आणविक जीव विज्ञान पौधों, जानवरों और मनुष्यों की जीवित कोशिकाओं को बनाने वाले कार्बनिक पदार्थों के अणुओं की संरचना और कार्यों के अध्ययन से संबंधित है। उनमें से एक विशेष स्थान न्यूक्लिक (न्यूक्लियर) एसिड नामक यौगिकों के समूह को दिया जाता है।
दो प्रकार के होते हैं: डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (डीएनए) और राइबोन्यूक्लिक एसिड। उत्तरार्द्ध में कई संशोधन हैं: आई-आरएनए, टी-आरएनए और आर-आरएनए, जो सेल में उनके कार्यों और स्थान में भिन्न हैं। यह लेख निम्नलिखित प्रश्नों के अध्ययन के लिए समर्पित है: प्रोकैरियोटिक और यूकेरियोटिक कोशिकाओं में rRNA का संश्लेषण कहाँ होता है, इसकी संरचना और महत्व क्या है।
ऐतिहासिक पृष्ठभूमि
राइबोसोमल एसिड का पहला वैज्ञानिक उल्लेख XX सदी के 60 के दशक में आर। वेनबर्ग और एस। पेनमैन के अध्ययन में पाया जा सकता है, जिन्होंने राइबोन्यूक्लिक एसिड से संबंधित छोटे पॉलीन्यूक्लियोटाइड अणुओं का वर्णन किया था, लेकिन स्थानिक संरचना में भिन्न थे और सूचना और परिवहन आरएनए से अवसादन गुणांक। अक्सर, उनके अणुन्यूक्लियोलस में पाया जाता है, साथ ही सेल ऑर्गेनेल में - सेलुलर प्रोटीन के संश्लेषण के लिए जिम्मेदार राइबोसोम। उन्हें राइबोसोमल (राइबोसोमल राइबोन्यूक्लिक एसिड) कहा जाता था।
आरएनए विशेषता
राइबोन्यूक्लिक एसिड, डीएनए की तरह, एक बहुलक है, जिसके मोनोमर्स 4 प्रकार के न्यूक्लियोटाइड होते हैं: एडेनिन, गुआनिन, यूरैसिल और साइटिडाइन, फॉस्फोडाइस्टर बॉन्ड द्वारा लंबे एकल-फंसे अणुओं में जुड़े होते हैं, एक के रूप में मुड़ जाते हैं सर्पिल या अधिक जटिल रचनाएँ होना। आरएनए युक्त वायरस में डबल-स्ट्रैंडेड राइबोसोमल राइबोन्यूक्लिक एसिड भी पाए जाते हैं और डीएनए के कार्यों को दोहराते हैं: वंशानुगत लक्षणों का संरक्षण और संचरण।
कोशिका में तीन प्रकार के एसिड सबसे आम हैं, ये हैं: मैट्रिक्स, या सूचनात्मक, आरएनए, ट्रांसपोर्ट राइबोसोमल राइबोन्यूक्लिक एसिड, जिससे अमीनो एसिड जुड़े होते हैं, साथ ही न्यूक्लियोलस और सेल में स्थित राइबोसोमल एसिड कोशिका द्रव्य।
राइबोसोमल आरएनए कोशिका में राइबोन्यूक्लिक एसिड की कुल मात्रा का लगभग 80% और राइबोसोम के द्रव्यमान का 60% बनाता है, एक ऑर्गेनॉइड जो सेलुलर प्रोटीन को संश्लेषित करता है। उपरोक्त सभी प्रजातियों को डीएनए के कुछ वर्गों में संश्लेषित (प्रतिलेखित) किया जाता है, जिन्हें आरएनए जीन कहा जाता है। संश्लेषण की प्रक्रिया में, एक विशेष एंजाइम, आरएनए पोलीमरेज़ के अणु शामिल होते हैं। कोशिका में वह स्थान जहाँ rRNA संश्लेषित होता है, कैरियोप्लाज्म में स्थित न्यूक्लियोलस होता हैगुठली।
न्यूक्लियोलस, संश्लेषण में इसकी भूमिका
कोशिका के जीवन में, जिसे कोशिका चक्र कहा जाता है, उसके विभाजनों के बीच एक अवधि होती है - इंटरफेज़। इस समय, एक दानेदार संरचना के घने शरीर, जिसे न्यूक्लियोली कहा जाता है, कोशिका नाभिक में स्पष्ट रूप से दिखाई देता है, जो पौधे और पशु कोशिकाओं दोनों का एक अनिवार्य घटक है।
आणविक जीव विज्ञान में, यह स्थापित किया गया है कि न्यूक्लियोली वे अंग हैं जहां rRNA संश्लेषित होता है। साइटोलॉजिस्ट द्वारा आगे के शोध से सेलुलर डीएनए के वर्गों की खोज हुई, जिसमें राइबोसोमल एसिड की संरचना और संश्लेषण के लिए जिम्मेदार जीन पाए गए। उन्हें न्यूक्लियर ऑर्गनाइज़र कहा जाता था।
परमाणु आयोजक
XX सदी के 60 के दशक तक, जीव विज्ञान में एक राय थी कि गुणसूत्रों के 13 वें, 14 वें, 15 वें, 21 वें और 22 वें जोड़े में द्वितीयक कसना स्थल पर स्थित न्यूक्लियर आयोजक का रूप है एक ही साइट का। क्रोमोसोमल क्षति, जिसे विपथन कहा जाता है, के अध्ययन में शामिल वैज्ञानिकों ने पाया है कि द्वितीयक कसना के स्थल पर गुणसूत्र के टूटने के समय, इसके प्रत्येक भाग पर न्यूक्लियोली का निर्माण होता है।
इस प्रकार, हम निम्नलिखित कह सकते हैं: न्यूक्लियर आयोजक में एक नहीं, बल्कि कई लोकी (जीन) होते हैं जो न्यूक्लियोलस के निर्माण के लिए जिम्मेदार होते हैं। यह इसमें है कि राइबोसोमल राइबोन्यूक्लिक एसिड आरआरएनए संश्लेषित होते हैं, जो प्रोटीन-संश्लेषण सेल ऑर्गेनेल - राइबोसोम के सबयूनिट बनाते हैं।
राइबोसोम क्या हैं?
जैसा कि पहले बताया गया है, तीनों मुख्य प्रकारआरएनए कोशिका में मौजूद होता है, जहां वे कुछ निश्चित स्थानों पर संश्लेषित होते हैं - डीएनए जीन। राइबोसोमल आरएनए प्रोटीन के साथ ट्रांसक्रिप्शन फॉर्म कॉम्प्लेक्स के परिणामस्वरूप बनता है - राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन, जिससे भविष्य के ऑर्गेनेल के घटक भाग, तथाकथित सबयूनिट्स बनते हैं। परमाणु झिल्ली में छिद्रों के माध्यम से, वे साइटोप्लाज्म में गुजरते हैं और इसमें संयुक्त संरचनाएं बनाते हैं, जिसमें आई-आरएनए और टी-आरएनए के अणु भी शामिल होते हैं, जिन्हें पॉलीसोम कहा जाता है।
कैल्शियम आयनों की क्रिया के तहत राइबोसोम स्वयं अलग हो सकते हैं और सबयूनिट के रूप में अलग-अलग मौजूद हो सकते हैं। रिवर्स प्रक्रिया सेल साइटोप्लाज्म के डिब्बों में होती है, जहां अनुवाद की प्रक्रियाएं होती हैं - सेलुलर प्रोटीन अणुओं का संयोजन। कोशिका जितनी अधिक सक्रिय होती है, उसमें चयापचय प्रक्रिया उतनी ही तीव्र होती है, उसमें उतने ही अधिक राइबोसोम होते हैं। उदाहरण के लिए, लाल अस्थि मज्जा की कोशिकाओं, कशेरुकियों के हेपेटोसाइट्स और मनुष्यों को साइटोप्लाज्म में इन जीवों की एक बड़ी संख्या की विशेषता है।
rRNA जीन कैसे कूटबद्ध होते हैं?
उपरोक्त के आधार पर, rRNA जीन की संरचना, प्रकार और कार्यप्रणाली न्यूक्लियर आयोजकों पर निर्भर करती है। इनमें लोकी युक्त जीन होते हैं जो राइबोसोमल आरएनए को कूटबद्ध करते हैं। ओ. मिलर ने न्यूट कोशिकाओं में ओजनेस पर शोध करते हुए इन जीनों के कामकाज के तंत्र की स्थापना की। आरआरएनए (तथाकथित प्राथमिक ट्रांसक्रिप्टेंट्स) की प्रतियां उनसे संश्लेषित की गईं, जिनमें लगभग 13x103 न्यूक्लियोटाइड होते हैं और 45 एस का अवसादन गुणांक होता है। फिर इस श्रृंखला में एक परिपक्वता प्रक्रिया होती है, जो तीन के गठन के साथ समाप्त होती है।5, 8 एस, 28 एस और 18 एस के अवसादन गुणांक वाले आरआरएनए अणु।
rRNA गठन की क्रियाविधि
आइए मिलर के प्रयोगों पर लौटते हैं, जिन्होंने राइबोसोमल आरएनए के संश्लेषण की जांच की और साबित किया कि न्यूक्लियर डीएनए आरआरएनए - एक ट्रांसक्रिप्टेंट के गठन के लिए एक टेम्पलेट (मैट्रिक्स) के रूप में कार्य करता है। उन्होंने यह भी स्थापित किया कि बनने वाले अपरिपक्व राइबोसोमल एसिड (प्री-आर-आरएनए) की संख्या आरएनए पोलीमरेज़ एंजाइम के अणुओं की संख्या पर निर्भर करती है। तब उनकी परिपक्वता (प्रसंस्करण) होती है, और आरआरएनए अणु तुरंत पेप्टाइड्स से जुड़ना शुरू कर देते हैं, जिसके परिणामस्वरूप राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन, राइबोसोम की निर्माण सामग्री का निर्माण होता है।
यूकैरियोटिक कोशिकाओं में राइबोसोमल एसिड की विशेषताएं
संरचना और सामान्य कार्यात्मक तंत्र के समान सिद्धांतों के साथ, प्रोकैरियोटिक और परमाणु जीवों के राइबोसोम में अभी भी साइटोमोलेक्यूलर अंतर हैं। यह पता लगाने के लिए, वैज्ञानिकों ने एक्स-रे विवर्तन विश्लेषण नामक एक शोध पद्धति का उपयोग किया। यह पाया गया कि यूकेरियोटिक राइबोसोम का आकार, और इसलिए इसमें शामिल आरआरएनए बड़ा है और अवसादन गुणांक 80 एस है। मैग्नीशियम आयनों को खोने वाले ऑर्गेनेल को 60 एस और 40 एस के संकेतक के साथ दो सबयूनिट्स में विभाजित किया जा सकता है। एक छोटे कण में एसिड का एक अणु होता है, और एक बड़ा - तीन, यानी परमाणु कोशिकाओं में राइबोसोम होते हैं जिसमें निम्नलिखित विशेषताओं के एसिड के 4 पोलीन्यूक्लियोटाइड हेलिकॉप्टर होते हैं: 28 एस आरएनए - 5 हजार न्यूक्लियोटाइड, 18 एस - 2 हजार 5 एस - 120 न्यूक्लियोटाइड्स, 5, 8 एस - 160। यूकेरियोटिक कोशिकाओं में आरआरएनए को जिस साइट पर संश्लेषित किया जाता है, वह न्यूक्लियोलस है, जो न्यूक्लियस के कैरियोप्लाज्म में स्थित है।
प्रोकैरियोट्स का राइबोसोमल आरएनए
आर-आरएनए के विपरीत,परमाणु कोशिकाओं में प्रवेश करते हुए, बैक्टीरिया के राइबोसोमल राइबोन्यूक्लिक एसिड डीएनए युक्त साइटोप्लाज्म के एक संकुचित क्षेत्र में स्थानांतरित हो जाते हैं और इसे न्यूक्लियॉइड कहा जाता है। इसमें rRNA जीन होते हैं। प्रतिलेखन, जिसकी सामान्य विशेषता को डीएनए जीन के rRNA से राइबोसोमल राइबोन्यूक्लिक एसिड के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम में फिर से लिखने की प्रक्रिया के रूप में दर्शाया जा सकता है, आनुवंशिक कोड की पूरकता के नियम को ध्यान में रखते हुए: एडेनिन न्यूक्लियोइटाइड यूरैसिल से मेल खाता है, और ग्वानिन साइटोसिन के लिए।
आर-आरएनए बैक्टीरिया का आणविक भार कम होता है और परमाणु कोशिकाओं की तुलना में छोटा आकार होता है। उनका अवसादन गुणांक 70 एस है, और दो उपइकाइयों में 50 एस और 30 एस के मान हैं। छोटे कण में एक आरआरएनए अणु होता है, और बड़े में दो होते हैं।
अनुवाद प्रक्रिया में राइबोन्यूक्लिक एसिड की भूमिका
आर-आरएनए का मुख्य कार्य सेलुलर प्रोटीन बायोसिंथेसिस - अनुवाद की प्रक्रिया को सुनिश्चित करना है। यह केवल r-RNA युक्त राइबोसोम की उपस्थिति में किया जाता है। समूहों में संयोजन, वे सूचनात्मक डीएनए अणु से जुड़ते हैं, एक पॉलीसोम बनाते हैं। परिवहन के अणु राइबोसोमल राइबोन्यूक्लिक एसिड, अमीनो एसिड ले जाते हैं, जो एक बार पॉलीसोम में, पेप्टाइड बॉन्ड द्वारा एक दूसरे से बंधते हैं, एक बहुलक - प्रोटीन बनाते हैं। यह कोशिका का सबसे महत्वपूर्ण कार्बनिक यौगिक है, जो कई महत्वपूर्ण कार्य करता है: निर्माण, परिवहन, ऊर्जा, एंजाइमेटिक, सुरक्षात्मक और सिग्नलिंग।
इस लेख में राइबोसोमल न्यूक्लिक एसिड की विशेषताओं, संरचना और विवरण की जांच की गई है, जो हैंपौधे, पशु और मानव कोशिकाओं के जैविक बायोपॉलिमर।
