आधुनिक जीव विज्ञान अपनी खोजों की विशिष्टता और पैमाने से चकित करता है। आज यह विज्ञान हमारी आँखों से छिपी अधिकांश प्रक्रियाओं का अध्ययन करता है। यह आणविक जीव विज्ञान के लिए उल्लेखनीय है - एक आशाजनक क्षेत्र जो जीवित पदार्थ के सबसे जटिल रहस्यों को जानने में मदद करता है।
रिवर्स ट्रांसक्रिप्शन क्या है
रिवर्स ट्रांसक्रिप्शन (संक्षेप में आरटी) अधिकांश आरएनए वायरस की एक विशिष्ट प्रक्रिया विशेषता है। इसकी मुख्य विशेषता मैसेंजर आरएनए पर आधारित एक डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए अणु का संश्लेषण है।
OT बैक्टीरिया या यूकेरियोटिक जीवों की विशेषता नहीं है। मुख्य एंजाइम, रिवर्सटेज़, डबल स्ट्रैंडेड डीएनए के संश्लेषण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
खोज इतिहास
यह विचार कि राइबोन्यूक्लिक एसिड अणु डीएनए संश्लेषण के लिए एक टेम्पलेट बन सकता है, 1970 के दशक तक बेतुका माना जाता था। तब बाल्टीमोर और टेमिन ने एक दूसरे से अलग काम करते हुए लगभग एक साथ एक नए एंजाइम की खोज की। उन्होंने इसे आरएनए-आश्रित-डीएनए पोलीमरेज़, या रिवर्स ट्रांसक्रिपटेस कहा।
इस एंजाइम की खोज ने बिना शर्त जीवों के अस्तित्व की पुष्टि कीरिवर्स ट्रांसक्रिप्शन में सक्षम। दोनों वैज्ञानिकों को 1975 में नोबेल पुरस्कार मिला। कुछ समय बाद, एंगेलहार्ड्ट ने रिवर्स ट्रांसक्रिपटेस के लिए एक वैकल्पिक नाम प्रस्तावित किया - रिवर्टेज।
क्यों ओटी आणविक जीव विज्ञान के केंद्रीय सिद्धांत का खंडन करता है
केंद्रीय हठधर्मिता किसी भी जीवित कोशिका में अनुक्रमिक प्रोटीन संश्लेषण की अवधारणा है। ऐसी योजना तीन घटकों से बनी है: डीएनए, आरएनए और प्रोटीन।
केंद्रीय सिद्धांत के अनुसार, आरएनए को विशेष रूप से डीएनए टेम्पलेट पर संश्लेषित किया जा सकता है, और उसके बाद ही आरएनए प्रोटीन की प्राथमिक संरचना के निर्माण में शामिल होता है।
रिवर्स ट्रांसक्रिप्शन की खोज से पहले इस हठधर्मिता को वैज्ञानिक समुदाय में आधिकारिक रूप से स्वीकार कर लिया गया था। आश्चर्य नहीं कि आरएनए से डीएनए के रिवर्स सिंथेसिस के विचार को वैज्ञानिकों ने लंबे समय से खारिज कर दिया है। केवल 1970 में, रिवर्सटेस की खोज के साथ, इस मुद्दे का अंत था, जो प्रोटीन संश्लेषण की अवधारणा में परिलक्षित होता था।
एवियन रेट्रोवायरस का रिवर्टेज
आरएनए-निर्भर-डीएनए पोलीमरेज़ की भागीदारी के बिना रिवर्स ट्रांसक्रिप्शन की प्रक्रिया पूरी नहीं होती है। एवियन रेट्रोवायरस के रिवर्टेज का अब तक अधिकतम सीमा तक अध्ययन किया गया है।
वायरस के इस परिवार के एक विषाणु में इस प्रोटीन के केवल लगभग 40 अणु पाए जा सकते हैं। प्रोटीन में दो सबयूनिट होते हैं जो समान संख्या में होते हैं और रिवर्सएज़ के तीन महत्वपूर्ण कार्य करते हैं:
1) एकल-फंसे/डबल-स्ट्रैंडेड आरएनए टेम्पलेट और डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड के आधार पर डीएनए अणु का संश्लेषण।
2) RNase H सक्रियण, जिसकी मुख्य भूमिका to. हैआरएनए-डीएनए परिसर में आरएनए अणु की दरार।
3) यूकेरियोटिक जीनोम में सम्मिलन के लिए डीएनए अणुओं के वर्गों का विनाश।
तंत्र ओटी
रिवर्स ट्रांसक्रिप्शन चरण वायरस के परिवार के आधार पर भिन्न हो सकते हैं, अर्थात। उनके न्यूक्लिक एसिड के प्रकार पर।
आइए पहले उन वायरस पर विचार करें जो रिवर्सटेज का उपयोग करते हैं। यहां ओटी प्रक्रिया को 3 चरणों में बांटा गया है:
1) आरएनए स्ट्रैंड के टेम्प्लेट "+" पर "-" आरएनए स्ट्रैंड का संश्लेषण।
2) एंजाइम RNase H का उपयोग करके RNA-DNA परिसर में RNA के "+" स्ट्रैंड का विनाश।
3) आरएनए श्रृंखला के टेम्पलेट "-" पर एक डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए अणु का संश्लेषण।
विरियन प्रजनन की यह विधि कुछ ऑन्कोजेनिक वायरस और मानव इम्युनोडेफिशिएंसी वायरस (एचआईवी) के लिए विशिष्ट है।
यह ध्यान देने योग्य है कि आरएनए टेम्प्लेट पर किसी भी न्यूक्लिक एसिड के संश्लेषण के लिए, एक बीज या प्राइमर की आवश्यकता होती है। प्राइमर न्यूक्लियोटाइड्स का एक छोटा अनुक्रम होता है जो एक आरएनए अणु (टेम्पलेट) के 3' छोर का पूरक होता है और संश्लेषण शुरू करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
जब वायरल मूल के डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए अणुओं को यूकेरियोटिक जीनोम में एकीकृत किया जाता है, तो वायरियन प्रोटीन संश्लेषण का सामान्य तंत्र शुरू होता है। नतीजतन, वायरस द्वारा "कब्जा" की गई कोशिका एक विरियन उत्पादन कारखाना बन जाती है, जहां आवश्यक प्रोटीन और आरएनए अणु बड़ी मात्रा में बनते हैं।
रिवर्स ट्रांसक्रिप्शन का दूसरा तरीका आरएनए सिंथेटेस की क्रिया पर आधारित है। यह प्रोटीन paramyxoviruses, rhabdoviruses, picornoviruses में सक्रिय है। इस मामले में, ओटी का कोई तीसरा चरण नहीं है - गठनडबल-स्ट्रैंडेड डीएनए, और इसके बजाय, एक "+" आरएनए श्रृंखला वायरल "-" आरएनए श्रृंखला के टेम्पलेट पर संश्लेषित होती है और इसके विपरीत।
इस तरह के चक्रों की पुनरावृत्ति वायरस जीनोम की प्रतिकृति और संक्रमित यूकेरियोटिक कोशिका की स्थितियों के तहत प्रोटीन संश्लेषण में सक्षम एमआरएनए के गठन की ओर ले जाती है।
रिवर्स ट्रांसक्रिप्शन का जैविक महत्व
कई वायरस (मुख्य रूप से एचआईवी जैसे रेट्रोवायरस) के जीवन चक्र में ओटी प्रक्रिया सबसे महत्वपूर्ण है। यूकेरियोटिक कोशिका पर हमला करने वाले विषाणु का आरएनए पहले डीएनए स्ट्रैंड के संश्लेषण के लिए एक टेम्प्लेट बन जाता है, जिस पर दूसरे स्ट्रैंड को पूरा करना मुश्किल नहीं होता है।
वायरस के प्राप्त डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए को यूकेरियोटिक जीनोम में एकीकृत किया जाता है, जिससे वायरियन प्रोटीन संश्लेषण की प्रक्रियाओं को सक्रिय किया जाता है और संक्रमित कोशिका के अंदर बड़ी संख्या में इसकी प्रतियां दिखाई देती हैं। यह वायरस के लिए सामान्य रूप से Revertase और OT का मुख्य मिशन है।
यूकैरियोट्स में रेट्रोट्रांसपोसन के संदर्भ में रिवर्स ट्रांसक्रिप्शन भी हो सकता है - मोबाइल आनुवंशिक तत्व जो स्वतंत्र रूप से जीनोम के एक हिस्से से दूसरे हिस्से में परिवहन कर सकते हैं। वैज्ञानिकों के अनुसार ऐसे तत्वों ने जीवों के विकास का कारण बना।
रेट्रोट्रांसपोसन यूकेरियोटिक डीएनए का एक खंड है जो कई प्रोटीनों के लिए कोड करता है। उनमें से एक, रिवर्सटेज़, ऐसे रेट्रोट्रांसपोरोज़ोन के निरूपण में सीधे तौर पर शामिल है।
विज्ञान में ओटी का प्रयोग
जिस क्षण से रिवर्सटेज़ को उसके शुद्ध रूप में पृथक किया गया था, जीवविज्ञानियों द्वारा रिवर्स ट्रांसक्रिप्शन की प्रक्रिया को अपनाया गया था।ओटी तंत्र का अध्ययन अभी भी सबसे महत्वपूर्ण मानव प्रोटीन के अनुक्रमों को पढ़ने में मदद करता है।
तथ्य यह है कि हमारे सहित यूकेरियोट्स के जीनोम में गैर-सूचनात्मक क्षेत्र होते हैं जिन्हें इंट्रॉन कहा जाता है। जब ऐसे डीएनए से एक न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम पढ़ा जाता है और एक एकल-फंसे आरएनए का निर्माण होता है, तो बाद वाला प्रोटीन के लिए विशेष रूप से इंट्रॉन और कोड खो देता है। यदि डीएनए को आरएनए टेम्प्लेट पर रिवर्सटेज़ का उपयोग करके संश्लेषित किया जाता है, तो इसे अनुक्रमित करना और न्यूक्लियोटाइड्स के क्रम का पता लगाना आसान होता है।
न्यूक्लिक एसिड जो रिवर्स ट्रांसक्रिपटेस द्वारा बनाया गया है, सीडीएनए कहलाता है। परिणामी सीडीएनए प्रतिलिपि की प्रतिलिपि संख्या को कृत्रिम रूप से बढ़ाने के लिए इसे अक्सर पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन (पीसीआर) में उपयोग किया जाता है। इस पद्धति का उपयोग न केवल विज्ञान में, बल्कि चिकित्सा में भी किया जाता है: प्रयोगशाला सहायक एक सामान्य पुस्तकालय से विभिन्न बैक्टीरिया या वायरस के जीनोम के साथ ऐसे डीएनए की समानता निर्धारित करते हैं। वैक्टर का संश्लेषण और बैक्टीरिया में उनका परिचय जीव विज्ञान के आशाजनक क्षेत्रों में से एक है। यदि आरटी का उपयोग बिना इंट्रोन्स के मनुष्यों और अन्य जीवों के डीएनए बनाने के लिए किया जाता है, तो ऐसे अणुओं को आसानी से जीवाणु जीनोम में पेश किया जा सकता है। तो बाद वाले व्यक्ति के लिए आवश्यक पदार्थों के उत्पादन के लिए कारखाने बन जाते हैं (उदाहरण के लिए, एंजाइम)।
