किस प्रकार का आरएनए? आरएनए के प्रकार. डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड और राइबोन्यूक्लिक एसिड का अर्थ

और यूरैसिल (डीएनए के विपरीत, जिसमें यूरैसिल के बजाय थाइमिन होता है)। ये अणु सभी जीवित जीवों की कोशिकाओं के साथ-साथ कुछ विषाणुओं में भी पाए जाते हैं।

सेलुलर जीवों में आरएनए का मुख्य कार्य आनुवंशिक जानकारी को प्रोटीन में अनुवाद करने और राइबोसोम को संबंधित अमीनो एसिड की आपूर्ति करने के लिए एक टेम्पलेट के रूप में है। वायरस में, यह आनुवंशिक जानकारी का वाहक है (लिफाफा प्रोटीन और वायरल एंजाइमों को एन्कोड करता है)। वाइरोइड्स में एक गोलाकार आरएनए अणु होता है और इसमें अन्य अणु नहीं होते हैं। मौजूद आरएनए विश्व परिकल्पना, जिसके अनुसार आरएनए प्रोटीन से पहले उत्पन्न हुआ और जीवन का पहला रूप था।

सेलुलर आरएनए का उत्पादन नामक प्रक्रिया के माध्यम से किया जाता है प्रतिलेखन,अर्थात्, डीएनए मैट्रिक्स पर आरएनए का संश्लेषण, विशेष एंजाइमों - आरएनए पोलीमरेज़ द्वारा किया जाता है। मैसेंजर आरएनए (एमआरएनए) तब अनुवाद नामक प्रक्रिया में भाग लेते हैं। प्रसारण राइबोसोम की भागीदारी के साथ एमआरएनए मैट्रिक्स पर प्रोटीन का संश्लेषण होता है। अन्य आरएनए प्रतिलेखन के बाद रासायनिक संशोधनों से गुजरते हैं, और माध्यमिक और तृतीयक संरचनाओं के निर्माण के बाद, वे आरएनए के प्रकार के आधार पर कार्य करते हैं।

एकल-फंसे हुए आरएनए को विभिन्न स्थानिक संरचनाओं की विशेषता होती है जिसमें एक ही श्रृंखला के कुछ न्यूक्लियोटाइड एक दूसरे के साथ जोड़े जाते हैं। कुछ उच्च संरचित आरएनए कोशिका प्रोटीन संश्लेषण में भाग लेते हैं, उदाहरण के लिए, स्थानांतरण आरएनए कोडन को पहचानने और प्रोटीन संश्लेषण की साइट पर संबंधित अमीनो एसिड पहुंचाने का काम करते हैं, और मैसेंजर आरएनए राइबोसोम के संरचनात्मक और उत्प्रेरक आधार के रूप में काम करते हैं।

हालाँकि, आधुनिक कोशिकाओं में आरएनए के कार्य अनुवाद में उनकी भूमिका तक सीमित नहीं हैं। इस प्रकार, एमआरएनए यूकेरियोटिक मैसेंजर आरएनए और अन्य प्रक्रियाओं में शामिल होते हैं।

इस तथ्य के अलावा कि आरएनए अणु कुछ एंजाइमों (उदाहरण के लिए, टेलोमेरेज़) का हिस्सा हैं, व्यक्तिगत आरएनए की अपनी एंजाइमेटिक गतिविधि पाई गई है, अन्य आरएनए अणुओं में टूटने की क्षमता या, इसके विपरीत, दो को "गोंद" करने की क्षमता है। आरएनए के टुकड़े एक साथ। इन्हें आरएनए कहा जाता है राइबोजाइम।

कई वायरस आरएनए से बने होते हैं, यानी उनमें यह वही भूमिका निभाता है जो डीएनए उच्च जीवों में निभाता है। कोशिकाओं में आरएनए कार्यों की विविधता के आधार पर, यह परिकल्पना की गई थी कि आरएनए प्रीबायोलॉजिकल सिस्टम में स्व-प्रजनन में सक्षम पहला अणु है।

आरएनए अनुसंधान का इतिहास

न्यूक्लिक एसिड की खोज की गई थी 1868स्विस वैज्ञानिक जोहान फ्रेडरिक मिशर, जिन्होंने इन पदार्थों को "न्यूक्लिन" कहा क्योंकि वे नाभिक (लैटिन नाभिक) में पाए गए थे। बाद में पता चला कि जीवाणु कोशिकाएँ, जिनमें केन्द्रक नहीं होता, उनमें भी न्यूक्लिक अम्ल होते हैं।

प्रोटीन संश्लेषण में आरएनए के महत्व का सुझाव दिया गया है 1939थोरबर्न ऑस्कर कैस्परसन, जीन ब्रैचेट और जैक शुल्त्स के काम में। जेरार्ड मैरबक्स ने पहले मैसेंजर आरएनए एन्कोडिंग खरगोश हीमोग्लोबिन को अलग किया और दिखाया कि जब इसे oocytes में पेश किया गया था, तो वही प्रोटीन बनता था।

सोवियत संघ में 1956-57आरएनए कोशिकाओं की संरचना निर्धारित करने के लिए काम किया गया (ए. बेलोज़ेर्स्की, ए. स्पिरिन, ई. वोल्किन, एफ. एस्ट्राखान), जिससे यह निष्कर्ष निकला कि एक कोशिका में आरएनए का बड़ा हिस्सा राइबोसोमल आरएनए का होता है।

में 1959सेवेरो ओचोआ को आरएनए संश्लेषण के तंत्र की खोज के लिए चिकित्सा में नोबेल पुरस्कार मिला। यीस्ट एस. सेरेविसिया टीआरएनए में से एक का 77-न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम निर्धारित किया गया था 1965रॉबर्ट हॉल की प्रयोगशाला में, जिसके लिए 1968उन्हें चिकित्सा में नोबेल पुरस्कार मिला।

में 1967 कार्ल वोइस ने सुझाव दिया कि आरएनए में उत्प्रेरक गुण होते हैं। उन्होंने तथाकथित आरएनए विश्व परिकल्पना को सामने रखा, जिसमें प्रोटो-जीवों के आरएनए सूचना भंडारण अणुओं (अब यह भूमिका डीएनए द्वारा निभाई जाती है) और चयापचय प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करने वाले अणुओं (अब यह एंजाइमों द्वारा किया जाता है) दोनों के रूप में कार्य करते हैं।

में 1976 गेन्ट विश्वविद्यालय (हॉलैंड) के वाल्टर फ़ार्स और उनके समूह ने पहली बार वायरस, बैक्टीरियोफेज MS2 में निहित आरएनए के जीनोम अनुक्रम को निर्धारित किया।

सर्वप्रथम 1990 के दशकयह पाया गया कि पादप जीनोम में विदेशी जीन के प्रवेश से समान पादप जीन की अभिव्यक्ति का दमन हो जाता है। लगभग उसी समय, लगभग 22 आधारों के आरएनए, जिन्हें अब माइक्रोआरएनए कहा जाता है, को राउंडवॉर्म की ओटोजनी में एक नियामक भूमिका निभाते हुए दिखाया गया था।

प्रोटीन संश्लेषण में आरएनए के महत्व के बारे में परिकल्पना टोर्बजर्न कैस्पर्सन द्वारा शोध के आधार पर सामने रखी गई थी 1937-1939., जिसके परिणामस्वरूप यह दिखाया गया कि सक्रिय रूप से प्रोटीन को संश्लेषित करने वाली कोशिकाओं में बड़ी मात्रा में आरएनए होता है। परिकल्पना की पुष्टि ह्यूबर्ट चैनट्रेन द्वारा प्राप्त की गई थी।

आरएनए संरचना की विशेषताएं

आरएनए न्यूक्लियोटाइड्स में एक शर्करा - राइबोज होता है, जिसमें आधारों में से एक स्थिति 1 पर जुड़ा होता है: एडेनिन, गुआनिन, साइटोसिन या यूरैसिल। फॉस्फेट समूह राइबोज को एक श्रृंखला में जोड़ता है, एक राइबोज के 3" कार्बन परमाणु के साथ बंधन बनाता है और दूसरे की 5" स्थिति पर। फॉस्फेट समूहों को शारीरिक पीएच पर नकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है, इसलिए आरएनए को कहा जा सकता है पोलियानियन.

आरएनए को चार आधारों (एडेनिन (ए), गुआनिन (जी), यूरैसिल (यू), और साइटोसिन (सी)) के बहुलक के रूप में लिखा जाता है, लेकिन परिपक्व आरएनए में कई संशोधित आधार और शर्करा होते हैं। कुल मिलाकर, आरएनए में लगभग 100 विभिन्न प्रकार के संशोधित न्यूक्लियोसाइड हैं, जिनमें से:
-2"-ओ-मिथाइलराइबोसचीनी का सबसे आम संशोधन;
- स्यूडोरिडाइन- सबसे अधिक संशोधित आधार जो सबसे अधिक बार पाया जाता है। स्यूडोरिडीन (Ψ) में, यूरैसिल और राइबोस के बीच का बंधन C - N नहीं है, बल्कि C - C है, यह न्यूक्लियोटाइड आरएनए अणुओं में विभिन्न स्थितियों में होता है। विशेष रूप से, स्यूडोरिडीन टीआरएनए फ़ंक्शन के लिए महत्वपूर्ण है।

एक और संशोधित आधार जो उल्लेख के लायक है वह है हाइपोक्सैन्थिन, डीमिनेटेड ग्वानिन, जिसके न्यूक्लियोसाइड को कहा जाता है आइनोसीन. आनुवंशिक कोड की विकृति सुनिश्चित करने में इनोसिन एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

कई अन्य संशोधनों की भूमिका पूरी तरह से समझ में नहीं आती है, लेकिन राइबोसोमल आरएनए में कई पोस्ट-ट्रांसक्रिप्शनल संशोधन राइबोसोम के कामकाज के लिए महत्वपूर्ण क्षेत्रों में स्थित हैं। उदाहरण के लिए, पेप्टाइड बंधन के निर्माण में शामिल राइबोन्यूक्लियोटाइड्स में से एक पर। आरएनए में नाइट्रोजन आधार साइटोसिन और ग्वानिन, एडेनिन और यूरैसिल और ग्वानिन और यूरैसिल के बीच हाइड्रोजन बांड बना सकते हैं। हालाँकि, अन्य इंटरैक्शन संभव हैं, उदाहरण के लिए, कई एडेनिन एक लूप बना सकते हैं, या चार न्यूक्लियोटाइड से युक्त एक लूप, जिसमें एक एडेनिन-गुआनिन बेस जोड़ी होती है।

आरएनए की एक महत्वपूर्ण संरचनात्मक विशेषता जो इसे डीएनए से अलग करती है, वह राइबोज की 2" स्थिति में एक हाइड्रॉक्सिल समूह की उपस्थिति है, जो आरएनए अणु को बी संरचना के बजाय ए में मौजूद रहने की अनुमति देती है, जो अक्सर डीएनए में देखी जाती है। ए फॉर्म में एक गहरी और संकीर्ण बड़ी नाली और उथली और चौड़ी छोटी नाली होती है। 2" हाइड्रॉक्सिल समूह की उपस्थिति का दूसरा परिणाम यह है कि गठनात्मक रूप से प्लास्टिक, यानी आरएनए अणु के क्षेत्र जो भाग नहीं लेते हैं डबल हेलिक्स का निर्माण, रासायनिक रूप से अन्य फॉस्फेट बांडों पर हमला कर सकता है और उन्हें तोड़ सकता है।

एकल-फंसे आरएनए अणु का "कार्यशील" रूप, प्रोटीन की तरह, अक्सर होता है तृतीयक संरचना।तृतीयक संरचना एक अणु के भीतर हाइड्रोजन बांड के माध्यम से गठित माध्यमिक संरचना के तत्वों के आधार पर बनाई जाती है। द्वितीयक संरचना तत्व कई प्रकार के होते हैं - स्टेम-लूप, लूप और स्यूडोकोनॉट। संभावित आधार युग्मों की बड़ी संख्या के कारण, आरएनए की द्वितीयक संरचना की भविष्यवाणी करना प्रोटीन संरचनाओं की तुलना में कहीं अधिक कठिन कार्य है, लेकिन अब एमफोल्ड जैसे प्रभावी कार्यक्रम मौजूद हैं।

आरएनए अणुओं के कार्यों की उनकी द्वितीयक संरचना पर निर्भरता का एक उदाहरण आंतरिक राइबोसोम प्रवेश स्थल (आईआरईएस) है। आईआरईएस मैसेंजर आरएनए के 5" सिरे पर एक संरचना है, जो प्रोटीन संश्लेषण शुरू करने के लिए सामान्य तंत्र को दरकिनार करते हुए राइबोसोम के जुड़ाव को सुनिश्चित करता है; इसके लिए 5" सिरे पर एक विशेष संशोधित आधार (कैप) की उपस्थिति और प्रोटीन आरंभ की आवश्यकता होती है। कारक. आईआरईएस को सबसे पहले वायरल आरएनए में खोजा गया था, लेकिन इस बात के बढ़ते सबूत हैं कि सेलुलर एमआरएनए भी तनाव की स्थिति में आईआरईएस-निर्भर दीक्षा तंत्र का उपयोग करते हैं। कई प्रकार के आरएनए, उदाहरण के लिए, कोशिका में आरआरएनए और एसएनआरएनए (एसएनआरएनए) प्रोटीन के साथ कॉम्प्लेक्स के रूप में कार्य करते हैं जो आरएनए अणुओं के साथ उनके संश्लेषण या (y) नाभिक से साइटोप्लाज्म में निर्यात के बाद जुड़ते हैं। ऐसे आरएनए-प्रोटीन कॉम्प्लेक्स को राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन कॉम्प्लेक्स या कहा जाता है राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन.

मैसेंजर राइबोन्यूक्लिक एसिड (एमआरएनए, पर्यायवाची - मैसेंजर आरएनए, एमआरएनए)- आरएनए, डीएनए से प्रोटीन संश्लेषण की साइटों तक प्रोटीन की प्राथमिक संरचना के बारे में जानकारी स्थानांतरित करने के लिए जिम्मेदार है। प्रतिलेखन के दौरान डीएनए से एमआरएनए को संश्लेषित किया जाता है, जिसके बाद, इसे अनुवाद के दौरान प्रोटीन संश्लेषण के लिए एक टेम्पलेट के रूप में उपयोग किया जाता है। इस प्रकार, एमआरएनए "अभिव्यक्ति" (अभिव्यक्ति) में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
एक सामान्य परिपक्व एमआरएनए की लंबाई कई सौ से लेकर कई हजार न्यूक्लियोटाइड तक होती है। सबसे लंबे एमआरएनए (+) एसएसआरएनए युक्त वायरस में देखे गए, जैसे कि पिकोर्नवायरस, लेकिन यह याद रखना चाहिए कि इन वायरस में एमआरएनए उनका पूरा जीनोम बनाता है।

अधिकांश आरएनए प्रोटीन के लिए कोड नहीं करते हैं। ये नॉनकोडिंग आरएनए व्यक्तिगत जीन (उदाहरण के लिए, राइबोसोमल आरएनए) से प्रतिलेखित किए जा सकते हैं या इंट्रॉन से प्राप्त किए जा सकते हैं। गैर-कोडिंग आरएनए के क्लासिक, अच्छी तरह से अध्ययन किए गए प्रकार ट्रांसफर आरएनए (टीआरएनए) और आरआरएनए हैं, जो अनुवाद प्रक्रिया में शामिल होते हैं। जीन विनियमन, एमआरएनए प्रसंस्करण और अन्य भूमिकाओं के लिए जिम्मेदार आरएनए के भी वर्ग हैं। इसके अलावा, गैर-कोडिंग आरएनए अणु भी हैं जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित कर सकते हैं, जैसे कि आरएनए अणुओं को काटना और बांधना। रासायनिक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करने में सक्षम प्रोटीन के अनुरूप - एंजाइम (एंजाइम), उत्प्रेरक आरएनए अणुओं को राइबोजाइम कहा जाता है।

परिवहन (टीआरएनए)- छोटा, लगभग 80 न्यूक्लियोटाइड से युक्त, एक रूढ़िवादी तृतीयक संरचना वाले अणु। वे विशिष्ट अमीनो एसिड को राइबोसोम में पेप्टाइड बॉन्ड संश्लेषण स्थल तक पहुंचाते हैं। प्रत्येक टीआरएनए में अमीनो एसिड लगाव के लिए एक साइट और एमआरएनए कोडन की पहचान और जुड़ाव के लिए एक एंटीकोडोन होता है। एंटिकोडन कोडन के साथ हाइड्रोजन बांड बनाता है, जो टीआरएनए को ऐसी स्थिति में रखता है जो गठित पेप्टाइड के अंतिम अमीनो एसिड और टीआरएनए से जुड़े अमीनो एसिड के बीच पेप्टाइड बॉन्ड के गठन को बढ़ावा देता है।

राइबोसोमल आरएनए (आरआरएनए)- राइबोसोम का उत्प्रेरक घटक। यूकेरियोटिक राइबोसोम में चार प्रकार के आरआरएनए अणु होते हैं: 18एस, 5.8एस, 28एस और 5एस। चार में से तीन प्रकार के आरआरएनए पॉलीसोम पर संश्लेषित होते हैं। साइटोप्लाज्म में, राइबोसोमल आरएनए राइबोसोमल प्रोटीन के साथ मिलकर न्यूक्लियोप्रोटीन बनाते हैं जिन्हें राइबोसोम कहा जाता है। राइबोसोम एमआरएनए से जुड़ जाता है और प्रोटीन का संश्लेषण करता है। आरआरएनए 80% तक आरएनए बनाता है और यूकेरियोटिक कोशिका के साइटोप्लाज्म में पाया जाता है।

एक असामान्य प्रकार का आरएनए जो टीआरएनए और एमआरएनए (टीएमआरएनए) के रूप में कार्य करता है, कई बैक्टीरिया और प्लास्टिड में पाया जाता है। जब राइबोसोम बिना रुके कोडन के दोषपूर्ण एमआरएनए पर रुकता है, तो टीएमआरएनए एक छोटा पेप्टाइड जोड़ता है जो प्रोटीन को क्षरण की ओर निर्देशित करता है।

माइक्रोआरएनए (लंबाई में 21-22 न्यूक्लियोटाइड)यूकेरियोट्स में पाए जाते हैं और आरएनए हस्तक्षेप के तंत्र के माध्यम से प्रभावित करते हैं। इस मामले में, माइक्रोआरएनए और एंजाइमों का एक कॉम्प्लेक्स जीन प्रमोटर के डीएनए में न्यूक्लियोटाइड के मिथाइलेशन को जन्म दे सकता है, जो जीन गतिविधि को कम करने के लिए एक संकेत के रूप में कार्य करता है। किसी अन्य प्रकार के विनियमन का उपयोग करते समय, माइक्रोआरएनए का पूरक एमआरएनए ख़राब हो जाता है। हालाँकि, ऐसे miRNAs भी हैं जो जीन अभिव्यक्ति को कम करने के बजाय बढ़ाते हैं।

छोटा हस्तक्षेप करने वाला आरएनए (siRNA, 20-25 न्यूक्लियोटाइड)अक्सर वायरल आरएनए के दरार के परिणामस्वरूप बनते हैं, लेकिन अंतर्जात सेलुलर miRNAs भी मौजूद होते हैं। छोटे हस्तक्षेप करने वाले आरएनए भी माइक्रोआरएनए के समान तंत्र द्वारा आरएनए हस्तक्षेप के माध्यम से कार्य करते हैं।

डीएनए से तुलना

डीएनए और आरएनए के बीच तीन मुख्य अंतर हैं:

1 . डीएनए में शर्करा डीऑक्सीराइबोज होता है, आरएनए में राइबोज होता है, जिसमें डीऑक्सीराइबोज की तुलना में एक अतिरिक्त हाइड्रॉक्सिल समूह होता है। यह समूह अणु के हाइड्रोलिसिस की संभावना को बढ़ाता है, अर्थात यह आरएनए अणु की स्थिरता को कम करता है।

2. आरएनए में एडेनिन का पूरक न्यूक्लियोटाइड थाइमिन नहीं है, जैसा कि डीएनए में है, लेकिन यूरैसिल थाइमिन का अनमेथिलेटेड रूप है।

3. डीएनए एक डबल हेलिक्स के रूप में मौजूद है, जिसमें दो अलग-अलग अणु होते हैं। आरएनए अणु, औसतन, बहुत छोटे होते हैं और मुख्यतः एकल-फंसे होते हैं। जैविक रूप से सक्रिय आरएनए अणुओं के संरचनात्मक विश्लेषण, जिनमें टीआरएनए, आरआरएनए एसएनआरएनए और अन्य अणु शामिल हैं जो प्रोटीन के लिए कोड नहीं करते हैं, से पता चला है कि उनमें एक लंबा हेलिक्स नहीं होता है, बल्कि कई छोटे हेलिक्स होते हैं जो एक दूसरे के करीब स्थित होते हैं और एक के समान कुछ बनाते हैं। तृतीयक प्रोटीन संरचना. परिणामस्वरूप, आरएनए रासायनिक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित कर सकता है; उदाहरण के लिए, राइबोसोम का पेप्टाइड ट्रांसफरेज़ केंद्र, जो प्रोटीन के बीच पेप्टाइड बांड के निर्माण में शामिल होता है, पूरी तरह से आरएनए से बना होता है।

विशेषताएं विशेषताएं:

1. प्रसंस्करण

कई आरएनए अन्य आरएनए को संशोधित करने में शामिल होते हैं। इंट्रोन्स को स्प्लिसोसोम द्वारा प्रो-एमआरएनए से उत्सर्जित किया जाता है, जिसमें प्रोटीन के अलावा, कई छोटे परमाणु आरएनए (एसएनआरएनए) होते हैं। इसके अलावा, इंट्रॉन अपने स्वयं के छांटने को उत्प्रेरित कर सकते हैं। प्रतिलेखन के परिणामस्वरूप संश्लेषित आरएनए को रासायनिक रूप से संशोधित भी किया जा सकता है। यूकेरियोट्स में, आरएनए न्यूक्लियोटाइड्स के रासायनिक संशोधन, उदाहरण के लिए, उनका मिथाइलेशन, छोटे परमाणु आरएनए (एसएनआरएनए, 60-300 न्यूक्लियोटाइड्स) द्वारा किया जाता है। इस प्रकार का आरएनए न्यूक्लियोलस और काजल निकायों में स्थानीयकृत होता है। एसएनआरएनए एंजाइमों के साथ जुड़ने के बाद, एसएनआरएनए दो अणुओं के बीच आधार जोड़े बनाकर लक्ष्य आरएनए से जुड़ जाता है, और एंजाइम लक्ष्य आरएनए के न्यूक्लियोटाइड को संशोधित करते हैं। राइबोसोमल और ट्रांसफर आरएनए में ऐसे कई संशोधन होते हैं, जिनकी विशिष्ट स्थिति अक्सर विकास के दौरान संरक्षित रहती है। SnRNAs और snRNAs को स्वयं भी संशोधित किया जा सकता है।

2. प्रसारण

टीआरएनए साइटोप्लाज्म में कुछ अमीनो एसिड जोड़ता है और इसे एमआरएनए पर प्रोटीन संश्लेषण की साइट पर भेजा जाता है जहां यह एक कोडन से बंधता है और एक अमीनो एसिड देता है जिसका उपयोग प्रोटीन संश्लेषण के लिए किया जाता है।

3. सूचना समारोह

कुछ वायरस में, आरएनए वही कार्य करता है जो डीएनए यूकेरियोट्स में करता है। इसके अलावा, एक सूचनात्मक कार्य mRNA द्वारा किया जाता है, जो प्रोटीन के बारे में जानकारी देता है और इसके संश्लेषण का स्थल है।

4. जीन विनियमन

कुछ प्रकार के आरएनए अपनी गतिविधि को बढ़ाकर या घटाकर जीन विनियमन में शामिल होते हैं। ये तथाकथित miRNAs (छोटे हस्तक्षेप करने वाले RNA) और माइक्रोRNAs हैं।

5. उत्प्रेरकसमारोह

तथाकथित एंजाइम हैं जो आरएनए से संबंधित हैं, उन्हें राइबोजाइम कहा जाता है। ये एंजाइम अलग-अलग कार्य करते हैं और इनकी एक अनूठी संरचना होती है।

आरएनए के प्रकार

डीएनए के विपरीत आरएनए अणु, एकल-फंसे हुए ढांचे हैं। आरएनए की संरचना डीएनए के समान है: आधार एक चीनी-फॉस्फेट रीढ़ द्वारा बनता है, जिससे नाइट्रोजनस आधार जुड़े होते हैं।

चावल। 5.16. डीएनए और आरएनए की संरचना

रासायनिक संरचना में अंतर इस प्रकार हैं: डीएनए में मौजूद डीऑक्सीराइबोज़ को एक राइबोज़ अणु द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, और थाइमिन को एक अन्य पाइरीमिडीन - यूरैसिल द्वारा दर्शाया जाता है। (चित्र 5.16, 5.18)।

उनके द्वारा किए जाने वाले कार्यों के आधार पर, आरएनए अणुओं को तीन मुख्य प्रकारों में विभाजित किया जाता है: सूचना, या मैट्रिक्स (एमआरएनए), ट्रांसपोर्ट (टीआरएनए) और राइबोसोमल (आरआरएनए)।

यूकेरियोटिक कोशिकाओं के केन्द्रक में चौथे प्रकार का RNA होता है - विषम परमाणु आरएनए (एचएनआरएनए),जो संबंधित डीएनए की एक सटीक प्रतिलिपि है।

आरएनए के कार्य

एमआरएनए डीएनए से राइबोसोम तक प्रोटीन की संरचना के बारे में जानकारी ले जाते हैं (यानी, वे प्रोटीन संश्लेषण के लिए एक मैट्रिक्स हैं;

टीआरएनए अमीनो एसिड को राइबोसोम में स्थानांतरित करते हैं; इस स्थानांतरण की विशिष्टता इस तथ्य से सुनिश्चित होती है कि 20 अमीनो एसिड के अनुरूप 20 प्रकार के टीआरएनए होते हैं (चित्र 5.17);

आरआरएनए राइबोसोम में प्रोटीन के साथ एक कॉम्प्लेक्स बनाता है, जिसमें प्रोटीन संश्लेषण होता है;

एचएनआरएनए डीएनए का एक सटीक प्रतिलेख है, जो विशिष्ट परिवर्तनों से गुजरते हुए, परिपक्व एमआरएनए में परिवर्तित (परिपक्व) हो जाता है।

आरएनए अणु डीएनए अणुओं की तुलना में बहुत छोटे होते हैं। सबसे छोटा tRNA है, जिसमें 75 न्यूक्लियोटाइड होते हैं।

चावल। 5.17. स्थानांतरण आरएनए की संरचना

चावल। 5.18. डीएनए और आरएनए की तुलना

जीन की संरचना के बारे में आधुनिक विचार। यूकेरियोट्स में इंट्रॉन-एक्सॉन संरचना

आनुवंशिकता की प्राथमिक इकाई है जीन. शब्द "जीन" का प्रस्ताव 1909 में वी. जोहान्सन द्वारा आनुवंशिकता की भौतिक इकाई को निर्दिष्ट करने के लिए किया गया था, जिसे जी. मेंडल द्वारा पहचाना गया था।

अमेरिकी आनुवंशिकीविद् जे. बीडल और ई. टैटम के काम के बाद, जीनोम को डीएनए अणु का एक खंड कहा जाने लगा जो एक प्रोटीन के संश्लेषण को एन्कोड करता है।

आधुनिक अवधारणाओं के अनुसार, एक जीन को डीएनए अणु के एक भाग के रूप में माना जाता है जो न्यूक्लियोटाइड के एक विशिष्ट अनुक्रम की विशेषता रखता है जो एक प्रोटीन की पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के अमीनो एसिड अनुक्रम या एक कार्यशील आरएनए अणु (टीआरएनए, आरआरएनए) के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को निर्धारित करता है। .

आधारों के अपेक्षाकृत छोटे कोडिंग अनुक्रम (एक्सॉन)वे लंबे गैर-कोडिंग अनुक्रमों के साथ वैकल्पिक होते हैं - इंट्रोन्स,जो काटे गए हैं ( स्प्लिसिंग) एमआरएनए परिपक्वता की प्रक्रिया में ( प्रसंस्करण) और प्रसारण प्रक्रिया में भाग न लें (चित्र 5.19)।

मानव जीन का आकार कई दसियों न्यूक्लियोटाइड जोड़े (बीपी) से लेकर कई हजारों और यहां तक ​​कि लाखों बीपी तक हो सकता है। इस प्रकार, सबसे छोटे ज्ञात जीन में केवल 21 बीपी होता है, और सबसे बड़े जीन में से एक का आकार 2.6 मिलियन बीपी से अधिक होता है।

चावल। 5.19. यूकेरियोटिक डीएनए की संरचना

प्रतिलेखन समाप्त होने के बाद, सभी आरएनए प्रजातियां आरएनए परिपक्वता से गुजरती हैं - प्रसंस्करण.यह प्रस्तुत है स्प्लिसिंगडीएनए के पुराने अनुक्रमों के अनुरूप आरएनए अणु के वर्गों को हटाने की प्रक्रिया है। परिपक्व एमआरएनए साइटोप्लाज्म में प्रवेश करता है और प्रोटीन संश्लेषण के लिए मैट्रिक्स बन जाता है, अर्थात। डीएनए से राइबोसोम तक प्रोटीन संरचना के बारे में जानकारी पहुंचाता है (चित्र 5.19, 5.20)।

आरआरएनए में न्यूक्लियोटाइड का क्रम सभी जीवों में समान होता है। सभी आरआरएनए साइटोप्लाज्म में स्थित होते हैं, जहां यह प्रोटीन के साथ एक कॉम्प्लेक्स बनाते हैं, जिससे राइबोसोम बनता है।

राइबोसोम पर, एमआरएनए की संरचना में एन्क्रिप्ट की गई जानकारी का अनुवाद किया जाता है ( प्रसारण) अमीनो एसिड अनुक्रम में, यानी प्रोटीन संश्लेषण होता है।

चावल। 5.20. स्प्लिसिंग

5.6. व्यावहारिक कार्य

कार्य स्वयं पूरा करें। तालिका 5.1 भरें. डीएनए और आरएनए की संरचना, गुणों और कार्यों की तुलना करें

तालिका 5.1.

डीएनए और आरएनए की तुलना

परीक्षण प्रश्न

1. आरएनए अणु में नाइट्रोजनस आधार होते हैं:

2. एटीपी अणु में शामिल हैं:

ए) एडेनिन, डीऑक्सीराइबोज़ और तीन फॉस्फोरिक एसिड अवशेष

बी) एडेनिन, राइबोस और तीन फॉस्फोरिक एसिड अवशेष

ग) एडेनोसिन, राइबोस और तीन फॉस्फोरिक एसिड अवशेष

डी) एडेनोसिन, डीऑक्सीराइबोज़ और तीन फॉस्फोरिक एसिड अवशेष।

3. किसी कोशिका में आनुवंशिकता के संरक्षक डीएनए अणु होते हैं, क्योंकि वे जानकारी को कूटबद्ध करते हैं

ए) पॉलीसेकेराइड की संरचना

बी) लिपिड अणुओं की संरचना

ग) प्रोटीन अणुओं की प्राथमिक संरचना

घ) अमीनो एसिड की संरचना

4. न्यूक्लिक एसिड अणु वंशानुगत जानकारी प्रदान करने के कार्यान्वयन में भाग लेते हैं

ए) कार्बोहाइड्रेट का संश्लेषण

बी) प्रोटीन ऑक्सीकरण

ग) कार्बोहाइड्रेट का ऑक्सीकरण

घ) प्रोटीन संश्लेषण

5. एमआरएनए अणुओं की मदद से वंशानुगत जानकारी प्रसारित होती है

a) केन्द्रक से माइटोकॉन्ड्रिया तक

b) एक कोशिका से दूसरी कोशिका में

ग) केन्द्रक से राइबोसोम तक

घ) माता-पिता से संतान तक

6. डीएनए अणु

ए) प्रोटीन की संरचना के बारे में जानकारी राइबोसोम में स्थानांतरित करना

बी) प्रोटीन की संरचना के बारे में जानकारी को साइटोप्लाज्म में स्थानांतरित करना

ग) राइबोसोम को अमीनो एसिड पहुँचाना

घ) प्रोटीन की प्राथमिक संरचना के बारे में वंशानुगत जानकारी होती है

7. कोशिकाओं में राइबोन्यूक्लिक एसिड शामिल होते हैं

ए) वंशानुगत जानकारी का भंडारण

बी) वसा चयापचय का विनियमन

ग) कार्बोहाइड्रेट का निर्माण

घ) प्रोटीन जैवसंश्लेषण

8. कौन सा न्यूक्लिक एसिड डबल-स्ट्रैंडेड अणु के रूप में हो सकता है

9. एक डीएनए अणु और एक प्रोटीन से मिलकर बनता है

ए) सूक्ष्मनलिकाएं

बी) प्लाज्मा झिल्ली

ग) न्यूक्लियोलस

डी) क्रोमोसोम ए

10. जीवीय विशेषताओं का निर्माण अणुओं पर निर्भर करता है

बी) प्रोटीन

11. डीएनए अणुओं में, प्रोटीन अणुओं के विपरीत, क्षमता होती है

ए) एक सर्पिल बनाएं

बी) एक तृतीयक संरचना बनाते हैं

ग) स्व-डबल

घ) एक चतुर्धातुक संरचना बनाएं

12. अपना खुद का DNA होता है

ए) गोल्गी कॉम्प्लेक्स

बी) लाइसोसोम

ग) एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम

घ) माइटोकॉन्ड्रिया

13. किसी जीव की विशेषताओं के बारे में वंशानुगत जानकारी अणुओं में केंद्रित होती है

ग) प्रोटीन

घ) पॉलीसेकेराइड

14. डीएनए अणु आनुवंशिकता के भौतिक आधार का प्रतिनिधित्व करते हैं, क्योंकि वे अणुओं की संरचना के बारे में जानकारी को कूटबद्ध करते हैं

ए) पॉलीसेकेराइड

बी) प्रोटीन

ग) लिपिड

घ) अमीनो एसिड

15. डीएनए अणु में पॉलीन्यूक्लियोटाइड स्ट्रैंड्स बीच के बंधन के कारण एक साथ जुड़े रहते हैं

ए) पूरक नाइट्रोजनस आधार

बी) फॉस्फोरिक एसिड अवशेष

ग) अमीनो एसिड

घ) कार्बोहाइड्रेट

16. इसमें प्रोटीन के साथ संयुक्त एक न्यूक्लिक एसिड अणु होता है

ए) क्लोरोप्लास्ट

बी) गुणसूत्र

घ) माइटोकॉन्ड्रिया

17. कोशिका में प्रत्येक अमीनो एसिड कोडित होता है

ए) एक त्रिक

बी) कई त्रिक

ग) एक या अधिक त्रिक

घ) एक न्यूक्लियोटाइड

18. DNA अणु के अपनी ही तरह के प्रजनन के गुण के कारण

a) जीव का अपने पर्यावरण के प्रति अनुकूलन बनता है

बी) प्रजातियों के व्यक्तियों में संशोधन होते हैं

ग) जीन के नए संयोजन प्रकट होते हैं

घ) मातृ कोशिका से पुत्री कोशिकाओं में वंशानुगत जानकारी का स्थानांतरण होता है

19. कोशिका में प्रत्येक अणु तीन न्यूक्लियोटाइड के एक निश्चित अनुक्रम द्वारा एन्क्रिप्ट किया गया है

ए) अमीनो एसिड

बी) ग्लूकोज

ग) स्टार्च

घ) ग्लिसरॉल

20. कोशिका में DNA अणु कहाँ पाए जाते हैं?

a) नाभिक, माइटोकॉन्ड्रिया और प्लास्टिड में

बी) राइबोसोम और गोल्गी कॉम्प्लेक्स में

ग) साइटोप्लाज्मिक झिल्ली में

d) लाइसोसोम, राइबोसोम, रिक्तिका में

21. पादप कोशिकाओं में tRNA

a) वंशानुगत जानकारी संग्रहीत करता है

बी) एमआरएनए पर प्रतिकृति बनाता है

ग) डीएनए प्रतिकृति सुनिश्चित करता है

d) अमीनो एसिड को राइबोसोम में स्थानांतरित करता है

22. आरएनए अणु में नाइट्रोजनस आधार होते हैं:

ए) एडेनिन, गुआनिन, यूरैसिल, साइटोसिन

बी) साइटोसिन, गुआनिन, एडेनिन, थाइमिन

ग) थाइमिन, यूरैसिल, एडेनिन, गुआनिन

घ) एडेनिन, यूरैसिल, थाइमिन, साइटोसिन।

23. न्यूक्लिक एसिड अणुओं के मोनोमर्स हैं:

ए) न्यूक्लियोसाइड्स

बी) न्यूक्लियोटाइड्स

ग) पॉलीन्यूक्लियोटाइड्स

घ) नाइट्रोजनी आधार।

24. डीएनए और आरएनए अणुओं के मोनोमर्स की संरचना सामग्री में एक दूसरे से भिन्न होती है:

क) चीनी

बी) नाइट्रोजनस आधार

ग) शर्करा और नाइट्रोजनस आधार

डी) चीनी, नाइट्रोजनस आधार और फॉस्फोरिक एसिड अवशेष।

25. कोशिका में DNA होता है:

बी) केन्द्रक और साइटोप्लाज्म

ग) केन्द्रक, साइटोप्लाज्म और माइटोकॉन्ड्रिया

घ) केन्द्रक, माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट।

शाही सेना- एक बहुलक जिसके मोनोमर्स होते हैं राइबोन्यूक्लियोटाइड्स. डीएनए के विपरीत, आरएनए दो से नहीं, बल्कि एक पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला से बनता है (इस अपवाद के साथ कि कुछ आरएनए युक्त वायरस में डबल-स्ट्रैंडेड आरएनए होता है)। आरएनए न्यूक्लियोटाइड एक दूसरे के साथ हाइड्रोजन बांड बनाने में सक्षम हैं। आरएनए श्रृंखलाएं डीएनए श्रृंखलाओं की तुलना में बहुत छोटी होती हैं।

आरएनए मोनोमर - न्यूक्लियोटाइड (राइबोन्यूक्लियोटाइड)- इसमें तीन पदार्थों के अवशेष होते हैं: 1) एक नाइट्रोजनस बेस, 2) एक पांच-कार्बन मोनोसेकेराइड (पेंटोस) और 3) फॉस्फोरिक एसिड। आरएनए के नाइट्रोजनस आधार भी पाइरीमिडीन और प्यूरीन के वर्गों से संबंधित हैं।

आरएनए के पाइरीमिडीन आधार यूरैसिल, साइटोसिन हैं, और प्यूरीन आधार एडेनिन और गुआनिन हैं। आरएनए न्यूक्लियोटाइड मोनोसैकेराइड राइबोज है।

प्रमुखता से दिखाना आरएनए के तीन प्रकार: 1) सूचना(संदेशवाहक) आरएनए - एमआरएनए (एमआरएनए), 2) परिवहनआरएनए - टीआरएनए, 3) राइबोसोमलआरएनए - आरआरएनए।

सभी प्रकार के आरएनए अशाखित पॉलीन्यूक्लियोटाइड हैं, एक विशिष्ट स्थानिक संरचना रखते हैं और प्रोटीन संश्लेषण की प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं। सभी प्रकार के आरएनए की संरचना के बारे में जानकारी डीएनए में संग्रहीत होती है। डीएनए टेम्पलेट पर आरएनए को संश्लेषित करने की प्रक्रिया को प्रतिलेखन कहा जाता है।

आरएनए स्थानांतरित करेंआमतौर पर 76 (75 से 95 तक) न्यूक्लियोटाइड होते हैं; आणविक भार - 25,000-30,000। tRNA कोशिका में कुल RNA सामग्री का लगभग 10% होता है। टीआरएनए के कार्य: 1) अमीनो एसिड का प्रोटीन संश्लेषण स्थल तक, राइबोसोम तक परिवहन, 2) ट्रांसलेशनल मध्यस्थ। एक कोशिका में लगभग 40 प्रकार के टीआरएनए पाए जाते हैं, उनमें से प्रत्येक में एक अद्वितीय न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम होता है। हालाँकि, सभी tRNA में कई इंट्रामोल्युलर पूरक क्षेत्र होते हैं, जिसके कारण tRNA एक तिपतिया घास-पत्ती जैसी संरचना प्राप्त कर लेते हैं। किसी भी टीआरएनए में राइबोसोम (1) के संपर्क के लिए एक लूप, एक एंटिकोडन लूप (2), एंजाइम (3) के संपर्क के लिए एक लूप, एक स्वीकर्ता स्टेम (4), और एक एंटिकोडन (5) होता है। अमीनो एसिड को स्वीकर्ता तने के 3" सिरे पर जोड़ा जाता है। anticodon- तीन न्यूक्लियोटाइड जो एमआरएनए कोडन की "पहचान" करते हैं। इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि एक विशिष्ट टीआरएनए अपने एंटिकोडन के अनुरूप कड़ाई से परिभाषित अमीनो एसिड का परिवहन कर सकता है। अमीनो एसिड और टीआरएनए के बीच संबंध की विशिष्टता एंजाइम अमीनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेज़ के गुणों के कारण प्राप्त होती है।

राइबोसोमल आरएनए 3000-5000 न्यूक्लियोटाइड होते हैं; आणविक भार - 1,000,000-1,500,000। आरआरएनए कोशिका में कुल आरएनए सामग्री का 80-85% है। राइबोसोमल प्रोटीन के साथ संयोजन में, आरआरएनए राइबोसोम बनाता है - ऑर्गेनेल जो प्रोटीन संश्लेषण करते हैं। यूकेरियोटिक कोशिकाओं में, आरआरएनए संश्लेषण न्यूक्लियोली में होता है। आरआरएनए के कार्य: 1) राइबोसोम का एक आवश्यक संरचनात्मक घटक और, इस प्रकार, राइबोसोम के कामकाज को सुनिश्चित करना; 2) राइबोसोम और टीआरएनए की परस्पर क्रिया सुनिश्चित करना; 3) राइबोसोम का प्रारंभिक बंधन और एमआरएनए के आरंभकर्ता कोडन और रीडिंग फ्रेम का निर्धारण, 4) राइबोसोम के सक्रिय केंद्र का गठन।

मैसेंजर आरएनएन्यूक्लियोटाइड सामग्री और आणविक भार में भिन्नता (50,000 से 4,000,000 तक)। कोशिका में कुल आरएनए सामग्री का 5% तक एमआरएनए होता है। एमआरएनए के कार्य: 1) डीएनए से राइबोसोम में आनुवंशिक जानकारी का स्थानांतरण, 2) प्रोटीन अणु के संश्लेषण के लिए मैट्रिक्स, 3) प्रोटीन अणु की प्राथमिक संरचना के अमीनो एसिड अनुक्रम का निर्धारण।

काम का अंत -

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एटीपी न्यूक्लिक एसिड की संरचना और कार्य

न्यूक्लिक एसिड में अत्यधिक पॉलिमरिक यौगिक शामिल होते हैं जो हाइड्रोलिसिस के दौरान प्यूरीन और पाइरीमिडीन बेस, पेंटोस और फॉस्फोरिक में विघटित होते हैं। सेल सिद्धांत सेल के प्रकार। यूकेरियोटिक सेल संरचना और ऑर्गेनेल के कार्य।

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डीएनए की संरचना और कार्य
डीएनए एक बहुलक है जिसके मोनोमर्स डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड्स हैं। डबल हेलिक्स के रूप में डीएनए अणु की स्थानिक संरचना का एक मॉडल 1953 में जे. वाटसन और एफ द्वारा प्रस्तावित किया गया था।

डीएनए प्रतिकृति (दोहराव)
डीएनए प्रतिकृति स्व-दोहराव की एक प्रक्रिया है, जो डीएनए अणु की मुख्य संपत्ति है। प्रतिकृति मैट्रिक्स संश्लेषण प्रतिक्रियाओं की श्रेणी से संबंधित है और एंजाइमों की भागीदारी के साथ होती है। एंजाइम के प्रभाव में

एटीपी की संरचना और कार्य
एडेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड (एटीपी) जीवित कोशिकाओं में एक सार्वभौमिक स्रोत और मुख्य ऊर्जा संचयक है। एटीपी सभी पौधों और जानवरों की कोशिकाओं में पाया जाता है। माध्यम में एटीपी की मात्रा

कोशिका सिद्धांत का निर्माण और बुनियादी सिद्धांत
कोशिका सिद्धांत सबसे महत्वपूर्ण जैविक सामान्यीकरण है, जिसके अनुसार सभी जीवित जीव कोशिकाओं से बने होते हैं। माइक्रोस्कोप के आविष्कार के बाद कोशिकाओं का अध्ययन संभव हो गया। पहला

सेलुलर संगठन के प्रकार
कोशिकीय संगठन दो प्रकार के होते हैं: 1) प्रोकैरियोटिक, 2) यूकेरियोटिक। दोनों प्रकार की कोशिकाओं में जो सामान्य बात है वह यह है कि कोशिकाएँ झिल्ली द्वारा सीमित होती हैं, आंतरिक सामग्री को साइटोप द्वारा दर्शाया जाता है

अन्तः प्रदव्ययी जलिका
एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (ईआर), या एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (ईआर), एक एकल-झिल्ली अंग है। यह झिल्लियों की एक प्रणाली है जो "कुंड" और चैनल बनाती है

गॉल्जीकाय
गोल्गी उपकरण, या गोल्गी कॉम्प्लेक्स, एक एकल-झिल्ली अंग है। इसमें चौड़े किनारों वाले चपटे "कुंड" के ढेर होते हैं। इनके साथ संबद्ध है चाक प्रणाली

लाइसोसोम
लाइसोसोम एकल-झिल्ली अंगक हैं। वे छोटे बुलबुले (0.2 से 0.8 माइक्रोन तक व्यास) होते हैं जिनमें हाइड्रोलाइटिक एंजाइमों का एक सेट होता है। एंजाइमों का संश्लेषण खुरदरेपन पर होता है

रिक्तिकाएं
रिक्तिकाएं एकल-झिल्ली अंग हैं जो कार्बनिक और अकार्बनिक पदार्थों के जलीय घोल से भरे "कंटेनर" हैं। ईपीएस रिक्तिकाओं के निर्माण में भाग लेते हैं

माइटोकॉन्ड्रिया
माइटोकॉन्ड्रिया की संरचना: 1 - बाहरी झिल्ली; 2 - आंतरिक झिल्ली; 3 - मैट्रिक्स; 4

प्लास्टिड
प्लास्टिड्स की संरचना: 1 - बाहरी झिल्ली; 2 - आंतरिक झिल्ली; 3 - स्ट्रोमा; 4 - थायलाकोइड; 5

राइबोसोम
राइबोसोम की संरचना: 1 - बड़ी उपइकाई; 2 - छोटी उपइकाई. रिबोस

cytoskeleton
साइटोस्केलेटन का निर्माण सूक्ष्मनलिकाएं और माइक्रोफिलामेंट्स द्वारा होता है। सूक्ष्मनलिकाएं बेलनाकार, अशाखित संरचनाएं हैं। सूक्ष्मनलिकाएं की लंबाई 100 µm से 1 मिमी तक होती है, व्यास होता है

कोशिका केंद्र
कोशिका केंद्र में दो सेंट्रीओल्स और एक सेंट्रोस्फियर शामिल होते हैं। सेंट्रीओल एक सिलेंडर है, जिसकी दीवार टी के नौ समूहों द्वारा बनाई गई है

आंदोलन के संगठन
सभी कोशिकाओं में मौजूद नहीं है. गति के अंगों में सिलिया (सिलिअट्स, श्वसन पथ उपकला), फ्लैगेल्ला (फ्लैगेलेट्स, स्पर्मेटोजोआ), स्यूडोपोड्स (राइजोपोड्स, ल्यूकोसाइट्स), मायोफाइबर शामिल हैं

नाभिक की संरचना एवं कार्य
एक नियम के रूप में, एक यूकेरियोटिक कोशिका में एक केन्द्रक होता है, लेकिन बिन्यूक्लिएट (सिलिअट्स) और बहुकेंद्रकीय कोशिकाएं (ओपेलिन) भी होती हैं। कुछ अत्यधिक विशिष्ट कोशिकाएँ गौण होती हैं

गुणसूत्रों
क्रोमोसोम साइटोलॉजिकल रॉड के आकार की संरचनाएं हैं जो संघनित का प्रतिनिधित्व करती हैं

उपापचय
चयापचय जीवित जीवों का सबसे महत्वपूर्ण गुण है। शरीर में होने वाली चयापचय प्रतिक्रियाओं के समूह को चयापचय कहा जाता है। चयापचय में पी शामिल है

प्रोटीन जैवसंश्लेषण
प्रोटीन जैवसंश्लेषण उपचय की सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रिया है। कोशिकाओं और जीवों की सभी विशेषताएँ, गुण और कार्य अंततः प्रोटीन द्वारा निर्धारित होते हैं। गिलहरियाँ अल्पायु होती हैं, उनका जीवनकाल सीमित होता है

आनुवंशिक कोड और उसके गुण
जेनेटिक कोड डीएनए या आरएनए के न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम द्वारा पॉलीपेप्टाइड में अमीनो एसिड के अनुक्रम के बारे में जानकारी दर्ज करने की एक प्रणाली है। फिलहाल इसी रिकॉर्डिंग सिस्टम पर विचार किया जा रहा है

टेम्पलेट संश्लेषण प्रतिक्रियाएँ
यह जीवित जीवों की कोशिकाओं में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक विशेष श्रेणी है। इन प्रतिक्रियाओं के दौरान, बहुलक अणुओं को अन्य बहुलक अणुओं की संरचना में निहित योजना के अनुसार संश्लेषित किया जाता है

यूकेरियोटिक जीन संरचना
जीन एक डीएनए अणु का एक खंड है जो पॉलीपेप्टाइड में अमीनो एसिड के प्राथमिक अनुक्रम या परिवहन और राइबोसोमल आरएनए अणुओं में न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम को एन्कोड करता है। डीएनए एक

यूकेरियोट्स में प्रतिलेखन
प्रतिलेखन एक डीएनए टेम्पलेट पर आरएनए का संश्लेषण है। एंजाइम आरएनए पोलीमरेज़ द्वारा किया जाता है। आरएनए पोलीमरेज़ केवल एक प्रमोटर से जुड़ सकता है जो टेम्पलेट डीएनए स्ट्रैंड के 3" छोर पर स्थित है

प्रसारण
अनुवाद एक एमआरएनए मैट्रिक्स पर एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला का संश्लेषण है। अनुवाद सुनिश्चित करने वाले अंग राइबोसोम हैं। यूकेरियोट्स में, राइबोसोम कुछ अंगों में पाए जाते हैं - माइटोकॉन्ड्रिया और प्लास्टिड्स (7)

समसूत्री चक्र. पिंजरे का बँटवारा
माइटोसिस यूकेरियोटिक कोशिकाओं के विभाजन की मुख्य विधि है, जिसमें वंशानुगत सामग्री को पहले दोहराया जाता है और फिर बेटी कोशिकाओं के बीच समान रूप से वितरित किया जाता है

उत्परिवर्तन
उत्परिवर्तन अपने संगठन के विभिन्न स्तरों पर वंशानुगत सामग्री की संरचना में लगातार, अचानक परिवर्तन होते हैं, जिससे जीव की कुछ विशेषताओं में परिवर्तन होता है।

जीन उत्परिवर्तन
जीन उत्परिवर्तन जीन की संरचना में परिवर्तन हैं। चूंकि जीन डीएनए अणु का एक खंड है, इसलिए जीन उत्परिवर्तन इस खंड की न्यूक्लियोटाइड संरचना में परिवर्तन का प्रतिनिधित्व करता है

गुणसूत्र उत्परिवर्तन
ये गुणसूत्रों की संरचना में परिवर्तन हैं। पुनर्व्यवस्था एक गुणसूत्र के भीतर - इंट्राक्रोमोसोमल उत्परिवर्तन (विलोपन, व्युत्क्रम, दोहराव, सम्मिलन), और गुणसूत्रों के बीच - दोनों में की जा सकती है।

जीनोमिक उत्परिवर्तन
जीनोमिक उत्परिवर्तन गुणसूत्रों की संख्या में परिवर्तन है। जीनोमिक उत्परिवर्तन माइटोसिस या अर्धसूत्रीविभाजन के सामान्य पाठ्यक्रम में व्यवधान के परिणामस्वरूप होते हैं। हाप्लोइडी - वाई

आरएनए के कार्य राइबोन्यूक्लिक एसिड के प्रकार के आधार पर भिन्न होते हैं।

1) मैसेंजर आरएनए (आई-आरएनए)।

2) राइबोसोमल आरएनए (आर-आरएनए)।

3) स्थानांतरण आरएनए (टीआरएनए)।

4) लघु (छोटे) आरएनए। ये आरएनए अणु होते हैं, अक्सर छोटे आणविक भार के साथ, कोशिका के विभिन्न भागों (झिल्ली, साइटोप्लाज्म, ऑर्गेनेल, नाभिक, आदि) में स्थित होते हैं। उनकी भूमिका पूरी तरह समझ में नहीं आती. यह सिद्ध हो चुका है कि वे राइबोसोमल आरएनए की परिपक्वता में मदद कर सकते हैं, कोशिका झिल्ली में प्रोटीन के स्थानांतरण में भाग ले सकते हैं, डीएनए अणुओं के पुनर्विकास को बढ़ावा दे सकते हैं, आदि।

5) राइबोजाइम। आरएनए का एक हाल ही में पहचाना गया प्रकार जो एक एंजाइम (उत्प्रेरक) के रूप में सेलुलर एंजाइमेटिक प्रक्रियाओं में सक्रिय भाग लेता है।

6) वायरल आरएनए। किसी भी वायरस में केवल एक प्रकार का न्यूक्लिक एसिड हो सकता है: या तो डीएनए या आरएनए। तदनुसार, आरएनए अणु वाले वायरस को आरएनए युक्त वायरस कहा जाता है। जब इस प्रकार का वायरस किसी कोशिका में प्रवेश करता है, तो रिवर्स ट्रांसक्रिप्शन (आरएनए पर आधारित नए डीएनए का निर्माण) की प्रक्रिया हो सकती है, और वायरस का नवगठित डीएनए कोशिका के जीनोम में एकीकृत हो जाता है और अस्तित्व और प्रजनन सुनिश्चित करता है। रोगज़नक़ का. दूसरा परिदृश्य आने वाले वायरल आरएनए के मैट्रिक्स पर पूरक आरएनए का गठन है। इस मामले में, नए वायरल प्रोटीन का निर्माण, वायरस की महत्वपूर्ण गतिविधि और प्रजनन डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड की भागीदारी के बिना केवल वायरल आरएनए पर दर्ज आनुवंशिक जानकारी के आधार पर होता है। राइबोन्यूक्लिक एसिड. आरएनए, संरचना, संरचनाएं, प्रकार, भूमिका। जेनेटिक कोड। आनुवंशिक जानकारी के संचरण के तंत्र। प्रतिकृति। प्रतिलिपि

राइबोसोमल आरएनए.

आरआरएनए एक कोशिका में कुल आरएनए का 90% हिस्सा होता है और इसकी विशेषता चयापचय स्थिरता है। प्रोकैरियोट्स में, 23एस, 16एस और 5एस के अवसादन गुणांक के साथ तीन अलग-अलग प्रकार के आरआरएनए होते हैं; यूकेरियोट्स के चार प्रकार होते हैं: -28S, 18S,5S और 5,8S।

इस प्रकार के आरएनए राइबोसोम में स्थानीयकृत होते हैं और राइबोसोमल प्रोटीन के साथ विशिष्ट अंतःक्रिया में भाग लेते हैं।

राइबोसोमल आरएनए एक घुमावदार एकल स्ट्रैंड से जुड़े डबल-स्ट्रैंडेड क्षेत्रों के रूप में एक माध्यमिक संरचना का रूप रखते हैं। राइबोसोमल प्रोटीन मुख्य रूप से अणु के एकल-फंसे क्षेत्रों से जुड़े होते हैं।

आरआरएनए को संशोधित आधारों की उपस्थिति की विशेषता है, लेकिन टीआरएनए की तुलना में काफी कम मात्रा में। आरआरएनए में मुख्य रूप से मिथाइलेटेड न्यूक्लियोटाइड होते हैं, मिथाइल समूह या तो आधार से या राइबोस के 2/-ओएच समूह से जुड़े होते हैं।

आरएनए स्थानांतरण.

टीआरएनए अणु एक एकल श्रृंखला है जिसमें 70-90 न्यूक्लियोटाइड होते हैं, जिनका आणविक भार 23000-28000 और अवसादन स्थिरांक 4S होता है। सेलुलर आरएनए में, स्थानांतरण आरएनए 10-20% बनता है। टीआरएनए अणुओं में एक विशिष्ट अमीनो एसिड से सहसंयोजक रूप से जुड़ने और एमआरएनए अणु के न्यूक्लियोटाइड ट्रिपलेट्स में से एक के साथ हाइड्रोजन बांड की एक प्रणाली के माध्यम से जुड़ने की क्षमता होती है। इस प्रकार, टीआरएनए एक अमीनो एसिड और संबंधित एमआरएनए कोडन के बीच एक कोड पत्राचार लागू करते हैं। एडॉप्टर फ़ंक्शन करने के लिए, tRNA में एक अच्छी तरह से परिभाषित माध्यमिक और तृतीयक संरचना होनी चाहिए।

प्रत्येक टीआरएनए अणु में एक निरंतर माध्यमिक संरचना होती है, इसमें दो-आयामी क्लोवरलीफ़ का आकार होता है और इसमें एक ही श्रृंखला के न्यूक्लियोटाइड द्वारा गठित पेचदार क्षेत्र होते हैं, और उनके बीच स्थित एकल-फंसे हुए लूप होते हैं। पेचदार क्षेत्रों की संख्या अणु के आधे तक पहुँच जाती है। अयुग्मित अनुक्रम विशिष्ट संरचनात्मक तत्व (शाखाएँ) बनाते हैं जिनकी विशिष्ट शाखाएँ होती हैं:

ए) स्वीकर्ता स्टेम, जिसके 3/-ओएच सिरे पर ज्यादातर मामलों में सीसीए ट्रिपलेट होता है। संबंधित अमीनो एसिड को एक विशिष्ट एंजाइम का उपयोग करके टर्मिनल एडेनोसिन के कार्बोक्सिल समूह में जोड़ा जाता है;

बी) स्यूडोरिडीन या टी सी-लूप, अनिवार्य अनुक्रम 5/-टी सीजी-3/ के साथ सात न्यूक्लियोटाइड से युक्त होता है, जिसमें स्यूडोरिडीन होता है; यह माना जाता है कि टीसी लूप का उपयोग टीआरएनए को राइबोसोम से बांधने के लिए किया जाता है;

बी) एक अतिरिक्त लूप - विभिन्न टीआरएनए में आकार और संरचना में भिन्न;

डी) एंटिकोडन लूप में सात न्यूक्लियोटाइड होते हैं और इसमें तीन आधारों (एंटिकोडोन) का एक समूह होता है, जो एमआरएनए अणु में ट्रिपलेट (कोडन) का पूरक होता है;

डी) डायहाइड्रॉरिडिल लूप (डी-लूप), जिसमें 8-12 न्यूक्लियोटाइड होते हैं और एक से चार डायहाइड्रॉरिडिल अवशेष होते हैं; माना जाता है कि डी-लूप का उपयोग टीआरएनए को एक विशिष्ट एंजाइम (एमिनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेज़) से बांधने के लिए किया जाता है।

टीआरएनए अणुओं की तृतीयक पैकिंग बहुत कॉम्पैक्ट और एल-आकार की होती है। ऐसी संरचना का कोना एक डायहाइड्रॉरिडीन अवशेष और एक टी सी लूप द्वारा बनता है, लंबा पैर एक स्वीकर्ता स्टेम और एक टी सी लूप बनाता है, और छोटा पैर एक डी लूप और एक एंटिकोडन लूप बनाता है।

पॉलीवलेंट धनायन (एमजी 2+, पॉलीमाइन्स), साथ ही आधारों और फॉस्फोडाइस्टर रीढ़ की हड्डी के बीच हाइड्रोजन बंधन, टीआरएनए की तृतीयक संरचना के स्थिरीकरण में भाग लेते हैं।

टीआरएनए अणु की जटिल स्थानिक व्यवस्था प्रोटीन और अन्य न्यूक्लिक एसिड (आरआरएनए) दोनों के साथ कई अत्यधिक विशिष्ट इंटरैक्शन के कारण होती है।

स्थानांतरण आरएनए अपने छोटे आधारों की उच्च सामग्री में अन्य प्रकार के आरएनए से भिन्न होता है - प्रति अणु औसतन 10-12 आधार, लेकिन जैसे-जैसे जीव विकासवादी सीढ़ी पर आगे बढ़ते हैं, उनकी और टीआरएनए की कुल संख्या बढ़ जाती है। टीआरएनए में विभिन्न मिथाइलेटेड प्यूरीन (एडेनिन, गुआनिन) और पाइरीमिडीन (5-मिथाइलसिटोसिन और राइबोसिलथाइमिन) बेस, सल्फर युक्त बेस (6-थियोरासिल) की पहचान की गई, लेकिन सबसे आम (6-थियोरासिल), लेकिन सबसे आम मामूली घटक है स्यूडोरिडीन. टीआरएनए अणुओं में असामान्य न्यूक्लियोटाइड की भूमिका अभी तक स्पष्ट नहीं है, लेकिन ऐसा माना जाता है कि टीआरएनए शमन का स्तर जितना कम होगा, यह उतना ही कम सक्रिय और विशिष्ट होगा।

संशोधित न्यूक्लियोटाइड का स्थानीयकरण सख्ती से तय किया गया है। टीआरएनए में छोटे आधारों की उपस्थिति अणुओं को न्यूक्लियस की कार्रवाई के प्रति प्रतिरोधी बनाती है और इसके अलावा, वे एक निश्चित संरचना को बनाए रखने में शामिल होते हैं, क्योंकि ऐसे आधार सामान्य युग्मन में सक्षम नहीं होते हैं और डबल हेलिक्स के गठन को रोकते हैं। इस प्रकार, टीआरएनए में संशोधित आधारों की उपस्थिति न केवल इसकी संरचना को निर्धारित करती है, बल्कि टीआरएनए अणु के कई विशेष कार्यों को भी निर्धारित करती है।

अधिकांश यूकेरियोटिक कोशिकाओं में विभिन्न टीआरएनए का एक सेट होता है। प्रत्येक अमीनो एसिड के लिए कम से कम एक विशिष्ट tRNA होता है। समान अमीनो एसिड को बांधने वाले टीआरएनए को आइसोसेप्टर कहा जाता है। शरीर में प्रत्येक प्रकार की कोशिका आइसोएसेप्टर टीआरएनए के अनुपात में भिन्न होती है।

मैट्रिक्स (सूचना)

मैसेंजर आरएनए में आवश्यक एंजाइमों और अन्य प्रोटीनों के लिए अमीनो एसिड अनुक्रम के बारे में आनुवंशिक जानकारी होती है, अर्थात। पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं के जैवसंश्लेषण के लिए एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करता है। कोशिका में mRNA की हिस्सेदारी RNA की कुल मात्रा का 5% है। आरआरएनए और टीआरएनए के विपरीत, एमआरएनए आकार में विषम है, इसका आणविक भार 25 10 3 से 1 10 6 तक होता है; एमआरएनए को अवसादन स्थिरांक (6-25S) की एक विस्तृत श्रृंखला की विशेषता है। किसी कोशिका में परिवर्तनीय-लंबाई वाली एमआरएनए श्रृंखलाओं की उपस्थिति उन प्रोटीनों के आणविक भार की विविधता को दर्शाती है जिनका संश्लेषण वे प्रदान करते हैं।

अपनी न्यूक्लियोटाइड संरचना में, एमआरएनए एक ही कोशिका के डीएनए से मेल खाता है, यानी। डीएनए स्ट्रैंड में से एक का पूरक है। एमआरएनए के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम (प्राथमिक संरचना) में न केवल प्रोटीन की संरचना के बारे में जानकारी होती है, बल्कि एमआरएनए अणुओं की द्वितीयक संरचना के बारे में भी जानकारी होती है। एमआरएनए की द्वितीयक संरचना परस्पर पूरक अनुक्रमों के कारण बनती है, जिसकी सामग्री विभिन्न मूल के आरएनए में समान होती है और 40 से 50% तक होती है। एमआरएनए के 3/ और 5/ क्षेत्रों में महत्वपूर्ण संख्या में युग्मित क्षेत्र बन सकते हैं।

18s आरआरएनए क्षेत्रों के 5/-छोरों के विश्लेषण से पता चला कि उनमें परस्पर पूरक अनुक्रम शामिल हैं।

एमआरएनए की तृतीयक संरचना मुख्य रूप से हाइड्रोजन बांड, हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन, ज्यामितीय और स्थैतिक प्रतिबंधों और विद्युत बलों के कारण बनती है।

मैसेंजर आरएनए एक चयापचय रूप से सक्रिय और अपेक्षाकृत अस्थिर, अल्पकालिक रूप है। इस प्रकार, सूक्ष्मजीवों के एमआरएनए को तेजी से नवीकरण की विशेषता है, और इसका जीवनकाल कई मिनट है। हालाँकि, ऐसे जीवों के लिए जिनकी कोशिकाओं में सच्चे झिल्ली-बद्ध नाभिक होते हैं, एमआरएनए का जीवनकाल कई घंटों और यहां तक ​​कि कई दिनों तक भी पहुंच सकता है।

एमआरएनए की स्थिरता इसके अणु के विभिन्न संशोधनों द्वारा निर्धारित की जा सकती है। इस प्रकार, यह पाया गया कि वायरस और यूकेरियोट्स के एमआरएनए का 5/-टर्मिनल अनुक्रम मिथाइलेटेड, या "अवरुद्ध" है। 5/-टर्मिनल कैप संरचना में पहला न्यूक्लियोटाइड 7-मिथाइलगुआनिन है, जो 5/-5/-पाइरोफॉस्फेट बंधन द्वारा अगले न्यूक्लियोटाइड से जुड़ा होता है। दूसरा न्यूक्लियोटाइड C-2/-राइबोस अवशेष पर मिथाइलेटेड होता है, और तीसरे न्यूक्लियोटाइड में मिथाइल समूह नहीं हो सकता है।

एमआरएनए की एक और क्षमता यह है कि यूकेरियोटिक कोशिकाओं के कई एमआरएनए अणुओं के 3/-छोरों पर एडेनिल न्यूक्लियोटाइड के अपेक्षाकृत लंबे अनुक्रम होते हैं, जो संश्लेषण पूरा होने के बाद विशेष एंजाइमों की मदद से एमआरएनए अणुओं से जुड़े होते हैं। प्रतिक्रिया कोशिका केन्द्रक और साइटोप्लाज्म में होती है।

एमआरएनए के 3/- और 5/- सिरों पर, संशोधित अनुक्रम अणु की कुल लंबाई का लगभग 25% होता है। ऐसा माना जाता है कि 5/-कैप्स और 3/-पॉली-ए अनुक्रम या तो एमआरएनए को स्थिर करने, इसे न्यूक्लीज की कार्रवाई से बचाने या अनुवाद प्रक्रिया को विनियमित करने के लिए आवश्यक हैं।

आरएनए हस्तक्षेप

जीवित कोशिकाओं में कई प्रकार के आरएनए पाए गए हैं जो एमआरएनए या जीन के पूरक होने पर जीन अभिव्यक्ति की डिग्री को कम कर सकते हैं। माइक्रोआरएनए (लंबाई में 21-22 न्यूक्लियोटाइड) यूकेरियोट्स में पाए जाते हैं और आरएनए हस्तक्षेप के तंत्र के माध्यम से अपना प्रभाव डालते हैं। इस मामले में, माइक्रोआरएनए और एंजाइमों का एक कॉम्प्लेक्स जीन प्रमोटर के डीएनए में न्यूक्लियोटाइड के मिथाइलेशन को जन्म दे सकता है, जो जीन गतिविधि को कम करने के लिए एक संकेत के रूप में कार्य करता है। किसी अन्य प्रकार के विनियमन का उपयोग करते समय, माइक्रोआरएनए का पूरक एमआरएनए ख़राब हो जाता है। हालाँकि, ऐसे miRNAs भी हैं जो जीन अभिव्यक्ति को कम करने के बजाय बढ़ाते हैं। छोटे हस्तक्षेप करने वाले आरएनए (siRNAs, 20-25 न्यूक्लियोटाइड्स) अक्सर वायरल आरएनए के दरार से उत्पन्न होते हैं, लेकिन अंतर्जात सेलुलर siRNAs भी मौजूद होते हैं। छोटे हस्तक्षेप करने वाले आरएनए भी माइक्रोआरएनए के समान तंत्र द्वारा आरएनए हस्तक्षेप के माध्यम से कार्य करते हैं। जानवरों में, तथाकथित पिवी-इंटरैक्टिंग आरएनए (पीआईआरएनए, 29-30 न्यूक्लियोटाइड्स) पाया गया है, जो ट्रांसपोज़िशन के खिलाफ रोगाणु कोशिकाओं में कार्य करता है और युग्मकों के निर्माण में भूमिका निभाता है। इसके अलावा, पीआईआरएनए को मातृ वंश पर आनुवंशिक रूप से विरासत में मिला जा सकता है, जिससे संतानों को ट्रांसपोसॉन अभिव्यक्ति को बाधित करने की उनकी क्षमता मिलती है।

एंटीसेंस आरएनए बैक्टीरिया में व्यापक हैं, उनमें से कई जीन अभिव्यक्ति को दबाते हैं, लेकिन कुछ अभिव्यक्ति को सक्रिय करते हैं। एंटीसेंस आरएनए एमआरएनए से जुड़कर कार्य करते हैं, जिससे डबल-स्ट्रैंडेड आरएनए अणुओं का निर्माण होता है, जो एंजाइमों द्वारा विघटित होते हैं। यूकेरियोट्स में उच्च आणविक भार, एमआरएनए-जैसे आरएनए अणु पाए गए हैं। ये अणु जीन अभिव्यक्ति को भी नियंत्रित करते हैं।

जीन विनियमन में व्यक्तिगत अणुओं की भूमिका के अलावा, नियामक तत्व एमआरएनए के 5" और 3" अअनुवादित क्षेत्रों में बनाए जा सकते हैं। ये तत्व अनुवाद की शुरुआत को रोकने के लिए स्वतंत्र रूप से कार्य कर सकते हैं, या वे फेरिटिन जैसे प्रोटीन या बायोटिन जैसे छोटे अणुओं को बांध सकते हैं।

कई आरएनए अन्य आरएनए को संशोधित करने में शामिल होते हैं। स्प्लिसोसोम्स द्वारा प्री-एमआरएनए से इंट्रोन्स का उत्सर्जन किया जाता है, जिसमें प्रोटीन के अलावा, कई छोटे परमाणु आरएनए (एसएनआरएनए) होते हैं। इसके अलावा, इंट्रॉन अपने स्वयं के छांटने को उत्प्रेरित कर सकते हैं। प्रतिलेखन के परिणामस्वरूप संश्लेषित आरएनए को रासायनिक रूप से संशोधित भी किया जा सकता है। यूकेरियोट्स में, आरएनए न्यूक्लियोटाइड्स के रासायनिक संशोधन, उदाहरण के लिए, उनका मिथाइलेशन, छोटे परमाणु आरएनए (एसएनआरएनए, 60-300 न्यूक्लियोटाइड्स) द्वारा किया जाता है। इस प्रकार का आरएनए न्यूक्लियोलस और काजल निकायों में स्थानीयकृत होता है। एंजाइमों के साथ एसएनआरएनए के जुड़ाव के बाद, एसएनआरएनए दो अणुओं के बीच आधार जोड़े बनाकर लक्ष्य आरएनए से जुड़ जाते हैं, और एंजाइम लक्ष्य आरएनए के न्यूक्लियोटाइड को संशोधित करते हैं। राइबोसोमल और ट्रांसफर आरएनए में ऐसे कई संशोधन होते हैं, जिनकी विशिष्ट स्थिति अक्सर विकास के दौरान संरक्षित रहती है। SnRNAs और snRNAs को स्वयं भी संशोधित किया जा सकता है। गाइड आरएनए कीनेटोप्लास्ट में आरएनए संपादन की प्रक्रिया को अंजाम देते हैं, जो कीनेटोप्लास्टिड प्रोटिस्ट (उदाहरण के लिए, ट्रिपैनोसोम्स) के माइटोकॉन्ड्रिया का एक विशेष क्षेत्र है।

जीनोम आरएनए से बने होते हैं

डीएनए की तरह, आरएनए जैविक प्रक्रियाओं के बारे में जानकारी संग्रहीत कर सकता है। आरएनए का उपयोग वायरस और वायरस जैसे कणों के जीनोम के रूप में किया जा सकता है। आरएनए जीनोम को उन लोगों में विभाजित किया जा सकता है जिनमें डीएनए मध्यवर्ती चरण नहीं होता है और जिन्हें डीएनए कॉपी में कॉपी किया जाता है और पुनरुत्पादन के लिए आरएनए (रेट्रोवायरस) में वापस किया जाता है।

कई वायरस, जैसे कि इन्फ्लूएंजा वायरस, में सभी चरणों में पूरी तरह से आरएनए से युक्त एक जीनोम होता है। आरएनए एक विशिष्ट प्रोटीन शेल के भीतर समाहित होता है और इसके भीतर एन्कोड किए गए आरएनए-निर्भर आरएनए पोलीमरेज़ का उपयोग करके इसे दोहराया जाता है। आरएनए से युक्त वायरल जीनोम को इसमें विभाजित किया गया है:

"माइनस स्ट्रैंड आरएनए", जो केवल जीनोम के रूप में कार्य करता है, और इसके पूरक अणु का उपयोग एमआरएनए के रूप में किया जाता है;

डबल-स्ट्रैंडेड वायरस।

वाइरोइड्स रोगजनकों का एक अन्य समूह है जिसमें आरएनए जीनोम होता है और कोई प्रोटीन नहीं होता है। वे मेजबान जीव के आरएनए पोलीमरेज़ द्वारा दोहराए जाते हैं।

रेट्रोवायरस और रेट्रोट्रांसपोज़न

अन्य वायरस में उनके जीवन चक्र के केवल एक चरण के दौरान आरएनए जीनोम होता है। तथाकथित रेट्रोवायरस के विषाणुओं में आरएनए अणु होते हैं, जो जब मेजबान कोशिकाओं में प्रवेश करते हैं, तो डीएनए प्रतिलिपि के संश्लेषण के लिए एक टेम्पलेट के रूप में काम करते हैं। बदले में, डीएनए टेम्पलेट आरएनए जीन द्वारा पढ़ा जाता है। वायरस के अलावा, रिवर्स ट्रांसक्रिप्शन का उपयोग मोबाइल जीनोम तत्वों के एक वर्ग - रेट्रोट्रांसपोज़न में भी किया जाता है।

न्यूक्लिक एसिड मोनोन्यूक्लियोटाइड्स से युक्त उच्च-आणविक पदार्थ होते हैं, जो 3", 5" फॉस्फोडिएस्टर बांड का उपयोग करके एक बहुलक श्रृंखला में एक दूसरे से जुड़े होते हैं और एक निश्चित तरीके से कोशिकाओं में पैक किए जाते हैं।

न्यूक्लिक एसिड दो प्रकार के बायोपॉलिमर होते हैं: राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरएनए) और डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (डीएनए)। प्रत्येक बायोपॉलिमर में न्यूक्लियोटाइड होते हैं जो कार्बोहाइड्रेट अवशेषों (राइबोस, डीऑक्सीराइबोज) और नाइट्रोजनस बेस (यूरैसिल, थाइमिन) में से एक में भिन्न होते हैं। इन अंतरों के अनुसार, न्यूक्लिक एसिड को उनका नाम मिला।

राइबोन्यूक्लिक एसिड की संरचना

आरएनए की प्राथमिक संरचना

आरएनए अणुडीएनए के समान संगठन सिद्धांत वाले रैखिक (यानी, अशाखित) पॉलीन्यूक्लियोटाइड हैं। आरएनए मोनोमर्स न्यूक्लियोटाइड होते हैं जिनमें फॉस्फोरिक एसिड, एक कार्बोहाइड्रेट (राइबोज) और एक नाइट्रोजनस बेस होता है, जो 3", 5" फॉस्फोडाइस्टर बॉन्ड से जुड़ा होता है। आरएनए अणु की पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाएं ध्रुवीय होती हैं, यानी। अलग-अलग 5' और 3" सिरे होते हैं। इसके अलावा, डीएनए के विपरीत, आरएनए एक एकल-फंसे अणु है। इस अंतर का कारण प्राथमिक संरचना की तीन विशेषताएं हैं:

1. डीएनए के विपरीत, आरएनए में डीऑक्सीराइबोज़ के बजाय राइबोज़ होता है, जिसमें एक अतिरिक्त हाइड्रॉक्सी समूह होता है। हाइड्रॉक्सी समूह डबल-चेन संरचना को कम कॉम्पैक्ट बनाता है
2. चार मुख्य, या प्रमुख, नाइट्रोजनस आधारों (ए, जी, सी और यू) में थाइमिन के बजाय, यूरैसिल शामिल है, जो केवल 5 वें स्थान पर मिथाइल समूह की अनुपस्थिति में थाइमिन से भिन्न होता है। इसके कारण, पूरक ए-यू जोड़ी में हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन की ताकत कम हो जाती है, जिससे स्थिर डबल-चेन अणुओं के गठन की संभावना भी कम हो जाती है।
3. अंत में, आरएनए (विशेषकर टीआरएनए) में तथाकथित की उच्च सामग्री होती है। लघु क्षार और न्यूक्लियोसाइड। इनमें डायहाइड्रॉरिडीन (यूरैसिल में एक दोहरा बंधन नहीं है), स्यूडोरिडीन (यूरैसिल राइबोज के साथ सामान्य से अलग तरीके से जुड़ा होता है), डाइमिथाइलडेनिन और डाइमिथाइलगुआनिन (नाइट्रोजनस बेस में दो अतिरिक्त मिथाइल समूह होते हैं) और कई अन्य शामिल हैं। इनमें से लगभग सभी आधार पूरक अंतःक्रियाओं में भाग नहीं ले सकते। इस प्रकार, डाइमिथाइलडेनिन में मिथाइल समूह (थाइमिन और 5-मिथाइलसिटोसिन के विपरीत) एक परमाणु पर स्थित होते हैं जो ए-यू जोड़ी में हाइड्रोजन बंधन बनाता है; इसलिए, अब यह कनेक्शन बंद नहीं किया जा सकता. यह डबल-स्ट्रैंडेड अणुओं के निर्माण को भी रोकता है।

इस प्रकार, डीएनए से आरएनए की संरचना में सुविख्यात अंतर बड़े जैविक महत्व के हैं: आखिरकार, आरएनए अणु केवल एकल-फंसे अवस्था में ही अपना कार्य कर सकते हैं, जो एमआरएनए के लिए सबसे स्पष्ट है: यह कल्पना करना मुश्किल है कि कैसे एक डबल-स्ट्रैंडेड अणु का राइबोसोम पर अनुवाद किया जा सकता है।

साथ ही, एकल रहते हुए, कुछ क्षेत्रों में आरएनए श्रृंखला डबल-स्ट्रैंडेड संरचना के साथ लूप, प्रोट्रूशियंस या "हेयरपिन" बना सकती है (चित्र 1)। यह संरचना जोड़े A::U और G:::C में आधारों की परस्पर क्रिया द्वारा स्थिर होती है। हालाँकि, "गलत" जोड़े भी बन सकते हैं (उदाहरण के लिए, जी यू), और कुछ स्थानों पर "हेयरपिन" होते हैं और कोई बातचीत नहीं होती है। ऐसे लूपों में (विशेषकर टीआरएनए और आरआरएनए में) सभी न्यूक्लियोटाइड का 50% तक हो सकता है। आरएनए में न्यूक्लियोटाइड की कुल सामग्री 75 इकाइयों से लेकर कई हजारों तक भिन्न होती है। लेकिन सबसे बड़े आरएनए भी क्रोमोसोमल डीएनए से कई गुना छोटे होते हैं।

एमआरएनए की प्राथमिक संरचना को डीएनए के एक खंड से कॉपी किया जाता है जिसमें पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला की प्राथमिक संरचना के बारे में जानकारी होती है। अन्य प्रकार के आरएनए (टीआरएनए, आरआरएनए, दुर्लभ आरएनए) की प्राथमिक संरचना संबंधित डीएनए जीन के आनुवंशिक कार्यक्रम की अंतिम प्रति है।

आरएनए की माध्यमिक और तृतीयक संरचनाएँ

राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरएनए) एकल-फंसे हुए अणु हैं, इसलिए, डीएनए के विपरीत, उनकी माध्यमिक और तृतीयक संरचनाएं अनियमित हैं। ये संरचनाएं, जिन्हें पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला की स्थानिक संरचना के रूप में परिभाषित किया गया है, मुख्य रूप से नाइट्रोजनस आधारों के बीच हाइड्रोजन बांड और हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन द्वारा बनाई जाती हैं। यदि मूल डीएनए अणु को एक स्थिर हेलिक्स की विशेषता है, तो आरएनए की संरचना अधिक विविध और प्रयोगशाला है। एक्स-रे विवर्तन विश्लेषण से पता चला कि आरएनए पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला के अलग-अलग खंड, झुकते हुए, इंट्राहेलिकल संरचनाओं को बनाने के लिए खुद पर हावी हो जाते हैं। संरचनाओं का स्थिरीकरण श्रृंखला के एंटीपैरलल वर्गों के नाइट्रोजनस आधारों की पूरक जोड़ी के माध्यम से प्राप्त किया जाता है; यहां विशिष्ट जोड़े ए-यू, जी-सी और, कम सामान्यतः, जी-यू हैं। इसके कारण, आरएनए अणु में छोटे और लंबे दोनों डबल-हेलिकल क्षेत्र दिखाई देते हैं, जो एक ही श्रृंखला से संबंधित होते हैं; इन क्षेत्रों को हेयरपिन कहा जाता है। हेयरपिन तत्वों के साथ आरएनए माध्यमिक संरचना का मॉडल 50 के दशक के अंत - 60 के दशक की शुरुआत में बनाया गया था। XX सदी ए.एस. स्पिरिन (रूस) और पी. डोटी (यूएसए) की प्रयोगशालाओं में।

आरएनए के कुछ प्रकार
आरएनए के प्रकार	न्यूक्लियोटाइड में आकार	समारोह
जीआरएनए - जीनोमिक आरएनए	10000-100000
एमआरएनए - सूचनात्मक (मैट्रिक्स) आरएनए	100-100000	डीएनए अणु से प्रोटीन संरचना के बारे में जानकारी प्रसारित करता है
टीआरएनए - स्थानांतरण आरएनए	70-90	अमीनो एसिड को प्रोटीन संश्लेषण स्थल तक पहुँचाता है
आरआरएनए - राइबोसोमल आरएनए	100 से 500,000 तक कई अलग-अलग वर्ग	राइबोसोम में पाया जाता है, राइबोसोम की संरचना को बनाए रखने में भाग लेता है
एसएन-आरएनए - छोटा परमाणु आरएनए	100	इंट्रॉन को हटाता है और एंजाइमेटिक रूप से एक्सॉन को एमआरएनए में जोड़ता है
स्नो-आरएनए - छोटा न्यूक्लियर आरएनए		आरआरएनए और छोटे परमाणु आरएनए, जैसे मिथाइलेशन और स्यूडोरिडिनेशन में आधार संशोधनों को निर्देशित करने या संचालित करने में शामिल है। अधिकांश छोटे न्यूक्लियर आरएनए अन्य जीनों के इंट्रॉन में पाए जाते हैं
एसआरपी-आरएनए - सिग्नल पहचान आरएनए		अभिव्यक्ति के लिए इच्छित प्रोटीन के संकेत अनुक्रम को पहचानता है और साइटोप्लाज्मिक झिल्ली में उनके परिवहन में भाग लेता है
एमआई-आरएनए - माइक्रो-आरएनए	22	एमआरएनए के अअनुवादित क्षेत्रों के 3" सिरों पर पूरक बंधन द्वारा संरचनात्मक जीन के अनुवाद को नियंत्रित करें

पेचदार संरचनाओं का निर्माण एक हाइपोक्रोमिक प्रभाव के साथ होता है - 260 एनएम पर आरएनए नमूनों की ऑप्टिकल घनत्व में कमी। इन संरचनाओं का विनाश तब होता है जब आरएनए समाधान की आयनिक शक्ति कम हो जाती है या जब इसे 60-70 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है; इसे पिघलना भी कहा जाता है और इसे हेलिक्स के संरचनात्मक संक्रमण द्वारा समझाया जाता है - एक अराजक कुंडल, जो न्यूक्लिक एसिड समाधान के ऑप्टिकल घनत्व में वृद्धि के साथ होता है।

कोशिकाओं में RNA कई प्रकार के होते हैं:

1. सूचना (या संदेशवाहक) आरएनए (एमआरएनए या एमआरएनए) और इसके पूर्ववर्ती - विषम परमाणु आरएनए (आर-एन-आरएनए)
2. आरएनए (टीआरएनए) और उसके अग्रदूत को स्थानांतरित करें
3. राइबोसोमल (आरआरएनए) और इसका अग्रदूत
4. छोटे परमाणु आरएनए (एसएन-आरएनए)
5. छोटे न्यूक्लियर आरएनए (स्नो-आरएनए)
6. सिग्नल पहचान आरएनए (एसआरपी-आरएनए)
7. माइक्रो-आरएनए (एमआई-आरएनए)
8. माइटोकॉन्ड्रियल आरएनए (टी+ आरएनए)।

विषम परमाणु और संदेशवाहक आरएनए

विषम परमाणु आरएनए विशेष रूप से यूकेरियोट्स की विशेषता है। यह मैसेंजर आरएनए (एमआरएनए) का अग्रदूत है, जो आनुवंशिक जानकारी को परमाणु डीएनए से साइटोप्लाज्म तक ले जाता है। विषम परमाणु आरएनए (प्री-एमआरएनए) की खोज सोवियत बायोकेमिस्ट जी.पी. जॉर्जिएव ने की थी। आर-आरएनए के प्रकारों की संख्या जीन की संख्या के बराबर है, क्योंकि यह जीनोम के कोडिंग अनुक्रमों की सीधी प्रतिलिपि के रूप में कार्य करता है, जिसके कारण इसमें डीएनए पैलिंड्रोम की प्रतियां होती हैं, इसलिए इसकी माध्यमिक संरचना में हेयरपिन और रैखिक क्षेत्र होते हैं . डीएनए से आरएनए के प्रतिलेखन की प्रक्रिया में, एंजाइम आरएनए पोलीमरेज़ II एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

मैसेंजर आरएनए का निर्माण आर-आरएनए के प्रसंस्करण (परिपक्वता) के परिणामस्वरूप होता है, जिसके दौरान हेयरपिन काट दिए जाते हैं, गैर-कोडिंग क्षेत्रों (इंट्रॉन) को हटा दिया जाता है, और कोडिंग एक्सॉन को एक साथ चिपका दिया जाता है।

मैसेंजर आरएनए (आई-आरएनए) डीएनए के एक विशिष्ट खंड की एक प्रति है और डीएनए से प्रोटीन संश्लेषण (राइबोसोम) की साइट तक आनुवंशिक जानकारी के वाहक के रूप में कार्य करता है और सीधे इसके अणुओं के संयोजन में शामिल होता है।

परिपक्व संदेशवाहक आरएनए में विभिन्न कार्यात्मक भूमिकाओं वाले कई क्षेत्र होते हैं (चित्र)

• 5" सिरे पर एक तथाकथित "कैप" या टोपी होती है - एक से चार संशोधित न्यूक्लियोटाइड का एक खंड। यह संरचना एमआरएनए के 5" सिरे को एंडोन्यूक्लिअस से बचाती है
• "कैप" के बाद एक 5"-अनअनुवादित क्षेत्र है - कई दर्जन न्यूक्लियोटाइड का अनुक्रम। यह आर-आरएनए के अनुभागों में से एक का पूरक है जो राइबोसोम के छोटे सबयूनिट का हिस्सा है। इसके कारण, यह राइबोसोम में एम-आरएनए के प्राथमिक बंधन के लिए कार्य करता है, लेकिन स्वयं प्रसारित नहीं होता है
• दीक्षा कोडन AUG है, जो मेथिओनिन को कूटबद्ध करता है। सभी एमआरएनए में समान प्रारंभ कोडन होता है। एम-आरएनए का अनुवाद (पढ़ना) इसके साथ शुरू होता है। यदि पेप्टाइड श्रृंखला के संश्लेषण के बाद मेथियोनीन की आवश्यकता नहीं होती है, तो इसे आमतौर पर इसके एन-टर्मिनस से अलग कर दिया जाता है।
• प्रारंभ कोडन के बाद एक कोडिंग भाग होता है, जिसमें प्रोटीन के अमीनो एसिड अनुक्रम के बारे में जानकारी होती है। यूकेरियोट्स में, परिपक्व एम-आरएनए मोनोसिस्ट्रोनिक होते हैं, यानी। उनमें से प्रत्येक में केवल एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला की संरचना के बारे में जानकारी होती है।

  दूसरी बात यह है कि कभी-कभी राइबोसोम पर बनने के तुरंत बाद पेप्टाइड श्रृंखला कई छोटी श्रृंखलाओं में कट जाती है। ऐसा होता है, उदाहरण के लिए, इंसुलिन और कई ऑलिगोपेप्टाइड हार्मोन के संश्लेषण के दौरान।

  यूकेरियोट्स के परिपक्व एम-आरएनए का कोडिंग भाग इंट्रॉन से रहित है - कोई भी सम्मिलित गैर-कोडिंग अनुक्रम। दूसरे शब्दों में, सेंस कोडन का एक निरंतर क्रम होता है जिसे दिशा 5" -> 3" में पढ़ा जाना चाहिए।

• इस अनुक्रम के अंत में एक समाप्ति कोडन है - तीन "संवेदनहीन" कोडन में से एक: यूएए, यूएजी या यूजीए (नीचे आनुवंशिक कोड तालिका देखें)।
• इस कोडन के बाद एक और 3' अअनुवादित क्षेत्र हो सकता है, जो 5' अअनुवादित क्षेत्र से काफी लंबा है।
• अंत में, लगभग सभी परिपक्व यूकेरियोटिक एमआरएनए (हिस्टोन एमआरएनए को छोड़कर) में 3" सिरे पर 150-200 एडेनिल न्यूक्लियोटाइड का एक पॉली (ए) टुकड़ा होता है।

3" अनअनुवादित क्षेत्र और पॉली(ए) टुकड़ा एम-आरएनए के जीवनकाल के नियमन से संबंधित हैं, क्योंकि एम-आरएनए का विनाश 3" एक्सोन्यूक्लिअस द्वारा किया जाता है। एम-आरएनए अनुवाद के अंत के बाद, पॉली (ए) टुकड़े से 10-15 न्यूक्लियोटाइड अलग हो जाते हैं। जब यह टुकड़ा समाप्त हो जाता है, तो एमआरएनए का एक महत्वपूर्ण हिस्सा ख़राब होना शुरू हो जाता है (यदि 3" अअनुवादित क्षेत्र गायब है)।

एमआरएनए में न्यूक्लियोटाइड की कुल संख्या आमतौर पर कई हजार के भीतर भिन्न होती है। साथ ही, कोडिंग भाग कभी-कभी केवल 60-70% न्यूक्लियोटाइड के लिए जिम्मेदार हो सकता है।

कोशिकाओं में, एमआरएनए अणु लगभग हमेशा प्रोटीन से जुड़े होते हैं। उत्तरार्द्ध संभवतः एमआरएनए की रैखिक संरचना को स्थिर करते हैं, यानी, वे कोडिंग भाग में "हेयरपिन" के गठन को रोकते हैं। इसके अलावा, प्रोटीन एमआरएनए को समय से पहले नष्ट होने से बचा सकते हैं। प्रोटीन के साथ एमआरएनए के ऐसे परिसरों को कभी-कभी इन्फॉर्मोसोम कहा जाता है।

कोशिका के साइटोप्लाज्म में स्थानांतरण आरएनए अमीनो एसिड को सक्रिय रूप में राइबोसोम में ले जाता है, जहां वे एक विशिष्ट अनुक्रम में पेप्टाइड श्रृंखलाओं में संयुक्त होते हैं, जो आरएनए मैट्रिक्स (एमआरएनए) द्वारा निर्दिष्ट होता है। वर्तमान में, प्रोकैरियोटिक और यूकेरियोटिक जीवों की 1,700 से अधिक टीआरएनए प्रजातियों के लिए न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम डेटा ज्ञात है। उन सभी में उनकी प्राथमिक संरचना और उनकी संरचना में शामिल न्यूक्लियोटाइड्स की पूरक बातचीत के कारण पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला को द्वितीयक संरचना में मोड़ने के तरीके दोनों में सामान्य विशेषताएं हैं।

स्थानांतरण आरएनए में 100 से अधिक न्यूक्लियोटाइड नहीं होते हैं, जिनमें से मामूली, या संशोधित, न्यूक्लियोटाइड की उच्च सामग्री होती है। पूरी तरह से समझने वाला पहला स्थानांतरण आरएनए एलेनिन आरएनए था, जिसे खमीर से अलग किया गया था। विश्लेषण से पता चला कि एलेनिन आरएनए में कड़ाई से परिभाषित अनुक्रम में स्थित 77 न्यूक्लियोटाइड होते हैं; उनमें तथाकथित छोटे न्यूक्लियोटाइड होते हैं, जो एटिपिकल न्यूक्लियोसाइड द्वारा दर्शाए जाते हैं डायहाइड्रॉरिडीन (डीजीयू) और स्यूडोउरिडाइन (Ψ); इनोसिन (I): एडेनोसिन की तुलना में, अमीनो समूह को कीटो समूह द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है; मिथाइलिनोसिन (एमआई), मिथाइल- और डाइमिथाइलगुआनोसिन (एमजी और एम 2 जी); मिथाइल्यूरिडीन (एमयू): राइबोथाइमिडीन के समान। एलानिन टीआरएनए में एक या अधिक मिथाइल समूहों के साथ 9 असामान्य आधार होते हैं, जो न्यूक्लियोटाइड्स के बीच फॉस्फोडिएस्टर बांड के गठन के बाद एंजाइमेटिक रूप से उनमें जोड़े जाते हैं। ये आधार सामान्य जोड़े बनाने में असमर्थ हैं; शायद वे अणु के कुछ हिस्सों में आधार युग्मन को रोकने के लिए काम करते हैं और इस प्रकार विशिष्ट रासायनिक समूहों को उजागर करते हैं जो मैसेंजर आरएनए, राइबोसोम, या शायद एक विशेष अमीनो एसिड को संबंधित स्थानांतरण आरएनए से जोड़ने के लिए आवश्यक एंजाइम के साथ माध्यमिक बंधन बनाते हैं। टीआरएनए में न्यूक्लियोटाइड के ज्ञात अनुक्रम का अनिवार्य रूप से मतलब यह है कि जिन जीनों पर यह टीआरएनए संश्लेषित होता है, उनमें इसका अनुक्रम भी ज्ञात है। यह क्रम वॉटसन और क्रिक द्वारा स्थापित विशिष्ट आधार युग्मन के नियमों के आधार पर निकाला जा सकता है। 1970 में, 77 न्यूक्लियोटाइड के संगत अनुक्रम के साथ एक पूर्ण डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए अणु को संश्लेषित किया गया था, और यह पता चला कि यह एलानिन ट्रांसफर आरएनए के निर्माण के लिए एक टेम्पलेट के रूप में काम कर सकता है। यह पहला कृत्रिम रूप से संश्लेषित जीन था।

टीआरएनए प्रतिलेखन

टीआरएनए अणुओं का प्रतिलेखन एंजाइम आरएनए पोलीमरेज़ III की भागीदारी के साथ डीएनए में एन्कोडिंग अनुक्रमों से होता है। प्रतिलेखन के दौरान, tRNA की प्राथमिक संरचना एक रैखिक अणु के रूप में बनती है। गठन इस स्थानांतरण आरएनए के बारे में जानकारी वाले जीन के अनुसार आरएनए पोलीमरेज़ द्वारा न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम के संकलन से शुरू होता है। यह क्रम एक रैखिक पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला है जिसमें न्यूक्लियोटाइड एक दूसरे का अनुसरण करते हैं। रैखिक पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला प्राथमिक आरएनए है, जो टीआरएनए का पूर्ववर्ती है, जिसमें इंट्रोन्स - अनइंफॉर्मेटिव अतिरिक्त न्यूक्लियोटाइड शामिल हैं। संगठन के इस स्तर पर, प्री-टीआरएनए कार्यात्मक नहीं है। गुणसूत्रों के डीएनए पर विभिन्न स्थानों पर निर्मित, प्री-टीआरएनए में परिपक्व टीआरएनए की तुलना में लगभग 40 न्यूक्लियोटाइड की अधिकता होती है।

दूसरा चरण यह है कि नव संश्लेषित टीआरएनए अग्रदूत पोस्ट-ट्रांसक्रिप्शनल परिपक्वता या प्रसंस्करण से गुजरता है। प्रसंस्करण के दौरान, पूर्व-आरएनए में गैर-जानकारीपूर्ण अतिरिक्त हटा दिए जाते हैं और परिपक्व, कार्यात्मक आरएनए अणु बनते हैं।

प्री-टीआरएनए प्रसंस्करण

प्रसंस्करण प्रतिलेख में इंट्रामोल्युलर हाइड्रोजन बांड के गठन के साथ शुरू होता है और टीआरएनए अणु एक क्लोवरलीफ़ का आकार लेता है। यह टीआरएनए संगठन का द्वितीयक स्तर है, जिस पर टीआरएनए अणु अभी तक कार्यात्मक नहीं है। इसके बाद, प्री-आरएनए के गैर-सूचनात्मक खंडों को काट दिया जाता है, "टूटे हुए जीन" के सूचनात्मक खंडों को जोड़ा जाता है - आरएनए के 5" और 3" टर्मिनल खंडों को जोड़ा और संशोधित किया जाता है।

प्री-आरएनए के गैर-जानकारीपूर्ण वर्गों का छांटना राइबोन्यूक्लिअस (एक्सो- और एंडोन्यूक्लिअस) का उपयोग करके किया जाता है। अतिरिक्त न्यूक्लियोटाइड्स को हटाने के बाद, टीआरएनए बेस मिथाइलेटेड होते हैं। प्रतिक्रिया मिथाइलट्रांसफेरेज़ द्वारा की जाती है। एस-एडेनोसिलमेथिओनिन मिथाइल समूहों के दाता के रूप में कार्य करता है। मिथाइलेशन न्यूक्लिअस द्वारा टीआरएनए के विनाश को रोकता है। अंततः परिपक्व टीआरएनए न्यूक्लियोटाइड्स (स्वीकर्ता अंत) के एक विशिष्ट त्रिगुण - सीसीए के जुड़ने से बनता है, जो एक विशेष आरएनए पोलीमरेज़ द्वारा किया जाता है।

प्रसंस्करण पूरा होने पर, अतिरिक्त हाइड्रोजन बांड फिर से द्वितीयक संरचना में बनते हैं, जिसके कारण टीआरएनए संगठन के तृतीयक स्तर पर चला जाता है और तथाकथित एल-फॉर्म का रूप ले लेता है। इस रूप में, टीआरएनए हाइलोप्लाज्म में प्रवेश करता है।

टीआरएनए की संरचना

स्थानांतरण आरएनए की संरचना न्यूक्लियोटाइड की एक श्रृंखला पर आधारित है। हालाँकि, इस तथ्य के कारण कि न्यूक्लियोटाइड की किसी भी श्रृंखला में सकारात्मक और नकारात्मक रूप से आवेशित भाग होते हैं, यह कोशिका में प्रकट अवस्था में नहीं हो सकता है। ये आवेशित भाग एक दूसरे के प्रति आकर्षित होकर संपूरकता के सिद्धांत के अनुसार आसानी से एक दूसरे के साथ हाइड्रोजन बंध बनाते हैं। हाइड्रोजन बांड जटिल रूप से टीआरएनए स्ट्रैंड को मोड़ते हैं और इसे इस स्थिति में रखते हैं। परिणामस्वरूप, टी-आरएनए की द्वितीयक संरचना एक "क्लोवर लीफ" (छवि) की तरह दिखती है, जिसमें इसकी संरचना में 4 डबल-स्ट्रैंडेड खंड होते हैं। छोटी या संशोधित न्यूक्लियोटाइड की एक उच्च सामग्री, टीआरएनए श्रृंखला में नोट की गई और पूरक बातचीत में असमर्थ, 5 एकल-फंसे क्षेत्रों का निर्माण करती है।

वह। टीआरएनए की द्वितीयक संरचना टीआरएनए के अलग-अलग वर्गों के पूरक न्यूक्लियोटाइड के इंट्रास्ट्रैंड युग्मन के परिणामस्वरूप बनती है। टीआरएनए के क्षेत्र जो न्यूक्लियोटाइड्स के बीच हाइड्रोजन बांड के निर्माण में शामिल नहीं होते हैं, लूप या रैखिक इकाइयां बनाते हैं। निम्नलिखित संरचनात्मक क्षेत्र tRNA में प्रतिष्ठित हैं:

1. स्वीकर्ता साइट (अंत), जिसमें चार रैखिक रूप से व्यवस्थित न्यूक्लियोटाइड होते हैं, जिनमें से तीन का सभी प्रकार के tRNA - CCA में समान क्रम होता है। एडेनोसिन का हाइड्रॉक्सिल 3"-ओएच मुक्त होता है। एक अमीनो एसिड कार्बोक्सिल समूह द्वारा इससे जुड़ा होता है, इसलिए टीआरएनए के इस क्षेत्र का नाम - स्वीकर्ता। एडेनोसिन के 3"-हाइड्रॉक्सिल समूह से बंधा टीआरएनए अमीनो एसिड वितरित किया जाता है राइबोसोम में, जहां प्रोटीन संश्लेषण होता है।
2. एंटिकोडन लूप, आमतौर पर सात न्यूक्लियोटाइड्स द्वारा निर्मित होता है। इसमें प्रत्येक टीआरएनए के लिए विशिष्ट न्यूक्लियोटाइड का एक त्रिक होता है, जिसे एंटिकोडन कहा जाता है। पूरकता के सिद्धांत के अनुसार टीआरएनए एंटिकोडन एमआरएनए कोडन के साथ जुड़ता है। कोडन-एंटीकोडोन इंटरैक्शन राइबोसोम में संयोजन के दौरान पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में अमीनो एसिड का क्रम निर्धारित करते हैं।
3. स्यूडोरिडिल लूप (या TΨC लूप), जिसमें सात न्यूक्लियोटाइड होते हैं और आवश्यक रूप से एक स्यूडोउरिडिलिक एसिड अवशेष होता है। यह माना जाता है कि स्यूडोरिडिल लूप टीआरएनए को राइबोसोम से बांधने में शामिल है।
4. डायहाइड्रॉरिडीन या डी-लूप, आमतौर पर 8-12 न्यूक्लियोटाइड अवशेष होते हैं, जिनके बीच हमेशा कई डायहाइड्रूरिडीन अवशेष होते हैं। ऐसा माना जाता है कि डी-लूप अमीनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेज़ से जुड़ने के लिए आवश्यक है, जो एक अमीनो एसिड द्वारा इसके टीआरएनए की पहचान में शामिल है (देखें "प्रोटीन बायोसिंथेसिस"),
5. अतिरिक्त लूप, जो विभिन्न टीआरएनए के लिए आकार और न्यूक्लियोटाइड संरचना में भिन्न होता है।

टीआरएनए की तृतीयक संरचना अब तिपतिया घास के आकार की नहीं है। "क्लोवर लीफ" के विभिन्न हिस्सों से न्यूक्लियोटाइड के बीच हाइड्रोजन बांड के गठन के कारण, इसकी पंखुड़ियां अणु के शरीर पर लपेटी जाती हैं और अतिरिक्त वैन डेर वाल्स बांड द्वारा इस स्थिति में रखी जाती हैं, जो अक्षर जी या के आकार जैसा होता है। एल. लंबे रैखिक पॉलीन्यूक्लियोटाइड्स एम-आरएनए के विपरीत, एक स्थिर तृतीयक संरचना की उपस्थिति इस -आरएनए की एक और विशेषता है। आप टी-आरएनए माध्यमिक और तृतीयक संरचना आरेखों के रंगों की तुलना करके चित्र को देखकर ठीक से समझ सकते हैं कि तृतीयक संरचना के निर्माण के दौरान टी-आरएनए माध्यमिक संरचना के विभिन्न हिस्से कैसे झुकते हैं।

स्थानांतरण आरएनए (टीआरएनए) प्रोटीन संश्लेषण के दौरान अमीनो एसिड को साइटोप्लाज्म से राइबोसोम तक ले जाते हैं। आनुवंशिक कोड वाली तालिका से यह देखा जा सकता है कि प्रत्येक अमीनो एसिड कई न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों द्वारा एन्कोड किया गया है, इसलिए प्रत्येक अमीनो एसिड का अपना स्थानांतरण आरएनए होता है। परिणामस्वरूप, tRNA की एक विस्तृत विविधता है: 20 अमीनो एसिड में से प्रत्येक के लिए एक से छह प्रकार तक। टीआरएनए के प्रकार जो समान अमीनो एसिड को बांध सकते हैं उन्हें आइसोसेप्टर कहा जाता है (उदाहरण के लिए, एलानिन को टीआरएनए से जोड़ा जा सकता है जिसका एंटिकोडन कोडन जीसीयू, जीसीसी, जीसीए, जीसीजी का पूरक होगा)। टीआरएनए की विशिष्टता एक सुपरस्क्रिप्ट द्वारा इंगित की जाती है, उदाहरण के लिए: टीआरएनए अला।

प्रोटीन संश्लेषण की प्रक्रिया के लिए, टी-आरएनए के मुख्य कार्यात्मक भाग हैं: एंटिकोडन - एंटिकोडन लूप पर स्थित न्यूक्लियोटाइड का एक अनुक्रम, मैसेंजर आरएनए (आई-आरएनए) के कोडन का पूरक और स्वीकर्ता भाग - का अंत एंटीकोडोन के विपरीत टी-आरएनए, जिससे एक अमीनो एसिड जुड़ा होता है। एंटिकोडन में आधारों का अनुक्रम सीधे 3" सिरे से जुड़े अमीनो एसिड के प्रकार पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, एक टीआरएनए जिसका एंटिकोडन अनुक्रम 5"-CCA-3" है, केवल अमीनो एसिड ट्रिप्टोफैन ले जा सकता है। यह होना चाहिए नोट किया गया कि यह निर्भरता आनुवंशिक जानकारी के संचरण पर आधारित है, जिसका वाहक टी-आरएनए है।

प्रोटीन संश्लेषण के दौरान, टीआरएनए एंटिकोडन एमआरएनए के आनुवंशिक कोड (कोडन) के तीन-अक्षर अनुक्रम को पहचानता है, इसे टीआरएनए के दूसरे छोर से जुड़े एकमात्र संबंधित अमीनो एसिड से मिलाता है। केवल अगर एंटिकोडन एमआरएनए अनुभाग का पूरक है तो स्थानांतरण आरएनए इससे जुड़ सकता है और स्थानांतरित अमीनो एसिड को प्रोटीन श्रृंखला के निर्माण के लिए दान कर सकता है। टी-आरएनए और एमआरएनए की परस्पर क्रिया राइबोसोम में होती है, जो अनुवाद में भी सक्रिय भागीदार है।

इसके अमीनो एसिड और आई-आरएनए कोडन की टी-आरएनए पहचान एक निश्चित तरीके से होती है:

• "इसके" अमीनो एसिड का टीआरएनए से बंधन एक एंजाइम की मदद से होता है - एक विशिष्ट अमीनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेज़

  अमीनो एसिड द्वारा उपयोग किए जाने वाले टीआरएनए की संख्या के आधार पर, अमीनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेस की एक विस्तृत विविधता है। इन्हें संक्षेप में ARSases कहा जाता है। अमीनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेस चतुर्धातुक संरचना वाले बड़े अणु (आणविक भार 100,000 - 240,000) हैं। वे विशेष रूप से टीआरएनए और अमीनो एसिड को पहचानते हैं और उनके संयोजन को उत्प्रेरित करते हैं। इस प्रक्रिया के लिए एटीपी की आवश्यकता होती है, जिसकी ऊर्जा का उपयोग कार्बोक्सिल सिरे से अमीनो एसिड को सक्रिय करने और इसे टीआरएनए के एडेनोसिन स्वीकर्ता सिरे (एटीसी) के हाइड्रॉक्सिल (3"-OH) से जोड़ने के लिए किया जाता है। ऐसा माना जाता है कि अणु में प्रत्येक अमीनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेज़ में कम से कम तीन बाइंडिंग केंद्र होते हैं: अमीनो एसिड, आइसोसेप्टर टीआरएनए और एटीपी के लिए। बाइंडिंग केंद्रों में, एक सहसंयोजक बंधन का निर्माण तब होता है जब अमीनो एसिड टीआरएनए से मेल खाता है, और उनके बेमेल होने की स्थिति में ऐसे बंधन की हाइड्रोलिसिस (टीआरएनए में "गलत" अमीनो एसिड का जुड़ाव)।

  APCases में पहचान के दौरान प्रत्येक अमीनो एसिड के लिए चुनिंदा रूप से tRNAs के वर्गीकरण का उपयोग करने की क्षमता होती है, अर्थात। पहचान का प्रमुख तत्व अमीनो एसिड है, और इसका अपना टीआरएनए इसमें समायोजित होता है। इसके बाद, टीआरएनए, सरल प्रसार द्वारा, इससे जुड़े अमीनो एसिड को राइबोसोम में स्थानांतरित करता है, जहां प्रोटीन को विभिन्न अमीनोएसिल-टीआरएनए के रूप में आपूर्ति किए गए अमीनो एसिड से इकट्ठा किया जाता है।

  

  अमीनो एसिड tRNA से बंधता है

  टीआरएनए और अमीनो एसिड का बंधन इस प्रकार होता है (चित्र): एक अमीनो एसिड और एक एटीपी अणु अमीनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेज़ से जुड़े होते हैं। बाद के अमीनोएसिलेशन के लिए, एटीपी अणु दो फॉस्फेट समूहों को हटाकर ऊर्जा जारी करता है। शेष एएमपी (एडेनोसिन मोनोफॉस्फेट) अमीनो एसिड से जुड़ जाता है, इसे टीआरएनए के स्वीकर्ता साइट, स्वीकर्ता हेयरपिन के साथ संयोजित करने के लिए तैयार करता है। फिर सिंथेटेज़ अमीनो एसिड के अनुरूप संबंधित टीआरएनए को जोड़ता है। इस स्तर पर, tRNA सिंथेटेज़ के पत्राचार की जाँच की जाती है। यदि यह मेल खाता है, तो टीआरएनए कसकर सिंथेटेज़ से जुड़ जाता है, जिससे इसकी संरचना बदल जाती है, जिससे अमीनोएसिटिलेशन की प्रक्रिया शुरू हो जाती है - टीआरएनए में एक अमीनो एसिड जुड़ जाता है।

  अमीनोएसिलेशन एक अमीनो एसिड से जुड़े एएमपी अणु को टीआरएनए अणु से बदलने की प्रक्रिया में होता है। इस प्रतिस्थापन के बाद, एएमपी सिंथेटेज़ छोड़ देता है और टीआरएनए को अमीनो एसिड की एक अंतिम जांच के लिए रोक दिया जाता है।

  यह जांचना कि क्या टीआरएनए संलग्न अमीनो एसिड से मेल खाता है

  संलग्न अमीनो एसिड के साथ टीआरएनए के पत्राचार की जांच के लिए सिंथेटेज़ मॉडल दो सक्रिय केंद्रों की उपस्थिति मानता है: सिंथेटिक और सुधार। सिंथेटिक केंद्र में, tRNA एक अमीनो एसिड से जुड़ा होता है। सिंथेटेज़ द्वारा कैप्चर किए गए टीआरएनए की स्वीकर्ता साइट पहले सिंथेटिक केंद्र से संपर्क करती है, जिसमें पहले से ही एएमपी से जुड़ा एक अमीनो एसिड होता है। टीआरएनए स्वीकर्ता साइट का यह संपर्क अमीनो एसिड संलग्न होने तक इसे अप्राकृतिक मोड़ देता है। अमीनो एसिड टीआरएनए की स्वीकर्ता साइट से जुड़ने के बाद, इस साइट के सिंथेटिक केंद्र में होने की आवश्यकता गायब हो जाती है; टीआरएनए सीधा हो जाता है और इससे जुड़े अमीनो एसिड को सुधार केंद्र में ले जाता है। यदि टीआरएनए से जुड़े अमीनो एसिड अणु का आकार सुधार केंद्र के आकार से मेल नहीं खाता है, तो अमीनो एसिड को गलत माना जाता है और टीआरएनए से अलग कर दिया जाता है। सिंथेटेज़ अगले चक्र के लिए तैयार है। जब टीआरएनए से जुड़े अमीनो एसिड अणु का आकार सुधार केंद्र के आकार के साथ मेल खाता है, तो अमीनो एसिड के साथ चार्ज किया गया टीआरएनए जारी होता है: यह प्रोटीन अनुवाद में अपनी भूमिका निभाने के लिए तैयार होता है। और सिंथेटेज़ नए अमीनो एसिड और टीआरएनए को जोड़ने और चक्र को फिर से शुरू करने के लिए तैयार है।

  सिंथेटेज़ के साथ अनुचित अमीनो एसिड का संयोजन औसतन 50 हजार में से 1 मामले में होता है, और गलत टीआरएनए के साथ 100 हजार कनेक्शन में केवल एक बार होता है।

• एम-आरएनए कोडन और टी-आरएनए एंटिकोडन की परस्पर क्रिया संपूरकता और प्रतिसमानांतरता के सिद्धांत के अनुसार होती है।

  संपूरकता और प्रतिसमानांतरता के सिद्धांत के अनुसार एमआरएनए कोडन के साथ टीआरएनए की अंतःक्रिया का अर्थ है: चूंकि एमआरएनए कोडन का अर्थ 5"->3" दिशा में पढ़ा जाता है, टीआरएनए में एंटिकोडन को 3"- में पढ़ा जाना चाहिए। >5" दिशा. इस मामले में, कोडन और एंटिकोडन के पहले दो आधारों को सख्ती से पूरक रूप से जोड़ा जाता है, यानी, केवल जोड़े ए यू और जी सी बनते हैं। तीसरे आधारों की जोड़ी इस सिद्धांत से विचलित हो सकती है। वैध जोड़े योजना द्वारा निर्धारित किए जाते हैं:

  निम्नलिखित आरेख से निम्नानुसार है।

  • एक टीआरएनए अणु केवल टाइप 1 कोडन से बंधता है यदि इसके एंटिकोडन में तीसरा न्यूक्लियोटाइड सी या ए है
  • यदि एंटिकोडन यू या जी में समाप्त होता है तो टीआरएनए 2 प्रकार के कोडन से जुड़ जाता है।
  • और अंत में, यदि एंटिकोडन I (इनोसिन न्यूक्लियोटाइड) में समाप्त होता है, तो tRNA 3 प्रकार के कोडन से बंध जाता है; यह स्थिति, विशेष रूप से, एलेनिन टीआरएनए में होती है।

    यहाँ से, बदले में, यह पता चलता है कि 61 सेंस कोडन की पहचान के लिए, सिद्धांत रूप में, समान नहीं, बल्कि विभिन्न टीआरएनए की एक छोटी संख्या की आवश्यकता होती है।

  राइबोसोमल आरएनए

  

  राइबोसोमल आरएनए राइबोसोमल सबयूनिट के निर्माण का आधार हैं। राइबोसोम प्रोटीन संश्लेषण के दौरान एमआरएनए और टीआरएनए की स्थानिक व्यवस्था सुनिश्चित करते हैं।

  प्रत्येक राइबोसोम में एक बड़ी और एक छोटी उपइकाई होती है। उपइकाइयों में बड़ी संख्या में प्रोटीन और राइबोसोमल आरएनए शामिल होते हैं जिनका अनुवाद नहीं होता है। राइबोसोम, राइबोसोमल आरएनए की तरह, उनके अवसादन गुणांक में भिन्न होते हैं, जिन्हें स्वेडबर्ग इकाइयों (एस) में मापा जाता है। यह गुणांक संतृप्त जलीय माध्यम में सेंट्रीफ्यूजेशन के दौरान उपइकाइयों के अवसादन की दर पर निर्भर करता है।

  प्रत्येक यूकेरियोटिक राइबोसोम में 80S का अवसादन गुणांक होता है और इसे आमतौर पर 80S कण के रूप में जाना जाता है। इसमें शामिल है

  • अवसादन गुणांक 18S rRNA और विभिन्न प्रोटीन के 30 अणुओं के साथ राइबोसोमल आरएनए युक्त छोटी सबयूनिट (40S),
  • बड़ी सबयूनिट (60S), जिसमें 3 अलग-अलग rRNA अणु (एक लंबा और दो छोटे - 5S, 5.8S और 28S), साथ ही 45 प्रोटीन अणु शामिल हैं।

    उपइकाइयाँ राइबोसोम का "कंकाल" बनाती हैं, जिनमें से प्रत्येक अपने स्वयं के प्रोटीन से घिरा होता है। पूर्ण राइबोसोम का अवसादन गुणांक इसकी दो उपइकाइयों के गुणांकों के योग से मेल नहीं खाता है, जो अणु के स्थानिक विन्यास से जुड़ा होता है।

  प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स में राइबोसोम की संरचना लगभग समान होती है। वे केवल आणविक भार में भिन्न होते हैं। जीवाणु राइबोसोम का अवसादन गुणांक 70S है और इसे 70S कण के रूप में नामित किया गया है, जो कम अवसादन दर को इंगित करता है; रोकना

  • छोटी (30S) सबयूनिट - 16S rRNA + प्रोटीन
  • बड़ी सबयूनिट (50S) - 23S rRNA + 5S rRNA + बड़ी सबयूनिट प्रोटीन (चित्र)

  आरआरएनए में, नाइट्रोजनस आधारों के बीच, गुआनिन और साइटोसिन की सामग्री सामान्य से अधिक है। छोटे न्यूक्लियोसाइड भी पाए जाते हैं, लेकिन टीआरएनए जितनी बार नहीं: लगभग 1%। ये मुख्य रूप से राइबोज़ पर मिथाइलेटेड न्यूक्लियोसाइड होते हैं। आरआरएनए की द्वितीयक संरचना में कई डबल-स्ट्रैंडेड क्षेत्र और लूप हैं (चित्र)। यह दो अनुक्रमिक प्रक्रियाओं - डीएनए प्रतिलेखन और आरएनए परिपक्वता (प्रसंस्करण) में गठित आरएनए अणुओं की संरचना है।

  डीएनए और आरआरएनए प्रसंस्करण से आरआरएनए का प्रतिलेखन

  प्री-आरआरएनए न्यूक्लियोलस में बनता है, जहां आरआरएनए ट्रांस्क्रिप्टन स्थित होते हैं। डीएनए से आरआरएनए का प्रतिलेखन दो अतिरिक्त आरएनए पोलीमरेज़ का उपयोग करके होता है। आरएनए पोलीमरेज़ I 5S, 5.8S और 28S को एक लंबे 45S ट्रांसक्रिप्ट में ट्रांसक्रिप्ट करता है, जिसे बाद में आवश्यक भागों में विभाजित किया जाता है। यह अणुओं की समान संख्या सुनिश्चित करता है। मानव शरीर में, प्रत्येक अगुणित जीनोम में 45S प्रतिलेख को एन्कोड करने वाले डीएनए अनुक्रम की लगभग 250 प्रतियां होती हैं। वे क्रोमोसोम 13, 14, 15, 21 और 22 की छोटी भुजाओं पर पांच क्लस्टर अग्रानुक्रम दोहराव (यानी, एक के बाद एक जोड़े में) में स्थित हैं। इन क्षेत्रों को न्यूक्लियर आयोजकों के रूप में जाना जाता है, क्योंकि उनके प्रतिलेखन और 45S के बाद के प्रसंस्करण प्रतिलेख न्यूक्लियोलस के भीतर होता है।

  क्रोमोसोम 1 के कम से कम तीन समूहों में 5S-rRNA जीन की 2000 प्रतियां हैं। उनका प्रतिलेखन न्यूक्लियोलस के बाहर आरएनए पोलीमरेज़ III की उपस्थिति में होता है।

  प्रसंस्करण के दौरान, आधे से अधिक प्री-आरआरएनए रहता है और परिपक्व आरआरएनए जारी होता है। कुछ आरआरएनए न्यूक्लियोटाइड्स में संशोधन होता है, जिसमें बेस मिथाइलेशन होता है। प्रतिक्रिया मिथाइलट्रांसफेरेज़ द्वारा की जाती है। एस-एडेनोसिलमेथिओनिन मिथाइल समूहों के दाता के रूप में कार्य करता है। परिपक्व आरआरएनए कोशिका द्रव्य से यहां आने वाले राइबोसोमल प्रोटीन के साथ नाभिक में संयोजित होते हैं और छोटे और बड़े राइबोसोमल उपकण बनाते हैं। परिपक्व आरआरएनए को एक प्रोटीन के साथ संयोजन में नाभिक से साइटोप्लाज्म तक ले जाया जाता है, जो अतिरिक्त रूप से उन्हें विनाश से बचाता है और परिवहन की सुविधा प्रदान करता है।

  राइबोसोमल केंद्र

  राइबोसोम अन्य कोशिकांगों से काफी भिन्न होते हैं। साइटोप्लाज्म में, वे दो अवस्थाओं में पाए जाते हैं: निष्क्रिय, जब बड़ी और छोटी उपइकाइयाँ एक दूसरे से अलग हो जाती हैं, और सक्रिय में - अपने कार्य के प्रदर्शन के दौरान - प्रोटीन संश्लेषण, जब उपइकाइयाँ एक दूसरे से जुड़ी होती हैं।

  राइबोसोमल उपइकाइयों को जोड़ने या सक्रिय राइबोसोम को जोड़ने की प्रक्रिया को अनुवाद आरंभ कहा जाता है। यह संयोजन कड़ाई से क्रमबद्ध तरीके से होता है, जो राइबोसोम के कार्यात्मक केंद्रों द्वारा सुनिश्चित किया जाता है। ये सभी केंद्र दोनों राइबोसोमल सबयूनिटों की संपर्क सतहों पर स्थित हैं। इसमे शामिल है:

  1. एमआरएनए बाइंडिंग साइट (एम सेंटर)। यह 18S rRNA के एक क्षेत्र द्वारा बनता है, जो mRNA के 5" अनअनुवादित टुकड़े के लिए 5-9 न्यूक्लियोटाइड का पूरक है।
  2. पेप्टिडाइल केंद्र (पी-केंद्र)। अनुवाद प्रक्रिया की शुरुआत में, आरंभ करने वाला एए-टीआरएनए इससे जुड़ जाता है। यूकेरियोट्स में, सभी एमआरएनए का आरंभिक कोडन हमेशा मेथिओनिन को एनकोड करता है, इसलिए आरंभ करने वाला एए-टीआरएनए दो मेथिओनिन एए-टीआरएनए में से एक है, जो सबस्क्रिप्ट i: Met-tRNA i Met द्वारा दर्शाया गया है। अनुवाद के बाद के चरणों में, पी-केंद्र में पेप्टिडाइल-टीआरएनए होता है, जिसमें पेप्टाइड श्रृंखला का पहले से ही संश्लेषित हिस्सा होता है।

     कभी-कभी वे ई-सेंटर ("निकास" से - निकास) के बारे में भी बात करते हैं, जहां टीआरएनए जिसने पेप्टिडाइल के साथ अपना संबंध खो दिया है, राइबोसोम छोड़ने से पहले चलता है। हालाँकि, इस केंद्र को पी-केंद्र का अभिन्न अंग माना जा सकता है।

  3. अमीनो एसिड केंद्र (ए-केंद्र) अगले एए-टीआरएनए के लिए बाध्यकारी स्थल है।
  4. पेप्टिडाइलट्रांसफेरेज़ केंद्र (पीटीएफ केंद्र) - यह पेप्टिडाइल-टीआरएनए से ए केंद्र पर पहुंचने वाले अगले एए-टीआरएनए तक पेप्टिडाइल के स्थानांतरण को उत्प्रेरित करता है। इस मामले में, एक और पेप्टाइड बंधन बनता है और पेप्टिडाइल एक अमीनो एसिड द्वारा बढ़ाया जाता है।

  अमीनो एसिड केंद्र और पेप्टिडाइल केंद्र दोनों में, संबंधित टीआरएनए (एए-टीआरएनए या पेप्टिडाइल-टीआरएनए) का एंटिकोडन लूप स्पष्ट रूप से एम-केंद्र, मैसेंजर आरएनए बाइंडिंग सेंटर (एमआरएनए के साथ बातचीत), और स्वीकर्ता लूप का सामना करता है। अमीनोएसिल या पेप्टिडाइल पीटीएफ केंद्र के साथ।

  उपइकाइयों के बीच केन्द्रों का वितरण

  राइबोसोमल उपइकाइयों के बीच केंद्रों का वितरण इस प्रकार होता है:

  • छोटी उप इकाई.चूँकि इसमें 18S rRNA होता है, वह क्षेत्र जहाँ mRNA जुड़ता है, M केंद्र इस सबयूनिट पर स्थित होता है। इसके अलावा, ए-सेंटर का मुख्य भाग और पी-सेंटर का एक छोटा हिस्सा यहां स्थित है।
  • बड़ी उपइकाई. पी- और ए-केंद्रों के शेष भाग इसकी संपर्क सतह पर स्थित हैं। पी-केंद्र के मामले में, यह इसका मुख्य भाग है, और ए-केंद्र के मामले में, यह एमिनो एसिड रेडिकल (एमिनोएसिल) के साथ एए-टीआरएनए के स्वीकर्ता लूप के बंधन का स्थान है; बाकी और अधिकांश एए-टीआरएनए छोटी सबयूनिट से जुड़ जाते हैं। बड़ी सबयूनिट भी पीटीएफ केंद्र की है।
  ये सभी परिस्थितियाँ अनुवाद आरंभ के चरण में राइबोसोम संयोजन का क्रम निर्धारित करती हैं।

  राइबोसोम दीक्षा (प्रोटीन संश्लेषण के लिए राइबोसोम तैयार करना)

  प्रोटीन संश्लेषण, या स्वयं अनुवाद, आमतौर पर तीन चरणों में विभाजित होता है: आरंभ (शुरुआत), बढ़ाव (पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला का विस्तार) और समाप्ति (अंत)। आरंभ चरण के दौरान, राइबोसोम को काम के लिए तैयार किया जाता है: इसकी उपइकाइयाँ जुड़ी होती हैं। बैक्टीरियल और यूकेरियोटिक राइबोसोम में, सबयूनिट का कनेक्शन और अनुवाद की शुरुआत अलग-अलग तरीके से होती है।

  प्रसारण प्रारंभ करना सबसे धीमी प्रक्रिया है. राइबोसोमल सबयूनिट के अलावा, एमआरएनए और टीआरएनए, जीटीपी और तीन प्रोटीन दीक्षा कारक (आईएफ-1, आईएफ-2 और आईएफ-3), जो राइबोसोम के अभिन्न घटक नहीं हैं, इसमें भाग लेते हैं। दीक्षा कारक एमआरएनए को छोटी सबयूनिट और जीटीपी से जोड़ने की सुविधा प्रदान करते हैं। जीटीपी, हाइड्रोलिसिस के कारण, राइबोसोमल सबयूनिट को बंद करने की प्रक्रिया के लिए ऊर्जा प्रदान करता है।

  

  1. दीक्षा छोटे सबयूनिट (40S) के आरंभिक कारक IF-3 से जुड़ने से शुरू होती है, जो बड़े सबयूनिट को समय से पहले बंधने से रोकता है और mRNA को इससे जुड़ने की अनुमति देता है।
  2. इसके बाद, एमआरएनए (इसके 5" अअनुवादित क्षेत्र के साथ) "छोटे सबयूनिट (40एस) + आईएफ-3" कॉम्प्लेक्स से जुड़ा होता है। इस मामले में, दीक्षा कोडन (एयूजी) भविष्य के पेप्टिडाइल केंद्र के स्तर पर दिखाई देता है। राइबोसोम.
  3. इसके बाद, दो और दीक्षा कारक "छोटे सबयूनिट + आईएफ-3 + एमआरएनए" कॉम्प्लेक्स में जोड़े जाते हैं: आईएफ-1 और आईएफ-2, जबकि बाद वाला अपने साथ एक विशेष स्थानांतरण आरएनए ले जाता है, जिसे आरंभिक एए-टीआरएनए कहा जाता है। कॉम्प्लेक्स में जीटीपी भी शामिल है।

     छोटी सबयूनिट mRNA के साथ मिलकर पढ़ने के लिए दो कोडन प्रस्तुत करती है। उनमें से पहले पर, IF-2 प्रोटीन सर्जक aa-tRNA को ठीक करता है। दूसरा कोडन IF-1 प्रोटीन को बंद कर देता है, जो इसे अवरुद्ध कर देता है और अगले tRNA को तब तक जुड़ने से रोकता है जब तक कि राइबोसोम पूरी तरह से इकट्ठा न हो जाए।

  4. प्रारंभिक एए-टीआरएनए, यानी मेट-टीआरएनए आई मेट के बंधन के बाद, एमआरएनए (आरंभ कोडन एयूजी) के साथ पूरक बातचीत और पी-केंद्र में इसके स्थान पर इसकी स्थापना के कारण, राइबोसोमल सबयूनिट का बंधन होता है। जीटीपी को जीडीपी और अकार्बनिक फॉस्फेट में हाइड्रोलाइज्ड किया जाता है, और जब यह उच्च-ऊर्जा बंधन टूट जाता है तो निकलने वाली ऊर्जा प्रक्रिया को वांछित दिशा में आगे बढ़ने के लिए थर्मोडायनामिक उत्तेजना पैदा करती है। उसी समय, दीक्षा कारक राइबोसोम छोड़ देते हैं।

  इस प्रकार, चार मुख्य घटकों से एक प्रकार का "सैंडविच" बनता है। इस मामले में, एमआरएनए (एयूजी) का आरंभिक कोडन और संबंधित आरंभिक एए-टीआरएनए इकट्ठे राइबोसोम के पी-केंद्र में दिखाई देते हैं। उत्तरार्द्ध पहले पेप्टाइड बंधन के निर्माण के दौरान पेप्टिडाइल-टीआरएनए की भूमिका निभाता है।

  

  आरएनए पोलीमरेज़ द्वारा संश्लेषित आरएनए प्रतिलेख आमतौर पर आगे एंजाइमेटिक परिवर्तनों से गुजरते हैं, जिन्हें पोस्ट-ट्रांसक्रिप्शनल प्रोसेसिंग कहा जाता है, और उसके बाद ही वे अपनी कार्यात्मक गतिविधि प्राप्त करते हैं। अपरिपक्व संदेशवाहक आरएनए के प्रतिलेखों को विषम परमाणु आरएनए (एचएनआरएनए) कहा जाता है। इनमें इंट्रॉन और एक्सॉन युक्त बहुत लंबे आरएनए अणुओं का मिश्रण होता है। यूकेरियोट्स में एचएनआरएनए की परिपक्वता (प्रसंस्करण) में कई चरण शामिल हैं, जिनमें से एक में इंट्रोन्स को हटाना - अअनुवादित सम्मिलन अनुक्रम - और एक्सॉन का विलय शामिल है। प्रक्रिया इस तरह से आगे बढ़ती है कि एक दूसरे का अनुसरण करने वाले एक्सॉन, यानी, एमआरएनए के कोडिंग टुकड़े, कभी भी शारीरिक रूप से अलग नहीं होते हैं। एक्सॉन छोटे परमाणु आरएनए (एसएनआरएनए) नामक अणुओं का उपयोग करके बहुत सटीक रूप से एक साथ जुड़े हुए हैं। लगभग एक सौ न्यूक्लियोटाइड से युक्त इन छोटे परमाणु आरएनए का कार्य लंबे समय से अस्पष्ट बना हुआ है। यह तब स्थापित किया गया जब यह पता चला कि उनका न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम प्रत्येक इंट्रॉन के सिरों पर अनुक्रमों का पूरक है। एसएनआरएनए में निहित बेस पेयरिंग और मुड़े हुए इंट्रॉन के सिरों पर, दो एक्सॉन के अनुक्रम को एक साथ इस तरह से करीब लाया जाता है कि उन्हें अलग करने वाले इंट्रॉन को हटाना और एंजाइमैटिक जॉइनिंग (स्प्लिसिंग) करना संभव हो जाता है। कोडिंग टुकड़े (एक्सॉन)। इस प्रकार, एसएनआरएनए अणु अस्थायी टेम्पलेट्स की भूमिका निभाते हैं जो दो एक्सॉन के सिरों को एक-दूसरे के करीब रखते हैं ताकि स्प्लिसिंग सही जगह पर हो (चित्र)।

  इंट्रोन्स को हटाकर एचएनआरएनए का एमआरएनए में रूपांतरण एक परमाणु आरएनए-प्रोटीन कॉम्प्लेक्स में होता है जिसे स्प्लिसोम कहा जाता है। प्रत्येक स्प्लिसोम में एक कोर होता है जिसमें तीन छोटे (कम आणविक भार) परमाणु राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन या स्नर्प्स होते हैं। प्रत्येक स्नर्प में कम से कम एक छोटा परमाणु आरएनए और कई प्रोटीन होते हैं। कई सौ अलग-अलग छोटे परमाणु आरएनए हैं, जो मुख्य रूप से आरएनए पोलीमरेज़ II द्वारा लिखित हैं। ऐसा माना जाता है कि उनका मुख्य कार्य आरएनए-आरएनए प्रकार के बेस पेयरिंग के माध्यम से विशिष्ट राइबोन्यूक्लिक अनुक्रमों की पहचान करना है। यूएल, यू2, यू4/यू6 और यू5 एचएनआरएनए प्रसंस्करण के लिए सबसे महत्वपूर्ण हैं।

  माइटोकॉन्ड्रियल आरएनए

  माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए एक सतत लूप है और 13 पॉलीपेप्टाइड्स, 22 टीआरएनए और 2 आरआरएनए (16एस और 23एस) को एनकोड करता है। अधिकांश जीन एक (भारी) श्रृंखला पर स्थित होते हैं, लेकिन उनमें से एक निश्चित संख्या इसकी पूरक प्रकाश श्रृंखला पर भी स्थित होती है। इस मामले में, दोनों स्ट्रैंड को माइटोकॉन्ड्रिया-विशिष्ट आरएनए पोलीमरेज़ का उपयोग करके निरंतर प्रतिलेख के रूप में प्रतिलेखित किया जाता है। यह एंजाइम परमाणु जीन द्वारा एन्कोड किया गया है। लंबे आरएनए अणुओं को फिर 37 अलग-अलग प्रजातियों में विभाजित किया जाता है, और एमआरएनए, आरआरएनए और टीआरएनए 13 एमआरएनए का सह-अनुवाद करते हैं। बड़ी संख्या में अतिरिक्त प्रोटीन जो साइटोप्लाज्म से माइटोकॉन्ड्रियन में प्रवेश करते हैं, परमाणु जीन से अनुवादित होते हैं। सिस्टमिक ल्यूपस एरिथेमेटोसस के मरीजों में उनके शरीर के स्नर्प प्रोटीन के प्रति एंटीबॉडी होती है। इसके अलावा, यह माना जाता है कि क्रोमोसोम 15q के छोटे परमाणु आरएनए जीन का एक निश्चित सेट प्रेडर-विली सिंड्रोम (मानसिक मंदता, छोटे कद, मोटापा और मांसपेशी हाइपोटोनिया का वंशानुगत संयोजन) के रोगजनन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।