आणविक अभिज्ञान

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हाइड्रोजन बांड के माध्यम से एंटीबायोटिक वैनकॉमायसिन से बंधे एक छोटे पेप्टाइड एल-लाइस-डी-अला-डी-अला (जीवाणु कोशिका भित्ति अग्रदूत) की क्रिस्टल संरचना[1]
हाइड्रोजन बांड के माध्यम से एक समूह अणु से बंधे दो आइसोफथलिक एसिड की क्रिस्टल संरचना[2]
एक ग्राही और एक समूह बाध्यकारी साइट के बीच स्थिर पहचान गतिक पहचान में में पहली बाइंडिंग साइट पर पहले गेस्ट को बाइंड करने से एक निश्चित परिवर्तन होता है जो दूसरी बाइंडिंग साइट पर दूसरे गेस्ट के एसोसिएशन कॉन्स्टेंट को प्रभावित करता है। इस सन्दर्भ में यह सकारात्मक ऐलोस्टीयरिक प्रणाली है।

आणविक पहचान(आणविक अभिज्ञान) शब्द दो या दो से अधिक अणुओं के बीच गैर-सहसंयोजक बंधन जैसे हाइड्रोजन बंध, समन्वय रसायन शास्त्र, हाइड्रोफोबिक प्रभाव, के बीच विशिष्ट सम्बन्ध को संदर्भित करने का प्रयास करता है।[3][4] वैन डेर वाल्स बल, π-π पारस्परिक अंतःक्रिया, हैलोजन बंधिंग या गुंजयमान सम्बन्ध[5] प्रभाव के सम्बन्ध को भी प्रदर्शित करता है। इन प्रत्यक्ष पारस्परिक अंतःक्रिया के अतिरिक्त, विलयन समाधान में आणविक पहचान के संचालन में एक प्रमुख अप्रत्यक्ष भूमिका निभा सकते हैं।[6][7] आणविक पहचान में सम्मिलित दाता तत्व रसायन विज्ञान आणविक संपूरकता प्रदर्शित करता है, जिसमे आणविक धारक एक अपवाद स्वरुप हैं,[8][9] उदाहरण के रूप में नैनोट्यूब, जिसमें निवाहिका अनिवार्य रूप से चयनात्मकता को नियंत्रित करते हैं।[10][11][12][13]


जैविक प्रणाली

एक राइबोसोम एक जैविक मशीन है जो नैनोस्कोपिक स्केल पर प्रोटीन गतिशीलता का उपयोग प्रोटीन में अनुवाद(जीव विज्ञान) आरएनए के लिए करती है

जीव विज्ञान प्रणालियों में आणविक पहचान एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है और एंटीजन-रोगप्रतिकारक, डीएनए-प्रोटीन, शुगर-लेक्टिन, आरएनए-राइबोसोम आदि संग्राही-लिगैंड के बीच देखी जाती है[14][15]। आणविक पहचान का एक महत्वपूर्ण उदाहरण एंटीबायोटिक दवा वैंकोमाइसिन है जो पांच हाइड्रोजन बंध के माध्यम से जीवाणु कोशिकाओं में टर्मिनल डी-अलनील-डी-अलैनिन पेप्टाइड्स के साथ चयनात्मक रूप से बंध का निर्माण करता है। . वैनकोमाइसि जीवाणु के लिए घातक नहीं है क्योंकि एक बार जब यह इन विशेष पेप्टाइड्स से बंध जाता है तो वे जीवाणु की कोशिका भित्ति के निर्माण के लिए उपयोग करने में असमर्थ होते हैं।[citation needed]


कृत्रिम आणविक पहचान

आधुनिक काल के कृत्रिम परीक्षणों से यह पता चलता है कि आणविक पहचान तत्वों को नैनो-स्केल पर कृत्रिम रूप से उत्पादित किया जा सकता है,[16] छोटे अणुओं के संवेदन उपकरणों के विकास के लिए प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले आणविक पहचान तत्वों की आवश्यकता को अमान्य कर देती है। आणविक रूप से अंकित बहुलक जैसे बायो-मिमेटिक पॉलिमर[17] और पेप्टाइड्स का उपयोग प्रोटीन जैसे बड़े जैविक लक्ष्यों को पहचानने के लिए किया जा सकता है [18] और कृत्रिम फ्लोरोसेंट नैनोमैटेरियल्स के लिए पॉलिमर का संयुग्मन कृत्रिम सूक्ष्म-आणविक संरचनाएं उत्पन्न कर सकता है जो ऑप्टिकल प्रोटीन पहचान के लिए कृत्रिम रोगप्रतिकारक के रूप में काम करता है।[19][20]


सुपरमॉलेक्यूलर प्रणाली

रसायनज्ञों ने प्रदर्शित किया है कि कई कृत्रिम सुपरमॉलेक्यूलर रसायन विज्ञान प्रणालियों को डिज़ाइन किया जा सकता है जो आणविक पहचान प्रदर्शित करते हैं।[21] ऐसी प्रणाली के प्रारम्भिक उदाहरणों में से एक शीर्ष ईथर हैं जो विशिष्ट उद्धरणों को चयनात्मक रूप से बांधने में सक्षम हैं। यद्यपि, तब से कई कृत्रिम प्रणालियाँ स्थापित की गई हैं।

स्थिर बनाम गतिशील

आणविक पहचान को स्थिर आणविक पहचान और गतिशील आणविक पहचान में विभाजित किया जा सकता है। स्थैतिक आणविक पहचान की तुलना एक कुंजी और एक कीहोल के बीच के सम्बन्ध से की जाती है; यह एक दाता अणु और एक ग्राही अणु के बीच एक 1:1 प्रकार की जटिल प्रतिक्रिया है, जिससे दाता-ग्राही रसायन शास्त्र दाता तत्व परिसर बनता है। उन्नत स्थैतिक आणविक पहचान प्राप्त करने के लिए, ग्राही अणुओं के लिए विशिष्ट पहचान स्थल बनाना आवश्यक है।

गतिशील आणविक पहचान के सन्दर्भ में एक समूह की पहली बाध्यकारी साइट के लिए पहले ग्राही की बाध्यकारी दूसरी बाध्यकारी साइट के साथ दूसरे ग्राही के जुड़ाव स्थिरांक को प्रभावित करती है। बंधन की सहकारिता के लिए अग्रणी[22] सकारात्मक ऐलोस्टीयरिक प्रणालियों के सन्दर्भ में पहले ग्राही का बंधन दूसरे ग्राही के साहचर्य स्थिरांक को बढ़ाता है। जबकि नकारात्मक एलोस्टेरिक प्रणाली के लिए पहले ग्राही का बंधन दूसरे के साथ जुड़ाव को कम करता है। इस प्रकार की आणविक पहचान की गतिशील प्रकृति विशेष रूप से महत्वपूर्ण है क्योंकि यह जैविक प्रणालियों में बंधन को विनियमित करने के लिए एक तंत्र प्रदान करती है। गतिशील आण्विक पहचान संरचनात्मक परिणामी शोधन प्रक्रियाओं के जरिए कई प्रतिस्पर्धी लक्ष्यों के बीच भेदभाव करने की क्षमता को बढ़ा सकता है। अत्यधिक कार्यात्मक रासायनिक सेंसर और आणविक उपकरण में आवेदन के लिए गतिशील आणविक पहचान का भी अध्ययन किया जा रहा है।

जटिलता

आणविक अनुरूपण और अनुपालन स्थिरांक पर आधारित एक आधुनिक अध्ययन आणविक पहचान को संगठन की घटना के रूप में वर्णित करता है। यहां तक ​​कि कार्बोहाइड्रेट जैसे छोटे अणुओं के लिए भी, पहचान प्रक्रिया की भविष्यवाणी या उसे विनिर्मित नहीं किया जा सकता है, यहां तक ​​​​कि यह मानते हुए भी कि प्रत्येक व्यक्तिगत हाइड्रोजन बंधन की ताकत बिल्कुल ज्ञात है।[23] यद्यपि, मोबली एट आल के रूप में[24] अंत में, आणविक पहचान घटनाओं की सार्थक भविष्यवाणी को ग्राही और समूह के बीच एकल प्रारूप के स्थिर स्नैपशॉट से विपरीत जाने की आवश्यकता है। ऊष्म प्रवैगिकी को बाध्य करने के लिए एन्ट्रॉपी प्रमुख योगदानकर्ता हैं और पहचान प्रक्रिया की अधिक सार्थक भविष्यवाणी करने के लिए इसका पूर्वावलोकन देने की आवश्यकता है।[25] एकल बाध्य संरचनाओं (स्थैतिक स्नैपशॉट) में एन्ट्रॉपी यदा-कदा ही कभी देखे जा सकते हैं।

अंतःजनिक पूरकता

जेहले[26] ने बताया कि, जब इसे एक तरल में डुबोया जाता है और अन्य अणुओं के साथ परस्पर क्रिया की जाती है, तो आवेश में उतार-चढ़ाव बल समान अणुओं के निकटतम अणुओं के सहयोग का पक्ष लेते हैं। इस सिद्धांत के अनुसार, एक जीन द्वारा कूटलेखित किए गए पॉलीपेप्टाइड की कई प्रतियां सामान्यतः एक आदेशित मल्टी-पॉलीपेप्टाइड प्रोटीन संरचना बनाने के लिए एक दूसरे के साथ आणविक पहचान से गुजरती हैं। जब एक विशेष जीन के दो अलग-अलग उत्परिवर्तित युग्मविकल्पियों द्वारा उत्पादित पॉलीपेप्टाइड्स से ऐसा प्रोटीन बनता है, तो पॉलीपेप्टाइड्स के मिश्रण से बना प्रोटीन स्वयं ही प्रत्येक उत्परिवर्ती द्वारा गठित मल्टी-पॉलीपेप्टाइड प्रोटीन की तुलना में अधिक कार्यात्मक गतिविधि प्रदर्शित कर सकता है। ऐसे सन्दर्भ में, घटना को पूरकता (आनुवांशिकी) कहा जाता है।

विभिन्न प्रकार के जीवों में कई अलग-अलग जीनों में इंट्राजेनिक पूरकता (जिसे इंटर-एलीलिक पूरकता भी कहा जाता है) का प्रदर्शन किया गया है।[27] क्रिक और ऑर्गेल [28]द्वारा इस तरह के अध्ययनों के परिणामों का विश्लेषण किया गया और इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि अंतर्गर्भाशयी पूरकता, सामान्य रूप से, अलग-अलग दोषपूर्ण पॉलीपेप्टाइड एकलक के सम्बन्ध से उत्पन्न होते है, जब वे एक आदेशित समुच्चय बनाते हैं जिसे वे "मल्टीमर" कहते हैं।

यह भी देखें

संदर्भ

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बाहरी संबंध

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