किसी भी जीव की कोशिका रसायनों के उत्पादन का एक बड़ा कारखाना है। यहां लिपिड, न्यूक्लिक एसिड, कार्बोहाइड्रेट और निश्चित रूप से प्रोटीन के जैवसंश्लेषण में प्रतिक्रियाएं होती हैं। प्रोटीन कोशिका के जीवन में बहुत बड़ी भूमिका निभाते हैं, क्योंकि वे कई कार्य करते हैं: एंजाइमेटिक, सिग्नलिंग, संरचनात्मक, सुरक्षात्मक, और अन्य।
प्रोटीन जैवसंश्लेषण: प्रक्रिया का विवरण
प्रोटीन अणुओं का निर्माण एक जटिल बहु-चरणीय प्रक्रिया है जो बड़ी संख्या में एंजाइमों की क्रिया के तहत और कुछ संरचनाओं की उपस्थिति में होती है।
किसी भी प्रोटीन का संश्लेषण केंद्रक में शुरू होता है। अणु की संरचना के बारे में जानकारी कोशिका के डीएनए में दर्ज होती है, जिससे इसे पढ़ा जाता है। एक जीव में लगभग हर जीन एक, अद्वितीय प्रोटीन अणु को कूटबद्ध करता है।
प्रोटीन जैवसंश्लेषण में कोशिका द्रव्य की क्या भूमिका है? तथ्य यह है कि कोशिका का साइटोप्लाज्म जटिल पदार्थों के मोनोमर्स के लिए एक "पूल" है, साथ ही संरचनाएं जो प्रोटीन संश्लेषण की प्रक्रिया के लिए जिम्मेदार हैं। साथ ही, कोशिका के आंतरिक वातावरण में निरंतर अम्लता होती है औरआयन सामग्री, जो जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।
प्रोटीन जैवसंश्लेषण दो चरणों में होता है: प्रतिलेखन और अनुवाद।
प्रतिलेखन
यह अवस्था कोशिका के केंद्रक में शुरू होती है। यहां डीएनए और आरएनए (डीऑक्सी- और राइबोन्यूक्लिक एसिड) जैसे न्यूक्लिक एसिड द्वारा मुख्य भूमिका निभाई जाती है। यूकेरियोट्स में, ट्रांसक्रिप्शन की इकाई ट्रांसक्रिप्टन है, जबकि प्रोकैरियोट्स में, डीएनए के इस संगठन को ऑपेरॉन कहा जाता है। प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स में ट्रांसक्रिप्शन के बीच अंतर यह है कि एक ऑपेरॉन एक डीएनए अणु का एक खंड है जो कई प्रोटीन अणुओं को एन्कोड करता है, जब ट्रांसक्रिप्टन केवल एक प्रोटीन जीन के बारे में जानकारी रखता है।
प्रतिलेखन के चरण में कोशिका का मुख्य कार्य डीएनए टेम्पलेट पर मैसेंजर आरएनए (एमआरएनए) का संश्लेषण है। ऐसा करने के लिए, आरएनए पोलीमरेज़ जैसा एक एंजाइम नाभिक में प्रवेश करता है। यह एक नए एमआरएनए अणु के संश्लेषण में शामिल है, जो डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड साइट का पूरक है।
सफल ट्रांसक्रिप्शन प्रतिक्रियाओं के लिए, ट्रांसक्रिप्शन कारकों की उपस्थिति आवश्यक है, जिन्हें TF-1, TF-2, TF-3 के रूप में भी संक्षिप्त किया जाता है। ये जटिल प्रोटीन संरचनाएं डीएनए अणु पर प्रमोटर के साथ आरएनए पोलीमरेज़ के कनेक्शन में शामिल हैं।
एमआरएनए का संश्लेषण तब तक जारी रहता है जब तक पोलीमरेज़ ट्रांसक्रिप्टॉन के अंतिम क्षेत्र तक नहीं पहुंच जाता, जिसे टर्मिनेटर कहा जाता है।
ऑपरेटर, ट्रांसक्रिप्टन के एक अन्य कार्यात्मक क्षेत्र के रूप में, प्रतिलेखन को बाधित करने के लिए या इसके विपरीत, आरएनए पोलीमरेज़ के काम में तेजी लाने के लिए जिम्मेदार है। के लिए जिम्मेदारप्रतिलेखन एंजाइमों के कार्य का विनियमन क्रमशः विशेष प्रोटीन-अवरोधक या प्रोटीन-सक्रियकर्ता।
प्रसारण
कोशिका के केंद्रक में mRNA के संश्लेषण के बाद, यह कोशिका द्रव्य में प्रवेश करता है। प्रोटीन जैवसंश्लेषण में साइटोप्लाज्म की भूमिका के बारे में प्रश्न का उत्तर देने के लिए, अनुवाद के चरण में न्यूक्लिक एसिड अणु के आगे के भाग्य का अधिक विस्तार से विश्लेषण करना उचित है।
अनुवाद तीन चरणों में होता है: दीक्षा, बढ़ाव और समाप्ति।
सबसे पहले, mRNA को राइबोसोम से जोड़ना होगा। राइबोसोम कोशिका की छोटी गैर-झिल्ली संरचनाएँ होती हैं, जिनमें दो उपइकाइयाँ होती हैं: छोटी और बड़ी। सबसे पहले, राइबोन्यूक्लिक एसिड छोटे सबयूनिट से जुड़ जाता है, और फिर बड़ा सबयूनिट पूरे ट्रांसलेशनल कॉम्प्लेक्स को बंद कर देता है ताकि एमआरएनए राइबोसोम के अंदर हो। दरअसल, यह दीक्षा चरण का अंत है।
प्रोटीन जैवसंश्लेषण में कोशिका द्रव्य की क्या भूमिका है? सबसे पहले, यह अमीनो एसिड का स्रोत है - किसी भी प्रोटीन का मुख्य मोनोमर। बढ़ाव के चरण में, पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला का क्रमिक निर्माण होता है, जो प्रारंभ कोडन मेथियोनीन से शुरू होता है, जिससे शेष अमीनो एसिड जुड़े होते हैं। इस मामले में कोडन एमआरएनए न्यूक्लियोटाइड्स का एक ट्रिपलेट है जो एक एमिनो एसिड के लिए कोड करता है।
इस स्तर पर, एक अन्य प्रकार का राइबोन्यूक्लिक एसिड काम से जुड़ा होता है - स्थानांतरण आरएनए, या टीआरएनए। वे एमिनोएसिल-टीआरएनए कॉम्प्लेक्स बनाकर एमआरएनए-राइबोसोम कॉम्प्लेक्स में अमीनो एसिड पहुंचाने के लिए जिम्मेदार हैं। टीआरएनए मान्यता पूरक के माध्यम से होती हैएमआरएनए पर कोडन के साथ इस अणु के एंटिकोडन की बातचीत। इस प्रकार, अमीनो एसिड राइबोसोम तक पहुँचाया जाता है और संश्लेषित पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला से जुड़ा होता है।
अनुवाद प्रक्रिया की समाप्ति तब होती है जब एमआरएनए स्टॉप कोडन सेक्शन में पहुंच जाता है। ये कोडन पेप्टाइड संश्लेषण के अंत के बारे में जानकारी ले जाते हैं, जिसके बाद राइबोसोम-आरएनए कॉम्प्लेक्स नष्ट हो जाता है, और नए प्रोटीन की प्राथमिक संरचना आगे के रासायनिक परिवर्तनों के लिए साइटोप्लाज्म में प्रवेश करती है।
विशेष प्रोटीन दीक्षा कारक IF और बढ़ाव कारक EF अनुवाद प्रक्रिया में शामिल हैं। वे विभिन्न प्रकार के होते हैं, और उनका कार्य राइबोसोम सबयूनिट्स के साथ आरएनए का सही संबंध सुनिश्चित करना है, साथ ही साथ पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के संश्लेषण में बढ़ाव चरण में ही सुनिश्चित करना है।
प्रोटीन जैवसंश्लेषण में कोशिका द्रव्य की क्या भूमिका है: संक्षेप में जैवसंश्लेषण के मुख्य घटकों के बारे में
जब एमआरएनए नाभिक को कोशिका के आंतरिक वातावरण में छोड़ देता है, तो अणु को एक स्थिर ट्रांसलेशनल कॉम्प्लेक्स बनाना चाहिए। अनुवाद के चरण में कोशिका द्रव्य के कौन से घटक मौजूद होने चाहिए?
1. राइबोसोम।
2. अमीनो एसिड।
3. टीआरएनए।
अमीनो एसिड - प्रोटीन मोनोमर्स
प्रोटीन श्रृंखला के संश्लेषण के लिए, पेप्टाइड अणु के संरचनात्मक घटकों के साइटोप्लाज्म में उपस्थिति - अमीनो एसिड। इन कम आणविक भार वाले पदार्थों की संरचना में एक एमिनो समूह NH2 और एक एसिड अवशेष COOH होता है। अणु का एक अन्य घटक - रेडिकल - प्रत्येक व्यक्ति के अमीनो एसिड की पहचान है। में साइटोप्लाज्म की क्या भूमिका है?प्रोटीन जैवसंश्लेषण?
AA समाधान में zwitterions के रूप में होते हैं, जो वही अणु होते हैं जो हाइड्रोजन प्रोटॉन को दान या स्वीकार करते हैं। इस प्रकार, अमीनो एसिड का अमीनो समूह NH3+ में और कार्बोनिल समूह COO- में परिवर्तित हो जाता है।
कुल मिलाकर 200 एए प्रकृति में हैं, जिनमें से केवल 20 प्रोटीन बनाने वाले हैं। उनमें से, आवश्यक अमीनो एसिड का एक समूह है जो मानव शरीर में संश्लेषित नहीं होता है और केवल अंतर्ग्रहण भोजन के साथ कोशिका में प्रवेश करता है, और गैर-आवश्यक अमीनो एसिड जो शरीर अपने आप बनाता है।
सभी एए कुछ कोडन द्वारा एन्कोड किए जाते हैं जो तीन एमआरएनए न्यूक्लियोटाइड से मेल खाते हैं, और एक एमिनो एसिड को अक्सर ऐसे कई अनुक्रमों द्वारा एन्कोड किया जा सकता है। प्रो- और यूकेरियोट्स में मेथियोनीन कोडन प्रारंभिक एक है, क्योंकि यह पेप्टाइड श्रृंखला का जैवसंश्लेषण शुरू करता है। स्टॉप कोडन में UAA, UGA और UAG न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम शामिल हैं।
राइबोसोम क्या हैं?
कोशिका में प्रोटीन के जैवसंश्लेषण के लिए राइबोसोम कैसे जिम्मेदार होते हैं और इन संरचनाओं की क्या भूमिका है? सबसे पहले, ये गैर-झिल्ली संरचनाएं हैं, जिसमें दो सबयूनिट होते हैं: बड़े और छोटे। इन उपइकाइयों का कार्य उनके बीच mRNA अणु को धारण करना है।
राइबोसोम में ऐसे स्थान होते हैं जहां एमआरएनए कोडन प्रवेश करते हैं। कुल मिलाकर, ऐसे दो त्रिक छोटे और बड़े सबयूनिट के बीच फ़िट हो सकते हैं।
कई राइबोसोम एक बड़े पॉलीसोम में एकत्रित हो सकते हैं, जिसके कारण पेप्टाइड श्रृंखला के संश्लेषण की दर बढ़ जाती है, और आउटपुट तुरंत प्राप्त किया जा सकता हैप्रोटीन की कई प्रतियां। यहाँ प्रोटीन जैवसंश्लेषण में कोशिका द्रव्य की भूमिका है।
आरएनए के प्रकार
रिबोन्यूक्लिक एसिड प्रतिलेखन के सभी चरणों में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। आरएनए के तीन बड़े समूह हैं: परिवहन, राइबोसोमल और सूचनात्मक।
एमआरएनए पेप्टाइड श्रृंखला की संरचना के बारे में जानकारी के हस्तांतरण में शामिल हैं। टीआरएनए अमीनो एसिड को राइबोसोम में स्थानांतरित करने में मध्यस्थ होते हैं, जो एक एमिनोएसिल-टीआरएनए कॉम्प्लेक्स के गठन से प्राप्त होता है। अमीनो एसिड का जुड़ाव केवल दूत आरएनए पर कोडन के साथ स्थानांतरण आरएनए के एंटिकोडन की पूरक बातचीत के साथ होता है।
rRNA राइबोसोम के निर्माण में शामिल होते हैं। उनके अनुक्रम छोटे और बड़े सबयूनिट्स के बीच एमआरएनए आयोजित होने के कारणों में से एक हैं। राइबोसोमल आरएनए नाभिक में निर्मित होते हैं।
प्रोटीन का अर्थ
प्रोटीन जैवसंश्लेषण और कोशिका के लिए इसका महत्व बहुत बड़ा है: शरीर के अधिकांश एंजाइम पेप्टाइड प्रकृति के होते हैं, प्रोटीन के लिए धन्यवाद, पदार्थों को कोशिका झिल्ली के माध्यम से ले जाया जाता है।
प्रोटीन भी एक संरचनात्मक कार्य करते हैं जब वे मांसपेशियों, तंत्रिका और अन्य ऊतकों का हिस्सा होते हैं। सिग्नलिंग की भूमिका होने वाली प्रक्रियाओं के बारे में जानकारी प्रसारित करना है, उदाहरण के लिए, जब प्रकाश रेटिना पर पड़ता है। सुरक्षात्मक प्रोटीन - इम्युनोग्लोबुलिन - मानव प्रतिरक्षा प्रणाली का आधार हैं।
