Biological pigment
જૈવિક રંગદ્રવ્યો, જેને ફક્ત રંગદ્રવ્યો અથવા બાયોક્રોમ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે જીવંત સજીવો દ્વારા ઉત્પાદિત પદાર્થો છે જે પસંદગીયુક્ત રંગ શોષણના પરિણામે રંગ ધરાવે છે. જૈવિક રંગદ્રવ્યોમાં છોડના રંગદ્રવ્યો અને ફૂલના રંગદ્રવ્યો શામેલ છે. ત્વચા, આંખો, પીંછા, ફર અને વાળ જેવી ઘણી જૈવિક રચનાઓમાં ક્રોમેટોફોર્સ તરીકે ઓળખાતા વિશિષ્ટ કોષોમાં મેલાનિન જેવા રંગદ્રવ્યો હોય છે. કેટલીક પ્રજાતિઓમાં, વ્યક્તિના જીવનકાળ દરમિયાન રંગદ્રવ્યો ખૂબ લાંબા સમય સુધી એકઠા થાય છે. રંગદ્રવ્યનો રંગ માળખાકીય રંગથી અલગ પડે છે કારણ કે તે તમામ જોવાના ખૂણાઓ માટે સમાન હોય છે, જ્યારે માળખાકીય રંગ પસંદગીયુક્ત પ્રતિબિંબ અથવા વક્રરેખનું પરિણામ હોય છે, સામાન્ય રીતે બહુસ્તરીય માળખાને કારણે. ઉદાહરણ તરીકે, પતંગિયાની પાંખોમાં સામાન્ય રીતે માળખાકીય રંગ હોય છે, જો કે ઘણા પતંગિયામાં એવા કોષો હોય છે જેમાં રંગદ્રવ્ય પણ હોય છે. જૈવિક રંજકદ્રવ્યો ઇલેક્ટ્રોન બોન્ડ રસાયણશાસ્ત્ર માટે સંયોજિત પ્રણાલીઓ જુઓ જે આ અણુઓને રંગદ્રવ્ય બનાવે છે. હેમ/પોર્ફિરિન આધારિતઃ ક્લોરોફિલ, બિલીરૂબિન, હિમોસાયનિન, હિમોગ્લોબિન, માયોગ્લોબિન પ્રકાશ ઉત્સર્જકઃ લ્યુસિફેરિન કેરોટીનોઇડ્સઃ હેમેટોક્રોમ્સ (શેવાળના રંજકદ્રવ્યો, કેરોટીનોઇડ્સનું મિશ્રણ અને તેમના વ્યુત્પન્ન) કેરોટીન્સઃ આલ્ફા અને બીટા કેરોટિન, લાઇકોપીન, રોડોપ્સિન ઝેન્થોફિલ્સ, કેન્થેક્સેનથિન, ઝેક્સેનથિન, લ્યુટીન પ્રોટીનસિયસઃ ફાયટોક્રોમ, ફાયકોબિલિપ્રોટિન્સ સિટાકોફુલ્વિન્સઃ પોપટ ટુરાસિન અને ટુરાકોવર્ડિન માટે અનન્ય લાલ અને પીળા રંગદ્રવ્યોનો એક વર્ગ. રંગદ્રવ્યો પરાગનયનમાં ભૂમિકા ભજવવા માટે પણ જાણીતા છે જ્યાં રંગદ્રવ્યના સંચય અથવા નુકસાનથી ફૂલોનો રંગ બદલાઈ શકે છે, જે પરાગ રજ વાહકોને સંકેત આપે છે કે કયા ફૂલો લાભદાયી છે અને તેમાં વધુ પરાગ અને અમૃત હોય છે. છોડના રંગદ્રવ્યોમાં ઘણા અણુઓનો સમાવેશ થાય છે, જેમ કે પોર્ફિરિન, કેરોટીનોઇડ્સ, એન્થોસાયનિન્સ અને બીટાલેઇન્સ. બધા જૈવિક રંજકદ્રવ્યો પ્રકાશની ચોક્કસ તરંગલંબાઇને પસંદ કરીને શોષી લે છે જ્યારે અન્યને પ્રતિબિંબિત કરે છે. જવાબદાર મુખ્ય રંગદ્રવ્યો છેઃ ક્લોરોફિલ એ છોડમાં પ્રાથમિક રંગદ્રવ્ય છે; તે એક ક્લોરિન છે જે પ્રકાશની વાદળી અને લાલ તરંગલંબાઇને શોષી લે છે જ્યારે મોટાભાગના લીલાને પ્રતિબિંબિત કરે છે. તે ક્લોરોફિલની હાજરી અને સાપેક્ષ વિપુલતા છે જે છોડને તેમનો લીલો રંગ આપે છે. તમામ જમીનના છોડ અને લીલા શેવાળ આ રંગદ્રવ્યના બે સ્વરૂપો ધરાવે છેઃ ક્લોરોફિલ એ અને ક્લોરોફિલ બી. કેલ્પ્સ, ડાયટોમ્સ અને અન્ય પ્રકાશસંશ્લેષક હેટેરોકોન્ટ્સમાં બી ને બદલે ક્લોરોફિલ સી હોય છે, જ્યારે લાલ શેવાળમાં માત્ર ક્લોરોફિલ એ હોય છે. બધા ક્લોરોફિલ પ્રકાશસંશ્લેષણને બળ આપવા માટે પ્રકાશને અટકાવવા માટે છોડ પ્રાથમિક માધ્યમ તરીકે કામ કરે છે. કેરોટીનોઇડ્સ લાલ, નારંગી અથવા પીળા ટેટ્રાટરપેનોઇડ્સ છે. પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા દરમિયાન, તેઓ પ્રકાશ-લણણી (સહાયક રંગદ્રવ્યો તરીકે), ફોટોપ્રોટેક્શન (બિન-ફોટોકેમિકલ શમન દ્વારા ઊર્જાનું વિસર્જન તેમજ ફોટોઓક્સિડેટિવ નુકસાનને રોકવા માટે એકલ ઓક્સિજન સફાઈ) માં કાર્યો કરે છે, અને પ્રોટીન માળખાકીય ઘટકો તરીકે પણ કામ કરે છે. ઊંચા છોડમાં, તેઓ છોડના હોર્મોન એબ્સિસિક એસિડના અગ્રદૂત તરીકે પણ કામ કરે છે. બેટાલેઇન લાલ અથવા પીળા રંગદ્રવ્યો છે. એન્થોસાયનિનની જેમ તેઓ પાણીમાં દ્રાવ્ય હોય છે, પરંતુ એન્થોસાયનિનથી વિપરીત તેઓ ટાયરોસિનમાંથી સંશ્લેષિત થાય છે. રંગદ્રવ્યોના આ વર્ગ માત્ર કેરિઓફિલેસ (કેક્ટસ અને એમારેન્થ સહિત) માં જોવા મળે છે, અને એન્થોસાયનિન ધરાવતા છોડમાં ક્યારેય સહ-જોવા મળતા નથી. બીટાલેઇન્સ બીટના ઊંડા લાલ રંગ માટે જવાબદાર છે. એન્થોસાયનિન્સ (શાબ્દિક રીતે "ફૂલ વાદળી") એ પાણીમાં દ્રાવ્ય ફ્લેવોનોઇડ રંજકદ્રવ્યો છે જે pH અનુસાર લાલથી વાદળી દેખાય છે. તેઓ ઉચ્ચ છોડના તમામ પેશીઓમાં જોવા મળે છે, જે પાંદડા, છોડના દાંડા, મૂળ, ફૂલો અને ફળોમાં રંગ પૂરો પાડે છે, જોકે હંમેશા નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં નહીં. એન્થોસાયનિન્સ ઘણી પ્રજાતિઓના ફૂલોની પાંખડીઓમાં સૌથી વધુ દેખાય છે. છોડ, સામાન્ય રીતે, છ સર્વવ્યાપક કેરોટીનોઇડ્સ ધરાવે છેઃ નિયોક્સેનથિન, વાયોલેક્સેનથિન, એન્થેરેક્સેનથિન, ઝેક્સેનથિન, લ્યુટિન અને બીટા-કેરોટિન. લ્યુટિન એ ફળો અને શાકભાજીમાં જોવા મળતું પીળું રંગદ્રવ્ય છે અને તે છોડમાં સૌથી વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં જોવા મળતું કેરોટીનોઇડ છે. લાઇકોપીન એ લાલ રંગદ્રવ્ય છે જે ટામેટાંના રંગ માટે જવાબદાર છે. છોડમાં અન્ય ઓછા સામાન્ય કેરોટીનોઇડ્સમાં લ્યુટીન ઇપોક્સાઇડ (ઘણી લાકડાની પ્રજાતિઓમાં), લેક્ટુકેક્સેન્થિન (લેટીસમાં જોવા મળે છે) અને આલ્ફા કેરોટિન (ગાજરમાં જોવા મળે છે) નો સમાવેશ થાય છે. છોડમાં રંગદ્રવ્યની ખાસ કરીને નોંધપાત્ર અભિવ્યક્તિ પાનખરના પાંદડાના રંગ સાથે જોવા મળે છે, જે એક એવી ઘટના છે જે ઘણા પાનખર વૃક્ષો અને ઝાડીઓના સામાન્ય રીતે લીલા પાંદડાઓને અસર કરે છે, જેમાં તેઓ પાનખરની મોસમમાં થોડા અઠવાડિયા દરમિયાન, લાલ, પીળો, જાંબલી અને ભૂરા રંગના વિવિધ રંગોમાં જોવા મળે છે. ક્લોરોફિલ બિન-ફ્લોરોસન્ટ ક્લોરોફિલ કેટાબોલાઇટ્સ (એન. સી. સી.) તરીકે ઓળખાતા રંગહીન ટેટ્રાપિરોલ્સમાં અધોગતિ પામે છે. જેમ જેમ મુખ્ય ક્લોરોફિલ્સનું અધઃપતન થાય છે, તેમ તેમ પીળા ઝેન્થોફિલ્સ અને નારંગી બીટા-કેરોટિનના છુપાયેલા રંગદ્રવ્યો પ્રગટ થાય છે. આ રંજકદ્રવ્યો આખું વર્ષ હાજર રહે છે, પરંતુ લાલ રંગદ્રવ્યો, એન્થોસાયનિન્સ, એકવાર લગભગ અડધા ક્લોરોફિલનું અધઃપતન થઈ જાય પછી ડી નોવો સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે. પ્રકાશ લણણી સંકુલના અધઃપતનથી મુક્ત થતા એમિનો એસિડને સમગ્ર શિયાળામાં વૃક્ષના મૂળ, શાખાઓ, દાંડા અને થડમાં આગામી વસંત સુધી સંગ્રહિત કરવામાં આવે છે જ્યારે તેમને વૃક્ષને ફરીથી પાંદડા આપવા માટે રિસાયકલ કરવામાં આવે છે. શેવાળ શેવાળમાં રંગદ્રવ્યો ખૂબ જ વૈવિધ્યસભર પ્રકાશસંશ્લેષક સજીવો છે, જે છોડથી અલગ છે કારણ કે તેઓ જળચર સજીવો છે, તેઓ વાહિની પેશીઓ રજૂ કરતા નથી અને ગર્ભ ઉત્પન્ન કરતા નથી. જો કે, બંને પ્રકારના સજીવો પ્રકાશસંશ્લેષક રંજકદ્રવ્યો ધરાવે છે, જે ઊર્જાને શોષી લે છે અને મુક્ત કરે છે જે પછીથી કોષ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાય છે. ક્લોરોફિલ્સ ઉપરાંત આ રંજકદ્રવ્યોમાં ફાયકોબિલિપ્રોટીન, ફ્યુકોક્સેન્થિન્સ, ઝેન્થોફિલ્સ અને કેરોટિનનો સમાવેશ થાય છે, જે પ્રકાશની ઊર્જાને રોકી રાખે છે અને તેને પ્રાથમિક રંગદ્રવ્ય તરફ દોરી જાય છે, જે ઓક્સિજનયુક્ત પ્રકાશસંશ્લેષણ પ્રતિક્રિયાઓ શરૂ કરવા માટે જવાબદાર છે. ડાયનોફ્લેજેલેટ્સ જેવા શેવાળ ફોટોટ્રોફ્સ પ્રકાશ લણણી રંગદ્રવ્ય તરીકે પેરિડિનિનનો ઉપયોગ કરે છે. જ્યારે કેરોટીનોઇડ્સ પ્રકાશસંશ્લેષણ પ્રતિક્રિયા કેન્દ્રો અને પ્રકાશ-લણણી સંકુલ જેવા ક્લોરોફિલ-બંધનકર્તા પ્રોટીનમાં જટિલ મળી શકે છે, ત્યારે તેઓ સાયનોબેક્ટેરિયાના નારંગી કેરોટીનોઇડ પ્રોટીન જેવા સમર્પિત કેરોટીનોઇડ પ્રોટીનમાં પણ જોવા મળે છે. બેક્ટેરિયામાં રંગદ્રવ્યો કેરોટીનોઇડ્સ, મેલાનિન, વાયોલેસીન, પ્રોડિજિઓસિન, પિયોસાયનિન, એક્ટિનોરહોડિન અને ઝેક્સાન્થિન જેવા રંગદ્રવ્યો ઉત્પન્ન કરે છે. સાયનોબેક્ટેરિયા ફાયકોસાયનિન, ફાયકોરીથ્રિન, સાયટોનેમિન, ક્લોરોફિલ એ, ક્લોરોફિલ ડી અને ક્લોરોફિલ એફ. પર્પલ સલ્ફર બેક્ટેરિયા બેક્ટેરિયોક્લોરોફિલ એ અને બેક્ટેરિયોક્લોરોફિલ બી ઉત્પન્ન કરે છે. સાયનોબેક્ટેરિયામાં, અન્ય ઘણા કેરોટીનોઇડ્સ અસ્તિત્વ ધરાવે છે જેમ કે કેન્થેક્સેનથિન, માયક્સોક્સેનથોફિલ, સિનેકોક્સેનથિન અને ઇચિનેનોન. પ્રાણીઓમાં રંગદ્રવ્યો પિગમેન્ટેશનનો ઉપયોગ ઘણા પ્રાણીઓ દ્વારા રક્ષણ માટે, છદ્માવરણ, નકલ અથવા ચેતવણી રંગ દ્વારા થાય છે. માછલી, ઉભયજીવી અને સેફાલોપોડ્સ સહિતના કેટલાક પ્રાણીઓ પૃષ્ઠભૂમિ સાથે મેળ ખાતી છદ્માવરણ પ્રદાન કરવા માટે રંગદ્રવ્યયુક્ત ક્રોમેટોફોર્સનો ઉપયોગ કરે છે. પિગમેન્ટેશનનો ઉપયોગ પ્રાણીઓ વચ્ચે સંકેત આપવા માટે થાય છે, જેમ કે પ્રણય સંબંધ અને પ્રજનન વર્તણૂકમાં. ઉદાહરણ તરીકે, કેટલાક સેફાલોપોડ્સ વાતચીત કરવા માટે તેમના ક્રોમેટોફોર્સનો ઉપયોગ કરે છે. ફોટોપિગમેન્ટ રોડોપ્સિન પ્રકાશની ધારણામાં પ્રથમ પગલા તરીકે પ્રકાશને અટકાવે છે. મેલાનિન જેવા ત્વચાના રંગદ્રવ્યો અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોત્સર્ગ દ્વારા પેશીઓને સનબર્નથી બચાવી શકે છે. જો કે, પ્રાણીઓમાં કેટલાક જૈવિક રંજકદ્રવ્યો, જેમ કે હીમ જૂથો કે જે લોહીમાં ઓક્સિજન વહન કરવામાં મદદ કરે છે, તે ઘટનાના પરિણામે રંગીન હોય છે. તેમના રંગમાં રક્ષણાત્મક અથવા સંકેત કાર્ય નથી. વટાણાના એફિડ્સ (એસાયર્થોસિફોન પિસમ), બે-સ્પોટેડ સ્પાઈડર માઇટ્સ (ટેટ્રાનિકસ અર્ટિકા), અને પિત્તના મધ્યભાગ (કુટુંબ સેસિડોમાઇએડે) એ એકમાત્ર જાણીતા પ્રાણીઓ છે જે કેરોટીનોઇડ્સનું સંશ્લેષણ કરવામાં સક્ષમ છે. આ આર્થ્રોપોડ્સમાં કેરોટીનોઇડ્સના સંશ્લેષણ માટે જનીનોની હાજરીને ફૂગમાંથી સ્વતંત્ર આડી જનીન સ્થાનાંતરણ (HGT) ઘટનાઓને આભારી છે. રોગો અને પરિસ્થિતિઓ વિવિધ રોગો અને અસામાન્ય પરિસ્થિતિઓ કે જેમાં રંગદ્રવ્યનો સમાવેશ થાય છે તે મનુષ્યો અને પ્રાણીઓમાં રંગદ્રવ્ય અથવા રંગદ્રવ્ય કોષોની ગેરહાજરી અથવા ખોટ અથવા રંગદ્રવ્યના વધુ પડતા ઉત્પાદનથી થાય છે. આલ્બિનિઝમ એક વારસાગત વિકાર છે જે મેલાનિનના સંપૂર્ણ અથવા આંશિક નુકસાન દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. આલ્બિનિઝમથી પીડાતા મનુષ્યો અને પ્રાણીઓને "આલ્બિનિસ્ટિક" કહેવામાં આવે છે ("આલ્બિનો" શબ્દનો ઉપયોગ પણ કેટલીકવાર થાય છે, પરંતુ જ્યારે લોકો પર લાગુ કરવામાં આવે ત્યારે તેને અપમાનજનક માનવામાં આવે છે). લેમેલર ઇચિથોસિસ, જેને "ફિશ સ્કેલ ડિસીઝ" પણ કહેવાય છે, તે એક વારસાગત સ્થિતિ છે જેમાં એક લક્ષણ મેલાનિનનું વધુ પડતું ઉત્પાદન છે. ત્વચા સામાન્ય કરતાં ઘાટા હોય છે, અને તે શ્યામ, ભીંગડાંવાળું, શુષ્ક પેચો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. મેલાસ્મા એ એક એવી સ્થિતિ છે જેમાં હોર્મોનલ ફેરફારોથી પ્રભાવિત થઈને ચહેરા પર રંગદ્રવ્યના ઘેરા બદામી રંગના પેચો દેખાય છે. જ્યારે તે ગર્ભાવસ્થા દરમિયાન થાય છે, ત્યારે આ સ્થિતિને ગર્ભાવસ્થાનું માસ્ક કહેવામાં આવે છે. ઓક્યુલર પિગમેન્ટેશન એ આંખમાં રંગદ્રવ્યનું સંચય છે, અને તે લેટાનોપ્રોસ્ટ દવાને કારણે થઈ શકે છે. વિટિલિગો એ એવી સ્થિતિ છે જેમાં ત્વચાના પેચોમાં મેલાનોસાઇટ્સ તરીકે ઓળખાતા રંગદ્રવ્ય ઉત્પન્ન કરતા કોષોનું નુકસાન થાય છે. દરિયાઈ પ્રાણીઓમાં રંગદ્રવ્યો કેરોટીનોઇડ્સ અને કેરોટીનોપ્રોટીન કેરોટીનોઇડ્સ પ્રકૃતિમાં જોવા મળતા રંગદ્રવ્યોના સૌથી સામાન્ય જૂથ છે. પ્રાણીઓ, છોડ અને સુક્ષ્મસજીવોમાં 600 થી વધુ વિવિધ પ્રકારના કેરોટીનોઇડ્સ જોવા મળે છે. દરિયાઈ પ્રાણીઓ પોતાના કેરોટીનોઇડ્સ બનાવવામાં અસમર્થ હોય છે અને તેથી આ રંગદ્રવ્યો માટે છોડ પર આધાર રાખે છે. કેરોટીનોપ્રોટીન ખાસ કરીને દરિયાઈ પ્રાણીઓમાં સામાન્ય છે. આ સંકુલ વિવિધ રંગો (લાલ, જાંબલી, વાદળી, લીલો, વગેરે) માટે જવાબદાર છે. સમાગમ વિધિઓ અને છદ્માવરણ માટે આ દરિયાઈ અપૃષ્ઠવંશીઓને. કેરોટીનોપ્રોટીનના બે મુખ્ય પ્રકારો છેઃ પ્રકાર એ અને પ્રકાર બી. પ્રકાર Aમાં કેરોટીનોઇડ્સ (ક્રોમોજેન) હોય છે જે સ્ટોઇકિઓમેટ્રિક રીતે સરળ પ્રોટીન (ગ્લાયકોપ્રોટીન) સાથે સંકળાયેલા હોય છે. બીજો પ્રકાર, બી પ્રકાર, કેરોટીનોઇડ્સ ધરાવે છે જે લિપો પ્રોટીન સાથે સંકળાયેલા હોય છે અને સામાન્ય રીતે ઓછા સ્થિર હોય છે. જ્યારે પ્રકાર એ સામાન્ય રીતે દરિયાઈ અપૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓની સપાટી (શેલો અને ચામડી) માં જોવા મળે છે, ત્યારે પ્રકાર બી સામાન્ય રીતે ઇંડા, અંડાશય અને લોહીમાં જોવા મળે છે. આ કેરોટીનોપ્રોટીન સંકુલના રંગો અને લાક્ષણિકતાઓનું શોષણ ક્રોમોજન અને પ્રોટીન પેટા એકમોના રાસાયણિક બંધન પર આધારિત છે. ઉદાહરણ તરીકે, વાદળી કેરોટીનોપ્રોટીન, લિન્કિયાસીનિનમાં દરેક સંકુલ દીઠ લગભગ 100-200 કેરોટીનોઇડ પરમાણુઓ હોય છે. વધુમાં, આ રંગદ્રવ્ય-પ્રોટીન સંકુલના કાર્યો પણ તેમની રાસાયણિક રચનામાં ફેરફાર કરે છે. પ્રકાશસંશ્લેષણ માળખામાં રહેલા કેરોટીનોપ્રોટીન વધુ સામાન્ય છે, પરંતુ જટિલ છે. રંગદ્રવ્ય-પ્રોટીન સંકુલ કે જે પ્રકાશસંશ્લેષણ પ્રણાલીની બહાર હોય છે તે ઓછા સામાન્ય હોય છે, પરંતુ તેની રચના સરળ હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, જેલીફિશ, વેલેલા વેલેલામાં આમાંથી માત્ર બે વાદળી એસ્ટેક્સેનથિન-પ્રોટીન હોય છે, જેમાં દરેક સંકુલમાં માત્ર 100 જેટલા કેરોટીનોઇડ્સ હોય છે. પ્રાણીઓમાં સામાન્ય કેરોટીનોઇડ એસ્ટેક્સેનથિન છે, જે જાંબલી-વાદળી અને લીલો રંગદ્રવ્ય આપે છે. એસ્ટેક્સેનથિનનો રંગ ચોક્કસ ક્રમમાં પ્રોટીન સાથે સંકુલ બનાવીને રચાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, ક્રસ્ટોક્રીનમાં પ્રોટીન સાથે બંધાયેલા આશરે 20 એસ્ટેક્સેનથિન પરમાણુઓ હોય છે. જ્યારે કોમ્પ્લેક્સ એક્સાઇટોન-એક્સાઇટોન ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, ત્યારે તે શોષણને મહત્તમ ઘટાડે છે, વિવિધ રંગદ્રવ્યોને બદલે છે. લોબસ્ટરમાં, વિવિધ પ્રકારના એસ્ટેક્સેનથિન-પ્રોટીન સંકુલ હાજર હોય છે. પ્રથમ ક્રસ્ટાસીનિન (મહત્તમ 632 એનએમ) છે, જે લોબસ્ટરના કારાપેસમાં જોવા મળતું સ્લેટ-વાદળી રંગદ્રવ્ય છે. બીજો ક્રસ્ટોક્રીન (મહત્તમ 409) છે, જે એક પીળો રંગદ્રવ્ય છે જે કારપેસના બાહ્ય સ્તર પર જોવા મળે છે. છેલ્લે, લિપોગ્લાયકોપ્રોટીન અને ઓવોવરડિન એક તેજસ્વી લીલા રંગદ્રવ્ય બનાવે છે જે સામાન્ય રીતે કારાપેસના બાહ્ય સ્તરો અને લોબસ્ટર ઇંડામાં હાજર હોય છે. ટેટ્રાપિરોલ્સ ટેટ્રાપિરોલ્સ એ રંગદ્રવ્યોના આગામી સૌથી સામાન્ય જૂથ છે. તેમની પાસે ચાર પાયરોલ રિંગ્સ છે, દરેક રિંગમાં C4H4NH હોય છે. ટેટ્રાપિરોલ્સની મુખ્ય ભૂમિકા જૈવિક ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયામાં તેમનું જોડાણ છે. ઇલેક્ટ્રોન પરિવહનમાં ટેટ્રાપિરોલ્સની મુખ્ય ભૂમિકા હોય છે અને તે ઘણા ઉત્સેચકોના સ્થાનાંતર તરીકે કામ કરે છે. દરિયાઈ જીવતંત્રની પેશીઓના રંગદ્રવ્યમાં પણ તેમની ભૂમિકા હોય છે. મેલાનિન એ સંયોજનોનો એક વર્ગ છે જે દરિયાઈ પ્રાણીઓમાં શ્યામ, રાતા, પીળા/લાલ રંગદ્રવ્યો માટે જવાબદાર વિવિધ માળખાઓ સાથે રંગદ્રવ્ય તરીકે કામ કરે છે. તે ઉત્પન્ન થાય છે કારણ કે એમિનો એસિડ ટાયરોસિન મેલાનિનમાં રૂપાંતરિત થાય છે, જે ત્વચા, વાળ અને આંખોમાં જોવા મળે છે. ફિનોલ્સના એરોબિક ઓક્સિડેશનમાંથી વ્યુત્પન્ન, તેઓ પોલિમર છે. મેલાનિનના ઘણા જુદા જુદા પ્રકારો છે કારણ કે તે નાના ઘટક અણુઓનો સમૂહ છે, જેમ કે મેલાનિન ધરાવતા નાઇટ્રોજન. રંગદ્રવ્યોના બે વર્ગો છેઃ કાળા અને કથ્થઈ અદ્રાવ્ય યુમેલેનિન્સ, જે ટાયરોસિનેઝની હાજરીમાં ટાયરોસિનના એરોબિક ઓક્સિડેશનમાંથી મેળવવામાં આવે છે, અને ક્ષાર-દ્રાવ્ય ફેઓમેલાનિન્સ જે સિસ્ટીન અને/અથવા ગ્લુટાથિઓનના હસ્તક્ષેપ દ્વારા યુમેલેનિન્સના માર્ગના વિચલનથી ઉદ્ભવતા પીળાથી લાલ બદામી રંગના હોય છે. યુમેલેનિન્સ સામાન્ય રીતે ત્વચા અને આંખોમાં જોવા મળે છે. કેટલાક વિવિધ મેલાનિન્સમાં મેલાનોપ્રોટીન (ડાર્ક બ્રાઉન મેલાનિન જે કટલફિશ સેપિયા ઓફિસિએનાલિસની શાહીની કોથળીમાં ઊંચી સાંદ્રતામાં સંગ્રહિત થાય છે), એકિનોઇડિયા (રેતીના ડૉલરમાં અને દરિયાઈ અર્ચિનના હૃદયમાં જોવા મળે છે), હોલોથુરોઇડિયા (દરિયાઈ કાકડીઓમાં જોવા મળે છે) અને ઓફિઓરોઇડિયા (બરડ અને સાપના તારાઓમાં જોવા મળે છે) નો સમાવેશ થાય છે. આ મેલાનિન સંભવતઃ પોલિમર છે જે સરળ દ્વિ-બહુપક્ષીય મોનોમેરિક મધ્યવર્તી અથવા ઉચ્ચ પરમાણુ વજનના પુનરાવર્તિત જોડાણમાંથી ઉદ્ભવે છે. સંયોજનો બેન્ઝોથિયાઝોલ અને ટેટ્રાહાઇડ્રોઆઇસોક્વિનોલિન રિંગ સિસ્ટમ્સ યુવી-શોષક સંયોજનો તરીકે કાર્ય કરે છે. બાયોલ્યુમિનેસન્સ ઊંડા સમુદ્રમાં એકમાત્ર પ્રકાશ સ્રોત છે, દરિયાઈ પ્રાણીઓ બાયોલ્યુમિનેસન્સ તરીકે ઓળખાતી દૃશ્યમાન પ્રકાશ ઊર્જા આપે છે, જે કેમિલ્યુમિનેસન્સનો સબસેટ છે. આ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા છે જેમાં રાસાયણિક ઊર્જાને પ્રકાશ ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે. એવો અંદાજ છે કે 90 ટકા ઊંડા સમુદ્રના પ્રાણીઓ અમુક પ્રકારના બાયોલ્યુમિનેસન્સ ઉત્પન્ન કરે છે. ઊંડા સમુદ્ર સુધી પહોંચતા પહેલા દૃશ્યમાન પ્રકાશ વર્ણપટનો મોટો હિસ્સો શોષાય છે તે ધ્યાનમાં લેતા, દરિયાઈ પ્રાણીઓમાંથી ઉત્સર્જિત થતો મોટાભાગનો પ્રકાશ વાદળી અને લીલો હોય છે. જો કે, કેટલીક પ્રજાતિઓ લાલ અને ઇન્ફ્રારેડ પ્રકાશ બહાર કાઢે છે, અને એક જાતિ પણ છે જે પીળા બાયોલ્યુમિનેસન્સને બહાર કાઢે છે. બાયોલ્યુમિનેસન્સના ઉત્સર્જન માટે જવાબદાર અંગને ફોટોફોર્સ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. આ પ્રકાર ફક્ત સ્ક્વિડ અને માછલીમાં હાજર હોય છે, અને તેનો ઉપયોગ તેમની ક્ષેપક સપાટીઓને પ્રકાશિત કરવા માટે થાય છે, જે શિકારીઓથી તેમના નિહાળીને છુપાવે છે. દરિયાઈ પ્રાણીઓમાં ફોટોફોર્સનો ઉપયોગ અલગ અલગ હોય છે, જેમ કે રંગની તીવ્રતા અને ઉત્પન્ન થતા પ્રકાશની તીવ્રતાને નિયંત્રિત કરવા માટે લેન્સ. સ્ક્વિડમાં ફોટોફોર્સ અને ક્રોમેટોફોર્સ બંને હોય છે જે આ બંને તીવ્રતાને નિયંત્રિત કરે છે. બીજી વસ્તુ જે બાયોલ્યુમિનેસન્સના ઉત્સર્જન માટે જવાબદાર છે, જે જેલીફિશ બહાર કાઢે છે તે પ્રકાશના વિસ્ફોટોમાં સ્પષ્ટ છે, તે લ્યુસિફેરિન (એક ફોટોજેન) થી શરૂ થાય છે અને પ્રકાશ ઉત્સર્જક (એક ફોટાગોગિકોન) સાથે સમાપ્ત થાય છે. લ્યુસિફેરિન, લ્યુસિફેરેઝ, મીઠું અને ઓક્સિજન પ્રતિક્રિયા આપે છે અને ફોટો-પ્રોટીન નામના એક એકમ બનાવવા માટે ભેગા થાય છે, જે Ca + જેવા અન્ય પરમાણુ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે ત્યારે પ્રકાશ ઉત્પન્ન કરી શકે છે. જેલીફિશ આનો ઉપયોગ સંરક્ષણ પદ્ધતિ તરીકે કરે છે; જ્યારે એક નાનો શિકારી એક જેલીફિશને ગળી જવાનો પ્રયાસ કરે છે, ત્યારે તે તેની લાઇટ ફ્લેશ કરશે, જે તેથી મોટા શિકારીને લલચાવશે અને નાના શિકારીનો પીછો કરશે. તેનો ઉપયોગ સમાગમની વર્તણૂક તરીકે પણ થાય છે. રીફ-બિલ્ડિંગ કોરલ અને દરિયાઈ એનેમોન્સમાં, તેઓ ફ્લોરોસ કરે છે; પ્રકાશ એક તરંગલંબાઇ પર શોષાય છે, અને બીજા પર ફરીથી ઉત્સર્જિત થાય છે. આ રંગદ્રવ્યો કુદરતી સનસ્ક્રીન તરીકે કામ કરી શકે છે, પ્રકાશસંશ્લેષણમાં મદદ કરી શકે છે, ચેતવણી રંગ તરીકે કામ કરી શકે છે, સાથીઓને આકર્ષિત કરી શકે છે, હરીફોને ચેતવણી આપી શકે છે અથવા શિકારીઓને મૂંઝવણમાં મૂકી શકે છે. ક્રોમેટોફોર્સ રંગદ્રવ્ય બદલાતા કોષો છે જે સીધા કેન્દ્રીય મોટર ચેતાકોષો દ્વારા ઉત્તેજિત થાય છે. તેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે છદ્માવરણ માટે ઝડપી પર્યાવરણીય અનુકૂલન માટે થાય છે. તેમની ત્વચાના રંગદ્રવ્યને બદલવાની પ્રક્રિયા એક અત્યંત વિકસિત ક્રોમેટોફોર કોષ અને ઘણા સ્નાયુઓ, ચેતા, ગ્લિયલ અને આવરણ કોષો પર આધાર રાખે છે. ક્રોમેટોફોર્સ સંકોચાય છે અને તેમાં ફોલ્લાઓ હોય છે જે ત્રણ અલગ અલગ પ્રવાહી રંગદ્રવ્યોને સંગ્રહિત કરે છે. દરેક રંગ ત્રણ પ્રકારના ક્રોમેટોફોર કોષો દ્વારા સૂચવવામાં આવે છેઃ એરિથ્રોફોર્સ, મેલાનોફોર્સ અને ઝેન્થોફોર્સ. પ્રથમ પ્રકાર એ એરિથ્રોફોર્સ છે, જેમાં કેરોટીનોઇડ્સ અને ટેરિડીન જેવા લાલ રંગદ્રવ્યો હોય છે. બીજો પ્રકાર મેલાનોફોર્સ છે, જેમાં મેલાનિન જેવા કાળા અને ભૂરા રંગદ્રવ્યો હોય છે. ત્રીજો પ્રકાર ઝેન્થોફોર્સ છે જેમાં કેરોટીનોઇડ્સના સ્વરૂપમાં પીળા રંગદ્રવ્યો હોય છે. વિવિધ રંગો ક્રોમેટોફોર્સના વિવિધ સ્તરોના સંયોજન દ્વારા બનાવવામાં આવે છે. આ કોષો સામાન્ય રીતે ચામડીની નીચે સ્થિત હોય છે અથવા પ્રાણીઓને માપવામાં આવે છે. કોષ દ્વારા પેદા થતા રંગોની બે શ્રેણીઓ છે-બાયોક્રોમ અને સ્કિમેટોક્રોમ. બાયોક્રોમ એ રંગો છે જે રાસાયણિક રીતે રચાયેલા માઇક્રોસ્કોપિક, કુદરતી રંગદ્રવ્યો છે. તેમની રાસાયણિક રચના પ્રકાશના અમુક રંગને લેવા અને બાકીના પ્રતિબિંબિત કરવા માટે બનાવવામાં આવે છે. તેનાથી વિપરીત, સ્કિમેટોક્રોમ (માળખાકીય રંગો) એ રંગહીન સપાટી પરથી પ્રકાશના પ્રતિબિંબ અને પેશીઓ દ્વારા અપવર્તન દ્વારા બનાવવામાં આવેલા રંગો છે. સ્કિમેટોક્રોમ્સ પ્રિઝમની જેમ કાર્ય કરે છે, દૃશ્યમાન પ્રકાશને આસપાસના વિસ્તારમાં પ્રત્યાવર્તન કરે છે અને વિખેર કરે છે, જે આખરે રંગોના ચોક્કસ સંયોજનને પ્રતિબિંબિત કરશે. આ શ્રેણીઓ ક્રોમેટોફોર્સની અંદર રંગદ્રવ્યોની હિલચાલ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. શારીરિક રંગના ફેરફારો ટૂંકા ગાળાના અને ઝડપી હોય છે, જે માછલીઓમાં જોવા મળે છે, અને તે પર્યાવરણમાં પરિવર્તન માટે પ્રાણીની પ્રતિક્રિયાનું પરિણામ છે. તેનાથી વિપરીત, આકારશાસ્ત્રીય રંગ ફેરફારો લાંબા ગાળાના ફેરફારો છે, જે પ્રાણીના વિવિધ તબક્કામાં થાય છે, અને ક્રોમેટોફોર્સની સંખ્યામાં ફેરફારને કારણે થાય છે. રંગદ્રવ્યો, પારદર્શકતા અથવા અપારદર્શકતામાં ફેરફાર કરવા માટે, કોષો સ્વરૂપ અને કદમાં બદલાય છે, અને તેમના બાહ્ય આવરણને ખેંચે છે અથવા સંકુચિત કરે છે. ફોટો-રક્ષણાત્મક રંગદ્રવ્યો યુવી-એ અને યુવી-બીના નુકસાનને કારણે, દરિયાઈ પ્રાણીઓમાં એવા સંયોજનો વિકસ્યા છે જે યુવી પ્રકાશને શોષી લે છે અને સનસ્ક્રીન તરીકે કામ કરે છે. માયકોસ્પોરિન જેવા એમિનો એસિડ (એમએએ) 310-360 એનએમ પર યુવી કિરણોને શોષી શકે છે. મેલાનિન એ અન્ય જાણીતું યુવી-રક્ષક છે. કેરોટીનોઇડ્સ અને ફોટોપિગમેન્ટ્સ બંને પરોક્ષ રીતે ફોટો-પ્રોટેક્ટિવ પિગમેન્ટ્સ તરીકે કામ કરે છે, કારણ કે તેઓ ઓક્સિજન ફ્રી-રેડિકલ્સને શાંત કરે છે. તેઓ પ્રકાશસંશ્લેષણ રંગદ્રવ્યોને પણ પૂરક બનાવે છે જે વાદળી પ્રદેશમાં પ્રકાશ ઊર્જાને શોષી લે છે. રંગદ્રવ્યોની રક્ષણાત્મક ભૂમિકા તે જાણીતું છે કે પ્રાણીઓ શિકારીઓને ચેતવણી આપવા માટે તેમના રંગની પેટર્નનો ઉપયોગ કરે છે, જો કે એવું જોવા મળ્યું છે કે સ્પોન્જ રંગદ્રવ્ય એક રાસાયણિકની નકલ કરે છે જેમાં સ્પંજ પર શિકાર કરવા માટે જાણીતા એમ્ફીપોડના મોલ્ટિંગનું નિયમન સામેલ હતું. તેથી જ્યારે પણ તે એમ્ફીપોડ સ્પોન્જ ખાય છે, ત્યારે રાસાયણિક રંગદ્રવ્યો મોલ્ટિંગને અટકાવે છે, અને એમ્ફીપોડ આખરે મૃત્યુ પામે છે. અપૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓમાં રંગ રંગ પર પર્યાવરણીય પ્રભાવ ઊંડાઈ, પાણીનું તાપમાન, ખાદ્ય સ્રોત, પ્રવાહો, ભૌગોલિક સ્થાન, પ્રકાશના સંપર્ક અને કાંપના આધારે બદલાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, જેમ જેમ આપણે સમુદ્રમાં વધુ ઊંડાણમાં જઈએ છીએ તેમ તેમ ચોક્કસ દરિયાઈ એનીમોનમાં કેરોટીનોઇડનું પ્રમાણ ઘટે છે. આમ, ઊંડા પાણીમાં રહેતા દરિયાઈ જીવન રંગદ્રવ્યોના ઘટાડાને કારણે સારી રીતે પ્રકાશિત વિસ્તારોમાં રહેતા સજીવો કરતાં ઓછું તેજસ્વી છે. વસાહતી એસીડિયન-સાયનોફાઇટ સહજીવન ટ્રાઇડીડેમનમ સોલિડમની વસાહતોમાં, તેઓ જે પ્રકાશ શાસનમાં રહે છે તેના આધારે તેમના રંગો અલગ અલગ હોય છે. સંપૂર્ણ સૂર્યપ્રકાશના સંપર્કમાં આવતી વસાહતો ભારે કેલ્સિફાઇડ, ગાઢ અને સફેદ હોય છે. તેનાથી વિપરીત છાયાવાળા વિસ્તારોમાં રહેતી વસાહતોમાં ફાયકોસાયનિન (રંગદ્રવ્ય જે લાલ શોષી લે છે) ની સરખામણીમાં વધુ ફાયકોરીથ્રિન (રંગદ્રવ્ય જે લીલાને શોષી લે છે) હોય છે, પાતળા અને જાંબલી હોય છે. છાયાવાળી વસાહતોમાં જાંબલી રંગ મુખ્યત્વે શેવાળના ફાયકોબિલિન રંગદ્રવ્યને કારણે હોય છે, જેનો અર્થ થાય છે કે પ્રકાશમાં એક્સપોઝરની વિવિધતા આ વસાહતોના રંગોમાં ફેરફાર કરે છે. અનુકૂલનશીલ રંગ એપોસેમેટિઝમ એ સંભવિત શિકારીઓને દૂર રહેવાનો સંકેત આપવા માટે ચેતવણી રંગ છે. ઘણા ક્રોમોડોરિડ ન્યુડિબ્રાંચમાં, તેઓ જળચરોમાંથી ઉત્સર્જિત અપ્રિય અને ઝેરી રસાયણો લે છે અને તેમને તેમની પ્રતિકૂળ ગ્રંથીઓમાં (આવરણની ધારની આસપાસ સ્થિત) સંગ્રહિત કરે છે. ન્યુડીબ્રાન્ચના શિકારીઓએ તેમની તેજસ્વી રંગની પેટર્નના આધારે આ ચોક્કસ ન્યુડીબ્રાન્ચને ટાળવાનું શીખ્યા છે. શિકાર વિવિધ કાર્બનિક અને અકાર્બનિક સંયોજનો સુધીના તેમના ઝેરી સંયોજનો દ્વારા પણ પોતાને સુરક્ષિત કરે છે. શારીરિક પ્રવૃત્તિઓ દરિયાઈ પ્રાણીઓના રંગદ્રવ્યો રક્ષણાત્મક ભૂમિકાઓ સિવાયના વિવિધ હેતુઓ પૂરા કરે છે. કેટલાક રંગદ્રવ્યો યુવી સામે રક્ષણ આપવા માટે જાણીતા છે (ફોટો-રક્ષણાત્મક રંગદ્રવ્યો જુઓ.) નુડિબ્રાન્ચ નેમ્બ્રોથા કુબેરિયાનામાં, ટેટ્રાપિરોલ રંગદ્રવ્ય 13 એક શક્તિશાળી એન્ટિમાઇક્રોબાયલ એજન્ટ હોવાનું જાણવા મળ્યું છે. આ પ્રાણીમાં પણ, ટેમજેમાઇન્સ એ, બી, સી, ઇ અને એફ એ એન્ટિમાઇક્રોબાયલ, એન્ટિટ્યુમર અને ઇમ્યુનોસપ્રેસિવ પ્રવૃત્તિઓ દર્શાવી છે. સેસ્ક્વિટરપેનોઇડ્સ તેમના વાદળી અને જાંબલી રંગો માટે ઓળખાય છે, પરંતુ તે એન્ટીબેક્ટેરિયલ, ઇમ્યુનોરેગ્યુલેટિંગ, એન્ટિમાઇક્રોબાયલ અને સાયટોટોક્સિક જેવી વિવિધ બાયોએક્ટિવિટીઝ તેમજ ફળદ્રુપ દરિયાઈ અર્ચિન અને એસિડિયન ઇંડામાં કોષ વિભાજન સામે અવરોધક પ્રવૃત્તિ દર્શાવે છે. કેટલાક અન્ય રંગદ્રવ્યો સાયટોટોક્સિક હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે. હકીકતમાં, ફેકેલિયા સ્ટેલિડર્મા નામના સ્પોન્જમાંથી અલગ કરવામાં આવેલા બે નવા કેરોટીનોઇડ્સે માઉસ લ્યુકેમિયા કોષો સામે હળવી સાયટોટોક્સિસિટી દર્શાવી હતી. તબીબી સંડોવણી ધરાવતા અન્ય રંજકદ્રવ્યોમાં સાયટોનેમિન, ટોપસેન્ટિન અને ડેબ્રોમોહિમેનિયલડિસિનનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં અનુક્રમે બળતરા, રુમેટોઇડ સંધિવા અને અસ્થિવા જેવા ક્ષેત્રોમાં ઘણા લીડ સંયોજનો હોય છે. એવા પુરાવા છે કે ટોપસેન્ટિન રોગપ્રતિકારક ફુગાવાના શક્તિશાળી મધ્યસ્થી છે, અને ટોપસેન્ટિન અને સાયટોનેમિન ન્યુરોજેનિક બળતરાના શક્તિશાળી અવરોધક છે. ઉપયોગો રંગદ્રવ્યો કાઢવામાં આવે છે અને રંગ તરીકે ઉપયોગમાં લઈ શકાય છે. પિગમેન્ટ્સ (જેમ કે એસ્ટેક્સેનથિન અને લાઇકોપીન) નો ઉપયોગ આહાર પૂરવણી તરીકે થાય છે. પ્રકાશસંશ્લેષક રંગદ્રવ્ય સંદર્ભો પણ જુઓ બાહ્ય કડીઓ જૈવિક રંગદ્રવ્ય ચેતવણી રંગ