जीवन प्रोटीन अणुओं के अस्तित्व की एक प्रक्रिया है। इसे कितने वैज्ञानिक व्यक्त करते हैं, जो मानते हैं कि प्रोटीन सभी जीवित चीजों का आधार है। ये निर्णय बिल्कुल सही हैं, क्योंकि कोशिका में इन पदार्थों में सबसे बड़ी संख्या में बुनियादी कार्य होते हैं। अन्य सभी कार्बनिक यौगिक ऊर्जा सब्सट्रेट की भूमिका निभाते हैं, और प्रोटीन अणुओं के संश्लेषण के लिए फिर से ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
प्रोटीन को संश्लेषित करने की शरीर की क्षमता
सभी मौजूदा जीव कोशिका में प्रोटीन को संश्लेषित करने में सक्षम नहीं हैं। वायरस और कुछ प्रकार के बैक्टीरिया प्रोटीन नहीं बना सकते हैं, और इसलिए परजीवी हैं और मेजबान सेल से आवश्यक पदार्थ प्राप्त करते हैं। प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं सहित अन्य जीव प्रोटीन को संश्लेषित करने में सक्षम हैं। सभी मानव, पशु, पौधे, कवक कोशिकाएं, लगभग सभी बैक्टीरिया और प्रोटिस्ट प्रोटीन जैवसंश्लेषण की क्षमता से दूर रहते हैं। यह संरचना-निर्माण, सुरक्षात्मक, रिसेप्टर, परिवहन और अन्य कार्यों के कार्यान्वयन के लिए आवश्यक है।
मंच प्रतिक्रियाप्रोटीन जैवसंश्लेषण
प्रोटीन की संरचना न्यूक्लिक एसिड (डीएनए या आरएनए) में कोडन के रूप में एन्कोडेड होती है। यह वंशानुगत जानकारी है जो हर बार किसी कोशिका को एक नए प्रोटीन पदार्थ की आवश्यकता होने पर पुन: उत्पन्न होती है। जैवसंश्लेषण की शुरुआत पहले से दिए गए गुणों के साथ एक नए प्रोटीन को संश्लेषित करने की आवश्यकता के बारे में नाभिक को सूचना का हस्तांतरण है।
इसकी प्रतिक्रिया में न्यूक्लिक एसिड के एक हिस्से को डीस्पिरलाइज किया जाता है, जहां इसकी संरचना एन्कोडेड होती है। इस जगह को मैसेंजर आरएनए द्वारा दोहराया जाता है और राइबोसोम में स्थानांतरित किया जाता है। वे एक मैट्रिक्स - मैसेंजर आरएनए पर आधारित पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के निर्माण के लिए जिम्मेदार हैं। संक्षेप में, जैवसंश्लेषण के सभी चरणों को इस प्रकार प्रस्तुत किया गया है:
- प्रतिलेखन (एन्कोडेड प्रोटीन संरचना के साथ डीएनए खंड को दोगुना करने का चरण);
- प्रसंस्करण (मैसेंजर आरएनए का गठन);
- अनुवाद (मैसेंजर आरएनए पर आधारित एक सेल में प्रोटीन संश्लेषण);
- पोस्ट-ट्रांसलेशनल मॉडिफिकेशन (पॉलीपेप्टाइड की "परिपक्वता", इसकी त्रि-आयामी संरचना का गठन)।
न्यूक्लिक एसिड ट्रांसक्रिप्शन
कोशिका में सभी प्रोटीन संश्लेषण राइबोसोम द्वारा किए जाते हैं, और अणुओं के बारे में जानकारी न्यूक्लिक एसिड (आरएनए या डीएनए) में निहित होती है। यह जीन में स्थित होता है: प्रत्येक जीन एक विशिष्ट प्रोटीन होता है। जीन में एक नए प्रोटीन के अमीनो एसिड अनुक्रम के बारे में जानकारी होती है। डीएनए के मामले में आनुवंशिक कोड को इस तरह से हटाया जाता है:
- हिस्टोन से न्यूक्लिक एसिड साइट की रिहाई शुरू होती है, डिस्पिरलाइजेशन होता है;
- डीएनए पोलीमरेज़डीएनए के उस हिस्से को दोगुना कर देता है जो प्रोटीन जीन को स्टोर करता है;
- दोगुना खंड मैसेंजर आरएनए का एक अग्रदूत है, जिसे गैर-कोडिंग आवेषण को हटाने के लिए एंजाइमों द्वारा संसाधित किया जाता है (इसके आधार पर एमआरएनए संश्लेषण किया जाता है)।
सूचना-समर्थक RNA के आधार पर, mRNA को संश्लेषित किया जाता है। यह पहले से ही एक मैट्रिक्स है, जिसके बाद कोशिका में प्रोटीन संश्लेषण राइबोसोम (रफ एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम में) पर होता है।
राइबोसोमल प्रोटीन संश्लेषण
संदेश RNA के दो सिरे होते हैं, जिन्हें 3`-5` के रूप में व्यवस्थित किया जाता है। राइबोसोम पर प्रोटीन का पठन और संश्लेषण 5'अंत से शुरू होता है और इंट्रॉन तक जारी रहता है, एक ऐसा क्षेत्र जो किसी भी अमीनो एसिड को एन्कोड नहीं करता है। यह इस प्रकार है:
- मैसेंजर आरएनए "स्ट्रिंग्स" राइबोसोम पर, पहले अमीनो एसिड को जोड़ता है;
- एक कोडन द्वारा राइबोसोम मैसेंजर आरएनए के साथ शिफ्ट हो जाता है;
- ट्रांसफर आरएनए वांछित (दिए गए एमआरएनए कोडन द्वारा एन्कोडेड) अल्फा-एमिनो एसिड प्रदान करता है;
- एक अमीनो एसिड एक डाइपेप्टाइड बनाने के लिए प्रारंभिक अमीनो एसिड से जुड़ता है;
- फिर एमआरएनए को एक कोडन फिर से स्थानांतरित किया जाता है, एक अल्फा एमिनो एसिड लाया जाता है और बढ़ती पेप्टाइड श्रृंखला में शामिल हो जाता है।
एक बार जब राइबोसोम इंट्रॉन (नॉन-कोडिंग इंसर्ट) में पहुंच जाता है, तो मैसेंजर आरएनए बस आगे बढ़ जाता है। फिर, जैसे ही दूत आरएनए आगे बढ़ता है, राइबोसोम फिर से एक्सॉन तक पहुंच जाता है - वह साइट जिसका न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम एक निश्चित से मेल खाता हैअमीनो एसिड।
इस बिंदु से, श्रृंखला में प्रोटीन मोनोमर्स का जोड़ फिर से शुरू होता है। यह प्रक्रिया तब तक जारी रहती है जब तक कि अगला इंट्रॉन प्रकट न हो जाए या स्टॉप कोडन न हो जाए। उत्तरार्द्ध पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के संश्लेषण को रोकता है, जिसके बाद प्रोटीन की प्राथमिक संरचना को पूर्ण माना जाता है और अणु के पोस्टसिंथेटिक (पोस्ट-ट्रांसलेशनल) संशोधन का चरण शुरू होता है।
पोस्ट-ट्रांसलेशनल संशोधन
अनुवाद के बाद, चिकनी एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के सिस्टर्न में प्रोटीन संश्लेषण होता है। उत्तरार्द्ध में राइबोसोम की एक छोटी संख्या होती है। कुछ कोशिकाओं में, वे आरईएस में पूरी तरह से अनुपस्थित हो सकते हैं। ऐसे क्षेत्रों को पहले एक माध्यमिक, फिर एक तृतीयक या, यदि क्रमादेशित, एक चतुर्धातुक संरचना बनाने की आवश्यकता होती है।
कोशिका में सभी प्रोटीन संश्लेषण एटीपी ऊर्जा की एक बड़ी मात्रा के व्यय के साथ होते हैं। इसलिए, प्रोटीन जैवसंश्लेषण को बनाए रखने के लिए अन्य सभी जैविक प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, सक्रिय परिवहन द्वारा कोशिका में प्रोटीन के स्थानांतरण के लिए कुछ ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
कई प्रोटीन को संशोधन के लिए कोशिका में एक स्थान से दूसरे स्थान पर स्थानांतरित किया जाता है। विशेष रूप से, पोस्ट-ट्रांसलेशनल प्रोटीन संश्लेषण गोल्गी कॉम्प्लेक्स में होता है, जहां एक कार्बोहाइड्रेट या लिपिड डोमेन एक निश्चित संरचना के पॉलीपेप्टाइड से जुड़ा होता है।
