Model Answer
0 min readIntroduction
क्रेब चक्र, जिसे साइट्रिक एसिड चक्र या ट्राइकार्बोक्सिलिक एसिड (TCA) चक्र भी कहा जाता है, वायवीय श्वसन का एक केंद्रीय उपापचयी मार्ग है जो यूकेरियोटिक कोशिकाओं के माइटोकॉन्ड्रिया के मैट्रिक्स में होता है। इस चक्र का मुख्य उद्देश्य एसिटाइल-कोएंजाइम ए (Acetyl-CoA) के पूर्ण ऑक्सीकरण के माध्यम से ऊर्जा वाहक अणुओं, जैसे NADH और FADH2 का उत्पादन करना है, जिनका उपयोग बाद में इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में एटीपी (ATP) संश्लेषण के लिए किया जाता है। यह चक्र कार्बोहाइड्रेट, वसा और प्रोटीन के चयापचय में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जिससे कोशिका को उसकी विभिन्न गतिविधियों के लिए आवश्यक ऊर्जा प्राप्त होती है। प्रत्येक क्रेब चक्र में तीन NADH अणुओं का उत्पादन होता है, जो कोशिका के ऊर्जा बजट के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण हैं।
क्रेब चक्र में कई एंजाइमी अभिक्रियाएँ शामिल होती हैं, जिनमें से तीन विशिष्ट अभिक्रियाएँ NADH (निकोटिनामाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड) का उत्पादन करती हैं। ये NADH अणु इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में प्रवेश करके बड़ी मात्रा में ATP का उत्पादन करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
NADH उत्पन्न करने वाली प्रमुख क्रेब चक्र अभिक्रियाएँ
एक एसीटाइल-CoA अणु के लिए क्रेब चक्र के प्रत्येक मोड़ में, कुल तीन NADH अणु उत्पन्न होते हैं। ये निम्नलिखित तीन ऑक्सीकरणी डीहाइड्रोजनीकरण अभिक्रियाओं के माध्यम से बनते हैं:
- आइसोसिट्रेट का ऑक्सीकरण (Isocitrate Oxidation):
- अभिकारक: आइसोसिट्रेट
- उत्पाद: α-कीटोग्लूटारेट और कार्बन डाइऑक्साइड (CO2)
- एंजाइम: आइसोसिट्रेट डीहाइड्रोजनेज
- प्रक्रिया: इस अभिक्रिया में, आइसोसिट्रेट का ऑक्सीकरण होता है और NAD+ का अपचयन होकर NADH बनता है। साथ ही, एक कार्बन डाइऑक्साइड अणु भी मुक्त होता है। यह क्रेब चक्र में पहला NADH उत्पन्न करने वाला चरण है।
- α-कीटोग्लूटारेट का ऑक्सीकरण (α-Ketoglutarate Oxidation):
- अभिकारक: α-कीटोग्लूटारेट
- उत्पाद: सक्सिनिल-कोएंजाइम A (Succinyl-CoA) और कार्बन डाइऑक्साइड (CO2)
- एंजाइम: α-कीटोग्लूटारेट डीहाइड्रोजनेज कॉम्प्लेक्स
- प्रक्रिया: यह अभिक्रिया एक जटिल प्रक्रिया है जिसमें α-कीटोग्लूटारेट का ऑक्सीकरण होता है और NAD+ का अपचयन होकर दूसरा NADH अणु बनता है। इस चरण में भी एक CO2 अणु मुक्त होता है और कोएंजाइम A, सक्सिनिल-CoA बनाने के लिए जुड़ता है।
- मैलेट का ऑक्सीकरण (Malate Oxidation):
- अभिकारक: मैलेट
- उत्पाद: ऑक्सालोएसिटेट (Oxaloacetate)
- एंजाइम: मैलेट डीहाइड्रोजनेज
- प्रक्रिया: क्रेब चक्र के अंतिम चरणों में, मैलेट का ऑक्सीकरण ऑक्सालोएसिटेट में होता है, जिससे NAD+ का अपचयन होकर तीसरा और अंतिम NADH अणु बनता है। ऑक्सालोएसिटेट पुनः एसिटाइल-CoA के साथ जुड़कर चक्र को जारी रखता है।
NADH उत्पादन का महत्व
NADH एक उच्च ऊर्जा वाला इलेक्ट्रॉन वाहक अणु है। यह इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में अपने इलेक्ट्रॉनों को दान करता है, जिससे प्रोटॉन प्रवणता (proton gradient) स्थापित होती है। यह प्रोटॉन प्रवणता बाद में ATP सिंथेज एंजाइम द्वारा ATP के संश्लेषण के लिए उपयोग की जाती है। क्रेब चक्र में उत्पन्न प्रत्येक NADH अणु लगभग 2.5-3 ATP अणु के बराबर ऊर्जा देता है।
सारणी: क्रेब चक्र में NADH उत्पादन का सारांश
| क्रमांक | अभिक्रिया | एंजाइम | NADH उत्पादन |
|---|---|---|---|
| 1 | आइसोसिट्रेट → α-कीटोग्लूटारेट | आइसोसिट्रेट डीहाइड्रोजनेज | 1 NADH |
| 2 | α-कीटोग्लूटारेट → सक्सिनिल-CoA | α-कीटोग्लूटारेट डीहाइड्रोजनेज कॉम्प्लेक्स | 1 NADH |
| 3 | मैलेट → ऑक्सालोएसिटेट | मैलेट डीहाइड्रोजनेज | 1 NADH |
| कुल NADH प्रति एसिटाइल-CoA अणु | 3 NADH | ||
Conclusion
संक्षेप में, क्रेब चक्र ऊर्जा उत्पादन के लिए एक महत्वपूर्ण उपापचयी मार्ग है, और इसकी तीन प्रमुख अभिक्रियाएँ - आइसोसिट्रेट का ऑक्सीकरण, α-कीटोग्लूटारेट का ऑक्सीकरण और मैलेट का ऑक्सीकरण - प्रत्येक एक NADH अणु का उत्पादन करती हैं। ये NADH अणु कोशिका के लिए प्रत्यक्ष ऊर्जा (ATP) के बजाय, इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला के माध्यम से बड़ी मात्रा में ATP उत्पन्न करने के लिए इलेक्ट्रॉन वाहक के रूप में कार्य करते हैं। इस प्रकार, NADH का उत्पादन कोशिकीय श्वसन का एक अभिन्न अंग है, जो जीवों को उनके अस्तित्व और गतिविधियों के लिए आवश्यक ऊर्जा प्रदान करता है।
Answer Length
This is a comprehensive model answer for learning purposes and may exceed the word limit. In the exam, always adhere to the prescribed word count.