Cholestane
કોલેસ્ટેન એક સંતૃપ્ત ટેટ્રાસાયક્લિક ટ્રાઇટર્પીન છે. આ 27-કાર્બન બાયોમાર્કર કોલેસ્ટ્રોલના ડાયજેનેસિસ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે અને તે રોક રેકોર્ડમાં સૌથી વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં બાયોમાર્કર પૈકીનું એક છે. પર્યાવરણીય નમૂનાઓમાં કોલેસ્ટેન, તેના વ્યુત્પન્ન અને સંબંધિત રાસાયણિક સંયોજનોની હાજરીને સામાન્ય રીતે પ્રાણી જીવન અને/અથવા O2ના નિશાનના સૂચક તરીકે અર્થઘટન કરવામાં આવે છે, કારણ કે પ્રાણીઓ સંપૂર્ણપણે કોલેસ્ટ્રોલ ઉત્પન્ન કરવા માટે જાણીતા છે, અને આમ અજ્ઞાત જાતિજન્ય મૂળના પ્રાચીન સજીવો અને આધુનિક મેટાઝોન ટેક્સાના ઉત્ક્રાંતિ સંબંધોને દોરવા માટે તેનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. કોલેસ્ટ્રોલ અન્ય સજીવો (દા. ત., રોડોફાઇટ્સ, જમીનના છોડ) દ્વારા ઓછી વિપુલતામાં બનાવવામાં આવે છે, પરંતુ આ અન્ય સજીવો વિવિધ પ્રકારના સ્ટેરોલ્સ ઉત્પન્ન કરે છે તેથી તેનો ઉપયોગ કોઈ એક વર્ગીકરણના નિર્ણાયક સૂચક તરીકે કરી શકાતો નથી. તે ઘણીવાર પેટ્રોલિયમમાં કાર્બનિક સંયોજનોના વિશ્લેષણમાં જોવા મળે છે. બેકગ્રાઉન્ડ કોલેસ્ટેન એ સંતૃપ્ત સી-27 એનિમલ બાયોમાર્કર છે જે ઘણીવાર પેટ્રોલિયમ થાપણોમાં જોવા મળે છે. તે કોલેસ્ટ્રોલનું ડાયજેનેટિક ઉત્પાદન છે, જે મુખ્યત્વે પ્રાણીઓ દ્વારા બનાવવામાં આવેલ કાર્બનિક અણુ છે અને પ્રાણી કોષ પટલનું ~30% બનાવે છે. કોલેસ્ટ્રોલ પટલની કઠોરતા અને પ્રવાહીતા, તેમજ અંતઃકોશિકીય પરિવહન, કોષ સંકેત અને ચેતા વહન માટે જવાબદાર છે. મનુષ્યોમાં, તે હોર્મોન્સ (એટલે કે, એસ્ટ્રોજન, ટેસ્ટોસ્ટેરોન) માટે પણ અગ્રદૂત છે. તે સ્ક્વેલિન દ્વારા સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે અને કુદરતી રીતે ચોક્કસ સ્ટીરિયોકેમિકલ અભિગમ (3β-ol, 5α (H), 14α (H), 17α (H), 20R) ધારે છે. આ સ્ટીરિયોકેમિકલ અભિગમ સામાન્ય રીતે સમગ્ર ડાયજેનેટિક પ્રક્રિયાઓમાં જાળવવામાં આવે છે, પરંતુ કોલેસ્ટેન ઘણા સ્ટીરિયોકેમિકલ રૂપરેખાંકનો સાથે અશ્મિભૂત રેકોર્ડમાં મળી શકે છે. અશ્મિભૂત રેકોર્ડમાં બાયોમાર્કર કોલેસ્ટેનને ઘણીવાર પ્રાચીન પ્રાણી જીવનના સૂચક (બાયોમાર્કર) તરીકે અર્થઘટન કરવામાં આવે છે અને ઘણીવાર ભૂ-રસાયણશાસ્ત્રીઓ અને ભૂ-જીવવિજ્ઞાનીઓ દ્વારા પ્રાણી ઉત્ક્રાંતિના પુનઃનિર્માણ માટે તેનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે (ખાસ કરીને પ્રિકેમ્બ્રિયન પૃથ્વીના ઇતિહાસમાં; દા. ત., એડિયાકરન, ક્રાયોજેનિયન અને સામાન્ય રીતે પ્રોટેરોઝોઇક). કોલેસ્ટ્રોલ ઉત્પન્ન કરવા માટે મોલેક્યુલર ઓક્સિજનની જરૂર પડે છે; આમ, કોલેસ્ટેનની હાજરી પેલિયોએનવાયરમેન્ટમાં ઓક્સિજનના કેટલાક નિશાન સૂચવે છે. કોલેસ્ટેન સંપૂર્ણપણે પ્રાણી-વ્યુત્પન્ન સ્ટીરોઈડ અણુઓના ડાયજેનેસિસમાંથી મેળવવામાં આવતું નથી; કોલેસ્ટેન રોડોફાઇટ્સ અને એમ્બ્રોફાઇટ્સ જેવી હાજરી સાથે પણ સંકળાયેલ હોઈ શકે છે, જો કે આવા નોન-મેટાઓઝન કોલેસ્ટેનની વિપુલતા અજ્ઞાત છે. એમ્બ્રોયોફાઇટ્સ સામાન્ય રીતે વિવિધ પ્રકારના સ્ટેરોલ્સ ઉત્પન્ન કરે છે, જે સામૂહિક રીતે ફાયટોસ્ટેરોલ્સ તરીકે ઓળખાય છે, અને કોલેસ્ટ્રોલ એક નાનો ઘટક રહે છે. તેનાથી વિપરીત, બેક્ટેરિયા હોપોનોઈડ્સ જેવા અન્ય ચક્રીય ટ્રાઇટરપેનોઇડ્સ ઉત્પન્ન કરે છે અને તેમના ડાયજેનેટિક ઉત્પાદનો હોપેન્સનો ઉપયોગ બેક્ટેરિયલ બાયોમાર્કર્સ તરીકે થાય છે. કોલેસ્ટ્રોલમાં 256 સ્ટીરિયોઆઇસોમર્સ હોય છે, પરંતુ તેમાંથી માત્ર એક જ કોલેસ્ટ્રોલ (3β-ol, 5α (H), 14α (H), 17α (H), 20R) ના ઉત્પાદનમાં કુદરતી રીતે રચાય છે અને તેથી તે કોલેસ્ટેન માપન માટે રસ ધરાવતું પ્રાથમિક સ્ટીરિયોઆઇસોમર્સ છે. આ સ્ટીરિયોકેમિસ્ટ્રીમાંથી વિચલનો ઘણીવાર ડાયજેનેસિસ, થર્મલ પરિપક્વતા અને સંરક્ષણ પૂર્વગ્રહને પ્રતિબિંબિત કરે છે. ડાયજેનેસિસ સામાન્ય રીતે કાર્બનિક અણુઓમાં કાર્યાત્મક જૂથો અને બેવડા બંધના નુકસાન તરફ દોરી જાય છે. ખાસ કરીને કોલેસ્ટેન માટે, કોલેસ્ટ્રોલનું કોલેસ્ટેનમાં ડાયજેનેસિસ એક અણુ ઉત્પન્ન કરે છે જે તેના સ્ટીરોઈડ પ્રતિરૂપની તુલનામાં સંપૂર્ણપણે સંતૃપ્ત હોય છે. આ પ્રક્રિયા કાર્બન પરમાણુના નુકસાન અથવા લાભ વિના થાય છે અને તેથી પર્યાવરણમાં જીવતંત્ર દ્વારા ઉત્પાદિત મૂળ સ્ટીરોઈડના સૂચક તરીકે કામ કરી શકે છે. થર્મલ ફેરફાર પણ C17 પર આલ્કેન બાજુ-સાંકળના નુકસાનનું કારણ બની શકે છે. એક પ્રયોગ દર્શાવે છે કે 4 અઠવાડિયાથી વધુ સમય સુધી 300 ડિગ્રી સેલ્સિયસ તાપમાન પર, કોલેસ્ટેન તેની આલ્કેન બાજુની સાંકળમાં 17 ટકા વિઘટનમાંથી પસાર થયું હતું. તેનાથી વિપરીત, પોલીસાયક્લિક માળખું (C 1-17) ખૂબ જ ઉષ્મીય રીતે સ્થિર છે. ડાયજેનેટિક પ્રક્રિયાઓ મિથાઈલ શિફ્ટ અને સુગંધીકરણનું કારણ પણ બની શકે છે. સ્ટીરિયોકેમિકલ ફેરફાર વધારાની ડાયજેનેટિક પ્રક્રિયાઓ કોલેસ્ટેન અણુમાં વધુ ફેરફાર કરી શકે છે. દાખલા તરીકે, કોલેસ્ટેન તેના કુદરતી આઇસોમરમાંથી સમય જતાં સ્ટીરિયોકેમિકલ પાળી માટે સંવેદનશીલ હોય છે. આ ફેરફારો થર્મલ અથવા માઇક્રોબાયલ ફેરફારની અસર હોઈ શકે છે. થર્મલ ફેરફાર C20 કાયરલ કેન્દ્ર તેમજ હાઇડ્રોજન પરમાણુ બંને પર સ્ટીરિયોકેમિસ્ટ્રીમાં ફેરફારનું કારણ બની શકે છે. આર/એસ સ્ટીરિયોઆઇસોમર્સનો ગુણોત્તર સામાન્ય રીતે "થર્મલ પરિપક્વતા" ના માપ તરીકે નોંધવામાં આવે છે. તેનાથી વિપરીત, α → β રૂપરેખાંકનમાંથી C5 સાઇટ પર હાઇડ્રોજનનું રૂપાંતર એનારોબિક માઇક્રોબાયલ પ્રવૃત્તિને પ્રતિબિંબિત કરે છે, અને નિયંત્રિત સૂક્ષ્મજીવ પ્રયોગો પર આઇસોટોપ લેબલિંગ પ્રયોગો દ્વારા સમજી શકાય છે જે રસના સ્ટીરોઈડને ચયાપચય કરે છે. એક અભ્યાસ દર્શાવે છે કે બે પ્રતિક્રિયાઓ છે જે કોલેસ્ટ્રોલના બેવડા બંધનની ખોટ પેદા કરી શકે છે-(1) બેવડા બંધનમાં સીધો ઘટાડો અથવા (2) બેવડા બંધનમાં ઘટાડો થાય તે પહેલાં કીટોનનું ઉત્પાદન-પરિણામે C5 સ્થળ પર હાઇડ્રોજનનું અલગ આઇસોમેરાઇઝેશન થાય છે. 14 અને 17α હાઇડ્રોજન સાઇટ્સ વધુ સ્થિર છે અને 5 હાઇડ્રોજન સાઇટ કરતાં ઘણી ઓછી વિપુલતામાં β રૂપરેખાંકનમાં ફેરફારો થાય છે. માપન તકનીકો જી. સી./એમ. એસ. કોલેસ્ટેનને નમૂનાઓમાંથી કાઢી શકાય છે અને અન્ય કાર્બનિક સંયોજનોની સાપેક્ષ વિપુલતાને માપવા માટે જી. સી./એમ. એસ. પર માપી શકાય છે. આ માપ સ્ટેરેન્સને બિન-ધ્રુવીય દ્રાવક (દા. ત., ડાયક્લોરોમિથેન અથવા ક્લોરોફોર્મ) માં કાઢીને અને સિલિકા જેલ કોલમ ગેસ ક્રોમેટોગ્રાફીનો ઉપયોગ કરીને "સંતૃપ્ત" અપૂર્ણાંકમાં શુદ્ધ કરીને કરવામાં આવે છે. કોલેસ્ટેન આઇસોમર્સ મોલેક્યુલર વજન અને વિવિધ સ્ટીરિયોકેમિસ્ટ્રી પર આધારિત સ્તંભમાંથી બહાર નીકળી જશે, જે આઇસોમર્સના નજીકના સહ-એલ્યુશનને કારણે પરંપરાગત માસ સ્પેક્ટ્રોમેટ્રીને પડકારજનક બનાવે છે. વૈકલ્પિક રીતે, જીસી/એમએસ/એમએસ પ્રયોગોનો ઉપયોગ કરીને કોલેસ્ટેનને માપી શકાય છે જે એમ/ઝેડ ટુકડો 217 (મોલેક્યુલર આયન 372 માંથી) ને લક્ષ્ય બનાવે છે. આ ચોક્કસ પદ્ધતિ પહેલા કોલેસ્ટેનના 372 મોલેક્યુલર આયનને જુએ છે, અને પછી ચોક્કસ આઇસોમર્સની ઓળખ સુધારવા માટે તે મોલેક્યુલર આયનને તેના m/z217 ટુકડા સુધી ટુકડા કરે છે. કોલેસ્ટેનના δ13C આઇસોટોપ ગુણોત્તર δ13C મૂલ્યો પ્રાણીઓની કાર્બન આઇસોટોપ રચનાને પ્રતિબિંબિત કરે છે જેણે મૂળ કોલેસ્ટ્રોલના અણુઓ બનાવ્યા હતા. પ્રાણી કાર્બન આઇસોટોપ રચનાને સામાન્ય રીતે તેમના આહારનું કાર્ય માનવામાં આવે છે; તેથી, કોલેસ્ટેનની કાર્બન આઇસોટોપ રચના આ મૂળ આહાર મૂલ્યને પણ પ્રતિબિંબિત કરશે. δ13C મૂલ્યોને IRMS સાથે જોડાયેલા ગેસ ક્રોમેટોગ્રાફનો ઉપયોગ કરીને માપી શકાય છે. વધુ સામાન્ય રીતે, સ્ટેરેન્સનો ઉપયોગ પર્યાવરણીય પરિવર્તનના સૂચક તરીકે થઈ શકે છે. એક અભ્યાસમાં સ્ટેરેન્સ વિરુદ્ધ હોપેન્સના δ13C મૂલ્યો રજૂ કરવામાં આવ્યા છે અને તેનો ઉપયોગ મિઓસીન દરમિયાન ફોટિક ઝોનમાં ફેરફારો સૂચવવા માટે કરવામાં આવ્યો છે, કારણ કે આઇસોટોપ મૂલ્યમાં ફેરફારો કાં તો પાણીની અંદર ઓગળેલા અકાર્બનિક કાર્બન અથવા જૈવિક આઇસોટોપ અપૂર્ણાંકનું પરિણામ હોવું જોઈએ. કેસ સ્ટડીઝ પ્રારંભિક જીવન બાયોમાર્કર્સ કોલેસ્ટેનની હાજરી એ જરૂરી નથી કે પ્રાણીઓની હાજરી સૂચવે, પરંતુ અશ્મિભૂત રેકોર્ડમાં અલગ ટેક્સાના ઉદયને નોંધવા માટે ઘણીવાર અન્ય બાયોમાર્કર્સ સાથે જોડાણમાં તેનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે; આ સંદર્ભમાં, એક અભ્યાસમાં નિયોપ્રોટેરોઝોઇક દરમિયાન શેવાળના ઉદયને દર્શાવવા માટે કોલેસ્ટેન વિરુદ્ધ અન્ય ટ્રાઇટર્પેનોઇડ બાયોમાર્કર્સમાં સંબંધિત વિપુલતાને માપવામાં આવી હતી. અશ્મિભૂત રેકોર્ડમાં કોલેસ્ટેનની વાસ્તવિક ઉત્પત્તિને શોધવી પડકારજનક છે, કારણ કે તે સમયગાળાના મોટાભાગના ખડકો ભારે રૂપાંતરિત છે અને આમ સંભવિત બાયોમાર્કર્સમાં ઉષ્મીય રીતે ફેરફાર કરવામાં આવે છે. એક અભ્યાસે કોલેસ્ટેનના સ્ત્રોતને ચોક્કસ એડિયાકારન અશ્મિભૂત (ડિકીન્સનિયા) સાથે જોડ્યો હતો જેથી એડિયાકારન બાયોટાના વર્ગીકરણને અવરોધો પૂરા પાડી શકાય કારણ કે મેટાઝોન જીવન માટે ઉત્ક્રાંતિ પ્રસ્તાવના છે. જોકે કોલેસ્ટેન પ્રાણીઓ માટે ચોક્કસ માર્કર નથી અને તે મોટાભાગના યુકેરીયોટિક વંશમાં જોવા મળે છે. સ્ટેરેન સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ બાયોમાર્કર્સ કોલેસ્ટેન્સ ટ્રાઇટર્પેન્સ પણ જુઓ.