రసాయనాల సంకలనమే జీవం. భూగోళంపై జీవం అస్థిత్వంలోకి వచ్చిన తర్వాత ఏకకణజీవుల నుంచి మొదలైన జీవ పరిణామ ఫలితమే నేటి జీవవైవిధ్యం. జీవరాశుల్లో అంతుచిక్కని వైవిధ్యం ఉన్నప్పటికీ, వాటి రసాయన సంఘటనం, జీవక్రియా చర్యలు అత్యంత సారూప్యాన్ని ప్రదర్శిస్తున్నాయి. దీన్ని విశ్లేషిస్తే భూపటలంలో ఉన్న మూలకాలే సజీవ కణజాలంలోనూ ఉంటాయని గమనించవచ్చు. ఇవి నిర్జీవ పదార్థాలు, సజీవ కణజాలాల్లోనూ ఒకేవిధంగా ఉంటాయి. దీన్ని జాగ్రత్తగా పరిశీలించినప్పుడు కార్బన్, హైడ్రోజన్, ఆక్సిజన్‌లు నిర్జీవ పదార్థాల్లో కంటే జీవవ్యవస్థలో ఎక్కువగా ఉంటాయి.
    10వ అధ్యాయంలో రసాయన సంఘటన విశ్లేషణ, జీవక్రియోత్పన్నాలు, జీవబృహదణువులు, ప్రొటీన్లు, కేంద్రకామ్లాలు తదితర అంశాలు ఉన్నాయి. వీటి గురించి వివరంగా తెలుసుకుందాం...
రసాయన సంఘటనలను విశ్లేషించేదెలా?
* జీవరాశుల్లోని కర్బన సంయోగ రకాలను తెలుసుకోవడానికి వాటిని రసాయన విశ్లేషణ జరపాలి.
* ఒక సజీవ కణజాలాన్ని (ఒక కూరగాయ లేదా కాలేయపు భాగం) తీసుకుని ట్రై క్లోరో ఎసిటికామ్లంలో రోకలి, కల్వం సహాయంతో నూరినప్పుడు చిక్కని ద్రవం తయారవుతుంది.
* వడకట్టే గుడ్డ లేదా దూదితో దీన్ని వడపోసినప్పుడు, వడపోసిన భాగం (ఆమ్లంలో కరిగే భాగం), అవశేషం (ఆమ్లంలో కరగని భాగం) లభిస్తాయి.

* ఆమ్ల ద్రావణీయత ఉన్న భాగంలో వేలాది కర్బన సంయోగ పదార్థాలను కనుక్కున్నారు.
* విశ్లేషణ పద్ధతుల ద్వారా ఒక సమ్మేళనం అణు సాంకేతికం, సంభావ్యతా నిర్మాణాన్ని తెలుసుకోవచ్చు.
* సజీవ కణజాలం నుంచి లభ్యమయ్యే అన్ని కర్బన సమ్మేళనాలను 'జీవాణువులు'గా పేర్కొనవచ్చు.
* జీవరాశుల్లో అకర్బన మూలకాలు, సమ్మేళనాలు ఉంటాయి. చిన్నమొత్తంలో జీవకణ సముదాయాన్ని (ఒక పత్రం లేదా కాలేయపు భాగం) తూచి తడి భారాన్ని(Wet weight) కనుక్కోవచ్చు. దాంట్లో ఉండే నీరంతా ఆవిరైపోయేలా ఎండబెట్టి మిగిలిన పదార్థ పొడిభారాన్ని (Dry Weight) తెలుసుకోవచ్చు.
* ఈ కణజాలాన్ని కాల్చినప్పుడు దాంట్లోని కర్బన సమ్మేళనాలన్నీ ఆక్సీకరణం చెంది వాయురూపంలో (CO₂, నీటిఆవిరి) తొలగిపోతాయి. చివరగా మిగిలినదాన్ని బూడిద (Ash) అంటారు.     

* సమ్మేళనాల విశ్లేషణలో ఎలాంటి కర్బన, అకర్బన పదార్థాలున్నాయనేది తెలుస్తుంది.
* సజీవ కణజాలంలో అమైనో ఆమ్లాలు, న్యూక్లియోటైడ్ క్షారాలు, కొవ్వు ఆమ్లాలు ఉంటాయి.
* అమైనో ఆమ్లాలు ఒక అమైనో గ్రూప్, ఒక ఆమ్ల గ్రూప్/ కార్బాక్సిలిక్ గ్రూప్ రెండూ ఒకే - కార్బన్‌పై ఉండే కర్బన సమ్మేళనాలు. కాబట్టి వీటిని - అమైనో ఆమ్లాలు అంటారు. 
* అమైనో, కార్బాక్సిలిక్ గ్రూప్‌ల సంఖ్యను అనుసరించి ఇవి ఆమ్ల (ఉదా: గ్లుటామిక్ ఆమ్లం) క్షార (లైసిన్), తటస్థ (వాలిన్) స్వభావాన్ని కలిగి ఉంటాయి. 
* సాధారణంగా లిపిడ్లు నీటిలో కరగవు.
* లిపిడ్లు కొవ్వు ఆమ్లాలు, గ్లైకోలిపిడ్లు, ఫాస్పోలిపిడ్ల రూపంలో ఉంటాయి. 
* అడినిన్, గ్వానిన్, సైటోసిన్, యురాసిల్, థైమిన్‌లను నత్రజని క్షారాలంటారు.     

* నత్రజని క్షారాలు చక్కెరతో కలిసినప్పుడు, న్యూక్లియోసైడ్లనీ, వీటితోపాటు ఫాస్ఫేటు సముదాయంతో కూడిన ఎస్టర్లను ఏర్పరచినప్పుడు 'న్యూక్లియోటైడ్‌లు' అంటారు.
 న్యూక్లియోసైడ్లు: అడినోసిన్, గ్యానోసిన్, థైమిడిన్, యురిడిన్, సైటిడిన్లు. 
 

న్యూక్లియోటైడ్లు: ఎడినిలిక్ ఆమ్లం, థైమిడిలిక్ ఆమ్లం, గ్వానిలికామ్లం, యురిడిలిక్ ఆమ్లం, సైటిడిలిక్ ఆమ్లం.
 

ప్రాథమిక ద్వితీయ జీవక్రియోత్పన్నాలు
* జీవకణజాలాల్లో కనిపించే కార్బోహైడ్రేట్‌లు, అమైనో ఆమ్లాలు, కొవ్వు ఆమ్లాలు, గ్లిసరాల్, ట్రైగ్లిసరైడ్లు, ఫాస్పోలిపిడ్లు, నత్రజని క్షారాల లాంటివి 'ప్రాథమిక జీవక్రియోత్పన్నాలు'.

* మొక్కలు, శిలీంద్రాలు, సూక్ష్మజీవ కణాల్లో ఏర్పడే ఆల్కలాయిడ్లు, ఫ్లావనాయిడ్లు, రబ్బరు, ఆవశ్యక నూనెలు, యాంటీ బయోటిక్‌లు, వర్ణద్రవ్యాలు, జిగురు పదార్థాలు, సుగంధద్రవ్యాల లాంటి సమ్మేళనాలను 'ద్వితీయ జీవక్రియోత్పన్నాలు' అంటారు. 
* ప్రాథమిక జీవక్రియోత్పన్నాలకు గుర్తించగలిగే విధులుంటాయి. శరీర ధర్మశాస్త్ర విధానాల్లో ప్రధాన పాత్ర వహిస్తాయి.      
* ద్వితీయ జీవక్రియోత్పన్నాల పాత్ర, క్రియాశీలత గురించి అంతగా తెలియదు. అయినా చాలా రకాల ఉత్పన్నాలు (రబ్బరు, ఔషధాలు, సుగంధ ద్రవ్యాలు, అత్తర్లు, వర్ణద్రవ్యాలు) మానవులకు వివిధ రకాలుగా ఉపయోగపడతాయి. కొన్నింటికి ఆవరణ సంబంధ ప్రాముఖ్యం కూడా ఉంది.

జీవ బృహదణువులు
* 1000 డాల్టన్ల కంటే తక్కువ అణుభారమున్న అణువులు 'సూక్ష్మ అణువులు' లేదా 'జీవాణువులు'.
* ఆమ్ల ద్రావణీయ భాగంలో ఉండే ప్రొటీన్లు, కేంద్రకామ్లాలు, పాలీశాఖరైడ్లు, లిపిడ్లు, బృహదణువులు లేదా 'జీవబృహదణువులు'.
* ఆమ్ల ద్రావణీయభాగం సుమారుగా రసాయన సంఘటనాన్ని కలిగి ఉంటుంది.
కణ ద్రవ్యంలోని బృహదణువులు, కణాంగాలు ఆమ్ల అద్రావణీయ భాగంగా ఉంటాయి. ఈ రెండూ కలిసి జీవ కణజాలాల లేదా జీవుల సంపూర్ణ రసాయన సంఘటనాన్ని సూచిస్తాయి.
 

ప్రొటీన్లు

* ప్రొటీన్లు పాలీపెప్టైడ్లు. వీటిలోని అమైనో ఆమ్లాలు ఒక సరళ శృంఖలంలో ఒకదాంతో మరోటి పెప్టైడ్ బంధాలతో కలిపి ఉంటాయి.
* మనం తీసుకునే ప్రొటీన్ల ద్వారా ఆవశ్యక అమైనో ఆమ్లాలు లభిస్తాయి.
* ప్రొటీన్లు జీవుల్లో అనేక విధులను నిర్వర్తిస్తాయి. కణత్వచాల ద్వారా పోషక పదార్థాల రవాణా, వ్యాధి సంక్రమింపజేసే జీవులతో పోరాడటంతోపాటు హార్మోన్లు, ఎంజైమ్‌లుగా ఉంటాయి.     

* కొల్లాజెన్ జంతు ప్రపంచంలో అత్యంత సమృద్ధిగా ఉండే ప్రొటీను. రైబ్యులోజ్ బిస్ ఫాస్ఫేట్ కార్బాక్సిలేజ్ ఆక్సీజనేజ్ (RUBISCO) సమస్త జీవావరణంలోనే అత్యంత సమృద్ధిగా ఉన్న ప్రొటీను.

పాలీశాఖరైడ్లు 

* పాలీశాఖరైడ్లు చక్కెరలతో ఏర్పడిన పొడవైన గొలుసు లేదా శృంఖలాలు (ఉదా: పత్తిదారం).
* సెల్యులోజ్ ఒకే రకమైన మోనోశాఖరైడ్లు (గ్లూకోజ్) ఉన్న బహు అణుక పాలీశాఖరైడు. సెల్యులోజ్‌కి రూపాంతరమైన స్టార్చ్ మొక్కల కణజాలాల్లో శక్తి మూలాధారంగా ఉంటుంది. జంతువుల్లో మరో రూపాంతరమైన 'గ్లైకోజన్' ఉంటుంది.

* మొక్కల కణత్వచాలు సెల్యులోజ్‌తో నిర్మితమై ఉంటాయి. మొక్కల గుజ్జుతో చేసిన కాగితం సెల్యులోజ్‌ను కలిగి ఉంటుంది. పత్తిదారం సెల్యులోజే.
* ప్రకృతిలో ఇంకా ఎక్కువ సంక్లిష్ట పాలీశాఖరైడ్లు ఉన్నాయి. (ఉదా: కైటిన్). ఈ సంక్లిష్ట పాలీశాఖరైడ్లు విషమ బహు అణువులు.
 

కేంద్రకామ్లాలు 
* కేంద్రకామ్లాలను మొదటిసారిగా స్విస్ శాస్త్రవేత్త జోసఫ్ ఫ్రెడరిక్ మిషర్ (1868) కనుక్కున్నాడు. వీటికి 'న్యూక్లిన్ అని నామకరణం చేశాడు. ఆర్. ఆల్టమన్ (1899) న్యూక్లిన్ పేరుకు బదులుగా 'కేంద్రకామ్లాలు' (Nucleic Acids) అని నామకరణం చేశాడు.
* కేంద్రకామ్లాలు వైరస్‌లతోపాటు అన్నిరకాల జీవుల్లో సార్వత్రికంగా ఉంటాయి.
* ఇవి నిజకేంద్రక వృక్ష కణాల కేంద్రకంలో అధికంగా; హరితరేణువులు, మైటోకాండ్రియాల్లో అల్ప పరిమాణంలో ఉంటాయని పరిశీలించాడు.
* కేంద్రకపూర్వజీవి కణంలో ఇవి ప్రధానంగా 'న్యూక్లియాయిడ్' భాగంలో ఉంటాయని గుర్తించారు.
* ఆమ్ల అద్రావణీయ భాగంలోని మరో రకమైన బృహుదణువు కేంద్రకామ్లం. ఇది పాలీన్యూక్లియోటైడు.
* న్యూక్లియోటైడు అనేది కేంద్రకామ్లాల్లోని నిర్మాణ ప్రమాణం.

* ఒక న్యూక్లియోటైడ్ మూడు విభిన్న రసాయన సంఘటనలను కలిగి ఉంటుంది. అవి విషమ శృంఖల వలయ సమ్మేళనం, మోనోశాఖరైడ్, ఫాస్ఫారికామ్లం లేదా ఫాస్ఫేటు.
* కేంద్రకామ్లాల్లో అడినిన్, గ్వానిన్, యురాసిల్, సైటోసిన్, థైమిన్ అనే విషమ శృంఖల వలయ నత్రజని క్షారాలుంటాయి. అడినిన్, గ్వానిన్లు ప్రతిక్షేపిత ప్యూరిన్లు కాగా, మిగతావి ప్రతిక్షేపిత పిరమిడ్లు.
* పాలీన్యూక్లియోటైడ్లలోని చక్కెరలు రైబోజ్ మోనోశాఖరైడ్ అయిన పెంటోజ్ రూపంలో లేదా 2 -డీ ఆక్సీ రైబోజ్ రూపంలోగానీ ఉంటాయి.
* జీవ కణాల్లో రెండు రకాల కేంద్రకామ్లాలుంటాయి. అవి:
     1) డీఆక్సీ రైబోజ్ ఉన్న కేంద్రకామ్లం (DNA)     2)  రైబోజ్ ఉన్న కేంద్రకామ్లం (RNA)
* RNA ప్రధానంగా రైబోజోముల్లో ఉంటుంది. హరితరేణువులు, మైటోకాండ్రియాల్లో అల్పంగా ఉంటుంది.
 

ప్రొటీన్ల నిర్మాణం 
* ప్రొటీన్లు సన్నని దారం రూపంలో అమరిన అమైనో ఆమ్లాలున్న విషమ పాలిమర్లు.
* ప్రొటీన్లలో ఏ అమైనోఆమ్లం మొదటిది, ఏది రెండోది అనే సమాచారాన్ని ప్రొటీను 'ప్రాథమిక నిర్మాణం' (Primary Structure) అంటారు.
* ప్రొటీను పోగుల్లో వేర్వేరు విధాలుగా ముడతలుపడిన భాగాన్ని 'ద్వితీయ నిర్మాణం' (Secondary Structure) అంటారు.

* పొడవైన ప్రొటీను గొలుసు, దానిపై అదే ముడతలు పడి ఒక డొల్లగా ఉన్న ఊలు బంతి లాంటి తృతీయ నిర్మాణంగా ఏర్పడుతుంది. దీని వల్ల ప్రొటీన్లకు ఒక త్రిమితీయ రూపం వస్తుంది. ప్రొటీన్ల 'తృతీయ నిర్మాణం' అనేక జీవక్రియలకు ఎంతగానో అవసరం.
* కొన్ని ప్రొటీన్లు ఒకటి కంటే ఎక్కువ పాలీపెప్టైడ్లు లేదా ఉప ప్రమాణాలున్న సముదాయాలు. ఈ ఉప ప్రమాణాల పరస్పర అమరికను అనుసరించి ప్రొటీన్ల వాస్తు శిల్పాన్ని, 'చతుర్థ నిర్మాణం' అని అంటారు.
* ప్రౌఢ మానవుల హిమోగ్లోబిన్ నాలుగు ఉప ప్రమాణాలను కలిగి ఉంటుంది.
 

పాలిమర్లలోని మోనోమర్లను కలిపే బంధ స్వభావం
* ఒక ప్రొటీను లేదా పాలిపెప్టైడులోని అమైనో ఆమ్లాలు పెప్టైడు బంధాలతో కలిపి ఉంటాయి.
* పాలీశాఖరైడ్‌లో మోనోశాఖరైడ్లు, గ్లైకోసైడిక్ బంధాలతో ఉంటాయి.
* కేంద్రకామ్లాలు అనేక విభిన్న ద్వితీయ నిర్మాణాలను ప్రదర్శిస్తాయి.
   ఉదా: వాట్సన్-క్రిక్ DNA నమూనా. దీని ప్రకారం DNA ద్విసర్పిలాకారంలో ఉంటుంది.
* DNA అణువులో గ్లైకోసైడిక్ బంధాలు, ఫాస్ఫో డై ఎస్టరు బంధాలు, హైడ్రోజన్ బంధాలు ఉంటాయి. (G  C, A = T).

* B-DNA లో ప్రతి నత్రజని క్షారాల జంట 36' కోణంలో మెలిక తిరుగుతుంది. ఒక పూర్తి మెలికలో 10 జతల నత్రజని క్షారాలుంటాయి. దాని నిడివి 34 Aº
* డజను కంటే ఎక్కువ రకాల ప్రత్యేక నిర్మాణాలున్న DNAలను గురించి పై తరగతుల్లో తెలుసుకుంటారు.
 

శరీర అనుఘటకాల గతిక స్థితి - జీవక్రియాభావన
* ఒక జీవి ఎన్నో వేల రసాయనాల సమ్మేళనాలతో ఉంటుంది.
* ఈ సమ్మేళనాలు లేదా జీవాణువులు కొన్ని గాఢతలతో ఉంటాయి. (మోల్స్/ కణం, మోల్స్/ లీటరు)
* అన్ని జీవాణువులు ఒక టర్నోవర్ సంఖ్యను కలిగి ఉంటాయనేది గొప్ప ఆవిష్కరణల్లో ఒకటి.
* అంటే జీవాణువులు ఎల్లప్పుడూ ఒకదాని నుంచి మరోటి మారుతూ ఉండటంగానీ, వేరే వాటి నుంచి నిర్మితమవడంగానీ జరుగుతూనే ఉంటుంది.
* జీవుల కణాల్లో జరిగే నిర్మాణ, విచ్ఛిన్న రసాయన చర్యలను కలిపి 'జీవక్రియలు' అంటారు.
* ఉత్ప్రేరక శక్తి ఉన్న ప్రొటీన్లను 'ఎంజైమ్‌లు' అంటారు.
 

జీవస్థితి - జీవక్రియాధారం 
* జీవక్రియా పథాలు రెండు రకాలు. మొదటిది: జీవసంశ్లేషణ/ నిర్మాణక్రియా పథం, రెండోది: క్రమ పతనం/ విచ్ఛిన్న క్రియ.

* జీవ వ్యవస్థలో అతి ముఖ్యమైన శక్తి ద్రవ్యం అడినోసిన్ ట్రై ఫాస్ఫేట్ (ATP) అనే రసాయనిక పదార్థంలోని బంధశక్తి.
* జీవులు శక్తిని ఏవిధంగా సమకూర్చుకుంటాయి? అవి ఏ పరిణామక్రమ పద్ధతులను ఏర్పరచుకున్నాయి? అవి ఈ శక్తిని ఏ రూపంలో ఎలా నిల్వ చేసుకుంటాయి? అవి ఈ శక్తిని పనిరూపంలోకి ఎలా మార్చుకుంటాయి? మొదలైన విషయాల గురించి 'బయో ఎనర్జిటిక్స్' అనే ఉపవిభాగంలో అధ్యయనం చేయవచ్చు.
 

సజీవ స్థితి 
* జీవుల్లో జీవక్రియోత్పన్నాలు లేదా జీవాణువులు వాటి విలక్షణమైన గాఢతలో ఉంటాయి.
* 'జీవాణువుల గాఢత నిలకడ స్థితిలో ఉంటుంది' అనేది జీవ వ్యవస్థలోని అతి ముఖ్యమైన విషయం.
* నిలకడ స్థితి సమతాస్థితిలేనిది. సమతాస్థితిలో ఉన్న వ్యవస్థలేవీ పనిని నిర్వర్తించలేవు. జీవులు నిరంతరం పనిచేస్తాయి. కాబట్టి అవి సమతాస్థితిని చేరలేవు.
* అందువల్ల సజీవస్థితి సమతాస్థితిలేని నిలకడస్థితిని కలిగి ఉండి, విధులు నిర్వర్తించగలిగేదిగా ఉంటుంది.
* జీవ విధానం సమతాస్థితిని చేరనీయకుండా నిరంతరం కృషి జరిపేదిగా ఉంటుంది. ఇది శక్తిని అందించడం ద్వారా సాధ్యపడుతుంది.
* జీవక్రియలు లేకుండా సజీవస్థితి ఉండదు.