प्रोटीन कोशिका और शरीर के जीवन का आधार है। जीवित ऊतकों में बड़ी संख्या में कार्य करते हुए, यह अपनी मुख्य क्षमताओं को लागू करता है: विकास, महत्वपूर्ण गतिविधि, आंदोलन और प्रजनन। इस मामले में, कोशिका स्वयं एक प्रोटीन का संश्लेषण करती है, जिसका मोनोमर एक एमिनो एसिड होता है। प्रोटीन की प्राथमिक संरचना में इसकी स्थिति आनुवंशिक कोड द्वारा क्रमादेशित होती है, जो विरासत में मिली है। यहां तक कि एक मातृ कोशिका से एक बेटी कोशिका में जीन का स्थानांतरण केवल एक प्रोटीन की संरचना के बारे में जानकारी के हस्तांतरण का एक उदाहरण है। यह इसे एक अणु बनाता है जो जैविक जीवन की नींव है।
प्रोटीन संरचना की सामान्य विशेषताएं
कोशिका में संश्लेषित प्रोटीन अणु जैविक बहुलक होते हैं।
एक प्रोटीन में, मोनोमर हमेशा एक एमिनो एसिड होता है, और उनका संयोजन अणु की प्राथमिक श्रृंखला बनाता है। इसे प्रोटीन अणु की प्राथमिक संरचना कहा जाता है, जो बाद में अनायास या जैविक उत्प्रेरक की क्रिया के तहत द्वितीयक, तृतीयक या डोमेन संरचना में संशोधित हो जाती है।
माध्यमिक और तृतीयक संरचना
माध्यमिक प्रोटीनसंरचना ध्रुवीय क्षेत्रों में हाइड्रोजन बांड के गठन से जुड़ी प्राथमिक श्रृंखला का एक स्थानिक संशोधन है। इस कारण से, श्रृंखला को लूप में बदल दिया जाता है या एक सर्पिल में घुमाया जाता है, जो कम जगह लेता है। इस समय, अणु के वर्गों का स्थानीय प्रभार बदल जाता है, जो एक तृतीयक संरचना के गठन को ट्रिगर करता है - एक गोलाकार। क्रिम्प्ड या हेलिकल सेक्शन को डाइसल्फ़ाइड बॉन्ड की मदद से गेंदों में घुमाया जाता है।
गेंदें स्वयं आपको एक विशेष संरचना बनाने की अनुमति देती हैं जो प्रोग्राम किए गए कार्यों को करने के लिए आवश्यक है। यह महत्वपूर्ण है कि इस तरह के संशोधन के बाद भी, प्रोटीन का मोनोमर एक एमिनो एसिड होता है। यह इस बात की भी पुष्टि करता है कि द्वितीयक और फिर प्रोटीन की तृतीयक और चतुर्धातुक संरचना के निर्माण के दौरान, प्राथमिक अमीनो एसिड अनुक्रम नहीं बदलता है।
प्रोटीन मोनोमर्स की विशेषता
सभी प्रोटीन बहुलक होते हैं, जिनके मोनोमर अमीनो अम्ल होते हैं। ये कार्बनिक यौगिक हैं जो या तो एक जीवित कोशिका द्वारा संश्लेषित होते हैं या पोषक तत्वों के रूप में प्रवेश करते हैं। इनमें से एक प्रोटीन अणु ऊर्जा के भारी व्यय के साथ मैसेंजर आरएनए मैट्रिक्स का उपयोग करके राइबोसोम पर संश्लेषित होता है। अमीनो एसिड स्वयं दो सक्रिय रासायनिक समूहों के साथ यौगिक होते हैं: एक कार्बोक्सिल रेडिकल और एक एमिनो समूह जो अल्फा कार्बन परमाणु पर स्थित होता है। यह संरचना है जो अणु को पेप्टाइड बॉन्ड बनाने में सक्षम अल्फा-एमिनो एसिड कहलाती है। प्रोटीन मोनोमर केवल अल्फा-एमिनो एसिड होते हैं।
पेप्टाइड बंधन निर्माण
एक पेप्टाइड बॉन्ड कार्बन, ऑक्सीजन, हाइड्रोजन और नाइट्रोजन परमाणुओं द्वारा निर्मित एक आणविक रासायनिक समूह है। यह एक अल्फा-एमिनो एसिड के कार्बोक्सिल समूह और दूसरे के अमीनो समूह से पानी को अलग करने की प्रक्रिया में बनता है। इस मामले में, हाइड्रॉक्सिल रेडिकल कार्बोक्सिल रेडिकल से अलग हो जाता है, जो अमीनो समूह के प्रोटॉन के साथ मिलकर पानी बनाता है। नतीजतन, दो अमीनो एसिड एक सहसंयोजक ध्रुवीय बंधन CONH द्वारा जुड़े हुए हैं।
केवल अल्फा-एमिनो एसिड, जीवित जीवों के प्रोटीन के मोनोमर, इसे बना सकते हैं। प्रयोगशाला में पेप्टाइड बांड के गठन का निरीक्षण करना संभव है, हालांकि समाधान में एक छोटे अणु को चुनिंदा रूप से संश्लेषित करना मुश्किल है। प्रोटीन मोनोमर अमीनो एसिड होते हैं, और इसकी संरचना आनुवंशिक कोड द्वारा क्रमादेशित होती है। इसलिए, अमीनो एसिड को कड़ाई से निर्दिष्ट क्रम में जोड़ा जाना चाहिए। अराजक संतुलन स्थितियों के तहत समाधान में यह असंभव है, और इसलिए कृत्रिम रूप से एक जटिल प्रोटीन को संश्लेषित करना अभी भी असंभव है। यदि ऐसे उपकरण हैं जो अणु के संयोजन के सख्त आदेश की अनुमति देते हैं, तो इसका रखरखाव काफी महंगा होगा।
जीवित कोशिका में प्रोटीन संश्लेषण
जीवित कोशिका में स्थिति उलट जाती है, क्योंकि उसके पास एक विकसित जैवसंश्लेषण उपकरण होता है। यहां, प्रोटीन अणुओं के मोनोमर्स को एक सख्त क्रम में अणुओं में इकट्ठा किया जा सकता है। यह गुणसूत्रों में संग्रहीत आनुवंशिक कोड द्वारा क्रमादेशित होता है। यदि एक निश्चित संरचनात्मक प्रोटीन या एंजाइम को संश्लेषित करना आवश्यक है, तो डीएनए कोड को पढ़ने और एक मैट्रिक्स बनाने की प्रक्रिया (औरRNA) जिससे प्रोटीन का संश्लेषण होता है। मोनोमर धीरे-धीरे राइबोसोमल तंत्र पर बढ़ती पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में शामिल हो जाएगा। इस प्रक्रिया के पूरा होने पर, अमीनो एसिड अवशेषों की एक श्रृंखला बनाई जाएगी, जो अनायास या एंजाइमी प्रक्रिया के दौरान एक द्वितीयक, तृतीयक या डोमेन संरचना का निर्माण करेगी।
जैवसंश्लेषण की नियमितता
प्रोटीन जैवसंश्लेषण की कुछ विशेषताओं, वंशानुगत जानकारी के संचरण और इसके कार्यान्वयन पर प्रकाश डाला जाना चाहिए। वे इस तथ्य में झूठ बोलते हैं कि डीएनए और आरएनए सजातीय पदार्थ हैं जिनमें समान मोनोमर्स होते हैं। अर्थात्, डीएनए आरएनए की तरह ही न्यूक्लियोटाइड से बना होता है। उत्तरार्द्ध को सूचनात्मक, परिवहन और राइबोसोमल आरएनए के रूप में प्रस्तुत किया जाता है। इसका मतलब यह है कि वंशानुगत जानकारी और प्रोटीन जैवसंश्लेषण के भंडारण के लिए जिम्मेदार संपूर्ण सेलुलर उपकरण एक ही संपूर्ण है। इसलिए, राइबोसोम वाले सेल न्यूक्लियस, जो डोमेन आरएनए अणु भी हैं, को जीन के भंडारण और उनके कार्यान्वयन के लिए एक संपूर्ण उपकरण माना जाना चाहिए।
एक प्रोटीन के जैवसंश्लेषण की दूसरी विशेषता, जिसका मोनोमर एक अल्फा-एमिनो एसिड है, उनके लगाव के सख्त क्रम को निर्धारित करना है। प्रत्येक अमीनो एसिड को प्राथमिक प्रोटीन संरचना में अपना स्थान लेना चाहिए। यह वंशानुगत जानकारी के भंडारण और कार्यान्वयन के लिए ऊपर वर्णित तंत्र द्वारा सुनिश्चित किया जाता है। इसमें त्रुटियां हो सकती हैं, लेकिन वे इससे दूर हो जाएंगी। गलत संयोजन के मामले में, अणु नष्ट हो जाएगा, और जैवसंश्लेषण फिर से शुरू हो जाएगा।
