न्यूक्लिक एसिड जीवित जीवों की कोशिकाओं की महत्वपूर्ण गतिविधि सुनिश्चित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। कार्बनिक यौगिकों के इस समूह का एक महत्वपूर्ण प्रतिनिधि डीएनए है, जो सभी आनुवंशिक जानकारी रखता है और आवश्यक विशेषताओं की अभिव्यक्ति के लिए जिम्मेदार है।
प्रतिकृति क्या है?
कोशिका विभाजन की प्रक्रिया में नाभिक में न्यूक्लिक अम्ल की मात्रा को बढ़ाना आवश्यक होता है ताकि इस प्रक्रिया में आनुवंशिक जानकारी का नुकसान न हो। जीव विज्ञान में, प्रतिकृति नए किस्में के संश्लेषण के माध्यम से डीएनए का दोहराव है।
इस प्रक्रिया का मुख्य उद्देश्य आनुवंशिक जानकारी को बिना किसी परिवर्तन के बेटी कोशिकाओं में स्थानांतरित करना है।
प्रतिकृति के एंजाइम और प्रोटीन
डीएनए अणु के दोहराव की तुलना कोशिका में किसी भी चयापचय प्रक्रिया से की जा सकती है, जिसके लिए उपयुक्त प्रोटीन की आवश्यकता होती है। चूंकि प्रतिकृति जीव विज्ञान में कोशिका विभाजन का एक महत्वपूर्ण घटक है, इसलिए, कई सहायक पेप्टाइड्स यहां शामिल हैं।
डीएनए पोलीमरेज़ सबसे महत्वपूर्ण रिड्यूप्लिकेशन एंजाइम है जो जिम्मेदार हैडीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड की बेटी श्रृंखला के संश्लेषण के लिए। कोशिका के कोशिकाद्रव्य में, प्रतिकृति की प्रक्रिया में, न्यूक्लिक ट्राइफॉस्फेट की उपस्थिति अनिवार्य है, जो सभी न्यूक्लिक आधारों को लाती है।
ये क्षारक न्यूक्लिक अम्ल मोनोमर होते हैं, अतः अणु की पूरी श्रृंखला इनसे निर्मित होती है। सही क्रम में असेंबली प्रक्रिया के लिए डीएनए पोलीमरेज़ जिम्मेदार है, अन्यथा सभी प्रकार के उत्परिवर्तन अपरिहार्य हैं।
- प्राइमेज एक प्रोटीन है जो डीएनए टेम्प्लेट श्रृंखला पर प्राइमर के निर्माण के लिए जिम्मेदार है। इस प्राइमर को प्राइमर भी कहा जाता है, इसमें आरएनए की संरचना होती है। डीएनए पोलीमरेज़ एंजाइम के लिए, प्रारंभिक मोनोमर्स की उपस्थिति महत्वपूर्ण है, जिससे पूरी पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला का आगे संश्लेषण संभव है। यह कार्य प्राइमर और उसके अनुरूप एंजाइम द्वारा किया जाता है।
- हेलीकेस (हेलीकेस) एक प्रतिकृति कांटा बनाता है, जो हाइड्रोजन बांडों को तोड़कर मैट्रिक्स श्रृंखलाओं का विचलन है। इससे पोलीमरेज़ के लिए अणु तक पहुंचना और संश्लेषण शुरू करना आसान हो जाता है।
- टोपोइज़ोमेरेज़। यदि आप एक डीएनए अणु को एक मुड़ी हुई रस्सी के रूप में कल्पना करते हैं, जैसे पोलीमरेज़ श्रृंखला के साथ चलता है, तो मजबूत घुमा के कारण एक सकारात्मक वोल्टेज का निर्माण होगा। इस समस्या को टोपोइज़ोमेरेज़ द्वारा हल किया जाता है, एक एंजाइम जो थोड़े समय के लिए श्रृंखला को तोड़ता है और पूरे अणु को प्रकट करता है। उसके बाद, क्षतिग्रस्त क्षेत्र को फिर से एक साथ सिल दिया जाता है, और डीएनए पर जोर नहीं पड़ता है।
- Ssb प्रोटीन प्रतिकृति फोर्क पर डीएनए स्ट्रैंड से क्लस्टर की तरह जुड़ते हैं ताकि रिडुप्लिकेशन प्रक्रिया के अंत से पहले हाइड्रोजन बांड के पुन: गठन को रोका जा सके।
- लिगास। एंजाइम समारोहडीएनए अणु के लैगिंग स्ट्रैंड पर ओकाज़ाकी टुकड़ों को सिलाई करना शामिल है। यह प्राइमरों को काटकर और उनके स्थान पर देशी डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड मोनोमर डालने से होता है।
जीव विज्ञान में, प्रतिकृति एक जटिल बहु-चरणीय प्रक्रिया है जो कोशिका विभाजन में अत्यंत महत्वपूर्ण है। इसलिए, कुशल और सही संश्लेषण के लिए विभिन्न प्रोटीनों और एंजाइमों का उपयोग आवश्यक है।
दोहराव तंत्र
डीएनए दोहराव प्रक्रिया की व्याख्या करने वाले 3 सिद्धांत हैं:
- रूढ़िवादी कहता है कि न्यूक्लिक एसिड के एक बेटी अणु में मैट्रिक्स प्रकृति होती है, और दूसरा पूरी तरह से खरोंच से संश्लेषित होता है।
- वॉटसन और क्रिक द्वारा प्रस्तावित अर्ध-रूढ़िवादी और 1957 में ई. कोली पर प्रयोगों में पुष्टि की गई। यह सिद्धांत कहता है कि दोनों बेटी डीएनए अणुओं में एक पुराना स्ट्रैंड और एक नया संश्लेषित होता है।
- फैलाव तंत्र इस सिद्धांत पर आधारित है कि बेटी के अणुओं की पूरी लंबाई के साथ बारी-बारी से खंड होते हैं, जिसमें पुराने और नए दोनों मोनोमर्स होते हैं।
अब वैज्ञानिक रूप से सिद्ध अर्ध-रूढ़िवादी मॉडल। आणविक स्तर पर प्रतिकृति क्या है? शुरुआत में, हेलीकॉप्टर डीएनए अणु के हाइड्रोजन बांड को तोड़ता है, जिससे पोलीमरेज़ एंजाइम के लिए दोनों श्रृंखलाएं खुलती हैं। उत्तरार्द्ध, बीजों के बनने के बाद, 5'-3' दिशा में नई श्रृंखलाओं का संश्लेषण शुरू करते हैं।
डीएनए एंटीपैरेललिज्म का गुण लीडिंग और लैगिंग स्ट्रैंड्स के बनने का मुख्य कारण है। अग्रणी स्ट्रैंड पर, डीएनए पोलीमरेज़ लगातार चलता रहता है, जबकि लैगिंग परयह ओकाज़ाकी टुकड़े बनाता है, जो भविष्य में लिगेज द्वारा एक साथ जुड़ जाएगा।
प्रतिकृति की विशेषताएं
प्रतिकृति के बाद नाभिक में कितने डीएनए अणु होते हैं? इस प्रक्रिया का तात्पर्य कोशिका के आनुवंशिक सेट के दोहरीकरण से है, इसलिए, समसूत्रण की सिंथेटिक अवधि के दौरान, द्विगुणित सेट में दो बार डीएनए अणु होते हैं। ऐसी प्रविष्टि को आमतौर पर 2n 4c के रूप में चिह्नित किया जाता है।
प्रतिकृति के जैविक अर्थ के अलावा, वैज्ञानिकों ने चिकित्सा और विज्ञान के विभिन्न क्षेत्रों में इस प्रक्रिया का अनुप्रयोग पाया है। यदि जीव विज्ञान में प्रतिकृति डीएनए का दोहराव है, तो प्रयोगशाला में, न्यूक्लिक एसिड अणुओं के प्रजनन का उपयोग कई हजार प्रतियां बनाने के लिए किया जाता है।
इस विधि को पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन (पीसीआर) कहा जाता है। इस प्रक्रिया का तंत्र विवो में प्रतिकृति के समान है, इसलिए इसके पाठ्यक्रम के लिए समान एंजाइम और बफर सिस्टम का उपयोग किया जाता है।
निष्कर्ष
जीवों के लिए प्रतिकृति का बड़ा जैविक महत्व है। कोशिका विभाजन के दौरान आनुवंशिक सूचना का स्थानांतरण डीएनए अणुओं के दोहराव के बिना पूरा नहीं होता है, इसलिए एंजाइमों का समन्वित कार्य सभी चरणों में महत्वपूर्ण है।
