डीएनए अणु एक गुणसूत्र पर पाई जाने वाली संरचना है। एक गुणसूत्र में एक ऐसा अणु होता है जिसमें दो तार होते हैं। डीएनए रिडुप्लीकेशन एक अणु से दूसरे अणु में धागों के स्व-प्रजनन के बाद सूचना का हस्तांतरण है। यह डीएनए और आरएनए दोनों में निहित है। यह लेख डीएनए के दोहराव की प्रक्रिया पर चर्चा करता है।
डीएनए संश्लेषण की सामान्य जानकारी और प्रकार
पता है कि अणु में धागे मुड़ जाते हैं। हालांकि, जब डीएनए के पुनरुत्पादन की प्रक्रिया शुरू होती है, तो वे निराश हो जाते हैं, फिर किनारों पर चले जाते हैं, और प्रत्येक पर एक नई प्रति संश्लेषित होती है। पूरा होने पर, दो बिल्कुल समान अणु दिखाई देते हैं, जिनमें से प्रत्येक में एक माँ और बेटी का धागा होता है। इस संश्लेषण को अर्ध-रूढ़िवादी कहा जाता है। डीएनए अणु एक सेंट्रोमियर में रहते हुए दूर चले जाते हैं, और अंत में केवल तभी विचलन करते हैं जब यह सेंट्रोमियर विभाजित होना शुरू होता है।
एक अन्य प्रकार के संश्लेषण को रिपेरेटिव कहते हैं। वह, पिछले एक के विपरीत,किसी भी कोशिकीय अवस्था से जुड़ा होता है, लेकिन तब शुरू होता है जब डीएनए की क्षति होती है। यदि वे बहुत व्यापक हैं, तो कोशिका अंततः मर जाती है। हालांकि, अगर क्षति स्थानीयकृत है, तो इसे ठीक किया जा सकता है। समस्या के आधार पर, डीएनए की एक या दो किस्में बहाली के अधीन हैं। यह, जैसा कि इसे भी कहा जाता है, अनिर्धारित संश्लेषण में लंबा समय नहीं लगता है और इसके लिए बड़ी ऊर्जा लागत की आवश्यकता नहीं होती है।
दोहराव तीन अवधियों के लिए बांटा गया है:
- दीक्षा;
- बढ़ाव;
- समाप्ति।
आइए इस डीएनए रिडुप्लीकेशन सीक्वेंस पर करीब से नज़र डालें।
दीक्षा
मानव डीएनए में कई दसियों लाख आधार जोड़े होते हैं (जानवरों में केवल एक सौ नौ होते हैं)। निम्नलिखित कारणों से श्रृंखला में कई स्थानों पर डीएनए का दोहराव शुरू हो जाता है। लगभग उसी समय, आरएनए में प्रतिलेखन होता है, लेकिन डीएनए संश्लेषण के दौरान कुछ अलग स्थानों में इसे निलंबित कर दिया जाता है। इसलिए, इस तरह की प्रक्रिया से पहले, जीन की अभिव्यक्ति को बनाए रखने के लिए कोशिका के कोशिका द्रव्य में पर्याप्त मात्रा में पदार्थ जमा हो जाता है और ताकि कोशिका की महत्वपूर्ण गतिविधि बाधित न हो। इसे देखते हुए जल्द से जल्द इस प्रक्रिया को अंजाम दिया जाए। इस अवधि के दौरान प्रसारण किया जाता है, और प्रतिलेखन नहीं किया जाता है। अध्ययनों से पता चला है कि डीएनए का दोहराव कई हज़ार बिंदुओं में एक बार होता है - एक निश्चित संख्या वाले छोटे क्षेत्रन्यूक्लियोटाइड का अनुक्रम। वे विशेष सर्जक प्रोटीन से जुड़े होते हैं, जो बदले में डीएनए प्रतिकृति के अन्य एंजाइमों से जुड़ जाते हैं।
डीएनए खंड जहां संश्लेषण होता है उसे प्रतिकृति कहा जाता है। यह प्रारंभ बिंदु से शुरू होता है और जब एंजाइम प्रतिकृति पूर्ण करता है तो समाप्त होता है। प्रतिकृति स्वायत्त है, और पूरी प्रक्रिया को अपने समर्थन से भी आपूर्ति करती है।
प्रक्रिया सभी बिंदुओं से एक बार में शुरू नहीं हो सकती है, कहीं यह पहले शुरू होती है, कहीं बाद में; एक या दो विपरीत दिशाओं में बह सकता है। उत्पन्न होने पर घटनाएँ निम्न क्रम में होती हैं:
- प्रतिकृति कांटा;
- आरएनए प्राइमर।
प्रतिकृति कांटा
यह भाग वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक स्ट्रैंड्स को डीएनए के अलग किए गए स्ट्रैंड्स पर संश्लेषित किया जाता है। कांटे तथाकथित रिडुप्लिकेशन आंख बनाते हैं। प्रक्रिया क्रियाओं की एक श्रृंखला से पहले होती है:
- न्यूक्लियोसोम में हिस्टोन से बंधन से मुक्त - मिथाइलेशन, एसिटिलिकेशन और फॉस्फोराइलेशन जैसे डीएनए रिडुप्लीकेशन एंजाइम रासायनिक प्रतिक्रियाएं उत्पन्न करते हैं जिससे प्रोटीन अपना सकारात्मक चार्ज खो देते हैं, जिससे उनकी रिहाई की सुविधा मिलती है;
- निराशा वह है जो धागों को और जारी करने के लिए आवश्यक है;
- डीएनए स्ट्रैंड के बीच हाइड्रोजन बॉन्ड को तोड़ना;
- अणु की विभिन्न दिशाओं में उनका विचलन;
- एसएसबी प्रोटीन द्वारा निर्धारण।
आरएनए प्राइमर
संश्लेषण होता हैडीएनए पोलीमरेज़ नामक एक एंजाइम। हालाँकि, वह इसे अपने आप शुरू नहीं कर सकता है, इसलिए अन्य एंजाइम इसे करते हैं - आरएनए पोलीमरेज़, जिसे आरएनए प्राइमर भी कहा जाता है। वे पूरक सिद्धांत के अनुसार डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक किस्में के समानांतर संश्लेषित होते हैं। इस प्रकार, दीक्षा दो डीएनए स्ट्रैंड पर दो आरएनए प्राइमरों के संश्लेषण के साथ समाप्त होती है जो अलग-अलग दिशाओं में टूट और अलग हो जाते हैं।
बढ़ाव
यह अवधि एक न्यूक्लियोटाइड और आरएनए प्राइमर के 3' छोर को जोड़ने के साथ शुरू होती है, जो पहले से उल्लिखित डीएनए पोलीमरेज़ द्वारा किया जाता है। पहले के लिए, वह दूसरे, तीसरे न्यूक्लियोटाइड को जोड़ती है, और इसी तरह। नए स्ट्रैंड के आधार हाइड्रोजन बांड द्वारा मूल श्रृंखला से जुड़े होते हैं। ऐसा माना जाता है कि फिलामेंट संश्लेषण 5'-3' दिशा में आगे बढ़ता है।
जहां यह प्रतिकृति कांटा की ओर होता है, संश्लेषण निरंतर आगे बढ़ता है और ऐसा करता है। इसलिए, ऐसे धागे को अग्रणी या अग्रणी कहा जाता है। आरएनए प्राइमर अब इस पर नहीं बनते हैं।
हालांकि, विपरीत मातृ स्ट्रैंड पर, डीएनए न्यूक्लियोटाइड्स आरएनए प्राइमर से जुड़ते रहते हैं, और डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक श्रृंखला को रिडुप्लीकेशन फोर्क से विपरीत दिशा में संश्लेषित किया जाता है। ऐसे में इसे लैगिंग या लैगिंग कहते हैं।
लैगिंग स्ट्रैंड पर, संश्लेषण खंडित रूप से होता है, जहां, एक खंड के अंत में, उसी आरएनए प्राइमर का उपयोग करके आस-पास की दूसरी साइट पर संश्लेषण शुरू होता है। इस प्रकार, लैगिंग स्ट्रैंड पर दो टुकड़े होते हैं जो डीएनए और आरएनए से जुड़े होते हैं। उन्हें ओकाज़ाकी टुकड़े कहा जाता है।
फिर सब कुछ दोहराता है।फिर हेलिक्स का एक और मोड़ खुल जाता है, हाइड्रोजन बांड टूट जाते हैं, किस्में पक्षों की ओर मुड़ जाती हैं, अग्रणी स्ट्रैंड लंबा हो जाता है, आरएनए प्राइमर के अगले टुकड़े को लैगिंग पर संश्लेषित किया जाता है, जिसके बाद ओकाज़ाकी टुकड़ा होता है। उसके बाद, लैगिंग स्ट्रैंड पर, आरएनए प्राइमर नष्ट हो जाते हैं, और डीएनए टुकड़े एक में जुड़ जाते हैं। तो इस सर्किट पर एक साथ होता है:
- नए आरएनए प्राइमरों का निर्माण;
- ओकाज़ाकी अंशों का संश्लेषण;
- आरएनए प्राइमरों का विनाश;
- एक ही श्रृंखला में पुनर्मिलन।
समाप्ति
प्रक्रिया तब तक जारी रहती है जब तक दो प्रतिकृति कांटे मिलते हैं, या उनमें से एक अणु के अंत तक नहीं पहुंच जाता है। कांटे मिलने के बाद, डीएनए की बेटी किस्में एक एंजाइम से जुड़ी होती हैं। इस घटना में कि कांटा अणु के अंत तक चला गया है, विशेष एंजाइमों की मदद से डीएनए का दोहराव समाप्त हो जाता है।
सुधार
इस प्रक्रिया में दोहराव के नियंत्रण (या सुधार) को एक महत्वपूर्ण भूमिका दी जाती है। सभी चार प्रकार के न्यूक्लियोटाइड्स को संश्लेषण की साइट पर आपूर्ति की जाती है, और परीक्षण युग्मन द्वारा, डीएनए पोलीमरेज़ उन लोगों का चयन करता है जिनकी आवश्यकता होती है।
वांछित न्यूक्लियोटाइड डीएनए टेम्प्लेट स्ट्रैंड पर एक ही न्यूक्लियोटाइड के रूप में कई हाइड्रोजन बांड बनाने में सक्षम होना चाहिए। इसके अलावा, चीनी-फॉस्फेट रीढ़ के बीच एक निश्चित स्थिर दूरी होनी चाहिए, जो दो आधारों में तीन रिंगों के अनुरूप हो। यदि न्यूक्लियोटाइड इन आवश्यकताओं को पूरा नहीं करता है, तो कनेक्शन नहीं होगा।
श्रृंखला में शामिल होने से पहले और पहले नियंत्रण किया जाता हैअगले न्यूक्लियोटाइड का समावेश। उसके बाद शुगर फॉस्फेट की रीढ़ की हड्डी में एक बंधन बनता है।
म्यूटेशनल वेरिएशन
डीएनए प्रतिकृति का तंत्र, सटीकता के उच्च प्रतिशत के बावजूद, हमेशा थ्रेड्स में गड़बड़ी होती है, जिसे मुख्य रूप से "जीन म्यूटेशन" कहा जाता है। लगभग एक हजार आधार युग्मों में एक त्रुटि होती है, जिसे संपरिवर्तनीय पुनरावर्तन कहते हैं।
यह विभिन्न कारणों से होता है। उदाहरण के लिए, न्यूक्लियोटाइड की उच्च या बहुत कम सांद्रता पर, साइटोसिन का बहरापन, संश्लेषण क्षेत्र में उत्परिवर्तजन की उपस्थिति, और बहुत कुछ। कुछ मामलों में, सुधार प्रक्रियाओं द्वारा त्रुटियों को ठीक किया जा सकता है, दूसरों में, सुधार असंभव हो जाता है।
यदि क्षति किसी निष्क्रिय स्थान को छू गई है, तो डीएनए पुनरुत्पादन प्रक्रिया होने पर त्रुटि के गंभीर परिणाम नहीं होंगे। किसी विशेष जीन का न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम एक बेमेल के साथ प्रकट हो सकता है। तब स्थिति अलग होती है, और इस कोशिका की मृत्यु और पूरे जीव की मृत्यु दोनों एक नकारात्मक परिणाम बन सकते हैं। यह भी ध्यान में रखा जाना चाहिए कि जीन उत्परिवर्तन उत्परिवर्तनीय परिवर्तनशीलता पर आधारित होते हैं, जो जीन पूल को अधिक प्लास्टिक बनाता है।
मिथाइलेशन
संश्लेषण के समय या इसके तुरंत बाद, चेन मिथाइलेशन होता है। यह माना जाता है कि मनुष्यों में गुणसूत्रों के निर्माण और जीन प्रतिलेखन को विनियमित करने के लिए यह प्रक्रिया आवश्यक है। बैक्टीरिया में, यह प्रक्रिया डीएनए को एंजाइमों द्वारा काटे जाने से बचाने का काम करती है।
