न्यूक्लिक एसिड। बी
एक जीवित जीव में तीन मुख्य मैक्रोमोलेक्यूल्स होते हैं: प्रोटीन और दो प्रकार के न्यूक्लिक एसिड। उनके लिए धन्यवाद, पूरे जीव की महत्वपूर्ण गतिविधि और सही कामकाज का समर्थन किया जाता है। न्यूक्लिक एसिड क्या हैं? ये किसलिए हैं? इस पर बाद में लेख में।
सामान्य जानकारी
न्यूक्लिक एसिड एक बायोपॉलिमर है, एक उच्च आणविक भार कार्बनिक यौगिक है जो न्यूक्लियोटाइड के अवशेषों से बनता है। सभी आनुवंशिक सूचनाओं का एक पीढ़ी से दूसरी पीढ़ी में संचरण मुख्य कार्य है जो न्यूक्लिक एसिड करता है। नीचे दी गई प्रस्तुति इस अवधारणा को और अधिक विस्तार से कवर करेगी।
अनुसंधान इतिहास
अध्ययन किए गए पहले न्यूक्लियोटाइड को 1847 में गोजातीय पेशी से अलग किया गया था और इसे "इनोसिनिक एसिड" नाम दिया गया था। रासायनिक संरचना के अध्ययन के परिणामस्वरूप, यह पता चला कि यह एक राइबोसाइड -5'-फॉस्फेट है और एक एन-ग्लाइकोसिडिक बंधन को संग्रहीत करता है। 1868 में, "न्यूक्लिन" नामक पदार्थ की खोज की गई थी। इसकी खोज स्विस केमिस्ट फ्रेडरिक मिशर ने कुछ जैविक पदार्थों के शोध के दौरान की थी। इस पदार्थ की संरचना में फास्फोरस शामिल था। यौगिक में अम्लीय गुण थे और प्रोटीयोलाइटिक एंजाइमों द्वारा अवक्रमित नहीं किया गया था।
पदार्थ को सूत्र C29H49N9O22P3 प्राप्त हुआ। क्रोमेटिन के साथ इसकी रासायनिक संरचना की समानता की खोज के परिणामस्वरूप वंशानुगत जानकारी के संचरण की प्रक्रिया में न्यूक्लिन की भागीदारी के बारे में धारणा को सामने रखा गया था। यह तत्व गुणसूत्रों का मुख्य घटक है। "न्यूक्लिक एसिड" शब्द पहली बार 1889 में रिचर्ड ऑल्टमैन द्वारा पेश किया गया था। यह वह था जो प्रोटीन अशुद्धियों के बिना इन पदार्थों को प्राप्त करने की विधि के लेखक बने। न्यूक्लिक एसिड के क्षारीय हाइड्रोलिसिस के अध्ययन के दौरान, लेविन और जैकब ने इस प्रक्रिया के उत्पादों के मुख्य घटकों की पहचान की। वे न्यूक्लियोटाइड और न्यूक्लियोसाइड निकले। 1921 में, लेविन ने सुझाव दिया कि डीएनए में टेट्रान्यूक्लियोटाइड संरचना होती है। हालांकि, इस परिकल्पना की पुष्टि नहीं हुई और यह गलत निकली।
वर्गीकरण
न्यूक्लिक एसिड दो प्रकार के होते हैं: डीएनए और आरएनए। उनकी उपस्थिति सभी जीवित जीवों की कोशिकाओं में पाई जाती है। डीएनए मुख्य रूप से कोशिका के केंद्रक में पाया जाता है। आरएनए कोशिका द्रव्य में पाया जाता है। 1935 में, डीएनए के नरम विखंडन के दौरान, 4 डीएनए बनाने वाले न्यूक्लियोटाइड प्राप्त किए गए थे। इन घटकों को क्रिस्टल की अवस्था में प्रस्तुत किया जाता है। 1953 में, वाटस्टन और क्रिक ने निर्धारित किया कि डीएनए में एक डबल हेलिक्स है।
चयन के तरीके
प्राकृतिक स्रोतों से यौगिकों के निर्माण के लिए विभिन्न विधियों का विकास किया गया है। इन विधियों के लिए मुख्य शर्तें न्यूक्लिक एसिड और प्रोटीन का प्रभावी पृथक्करण है, प्रक्रिया के दौरान प्राप्त पदार्थों का कम से कम विखंडन। आज शास्त्रीय पद्धति का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इस पद्धति का सार जैविक सामग्री की दीवारों के विनाश और एक आयनिक डिटर्जेंट के साथ उनके आगे के उपचार में निहित है। परिणाम एक प्रोटीन अवक्षेप है, जबकि न्यूक्लिक एसिड घोल में रहता है। एक अन्य विधि का उपयोग किया जाता है। इस मामले में, इथेनॉल और खारा का उपयोग करके न्यूक्लिक एसिड को जेल अवस्था में जमा किया जा सकता है। ऐसा करते समय कुछ सावधानी बरतनी चाहिए। विशेष रूप से, जिलेटिनस अवक्षेप प्राप्त करने के लिए इथेनॉल को खारा समाधान में बहुत सावधानी से जोड़ा जाना चाहिए। न्यूक्लिक एसिड किस सांद्रता में छोड़ा गया था, इसमें कौन सी अशुद्धियाँ मौजूद हैं, आप स्पेक्ट्रोफोटोमेट्रिक विधि निर्धारित कर सकते हैं। न्यूक्लिक अम्ल आसानी से न्यूक्लीज द्वारा अपघटित हो जाते हैं, जो कि एंजाइमों का एक विशेष वर्ग है। इस तरह की रिहाई के साथ, यह आवश्यक है कि प्रयोगशाला उपकरण अवरोधकों के साथ अनिवार्य प्रसंस्करण से गुजरें। इनमें शामिल हैं, उदाहरण के लिए, डीईपीसी अवरोधक, जिसका उपयोग आरएनए के अलगाव में किया जाता है।
भौतिक गुण
न्यूक्लिक एसिड में पानी में अच्छी घुलनशीलता होती है, और कार्बनिक यौगिकों में मुश्किल से घुलती है। इसके अलावा, वे विशेष रूप से तापमान और पीएच रीडिंग के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं। उच्च आणविक भार न्यूक्लिक एसिड अणुओं को यांत्रिक बलों के प्रभाव में न्यूक्लीज द्वारा खंडित किया जा सकता है। इनमें घोल को हिलाना, हिलाना शामिल है।
न्यूक्लिक एसिड। संरचना और फ़ंक्शन
विचाराधीन यौगिकों के बहुलक और मोनोमेरिक रूप कोशिकाओं में पाए जाते हैं। बहुलक रूपों को पोलीन्यूक्लियोटाइड्स कहा जाता है। इस रूप में, न्यूक्लियोटाइड की श्रृंखलाएं फॉस्फोरिक एसिड अवशेषों से जुड़ी होती हैं। राइबोज और डीऑक्सोरिबोज नामक दो प्रकार के हेटरोसायक्लिक अणुओं की सामग्री के कारण, एसिड क्रमशः राइबोन्यूक्लिक और डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक हैं। उनकी मदद से, वंशानुगत जानकारी का भंडारण, संचरण और कार्यान्वयन होता है। न्यूक्लिक एसिड के मोनोमेरिक रूपों में से, सबसे लोकप्रिय एडेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड है। यह संकेतों के संचरण और सेल में ऊर्जा भंडार के प्रावधान में शामिल है।
डीएनए
डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड एक मैक्रोमोलेक्यूल है। इसकी सहायता से अनुवांशिक सूचनाओं के संचरण एवं क्रियान्वयन की प्रक्रिया होती है। यह जानकारी एक जीवित जीव के विकास और कामकाज के कार्यक्रम के लिए आवश्यक है। जंतुओं, पौधों, कवकों में डीएनए कोशिका के केन्द्रक में गुणसूत्रों का हिस्सा होता है, और माइटोकॉन्ड्रिया और प्लास्टिड्स में भी पाया जाता है। बैक्टीरिया और आर्किया में, डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड अणु अंदर से कोशिका झिल्ली से चिपक जाता है। ऐसे जीवों में मुख्य रूप से गोलाकार डीएनए अणु होते हैं। उन्हें "प्लास्मिड" कहा जाता है। रासायनिक संरचना के संदर्भ में, डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड न्यूक्लियोटाइड से बना एक बहुलक अणु है। बदले में, इन घटकों में नाइट्रोजनस बेस, चीनी और फॉस्फेट समूह होता है। यह अंतिम दो तत्वों के कारण है कि न्यूक्लियोटाइड्स के बीच एक बंधन बनता है, जिससे श्रृंखलाएं बनती हैं। मूल रूप से, डीएनए मैक्रोमोलेक्यूल को दो किस्में के सर्पिल के रूप में प्रस्तुत किया जाता है।
शाही सेना
राइबोन्यूक्लिक एसिड न्यूक्लियोटाइड की एक लंबी श्रृंखला है। इनमें नाइट्रोजनस बेस, राइबोज शुगर और एक फॉस्फेट समूह होता है। न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम का उपयोग करके आनुवंशिक जानकारी को एन्कोड किया गया है। RNA का उपयोग प्रोटीन संश्लेषण को प्रोग्राम करने के लिए किया जाता है। प्रतिलेखन के दौरान राइबोन्यूक्लिक एसिड बनता है। यह डीएनए टेम्पलेट पर आरएनए को संश्लेषित करने की प्रक्रिया है। यह विशेष एंजाइमों की भागीदारी के साथ होता है। उन्हें आरएनए पोलीमरेज़ कहा जाता है। उसके बाद, टेम्पलेट राइबोन्यूक्लिक एसिड अनुवाद प्रक्रिया में शामिल होते हैं। इस प्रकार आरएनए मैट्रिक्स पर प्रोटीन संश्लेषण किया जाता है। इस प्रक्रिया में राइबोसोम सक्रिय भाग लेते हैं। शेष आरएनए प्रतिलेखन के अंत में रासायनिक परिवर्तनों से गुजरते हैं। होने वाले परिवर्तनों के परिणामस्वरूप राइबोन्यूक्लिक एसिड की द्वितीयक और तृतीयक संरचनाएं बनती हैं। वे आरएनए के प्रकार के आधार पर कार्य करते हैं।
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विषय पर सार
न्यूक्लिक एसिड। डीएनए और आरएनए
द्वारा पूरा किया गया: रेडेंको वी।
समूह ६२५ एम-५२
न्यूक्लिक एसिड -प्राकृतिक उच्च आणविक कार्बनिक यौगिक जो जीवित जीवों में वंशानुगत (आनुवंशिक) जानकारी का भंडारण और संचरण प्रदान करते हैं। प्रत्येक जीवित जीव में 2 प्रकार के न्यूक्लिक एसिड होते हैं: राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरएनए) और डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (डीएनए)। सबसे छोटे ज्ञात न्यूक्लिक एसिड, ट्रांसपोर्ट आरएनए (टीआरएनए) का आणविक भार लगभग 25 केडीए है। डीएनए सबसे बड़ा बहुलक अणु है; उनका आणविक भार १,००० से १,०००,००० kDa तक होता है। डीएनए और आरएनए मोनोमेरिक इकाइयों - न्यूक्लियोटाइड से बने होते हैं, इसलिए न्यूक्लिक एसिड को पॉलीन्यूक्लियोटाइड कहा जाता है।
न्यूक्लियोटाइड संरचना
प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड में 3 रासायनिक रूप से अलग-अलग घटक होते हैं: एक हेट्रोसायक्लिक नाइट्रोजनस बेस, एक मोनोसेकेराइड (पेंटोस), और एक फॉस्फोरिक एसिड अवशेष। अणु में फॉस्फोरिक एसिड अवशेषों की संख्या के आधार पर, न्यूक्लियोसाइड मोनोफॉस्फेट (एनएमपी), न्यूक्लियोसाइड डिफोस्फेट्स (एनडीपी), और न्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट (एनटीपी) को प्रतिष्ठित किया जाता है (चित्र 4-1)। न्यूक्लिक एसिड की संरचना में दो प्रकार के नाइट्रोजनस बेस शामिल हैं: प्यूरीन - एडीनाइन(ए), गुआनिन(जी) और पाइरीमिडीन - साइटोसिन(साथ), थाइमिन(टी) और यूरैसिल(यू)। आधारों में परमाणुओं की संख्या चक्र के भीतर लिखी जाती है (चित्र 4-2)। न्यूक्लियोटाइड में पेंटोस को राइबोज (आरएनए के हिस्से के रूप में) या डीऑक्सीराइबोज (डीएनए के हिस्से के रूप में) द्वारा दर्शाया जाता है। पेन्टोज़ में परमाणुओं की संख्या को आधारों में परमाणुओं की संख्या से अलग करने के लिए, रिकॉर्डिंग चक्र के बाहर से की जाती है और एक स्ट्रोक (") - 1", 2 ", 3", 4 "और 5" जोड़ा जाता है। संख्या के लिए (चित्र। 4-3)। पेंटोस आधार से जुड़ता है एन-ग्लाइकोसिडिक बंधन,पेंटोस (राइबोज या डीऑक्सीराइबोज) के सी 1-परमाणु और पाइरीमिडीन के एन 1-परमाणु या प्यूरीन के एन 9-परमाणु (चित्र 4-4) द्वारा गठित। न्यूक्लियोटाइड्स जिसमें पेंटोस को राइबोज द्वारा दर्शाया जाता है, राइबोन्यूक्लियोटाइड्स कहलाते हैं, और राइबोन्यूक्लियोटाइड्स से निर्मित न्यूक्लिक एसिड को राइबोन्यूक्लिक एसिड या आरएनए कहा जाता है। न्यूक्लिक एसिड, जिनमें मोनोमर्स में डीऑक्सीराइबोज शामिल होते हैं, डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड या डीएनए कहलाते हैं। उनकी संरचना में न्यूक्लिक एसिड को वर्गीकृत किया जाता है
चावल। 4-1. न्यूक्लियोसाइड मोनो-, डी- और एडेनोसिन के ट्राइफॉस्फेट।न्यूक्लियोटाइड न्यूक्लियोसाइड के फास्फोरस एस्टर हैं। फॉस्फोरिक एसिड का शेष भाग पेंटोस के 5 "-कार्बन परमाणु (5" -फॉस्फोएथर बॉन्ड) से जुड़ा होता है।
चावल। 4-2. प्यूरीन और पाइरीमिडीन क्षार।
चावल। 4-3. पेंटोस।आरएनए न्यूक्लियोटाइड के हिस्से के रूप में 2 प्रकार - β-डी-राइबोज और डीएनए न्यूक्लियोटाइड के हिस्से के रूप में β-डी-2-डीऑक्सीराइबोज हैं।
रैखिक पॉलिमर का एक वर्ग। न्यूक्लिक एसिड बैकबोन में अणु की पूरी लंबाई के साथ समान संरचना होती है और इसमें वैकल्पिक समूह होते हैं - पेंटोस-फॉस्फेट-पेंटोस - (चित्र 4-5)। पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं में चर समूह नाइट्रोजनस आधार हैं - प्यूरीन और पाइरीमिडाइन। आरएनए अणुओं में एडेनिन (ए), यूरैसिल (यू), ग्वानिन (जी) और साइटोसिन (सी), डीएनए - एडेनिन (ए), थाइमिन (टी), ग्वानिन (जी) और साइटोसिन (सी) शामिल हैं। डीएनए और आरएनए अणुओं की संरचना और कार्यात्मक व्यक्तित्व की विशिष्टता उनकी प्राथमिक संरचना द्वारा निर्धारित की जाती है - पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला में नाइट्रोजनस आधारों का अनुक्रम।
चावल। 4-4. प्यूरीन और पाइरीमिडीन न्यूक्लियोटाइड।
चावल। 4-5. एक डीएनए श्रृंखला का टुकड़ा।
बी डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (डीएनए) की संरचना
डीएनए की प्राथमिक संरचना -पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला में डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोसाइड मोनोफॉस्फेट (डीएनएमपी) के प्रत्यावर्तन का क्रम। पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला में प्रत्येक फॉस्फेट समूह, अणु के 5 "अंत में फॉस्फोरस अवशेषों के अपवाद के साथ, 3" - और 5 "दो पड़ोसी डीऑक्सीराइबोज के कार्बन परमाणुओं की भागीदारी के साथ दो ईथर बंधनों के निर्माण में भाग लेता है, इसलिए मोनोमर्स के बीच के बंधन को 3 ", 5" नामित किया गया है - डीएनए के टर्मिनल न्यूक्लियोटाइड उनकी संरचना से अलग होते हैं: श्रृंखला के 5 "अंत में एक फॉस्फेट समूह होता है, और श्रृंखला के 3" छोर पर एक मुक्त ओएच समूह होता है। . इन सिरों को 5 "- और 3" सिरों कहा जाता है। बहुलक डीएनए श्रृंखला में डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड्स के रैखिक अनुक्रम को आमतौर पर एक-अक्षर कोड का उपयोग करके संक्षिप्त किया जाता है, उदाहरण के लिए -AGCTTACA- 5 "- से 3" -अंत तक।
प्रत्येक न्यूक्लिक एसिड मोनोमर में एक फॉस्फोरिक एसिड अवशेष होता है। पीएच 7 पर, फॉस्फेट समूह पूरी तरह से आयनित होता है, इसलिए विवो मेंन्यूक्लिक एसिड पॉलीअनियन के रूप में मौजूद होते हैं (उनके पास कई नकारात्मक चार्ज होते हैं)। पेंटोस अवशेष भी हाइड्रोफिलिक गुण प्रदर्शित करते हैं। नाइट्रोजनी क्षार जल में लगभग अघुलनशील होते हैं, लेकिन प्यूरीन और पाइरीमिडीन वलय के कुछ परमाणु बनने में सक्षम होते हैं। हाइड्रोजन बांड।
डीएनए की माध्यमिक संरचना। 1953 में, जे. वाटसन और एफ. क्रिक ने डीएनए की स्थानिक संरचना का एक मॉडल प्रस्तावित किया। इस मॉडल के अनुसार, एक डीएनए अणु में एक सर्पिल का आकार होता है जो दो पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं द्वारा एक दूसरे के सापेक्ष और एक सामान्य अक्ष के चारों ओर मुड़ जाता है। दोहरी कुंडली दांए हाथ से काम करने वाला,इसमें पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला antiparallel(चित्र 4-6), अर्थात्। यदि उनमें से एक दिशा 3 "→ 5" में उन्मुख है, तो दूसरा - दिशा 5 "→ 3" में। इसलिए, प्रत्येक छोर पर
चावल। 4-6. डीएनए का डबल हेलिक्स।
डीएनए अणु एक पूरक न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम के साथ दो समानांतर समानांतर किस्में से बने होते हैं। जंजीरों को एक दूसरे के सापेक्ष दाएं हाथ के हेलिक्स में घुमाया जाता है ताकि प्रति मोड़ लगभग 10 न्यूक्लियोटाइड जोड़े हों। डीएनए श्रृंखला के सभी आधार डबल हेलिक्स के अंदर स्थित हैं, और पेंटोस फॉस्फेट बैकबोन बाहर है। पूरक प्यूरीन और पाइरीमिडीन नाइट्रोजनस बेस A और T (दो बॉन्ड) और G और C (तीन बॉन्ड) (चित्र 4-7) के बीच हाइड्रोजन बॉन्ड के कारण पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला एक दूसरे के सापेक्ष आयोजित की जाती है। इस संयोजन के साथ, प्रत्येक जोड़ी में तीन छल्ले होते हैं, इसलिए इन आधार जोड़े का कुल आकार अणु की पूरी लंबाई के साथ समान होता है।
चावल। 4-7. डीएनए में प्यूरीन-पाइरीमिडीन बेस पेयर।
एक जोड़ी में क्षारों के अन्य संयोजनों के लिए हाइड्रोजन बांड संभव हैं, लेकिन वे बहुत कमजोर हैं। एक स्ट्रैंड का न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम दूसरे स्ट्रैंड के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम का पूरी तरह से पूरक है। इसलिए, चारगफ के नियम के अनुसार (1951 में इरविन चारगफ ने डीएनए अणु में प्यूरीन और पाइरीमिडीन बेस के अनुपात में पैटर्न स्थापित किया), प्यूरीन बेस (ए + जी) की संख्या पाइरीमिडीन बेस (टी + सी) की संख्या के बराबर है। . पूरक आधारों को सर्पिल के मूल में ढेर किया जाता है। स्टैक में दोहरे-असहाय अणु के आधारों के बीच, हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन,डबल हेलिक्स को स्थिर करना।
यह संरचना पानी के साथ नाइट्रोजनी अवशेषों के संपर्क को बाहर करती है, लेकिन आधारों का ढेर बिल्कुल लंबवत नहीं हो सकता है। आधार जोड़े एक दूसरे से थोड़े ऑफसेट होते हैं। गठित संरचना में, दो खांचे प्रतिष्ठित हैं - एक बड़ा, 2.2 एनएम चौड़ा, और एक छोटा, 1.2 एनएम चौड़ा। प्रमुख और छोटे खांचे के क्षेत्र में नाइट्रोजनस बेस क्रोमैटिन संरचना के संगठन में शामिल विशिष्ट प्रोटीन के साथ बातचीत करते हैं।
डीएनए तृतीयक संरचना (डीएनए सुपरकोलिंग)प्रत्येक डीएनए अणु एक अलग गुणसूत्र में पैक किया जाता है। मानव द्विगुणित कोशिकाओं में होते हैं 46 गुणसूत्र।एक कोशिका के सभी गुणसूत्रों के डीएनए की कुल लंबाई 1.74 मीटर होती है, लेकिन यह एक नाभिक में पैक होता है, जिसका व्यास लाखों गुना छोटा होता है। एक कोशिका के केंद्रक में डीएनए की स्थिति के लिए, एक बहुत ही कॉम्पैक्ट संरचना का गठन किया जाना चाहिए। डीएनए संघनन और सुपरकोलिंग विभिन्न प्रकार के प्रोटीनों का उपयोग करके किया जाता है जो डीएनए संरचना में विशिष्ट अनुक्रमों के साथ परस्पर क्रिया करते हैं। यूकेरियोटिक डीएनए से जुड़े सभी प्रोटीनों को 2 समूहों में विभाजित किया जा सकता है: हिगॉन और गैर-हिस्टोन प्रोटीन।कोशिकाओं के परमाणु डीएनए के साथ प्रोटीन के परिसर को क्रोमैटिन कहा जाता है।
हिस्टोन- 11-21 kDa के आणविक भार वाले प्रोटीन, जिसमें कई आर्जिनिन और लाइसिन अवशेष होते हैं। उनके सकारात्मक चार्ज के कारण, हिस्टोन डीएनए डबल हेलिक्स के बाहर स्थित नकारात्मक चार्ज फॉस्फेट समूहों के साथ आयनिक बंधन बनाते हैं। 5 प्रकार के हिस्टोन होते हैं। चार हिस्टोन 2А, Н2В, НЗ और Н4 एक ऑक्टामेरिक प्रोटीन कॉम्प्लेक्स (Н2А, Н2В, НЗ, Н4) 2 बनाते हैं, जिसे कहा जाता है न्यूक्लियोसोम कोर(अंग्रेजी से। न्यूक्लियोसोम कोर) डीएनए अणु हिस्टोन ऑक्टेमर की सतह पर "लिपटे" होते हैं, जिससे 1.75 मोड़ (लगभग 146 बेस जोड़े) बनते हैं। डीएनए के साथ हिस्टोन प्रोटीन का ऐसा परिसर क्रोमेटिन की मुख्य संरचनात्मक इकाई के रूप में कार्य करता है, इसे कहा जाता है "न्यूक्लियोसोम"।न्यूक्लियोसोमल कणों को बांधने वाले डीएनए को लिंकर डीएनए कहा जाता है। औसत लिंकर डीएनए 60 बेस पेयर है। हिस्टोन H1 अणु इंटरन्यूक्लियोसोमल क्षेत्रों (लिंकर अनुक्रम) में डीएनए से बंधते हैं और इन क्षेत्रों को न्यूक्लियस से बचाते हैं (चित्र। 4-8)।
चावल। 4-8. न्यूक्लियोसोम संरचना।
आठ हिस्टोन अणु (Н2А, Н2В, НЗ, Н4) 2 न्यूक्लियोसोम न्यूक्लियस बनाते हैं, जिसके चारों ओर डीएनए लगभग 1.75 मोड़ बनाता है। डीएनए। लाइसिन, आर्जिनिन और हिस्टोन के टर्मिनल अमीनो समूहों के अमीनो एसिड अवशेषों को संशोधित किया जा सकता है: एसिटिलेटेड, फॉस्फोराइलेटेड, मिथाइलेटेड, या प्रोटीन यूबिकिटिन (गैर-हिस्टोन प्रोटीन) के साथ बातचीत। संशोधन प्रतिवर्ती और अपरिवर्तनीय हैं, वे हिस्टोन के चार्ज और संरचना को बदलते हैं, और यह एक दूसरे के साथ और डीएनए के साथ हिस्टोन की बातचीत को प्रभावित करता है। संशोधन के लिए जिम्मेदार एंजाइमों की गतिविधि विनियमित होती है और कोशिका चक्र के चरण पर निर्भर करती है। संशोधन क्रोमेटिन के गठनात्मक पुनर्व्यवस्था को संभव बनाते हैं।
गैर-हिस्टोन क्रोमैटिन प्रोटीन।यूकेरियोटिक कोशिका के केंद्रक में सैकड़ों सबसे विविध डीएनए-बाध्यकारी गैर-हिस्टोन प्रोटीन होते हैं। प्रत्येक प्रोटीन डीएनए न्यूक्लियोटाइड्स के एक विशिष्ट अनुक्रम का पूरक होता है (डीएनए साइट)।इस समूह में "जस्ता उंगलियों" प्रकार के साइट-विशिष्ट प्रोटीन का एक परिवार शामिल है (अनुभाग 1 देखें)। प्रत्येक जस्ता उंगली एक विशिष्ट साइट को पहचानती है जिसमें 5 न्यूक्लियोटाइड जोड़े होते हैं। साइट-विशिष्ट प्रोटीन का एक अन्य परिवार होमोडीमर है। डीएनए के संपर्क में ऐसे प्रोटीन के एक टुकड़े में एक हेलिक्स-टर्न-हेलिक्स संरचना होती है (खंड 1 देखें)। संरचनात्मक और नियामक प्रोटीन के समूह जो लगातार क्रोमैटिन से जुड़े होते हैं, उनमें उच्च गतिशीलता वाले प्रोटीन शामिल हैं ( एचएमजी प्रोटीन- अंग्रेज़ी से, उच्च गतिशीलता जेल प्रोटीन) उनका आणविक भार 30 kDa से कम होता है और उन्हें आवेशित अमीनो एसिड की उच्च सामग्री की विशेषता होती है। उनके कम आणविक भार के कारण, पॉलीएक्रिलामाइड जेल वैद्युतकणसंचलन के दौरान एचएमजी प्रोटीन अत्यधिक मोबाइल होते हैं। प्रतिकृति, प्रतिलेखन और मरम्मत के एंजाइम भी गैर-हिस्टोन प्रोटीन से संबंधित हैं। डीएनए और आरएनए के संश्लेषण में शामिल संरचनात्मक, नियामक प्रोटीन और एंजाइमों की भागीदारी के साथ, न्यूक्लियोसोम स्ट्रैंड प्रोटीन और डीएनए के अत्यधिक संघनित परिसर में परिवर्तित हो जाता है। परिणामी संरचना मूल डीएनए अणु से 10,000 गुना कम है।
लेख की सामग्री
न्यूक्लिक एसिड- जैविक बहुलक अणु जो एक जीवित जीव के बारे में सभी जानकारी संग्रहीत करते हैं, जो इसके विकास और विकास को निर्धारित करते हैं, साथ ही वंशानुगत लक्षण जो अगली पीढ़ी को पारित होते हैं। न्यूक्लिक एसिड सभी पौधों और जानवरों के जीवों की कोशिकाओं के नाभिक में पाए जाते हैं, जो उनके नाम (lat .) को निर्धारित करते हैं . नाभिक - कोर)।
न्यूक्लिक एसिड की बहुलक श्रृंखला की संरचना।
न्यूक्लिक एसिड की बहुलक श्रृंखला को फॉस्फोरिक एसिड एच 3 पीओ 3 के टुकड़े और हेट्रोसायक्लिक अणुओं के टुकड़े से इकट्ठा किया जाता है जो फ्यूरान डेरिवेटिव हैं। केवल दो प्रकार के न्यूक्लिक एसिड होते हैं, प्रत्येक दो प्रकार के ऐसे हेट्रोसायकल के आधार पर निर्मित होते हैं - राइबोज या डीऑक्सीराइबोज (चित्र 1)।
चावल। 1. राइबोस और डीऑक्सीराइबोज की संरचना.
राइबोज का नाम (लैटू से . रिब - रिब, पेपर क्लिप) का अंत होता है - ओझा, जो इंगित करता है कि यह शर्करा के वर्ग से संबंधित है (उदाहरण के लिए, ग्लूकोज, फ्रुक्टोज)। दूसरे यौगिक में OH समूह (ऑक्सी समूह) नहीं होता है, जो राइबोज में लाल रंग में चिह्नित होता है। इस संबंध में, तीन गुना यौगिक को डीऑक्सीराइबोज कहा जाता है, यानी राइबोज एक ऑक्सी समूह से रहित होता है।
राइबोज और फॉस्फोरिक एसिड के टुकड़ों से बनी बहुलक श्रृंखला, न्यूक्लिक एसिड, राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरएनए) में से एक का आधार है। इस यौगिक के नाम में "एसिड" शब्द का प्रयोग किया जाता है क्योंकि फॉस्फोरिक एसिड के अम्लीय ओएच समूहों में से एक अप्रतिस्थापित रहता है, जो पूरे यौगिक को कमजोर अम्लीय चरित्र देता है। यदि, राइबोज के बजाय, डीऑक्सीराइबोज बहुलक श्रृंखला के निर्माण में भाग लेता है, तो डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड बनता है, जिसके लिए प्रसिद्ध डीएनए संक्षिप्त नाम व्यापक रूप से स्वीकार किया जाता है।
डीएनए संरचना।
डीएनए अणु किसी जीव की वृद्धि और विकास में एक प्रारंभिक बिंदु के रूप में कार्य करता है। अंजीर में। 2 दिखाता है कि कैसे दो प्रकार के वैकल्पिक प्रारंभिक यौगिकों को एक बहुलक श्रृंखला में जोड़ा जाता है; एक संश्लेषण विधि नहीं दिखाई जाती है, लेकिन एक डीएनए अणु के संयोजन का एक योजनाबद्ध आरेख।
अंतिम संस्करण में, पॉलिमरिक डीएनए अणु में पार्श्व फ्रेमिंग में नाइट्रोजन युक्त हेट्रोसायकल होते हैं। चार प्रकार के ऐसे यौगिक डीएनए के निर्माण में शामिल होते हैं, उनमें से दो छह-सदस्यीय वलय होते हैं, और दो संघनित वलय होते हैं, जहां छह-सदस्यीय रिंग को पांच-सदस्यीय (चित्र 3) में मिलाया जाता है।
चावल। 3. नाइट्रोजन युक्त हेटरोसाइकिल की संरचनाजो डीएनए बनाते हैं
असेंबली के दूसरे चरण में, ऊपर दिखाए गए नाइट्रोजन युक्त हेट्रोसायक्लिक यौगिकों को डीऑक्सीराइबोज के मुक्त ओएच समूहों से जोड़ा जाता है, जो बहुलक श्रृंखला (छवि 4) पर पार्श्व लटकन बनाते हैं।
बहुलक श्रृंखला से जुड़े एडेनिन, थाइमिन, गुआनिन और साइटोसिन के अणुओं को प्रारंभिक यौगिकों के नामों के पहले अक्षरों से दर्शाया जाता है, अर्थात, ए, टी, जीतथा सी.
पॉलिमरिक डीएनए श्रृंखला की एक निश्चित दिशा होती है - जब मानसिक रूप से आगे और पीछे की दिशाओं में अणु के साथ चलती है, तो वही समूह जो श्रृंखला बनाते हैं, एक अलग क्रम में रास्ते में मिलते हैं। एक दिशा में एक फॉस्फोरस परमाणु से दूसरी दिशा में जाने पर, पहले सीएच 2 समूह पथ के साथ जाता है, और फिर दो सीएच समूह (ऑक्सीजन परमाणुओं को अनदेखा किया जा सकता है), जब विपरीत दिशा में चलते हैं, तो इन समूहों का क्रम उलट जाएगा (चित्र 5) ...
चावल। 5. डीएनए पॉलिमर श्रृंखला की दिशा:... उस क्रम का वर्णन करते समय जिसमें संलग्न हेटरोसायकल वैकल्पिक होते हैं, यह आगे की दिशा का उपयोग करने के लिए प्रथागत है, अर्थात सीएच 2 समूह से सीएच समूहों तक।
"श्रृंखला दिशा" की अवधारणा यह समझने में मदद करती है कि संयुक्त होने पर दो डीएनए किस्में कैसे स्थित होती हैं, और प्रोटीन संश्लेषण पर भी इसका सीधा असर पड़ता है।
अगले चरण में, दो डीएनए अणु संयुक्त होते हैं, इस तरह से स्थित होते हैं कि श्रृंखलाओं की शुरुआत और अंत विपरीत दिशाओं में निर्देशित होते हैं। इस मामले में, दो श्रृंखलाओं के विषम चक्र एक दूसरे की ओर निर्देशित होते हैं और एक निश्चित इष्टतम तरीके से स्थित होते हैं, जिसका अर्थ है कि हाइड्रोजन बांड C = O और NH 2 समूहों के जोड़े के साथ-साथ N और NH = के बीच उत्पन्न होते हैं। , जो हेटरोसायकल का हिस्सा हैं ( से। मी... हाइड्रोजन बंध)। अंजीर में। 6 दिखाता है कि कैसे दो श्रृंखलाएं एक दूसरे के सापेक्ष स्थित होती हैं और हेट्रोसायकल के बीच हाइड्रोजन बांड कैसे उत्पन्न होते हैं। सबसे महत्वपूर्ण विवरण यह है कि हाइड्रोजन-बंधुआ जोड़े को कड़ाई से परिभाषित किया गया है: एक टुकड़ा एहमेशा के साथ बातचीत करता है टीऔर टुकड़ा जी- हमेशा साथ सी... इन समूहों की कड़ाई से परिभाषित ज्यामिति इस तथ्य की ओर ले जाती है कि ये जोड़े एक-दूसरे के लिए बेहद सटीक हैं (जैसे ताले की चाबी), एक जोड़ी परदो हाइड्रोजन बंधों से बंधा है, और युग्म जी-सी- तीन लिंक।
हाइड्रोजन बांड सामान्य संयोजकता बंधों की तुलना में काफी कमजोर होते हैं, लेकिन पूरे बहुलक अणु के साथ उनकी बड़ी संख्या के कारण, दो श्रृंखलाओं का संबंध काफी मजबूत हो जाता है। डीएनए अणु में हजारों समूह होते हैं ए, टी, जीतथा सीऔर एक बहुलक अणु के भीतर उनके प्रत्यावर्तन का क्रम भिन्न हो सकता है, उदाहरण के लिए, श्रृंखला के एक निश्चित भाग पर, अनुक्रम रूप का हो सकता है: - ए-ए-टी-जी-सी-जी-ए-टी-. चूँकि परस्पर क्रिया करने वाले समूहों को कड़ाई से परिभाषित किया गया है, तो दूसरे बहुलक अणु के विपरीत स्थल पर अनिवार्य रूप से एक क्रम होगा - टी-टी-ए-सी-जी-सी-टी-ए-. इस प्रकार, एक श्रृंखला में विषमचक्रों के क्रम को जानकर, कोई भी दूसरी श्रृंखला में उनके स्थान का संकेत दे सकता है। इस पत्राचार से यह पता चलता है कि दोहरे डीएनए अणु में समूहों की कुल संख्या है एसमूहों की संख्या के बराबर टी, और समूहों की संख्या जी- मात्रा सी(ई. चारगफ का नियम)।
दो हाइड्रोजन-बंधुआ डीएनए अणुओं को अंजीर में दिखाया गया है। 5 दो फ्लैट-झूठ वाली जंजीरों के रूप में, लेकिन वास्तव में उन्हें एक अलग तरीके से व्यवस्थित किया जाता है। बॉन्ड कोणों और अनुबंधित हाइड्रोजन इंटरैक्शन द्वारा निर्धारित सभी बांडों के स्थान में सही दिशा, बहुलक श्रृंखलाओं के कुछ मोड़ और हेट्रोसायकल के विमान के घूर्णन की ओर ले जाती है, जो लगभग अंजीर में पहले वीडियो टुकड़े में दिखाया गया है। 7 संरचनात्मक सूत्र का उपयोग करना। अधिक सटीक रूप से, संपूर्ण स्थानिक संरचना को केवल वॉल्यूमेट्रिक मॉडल (चित्र 7, दूसरा वीडियो टुकड़ा) की मदद से ही व्यक्त किया जा सकता है। इस मामले में, एक जटिल तस्वीर उत्पन्न होती है, इसलिए यह सरलीकृत छवियों का उपयोग करने के लिए प्रथागत है, जो विशेष रूप से न्यूक्लिक एसिड की संरचना का चित्रण करते समय व्यापक रूप से उपयोग की जाती हैं या प्रोटीन... न्यूक्लिक एसिड के मामले में, बहुलक श्रृंखलाओं को फ्लैट रिबन और हेट्रोसायक्लिक समूहों के रूप में दर्शाया गया है ए, टी, जीतथा सी- साइड रॉड्स या साधारण वैलेंस लाइनों के रूप में अलग-अलग रंग होते हैं, या अंत में संबंधित हेटरोसायकल के अक्षर पदनाम होते हैं (चित्र 7, तीसरा वीडियो टुकड़ा)।
ऊर्ध्वाधर अक्ष (चित्र 8) के चारों ओर पूरी संरचना के घूमने के दौरान, दो बहुलक अणुओं का सर्पिल आकार स्पष्ट रूप से दिखाई देता है, जो कि सिलेंडर की सतह पर घाव हैं, यह प्रसिद्ध डबल है डीएनए का हेलिक्स।
इस तरह की एक सरलीकृत छवि के साथ, मुख्य जानकारी गायब नहीं होती है - समूह के विकल्प का क्रम ए, टी, जीतथा सी, जो प्रत्येक जीवित जीव की व्यक्तित्व को निर्धारित करता है, सभी जानकारी चार अक्षरों के कोड में दर्ज की जाती है।
बहुलक श्रृंखला की संरचना और चार प्रकार के हेटरोसायकल की अनिवार्य उपस्थिति जीवित दुनिया के सभी प्रतिनिधियों के लिए समान है। सभी जानवरों और उच्च पौधों में जोड़े की संख्या होती है ए – टीहमेशा जोड़े से थोड़ा अधिक जी – सी... स्तनधारी डीएनए और पौधे डीएनए के बीच का अंतर यह है कि स्तनधारियों की एक जोड़ी होती है ए – टीश्रृंखला की पूरी लंबाई के साथ एक जोड़ी की तुलना में थोड़ी अधिक बार (लगभग 1.2 गुना) होती है जी – सी... पौधों के मामले में, पहली जोड़ी के लिए वरीयता बहुत अधिक ध्यान देने योग्य है (लगभग 1.6 गुना)।
डीएनए आज ज्ञात सबसे बड़े बहुलक अणुओं में से एक है; कुछ जीवों में, इसकी बहुलक श्रृंखला में करोड़ों लिंक होते हैं। ऐसे अणु की लंबाई कई सेंटीमीटर तक पहुंच जाती है, जो आणविक वस्तुओं के लिए एक बहुत बड़ा मूल्य है। चूंकि अणु का क्रॉस सेक्शन केवल 2 एनएम (1 एनएम = 10–9 मीटर) है, फिर इसके अनुपात की तुलना दसियों किलोमीटर लंबे रेल ट्रैक से की जा सकती है।
डीएनए के रासायनिक गुण।
पानी में, डीएनए चिपचिपा घोल बनाता है; जब इस तरह के घोल को 60 ° C तक गर्म किया जाता है या क्षार की क्रिया के तहत, डबल हेलिक्स दो घटक श्रृंखलाओं में टूट जाता है, जो प्रारंभिक स्थितियों में लौटने पर फिर से विलीन हो सकते हैं। कमजोर अम्लीय परिस्थितियों में, हाइड्रोलिसिस होता है, परिणामस्वरूप, टुकड़े -पीओ-सीएच 2 - आंशिक रूप से टुकड़ों के गठन के साथ आंशिक रूप से विभाजित होते हैं -पी-ओएच और एचओ-सीएच 2, परिणामस्वरूप, मोनोमेरिक, डिमेरिक (दोगुना) या ट्रिमेरिक (ट्रिपल) एसिड बनते हैं, जो लिंक होते हैं जिनसे डीएनए स्ट्रैंड को इकट्ठा किया गया था (चित्र 9)।
चावल। नौ. डीएनए को पचाने से प्राप्त टुकड़े.
गहरा हाइड्रोलिसिस फॉस्फोरिक एसिड के साथ-साथ समूहीकरण से डीऑक्सीराइबोज साइटों को अलग करने की अनुमति देता है जीडीऑक्सीराइबोज से, यानी डीएनए अणु को उसके घटक घटकों में अधिक विस्तार से अलग करने के लिए। मजबूत एसिड की कार्रवाई के तहत (-पी (ओ) -ओ-सीएच 2 - टुकड़े के विघटन के अलावा), समूह एतथा जी... अन्य अभिकर्मकों की क्रिया (उदाहरण के लिए, हाइड्राज़िन) समूहों को अलग करना संभव बनाती है टीतथा सी... एक जैविक तैयारी का उपयोग करके घटकों में डीएनए का एक अधिक नाजुक दरार किया जाता है - अग्न्याशय से स्रावित डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिज़ (समाप्त होता है - अज़ाहमेशा इंगित करता है कि यह पदार्थ जैविक उत्पत्ति का उत्प्रेरक है - एक एंजाइम)। शीर्षक का प्रारंभिक भाग - डीऑक्सीराइबोन्यूक्लीज- इंगित करता है कि इस एंजाइम द्वारा कौन सा यौगिक साफ किया गया है। डीएनए दरार के ये सभी तरीके, सबसे पहले, इसकी संरचना के विस्तृत विश्लेषण पर केंद्रित हैं।
डीएनए अणु में निहित सबसे महत्वपूर्ण जानकारी समूहों का क्रम है ए, टी, जीतथा सी, यह विशेष रूप से विकसित तकनीकों का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है। इसके लिए, एंजाइमों की एक विस्तृत श्रृंखला बनाई गई है जो डीएनए अणु में कड़ाई से परिभाषित अनुक्रम पाते हैं, उदाहरण के लिए, सी-टी-जी-सी-ए-जी(साथ ही विपरीत श्रृंखला पर संबंधित क्रम जी-ए-सी-जी-टी-सी) और इसे श्रृंखला से अलग करें। यह गुण एंजाइम Pst I (व्यापार नाम, यह उस सूक्ष्मजीव के नाम से बनता है) के पास है पीरोविडेंसिया अनुसूचित जनजाति uartii, जिससे यह एंजाइम प्राप्त होता है)। एक अन्य एंजाइम पाल I का उपयोग करते समय, अनुक्रम का पता लगाना संभव है जी-जी-सी-सी... इसके अलावा, पहले से विकसित योजना के अनुसार विभिन्न एंजाइमों की एक विस्तृत श्रृंखला की कार्रवाई के तहत प्राप्त परिणामों की तुलना की जाती है, परिणामस्वरूप, एक निश्चित डीएनए साइट पर ऐसे समूहों के अनुक्रम को निर्धारित करना संभव है। अब ऐसी तकनीकों को व्यापक उपयोग के चरण में लाया गया है; उनका उपयोग विभिन्न प्रकार के क्षेत्रों में किया जाता है जो वैज्ञानिक जैव रासायनिक अनुसंधान से दूर हैं, उदाहरण के लिए, जीवित जीवों के अवशेषों की पहचान करने या रिश्तेदारी की डिग्री स्थापित करने में।
आरएनए संरचना
कई मायनों में डीएनए जैसा दिखता है, अंतर यह है कि मुख्य श्रृंखला में, फॉस्फोरिक एसिड के टुकड़े राइबोज के साथ वैकल्पिक होते हैं, न कि डीऑक्सीराइबोज (चित्र।) के साथ। दूसरा अंतर यह है कि हेटरोसायकल यूरैसिल ( पास होना) थाइमिन के स्थान पर ( टी), अन्य हेटरोसायकल ए, जीतथा सीडीएनए के समान। अंजीर में रिंग से जुड़े मिथाइल समूह की अनुपस्थिति में यूरैसिल थाइमिन से भिन्न होता है। 10 इस मिथाइल समूह को लाल रंग में हाइलाइट किया गया है।
चावल। दस. यूरेसिल से थाइमिन का अंतर- थाइमिन में लाल रंग में हाइलाइट किए गए मिथाइल समूह के दूसरे यौगिक की अनुपस्थिति।
आरएनए अणु का एक टुकड़ा अंजीर में दिखाया गया है। 11, समूहों का क्रम ए, पास होना, जीतथा सी, साथ ही उनका मात्रात्मक अनुपात भिन्न हो सकता है।
चित्र 11. आरएनए अणु का टुकड़ा... डीएनए से मुख्य अंतर राइबोज (लाल) में ओएच समूहों की उपस्थिति और एक यूरैसिल टुकड़ा (नीला) है।
आरएनए की बहुलक श्रृंखला डीएनए की तुलना में लगभग दस गुना छोटी होती है। एक अतिरिक्त अंतर यह है कि आरएनए अणु दो अणुओं से मिलकर दोहरे हेलिकॉप्टरों में संयोजित नहीं होते हैं, लेकिन आमतौर पर एक एकल अणु के रूप में मौजूद होते हैं, जो कुछ क्षेत्रों में रैखिक क्षेत्रों के साथ बारी-बारी से दोहरे-फंसे हुए पेचदार टुकड़े बना सकते हैं। सर्पिल वर्गों में, जोड़े की बातचीत को डीएनए के रूप में सख्ती से देखा जाता है। हाइड्रोजन बांड से जुड़े और एक हेलिक्स बनाने वाले जोड़े ( ए-पास होनातथा जी-सी), उन क्षेत्रों में उत्पन्न होते हैं जहां समूहों की व्यवस्था इस तरह की बातचीत के लिए अनुकूल हो जाती है (चित्र 12)।
जीवित जीवों के विशाल बहुमत के लिए, जोड़े की मात्रात्मक सामग्री ए-पास होनासे ज्यादा जी-सी, स्तनधारियों में 1.5-1.6 गुना, पौधों में - 1.2 गुना। आरएनए कई प्रकार के होते हैं, जिनकी भूमिका एक जीवित जीव में भिन्न होती है।
आरएनए के रासायनिक गुण
डीएनए के गुणों से मिलते-जुलते हैं, हालांकि, राइबोज में अतिरिक्त ओएच समूहों की उपस्थिति और स्थिर पेचदार क्षेत्रों की निचली (डीएनए की तुलना में) सामग्री आरएनए अणुओं को रासायनिक रूप से अधिक कमजोर बनाती है। एसिड या क्षार की कार्रवाई के तहत, बहुलक श्रृंखला पी (ओ) -ओ-सीएच 2 के मुख्य टुकड़े आसानी से हाइड्रोलाइज्ड हो जाते हैं, समूह ए, पास होना, जीतथा सीआसान विभाजित। यदि मोनोमेरिक टुकड़े प्राप्त करना आवश्यक है (चित्र 9 में उन लोगों के समान), रासायनिक रूप से बाध्य हेटरोसायकल को संरक्षित करते समय, रिबोनक्यूलिस नामक नाजुक रूप से अभिनय एंजाइम का उपयोग किया जाता है।
प्रोटीन संश्लेषण में डीएनए और आरएनए की भागीदारी
न्यूक्लिक एसिड के मुख्य कार्यों में से एक है। प्रोटीन हर जीवित जीव के आवश्यक घटक हैं। स्तनधारियों की मांसपेशियां, आंतरिक अंग, अस्थि ऊतक, त्वचा और बाल किससे बने होते हैं? प्रोटीन... ये बहुलक यौगिक हैं जो विभिन्न अमीनो एसिड से एक जीवित जीव में एकत्र किए जाते हैं। ऐसी असेंबली में, न्यूक्लिक एसिड एक नियंत्रित भूमिका निभाते हैं; प्रक्रिया दो चरणों में होती है, और उनमें से प्रत्येक पर निर्धारण कारक नाइट्रोजन युक्त डीएनए और आरएनए हेट्रोसायकल का पारस्परिक अभिविन्यास होता है।
डीएनए का मुख्य कार्य दर्ज की गई जानकारी को संग्रहीत करना और उस समय प्रदान करना है जब प्रोटीन संश्लेषण शुरू होता है। इस संबंध में, आरएनए की तुलना में डीएनए की बढ़ी हुई रासायनिक स्थिरता समझ में आती है। बुनियादी जानकारी को यथासंभव अक्षुण्ण रखने के लिए प्रकृति ने बहुत ध्यान रखा है।
पहले चरण में, डबल हेलिक्स का हिस्सा खुलता है, मुक्त शाखाएं अलग हो जाती हैं, और समूहों में ए, टी, जीतथा सीजो उपलब्ध हो गए हैं, आरएनए का संश्लेषण शुरू होता है, जिसे मैसेंजर आरएनए कहा जाता है, क्योंकि यह मैट्रिक्स से एक प्रति की तरह, खुले डीएनए खंड पर दर्ज की गई जानकारी को सटीक रूप से पुन: पेश करता है। समूह के विपरीत एडीएनए अणु से संबंधित, भविष्य के दूत आरएनए का एक टुकड़ा होता है जिसमें समूह होता है पास होना, अन्य सभी समूह डीएनए डबल हेलिक्स (चित्र 13) के निर्माण के दौरान कैसे होता है, इसके सटीक पत्राचार में एक दूसरे के विपरीत स्थित होते हैं।
इस योजना के अनुसार, कई हजार मोनोमर इकाइयों वाला एक बहुलक संदेशवाहक आरएनए अणु बनता है।
दूसरे चरण में, मैट्रिक्स डीएनए सेल न्यूक्लियस से पेरिन्यूक्लियर स्पेस - साइटोप्लाज्म में चला जाता है। तथाकथित परिवहन आरएनए, जो विभिन्न अमीनो एसिड ले जाते हैं (परिवहन) परिणामी दूत आरएनए के लिए उपयुक्त हैं। प्रत्येक परिवहन आरएनए, एक निश्चित अमीनो एसिड से भरा हुआ, मैसेंजर आरएनए के एक कड़ाई से निर्धारित क्षेत्र तक पहुंचता है, समूह पत्राचार के समान सिद्धांत का उपयोग करके वांछित स्थान पाया जाता है ए
एक महत्वपूर्ण विवरण यह है कि दूत और परिवहन आरएनए की अस्थायी बातचीत केवल तीन समूहों से होकर गुजरती है, उदाहरण के लिए, त्रय के लिए सी-सी-पास होनामैट्रिक्स एसिड, केवल संबंधित ट्रिपलेट जी-जी-एपरिवहन आरएनए, जो निश्चित रूप से अपने साथ अमीनो एसिड ग्लाइसिन (चित्र। 14) ले जाता है। इसी तरह त्रय के लिए जी-ए-पास होनाकेवल एक सेट ही पास आ सकता है सी-पास होना-एकेवल अमीनो एसिड ल्यूसीन का परिवहन। इस प्रकार, मैसेंजर आरएनए में समूहों का क्रम इंगित करता है कि अमीनो एसिड को किस क्रम में जोड़ा जाना चाहिए। इसके अलावा, सिस्टम में एन्कोडेड अतिरिक्त नियामक नियम शामिल हैं मैसेंजर आरएनए के तीन समूहों के कुछ अनुक्रम इंगित करते हैं कि प्रोटीन संश्लेषण इस बिंदु पर बंद हो जाना चाहिए, यानी। अणु आवश्यक लंबाई तक पहुंच गया है।
अंजीर में दिखाया गया है। 14 प्रोटीन संश्लेषण एक और - तीसरे प्रकार के आरएनए एसिड की भागीदारी के साथ होता है, वे राइबोसोम का हिस्सा होते हैं और इसलिए उन्हें राइबोसोमल कहा जाता है। राइबोसोम, जो राइबोसोमल आरएनए के विशिष्ट प्रोटीन का एक समूह है, मैसेंजर और ट्रांसपोर्ट आरएनए के बीच संपर्क प्रदान करता है, एक कन्वेयर बेल्ट के रूप में कार्य करता है जो दो अमीनो एसिड के जुड़ने के बाद मैसेंजर आरएनए को एक कदम आगे बढ़ाता है।
अंजीर में दिखाए गए दो-चरण योजना का मुख्य बिंदु। 13 और 14, इस तथ्य में शामिल हैं कि एक प्रोटीन अणु की बहुलक श्रृंखला को विभिन्न अमीनो एसिड से एक नियोजित क्रम में और कड़ाई से उस योजना के अनुसार इकट्ठा किया जाता है जिसे एक निश्चित डीएनए खंड पर कोडित रूप में दर्ज किया गया था। इस प्रकार, इस पूरी क्रमादेशित प्रक्रिया के लिए डीएनए प्रारंभिक बिंदु है।
महत्वपूर्ण गतिविधि की प्रक्रिया में, प्रोटीन का लगातार सेवन किया जाता है, और इसलिए उन्हें वर्णित योजना के अनुसार नियमित रूप से पुन: पेश किया जाता है, एक प्रोटीन अणु का संपूर्ण संश्लेषण, जिसमें सैकड़ों अमीनो एसिड होते हैं, लगभग एक मिनट के भीतर जीवित जीव में होता है।
19वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में न्यूक्लिक एसिड का पहला अध्ययन किया गया, यह समझ कि एक जीवित जीव के बारे में सभी जानकारी डीएनए में एन्क्रिप्ट की गई थी, 20 वीं शताब्दी के मध्य में आई, डीएनए के दोहरे हेलिक्स की संरचना स्थापित हुई। 1953 में जे. वाटसन और एफ. क्रिक द्वारा डेटा एक्स-रे संरचनात्मक विश्लेषण के आधार पर, जिसे 20वीं सदी की सबसे बड़ी वैज्ञानिक उपलब्धि के रूप में मान्यता प्राप्त है। 20 वीं सदी के 70 के दशक के मध्य में। न्यूक्लिक एसिड की विस्तृत संरचना को डिकोड करने के तरीके दिखाई दिए, और फिर उनके निर्देशित संश्लेषण के तरीके विकसित किए गए। आज, जीवित जीवों में न्यूक्लिक एसिड की भागीदारी के साथ होने वाली सभी प्रक्रियाएं स्पष्ट हैं, और आज यह विज्ञान के सबसे गहन विकासशील क्षेत्रों में से एक है।
मिखाइल लेवित्स्की
