आरएनए कोशिका के आणविक आनुवंशिक तंत्र का एक अनिवार्य घटक है। राइबोन्यूक्लिक एसिड की सामग्री इसके सूखे वजन का कुछ प्रतिशत है, और इस राशि का लगभग 3-5% मैसेंजर आरएनए (एमआरएनए) पर पड़ता है, जो सीधे प्रोटीन संश्लेषण में शामिल होता है, जो जीनोम के कार्यान्वयन में योगदान देता है।
एमआरएनए अणु जीन से पढ़े गए प्रोटीन के अमीनो एसिड अनुक्रम को एन्कोड करता है। इसलिए, मैट्रिक्स राइबोन्यूक्लिक एसिड को अन्यथा सूचनात्मक (mRNA) कहा जाता है।
सामान्य विशेषताएं
सभी राइबोन्यूक्लिक एसिड की तरह, मैसेंजर आरएनए राइबोन्यूक्लियोटाइड्स (एडेनिन, ग्वानिन, साइटोसिन और यूरैसिल) की एक श्रृंखला है जो फॉस्फोडाइस्टर बॉन्ड द्वारा एक दूसरे से जुड़ी होती है। अधिकतर, mRNA में केवल एक प्राथमिक संरचना होती है, लेकिन कुछ मामलों में इसकी एक द्वितीयक संरचना होती है।
एक कोशिका में हजारों की संख्या में एमआरएनए प्रजातियां होती हैं, जिनमें से प्रत्येक डीएनए में एक विशिष्ट साइट के अनुरूप 10-15 अणुओं द्वारा दर्शाया जाता है। mRNA में एक या अधिक की संरचना के बारे में जानकारी होती हैबैक्टीरिया) प्रोटीन। एमिनो एसिड अनुक्रम को एमआरएनए अणु के कोडिंग क्षेत्र के ट्रिपल के रूप में प्रस्तुत किया जाता है।
जैविक भूमिका
मैसेंजर आरएनए का मुख्य कार्य आनुवंशिक जानकारी को डीएनए से प्रोटीन संश्लेषण की साइट पर स्थानांतरित करके लागू करना है। इस मामले में, एमआरएनए दो कार्य करता है:
- जीनोम से प्रोटीन की प्राथमिक संरचना के बारे में जानकारी फिर से लिखता है, जो प्रतिलेखन की प्रक्रिया में किया जाता है;
- एक अर्थ मैट्रिक्स के रूप में प्रोटीन-संश्लेषण उपकरण (राइबोसोम) के साथ बातचीत करता है जो अमीनो एसिड अनुक्रम निर्धारित करता है।
दरअसल, प्रतिलेखन आरएनए का संश्लेषण है, जिसमें डीएनए एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करता है। हालांकि, केवल मैसेंजर आरएनए के मामले में इस प्रक्रिया में जीन से प्रोटीन के बारे में जानकारी को फिर से लिखने का महत्व है।
यह एमआरएनए है जो मुख्य मध्यस्थ है जिसके माध्यम से जीनोटाइप से फेनोटाइप (डीएनए-आरएनए-प्रोटीन) तक का रास्ता निकाला जाता है।
कोशिका में mRNA का जीवनकाल
मैसेंजर आरएनए बहुत कम समय के लिए कोशिका में रहता है। एक अणु के अस्तित्व की अवधि दो मापदंडों की विशेषता है:
- कार्यात्मक आधा जीवन mRNA की टेम्पलेट के रूप में काम करने की क्षमता से निर्धारित होता है और प्रति अणु संश्लेषित प्रोटीन की मात्रा में कमी से मापा जाता है। प्रोकैरियोट्स में, यह आंकड़ा लगभग 2 मिनट है। इस अवधि के दौरान, संश्लेषित प्रोटीन की मात्रा आधी हो जाती है।
- रासायनिक आधा जीवन संकरण में सक्षम मैसेंजर आरएनए अणुओं की कमी से निर्धारित होता है(पूरक यौगिक) डीएनए के साथ, जो प्राथमिक संरचना की अखंडता की विशेषता है।
रासायनिक आधा जीवन आमतौर पर कार्यात्मक आधे जीवन से अधिक लंबा होता है, क्योंकि अणु का मामूली प्रारंभिक क्षरण (उदाहरण के लिए, राइबोन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला में एक एकल ब्रेक) अभी तक डीएनए के साथ संकरण को नहीं रोकता है, लेकिन पहले से ही प्रोटीन को रोकता है। संश्लेषण।
आधा जीवन एक सांख्यिकीय अवधारणा है, इसलिए एक विशेष आरएनए अणु का अस्तित्व इस मूल्य से काफी अधिक या कम हो सकता है। नतीजतन, कुछ mRNAs के पास कई बार अनुवाद करने का समय होता है, जबकि अन्य एक प्रोटीन अणु के संश्लेषण के पूरा होने से पहले ही अवक्रमित हो जाते हैं।
गिरावट के संदर्भ में, यूकेरियोटिक mRNAs प्रोकैरियोटिक की तुलना में बहुत अधिक स्थिर होते हैं (आधा जीवन लगभग 6 घंटे है)। इस कारण से, उन्हें बरकरार सेल से अलग करना बहुत आसान होता है।
एमआरएनए संरचना
मैसेंजर आरएनए के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम में अनुवादित क्षेत्र शामिल हैं, जिसमें प्रोटीन की प्राथमिक संरचना एन्कोडेड है, और गैर-सूचनात्मक क्षेत्र, जिनकी संरचना प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स में भिन्न है।
कोडिंग क्षेत्र एक दीक्षा कोडन (AUG) से शुरू होता है और एक टर्मिनेशन कोडन (UAG, UGA, UAA) के साथ समाप्त होता है। कोशिका के प्रकार (परमाणु या प्रोकैरियोटिक) के आधार पर, मैसेंजर आरएनए में एक या अधिक अनुवाद क्षेत्र हो सकते हैं। पहले मामले में, इसे मोनोसिस्ट्रोनिक कहा जाता है, और दूसरे में - पॉलीसिस्ट्रोनिक। उत्तरार्द्ध केवल बैक्टीरिया और आर्किया के लिए विशेषता है।
प्रोकैरियोट्स में एमआरएनए की संरचना और कार्यप्रणाली की विशेषताएं
प्रोकैरियोट्स में प्रतिलेखन प्रक्रियाऔर अनुवाद एक साथ होते हैं, इसलिए मैसेंजर आरएनए की केवल एक प्राथमिक संरचना होती है। यूकेरियोट्स की तरह, यह राइबोन्यूक्लियोटाइड्स के एक रैखिक अनुक्रम द्वारा दर्शाया जाता है, जिसमें सूचनात्मक और गैर-कोडिंग क्षेत्र होते हैं।
बैक्टीरिया और आर्किया के अधिकांश एमआरएनए पॉलीसिस्ट्रोनिक (कई कोडिंग क्षेत्र होते हैं) होते हैं, जो प्रोकैरियोटिक जीनोम के संगठन की ख़ासियत के कारण होता है, जिसमें एक ऑपेरॉन संरचना होती है। इसका मतलब है कि कई प्रोटीनों के बारे में जानकारी एक डीएनए ट्रांसक्रिप्टन में एन्कोड की जाती है, जिसे बाद में आरएनए में स्थानांतरित कर दिया जाता है। मैसेंजर आरएनए का एक छोटा सा हिस्सा मोनोसिस्ट्रोनिक होता है।
जीवाणु एमआरएनए के अनूदित क्षेत्रों का प्रतिनिधित्व निम्न द्वारा किया जाता है:
- लीडर अनुक्रम (5`-अंत में स्थित);
- ट्रेलर (या अंत) अनुक्रम (3`-अंत पर स्थित);
- अनट्रांसलेटेड इंटरसिस्ट्रोनिक क्षेत्र (स्पेसर्स) - पॉलीसिस्ट्रोनिक आरएनए के कोडिंग क्षेत्रों के बीच स्थित हैं।
इंटरसिस्ट्रोनिक सीक्वेंस की लंबाई 1-2 से 30 न्यूक्लियोटाइड तक हो सकती है।
यूकैरियोटिक एमआरएनए
यूकैरियोटिक एमआरएनए हमेशा मोनोसिस्ट्रोनिक होता है और इसमें गैर-कोडिंग क्षेत्रों का एक अधिक जटिल सेट होता है जिसमें शामिल हैं:
- टोपी;
- 5`-अअनुवादित क्षेत्र (5`एनटीआर);
- 3`-अअनुवादित क्षेत्र (3`एनटीआर);
- पॉलीएडेनिल पूंछ।
यूकेरियोट्स में मैसेंजर आरएनए की सामान्यीकृत संरचना को इस प्रकार दर्शाया जा सकता हैतत्वों के निम्नलिखित अनुक्रम वाली योजनाएं: कैप, 5`-यूटीआर, एयूजी, अनुवादित क्षेत्र, स्टॉप कोडन, 3`यूटीआर, पॉली-ए-टेल।
यूकेरियोट्स में, प्रतिलेखन और अनुवाद की प्रक्रियाएं समय और स्थान दोनों में अलग-अलग होती हैं। मैसेंजर आरएनए परिपक्वता के दौरान एक टोपी और एक पॉलीडेनाइल पूंछ प्राप्त करता है, जिसे प्रसंस्करण कहा जाता है, और फिर नाभिक से साइटोप्लाज्म में ले जाया जाता है, जहां राइबोसोम केंद्रित होते हैं। प्रसंस्करण उन इंट्रोन्स को भी काट देता है जो यूकेरियोटिक जीनोम से आरएनए में स्थानांतरित हो जाते हैं।
जहां राइबोन्यूक्लिक एसिड संश्लेषित होते हैं
सभी प्रकार के आरएनए डीएनए पर आधारित विशेष एंजाइम (आरएनए पोलीमरेज़) द्वारा संश्लेषित होते हैं। तदनुसार, प्रोकैरियोटिक और यूकेरियोटिक कोशिकाओं में इस प्रक्रिया का स्थानीयकरण अलग है।
यूकैरियोट्स में, प्रतिलेखन नाभिक के अंदर किया जाता है, जिसमें डीएनए क्रोमेटिन के रूप में केंद्रित होता है। उसी समय, प्री-एमआरएनए पहले संश्लेषित होता है, जिसमें कई संशोधन होते हैं और उसके बाद ही साइटोप्लाज्म में ले जाया जाता है।
प्रोकैरियोट्स में, जिस स्थान पर राइबोन्यूक्लिक एसिड का संश्लेषण होता है, वह न्यूक्लियॉइड की सीमा से लगे साइटोप्लाज्म का क्षेत्र होता है। आरएनए-संश्लेषण करने वाले एंजाइम बैक्टीरिया क्रोमैटिन के डिस्पिरलाइज्ड लूप के साथ परस्पर क्रिया करते हैं।
प्रतिलेखन तंत्र
मैसेंजर आरएनए का संश्लेषण न्यूक्लिक एसिड की पूरकता के सिद्धांत पर आधारित है और आरएनए पोलीमरेज़ द्वारा किया जाता है जो राइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट के बीच फॉस्फोडाइस्टर बंधन को बंद करने के लिए उत्प्रेरित करता है।
प्रोकैरियोट्स में, mRNA अन्य प्रजातियों के समान एंजाइम द्वारा संश्लेषित होता हैराइबोन्यूक्लियोटाइड्स, और यूकेरियोट्स में आरएनए पोलीमरेज़ II द्वारा।
प्रतिलेखन में 3 चरण शामिल हैं: दीक्षा, बढ़ाव और समाप्ति। पहले चरण में, पोलीमरेज़ प्रमोटर से जुड़ जाता है, एक विशेष साइट जो कोडिंग अनुक्रम से पहले होती है। बढ़ाव के चरण में, एंजाइम श्रृंखला में न्यूक्लियोटाइड जोड़कर आरएनए श्रृंखला का निर्माण करता है जो टेम्पलेट डीएनए श्रृंखला के साथ पूरक रूप से बातचीत करते हैं।
