जैविक झिल्लियों में विद्युत रासायनिक विभव

क्षारीय विलयन में ऑक्सीकरण कारक के साथ मिलाने पर ल्यूमिनोल (C8H7N3O2) तीव्र नीली रासायनिक प्रकाशिक चमक प्रदर्शित करता है। इसके लिए उत्प्रेरक की आवश्यकता होती है, जो अक्सर हीमोग्लोबिन में पाए जाने वाले हीम जैसे लौह यौगिक होते हैं। यह अभिक्रिया ल्यूमिनोल का ऑक्सीकरण करती है, जिससे एक अस्थिर पेरोक्साइड बनता है जो विद्युत रूप से उत्तेजित अवस्था में 3-एमिनोफ्थालेट में विघटित हो जाता है। यह उत्तेजित अवस्था फिर क्षय होकर एक नीला फोटॉन उत्सर्जित करती है।

प्रोटीन का विकृतीकरण वह प्रक्रिया है जिसमें प्रोटीन अपनी मूल त्रि-आयामी संरचना खो देता है। द्वितीयक, तृतीयक और चतुर्धातुक संरचनाओं का यह विघटन ऊष्मा, अत्यधिक pH, कार्बनिक विलायक या विकिरण जैसे बाहरी कारकों के कारण होता है। यद्यपि अमीनो अम्लों का प्राथमिक क्रम बरकरार रहता है, लेकिन आकार में परिवर्तन के परिणामस्वरूप प्रोटीन का जैविक कार्य भी समाप्त हो जाता है।

कोशिकीय श्वसन एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें कार्बनिक अणु, जैसे ग्लूकोज, ऑक्सीकृत होकर ऊर्जा उत्पन्न करते हैं। ग्लूकोज (C₆H₁₂O₆) ऑक्सीकृत होकर CO₂ बनाता है, जबकि ऑक्सीजन (O₂) अपचयित होकर जल (H₂O) में परिवर्तित हो जाती है। इस प्रक्रिया में इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला के माध्यम से इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण होता है, जिससे एक प्रोटॉन प्रवणता उत्पन्न होती है जो कोशिका की प्राथमिक ऊर्जा स्रोत, एटीपी के संश्लेषण को गति प्रदान करती है।

केल्विन चक्र, या प्रकाश-स्वतंत्र अभिक्रियाएँ, प्रकाश-निर्भर अवस्था के दौरान उत्पादित एटीपी और एनएडीपीएच का उपयोग करके अकार्बनिक कार्बन डाइऑक्साइड को कार्बनिक शर्करा अणुओं में परिवर्तित करती हैं। यह प्रक्रिया क्लोरोप्लास्ट के स्ट्रोमा में होती है। प्रमुख एंजाइम, रुबिस्को, पहले चरण को उत्प्रेरित करता है: कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) का कार्बनिक अणु में स्थिरीकरण, जिससे कार्बोहाइड्रेट उत्पादन करने वाले चक्र की शुरुआत होती है।

प्रकाश संश्लेषण का पहला चरण, प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाएँ, क्लोरोप्लास्ट की थाइलाकोइड झिल्लियों में होती हैं। प्रकाश ऊर्जा को क्लोरोफिल द्वारा ग्रहण किया जाता है जिससे जल का विखंडन (फोटोलाइसिस) होता है और ऑक्सीजन, प्रोटॉन (H⁺) और इलेक्ट्रॉन (e⁻) मुक्त होते हैं। इस ऊर्जा का उपयोग दो ऊर्जा वाहक अणुओं के निर्माण में किया जाता है: एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) और निकोटिनमाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड फॉस्फेट (एनएडीपीएच), जो बाद के केल्विन चक्र को शक्ति प्रदान करते हैं।

अनुवाद वह जैविक प्रक्रिया है जिसमें कोशिका द्रव्य या अंतःसूक्ष्मजीवीय नलिका में स्थित राइबोसोम प्रोटीन का संश्लेषण करते हैं। यह प्रतिलेखन के बाद होती है, जिसमें डीएनए अनुक्रम को संदेशवाहक आरएनए (एमआरएनए) अणु में प्रतिलिपि किया जाता है। अनुवाद के दौरान, राइबोसोम एमआरएनए अनुक्रम को तीन न्यूक्लियोटाइड इकाइयों में पढ़ता है जिन्हें कोडॉन कहा जाता है, और स्थानांतरण आरएनए (टीआरएनए) की सहायता से संबंधित अमीनो अम्ल श्रृंखला का संयोजन करता है।

1921 में, टोरंटो विश्वविद्यालय में जॉन मैकलियोड के मार्गदर्शन में फ्रेडरिक बैंटिंग और चार्ल्स बेस्ट ने कुत्ते के अग्नाशय के अर्क से इंसुलिन को अलग किया। जैव रसायनज्ञ जेम्स कोलिप ने फिर एक शुद्धिकरण प्रक्रिया विकसित की, जिससे यह अर्क मानव उपयोग के लिए सुरक्षित हो गया। इस खोज ने टाइप 1 मधुमेह को एक घातक बीमारी से एक प्रबंधनीय स्थिति में बदल दिया, जिसके लिए बैंटिंग और मैकलियोड को 1923 का नोबेल पुरस्कार मिला।

सूर्य का प्रकाश, विशेष रूप से पराबैंगनी बी (यूवीबी) किरणें जिनकी तरंगदैर्ध्य 290-315 एनएम के बीच होती है, त्वचा में विटामिन डी के संश्लेषण को प्रेरित करती हैं। जब यूवीबी फोटॉन त्वचा पर पड़ते हैं, तो वे 7-डीहाइड्रोकोलेस्टेरॉल को प्रीविटामिन डी3 में परिवर्तित कर देते हैं, जो बाद में विटामिन डी3 (कोलेकैल्सीफेरोल) में परिवर्तित हो जाता है। यह प्रक्रिया मनुष्यों के लिए विटामिन डी का प्राथमिक प्राकृतिक स्रोत है।

मछलियों और उभयचरों जैसे कई बाह्यतापी कशेरुकी जीवों में, रंग परिवर्तन एक धीमी, शारीरिक प्रक्रिया है जो हार्मोन द्वारा नियंत्रित होती है। क्रोमेटोफोर के भीतर वर्णक कणिकाएं एक सूक्ष्म नलिकाकार संरचना के साथ स्थानांतरित होती हैं। मेलानोसाइट-उत्तेजक हार्मोन (एमएसएच) जैसे हार्मोन वर्णक फैलाव (गहरापन) का कारण बनते हैं, जबकि मेलाटोनिन या मेलानोसाइट-सांद्रण हार्मोन (एमसीएच) एकत्रीकरण (हल्कापन) को प्रेरित करते हैं, जिससे कुछ मिनटों से लेकर घंटों तक के समय में जीव का रंग उसके वातावरण के अनुकूल हो जाता है।

एथिलीन ऑक्साइड गैस का उपयोग करके निम्न तापमान पर रासायनिक नसबंदी की एक विधि। यह प्लास्टिक, इलेक्ट्रॉनिक उपकरण और ऑप्टिकल उपकरणों जैसे ऊष्मा और नमी के प्रति संवेदनशील पदार्थों को कीटाणुरहित करने में प्रभावी है। इस प्रक्रिया में एल्किलीकरण शामिल है, जिसमें EtO सूक्ष्मजीवों के डीएनए और प्रोटीन को बाधित करता है, जिससे उनका गुणन रुक जाता है। इसमें गैस की सांद्रता, तापमान, आर्द्रता और समय अवधि पर सावधानीपूर्वक नियंत्रण आवश्यक है।

साइटोटॉक्सिसिटी किसी पदार्थ या कोशिका का वह गुण है जो अन्य कोशिकाओं के लिए विषैला होता है। साइटोटॉक्सिक एजेंट नेक्रोसिस के माध्यम से कोशिका मृत्यु को प्रेरित कर सकते हैं, जिसमें कोशिका झिल्ली अपनी अखंडता खो देती है जिससे लिसिस और सूजन होती है, या एपोप्टोसिस, एक नियंत्रित, नियोजित कोशिका मृत्यु प्रक्रिया। यह साइटोस्टैटिक एजेंटों से भिन्न है, जो सीधे कोशिका मृत्यु का कारण बने बिना केवल कोशिका विभाजन को रोकते हैं।

अल्फा-हेलिक्स प्रोटीन में पाया जाने वाला एक सामान्य द्वितीयक संरचनात्मक पैटर्न है। यह एक दाएं हाथ से कुंडलित संरचना है जिसमें प्रत्येक मुख्य अमीनो एसिड समूह, चार अवशेष पहले स्थित अमीनो एसिड के मुख्य अमीनो एसिड समूह को हाइड्रोजन बंध प्रदान करता है (i+4 → i हाइड्रोजन बंधन)। यह नियमित पैटर्न पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला को कुंडलित आकार में खींचता है।

आणविक जीवविज्ञान का केंद्रीय सिद्धांत किसी जैविक तंत्र में आनुवंशिक सूचना के प्रवाह का वर्णन करता है। यह बताता है कि सूचना डीएनए से आरएनए और आरएनए से प्रोटीन की ओर प्रवाहित होती है। डीएनए की प्रतिकृति से और डीएनए बनता है, और डीएनए को आरएनए में रूपांतरित किया जा सकता है, जिसे बाद में प्रोटीन में रूपांतरित किया जाता है। यह प्रक्रिया सामान्यतः एकदिशीय होती है, जो जीन अभिव्यक्ति के लिए मूलभूत ढांचा प्रदान करती है।

यह ढांचा जैव विविधता को तीन स्थानिक पैमानों में विभाजित करता है। अल्फा (α) विविधता किसी एक स्थानीय पर्यावास या पारिस्थितिकी तंत्र के भीतर प्रजातियों की संख्या है। बीटा (β) विविधता विभिन्न पर्यावासों के बीच प्रजातियों की संरचना में परिवर्तन या फेरबदल को मापती है। गामा (γ) विविधता एक बड़े भौगोलिक क्षेत्र या भूभाग में प्रजातियों की कुल संख्या को दर्शाती है, जिसमें अल्फा और बीटा दोनों विविधताएं शामिल हैं।