न्यूक्लिक एसिड और प्रोटीन संश्लेषण - सत्र 2

हम पहले से ही जानते हैं कि कोशिका चक्र के एस चरण के दौरान, कोशिका डीएनए प्रतिकृति से गुजरती है। डीएनए की यह प्रतिकृति नाभिक के विभाजन से पहले होती है। लेकिन डीएनए प्रतिकृति वास्तव में क्या है?। आइये इस प्रक्रिया को विस्तार से समझें। डीएनए प्रतिकृतिकरण वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक कोशिका अपने डीएनए की प्रतिलिपि बनाती है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि प्रत्येक संतति कोशिका को आनुवंशिक सामग्री की एक समान प्रतिलिपि प्राप्त हो। यह प्रक्रिया कोशिका विभाजन, वृद्धि और one पीढ़ी से दूसरी पीढ़ी तक आनुवंशिक जानकारी के संचरण के लिए महत्वपूर्ण है।

डीएनए प्रतिकृतिकरण डीएनए अणु में विशिष्ट स्थानों से शुरू होता है जिन्हें प्रतिकृतिकरण मूल कहा जाता है। प्रतिकृति उत्पत्ति आमतौर पर विशिष्ट डीएनए अनुक्रमों से समृद्ध होती है। ये स्थल प्रतिकृतिकरण की शुरुआत के लिए पहचान स्थल के रूप में कार्य करते हैं। प्रतिकृति उद्गम वह स्थान है जहां डीएनए स्ट्रैंड अलग होते हैं। इसके परिणामस्वरूप प्रतिकृति बुलबुले का निर्माण होता है।

एक बार प्रतिकृति मूल सक्रिय हो जाने पर, दोहरे स्ट्रैंड वाला डीएनए अणु खुलना शुरू हो जाता है। इस प्रक्रिया से two पृथक् किस्में उत्पन्न होती हैं। इससे प्रतिकृति बुलबुले के प्रत्येक छोर पर प्रतिकृति कांटा बनता है। ये प्रतिकृति कांटे उन स्थलों के रूप में कार्य करते हैं जहां वास्तविक डीएनए संश्लेषण होता है।

डीएनए प्रतिकृति में कई एंजाइमों की महत्वपूर्ण भूमिका होती है। प्रमुख एंजाइमों में से एक है हेलीकेज़। हेलीकेज़, आधार युग्मों के बीच हाइड्रोजन बंधों को तोड़कर डीएनए के दोहरे हेलिक्स को खोल देता है। यह क्रियाकलाप प्रतिकृतिकरण के लिए आवश्यक खुले डीएनए तंतु का निर्माण करता है।

डीएनए पॉलीमरेज़ नए डीएनए स्ट्रैंड के संश्लेषण को उत्प्रेरित करते हैं। यह मौजूदा टेम्पलेट स्ट्रैंड में पूरक न्यूक्लियोटाइड जोड़ता है। डीएनए पॉलीमरेज़ टेम्पलेट स्ट्रैंड के साथ तीन से पांच दिशा में चलता है। यह पूरक स्ट्रैंड को पांच से तीन दिशा में संश्लेषित करता है। हालाँकि, डीएनए पॉलीमरेज़ केवल मौजूदा स्ट्रैंड में ही न्यूक्लियोटाइड जोड़ सकता है। न्यूक्लियोटाइडों के संश्लेषण को आरंभ करने के लिए प्राइमर की आवश्यकता होती है.

डीएनए प्रतिकृति के दौरान प्राइमेज़ नामक एक एंजाइम होता है। प्राइमेज़ आरएनए के छोटे टुकड़े बनाता है जिन्हें प्राइमर कहा जाता है। प्राइमर आरएनए से बने छोटे प्लेसहोल्डर्स की तरह होते हैं। डीएनए पॉलीमरेज़ प्राइमरों को पकड़ सकता है और नए डीएनए स्ट्रैंड का निर्माण शुरू कर सकता है। प्राइमर्स डीएनए टेम्पलेट स्ट्रैंड को समान करते हैं। वे डीएनए पॉलीमरेज़ को यह जानने में मदद करते हैं कि कहां से शुरुआत करनी है। एक बार जब डीएनए पॉलीमरेज़ नए डीएनए स्ट्रैंड का निर्माण शुरू कर देता है, तो यह आरएनए प्राइमरों को डीएनए बिल्डिंग-ब्लॉकों से बदल देता है। यह प्लेसहोल्डर्स को सही पहेली टुकड़ों से बदलने जैसा है।

डीएनए प्रतिकृति के दौरान, डीएनए के two टेम्पलेट स्ट्रैंड विपरीत दिशाओं में उन्मुख होते हैं। परिणामस्वरूप, डीएनए पॉलीमरेज़ two नए स्ट्रैंड को अलग तरीके से संश्लेषित करता है। वह रज्जुक जो प्रतिकृति कांटा की गति के समान दिशा में निरंतर संश्लेषित होता है, उसे अग्रणी रज्जुक कहा जाता है। अग्रणी रज्जुक का संश्लेषण निरंतर होता रहता है, क्योंकि प्रतिकृति कांटा खुलने पर डीएनए पॉलीमरेज़ न्यूक्लियोटाइडों को निरंतर रूप से जोड़ सकता है। लैगिंग स्ट्रैंड को विपरीत दिशा में असतत रूप से संश्लेषित किया जाता है।

लैगिंग स्ट्रैंड को छोटे टुकड़ों में संश्लेषित किया जाता है, जिन्हें ओकाजाकी टुकड़े कहा जाता है। ओकाजाकी टुकड़े छोटे, नव संश्लेषित डीएनए टुकड़े हैं। जैसे-जैसे प्रतिकृति कांटा आगे बढ़ता है, डीएनए पॉलीमरेज़ इन टुकड़ों को प्रतिकृति कांटा से दूर संश्लेषित करता है। ओकाजाकी टुकड़ों की लंबाई आमतौर पर कुछ सौ से लेकर कुछ हजार न्यूक्लियोटाइड तक होती है।

ओकाजाकी टुकड़ों को एक साथ जोड़ने के लिए डीएनए लाइगेज एंजाइम की आवश्यकता होती है। डीएनए लाइगेज समीपवर्ती ओकाजाकी टुकड़ों के बीच बंधों के निर्माण को उत्प्रेरित करता है। यह प्रभावी रूप से उनके बीच के अंतराल को सील कर देता है और एक सतत लैगिंग स्ट्रैंड बनाता है।

डीएनए प्रूफरीडिंग हमारी कोशिकाओं में अन्तर्निहित वर्तनी परीक्षक की तरह है। जब हमारी कोशिकाएं प्रतिकृतिकरण के दौरान डीएनए की प्रतियां बनाती हैं, तो गलतियां या त्रुटियाँ हो सकती हैं। लेकिन डीएनए में डीएनए पॉलीमरेज़ नामक एक विशेष एंजाइम होता है जो इन गलतियों की जांच कर सकता है। डीएनए पॉलीमरेज़ डीएनए कोड को पढ़ता है और न्यूक्लियोटाइड्स को जोड़कर नया डीएनए स्ट्रैंड बनाता है। लेकिन जब यह इन न्यूक्लियोटाइडों को जोड़ता है, तो यह यह भी जांचता है कि क्या वे मूल डीएनए कोड के बराबर हैं। यदि उसे कोई गलती मिलती है, तो वह गलत न्यूक्लियोटाइड को हटाकर उसकी जगह सही one लगा सकता है। इससे यह सुनिश्चित करने में मदद मिलती है कि नया डीएनए स्ट्रैंड मूल की सटीक प्रतिलिपि है।

डीएनए पॉलीमरेज़ में एक अंतर्निहित प्रूफरीडिंग फ़ंक्शन होता है जिसे तीन से पांच एक्सोन्यूक्लिऐस गतिविधि कहा जाता है। इसका अर्थ यह है कि यह नव संश्लेषित डीएनए स्ट्रैंड से गलत तरीके से युग्मित न्यूक्लियोटाइड को हटा सकता है। एक बार गलत आधार को हटा दिया जाता है, तो डीएनए पॉलीमरेज़ सही न्यूक्लियोटाइड को सम्मिलित करता है और डीएनए संश्लेषण जारी रखता है।

आरएनए एक अणु है जिसकी कोशिका में महत्वपूर्ण भूमिका होती है। यह कुछ मायनों में डीएनए के समान है लेकिन इसकी संरचना और कार्य अलग हैं। डीएनए की तरह आरएनए भी न्यूक्लियोटाइड से बना होता है। हालाँकि, आरएनए एक ही स्ट्रैंड से बना होता है। डीएनए की संरचना दोहरी हेलिक्स होती है।

आरएनए के विभिन्न प्रकार हैं। प्रत्येक प्रकार की कोशिका में विशिष्ट भूमिका होती है। आरएनए का एक आवश्यक प्रकार मैसेंजर आरएनए है। इसे mRNA भी कहा जाता है। यह एक संदेशवाहक अणु के रूप में कार्य करता है। यह डीएनए से आनुवंशिक जानकारी को प्रोटीन संश्लेषण के लिए जिम्मेदार कोशिकीय तंत्र तक पहुंचाता है। हम जानते हैं कि डीएनए आनुवंशिक जानकारी के भंडारण के रूप में कार्य करता है। इसमें एक विशिष्ट कोड होता है जो प्रोटीन में amino acids का अनुक्रम निर्धारित करता है। बदले में, Proteins कोशिकाओं की संरचना, कार्य और विनियमन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

आनुवंशिक कोड नियमों का एक समूह है जो डीएनए में संग्रहीत जानकारी को विशिष्ट proteins में परिवर्तित करता है। आनुवंशिक कोड का संचालन mRNA द्वारा किया जाता है। आनुवंशिक कोड विशिष्ट कोडॉन से मिलकर बना होता है। कोडॉन तीन न्यूक्लियोटाइडों के विशिष्ट अनुक्रम हैं। हम पहले से ही जानते हैं कि proteins amino acids से बने होते हैं। कोडॉन व्यक्तिगत amino acids के लिए कोड करते हैं।

उदाहरण के लिए, codon AUGप्रारंभ कोडॉन के रूप में कार्य करता है। यह प्रोटीन संश्लेषण आरंभ करता है। यह अमीनो एसिड मेथियोनीन के लिए भी कोड करता है। कोडॉन, जैसे UAA, UAG, और UGA, स्टॉप कोडॉन हैं। वे प्रोटीन संश्लेषण के अंत का संकेत देते हैं।