एन्जाइमों के संदर्भ में निम्नलिखित कथनों में से कौन-सा सही है/हैं ? 1. वे जैव उत्प्रेरक हैं । 2. वे शरीर में उसी स्थान पर अपना कार्य करते हैं जहाँ वे उत्पादित होते हैं । नीचे दिए हुए कूट से सही उत्तर चुनिए : कूट :
- (a)केवल 1
- (b)केवल 2
- (c)1 और 2 दोनों
- (d)न तो 1 और न ही 2
सही उत्तर — (C) 1 और 2 दोनों। कथन 1 पर कोई विवाद नहीं है: एन्जाइम जैव उत्प्रेरक हैं। वे किसी अभिक्रिया की सक्रियण ऊर्जा (activation energy) को घटाकर उसे तेज़ करते हैं, स्वयं उपभुक्त या स्थायी रूप से परिवर्तित नहीं होते, बहुत सूक्ष्म मात्रा में कार्य करते हैं, और लगभग सभी गोलिकाकार (globular) प्रोटीन होते हैं — अपवाद राइबोज़ाइम (ribozymes) हैं, जो उत्प्रेरक RNA हैं। कथन 2 वह है जिसे आयोग की कुंजी सही मानती है, और यह उन एन्जाइमों की सबसे बड़ी श्रेणियों पर लागू होता है जिनसे एक विद्यार्थी सामान्यतः परिचित होता है। अंतःकोशिकीय (intracellular) एन्जाइम — कोशिकाद्रव्य (cytoplasm) के ग्लाइकोलिटिक एन्जाइम, माइटोकॉन्ड्रिया के श्वसन-एन्जाइम, लाइसोसोम के हाइड्रोलेज़ — उसी कोशिका के भीतर कार्य करते हैं जिसने उन्हें संश्लेषित किया। आंत्र-कूर्च (brush-border) एन्जाइम (माल्टेज़, सुक्रेज़, लैक्टेज़) आंत्रीय उपकला कोशिकाओं द्वारा बनाए जाते हैं और उन्हीं कोशिकाओं की सतह पर कार्य करते हैं। लार एमाइलेज़ मुँह में कार्य करता है, जहाँ लार ग्रंथियाँ इसे स्रावित करती हैं; पेप्सिन आमाशय-गुहा में कार्य करता है, जहाँ इसे बनाने वाली जठर मुख्य कोशिकाएँ इसे स्रावित करती हैं। ईमानदार टिप्पणी, क्योंकि यह प्रश्न एक ज्ञात कुंजी-विवाद (key conflict) है: कथन 2 सार्वभौमिक रूप से नहीं, बल्कि व्यापक रूप से सत्य है। मानक अपवाद अग्न्याशयी पाचक एन्जाइम हैं — ट्रिप्सिन, काइमोट्रिप्सिन, अग्न्याशयी एमाइलेज़ व लाइपेज़ अग्न्याशय की एसिनार कोशिकाओं में संश्लेषित होते हैं परंतु ग्रहणी (duodenum) में, एक बिल्कुल अलग अंग में, अपना कार्य करते हैं। 'जहाँ वे उत्पादित होते हैं' की कड़ाई से व्याख्या करने पर यह अपवाद विकल्प (a) को भी प्रशंसनीय (defensible) बनाता है, और कई अभ्यर्थियों ने इसके पक्ष में तर्क दिया। आधिकारिक UPPSC SET-D कुंजी (c) को चिह्नित करती है, और अंक कुंजी के अनुसार ही मिलते हैं — इसलिए परीक्षा में ले जाने योग्य उत्तर (c) है, जबकि अग्न्याशयी अपवाद वह तथ्य है जो आपकी नोट्स में जाना चाहिए।
- (a)केवल 1 — यह एक लापरवाह भूल नहीं, बल्कि एक प्रशंसनीय असहमति है: यदि आप यह आग्रह करें कि कथन 2 हर एन्जाइम के लिए सत्य होना ही चाहिए, तो अग्न्याशयी एन्जाइम (जो अग्न्याशय की एसिनार कोशिकाओं में बनते हैं परंतु ग्रहणी में सक्रिय होते हैं) इसे तोड़ देते हैं। फिर भी आयोग ने कथन 2 को सही चिह्नित किया, इसे इस ढीले पाठ्यपुस्तकीय अर्थ में पढ़ते हुए कि एक एन्जाइम अपने स्रवण-स्थल पर या उसके आसपास कार्य करता है। अंक आधिकारिक कुंजी के अनुसार ही मिलते हैं, इसलिए (a) को शून्य अंक मिलते हैं — परंतु इसे खारिज करने के बजाय यह समझें कि इसके पक्ष में तर्क क्यों दिया गया था।
- (b)केवल 2 — यह कथन 1 को अस्वीकार करता है, जो पूरे प्रश्न में सबसे कम विवादास्पद दावा है। 'जैव उत्प्रेरक' एन्जाइम की पाठ्यपुस्तकीय एक-शब्दीय परिभाषा है। एन्जाइम जीव विज्ञान की कोई भी व्याख्या कथन 1 को असत्य नहीं बनाती।
- (d)न तो 1 और न ही 2 — एक सम्पूर्ण अस्वीकृति टिक नहीं सकती, क्योंकि कथन 1 परिभाषा के अनुसार सत्य है। यह विकल्प केवल उन अभ्यर्थियों को आकर्षित करता है जो कथन 2 में अग्न्याशय संबंधी समस्या को पकड़ लेते हैं और फिर अति-सुधार करते हुए दोनों कथनों को अस्वीकार कर देते हैं।
एन्जाइम जैव उत्प्रेरक हैं — मुख्यतः प्रोटीन, साथ ही उत्प्रेरक RNA का एक छोटा वर्ग जिसे राइबोज़ाइम कहते हैं — जो सक्रियण ऊर्जा घटाकर विशिष्ट जैव-रासायनिक अभिक्रियाओं को तेज़ करते हैं, बिना स्वयं उपभुक्त हुए। प्रत्येक एन्जाइम अपने सब्सट्रेट (substrate) के प्रति अत्यधिक विशिष्ट होता है (ताला-चाबी अवधारणा, जिसे प्रेरित-अनुकूलन/induced-fit मॉडल में परिष्कृत किया गया है), केवल तापमान व pH की एक संकरी सीमा में कार्य करता है, और अक्सर किसी सहकारक (cofactor) या सहएन्जाइम (coenzyme) पर निर्भर होता है (जिनमें से कई विटामिन-व्युत्पन्न होते हैं)। एन्जाइम कहाँ कार्य करता है यह प्रश्न इस बात से अलग है कि वह क्या करता है: कुछ एन्जाइम उस कोशिका को कभी नहीं छोड़ते जिसने उन्हें बनाया, जबकि अन्य स्रावित होकर अपने कार्य-स्थल तक जाते हैं।
यह दो-कथनों वाला प्रश्न है जिसमें एक कथन स्पष्ट रूप से सही है और पूरा निर्णय दूसरे कथन पर टिका है। एक बार 'जैव उत्प्रेरक' को स्वीकार कर लेने पर, केवल (a) और (c) बचते हैं, इसलिए प्रश्न इस बिंदु पर सिमट जाता है: क्या एक एन्जाइम हमेशा वहीं कार्य करता है जहाँ वह बनता है ? पाठ्यपुस्तकीय उत्तर, और आयोग का भी, हाँ है — क्योंकि सामान्यतः पढ़ाए जाने वाले उदाहरण (कोशिकीय श्वसन, लाइसोसोमल पाचन, कूर्च-एन्जाइम, मुँह में लार एमाइलेज़) सभी इस पर फिट बैठते हैं। जो अपवाद एक सतर्क विद्यार्थी को याद रहेगा वह है अग्न्याशय: इसकी एसिनार कोशिकाएँ ट्रिप्सिनोजन, काइमोट्रिप्सिनोजन, अग्न्याशयी एमाइलेज़ व लाइपेज़ का निर्माण करती हैं, जो फिर अग्न्याशयी वाहिनी (pancreatic duct) से होते हुए ग्रहणी में सक्रिय होते हैं। यही कारण है कि इस प्रश्न को कुंजी-विवाद के रूप में चिह्नित किया गया है। परीक्षा कक्ष में व्यावहारिक नियम यह है कि प्रश्न-निर्माता के स्पष्ट आशय (intention) के अनुसार उत्तर दें; अपनी नोट्स में अपवाद को सुरक्षित रखें।
- एन्जाइम जैव उत्प्रेरक हैं: वे सक्रियण ऊर्जा घटाते हैं, केवल सूक्ष्म मात्रा में आवश्यक होते हैं, अभिक्रिया द्वारा उपभुक्त नहीं होते, और लगभग सभी प्रोटीन होते हैं — अपवाद राइबोज़ाइम (उत्प्रेरक RNA) हैं।
- अंतःकोशिकीय एन्जाइम (ग्लाइकोलिटिक, माइटोकॉन्ड्रियल, लाइसोसोमल) उसी कोशिका के भीतर कार्य करते हैं जो उन्हें बनाती है, और आंत्रीय कूर्च-एन्जाइम माल्टेज़, सुक्रेज़ व लैक्टेज़ उन्हीं आंत्रीय उपकला कोशिकाओं द्वारा बनाए जाते हैं और उन्हीं पर कार्य करते हैं — ये वे मामले हैं जिन्हें कथन 2 सटीक रूप से वर्णित करता है।
- मानक अपवाद: अग्न्याशयी ट्रिप्सिन, काइमोट्रिप्सिन, एमाइलेज़ व लाइपेज़ अग्न्याशय की एसिनार कोशिकाओं में उत्पन्न होते हैं परंतु ग्रहणी में कार्य करते हैं। इसी प्रकार पेप्सिनोजन जठर मुख्य कोशिकाओं द्वारा बनाया जाता है और आमाशय-गुहा में कार्य करता है, अर्थात् उस कोशिका के बाहर जिसने इसे बनाया।
- कई पाचक एन्जाइम निष्क्रिय पूर्ववर्ती रूपों (ज़ाइमोजेन) के रूप में स्रावित होते हैं — पेप्सिनोजन आमाशय के अम्ल में पेप्सिन बनता है, ट्रिप्सिनोजन आंत्रीय एंटेरोकाइनेज़ के प्रभाव में ट्रिप्सिन बनता है — यही वह तरीका है जिससे शरीर उस अंग को स्वयं-पाचित होने से बचाता है जो इन्हें बनाता है।
- एन्जाइम pH और तापमान के प्रति संवेदनशील होते हैं: पेप्सिन प्रबल अम्लीय आमाशय (लगभग pH 2) में सर्वोत्तम कार्य करता है, ट्रिप्सिन क्षारीय छोटी आंत (लगभग pH 8) में; अत्यधिक ऊष्मा इन्हें विकृत (denature) कर देती है।
आधिकारिक कुंजी (c) को चिह्नित करती है, अर्थात् वह कथन 2 को सत्य मानती है — यह पहली पंक्तियों के लिए सटीक है। अंतिम पंक्ति वह अपवाद है जिसके कारण अभ्यर्थियों ने (a) के पक्ष में तर्क दिया; दोनों को याद रखें।
- एन्जाइमों को हॉर्मोन समझने की भूल: गैस्ट्रिन, सेक्रेटिन व इंसुलिन हॉर्मोन हैं, फिर भी 'इनमें से कौन-सा पाचक एन्जाइम है' प्रकार के प्रश्नों में ये सबसे सामान्य गलत विकल्प होते हैं।
- यह मान लेना कि सभी एन्जाइम प्रोटीन होते हैं — राइबोज़ाइम (उत्प्रेरक RNA) स्थायी अपवाद हैं।
- यह मान लेना कि हर पाचक एन्जाइम वहीं कार्य करता है जहाँ वह स्रावित होता है — अग्न्याशयी एन्जाइम इसके प्रति-उदाहरण हैं, और यही प्रश्न ठीक इसी बिंदु पर टिका है।
UPPSC और UPSC दोनों एन्जाइमों को एक-पंक्तिक पहचान ('इनमें से कौन-सा पाचक एन्जाइम नहीं है') के रूप में, अग्न्याशयी स्रवण के छोटी आंत में जाने पर अभिकथन-कारण के रूप में, या — जैसा यहाँ है — दो-कथनों वाले शुद्धता-प्रश्न के रूप में पूछते हैं जिसमें एक कथन परिभाषा से ही स्पष्ट होता है और दूसरा पूरी कठिनाई वहन करता है।
अभिकथन (A): हमारे भोजन के सभी प्रोटीन केवल छोटी आंत में ही पचते हैं। कारण (R): अग्न्याशय के प्रोटीन-पाचक एन्जाइम छोटी आंत में मुक्त किए जाते हैं।
- (a) A और R दोनों व्यक्तिगत रूप से सत्य हैं और R, A की सही व्याख्या है
- (b) A और R दोनों व्यक्तिगत रूप से सत्य हैं परंतु R, A की सही व्याख्या नहीं है
- (c) A सत्य है परंतु R असत्य है
- (d) A असत्य है परंतु R सत्य है
उत्तर(d) A असत्य है परंतु R सत्य है
वही तथ्य विपरीत दिशा से — UPSC का कारण (Reason) स्पष्ट रूप से कहता है कि अग्न्याशयी प्रोटीन-पाचक एन्जाइम छोटी आंत में मुक्त किए जाते हैं, और यही वह स्थिति है जो UPPSC के कथन 2 को केवल व्यापक रूप से सत्य बनाती है।
निम्नलिखित में से कौन-सा मानव तंत्र में एक पाचक एन्जाइम नहीं है ?
- (a) ट्रिप्सिन
- (b) गैस्ट्रिन
- (c) टायलिन (Ptyalin)
- (d) पेप्सिन
उत्तर(b) गैस्ट्रिन
इसी अवधारणा के दूसरे आधे भाग की परीक्षा लेता है — क्या चीज़ सिरे से एक एन्जाइम मानी जाती है। गैस्ट्रिन एक हॉर्मोन है, जैव उत्प्रेरक नहीं, और यही वह भेद है जिस पर इस प्रश्न का कथन 1 टिका है।
मानव शरीर में प्रोटीन का पाचन निम्नलिखित में से किस अंग में आरंभ होता है ?
- (a) यकृत
- (b) मुँह
- (c) छोटी आंत
- (d) आमाशय
उत्तर(d) आमाशय
UPPSC का अपना अनुवर्ती प्रश्न, इस बारे में कि पाचक एन्जाइम कहाँ कार्य करते हैं: पेप्सिन आमाशय में प्रोटीन-पाचन आरंभ करता है और अग्न्याशयी प्रोटिएज़ इसे छोटी आंत में पूरा करते हैं — फिर वही कार्य-स्थल वाला प्रश्न।
- अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं
एन्जाइम मुख्यतः किस प्रकार जैव-रासायनिक अभिक्रियाओं को तेज़ करते हैं ?
- (a)अभिक्रिया मिश्रण का तापमान बढ़ाकर
- (b)अभिक्रिया की सक्रियण ऊर्जा घटाकर
- (c)अभिक्रिया के साम्य को उत्पादों की ओर स्थानांतरित करके
- (d)सब्सट्रेट के साथ मात्रात्मक अनुपात में उपभुक्त होकर
उत्तर(b) अभिक्रिया की सक्रियण ऊर्जा घटाकर — एक उत्प्रेरक उन्हीं उत्पादों तक पहुँचने का एक आसान मार्ग प्रदान करता है; यह साम्य-स्थिति को नहीं बदलता और स्वयं उपभुक्त नहीं होता।
- अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं
ट्रिप्सिन, काइमोट्रिप्सिन व अग्न्याशयी लाइपेज़ अग्न्याशय में संश्लेषित होते हैं परंतु अपना मुख्य पाचक कार्य कहाँ करते हैं ?
- (a)मुँह
- (b)आमाशय
- (c)ग्रहणी (छोटी आंत)
- (d)बड़ी आंत
उत्तर(c) ग्रहणी (छोटी आंत) — अग्न्याशयी रस अग्न्याशयी वाहिनी से होकर ग्रहणी में जाता है, जहाँ आंत्रीय एंटेरोकाइनेज़ द्वारा ट्रिप्सिनोजन को ट्रिप्सिन में सक्रिय किया जाता है।