जीवन के अस्तित्व की मूलभूत नींव को समझना वंशानुगत जानकारी के संचरण और उसके कार्यान्वयन की स्पष्ट समझ के बिना असंभव है। शरीर के जीनों का भंडारण गुणसूत्रों के माध्यम से होता है, जिसमें डीएनए के विभिन्न वर्गों को एक निश्चित प्रोटीन के प्राथमिक अमीनो एसिड अनुक्रम को कूटबद्ध करते हुए पैक किया जाता है। और आनुवंशिक जानकारी का कार्यान्वयन और विरासत द्वारा इसका संचरण इसकी नकल के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। इस प्रक्रिया को "प्रतिलेखन" कहा जाता है। जीव विज्ञान में, इसका अर्थ है जीन अनुभाग के कोड को पढ़ना और उस पर आधारित प्रोटीन जैवसंश्लेषण के लिए एक टेम्पलेट का संश्लेषण करना।
प्रतिलेखन का आणविक आधार
प्रतिलेखन एक एंजाइमेटिक प्रक्रिया है जो एक डीएनए अणु के "अनपैकिंग" से पहले होती है और एक विशिष्ट जीन को पढ़ने के लिए पहुंच प्रदान करती है। फिर डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए अणु मेंप्रारंभिक खंड में, न्यूक्लियोटाइड्स के बीच हाइड्रोजन बांड 4 kadons के लिए टूट जाते हैं। इस क्षण से, जीव विज्ञान में प्रतिलेखन दीक्षा चरण शुरू होता है, जो डीएनए पर निर्भर आरएनए पोलीमरेज़ को डीएनए मैक्रोपॉलीमर से जोड़ने से जुड़ा होता है।
दीक्षा का प्राकृतिक परिणाम मैसेंजर आरएनए के प्रारंभिक स्थल का संश्लेषण है, और जैसे ही पहला पूरक न्यूक्लियोटाइड इससे जुड़ा होता है और डीएनए पर निर्भर आरएनए पोलीमरेज़ का स्थानान्तरण होता है, किसी को शुरुआत की बात करनी चाहिए बढ़ाव चरण के। इसका सार डीएनए अणु के साथ डीएनए पर निर्भर आरएनए पोलीमरेज़ के क्रमिक आंदोलन के लिए 3`-5` दिशा में कम हो जाता है, डीएनए हाइड्रोजन बांडों को सामने से काटता है और उन्हें पीछे पुनर्स्थापित करता है, साथ ही साथ एक पूरक न्यूक्लियोटाइड को जोड़ता है। आरएनए टेम्पलेट की श्रृंखला।
एंजाइम डीएनए पर निर्भर आरएनए पोलीमरेज़ आरएनए में एक न्यूक्लियोटाइड को जोड़ने के लिए उत्प्रेरित करता है, जबकि अन्य एंजाइम सिस्टम हाइड्रोजन बांड को पढ़ने, अलग करने और उनकी कमी के लिए जिम्मेदार हैं। वे सभी उस स्थान पर स्थित हैं जहां प्रतिलेखन होता है। जीवविज्ञान आपको लेबल किए गए परमाणुओं की विधि को लागू करने और कोशिकाओं के नाभिक में उनकी उच्चतम सांद्रता के तथ्य की पुष्टि करने की अनुमति देता है।
प्रतिलेखन समयरेखा
प्रयोगशाला स्थितियों में शोध समूह "ह्यूमन जीनोम" के वैज्ञानिक कृत्रिम रूप से डीएनए अणु को ही संश्लेषित करने और उसमें आनुवंशिक कोड को सहेजने में कामयाब रहे। लंबी तैयारी की गिनती न करते हुए इस प्रक्रिया में 2 दशक से अधिक का समय लगा। यह दिलचस्प है कि एक जीवित कोशिका में ये प्रक्रियाएं कितनी तेजी से आगे बढ़ती हैं। मुख्य अनुसंधान विधिअनुवाद और प्रतिलेखन - आणविक जीव विज्ञान। और यद्यपि यह अभी भी इन प्रक्रियाओं के एक दृश्य प्रदर्शन की असंभवता से जुड़ी कठिनाइयों का सामना कर रहा है, प्रोटीन जैवसंश्लेषण के समय के बारे में कुछ सबूत हैं।
विशेष रूप से, आनुवंशिक जानकारी को "अनपैक करने" की प्रक्रिया में 16-48 घंटे लग सकते हैं, और वांछित जीन के ट्रांसक्रिप्शन में - लगभग 4-8 घंटे लग सकते हैं। मैसेंजर आरएनए पर आधारित एक छोटे प्रोटीन अणु के संश्लेषण में लगभग 4-24 घंटे लगेंगे, जिसके बाद इसकी "परिपक्वता" का चरण शुरू होता है। यह एक प्रोटीन की स्वयं-सहज पैकेजिंग को द्वितीयक और फिर तृतीयक संरचना में संदर्भित करता है। यदि प्रोटीन को पोस्टसिंथेटिक संशोधन की आवश्यकता होती है, तो इस प्रक्रिया में लगभग एक सप्ताह या अधिक समय लग सकता है।
सेलुलर संरचनाएं, जहां प्रतिलेखन और अनुवाद होता है, जीव विज्ञान में अधिक से अधिक विस्तार से अध्ययन किया जा रहा है। उसी समय, यह गणना करना संभव था कि यूकेरियोटिक कोशिकाओं में आनुवंशिक सामग्री के एक बड़े सेट के साथ, एक साधारण इंसुलिन अणु के संश्लेषण में लगभग 16 घंटे लगते हैं। आनुवंशिक रूप से संशोधित एस्चेरिचिया कोलाई ऐसे अणु को 4 घंटे में संश्लेषित करने में सक्षम है। तृतीयक और चतुर्धातुक संरचना के बड़े प्रोटीन के मामले में, उनके संश्लेषण और अंतिम गठन की प्रक्रिया में लगभग 2 सप्ताह लग सकते हैं।
ट्रांसक्रिप्शन एंजाइमों का स्थानीयकरण
अनुवांशिकी जानकारी के सीधे भंडारण के स्थान पर प्रतिलेखन (जीव विज्ञान में) जैसी प्रक्रिया होती है। यूकेरियोटिक कोशिकाओं में, यह कोशिका नाभिक है, और पूर्व-परमाणु जीवन रूपों में, यह साइटोप्लाज्म है। वायरल एंजाइमरिवर्स ट्रांसक्रिपटेस संक्रमित कोशिकाओं के केंद्रक में काम करता है। इसी समय, माइटोकॉन्ड्रियल न्यूक्लिक एसिड, जो जीन का एक सेट है, भी प्रतिलेखन चरण से गुजरते हैं। जीव विज्ञान और आनुवंशिकी में, इन प्रक्रियाओं की प्रकृति अभी भी अज्ञात है।
लेकिन मानव माइटोकॉन्ड्रियल रोगों की उपस्थिति का तथ्य जो वंशजों को विरासत में मिला है, डीएनए प्रतिकृति की पुष्टि करता है, जिसके लिए प्रतिलेखन एक आवश्यक कदम है। इसका मतलब यह है कि इस तरह की प्रक्रिया कई सेलुलर संरचनाओं में हो सकती है: यूकेरियोट्स में, ये माइटोकॉन्ड्रिया और सेल न्यूक्लियस हैं, और प्रोकैरियोट्स में, साइटोप्लाज्म और प्लास्मिड में।
जैवसंश्लेषण प्रक्रियाओं का स्थानीयकरण
वे स्थान जहां प्रतिलेखन और अनुवाद होता है (जीव विज्ञान में) भिन्न होते हैं, क्योंकि प्रोटीन अणुओं का संश्लेषण केवल कोशिका नाभिक में नहीं हो सकता है। प्राथमिक संरचना का संयोजन कोशिका के राइबोसोमल तंत्र पर होता है, जो मुख्य रूप से रफ एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्ली पर साइटोप्लाज्म में केंद्रित होता है।
अत्यधिक विकसित कोशिकाओं में संश्लेषण, जो नए प्रोटीन अणुओं के संयोजन की उच्च दर से प्रतिष्ठित होते हैं, मुख्य रूप से पॉलीराइबोसोम पर होते हैं। लेकिन बैक्टीरिया और अत्यधिक विशिष्ट कोशिकाओं में, जैवसंश्लेषण साइटोप्लाज्म में असमान राइबोसोम पर आगे बढ़ सकता है। वायरल निकायों के पास अपने स्वयं के सिंथेटिक उपकरण और अंग नहीं होते हैं, और इसलिए संक्रमित कोशिकाओं की संरचनाओं का शोषण करते हैं।
