అమైనో అమ్లాలు: వాటి విధులు, నిర్మాణాలు మరియు వర్గీకరణలు - Amino Acids: Their Functions, Structures, and Classifications

శరీరంలోని అన్ని వ్యవస్థలు సక్రమంగా పనిచేయాలంటే వాటికి కావాల్సిన పోషకాహారాలు కూడా మొత్తంగా సక్రమంగానే అందాలి. ఈ పోషకాలలో ఒక ముఖ్యమైన పదార్థం అమెనో యాసిడ్. అమైనో ఆమ్లాలు శరీరంలో చాలా ముఖ్యమైన పాత్రలను పోషిస్తాయి. న్యూరోట్రాన్స్మిటర్లు, ప్రొటీన్లు మరియు హార్మోన్లను నిర్మించడం వంటి అవసరమైన ప్రక్రియలలో ఇవి అవసరం. మన శరీరం అనేక వందల రకాల అమైనో అమ్లాలను తయారు చేస్తుంది కదా, ఇక దీని కోసం మనం ఎందుకు ప్రత్యేకంగా చెప్పుకోవాలి. అంత అవసరం ఏముందీ అంటే… అమైనో ఆమ్లం ఒక సేంద్రీయ సమ్మేళనం.

ఈ అమైనో యాసిడ్లు మూడు రకాలుగా వర్గీకరించబడ్డాయి. అవి అవసరమైన అమైనో అమ్లాలు, షరతులతో కూడిన అవసరం అమైనో ఆమ్లాలు మరియు అనవసరమైన అమైనో అమ్లాలు. అమైనో ఆమ్లాలు నైట్రోజన్, కార్బన్, హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్‌తో తయారవుతాయి. ప్రతి ప్రొటీన్‌కు దాని ప్రత్యేక క్రమం లేదా అమైనో ఆమ్లాల గొలుసు ఉంటుంది. మన శరీరం వందల అమైనో అమ్లాలను తయారు చేసినా.. అత్యంత అవసరమైన తొమ్మిది అమైన ఆమ్లాలను మాత్రం సొంతంగా తయారు చేసుకోలేదు. అసలు అమైనో అమ్లాల వర్గీకరణ ఏమిటీ.? ముఖ్యమైన అమైనో అమ్లాల ఏమిటీ అన్నది ఒక సారి పరిశీలిద్దమా.? అంతకన్నా ముందు అమైనో ఆమ్లాల నిర్మాణం ఎలా ఉంటుందో చూద్దాం.!

అమైనో ఆమ్లాల నిర్మాణం        Structure of Amino Acids

జన్యు సంకేతం ద్వారా ఎన్కోడ్ చేయబడిన 20 ప్రామాణిక అమైనో ఆమ్లాలు ఉన్నాయి మరియు ప్రతి దాని లక్షణాలు మరియు విధులను నిర్ణయించే ప్రత్యేకమైన సైడ్ చైన్‌ను కలిగి ఉంటుంది. అమైనో ఆమ్లం అణువు వీటిని కలిగి ఉంటుంది:

• కేంద్ర కార్బన్ అణువు (C).
• హైడ్రోజన్ అణువు (H).
• ఒక అమైనో సమూహం (NH2).
• కార్బాక్సిల్ సమూహం (COOH).
• ఒక ప్రత్యేకమైన సైడ్ చెయిన్ (R గ్రూప్), ఇది వివిధ అమైనో ఆమ్లాల మధ్య మారుతూ ఉంటుంది.

సైడ్ చెయిన్ ప్రతి అమైనో ఆమ్లం యొక్క లక్షణాలు మరియు పాత్రను నిర్ణయిస్తుంది.

అమైనో ఆమ్లాల వర్గీకరణ    Classification of Amino Acids

అమైనో ఆమ్లాలను వాటి విధులు మరియు అవసరాలను బట్టి మూడు రకాలుగా వర్గీకరించవచ్చు.

• ముఖ్యమైన అమైనో ఆమ్లాలు
• అనవసరమైన అమైనో ఆమ్లాలు
• షరతులతో కూడిన ముఖ్యమైన అమైనో ఆమ్లాలు

ముఖ్యమైన అమైనో ఆమ్లాలు      Essential Amino Acids

శరీరం ప్రతిరోజూ వందల కొద్దీ అమైనో ఆమ్లాలను తయారు చేస్తుంది, కానీ వాటిలో శరీరానికి అత్యంత అసరమైన తొమ్మిది అమైనో అమ్లాలు మాత్రం అది తయారు చేయదు. దీంతో ఈ ముఖ్యమైన తొమ్మిది అమైనో ఆమ్లాలను శరీరం కేవలం ఆహారం ద్వారా మాత్రమే పోందాల్సిన అవసరం ఏర్పడింది. వాటిలో ప్రతి దానికి ప్రాముఖ్యత కూడా ఉంది. కాగా, తొమ్మిది అమైనో అమ్లాలతో పాటు అవి ఏయే ఆహారంలో అధికంగా లభిస్తాయన్నది కూడా తెలుసుకుందాం.

ల్యూసిన్ (Leucine) :  ఇది మూడు శాఖల గొలుసు అమైనో ఆమ్లాలలో ఒకటి. ప్రోటీన్ మరియు గ్రోత్ హార్మోన్ల తయారీకి ఇది కీలకం. కండరాల మరమ్మత్తు, గాయం నయం మరియు రక్తంలో చక్కెర స్థాయి నియంత్రణలో కూడా ల్యూసిన్ సహాయపడుతుంది.

ఐసోలూసిన్  (Isoleucine) :  ఈ అమైనో ఆమ్లం కండరాల కణజాలంలో కేంద్రీకృతమై ఉన్న బ్రాంచ్డ్-చైన్ అమైనో ఆమ్లం. ఇది శరీరం యొక్క కండరాల జీవక్రియ మరియు రోగనిరోధక పనితీరులో ఒక పాత్ర పోషిస్తుంది. అందువల్ల, ఇది హిమోగ్లోబిన్ ఉత్పత్తికి మరియు శక్తి నియంత్రణకు కూడా దోహదపడుతుంది.

మెథియోనిన్ (Methionine) : జీవక్రియ, కణజాల పెరుగుదల మరియు నిర్విషీకరణకు ఇది చాలా ముఖ్యమైనది. మెథియోనిన్ జింక్, సెలీనియం మరియు అనేక ఇతర ముఖ్యమైన ఖనిజాలను గ్రహించడంలో కూడా సహాయపడుతుంది.

హిస్టిడిన్ (Histidine): రోగనిరోధక ప్రతిస్పందన, జీర్ణక్రియ, లైంగిక పనితీరు మరియు నిద్ర-మేల్కొనే చక్రానికి అవసరమైన న్యూరోట్రాన్స్‌మిటర్ అయిన హిస్టామిన్‌ను ఉత్పత్తి చేయడంలో ఈ అమైనో ఆమ్లం సహాయపడుతుంది. మైలిన్ తొడుగును నిర్వహించడానికి మెథియోనిన్ కూడా చాలా ముఖ్యమైనది.

థ్రెయోనిన్ (Threonine): ఇది స్ట్రక్చరల్ ప్రొటీన్, కొల్లాజెన్ మరియు ఎలాస్టిన్‌లకు అంతర్భాగంగా ఉంటుంది. కొల్లాజెన్ మరియు ఎలాస్టిన్ చర్మం మరియు బంధన కణజాలం యొక్క ముఖ్యమైన భాగాలు. థ్రెయోనిన్ కొవ్వు జీవక్రియ, రోగనిరోధక శక్తి మరియు రక్తం గడ్డకట్టడంలో కూడా సహాయపడుతుంది.

ఫెనిలాలనైన్ (Phenylalanine): మెదడు యొక్క రసాయన దూతలు అయిన టైరోసిన్, డోపమైన్, నోర్‌పైన్‌ఫ్రైన్ మరియు ఎపినెఫ్రిన్ ఉత్పత్తికి ఇది అవసరం. ఎంజైములు, ప్రొటీన్లు మరియు ఇతర అమైనో ఆమ్లాల పనితీరు మరియు ఉత్పత్తికి కూడా ఇది అవసరం.

వాలైన్ (Valine): ఇది మూడు శాఖల గొలుసు అమైనో ఆమ్లాలలో చివరిది. కండరాల పెరుగుదలకు, శక్తి మరియు కణజాల పునరుత్పత్తికి వాలైన్ బాధ్యత వహిస్తుంది.

ట్రిప్టోఫాన్ (Tryptophan): ఇది శరీరంలో నైట్రోజన్‌ను నిర్వహించడంలో సహాయపడుతుంది. ట్రిప్టోఫాన్ సెరోటోనిన్ అనే మెదడు రసాయనాన్ని తయారు చేయడంలో సహాయపడుతుంది, ఇది మానసిక స్థితి, ఆకలి మరియు నిద్రను నియంత్రించడంలో సహాయపడుతుంది.

లైసిన్ (Lysine): లైసిన్ అనేక ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది. వాటిలో కాల్షియం శోషణ, శక్తి ఉత్పత్తి, రోగనిరోధక పనితీరు, హార్మోన్ ఉత్పత్తి, ఎంజైమ్ ఉత్పత్తి, కొల్లాజెన్, ఎలాస్టిన్ ఉత్పత్తి మరియు ప్రోటీన్ సంశ్లేషణ ఉన్నాయి.

అనవసరమైన అమైనో ఆమ్లం    Non-essential Amino Acid

శరీరం తనంతట తానుగా అనవసరమైన అమైనో ఆమ్లాలను ఉత్పత్తి చేయగలదు, అందులో కొన్నింటిని ఆహారం ద్వారా కూడా సమకూర్చుకుంటుంది. అయితే వాటిలో కొన్ని శరీరానికి అవసరమైనవి ఉన్నాయి, కాగా కొన్ని అమైనో అమ్లాలు శరీరంలో ఉండటం అనవసరం. వాటిలో కొన్ని అనవసరమైన అమైనో ఆమ్లాలు:

• అలనైన్      alanine
• అర్జినైన్      arginine
• ఆస్పరాజిన్  asparagine
• ఆస్పార్టిక్     aspartic
• సిస్టీన్        cysteine
• గ్లూటామిక్   glutamic
• గ్లుటామైన్   glutamine
• గ్లైసిన్        glycine
• ప్రోలిన్        proline
• నిర్మలమైన  serine
• టైరోసిన్      tyrosine

కండీషనల్లీ ఎసెన్షియల్ అమైనో ఆమ్లం        Conditionally Essential Amino Acid

ఒత్తిడి, గాయం లేదా అనారోగ్యం సమయంలో తప్ప షరతులతో కూడిన ముఖ్యమైన అమైనో ఆమ్లం సాధారణంగా మానవ శరీరానికి అనవసరం. షరతులతో కూడిన ముఖ్యమైన అమైనో ఆమ్లం కలిగి ఉంటుంది.

• అర్జినైన్    arginine
• సిస్టీన్      cysteine
• గ్లుటామైన్ glutamine
• టైరోసిన్    tyrosine
• గ్లైసిన్      glycine
• ఆర్నిథైన్   ornithine
• ప్రోలిన్      proline
• నిర్మలమైన serine

అమైనో ఆమ్లాల విధులు     Functions of Amino Acids

ప్రోటీన్ సంశ్లేషణ (Protein Synthesis): అమైనో ఆమ్లాలు ప్రోటీన్లను తయారు చేసే మోనోమర్లు. పాలీపెప్టైడ్‌లను సృష్టించడం ద్వారా పెప్టైడ్ బంధాల ద్వారా నిర్దిష్ట శ్రేణులలో అమైనో ఆమ్లాలను అనుసంధానించడం ద్వారా ప్రోటీన్లు ఏర్పడతాయి.

ఎంజైమ్ ఫంక్షన్ (Enzyme Function): అనేక ఎంజైమ్‌లు జీవ ఉత్ప్రేరకాలుగా పనిచేసే ప్రోటీన్లు, శరీరంలో జీవరసాయన ప్రతిచర్యలను వేగవంతం చేస్తాయి. ఎంజైమ్ యొక్క క్రియాశీల సైట్‌లోని అమైనో ఆమ్లాలు ఈ ప్రతిచర్యలను సులభతరం చేయడానికి సబ్‌స్ట్రేట్‌లతో సంకర్షణ చెందుతాయి.

కణ నిర్మాణం మరియు పనితీరు (Cell Structure and Function): ప్రోటీన్లు కణాలు మరియు కణజాలాలకు నిర్మాణాత్మక మద్దతును అందిస్తాయి. ఉదాహరణకు, కొల్లాజెన్, ఒక స్ట్రక్చరల్ ప్రొటీన్, చర్మం, ఎముకలు మరియు బంధన కణజాలాల సమగ్రతకు చాలా ముఖ్యమైనది.

పోషకాల రవాణా మరియు నిల్వ (Transport and Storage of Nutrients): కొన్ని ప్రొటీన్లు కణ త్వచాల అంతటా అణువులను రవాణా చేస్తాయి (ఉదా., హిమోగ్లోబిన్ రక్తంలో ఆక్సిజన్‌ను రవాణా చేస్తుంది). ఇతరులు అవసరమైన పోషకాలను నిల్వ చేస్తారు (ఉదా., ఫెర్రిటిన్ ఇనుమును నిల్వ చేస్తుంది).

రోగనిరోధక ప్రతిస్పందన (Immune Response): రోగనిరోధక వ్యవస్థకు ప్రోటీన్లు కీలకమైనవి. ప్రోటీన్లు అయిన యాంటీబాడీలు బ్యాక్టీరియా మరియు వైరస్ల వంటి విదేశీ వ్యాధికారకాలను గుర్తించి, తటస్థీకరిస్తాయి.

సిగ్నలింగ్ మాలిక్యూల్స్ (Signaling Molecules): కొన్ని అమైనో ఆమ్లాలు మరియు వాటి ఉత్పన్నాలు సిగ్నలింగ్ అణువులుగా పనిచేస్తాయి. ఉదాహరణకు, సెరోటోనిన్ మరియు డోపమైన్ వంటి న్యూరోట్రాన్స్మిటర్లు అమైనో ఆమ్లాల నుండి తీసుకోబడ్డాయి.

శక్తి ఉత్పత్తి (Energy Production): కార్బోహైడ్రేట్లు మరియు కొవ్వులు అందుబాటులో లేనప్పుడు అమైనో ఆమ్లాలను శక్తి వనరుగా ఉపయోగించవచ్చు. గ్లూకోనోజెనిసిస్ సమయంలో, అమైనో ఆమ్లాలు గ్లూకోజ్‌గా మార్చబడతాయి.

జన్యు వ్యక్తీకరణ నియంత్రణ (Regulation of Gene Expression): కొన్ని అమైనో ఆమ్లాలు మరియు వాటి జీవక్రియలు జన్యు వ్యక్తీకరణ నియంత్రణ మరియు సిగ్నల్ ట్రాన్స్‌డక్షన్ మార్గాలలో పాత్రలు పోషిస్తాయి.

కొన్ని అమైనో ఆమ్లాల నిర్దిష్ట పాత్రలు :

గ్లుటామైన్ (Glutamine) : రోగనిరోధక పనితీరుకు దోహదపడుతుంది, పేగు ఆరోగ్యానికి మేలు చేయడంతో పాటు నత్రజని రవాణాకు ముఖ్యమైనది.

ల్యూసిన్ (Leucine) : కండరాల ప్రోటీన్ సంశ్లేషణను ప్రేరేపించడంతో పాటు కండరాల మరమ్మత్తుకు కీలకం.

ట్రిప్టోఫాన్ (Leucine) : సెరోటోనిన్ యొక్క పూర్వగామి, మానసిక స్థితి, నిద్ర మరియు ఆకలిని నియంత్రించే న్యూరో ట్రాన్స్మిటర్.

సిస్టీన్ (Cysteine) : గ్లూటాతియోన్ సంశ్లేషణలో పాల్గొంటుంది, ఇది ఆక్సీకరణ నష్టం నుండి కణాలను రక్షించే ప్రతిక్షకారిని.

అర్జినైన్ (Arginine) : నైట్రిక్ ఆక్సైడ్ యొక్క పూర్వగామి, వాసోడైలేషన్ మరియు రక్త ప్రవాహ నియంత్రణలో సహాయపడే ఒక అణువు.

అమైనో ఆమ్లాలకు ఆహార వనరులు  Food sources for Amino Acids

అమైనో ఆమ్లాలు అనేక ఆహారాలలో కనిపిస్తాయి. అయినప్పటికీ, అన్ని ముఖ్యమైన అమైనో ఆమ్లాలు నిర్దిష్ట ఆహారాలలో కనిపిస్తాయి మరియు వీటిని పూర్తి ప్రోటీన్లు అంటారు. రెండు లేదా మూడు అమైనో ఆమ్లాలు ఉన్న ఆహారాలు ఉన్నాయి మరియు తప్పిపోయిన అమైనో ఆమ్లాలను కలిగి ఉన్న ఇతర ఆహారాలను జోడించడం ద్వారా వాటిని పూర్తి చేయవచ్చు. కొన్ని అమైనో ఆమ్లాలు ఉన్న ఆహారాన్ని అసంపూర్ణ ప్రోటీన్లు అంటారు.

 పూర్తి ప్రోటీన్ యొక్క మూలాలు   Sources of complete protein are:

• మాంసం               Meat
• సీఫుడ్                 Seafood
• పౌల్ట్రీ                    Poultry
• గుడ్లు                   Eggs
• పాల ఉత్పత్తులు       Dairy products
• తృణధాన్యాలు          Whole grains (బ్రౌన్ రైస్ లేదా హోల్-వీట్ బ్రెడ్ వంటివి)
• సోయా, బఠానీ ప్రోటీన్ Soy and pea protein

అసంపూర్ణ ప్రోటీన్ యొక్క వనరులు   Sources of incomplete protein are:

• గింజలు          Nuts
• విత్తనాలు        Seeds
• కూరగాయలు   Vegetables
• చిక్కుళ్ళు        Legumes (కాయధాన్యాలు, బఠానీలు మరియు బీన్స్).

  

• శాఖాహారాలు, లేదా ఎగ్ టేరియన్లు పూర్తి స్థాయిలో ప్రోటీన్ బిల్డింగ్ బ్లాక్స్ అయిన అమైనో ఆమ్లాలను పోందాలంటే వివిధ మొక్కల ఆధారిత ప్రొటీన్‌లను కలపడం వల్ల మాత్రమే సాధ్యమవుతుంది. దీంతోనే శాఖాహారాలు పూర్తి అమైనో యాసిడ్ ప్రొఫైల్‌ను నిర్ధారించవచ్చు.

చివరగా.!

ప్రోటీన్‌ను ఏర్పరుచుకునే అణువులను అమైనో ఆమ్లాలు అంటారు. అమైనో ఆమ్లాలు మానవ శరీరంలో ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తాయి. అవి మూడు రకాలుగా వర్గీకరించబడ్డాయి. ముఖ్యమైన అమైనో ఆమ్లాలు, అనవసరమైన ఆమ్లాలు మరియు షరతులతో కూడిన ముఖ్యమైన అమైనో ఆమ్లాలు. ప్రతి అమైనో ఆమ్లం ముఖ్యమైనది మరియు శరీరం యొక్క పనితీరులో దాని పాత్రను కలిగి ఉంటుంది. ఒక వ్యక్తి ఆరోగ్యంగా ఉండటానికి సరైన ఆహారం ద్వారా తగినంత ముఖ్యమైన అమైనో ఆమ్లాలను తీసుకోవాలి, ఎందుకంటే అవసరమైన అమైనో ఆమ్లాలను పొందడానికి ఇది ఏకైక మార్గం. అనారోగ్యం, ఒత్తిడి లేదా గాయం సమయంలో షరతులతో కూడిన ముఖ్యమైన అమైనో ఆమ్లం అవసరం. ఈ సమయంలో, వైద్యుడు సప్లిమెంట్లను తీసుకోమని వ్యక్తికి సలహా ఇవ్వవచ్చు.

శరీరం ఉత్పత్తి చేయలేని అమైనో ఆమ్లాలను ఎసెన్షియల్ అమైనో ఆమ్లాలు అంటారు. అందువల్ల, వాటిని ఆహారం ద్వారా తీసుకోవాలి. ముఖ్యమైన అమైనో ఆమ్లాలు హిస్టిడిన్, ఐసోలూసిన్, మెథియోనిన్, ఫెనిలాలనైన్, థ్రెయోనిన్, లూసిన్, లైసిన్, ట్రిప్టోఫాన్ మరియు వాలైన్. ఈ మొత్తం తొమ్మిది ముఖ్యమైన అమైనో ఆమ్లాలు అధికంగా లభించే ఆహారాల్లో గొడ్డు మాంసం, పౌల్ట్రీ, చేపలు, గుడ్లు, డైరీ, సోయా, క్వినోవా మరియు బుక్వీట్ లలో లభిస్తాయి. వీటిని పూర్తి ప్రోటీన్లు అంటారు. అందుకనే అమెనో యాసిడ్స్ ను సాధారణంగా ప్రోటీన్ బిల్డింగ్ బ్లాక్స్ అంటారు.

ఈ అమైనో అమ్లాలు ఆహారాన్ని విచ్ఛిన్నం చేయడం, శరీర కణజాలాన్ని పెంచడం మరియు మరమ్మత్తు చేయడం, శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడం, చర్మం, జుట్టు మరియు గోళ్లను నిర్వహించడం, కండరాలను నిర్మించడం మరియు రోగనిరోధక మరియు జీర్ణ వ్యవస్థలను పెంచడం వంటి అనేక పాత్రలను పోషిస్తాయి. చాలా సందర్భాలలో, ఆహారం నుండి అమైనో ఆమ్లాలు ఆరోగ్యకరమైన శరీరానికి సరిపోతాయి. అథ్లెట్లు పనితీరు లేదా రికవరీని మెరుగుపరచడానికి సప్లిమెంట్లను తీసుకుంటారు మరియు లోపం ఉన్న సందర్భంలో ఇవ్వబడతాయి. ఏదైనా సప్లిమెంట్లను తీసుకునే ముందు వైద్యుడిని సంప్రదించడం మంచిది.