ಮೈಸೂರು ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯ ವಿಶ್ವಕೋಶ/ಚಯಾಪಚಯ

ಚಯಾಪಚಯ- ಜೀವಿಯಲ್ಲಿ ಆರೋಗ್ಯ ಸ್ಥಿತಿಯ ಜೈವಿಕ ಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿ ನಿರಂತರ ಜರಗುವ ಸಮಸ್ತ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳು ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯ ಬಿಡುಗಡೆ, ಸಂಚಯನ ಹಾಗೂ ವಿನಿಯೋಗಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಕ್ರಿಯೆಗಳ ಹೆಸರು (ಮೆಟಬಾಲಿಸಮ್). ಈ ಕ್ರಿಯೆಗಳಿಂದ ಜೀವಂತ ಮತ್ತು ವ್ಯವಸ್ಥಿತವಾದ ವಸ್ತುಗಳು ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗಿ ವಿಶಿಷ್ಟ ಪರಿವರ್ತನೆಯಿಂದ ಜೀವಿಯ ಉಪಯೋಗಕ್ಕೆ ಬೇಕಾಗುವ ಶಕ್ತಿ ಒದಗುವುದಲ್ಲದೆ ಜೀವಿಯ ಆರೋಗ್ಯಕ್ಕೆ ಅತ್ಯಗತ್ಯವಾದ ಒಳಾವರಣದ ನಿರಾಂದೋಳನಸ್ಥಿತಿಯ (ಹೋಮಿಯೋಸ್ಟೇಸಿಸ್) ಧಾರಣೆ ಕೂಡ ಸಾಧ್ಯವಾಗಿದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಶಕ್ತಿಯ ಜೈವಿಕ ಪರಿವರ್ತನೆಯನ್ನು ಬೇರೆಯಾಗಿಯೇ ಗಣಿಸಿ, ಚಯಾಪಚಯವೆಂದರೆ ದೇಹದಲ್ಲಾಗುವ ರಾಸಾಯನಿಕ ಬದಲಾವಣೆಗಳೆಂದು ವ್ಯವಹರಿಸುವುದೇ ರೂಢಿ, ಹೀಗಾಗಿ ಜೀವಕೋಶಗಳ ಹಾಗೂ ಊತಕಗಳ ಒಳಗೆ ಸದಾ ಕಾಲವೂ ನಡೆಯುತ್ತಿರುವ ಕಟ್ಟುವಿಕೆ, ಒಡೆಯುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಕ್ರಿಯಾಶೀಲತೆಗೆ ಅನ್ವಯಿಸುವಂಥ ಎಲ್ಲ ಜೀವರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳೂ ಚಯಾಪಚಯದಲ್ಲಿ ಅಡಕವಾಗಿವೆ. ಕಿರಿಯಾಣುಗಳು ಸಂಯೋಗಗೊಂಡು ಬೃಹದಣುಗಳಾಗಿ ಉಪಯೋಗಿಸಲ್ಪಡುವ ಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ಉಪಚಯ (ಅನಬಾಲಿಸಮ್) ಎಂದು ಹೆಸರು. ಇದರ ವಿಪರ್ಯಯವಾದ ಒಡೆಯುವ ಕ್ರಿಯೆ ಎಂದರೆ ಬೃಹದಣುಗಳು ಕಿರಯಣುಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿತವಾಗುವ ಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ಅಪಚಯ (ಕೆಟಬಾಲಿಸಮ್) ಎಂದು ಹೆಸರು. ಚಯಾಪಚಯಗಳೆರಡೂ ಸಮತೋಲನದಲ್ಲಿದ್ದರೆ ಊತಕ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಉಪಚಯ ಅಪಚಯಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿದ್ದರೆ ಊತಕ ದ್ರವ್ಯ ರಾಶಿಯೂ ಹೆಚ್ಚಿ ಬೆಳೆವಣಿಗೆ, ಇಲ್ಲವೆ ತೂಕವೃದ್ಧಿ ಆಗುತ್ತದೆ. ಅಪಚಯ ಉಪಚಯಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿದ್ದರೆ ಊತಕ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಕುಗ್ಗಿ ಬೆಳೆವಣಿಗೆ ನಿಂತು ತೂಕ ಕಡಿಮೆ ಆಗುತ್ತದೆ. ಅನೇಕ ರೋಗಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಅಥವಾ ದೀರ್ಘಕಾಲಿಕ ಉಪವಾಸ ಮಾಡುತ್ತಿರುವಾಗ ಈ ರೀತಿ ಆಗುವುದನ್ನು ನೋಡಬಹುದು.

ಚಿತ್ರ-1

ಪ್ರಸಕ್ತ ಲೇಖನದಲ್ಲಿ ಚಯಾಪಚಯಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು, ಅದು ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಕ್ರಿಯೆ ಎಂಬ ದೃಷ್ಟಿಯಿಂದ ನೋಡಿ ಚಯಾಪಚಯಕ್ರಿಯೆಗಳ ರೂಪ, ವಿಶೇಷ ಚಕ್ರೀಯ ಅಥವಾ ಸರಪಣಿಮಾರ್ಗಗಳು, ಈ ಕ್ರಿಯೆಗಳ ಪ್ರಾಮುಖ್ಯ ಇತ್ಯಾದಿಗಳನ್ನು ತೋರಿಸಲೂ ವ್ಯಾಸಂಗ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ವಿವರಿಸಲೂ ಕೆಲವೆರಡು ಉದಾಹರಣೆಗಳನ್ನು ಕೊಟ್ಟು ಚಯಾಪಚಯ ಕ್ರಿಯೆಯ ಸ್ಥೂಲಪರಿಚಯ ಮಾತ್ರ ಮಾಡಿ ಕೊಡಲಾಗಿದೆ, ವಿಶೇಷ ವಿಷಯಗಳಾದ ಯೂರಿಯಾಚಕ್ರ, ಸಿಟ್ಟಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಚಕ್ರ, ಕೋಡಾನುಗಳು, ಕಿಣ್ವಗಳು, ಪ್ರೋಟೀನುಗಳು, ಫ್ಯಾಟೀಆಮ್ಲಗಳು, ಲೈಸಿಡ್ಡುಗಳು, ಪ್ಯೂರಿನ್ ಪಿರಮಿಡಿನುಗಳು, ಲವಣಗಳು ಇವನ್ನು ಜೀವರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರವೆಂಬ (ನೋಡಿ- ಜೀವರಸಾಯನವಿಜ್ಞಾನ) ಶೀರ್ಷಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತಾವಿಸಿದೆ. ಸಂಶ್ಲೇಷಣ ಕಾರ್ಯಗಳಿಗೆ ಉಪಚಯವೆಂದೂ ವಿಶ್ಲೇಷಣ ಕಾರ್ಯಗಳಿಗೆ ಅಪಚಯವೆಂದೂ ಇವೆರಡರ ಒಕ್ಕೂಟವೇ ಚಯಾಪಚಯಕ್ರಿಯೆ ಎಂದೂ ಮೇಲೆ ಹೇಳಿದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ ನಮ್ಮ ಆಹಾರದಲ್ಲಿನ ಹಿಟ್ಟು ಅರಗಿ ಸುಲಭ ರಾಸಾಯನಿಕ ವಸ್ತುವಾದ ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಆಗಿ ರಕ್ತದ ಮುಖಾಂತರ ಯಕೃತ್ತಿಗೆ ಹೋಗಿ ಅಲ್ಲಿ ಗ್ಲೈಕೊಜೆನ್ ಎಂಬ ಬೃಹದಣು ತಯಾರಾಗಿ ಶೇಖರವಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಗ್ಲೂಕೋಸಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಒಂದು ಉಪಚಯಕ್ರಿಯೆ. ದೇಹಕ್ಕೆ ಗ್ಲೂಕೋಸಿನ ಅವಶ್ಯಕತೆ ಉಂಟಾದಾಗ ಗ್ಲೈಕೊಜೆನ್ ಬೃಹದಣು ಒಡೆದು ಮತ್ತೆ ಗ್ಲೂಕೋಸಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿತವಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಗ್ಲೂಕೋಸಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಒಂದು ಅಪಚಯ ಕ್ರಿಯೆ. ಇವೆರಡೂ ಇನ್ನೂ ಇಂಥವೂ ಸೇರಿ ಗ್ಲೂಕೋಸಿನ ಚಯಾಪಚಯ ಕ್ರಿಯೆ ಆಗುವುದು. ಇದೇ ರೀತಿ ಅಮೈನೋ ಆಮ್ಲಗಳು, ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಿಕ್ ಆಮ್ಲಗಳು, ಕೊಬ್ಬಿನ ಪದಾರ್ಥಗಳು ಮುಂತಾದವುಗಳ ಚಯಾಪಚಯ ಕ್ರಿಯೆಗಳು ಜರಗುತ್ತವೆ. ಇವೇ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಜೀವಕೋಶದಲ್ಲಿಯೂ ನಡೆಯುವ ಎಲ್ಲ ಜೀವಕ್ರಿಯೆಗಳ ಮೂಲವಾಗಿವೆ.

ಒಂದು ಜೀವರಾಸಾಯನಿಕದ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಅಷ್ಟು ಸುಲಭ ಅಲ್ಲ. ಈ ಕಾರ್ಯಕ್ಕೆ ಎಂದರೆ ಉಪಚಯಕ್ಕೆ ಬೇಕಾಗುವ ಎಲ್ಲ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳಿದ್ದರೂ ಅವನ್ನು ಜೋಡಿಸುವ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ವೇಗೋತ್ಕರ್ಷಕವಾಗಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವ ಎಂಜೈಮುಗಳು ಸಾಕಷ್ಟು ಇರಬೇಕು. ನಿಯಂತ್ರಣಕಾರ್ಯದಲ್ಲಿ ಹಾರ್ಮೋನುಗಳು ಭಾಗವಹಿಸುತ್ತವೆ. ಅಲ್ಲದೆ ಸಾಧಾರಣವಾಗಿ ಈ ರೀತಿಯ ಸಂಶ್ಲೇಷಣಕಾರ್ಯಗಳಿಗೆ ಶಕ್ತಿ ಬೇಕಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಅಗಾಧ ರಾಸಾಯನಿಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸುಲಭವಾಗಿ ಪೂರೈಸಬಲ್ಲ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳೂ ಸಾಕಷ್ಟು ಇರಬೇಕು. ಇಂಥ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಮುಖ್ಯವಾದುದು ಅಡೆನೋಸೀನ್ ಟ್ರೈಫಾಸ್ಫೇಟ್ (ಎಟಿಪಿ) ಎಂದು ಪರಿಚಿತವಾಗಿರುವ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್. ಉಳಿದ ಶಕ್ತಿದಾನಿಗಳಾದ ಯುಟಿಪಿ, ಸಿಟಿಸಿ ಮುಂತಾದವು ಎಟಿಪಿಯ ಗುಂಪಿಗೆ ಸೇರಿವೆ. ವಿಪರ್ಯಯ ದಿಶೆಯ ಕಾರ್ಯಕ್ಕೆ, ಎಂದರೆ ವಿಭಜನೆ ಇಲ್ಲವೆ ಅಪಚಯಕ್ಕೆ, ಇದೇ ರೀತಿಯ ಅನುಕೂಲತೆಗಳು ಅವಶ್ಯ. ವಿಭಜನೆ ಅಂದರೆ ಬೃಹದಣುಗಳು ಸುಲಭ ಅಣುಗಳಾಗುವುದು ಅಷ್ಟೆ ಅಲ್ಲ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಗ್ಲೈಕೊಜೆನ್ನು, ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಆಗಿ, ಅನಂತರ ಅದು ಉತ್ಕರ್ಷಣೆಗೊಂಡು ಇಂಗಾಲಾಮ್ಲ ಅನಿಲ ಆಗುವುದು. ವಿಶ್ಲೇಷಣ ಕ್ರಿಯೆಯ ಫಲ ರಾಸಾಯನಿಕವಾದ ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಅಣುವಿನಲ್ಲಿರುವ ಭೌತಶಕ್ತಿಯ ಬಿಡುಗಡೆ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಸಂಚಯನ, ಉಳಿದ ವಿಶ್ಲೇಷಣ ಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ದೇಹದಿಂದ ಸುಲಭವಾಗಿ ಹೊರದೂಡಲು ಅನುಕೂಲವಾಗಿರುವ ಯೂರಿಯ, ಯೂರಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಮುಂತಾದ ರೂಪದ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳ ತಯಾರಿಕೆ ಮುಖ್ಯವಾದುದು. ಒಂದು ವಸ್ತು ಇನ್ನೊಂದು ವಸ್ತುವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿತವಾಗುವಾಗ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಗಳೆರಡೂ ಆಗುವುದು ಸಾಮಾನ್ಯ.

ಸಂಶ್ಲೇಷಣ ಕಾರ್ಯವೇ ಆಗಲಿ ವಿಶ್ಲೇಷಣ ಕಾರ್ಯವೇ ಆಗಲಿ ಅದು ನಡೆಯುವುದು ಒಂದು ಅಥವಾ ಕೆಲವೇ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕಾರ್ಯಗಳಿಂದಲ್ಲ. ಅದು ಸಾಧಾರಣವಾಗಿ ಹಲವಾರು ರಾಸಾಯನಿಕ ಕಾರ್ಯಗಳ ಸರಣಿ. ಇದು ಸರಪಳಿರೂಪದಲ್ಲಿ ಇರಬಹುದು ಇಲ್ಲವೇ ವರ್ತುಲರೂಪದಲ್ಲಿ ಇರಬಹುದು. ಈ ಕ್ರಿಯೆಗಳು ವರ್ತುಲ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಇರುವುದು ಹಲವು ಚಯಾಪಚಯ ಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿರುವ ವಿಶೇಷ ಮಾರ್ಗ.

ಚಿತ್ರ-2-ಮತ್ತು-3

ಘಿ ಎಂಬ ರಾಸಾಯನಿಕದ ಉತ್ಕರ್ಷಣೆಯನ್ನು ಉದಾಹರಣೆಯನ್ನಾಗಿ ತೆಗದುಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಇದು ಂಯೊಂದಿಗೆ ರಾಸಾಯನಿಕವಾಗಿ ಕೂಡಿ ಮೊದಲು ಃ ತರುವಾಯ ಅ,ಆ ಮುಂತಾದ ಂಯ ಜನ್ಯವಸ್ತುಗಳಾಗಿ ಕಡೆಗೆ ಂ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಈ ಕಾರ್ಯಗಳಲ್ಲಿ ಘಿ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಉತ್ಕರ್ಷಣಗೊಂಡು ಉತ್ಪನ್ನ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳು ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತವೆ. ಈಗ ಂ ಪುನಃ ಇನ್ನೊಂದು ಘಿನ ಉತ್ಕರ್ಷಣ ಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಭಾಗವಹಿಸಲು ಸಿದ್ಧವಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ರೀತಿಯ ವರ್ತುಲಮಾರ್ಗ ಹೆಚ್ಚು ಉಪಯುಕ್ತವಾದುದು. ಹಂತಹಂತವಾಗಿ ಬದಲಾವಣೆ ಆಗುವುದರಿಂದ ಇದರ ವೇಗವೂ ಹೆಚ್ಚು. ಲಾಭವೂ ಹೆಚ್ಚು. ಈ ರೀತಿಯ ವರ್ತುಲ ಮಾರ್ಗದ ಉದಾಹರಣೆಗಳಲ್ಲಿ ಮುಖ್ಯವಾದವೆಂದರೆ ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಚಕ್ರ. ಯೂರಿಯ ತಯಾರಿಕಾ ಚಕ್ರ, ಕೊಬ್ಬಿನ ಆಮ್ಲದ ತಯಾರಿಕೆಯ ಮತ್ತು ಬೀಟ ಉತ್ಕರ್ಷಣೆಯ ಚಕ್ರ. ಜೀವಕೋಶದಲ್ಲಿರುವ ಇನ್ನೊಂದು ಮಾರ್ಗ ಸರಪಣಿ ರಾಸಾಯನಿಕ ಮಾರ್ಗ. ಶಕ್ತಿ ಸಂಚಯನ ಕಾರ್ಯದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸಾಗಣೆ ಸರಣಿ ಇದಕ್ಕೆ ಉತ್ತಮ ಉದಾಹರಣೆ.

ಒಂದು ರಾಸಾಯನಿಕದ ಚಯಾಪಚಯವನ್ನು ಹಲವಾರು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಭಾಗಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಬಹುದು. ಇಂಥ ಭಾಗಗಳಿಗೆ ಮಧ್ಯವರ್ತಿ ಚಯಾಪಚಯ (ಇಂಟರ್ ಮೀಡಿಯರಿ ಮೆಟಬಾಲಿಸಮ್) ಎಂದು ಹೆಸರು. ಇವನ್ನೆಲ್ಲ ಬಿಡಿಬಿಡಿಯಾಗಿ ವ್ಯಾಸಂಗಿಸಿ, ಅರ್ಥವಿಸಿ, ಆ ರಾಸಾಯನಿಕದ ಸಂಪೂರ್ಣ ಚಯಾಪಚಯವನ್ನು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳಬೇಕಷ್ಟೆ. ಇದನ್ನು ನಡೆಸಲು ಅನೇಕ ಮಾರ್ಗಗಳಿವೆ. ಜೀವಕೋಶವನ್ನು ಅರೆದು ಕಣರಹಿತಸಾರವನ್ನು (ಹೊಮೊಜಿನೇಟ್) ಅಪಕೇಂದ್ರಣ ಯಂತ್ರದಿಂದ (ಸೆಂಟ್ರಿಫ್ಯೂಜ್) ಬೇರ್ಪಡಿಸಿ ಬಂದ ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಭಾಗಗಳನ್ನು ಪರಿಶೋಧನೆಗೆ ಒಳಪಡಿಸುತ್ತಾರೆ. ಹೀಗೆ ಮಾಡುವುದರಿಂದ ಜೀವಕೋಶದ ಯಾವ ಯಾವ ಭಾಗಗಳಲ್ಲಿ ಏನೇನು ರಾಸಾಯನಿಕ ಕಾರ್ಯಗಳು ನಡೆಯುತ್ತವೆ, ಅವು ಕ್ರಮಪ್ರಕಾರ ಸಂಭವಿಸಲು ಬೇಕಾದ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳೇನು ಎಂಬೆಲ್ಲ ವಿವರಗಳು ದೊರೆಯುತ್ತವೆ. ವಿಕಿರಣಪಟು ಐಸೊಟೋಪುಗಳ ಪ್ರಯೋಗದಿಂದ ಚಯಾಪಚಯವನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ಅನ್ವೇಷಿಸುವುದು ಈಚೆಗೆ ಸಾಧ್ಯವಾಗಿದೆ. ಈ ಐಸೊಟೋಪುಗಳು ಎಷ್ಟೇ ಕಡಿಮೆ ಮೊತ್ತದಲ್ಲಿ ಇರಬಹುದು, ಎಲ್ಲಿಯೇ ಇರಬಹುದು, ಯಾವುದೇ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳೊಡನೆ ಸೇರಿಕೊಂಡಿರಬಹುದು-ಹಾಗಿದ್ದರೂ ಅವು ಎಲ್ಲಿ ಇವೆ, ಎಷ್ಟು ಮೊತ್ತದಲ್ಲಿ ಇವೆ ಎನ್ನುವುದನ್ನು ಸುಲಭವಾಗಿ ಪತ್ತೆ ಹಚ್ಚಬಹುದು. ಆದ್ದರಿಂದ ಮಧ್ಯವರ್ತಿ ಚಯಾಪಚಯ ಸಂಶೋಧನೆಯಲ್ಲಿ ವಿಕಿರಣ ದೊರೆತಿರುವ ಇನ್ನೊಂದು ಸಾಧನವೆಂದರೆ ಸೋಸುಕಾಗದವನ್ನು ಬಳಸುವ ಕ್ರೋಮಟಾಗ್ರಫಿ ತಂತ್ರ (ನೋಡಿ- ಕ್ರೋಮಟಾಗ್ರಫಿ). ರಾಸಾಯನಿಕಗಳು ಅತಿ ಕಡಿಮೆ ಮೊತ್ತದಲ್ಲಿದ್ದರೂ ಈ ತಂತ್ರದಲ್ಲಿ, ಸೂಕ್ತವಾದ ವಿಷಗಳನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸುತ್ತಾರೆ. ಇವು ಗೊತ್ತಾದ ಎಂಜೈಮುಗಳ ಸಾಮಥ್ರ್ಯವನ್ನು ನಾಶಮಾಡುವುದರಿಂದ ರಸಾಯನಕಾರ್ಯ ಮುಂದೆ ಸಾಗದೆ ಮಧ್ಯವರ್ತಿ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳು ಶೇಖರವಾಗುವುವು. ಇವು ಯಾವುವು ಎಂಬುದನ್ನು ಕಂಡು ಹಿಡಿಯುವುದರ ಮೂಲಕ ಚಯಾಪಚಯದ ವಿವರಗಳನ್ನು ತಿಳಿಯಬಹುದು. ಫ್ಲೋರೋ ಅಸಿಟೇಟ್, ಮೆಲನೇಟ್, ಅರ್ಸೆನೇಟ್ ಮುಂತಾದ ಎಂಜೈಮ್ ವಿಷಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಚಕ್ರದ ವಿವರಗಳನ್ನು ಶೋಧಿಸಿದ್ದಾರೆ.

ಇಂಥ ಸಂಶೋಧನೆಗೆ ಮನುಷ್ಯನ ಜೀವಕೋಶಗಳೇ ಬೇಕೆಂಬುದೇನೂ ಇಲ್ಲ ಅಲ್ಲಿ ನಡೆಯುವ ಅನೇಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳು ಇಲಿ, ಮೊಲ ಮುಂತಾದ ಪ್ರಾಣಿಗಳಲ್ಲಿಯೂ ಕಡೆಗೆ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯ ಮತ್ತು ಬೂಷ್ಟುಗಳಲ್ಲಿಯೂ ನಡೆಯುತ್ತವೆ. ವಿವರಗಳಲ್ಲಿ ಭಿನ್ನತೆ ಇರಬಹುದು ಅಷ್ಟೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಎಲ್ಲ ಜೀವಿಗಳ ಕೋಶಗಳನ್ನೂ ಸಂಶೋಧನೆಗೆ ಉಪಯೋಗಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತಾರೆ. ಯೀಸ್ಟಿನಲ್ಲಿ ನಡೆಯುವ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಅರ್ಥವಿಸಿ ನಿರ್ವಾಯು ಶರ್ಕರ ಪಥವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದರು. ಈ ಪಥ ಮಾನವರಲ್ಲಿಯೂ ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ.

ಚಯಾಪಚಯದಲ್ಲಿ ಆಗ್ರ್ಯಾನಿಕ್ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳು ಮಾತ್ರ ಭಾಗವಹಿಸುವುದಲ್ಲ. ಖನಿಜ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳಾದ ಕಬ್ಬಿಣ, ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಮ್, ಸೋಡಿಯಮ್, ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಮ್, ಫಾಸ್ಫೇಟ್, ಕ್ಲೋರೈಡ್ ಮುಂತಾದವು ಕೂಡ ಭಾಗವಹಿಸುತ್ತವೆ. ಮೂಳೆಯ ರಚನೆಯಲ್ಲಿ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಮ್ ಭಾಗವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಆಕ್ಸಿಜನ್ನನ್ನು ಸರಬರಾಜು ಮಾಡುವ ಹೇಮೋಗ್ಲೊಬಿನ್ನಿನಲ್ಲಿಯೂ ಜೀವಕೋಶದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳ ಸಾಗಾಣಿಕೆಯಲ್ಲಿಯೂ ಕಬ್ಬಿಣದ ಪಾತ್ರ ಉಂಟು. ಕಬ್ಬಿಣವಿರುವ ಇತರ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳೆಂದರೆ ಫೆರ್ರಿಟಿನ್ (ಕರುಳಿನಿಂದ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಮತ್ತು ಸಂಗ್ರಹಣೆಯ ಮಿತಿಯನ್ನು ಇದು ಹತೋಟಿಯಲ್ಲಿಡುತ್ತದೆ) ಮತ್ತು ಟ್ರಾನ್ಸ್ ಫೆರಿನ್ (ಕಬ್ಬಿಣದ ಸಾಗಣೆಗಾಗಿ). ಈ ಲೋಹಗಳಲ್ಲದೆ ಕೋಬಾಲ್ಟ್ (ರಕ್ತ ಕಣಗಳ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ), ಸತು (ಕಾರ್‍ಬಾಕ್ಸಿಪೆಪ್ಟಿಡೇಸಿನ ಭಾಗವಾಗಿ), ಮೆಗ್ನೀಸಿಯಮ್ ಮುಂತಾದ ಲೋಹಗಳು ಚಯಾಪಚಯದಲ್ಲಿ ಅವುಗಳ ಅಯಾನುರೂಪಗಳಲ್ಲಿ ಭಾಗವಹಿಸುತ್ತವೆ. ಚಯಾಪಚಯದ ವಿವರ ಹಾಗೂ ಮಾರ್ಗಗಳಲ್ಲಿ ಮುಖ್ಯವಾದವನ್ನು ಇಲ್ಲಿ ಬರೆದಿದೆ.

ಚಿತ್ರ-4

ಆಕ್ಸಿಜನ್‍ರಹಿತ ಶರ್ಕರ ಪಥ-ಎಂಬ್ಡೆನ್ ಮೈಯರ್ ಹೋಪ್ ಪಥ: ವ್ಯಕ್ತಿ ಹಠಾತ್ತನೆ ವೇಗವಾಗಿ ಓಡುವುದು ನೆಗೆಯುವುದು ಮುಂತಾದ ಕೆಲಸಮಾಡಬೇಕಾದಾಗ ದೇಹದ ಸ್ನಾಯುಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ರಿಯೆ ನಡೆಯುವುದು ಈ ಪಥದಲ್ಲಿ. ಸ್ನಾಯುಗಳಿಗೆ ರಕ್ತದ ಮೂಲಕ ಬೇಕಾಗುವಷ್ಟು ಆಕ್ಸಿಜನನ್ನು ಸರಬರಾಜು ಮಾಡಲು ಸಾಕಷ್ಟು ಕಾಲ ಇರುವುದಿಲ್ಲವಾದ್ದರಿಂದ ಗ್ಲೈಕೊಜೆನಿನಿಂದ ಬಂದ ಪೈರುವೇಟ್ ಇದೇ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾದ ಅಪಕರ್ಷಿತರೂಪದ ಕೋಎಂಜೈಮನ್ನು ಮತ್ತೆ ಸಾಮಾನ್ಯರೂಪಕ್ಕೆ ಹಿಂತಿರುಗಿಸಿ ಅದು ಲ್ಯಾಕ್ಟಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಆಗುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾದ ಸಾಮಾನ್ಯರೂಪದ ಕೋಎಂಜೈಮ್ ಮತ್ತೆ ಗ್ಲೈಕೋಜನ್ ಪೈರುವೇಟ್ ಬದಲಾವಣೆಯಲ್ಲಿ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ. ಆಕ್ಸಿಜನ್ನಿನ ಸರಬರಾಜಿಗೆ ಸಾಕಾದಷ್ಟು ಕಾಲ ಇರುವಾಗ ಪೈರುವೇಟು ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಚಕ್ರವನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸಿ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಇಂಗಾಲಾಮ್ಲಕ್ಕೆ ಉತ್ಕರ್ಷಣಹೊಂದುವುದು. ಅಪಕರ್ಷಿತ ರೂಪದ ಕೋಎಂಜೈಮ್ ಸಮೃದ್ಧಿಯಾಗಿ ಸರಬರಾಜಾದ ಆಕ್ಸಿಜನ್ನಿನಿಂದ ವಿಶಿಷ್ಟ ಕ್ರಮದಲ್ಲಿ ಉತ್ಕರ್ಷಣಗೊಂಡು ಪುನಃ ಸಾಮಾನ್ಯ ರೂಪಕ್ಕೆ ಬರುತ್ತದೆ. ಆಕ್ಸಿಜನ್‍ರಹಿತಪಥದಲ್ಲಿ ಗ್ಲೈಕೊಜನ್ನಿನಲ್ಲಿನ ಒಂದು ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಅಣುವಿನಿಂದ ಶಕ್ತಿಯ ಕೊಡುತರುಗಳಲ್ಲಿ ಭಾಗವಹಿಸುವ ಎರಡು ಎಟಿಪಿ ಅಣುಗಳು ಮಾತ್ರ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುವುವು. 1 ಗ್ರಾಮ್‍ಸಮಾನ ಗ್ಲೂಕೋಸಿನಿಂದ 16 ಕಿಲೋ ಕೆಲೊರಿ ಶಕ್ತಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಆಕ್ಸಿಜನ್ ಒದಗಿದರೆ ಕೋಎಂಜೈಮ್ ಉತ್ಕರ್ಷಣೆಯಿಂದ ಮತ್ತು ಪೈರೂವೇಟ್ ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಚಕ್ರವನ್ನು ಸೇರುವುದರಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸಾಗಣೆ ಸರಣಿಯಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು ಮೂವತ್ತಾರು ಎಟಿಪಿ ಅಣುಗಳು ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುವುವು. ಪೆಂಟೋಸ್‍ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಚಕ್ರ : ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಚಕ್ರದ ಸಹಾಯವಿಲ್ಲದೆ ಗ್ಲೂಕೋಸಿನ ಉತ್ಕರ್ಷಣಕ್ರಿಯೆ ನಡೆಯುವ ಇನ್ನೊಂದು ಮಾರ್ಗವಿದು. ಈ ಚಕ್ರ ಕೆಲಸಮಾಡಲು ಆಕ್ಸಿಜನ್ ಇರಲೇಬೇಕು. ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಫಾಸ್ಫೇಟಿನ ಆರು ಅಣುಗಳಿಂದ ಆರಂಭವಾದ ಈ ಚಕ್ರದಲ್ಲಿ ಒಟ್ಟಾಗಿ ಮೂರು ಇಂಗಾಲದ ಪರಮಾಣು ಹೊಂದಿರುವ ಗ್ಲಿಸರಾಲ್ಡಿಹೈಡ್ ಫಾಸ್ಫೇಟಿನ ಹತ್ತು ಅಣುಗಳು ಬಂದು ಅವು ಸೇರಿ ಮತ್ತೆ ಐದು ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಫಾಸ್ಫೇಟಿನ ಅಣುಗಳಾಗುತ್ತವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಒಂದು ಚಕ್ರದಲ್ಲಿ ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಫಾಸ್ಫೇಟಿನ ಒಂದು ಅಣು ಉತ್ಕರ್ಷಣಗೊಂಡು ಇಂಗಾಲಾಮ್ಲ ಅನಿಲದ ಆರು ಅಣುಗಳು ಬಿಡುಗಡೆಯಾದಂತಾಯಿತು. ಈ ಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಭಾಗವಹಿಸುವ ಕೋಎಂಜೈಮುಗಳು ಃ ಜೀವಸತ್ತ್ವದ ಗುಂಪಿನ ನಿಕೊಟಿನಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಜನ್ಯವಸ್ತುಗಳು. ಯಕೃತ್ ಮುಂತಾದ ಹೆಚ್ಚು ಶಕ್ತಿಬೇಕಾದ ಅಂಗಗಳಲ್ಲಿ ಈ ಮಾರ್ಗ ಇರುತ್ತದೆ.

ಶ್ವಾಸಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸಾಗಣೆ ಸರಣಿ: ಉತ್ಕರ್ಷಣೆ ಹೊಂದಿದಾಗ ಶಕ್ತಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುವುದು ಈ ಪಥದಲ್ಲಿಯೇ. ಅಪಕರ್ಷಿತ ರೂಪದಲ್ಲಿರುವ ಕೋಎಂಜೈಮುಗಳು ಉತ್ಕರ್ಷಣಕಾರ್ಯದಲ್ಲಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುವುವು. ಇವು ಮೂರು ರಾಸಾಯನಿಕಗಳು. ಮೊದಲನೆಯದರಲ್ಲಿ ರೈಬೋಫ್ಲೇವಿನ್ ಮತ್ತು ಉಳಿದೆರಡರಲ್ಲಿ ನಿಕೊಟಿನಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಉಂಟು. ಈ ಎರಡು ವಸ್ತುಗಳೂ B ಜೀವಸತ್ತ್ವಗಳ ಗುಂಪಿಗೆ ಸೇರಿವೆ. ಸೈಟೊಕ್ರೋಮುಗಳು ಜೀವಕೋಶಗಳಲ್ಲಿರುವ ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯ ಘಟಕಗಳಲ್ಲಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳನ್ನು ಪಡೆದು ಕಡೆಗೆ ಆಕ್ಸಿಜನ್ನಿಗೆ ಕೊಟ್ಟು ಉತ್ಕರ್ಷಣ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಪೂರ್ಣಗೊಳಿಸುತ್ತವೆ. ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುವ ಶಕ್ತಿ ಸಂಚಯನಕಾರ್ಯದಲ್ಲಿ ಕೋಎಂಜೈಮ್ ಕ್ಯೂ ಅಥವಾ ಯೂಬಿಕ್ವಿನೋನ್ ಎಂಬ ರಾಸಾಯನಿಕ ವಸ್ತು ಭಾಗವಹಿಸುತ್ತದೆ.

ಜಿಡ್ಡಿನ ಆಮ್ಲಗಳ (ಫ್ಯಾಟಿ ಆ್ಯಸಿಡ್ಸ್) ಉತ್ಕರ್ಷಣೆ : ಇದಕ್ಕೆ ಬೀಟ ಉತ್ಕರ್ಷಣೆ ಎಂದು ಹೆಸರು. ಜಿಡ್ಡಿನ ಆಮ್ಲವನ್ನು ಒಂದು ಸಂಪೂರ್ಣ ಉತ್ಕರ್ಷಣಚಕ್ರಕ್ಕೆ ಒಳಪಡಿಸಿದಾಗ ಇಂಗಾಲದ ಎರಡು ಪರಮಾಣುಗಳಿರುವ ಅಸಿಟೈಲ್ ಕೋಎಂಜೈಮಿನ ಒಂದು ಅಣು ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಅಂದರೆ ಇಂಗಾಲದ ಹದಿನೆಂಟು ಪರಮಾಣುಗಳಿರುವ ಸ್ಟಿಯರಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಉತ್ಕರ್ಷಣಹೊಂದಲು ಎಂಟು ಚಕ್ರಬೇಕು. ಆಗ ಅಪಕರ್ಷಿತರೂಪದ ಹದಿನಾರು ಕೋಎಂಜೈಮುಗಳು ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತವೆ. ಮತ್ತು ಅವುಗಳಿಂದ ನಲವತ್ತೆಂಟು ಎಟಿಪಿ ಅಣುಗಳು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸಾಗಣೆ ಸರಣಿಯಲ್ಲಿ ಬರುತ್ತವೆ. ಈ ಚಕ್ರದಲ್ಲಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ ಅಸಿಟೈಲ್ ಕೋಎಂಜೈಮ್-ಎ, ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲಚಕ್ರದಲ್ಲಿ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಉತ್ಕರ್ಷಣ ಹೊಂದುತ್ತದೆ.

ಜಿಡ್ಡಿನ ಆಮ್ಲಗಳ ತಯಾರಿಕೆ : ಇವುಗಳ ತಯಾರಿಕೆಗೆ ಪ್ರಾರಂಭದ ವಸ್ತುವೆಂದರೆ ಪೈರುವೇಟಿನಿಂದ ಬಂದ ಅಸಿಟೈಲ್ ಕೋಎಂಬೈಮ್-ಎ.

ಚಿತ್ರ-5

ಇದರಲ್ಲಿ B ಜೀವಸತ್ತ್ವದ ಗುಂಪಿನ ಪ್ಯಾಂಟೊಥೆನಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಜನ್ಯವಸ್ತು ಉಂಟು, ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಚಕ್ರ ಪೂರ್ತಿಯಾದಾಗಲೂ ಇಂಗಾಲದ ಎರಡು ಪರಮಾಣುಗಳಿರುವ ಅಸಿಟೈಲ್ ಗುಂಪು ಪ್ರಾರಂಭದ ಫ್ಯಾಟಿ ಆಮ್ಲದೊಂದಿಗೆ ಸೇರಿಕೊಂಡು ಅದರ ಉದ್ದವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.

ಚಿತ್ರ-6

ಅಸೈಲ್ ಕ್ಯಾರಿಯರ್ ಪ್ರೋಟೀನ್ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗಿ ಮುಂದಿನ ಚಕ್ರದಲ್ಲಿ ಭಾಗವಹಿಸಲು ಸಿದ್ಧವಾಗುತ್ತದೆ. ಕೆಲವೊಂದು ವಿವರಗಳನ್ನು ಬಿಟ್ಟರೆ ಇದು ಬೀಟ ಉತ್ಕರ್ಷಣದಂತೆಯೇ, ಆದರೆ ವಿರುದ್ಧ ದಿಶೆಯಲ್ಲಿ, ಎಂಬುದನ್ನು ನೋಡಬಹುದು. ಈ ಸಂಶ್ಲೇಷಣ ಕಾರ್ಯದಲ್ಲಿ ಇನ್ಸುಲಿನ್ ಪಾತ್ರವಹಿಸುವಂತೆ ಕಾಣುತ್ತದೆ.

ಪ್ರೋಟೀನ್ ತಯಾರಿಕೆ : ಆಹಾರದಲ್ಲಿ ಪ್ರೋಟೀನ್ ಅರಗಿ ಅಮೈನೋ ಆಮ್ಲಗಳ ಅಣುಗಳಾಗುತ್ತವೆ. ಇವು ಕರುಳಿನಲ್ಲಿ ಹೀರಲ್ಪಟ್ಟು ರಕ್ತದ ಮುಖಾಂತರ ಜೀವಕೋಶಗಳನ್ನು ಸೇರುತ್ತವೆ. ಇವು ಹಾಗೂ ಜೀವಕೋಶದಲ್ಲಿಯೇ ತಯಾರಾಗುವ ಅಮೈನೋ ಆಮ್ಲಗಳು ಪ್ರೋಟೀನಿನ ತಯಾರಿಕೆಯ ಪ್ರಾರಂಭ ವಸ್ತುಗಳು. ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಅಮೈನೋ ಆಮ್ಲಕ್ಕೂ ಒಂದೊಂದು ಅಣುವಾಹಕ ಆರ್‍ಎನ್‍ಎ ಉಂಟು. ಸಂಕೇತವಾಹಕದಲ್ಲಿರುವ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೊ ಟೈಡುಗಳು ಒದಗಿಸುವ ನಕ್ಷೆಯಂತೆ ಅಮೈನೋ ಆಮ್ಲಗಳು ಅನುಕ್ರಮವಾಗಿ ಸೇರಿಕೊಂಡು ಪ್ರೋಟೀನಿನ ಅಣುವಾಗುವುವು. (ಎ.ಎಸ್.ಆರ್.)