Molecular knot
रसायन विज्ञान में, एक आणविक गाँठ एक यांत्रिक रूप से परस्पर जुड़े आणविक वास्तुकला है जो एक मैक्रोस्कोपिक गाँठ के अनुरूप है। प्राकृतिक रूप से बनने वाले आणविक गांठ डी. एन. ए., आर. एन. ए. और प्रोटीन जैसे कार्बनिक अणुओं में पाए जाते हैं। यह निश्चित नहीं है कि प्राकृतिक रूप से होने वाली गांठें न्यूक्लिक एसिड या प्रोटीन के लिए विकासवादी रूप से फायदेमंद हैं, हालांकि यह माना जाता है कि गाँठ जैविक अणुओं की संरचना, स्थिरता और कार्य में एक भूमिका निभाती है। वह तंत्र जिसके द्वारा अणुओं में प्राकृतिक रूप से गांठें बनती हैं, और वह तंत्र जिसके द्वारा एक अणु को स्थिर किया जाता है या गाँठ द्वारा सुधार किया जाता है, अस्पष्ट है। आणविक गाँठों के अध्ययन में प्राकृतिक रूप से होने वाले और रासायनिक रूप से संश्लेषित आणविक गाँठों दोनों का गठन और अनुप्रयोग शामिल हैं। रासायनिक स्थलविज्ञान और गाँठ सिद्धांत को आणविक गांठों पर लागू करने से जीवविज्ञानी गांठ वाले कार्बनिक अणुओं की संरचनाओं और संश्लेषण को बेहतर ढंग से समझ सकते हैं। नोटेन शब्द वोगल और अन्य लोगों द्वारा गढ़ा गया था। 2000 में रोटाक्सेन और कैटेनेन के साथ सादृश्य द्वारा आणविक गांठों का वर्णन करने के लिए, जो अन्य यांत्रिक रूप से परस्पर जुड़े आणविक वास्तुकला हैं। इस शब्द को रसायनज्ञों द्वारा व्यापक रूप से नहीं अपनाया गया है और आई. यू. पी. ए. सी. द्वारा इसे नहीं अपनाया गया है। प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले आणविक गाँठ गाँठ वाले कार्बनिक अणु स्लिपनाट्स या छद्म-गाँठों की श्रेणियों में आ सकते हैं। उन्हें गणितीय गाँठ नहीं माना जाता है क्योंकि वे एक बंद वक्र नहीं हैं, बल्कि एक गाँठ है जो एक अन्यथा रैखिक श्रृंखला के भीतर मौजूद है, जिसमें प्रत्येक छोर पर टर्मिनि है। गांठ वाले प्रोटीन को उनकी तृतीयक संरचना तह प्रक्रिया के दौरान आणविक गांठ बनाने के लिए सोचा जाता है, और गांठ वाले न्यूक्लिक एसिड आम तौर पर जीनोमिक प्रतिकृति और प्रतिलेखन के दौरान आणविक गांठ बनाते हैं, हालांकि गांठ तंत्र का विवरण विवादित और अस्पष्ट बना हुआ है। आणविक सिमुलेशन आणविक गाँठ तंत्र पर शोध के लिए मौलिक हैं। गांठदार डीएनए सबसे पहले लियू एट अल द्वारा पाया गया था। 1981 में, सिंगल-स्ट्रैंडेड, सर्कुलर, बैक्टीरियल डीएनए में, हालांकि डबल-स्ट्रैंडेड सर्कुलर डीएनए भी गांठ बनाने के लिए पाया गया है। प्राकृतिक रूप से गांठ वाले आर. एन. ए. की अभी तक सूचना नहीं मिली है। प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले आणविक गांठों वाले कई प्रोटीनों की पहचान की गई है। प्रोटीन में प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले गाँठ के प्रकार हैं और गाँठ, जैसा कि ज्ञात गांठ वाले प्रोटीन के नॉटप्रोट डेटाबेस में पहचाना गया है। रासायनिक रूप से संश्लेषित आणविक गाँठ कई सिंथेटिक आणविक गाँठों की सूचना दी गई है। गांठ के प्रकार जो अणुओं में सफलतापूर्वक संश्लेषित किए गए हैं और 819 गांठ हैं। हालांकि गांठ और गांठ प्राकृतिक रूप से गांठ वाले अणुओं में पाए गए हैं, लेकिन उन्हें सफलतापूर्वक संश्लेषित नहीं किया गया है। छोटे-अणु मिश्रित गाँठों को भी अभी तक संश्लेषित नहीं किया गया है। कृत्रिम डी. एन. ए., आर. एन. ए. और प्रोटीन गांठों को सफलतापूर्वक संश्लेषित किया गया है। डी. एन. ए. सिंथेटिक गाँठ संश्लेषण का एक विशेष रूप से उपयोगी मॉडल है, क्योंकि संरचना स्वाभाविक रूप से परस्पर जुड़ी संरचनाएँ बनाती है और आसानी से गाँठों को बनाने में हेरफेर किया जा सकता है जो गाँठों को बनाने के लिए आवश्यक रैवलिंग को ठीक से नियंत्रित करता है। आणविक गांठों को अक्सर महत्वपूर्ण धातु आयन लिगेंड की मदद से संश्लेषित किया जाता है। इतिहास एक प्रोटीन में आणविक गाँठ के अस्तित्व का सुझाव देने वाले पहले शोधकर्ता 1977 में जेन रिचर्डसन थे, जिन्होंने बताया कि कार्बनिक एनहाइड्रेस बी (सीएबी) ने विभिन्न प्रोटीन के टोपोलॉजिकल व्यवहार के अपने सर्वेक्षण के दौरान स्पष्ट गाँठ का प्रदर्शन किया। हालांकि, आम तौर पर पहले गांठ वाले प्रोटीन की खोज के लिए जिम्मेदार शोधकर्ता मार्क हैं। एल. मैन्सफील्ड 1994 में, क्योंकि वे पहले व्यक्ति थे जिन्होंने विशेष रूप से प्रोटीन में गांठों की घटना की जांच की और सीएबी में ट्रेफॉइल गाँठ के अस्तित्व की पुष्टि की। गांठदार डीएनए सबसे पहले लियू एट अल द्वारा पाया गया था। 1981 में, सिंगल-स्ट्रैंडेड, सर्कुलर, बैक्टीरियल डीएनए में, हालांकि डबल-स्ट्रैंडेड सर्कुलर डीएनए भी गांठ बनाने के लिए पाया गया है। 1989 में, सॉवेज और सहकर्मियों ने पहले सिंथेटिक गांठ वाले अणु की सूचना दीः क्यू + आयनों की सहायता से एक डबल-हेलिक्स कॉम्प्लेक्स के माध्यम से संश्लेषित एक ट्रेफॉइल। वोगल एट अल। 2000 में आणविक गांठों को नोटेन के रूप में वर्णित करने वाला पहला व्यक्ति था। इसके अलावा 2000 में विलियम टेलर ने प्रोटीन गाँठ का विश्लेषण करने के लिए एक वैकल्पिक कम्प्यूटेशनल विधि का निर्माण किया था जो अणु के गाँठ वाले घटक से काफी दूर एक निश्चित बिंदु पर अंतिम स्थान निर्धारित करता है जिसे गाँठ के प्रकार को अच्छी तरह से परिभाषित किया जा सकता है। इस अध्ययन में, टेलर ने एक प्रोटीन में एक गहरी गाँठ की खोज की। इस अध्ययन के साथ, टेलर ने गहराई से गांठ वाले प्रोटीन के अस्तित्व की पुष्टि की। 2007 में, एरिक येट्स ने एक आणविक स्लिपकॉट की पहचान की सूचना दी, जो तब होती है जब अणु में गांठ वाली उप-श्रृंखला होती है, भले ही उनकी रीढ़ की श्रृंखला पूरी तरह से बिना गांठ वाली होती है और इसमें पूरी तरह से गांठ वाली संरचनाएं नहीं होती हैं जो कम्प्यूटेशनल मॉडल द्वारा आसानी से पता लगाई जा सकती हैं। गणितीय रूप से, स्लिपनॉट का विश्लेषण करना मुश्किल है क्योंकि उन्हें पूरी संरचना की परीक्षा में पहचाना नहीं जाता है। गतिशील सहसंयोजक रसायन विज्ञान का उपयोग करके तैयार एक पेंटाफॉइल गाँठ को आयमे और अन्य लोगों द्वारा संश्लेषित किया गया था। 2012 में, जो उस समय अब तक तैयार की गई सबसे जटिल गैर-डी. एन. ए. आणविक गाँठ थी। बाद में 2016 में, एक पूरी तरह से कार्बनिक पेंटाफॉइल गाँठ की भी सूचना दी गई थी, जिसमें एलोस्टेरिक रूप से उत्प्रेरण को नियंत्रित करने के लिए आणविक गाँठ का पहला उपयोग भी शामिल था। जनवरी 2017 में, डेविड लेह के समूह द्वारा एक 819 गाँठ को संश्लेषित किया गया था, जिससे 819 गाँठ संश्लेषित सबसे जटिल आणविक गाँठ बन गई थी। गाँठ सिद्धांत में एक महत्वपूर्ण विकास एक उलझी हुई आणविक श्रृंखला के भीतर अंतर-श्रृंखला संपर्कों की अनुमति दे रहा है। सर्किट टोपोलॉजी हाल ही में एक टोपोलॉजी ढांचे के रूप में उभरा है जो एक मुड़े हुए रैखिक श्रृंखला में संपर्कों के साथ-साथ चेन क्रॉसिंग की व्यवस्था को औपचारिक रूप देता है। एक पूरक दृष्टिकोण के रूप में, कॉलिन एडम्स। आदि ने एक एकल गाँठ सिद्धांत विकसित किया जो इंट्रामोलिकुलर इंटरैक्शन के साथ मुड़े हुए रैखिक श्रृंखलाओं पर लागू होता है। अनुप्रयोग कई सिंथेटिक आणविक गांठों में एक अलग गोलाकार आकार और आयाम होते हैं जो उन्हें नैनो प्रौद्योगिकी में संभावित निर्माण खंड बनाते हैं। मुड़े हुए रैखिक अणुओं की परिपथ स्थलविज्ञान को भी देखें सुप्रामोलिक्युलर रसायन विज्ञान गांठदार प्रोटीन गांठदार पॉलिमर स्थलविज्ञान (रसायन विज्ञान) गांठ सिद्धांत संदर्भ सुप्रामोलिक्युलर रसायन शास्त्र मैक्रोसाइकल्स आणविक स्थलविज्ञान