండు రేఖీయ నిర్మాణాలు ప్రతిపాదించారు.
పై నిర్మాణాలను, లాబ్రీడే బ్రూనే-వాన్ ఎకెన్ స్టీన్ పునరమరిక కూడా ఆమోదించినది. కాని గ్లూకోజ్, సోడియం బై సల్ఫైట్ మరియు స్కిప్ కారకాలతో చర్య జరపదు. మరియు గ్లూకోజ్ మ్యుటా భ్రమణమును ప్రదర్శించును. ఈ ధర్మాలన్నీ గ్లూకోజ్ వలయ నిర్మాణాన్ని ఆమోదిస్తాయి.
ప్రశ్న 3.
(ఎ) ఫ్రక్టోజ్ (బి) సుక్రోజ్ (సి) మాల్టోజ్ (డి) లాక్టోజ్లను వివరించండి.
జవాబు:
(ఎ) ఫ్రక్టోజ్ :
ఫ్రక్టోజ్ ఒక ముఖ్యమయిన కీటోహెక్సోజ్, డై శాకరైడ్-సుక్రోజ్న జలవిశ్లేషణ చేసినప్పుడు గ్లూకోజ్తో పాటు ఫ్రక్టోజ్ కూడా వస్తుంది. ఫ్రక్టోజ్ అణుఫార్ములా C6H12O6 దాని రసాయన చర్యల ఆధారంగా దాని అణువులో రెండో కార్బన్ C=0, ప్రమేయ సమూహంగా ఉన్నట్లు, అణువులోని ఆరు కార్బన్లు రేఖీయంగా గ్లూకోజ్ అణువులో ఉన్నట్లుగా ఉన్నాయని తెలిసింది. ఇది D-శ్రేణికి చెందింది. దీని ధ్రువణ భ్రమణత ప్రకారం ఇది ఒక వామావర్తి. అందుకే దీని పేరు D-(-)- ఫ్రక్టోజ్ రాస్తాం. దీని వివృత శృంఖల నిర్మాణాన్ని ప్రక్కన చూడండి. దీని అణువుకు రెండు వలయ శృంఖల నిర్మాణాలు కూడా ఉంటాయి. ఈ వలయాలు C-5 మీది – OH, (>C=O) తో కలవడం వల్ల ఏర్పడినవని అర్థం చేసుకోవాలి. ఈ విధంగా ఏర్పడిన వలయాలు అయిదు పరమాణువుల వలయాలు, అందులో ఒకటి ఆక్సిజన్, నాలుగు కార్బన్ పరమాణువులు ఉంటాయి. అందుకే వీటిని ప్యూరనోజ్ వలయాలు అంటారు. ఫ్యూరాన్ సమ్మేళన అణునిర్మాణం నాలుగు కార్బన్ పరమాణువులు, ఒక ఆక్సిజన్ పరమాణువు ఉన్న వలయం. దీనిని పోలి ఉండటం వల్ల ఫ్రక్టోజ్ వలయాన్ని ఫ్యూరనోజ్ వలయం అంటారు.
(బి) సుక్రోజ్ :
డైశాకరైడ్లలో సాధారణంగా లభించేది సుక్రోజ్. దీనిని జలవిశ్లేషణం చేస్తే D-(+)- గ్లూకోజ్, D-(-) ఫ్రక్టోజ్లు ఉన్న సమమోలార్ మిశ్రమం వస్తుంది.
డైశాకరైడ్లో ఈ రెండు మోనోశాకరైడ్లు గ్లైకోసైడిక్ బంధంతో కలసి ఉంటాయి. ఈ గ్లైకోసైడిక్ బంధం – గ్లూకోజ్ C-1 కు, β-ఫ్రక్టోజ్ C-2 కు మధ్య ఏర్పడుతుంది. అంటే గ్లూకోజ్, ఫ్రక్టోజ్ రెండు అణువుల క్షయకారక గ్రూపులు (-CHO, >C=0) ఈ గ్లైకోసైడిక్ బంధంలో పాల్గొనడం వల్ల సుక్రోజ్లో క్షయకరణం చెందించే గ్రూపులు ఉండవు. అందుకే సుక్రోజ్ క్షయకరణ ధర్మాలు లేని డైశాకరైడ్ లేదా చక్కెర.
సుక్రోజ్ దక్షిణావర్తక సమ్మేళనం. అయితే జలవిశ్లేషణ తరువాత దక్షిణావర్తక గ్లూకోజ్, వామావర్తక ఫ్రక్టోజ్ ఏర్పడతాయి. ఫ్రక్టోజ్ వామావర్తకత (-92.4) గ్లూకోజ్ దక్షిణావర్తకత (+52.5°) కంటే ఎక్కువ కావడం వల్ల ఈ మిశ్రమం వామావర్తకం అవుతుంది. సుక్రోజ్ జలవిశ్లేషణ వల్ల ధ్రువణ భ్రమణత గుర్తు కుడి (+) నుంచి ఎడమ (-) కు మారడం వల్ల ఉత్పన్నాన్ని ‘విలోమ చక్కెర’ అంటారు.
(సి) మాల్టోజ్ :
ఇది ఒక డైశాకరైడ్. మాల్టోజ్లో రెండు α-D- గ్లూకోజ్ యూనిట్లు ఉన్నాయి. ఒక గ్లూకోజ్ (I) లోని C-1 రెండో గ్లూకోజ్ (II) లోని C-4 తో గ్లైకోసైడిక్ బంధంతో కలిసి ఉన్నాయి. ద్రావణంలో రెండో గ్లూకోజ్ అణువులోని C-1 వద్ద స్వేచ్ఛా ఆల్డిహైడ్ గ్రూపు ఏర్పడటం వల్ల మాల్టోజ్ క్షయకరణ చక్కెరగా ప్రవర్తిస్తుంది.
(డి) లాక్టోజ్ :
దీనిని సాధారణంగా పాల చక్కెర (milk sugar) అంటారు. దీనికి కారణం పాలల్లో ఉండే చక్కెర లాక్టోజ్ కాబట్టి ఇది కూడా ఒక డైశాకరైడ్. ఇది β-D- గాలక్టోజ్, β-D-గ్లూకోజ్లతో ఏర్పడుతుంది. గ్లైకోసైడిక్ బంధం గాలక్టోజ్ అణువు C-1 కు గ్లూకోజ్ అణువు C-4 లకు మధ్య ఏర్పడుతుంది. ద్రావణంలో గ్లూకోజ్ అణువులోని C-1 వద్ద స్వేచ్ఛా ఆల్డిహైడ్ ఏర్పడటం వల్ల ఇది కూడా క్షయకరణ చక్కెరగా ప్రవర్తిస్తుంది.
ప్రశ్న 4.
(ఎ) స్టార్చ్ (బి) సెల్యులోజ్ (సి) కార్బోహైడ్రేట్ల ప్రాముఖ్యతను వివరించండి.
జవాబు:
ప్రతి పాలిశాకరైడ్లోనూ అనేక మోనోశాకరైడ్ యూనిట్లు గ్లైకోసైడిక్ బంధాల ద్వారా కలిసి ఉంటాయి. ప్రకృతిలో మనకు అత్యధికంగా కనిపించే లేదా లభించే కార్బోహైడ్రేట్లు పాలిశాకరైడ్. ఇవి ముఖ్యంగా నిల్వ ఆహారంగానూ, నిర్మాణ పదార్థాలుగాను ఉంటాయి.
(i) స్టార్చ్ :
మొక్కల్లో ప్రధానంగా నిల్వ ఉండే పాలిశాకరైడ్ స్టార్చ్. మానవులకు ముఖ్యమైన ఆహార ఉత్పత్తి పదార్థం. తృణ ధాన్యాల్లోను, దుంపల లాంటి వేరు పదార్థాల్లోనూ, ఉర్లగడ్డ లాంటి గడ్డ పదార్థాల్లోనూ, కొన్ని మొక్కలకు సంబంధించిన పదార్థాల్లోనూ స్టార్చ్ ప్రధానంగా ఉంటుంది. ఇది α- గ్లూకోజ్ పాలిమర్. దీనిలో ఎమైలోస్, ఎమైలో పెక్టిన్ అనే రెండు అనుఘటకాలు ఉంటాయి. స్టార్స్లో 15-20% వరకు ఎమైలోస్ ఉంటుంది. ఇది నీటిలో కరుగుతుంది. ఎమైలోస్ రసాయనికంగా ఎలాంటి శాఖశృంఖలాలు లేనటువంటి పొడవాటి శృంఖలంగా ఉంటుంది. ఇందులో ఒక ఎమైలోస్ యూనిట్కు 200-1000 వరకు α-D-(+)- గ్లూకోజ్ యూనిట్లు C-1 నుంచి C-4 కు గ్లైకోసైడిక్ బంధాలతో ఉంటాయి.
ఎమైలో పెక్టిక్ భాగం నీటిలో కరుగదు. ఇది స్టార్చ్ 80-85% ఉంటుంది. ఇది శాఖాయుత శృంఖలాల పాలిమర్. ఇది కూడా α-D- గ్లూకోజ్ యూనిట్లతో ఉంటుంది. అయితే ప్రధాన శృంఖలంలో C1 నుంచి C4 కు గ్లైకోసైడిక్ బంధాలు ఏర్పడితే శాఖాయుత శృంఖలాల్లో C1 నుంచి C6 కు గ్లైకోసైడిక్ బంధాలు ఏర్పడతాయి.
ii) సెల్యులోజ్ :
సెల్యులోజ్ కేవలం మొక్కల నుంచే వస్తుంది. ఇది మొక్కల్లో అత్యధికంగా లభించే కర్బన పదార్థం. మొక్కల కణాల కణకుడ్యాల/కవచాల నిర్మాణంలో ప్రధాన అనుఘటకం. సెల్యులోజ్ పాలిమర్లో β-D- గ్లూకోజ్ యూనిట్లు మాత్రమే సరళ శృంఖలంగా బంధితమై ఉంటాయి. ఒక గ్లూకోజ్ యూనిట్ C1 కు తరువాత గ్లూకోజ్ యూనిట్ C4 కు మధ్య గ్లైకోసైడిక్ బంధాలు ఉంటాయి.
iii) గ్లైకోజన్ :
జంతువుల శరీరాల్లో కార్బోహైడ్రేట్లు గ్లైకోజన్లుగా నిల్వ ఉంటాయి. దీనిని జంతు స్టార్చ్ అని కూడా అంటారు. దీనికి కారణం దీని నిర్మాణం స్టార్స్లోని ఎమైలో పెక్టినన్ను పోలి ఉండి అధిక శాఖాయుత శృంఖలాలు ఉండటమే. ఇది ముఖ్యంగా కాలేయం (లివర్), మెదడు (బ్రెయిన్), కండరాలలో (మజిల్స్) ఉంటుంది. మన శరీరానికి గ్లూకోజ్ అవసరమయినప్పుడు సంబంధిత ఎంజైమ్లు గ్లైకోజన్ అణువులను గ్లూకోజ్ అణువులుగా మారుస్తాయి. ఈస్ట్, ఫంగస్లలో కూడా గ్లైకోజన్ ఉంటుంది.
కార్బోహైడ్రేట్ల ప్రాముఖ్యత :
కార్బోహైడ్రేట్లు జంతువులు, మొక్కల మొత్తానికి జీవించడానికి ఎంతో అవసరం. తేనె వెనువెంటనే శక్తిని ఇచ్చే కార్బోహైడ్రేట్ల మూల పదార్థం. నిల్వ ఉండే అణువులుగా మొక్కల్లో స్టార్చ్ రూపంలోనూ జంతువుల్లో గ్లైకోజన్ రూపంలోనూ ఉంటాయి. బ్యాక్టీరియా, మొక్కల కణత్వచాలు సెల్యులోస్తో నిర్మితమవుతాయి. అదే విధంగా కొయ్య, ప్రత్తిదారాలు సెల్యులోస్తో తయారైనవే. న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాలలోని D-రైబోస్, 2-డీ ఆక్సీరైబోస్లు కార్బోహైడ్రేట్లు. కార్బోహైడ్రేట్లు జీవ వ్యవస్థలో అనేక ప్రోటాన్లు, లిపిడ్లతో కలిసి ఉంటాయి. స్ట్రెప్టోమైసిన్ అనే కార్బోహైడ్రేట్ ఆంటి బయోటిక్. అలాగే ఇదే గ్రూపుకు చెందిన కనామిసిన్, నియోమిసిన్, జెంటామిసిన్లు యాంటి బయోటిక్లులు. రొమ్ము కాన్సర్, కాన్సర్ గడ్డలను నివారించడానికి యాంటిజెనిక్ కార్బోహైడ్రేట్లను సంశ్లేషిస్తున్నారు.
ప్రశ్న 5.
ఎమినో ఆమ్లాలను గురించి వ్రాయండి.
జవాబు:
ఎమినో (−NH2) గ్రూపు మరియు కార్బాక్సిలిక్ ఆమ్ల (COOH) గ్రూపు రెండింటి కర్బన సమ్మేళనాలను ఎమినో ఆమ్లాలు అంటారు.
ఆవశ్యక ఎమినో ఆమ్లాలు :
మానవ శరీరంలో ఉత్పన్నం కాని మరియు ఆహారం ద్వారా అందించవలసిన ఎమినో ఆమ్లాలను ఆవశ్యక ఎమినో ఆమ్లాలు అంటారు.
ఉదా : వెలైన్, లూసిన్, ఐసోటాసిన్, లైసిన్.
అనావశ్యక ఎమినో ఆమ్లాలు :
మానవ శరీరంలో ఉత్పన్నమయ్యే ఎమినో ఆమ్లాలను అనావశ్యక ఎమినో ఆమ్లాలు అంటారు.
ఉదా : గ్లైసిన్, ఎలనైన్, గ్లూటామిక్ ఆమ్లం.
ఎమినో ఆమ్లంలో ఆమ్ల ప్రమేయ సమూహం :
ఎమినో ఆమ్లంలో ఆమ్ల ప్రమేయ సమూహం (COOH) మరియు క్షార ప్రమేయ సమూహం (-NH2) రెండూ వుంటాయి. జల ద్రావణాల్లో కార్బాక్సిలిక్ ఆమ్ల గ్రూపు (-COOH) ప్రోటాను (H+) దానం చేయగలిగితే, ఎమీన్ గ్రూపు(-NH2) ప్రోటాన్ న్ను స్వీకరిస్తుంది. ఈ విధంగా అణువు డై పోలార్ అయాన్గా ఉంటుంది. ఈ డైపోలార్ అయాన్నే జ్విట్టర్ అయాన్ అంటారు. జ్విట్టర్ అయాన్ రూపంలో ఎమినో ఆమ్లాలకి ఆమ్ల, క్షార ద్విస్వభావ లక్షణం ఉంటుంది.
వంద ఎమినో ఆమ్లాల అణువుల కంటే ఎక్కువ అణువులతో ఏర్పడిన పాలిపెప్టైడ్ను ప్రోటీన్ అంటారు. ప్రోటీన్ క్కు అణుభారం 10,000ల కంటే ఎక్కువ ఉంటుంది.
ఉదా : కెరోటిన్ (వెంట్రుకలు, పట్టు, ఉన్నిలో ఉంటాయి.)
నార (fibrous) ప్రోటీన్లు :
ప్రోటీన్ పాలిపెప్టైడ్ శృంఖలాలు ఒకదానికొకటి సమాంతరంగా పోతూ ఈ సమాంతర శృంఖలాల మధ్య హైడ్రోజన్ బంధాలు, డై సల్ఫైడ్ బంధాలు ఉండటం వల్ల బండిళ్ళుగా ఏర్పడతాయి. వీటిని నార ప్రోటీన్లు అని అంటారు.
ఉదా : కెరోటిన్
గోళాభ (Globular) :
పాలిపెప్టైడ్ శృంఖలాలు ఉండ చుట్టుకొని (coil around) గోళాకృతి నిర్మాణాలున్న ప్రోటీన్లను అంటే గోళాభ ప్రోటీన్లను ఇస్తాయి.
ఉదా: ఇన్సులిన్.
ప్రోటీన్లకు సంబంధించి కింది వాటిని వివరించండి :
(ఎ) పెప్టైడ్ బంధం (బి) ప్రాథమిక నిర్మాణం (సి) స్వభావ వికలత [TS 22]
(ఎ) పెప్టైడ్ బంధం :
ఎమైడ్ గ్రూపు’-NH2‘, ‘-COOH’ గ్రూపుల మధ్య చర్య జరగడం వల్ల పెప్టైడ్ బంధం ఏర్పడుతుంది. ఈ రెండూ బంధం ఏర్పరచినపుడు ఒక H2O అణువు విడుదలవుతుంది.
(బి) ప్రాథమిక నిర్మాణం :
ప్రతి పాలిపెప్టైడ్ శృంఖలంలో ఎమినో ఆమ్లాల కలయిక ఒక క్రమరీతిలో ఉంటుంది. ఈ క్రమపద్ధతిలో ఎమినో ఆమ్లాల కలయిక వల్ల ఏర్పడ్డ పాలిపెప్టైడ్ శృంఖల నిర్మాణమే ప్రోటీన్లకు ప్రాథమిక నిర్మాణాన్ని ఇస్తుంది. ఈ ప్రాథమిక లేదా ప్రైమరీ నిర్మాణంలో ఏ మాత్రం మార్పు వచ్చినా దాన్ని వేరే ప్రోటీన్గా పరిగణిస్తారు.
(సి) స్వభావ వికలత :
సహజస్థితిలో ఉన్న ప్రోటీన్ ను ఉష్ణోగ్రత మార్పులాంటి భౌతిక చర్యలకు గురిచేసినా, pH మార్పులాంటి రసాయనిక చర్యలకు గురిచేసినా వాటి నిర్మాణాల్లోని హైడ్రోజన్ బంధాలు వీడిపోవచ్చు. దీని వల్ల హెలిక్స్ నిర్మాణంలోని పాలీపెప్టైడ్లు ఆ నిర్మాణాన్ని కోల్పోవచ్చు. అదే విధంగా గోళాభ నిర్మాణంలోని మడతలు విడిపోవచ్చు. ఇలా జరిగితే ప్రోటీన్ లు జీవచర్యాశీలతను కోల్పోతాయి. ఆ విధంగా జీవ చర్యాశీలతను కోల్పోవడాన్ని ప్రోటీన్ స్వభావ వికలత లేదా ప్రోటీన్ ‘డీనాచురేషన్’ అంటారు. స్వభావ వికలత జరిగినపుడు ప్రోటీన్లు ద్వితీయ,తృతీయ (2°,3°) నిర్మాణాలు కోల్పోతాయి. కాని వాటి ప్రథమ నిర్మాణాలు (1)ఏ మాత్రం ప్రభావితం కావు. ఉదా: కోడిగుడ్డును-నీటిలో వేసి మరిగించినప్పుడు దానిలోని తెలుపుభాగం స్కందనం చెందడం, పాలను పెరుగుగా మార్చడం మొ||నవి.
ప్రోటీన్ల α-హెలిక్స్ నిర్మాణాన్ని “పెప్టైడ్ బంధాల్లోని >C=0, >NH గ్రూపుల మధ్య హైడ్రోజన్ బంధాలు ఏర్పడం వల్ల” α-హెలిక్స్ నిర్మాణాన్ని స్థిరపరుస్తాయి.
ప్రోటీన్ల నిర్మాణాలు, ఆకృతులను నాలుగు స్థాయిలుగా విభజించి తెలుసుకోవచ్చు. ప్రోటీన్లను వరుసగా ప్రాథమిక లేదా ప్రైమరీ, ద్వితీయ లేదా సెకండరీ, తృతీయ లేదా టెర్షియరీ, చతుర్థ లేదా క్వాటర్ నరీ ప్రోటీన్ లుగా విభజించవచ్చు.
i) ప్రోటీన్ల ప్రాథమిక లేదా ప్రైమరీ నిర్మాణాలు :
ప్రతి పాలిపెప్టైడ్ శృంఖలంలో ఎమినో ఆమ్లాల కలయిక ఒక క్రమరీతిలో ఉంటుంది. ఈ క్రమ పద్ధతిలో ఎమినో ఆమ్లాల కలయిక వల్ల ఏర్పడ్డ పాలిపెప్టైడ్ శృంఖల నిర్మాణమే ప్రోటీన్లకు ప్రాథమిక నిర్మాణాన్ని ఇస్తుంది. ఈ ప్రాథమిక లేదా ప్రైమరీ నిర్మాణంలో ఏ మాత్రం మార్పు వచ్చినా దాన్ని వేరే ప్రోటీన్గా పరిగణిస్తారు.
ii) ప్రోటీన్ల ద్వితీయ లేదా సెకండరీ నిర్మాణాలు :
ప్రోటీన్ల సెకండరీ లేదా ద్వితీయ నిర్మాణాలు పొడవాటి పాలిపెప్టైడ్ శృంఖలాలు ఏ ఆకృతిలో ఉంటాయి అనే దానిని తెలియజేస్తాయి. ఇవి రెండు విధాలైన నిర్మాణాలతో ఉంటాయి.
1) α-హెలిక్స్ :
పాలిపెప్టైడ్ శృంఖలం వెన్ను ఒక క్రమ పద్ధతిలో మడత కావడం వల్ల ఈ నిర్మాణాలు వస్తాయి. ఈ మడతలకు కారణం పెప్టైడ్ బంధాల్లోని >C=0, -NH గ్రూపుల మధ్య హైడ్రోజన్ బంధాలు ఏర్పడటమే. పాలిపెప్టైడ్ శృంఖలం ఒక కుడిచేతి వాటం గల మరమేకును పోలిన విధంగా వీలైనన్ని హైడ్రోజన్ బంధాలతో వంపులు తిరుగుతూ CC-హెలిక్స్ నిర్మాణం ఇస్తుంది. ఇందులో ప్రతి ఎమినో గ్రూపు అవశేషం -NH- గ్రూపు హెలిక్స్ లోని ఏకాంతర వంపులోని >C=0 తో హైడ్రోజన్ బంధం ఏర్పరుస్తుంది.
ఉదా : కెరోటిన్, మియోసిన్ మొ॥నవి.
2) β-మడత నిర్మాణం :
β-మడత నిర్మాణంలో పెప్టైడ్ శృంఖలాలన్నీ సాధ్యమైనంత అధికంగా సాగి ఒక దాని పక్కగా ఒకటి అమరినప్పుడు శృంఖలాల మధ్య అంతరణు హైడ్రోజన్ బంధాలు ఏర్పడతాయి. ఈ నిర్మాణం ఒక క్రమ పద్ధతిలో మడిచి వేలాడదీసిన వస్త్రపు మడతల్ని పోలి ఉండటం వల్ల దీనిని β- ప్లీటెడ్ షీట్ నిర్మాణం అంటారు.
ఉదా : సిల్క్
3) ప్రోటీన్ల టెర్షియరీ లేదా తృతీయ నిర్మాణం :
ఈ నిర్మాణం పాలిఫెప్టైడ్ శృంఖలాలు ఎన్ని రకాల మడతలకు గురి అవుతాయో వాటినన్నింటిని పరిగణనలోకి తీసుకుంటుంది. అంటే ద్వితీయ నిర్మాణంలో జరిగిన మడతల కంటే ఎక్కువ మడతలు పాలిపెప్టైడ్ శృంఖలాలు చూపిస్తాయి. ఈ నిర్మాణం వల్లనే పోగు నిర్మాణాలు, గోళాభ నిర్మాణాలు అనే ఆకృతులు ప్రోటీన్లకు వస్తాయి. ప్రోటీన్ల సెకండరీ, టెర్షియరీ నిర్మాణాలను స్థిరంగా ఉంచే బలాలు హైడ్రోజన్ బంధాలు, డై సల్ఫైడ్ బంధాలు, వాండర్ వాల్ బలాలు, స్థిర విద్యుత్ బలాలు.
4) ప్రోటీన్ల క్వాటర్నరీ లేదా చతుర్థ నిర్మాణాలు :
కొన్ని ప్రోటీన్లకు ఒకటి కంటే ఎక్కువ పాలి పెప్టైడ్ శృంఖలాలు ఉంటాయి. వీటిని ఉపయూనిట్లు లేదా సబ్ – యూని సబ్-యూనిట్ల త్రిమితీయ సాపేక్ష అమరికనే క్వాటర్నరీ నిర్మాణాలు తెలియజేస్తాయి.
ప్రశ్న 6.
(ఎ) ఎంజైమ్లు (బి) విటమిన్లను వివరించండి.
జవాబు:
ఎంజైమ్లు జీవ రసాయన క్రియల్లో పాల్గొనే విశిష్ట ఉత్ప్రేరకాలు. ఇవి సహజ సిద్ధ జీవాణువులు. ప్రతి జీవరసాయన క్రియకు వేర్వేరు ఎంజైమ్లు అవసరం. ఎంజైములు విశిష్ట చర్యాశీలతను కల్గి వుంటాయి. చాలా చర్యలు అతి సాధారణమైన మృదువైన పరిస్థితుల్లో జరుగుతాయి. ఇలా జరగడానికి కారణం కొన్ని జీవ ఉత్ప్రేరకాలు. ఈ జీవ ఉత్ప్రేరకాల్నే ‘ఎంజైమ్లు’ అంటారు. దాదాపు ఎంజైమ్లన్నీ గోళాభ ప్రోటీన్లే. ఇవి అల్ప మొత్తాలలో, నిర్ధిష్ట ఉష్ణోగ్రత (310K) మరియు pH (7.4), పీడనం(1 ఎట్మాస్ఫియర్) ల వద్ద పనిచేస్తాయి. ఒక ఎంజైమ్ అణువులో ఒక ప్రోటీన్ కాని భాగం ఉండవచ్చు. దీనిని ప్రోస్థటిక్ గ్రూపు అంటారు. ఎంజైమ్హ సమయోజనీయ బంధం ద్వారా బంధితమైన ప్రోస్థటిక్ గ్రూపును ‘కో ఫాక్టర్’ అంటారు. ఎంజైమ్కు కేవలం చర్య సందర్భంలో మాత్రమే బంధితమైన ప్రోస్థటిక్ గ్రూపుల్ని కో-ఎంజైమ్లంటారు. కో ఫాక్టర్లు రెండు రకాలు.
a) అకర్బన అయానులు : Zn+2, Mg+2, Mn+2, Fe+2, Cu+2, CO+2 etc.,
b) కర్బన అణువులు : ఇవి రెండు రకాలు.
i) కో-ఎంజైమ్లు :
విటమిన్లు అనగా థయామిన్, రిబోఫ్లెవిన్, నియాసిన్ మొదలైన వాటి ఉత్పన్నాలను కో-ఎంజైములు అంటారు. ఇవి ప్రోటీన్లతో బలహీనంగా బంధితమై, డయాలసిస్ ప్రక్రియ ద్వారా త్వరగా వేరుపరచబడతాయి.
ii) ప్రోస్థటిక్ గ్రూపు :
విటమిన్లు అనగా బయోటిన్ మొదలైన వాటి ఉత్పన్నాలను ప్రోస్థటిక్ గ్రూపు అంటారు. ఇవి సంయోజనీయ బంధాలచే ప్రోటీన్లతో బంధితమై ఉంటాయి. వీటిని హైడ్రోజనీకరణం చేయుట ద్వారా మాత్రమే వేరు చేయగలము.
విటమిన్లను :
జీవి పెరుగుదలకు, ఆరోగ్యానికి అవసరమయిన కొన్ని జీవసంబంధమైన క్రియలు జరపడానికి చిన్న పరిమాణాల్లో ఆహారంలో తీసుకోవలసిన కర్బన పదార్థాలు ‘విటమిన్లు’. విటమిన్లను A,B,C,D మొదలైన అక్షర క్రమంలో చెబుతారు. వీటిల్లో కొన్ని ఇంకా ఉప గ్రూపులుగా (B1, B2, B6, B12 మొదలైనవి) పేర్లు పొందాయి.విటమిన్లను రెండు రకాలుగా, వాటి కరుగుదలను బట్టి విభజించారు. అవి నీటిలో కరిగే విటమిన్లు, కొవ్వులో కరిగే విటమిన్లు.
i) కొవ్వులో కరిగే విటమిన్లు :
ఇవి కొవ్వులు, వాటికి చెందిన నూనెలలో కరుగుతాయి. కానీ నీటిలో కరుగవు. A, D, E, K విటమిన్లు ఈ తెగకు చెందినవి. ఇవి కాలేయం (liver), ఎడిపోస్ (fat storing) కణాల్లో నిల్వ ఉంటాయి.
ii) నీటిలో కరిగే విటమిన్లు :
B గ్రూపు విటమిన్లు, C విటమిన్ ఈ వర్గానికి చెందినవి. ఇవి నీటిలో కరిగి క్రమంగా మూత్రం ద్వారా విసర్జింపబడతాయి. అందుకే వీటిని క్రమంగా ఆహారంలో అందించాలి. అయితే విటమిన్ B12 మన శరీరంలో నిల్వ ఉంటుంది.
కొన్ని ముఖ్యమైన విటమిన్లు, వాటి ఉత్పత్తి స్థానాలు, అవి లోపిస్తే వచ్చే జబ్బులు.
విటమిన్ల పేర్లు | ఉత్పత్తి స్థానాలు | లోపిస్తే వచ్చే జబ్బులు |
1) విటమిన్ A | చేపలు, లివర్ ఆయిల్, క్యారెట్, వెన్న, పాలు | క్సెరోధాల్మియా (కంటి కార్నియా గట్టిపడటం) |
2) విటమిన్ B1 (థయమీన్) | ఈస్ట్, పాలు, పచ్చి కూరగాయలు, ఆకుకూరలు, తృణధాన్యాలు | బెరిబెరి వ్యాధి (ఆకలి, పెరుగుదల లేకపోవడం లేదా తగ్గిపోవడం) |
3) విటమిన్ B2 (రైబోఫ్లావిన్) | పాలు, గుడ్డు తెల్లసొన, లివర్, కిడ్నీ | కీలోసిన్ (దీనివల్ల నోటిలోను, పెదాల మూలల మీద చర్మం పగిలి పుండ్లు ఏర్పడతాయి. జీర్ణక్రియ సమస్యలు, చర్మం మండుతున్నట్లు భావన. |
4) విటమిన్ B6 (పైరిడాక్సిన్) | ఈస్ట్, పాలు, గుడ్డులోని పచ్చసొన, తృణ ధాన్యాలు, పప్పుధాన్యాలు | వణుకు రోగం |
5) విటమిన్ B12) (సైనోకోబాలమిన్) | చేపలు, మాంసం, గుడ్లు, పెరుగు | రక్తహీనత (హిమోగ్లోబిన్లో ఎర్రరక్త కణాల తగ్గుదల) |
6) విటమిన్ C (ఆస్కార్బిక్ ఆమ్లం) | పుల్లని పండ్లు, ఉసిరి, పచ్చి ఆకు కూరలు | స్కర్వీ వ్యాధి (పళ్ళ చిగుళ్ళ నుంచి రక్తం కారడం) |
7) విటమిన్ D | సూర్యకాంతిలో నిలబడటం, చేపలు, గుడ్డులోని పచ్చసొన | రికెట్ వ్యాధి, పిల్లల్లో ఎముకల వికృత పెరుగుదల పెద్దలలో ఎముకలు మృదువైపోవడం, కీళ్ళనొప్పులు |
8) విటమిన్ E | శాకాహార నూనెలు ఉదా : పొద్దు తిరుగుడు పూల, మొలకెత్తే గోధుమ గింజల నూనెలు | ఎర్రరక్త కణాలు తేలికగా విచ్ఛిన్నమవడం, కండరాల బలహీనత |
9) విటమిన్ K | ఆకుపచ్చని ఆకుకూరలు | రక్తం గడ్డ కట్టడానికి సాధారణ సమయం కంటే ఎక్కువ సమయం పట్టడం |
ప్రశ్న 7.
DNA, RNA ల నిర్మాణాలు వివరించండి.
జవాబు:
DNA | RNA |
1) DNAలో ఉన్న పెంటోజ్ చక్కెర D-2-డీ ఆక్సీరైబోజ్ | 1) RNA లో ఉన్న పెంటోజ్ చక్కెర D-రైబోజ్ |
2) DNA లో ఉన్న పిరిమిడిన్ క్షారాలు థైమిన్, సైటోసిన్లు |
2) RNA లో ఉన్న పిరిమిడిన్ క్షారాలు సైటోసిన్, యురాసిల్లు. |
3) ఇది రెండు తంతువుల డబుల్ నిర్మాణాన్ని కల్గి వుంటుంది. |
3) ఇది ఏకహెలిక్స్ నిర్మాణాన్ని కల్గి ఉంటుంది ఏక తంతువుతో ఏర్పడతాయి. |
4) ఇవి పొడవాటి, అధిక అణుభారం గల అణువులను కల్గి ఉంటాయి. | 4) ఇవి పొట్టి, అల్ప అణుభారం గల అణువులను కల్గి వుంటాయి. |
ప్రశ్న 8.
శరీరంలో విభిన్న హార్మోన్ల పనులు రాయండి.
జవాబు:
- హార్మోన్లు శరీరంలోని జీవ ప్రక్రియల మధ్య సమతుల్యత పాటింపబడే విధంగా చేస్తాయి. ఇన్సులిన్ రక్తంలోని గ్లూకోజ్ స్థాయిని క్రమబద్ధీకరిస్తుంది. రక్తంలో గ్లూకోజ్ స్థాయి సాధారణ స్థాయిని మించినప్పుడు ఇన్సులిన్ విడుదలవుతుంది.
- ఎదుగుదల హార్మోనులు, సెక్స్ హార్మోనులు శారీరక ఎదుగుదల, అభివృద్ధి లాంటి వాటికి ఉపయోగపడతాయి.
- గోనాడ్స్ విడుదల చేసే హార్మోన్లు ద్వితీయ శ్రేణి సెక్స్ లక్షణాలను పెంపొందిస్తాయి.
- ఎడ్రినాల్ కార్టెక్స్, గ్లూకోకార్టికోయిడ్స్ మరియు మినరలో కార్టికాయిడ్లను విడుదల చేస్తాయి.
గ్లూకోకార్టికోయిడ్స్ కార్బోహైడ్రేట్ మెటబాలిజాన్ని నియంత్రిస్తాయి. అదే విధంగా మంట పుట్టే, ఉద్వేగం కలిగించే చర్యలను, అలసటతో వచ్చే మార్పులను ఇవి క్రమపరుస్తాయి. మినరలో కార్టికాయిడ్స్, కిడ్నీలు విసర్జించాల్సిన నీరు, లవణాల పరిమాణాన్ని నియంత్రిస్తాయి.