आईआरएनए, टीआरएनए, आरआरएनए - तीन मुख्य न्यूक्लिक एसिड की बातचीत और संरचना, इस तरह के विज्ञान द्वारा साइटोलॉजी के रूप में माना जाता है। यह यह पता लगाने में मदद करेगा कि कोशिकाओं में ट्रांसपोर्ट राइबोन्यूक्लिक एसिड (टीआरएनए) की क्या भूमिका है। यह बहुत छोटा, लेकिन साथ ही निर्विवाद रूप से महत्वपूर्ण अणु शरीर को बनाने वाले प्रोटीन के संयोजन की प्रक्रिया में भाग लेता है।
टीआरएनए की संरचना क्या है? इस पदार्थ पर "अंदर से" विचार करना बहुत दिलचस्प है, इसकी जैव रसायन और जैविक भूमिका का पता लगाने के लिए। और साथ ही, टीआरएनए की संरचना और प्रोटीन संश्लेषण में इसकी भूमिका कैसे परस्पर संबंधित हैं?
टीआरएनए क्या है, यह कैसे काम करता है?
परिवहन राइबोन्यूक्लिक एसिड नए प्रोटीन के निर्माण में शामिल होता है। सभी राइबोन्यूक्लिक एसिड का लगभग 10% परिवहन है। यह स्पष्ट करने के लिए कि अणु किन रासायनिक तत्वों से बनता है, हम tRNA की द्वितीयक संरचना की संरचना का वर्णन करेंगे। द्वितीयक संरचना तत्वों के बीच सभी प्रमुख रासायनिक बंधों को मानती है।
यह एक पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला से युक्त एक मैक्रोमोलेक्यूल है। इसमें नाइट्रोजनी क्षार हाइड्रोजन बंध से जुड़े होते हैं। डीएनए की तरह, आरएनए में 4 नाइट्रोजनस बेस होते हैं: एडेनिन,साइटोसिन, गुआनिन और यूरैसिल। इन यौगिकों में, एडेनिन हमेशा यूरैसिल से जुड़ा होता है, और ग्वानिन, हमेशा की तरह, साइटोसिन के साथ।
न्यूक्लियोटाइड में उपसर्ग राइबो- क्यों होता है? बस, न्यूक्लियोटाइड के आधार पर एक पेंटोस के बजाय एक राइबोज वाले सभी रैखिक पॉलिमर को राइबोन्यूक्लिक कहा जाता है। और स्थानांतरण आरएनए ऐसे ही राइबोन्यूक्लिक पॉलीमर के 3 प्रकारों में से एक है।
टीआरएनए की संरचना: जैव रसायन
आइए आणविक संरचना की सबसे गहरी परतों को देखें। इन न्यूक्लियोटाइड्स में 3 घटक होते हैं:
- सुक्रोज, राइबोज सभी प्रकार के आरएनए में शामिल होता है।
- फॉस्फोरिक एसिड।
- नाइट्रोजनस क्षार। ये प्यूरीन और पाइरीमिडीन हैं।
नाइट्रोजनस क्षार मजबूत बंधों द्वारा आपस में जुड़े होते हैं। यह क्षारों को प्यूरीन और पाइरीमिडीन में विभाजित करने की प्रथा है।
प्यूरिन एडेनिन और ग्वानिन हैं। एडेनिन 2 परस्पर जुड़े रिंगों के एडेनिल न्यूक्लियोटाइड से मेल खाती है। और गुआनिन उसी "सिंगल-रिंग" गुआनाइन न्यूक्लियोटाइड से मेल खाता है।
पिरामिडाइन साइटोसिन और यूरैसिल हैं। पाइरीमिडीन की एक एकल वलय संरचना होती है। आरएनए में कोई थाइमिन नहीं होता है, क्योंकि इसे यूरैसिल जैसे तत्व द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। टीआरएनए की अन्य संरचनात्मक विशेषताओं को देखने से पहले इसे समझना महत्वपूर्ण है।
आरएनए के प्रकार
जैसा कि आप देख सकते हैं, TRNA की संरचना का संक्षेप में वर्णन नहीं किया जा सकता है। अणु के उद्देश्य और उसकी वास्तविक संरचना को समझने के लिए आपको जैव रसायन में तल्लीन करने की आवश्यकता है। अन्य कौन से राइबोसोमल न्यूक्लियोटाइड ज्ञात हैं? मैट्रिक्स या सूचनात्मक और राइबोसोमल न्यूक्लिक एसिड भी हैं। आरएनए और आरएनए के रूप में संक्षिप्त। सभी 3कोशिका में अणु एक दूसरे के साथ मिलकर काम करते हैं ताकि शरीर को सही ढंग से संरचित प्रोटीन ग्लोब्यूल प्राप्त हो।
2 अन्य की सहायता के बिना एक बहुलक के कार्य की कल्पना करना असंभव है। टीआरएनए की संरचनात्मक विशेषताएं तब अधिक समझ में आती हैं जब राइबोसोम के कार्य से सीधे संबंधित कार्यों के संयोजन में देखा जाता है।
आईआरएनए, टीआरएनए, आरआरएनए की संरचना कई मायनों में समान है। सभी का एक राइबोज बेस होता है। हालाँकि, उनकी संरचना और कार्य भिन्न हैं।
न्यूक्लिक एसिड की खोज
स्विस जोहान मिशर ने 1868 में कोशिका नाभिक में मैक्रोमोलेक्यूल्स पाए, जिन्हें बाद में न्यूक्लिन कहा गया। "नाभिक" नाम शब्द (नाभिक) से आया है - नाभिक। हालांकि थोड़ी देर बाद यह पता चला कि एककोशिकीय जीवों में जिनमें नाभिक नहीं होता है, ये पदार्थ भी मौजूद होते हैं। 20वीं सदी के मध्य में न्यूक्लिक एसिड के संश्लेषण की खोज के लिए नोबेल पुरस्कार प्राप्त हुआ था।
प्रोटीन संश्लेषण में TRNA कार्य करता है
नाम ही - स्थानांतरण आरएनए अणु के मुख्य कार्य की बात करता है। यह न्यूक्लिक एसिड एक विशेष प्रोटीन बनाने के लिए राइबोसोमल आरएनए द्वारा आवश्यक आवश्यक अमीनो एसिड "लाता है"।
tRNA अणु के कुछ कार्य होते हैं। पहला IRNA कोडन की मान्यता है, दूसरा कार्य बिल्डिंग ब्लॉक्स की डिलीवरी है - प्रोटीन संश्लेषण के लिए अमीनो एसिड। कुछ और विशेषज्ञ स्वीकर्ता के कार्य में अंतर करते हैं। यानी सहसंयोजक सिद्धांत के अनुसार अमीनो एसिड का योग। एमिनोसिल-टीआरएनए सिंथेटेस जैसे एंजाइम इस एमिनो एसिड को "संलग्न" करने में मदद करते हैं।
tRNA की संरचना किस प्रकार से संबंधित हैकार्य? इस विशेष राइबोन्यूक्लिक एसिड को इस तरह से व्यवस्थित किया जाता है कि इसके एक तरफ नाइट्रोजनस बेस होते हैं, जो हमेशा जोड़े में जुड़े रहते हैं। ये हमारे लिए ज्ञात तत्व हैं - ए, यू, सी, जी। ठीक 3 "अक्षर" या नाइट्रोजनस बेस एंटीकोडन बनाते हैं - तत्वों का उल्टा सेट जो पूरकता के सिद्धांत के अनुसार कोडन के साथ इंटरैक्ट करता है।
tRNA की यह महत्वपूर्ण संरचनात्मक विशेषता सुनिश्चित करती है कि टेम्प्लेट न्यूक्लिक एसिड को डिकोड करते समय कोई त्रुटि नहीं होगी। आखिरकार, यह अमीनो एसिड के सटीक अनुक्रम पर निर्भर करता है कि वर्तमान समय में शरीर को जिस प्रोटीन की आवश्यकता होती है, वह सही ढंग से संश्लेषित होता है।
भवन की विशेषताएं
tRNA की संरचनात्मक विशेषताएं और इसकी जैविक भूमिका क्या हैं? यह बहुत प्राचीन संरचना है। इसका आकार कहीं-कहीं 73-93 न्यूक्लियोटाइड के आसपास होता है। किसी पदार्थ का आणविक भार 25,000–30,000 होता है।
tRNA की द्वितीयक संरचना की संरचना को अणु के 5 मुख्य तत्वों का अध्ययन करके अलग किया जा सकता है। तो, इस न्यूक्लिक एसिड में निम्नलिखित तत्व होते हैं:
- एंजाइम संपर्क लूप;
- राइबोसोम के संपर्क के लिए लूप;
- एंटिकोडन लूप;
- स्वीकर्ता स्टेम;
- एंटीकोडन ही।
और सेकेंडरी स्ट्रक्चर में एक छोटा वेरिएबल लूप भी आबंटित करें। सभी प्रकार के tRNA में एक कंधा समान होता है - दो साइटोसिन का एक तना और एक एडेनोसाइन अवशेष। यह इस स्थान पर है कि 20 उपलब्ध अमीनो एसिड में से 1 के साथ संबंध होता है। प्रत्येक अमीनो एसिड का एक अलग एंजाइम होता है - इसका अपना एमिनोएसिल-टीआरएनए।
सभी जानकारी जो सभी की संरचना को एन्क्रिप्ट करती हैडीएनए में ही न्यूक्लिक एसिड पाए जाते हैं। ग्रह पर सभी जीवित प्राणियों में tRNA की संरचना लगभग समान है। 2-डी में देखने पर यह एक पत्ते की तरह दिखेगा।
हालांकि, यदि आप मात्रा में देखें, तो अणु एक एल-आकार की ज्यामितीय संरचना जैसा दिखता है। इसे tRNA की तृतीयक संरचना माना जाता है। लेकिन अध्ययन की सुविधा के लिए इसे नेत्रहीन "अनविस्ट" करने का रिवाज है। तृतीयक संरचना माध्यमिक संरचना के तत्वों की परस्पर क्रिया के परिणामस्वरूप बनती है, वे भाग जो परस्पर पूरक हैं।
टीआरएनए आर्म्स या रिंग्स एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। उदाहरण के लिए, एक विशेष एंजाइम के साथ रासायनिक बंधन के लिए एक भुजा की आवश्यकता होती है।
न्यूक्लियोटाइड की एक विशेषता विशेषता बड़ी संख्या में न्यूक्लियोसाइड की उपस्थिति है। इन छोटे न्यूक्लियोसाइड के 60 से अधिक प्रकार हैं।
tRNA की संरचना और अमीनो एसिड की कोडिंग
हम जानते हैं कि tRNA एंटिकोडॉन 3 अणु लंबा होता है। प्रत्येक एंटिकोडन एक विशिष्ट, "व्यक्तिगत" अमीनो एसिड से मेल खाता है। यह अमीनो एसिड एक विशेष एंजाइम का उपयोग करके tRNA अणु से जुड़ा होता है। जैसे ही 2 अमीनो एसिड एक साथ आते हैं, टीआरएनए के बंधन टूट जाते हैं। आवश्यक समय तक सभी रासायनिक यौगिकों और एंजाइमों की आवश्यकता होती है। इस प्रकार tRNA की संरचना और कार्य परस्पर जुड़े हुए हैं।
कोशिका में ऐसे 61 प्रकार के अणु होते हैं। 64 गणितीय विविधताएं हो सकती हैं। हालांकि, 3 प्रकार के tRNA गायब हैं क्योंकि वास्तव में IRNA में स्टॉप कोडन की संख्या में एंटीकोडन नहीं होते हैं।
आईआरएनए और टीआरएनए की बातचीत
आइए एमआरएनए और आरआरएनए के साथ-साथ टीआरएनए की संरचनात्मक विशेषताओं के साथ किसी पदार्थ की बातचीत पर विचार करें। संरचना और उद्देश्यमैक्रोमोलेक्यूल्स आपस में जुड़े हुए हैं।
आईआरएनए की संरचना डीएनए के एक अलग खंड से जानकारी की प्रतिलिपि बनाती है। डीएनए अपने आप में अणुओं का एक बहुत बड़ा कनेक्शन है, और यह कभी भी नाभिक नहीं छोड़ता है। इसलिए, एक मध्यस्थ आरएनए की जरूरत है - सूचनात्मक।
आरएनए द्वारा कॉपी किए गए अणुओं के अनुक्रम के आधार पर, राइबोसोम एक प्रोटीन का निर्माण करता है। राइबोसोम एक अलग पोलीन्यूक्लियोटाइड संरचना है, जिसकी संरचना को स्पष्ट करने की आवश्यकता है।
राइबोसोमल टीआरएनए इंटरेक्शन
राइबोसोमल आरएनए एक विशाल अंग है। इसका आणविक भार 1,000,000 - 1,500,000 है। आरएनए की कुल मात्रा का लगभग 80% राइबोसोमल न्यूक्लियोटाइड है।
यह एक तरह से IRNA श्रृंखला को पकड़ लेता है और एंटीकोडोन की प्रतीक्षा करता है जो अपने साथ tRNA अणु लाएगा। राइबोसोमल आरएनए में 2 सबयूनिट होते हैं: छोटे और बड़े।
राइबोसोम को "कारखाना" कहा जाता है, क्योंकि इस अंग में दैनिक जीवन के लिए आवश्यक पदार्थों का सभी संश्लेषण होता है। यह भी एक अत्यंत प्राचीन कोशिका संरचना है।
राइबोसोम में प्रोटीन संश्लेषण कैसे होता है?
tRNA की संरचना और प्रोटीन संश्लेषण में इसकी भूमिका परस्पर संबंधित हैं। राइबोन्यूक्लिक एसिड के एक तरफ स्थित एंटिकोडन मुख्य कार्य के लिए अपने रूप में उपयुक्त है - राइबोसोम को अमीनो एसिड की डिलीवरी, जहां प्रोटीन का क्रमिक संरेखण होता है। अनिवार्य रूप से, TRNA एक मध्यस्थ के रूप में कार्य करता है। इसका कार्य केवल आवश्यक अमीनो एसिड लाना है।
जब आईआरएनए के एक हिस्से से जानकारी पढ़ी जाती है, तो राइबोसोम श्रृंखला के साथ आगे बढ़ता है। मैट्रिक्स केवल संचरण के लिए आवश्यक हैएकल प्रोटीन के विन्यास और कार्य के बारे में एन्कोडेड जानकारी। इसके बाद, एक अन्य टीआरएनए अपने नाइट्रोजनस बेस के साथ राइबोसोम के पास पहुंचता है। यह RNC के अगले भाग को भी डिकोड करता है।
डिकोडिंग इस प्रकार होती है। नाइट्रोजनी क्षार संपूरकता के सिद्धांत के अनुसार उसी तरह संयोजित होते हैं जैसे डीएनए में ही। तदनुसार, टीआरएनए देखता है कि उसे "मूर" और किस "हैंगर" को अमीनो एसिड भेजने की आवश्यकता है।
फिर राइबोसोम में, इस तरह से चुने गए अमीनो एसिड रासायनिक रूप से बंधे होते हैं, कदम दर कदम एक नया रैखिक मैक्रोमोलेक्यूल बनता है, जो संश्लेषण के अंत के बाद, एक गोलाकार (गेंद) में बदल जाता है। प्रयुक्त टीआरएनए और आईआरएनए, अपने कार्य को पूरा करने के बाद, प्रोटीन "कारखाने" से हटा दिए जाते हैं।
जब कोडन का पहला भाग एंटिकोडन से जुड़ता है, तो रीडिंग फ्रेम निर्धारित होता है। इसके बाद, यदि किसी कारण से फ्रेम शिफ्ट होता है, तो प्रोटीन के कुछ संकेत अस्वीकार कर दिए जाएंगे। राइबोसोम इस प्रक्रिया में हस्तक्षेप नहीं कर सकता और समस्या का समाधान नहीं कर सकता। प्रक्रिया पूरी होने के बाद ही, 2 rRNA सबयूनिट को फिर से जोड़ा जाता है। औसतन, प्रत्येक 104 अमीनो एसिड के लिए 1 त्रुटि होती है। पहले से ही इकट्ठे हुए प्रत्येक 25 प्रोटीन के लिए, कम से कम 1 प्रतिकृति त्रुटि होना निश्चित है।
TRNA अवशेष अणुओं के रूप में
चूंकि tRNA पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति के समय अस्तित्व में रहा होगा, इसलिए इसे अवशेष अणु कहा जाता है। ऐसा माना जाता है कि आरएनए पहली संरचना है जो डीएनए से पहले मौजूद थी और फिर विकसित हुई। आरएनए विश्व परिकल्पना - 1986 में पुरस्कार विजेता वाल्टर गिल्बर्ट द्वारा तैयार की गई। हालांकि, साबित करने के लिएयह अभी भी मुश्किल है। सिद्धांत का बचाव स्पष्ट तथ्यों द्वारा किया जाता है - tRNA अणु सूचना के ब्लॉक को संग्रहीत करने में सक्षम होते हैं और किसी तरह इस जानकारी को लागू करते हैं, अर्थात काम करते हैं।
लेकिन सिद्धांत के विरोधियों का तर्क है कि किसी पदार्थ का छोटा जीवन काल इस बात की गारंटी नहीं दे सकता है कि tRNA किसी भी जैविक जानकारी का एक अच्छा वाहक है। इन न्यूक्लियोटाइड्स का तेजी से क्षरण होता है। मानव कोशिकाओं में tRNA का जीवनकाल कई मिनटों से लेकर कई घंटों तक होता है। कुछ प्रजातियां एक दिन तक चल सकती हैं। और अगर हम बैक्टीरिया में समान न्यूक्लियोटाइड के बारे में बात करते हैं, तो शब्द बहुत कम हैं - कई घंटों तक। इसके अलावा, tRNA की संरचना और कार्य एक अणु के लिए पृथ्वी के जीवमंडल का प्राथमिक तत्व बनने के लिए बहुत जटिल हैं।
