न्यूक्लिक एसिड में उच्च-बहुलक यौगिक शामिल होते हैं जो हाइड्रोलिसिस के दौरान न्यूक्लियोटाइड में टूट जाते हैं, जिसमें प्यूरीन और पाइरीमिडीन बेस, पेंटोस और फॉस्फोरिक एसिड होते हैं। न्यूक्लिक एसिड में कार्बन, हाइड्रोजन, फास्फोरस, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन होते हैं। न्यूक्लिक एसिड के दो वर्ग हैं: राइबोन्यूक्लिक एसिड (शाही सेना) और डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड(डीएनए).
डीएनएएक बहुलक जिसके मोनोमर डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड होते हैं। डबल हेलिक्स (चित्र 10) के रूप में डीएनए अणु की स्थानिक संरचना का मॉडल 1953 में प्रस्तावित किया गया था। जे. वाटसनऔर एफ क्रीक(इस मॉडल को बनाने के लिए उन्होंने कामों का इस्तेमाल किया एम. विल्किंस, आर. फ्रैंकलिन, ई. चारगफ्फ).
डीएनए अणु दो पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं द्वारा एक दूसरे के चारों ओर और एक साथ एक काल्पनिक अक्ष के चारों ओर मुड़कर बनता है, अर्थात। एक डबल हेलिक्स है (कुछ डीएनए युक्त वायरस के अपवाद के साथ जिनमें एकल-फंसे डीएनए होते हैं)।
डीएनए डबल हेलिक्स का व्यास 2 एनएम है, आसन्न न्यूक्लियोटाइड के बीच की दूरी 0.34 एनएम है, और हेलिक्स के प्रति मोड़ 10 बेस जोड़े (बीपी) हैं। अणु की लंबाई कई सेंटीमीटर तक पहुंच सकती है। आणविक भार - दसियों और सैकड़ों लाखों। मानव कोशिका नाभिक में डीएनए की कुल लंबाई लगभग 2 मीटर है। यूकेरियोटिक कोशिकाओं में, डीएनए प्रोटीन के साथ जटिल बनाता है और इसमें एक विशिष्ट स्थानिक संरचना होती है।
डीएनए मोनोमर - न्यूक्लियोटाइड (डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड) - तीन पदार्थों के अवशेष होते हैं: 1) नाइट्रोजन बेस, 2) डीऑक्सीराइबोज(पांच कार्बन मोनोसैकेराइड या पेंटोस) और 3) फॉस्फोरिक एसिड.
न्यूक्लिक एसिड के नाइट्रोजनस बेस पाइरीमिडीन और प्यूरीन के वर्ग से संबंधित हैं। डीएनए के पाइरीमिडीन क्षारक(उनके अणु में एक वलय होता है) - थाइमिन, साइटोसिन। प्यूरीन बेस(दो छल्ले हैं) - एडेनिन और ग्वानिन।
डीएनए न्यूक्लियोटाइड के मोनोसैकराइड को डीऑक्सीराइबोज द्वारा दर्शाया जाता है।
न्यूक्लियोटाइड का नाम संबंधित आधार (तालिका संख्या 2) के नाम से लिया गया है। न्यूक्लियोटाइड्स और नाइट्रोजनस बेस बड़े अक्षरों द्वारा इंगित किए जाते हैं।
टैब। नंबर 2. डीएनए अणु में नाइट्रोजनी क्षार।
न्यूक्लियोटाइड संघनन प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप एक पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला बनती है। इस मामले में, एक न्यूक्लियोटाइड के डीऑक्सीराइबोज अवशेष के 3 "-कार्बन और दूसरे के फॉस्फोरिक एसिड अवशेष (छवि 11) (मजबूत सहसंयोजक बंधनों की श्रेणी से संबंधित) के बीच एक फॉस्फोएस्टर बंधन उत्पन्न होता है। पॉलीन्यूक्लियोटाइड का एक छोर श्रृंखला 5" कार्बन के साथ समाप्त होती है (इसे 5 "अंत कहा जाता है) , अन्य - 3 "-कार्बन (3"-अंत)
न्यूक्लियोटाइड की एक श्रृंखला के खिलाफ दूसरी श्रृंखला होती है। इन दो श्रृंखलाओं में न्यूक्लियोटाइड की व्यवस्था यादृच्छिक नहीं है, लेकिन कड़ाई से परिभाषित है: थाइमिन हमेशा दूसरी श्रृंखला में एक श्रृंखला के एडेनिन के खिलाफ स्थित होता है, और साइटोसिन हमेशा गुआनिन के खिलाफ स्थित होता है, एडेनिन और थाइमिन के बीच दो हाइड्रोजन बांड उत्पन्न होते हैं, तीन हाइड्रोजन ग्वानिन और साइटोसिन के बीच बंधन। वह पैटर्न जिसके अनुसार विभिन्न डीएनए स्ट्रैंड के न्यूक्लियोटाइड्स को सख्ती से क्रमबद्ध किया जाता है (एडेनिन - थाइमिन, गुआनिन - साइटोसिन) और चुनिंदा रूप से एक दूसरे से जुड़ते हैं, कहलाते हैं पूरकता का सिद्धांत. इस बात पे ध्यान दिया जाना चाहिए कि जे. वाटसनऔर एफ क्रीककार्यों को पढ़ने के बाद पूरकता के सिद्धांत को समझ में आया ई. चारगफ्फ. ई. चारगफ्फ, विभिन्न जीवों के ऊतकों और अंगों के नमूनों की एक बड़ी संख्या का अध्ययन करने के बाद, पाया गया कि किसी भी डीएनए टुकड़े में ग्वानिन अवशेषों की सामग्री हमेशा साइटोसिन की सामग्री से मेल खाती है, और एडेनिन से थाइमिन ( "चारगफ का नियम"), लेकिन वह इस तथ्य की व्याख्या नहीं कर सका।
संपूरकता के सिद्धांत से, यह इस प्रकार है कि एक श्रृंखला का न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम दूसरे के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को निर्धारित करता है।
डीएनए की जंजीर antiparallel(बहुआयामी), यानी। विभिन्न श्रृंखलाओं के न्यूक्लियोटाइड विपरीत दिशाओं में स्थित होते हैं, और इसलिए, 3 के विपरीत "एक श्रृंखला का अंत दूसरे का 5" छोर होता है। डीएनए अणु की तुलना कभी-कभी सर्पिल सीढ़ी से की जाती है। इस सीढ़ी की "रेलिंग" चीनी-फॉस्फेट रीढ़ की हड्डी है (डीऑक्सीराइबोज और फॉस्फोरिक एसिड के वैकल्पिक अवशेष); "चरण" पूरक नाइट्रोजनस आधार हैं।
डीएनए का कार्य - वंशानुगत जानकारी का भंडारण और प्रसारण।
डीएनए अणु के गुण:
प्रतिकृति;
मरम्मत;
पुनर्संयोजन।
20..आनुवंशिकी एक विज्ञान के रूप में। आनुवंशिकी की मूल अवधारणाएँ: आनुवंशिकता, परिवर्तनशीलता; एलीलिक जीन, होमो- और हेटेरोजाइट्स; संकेत - प्रमुख, आवर्ती, वैकल्पिक; जीनोटाइप, फेनोटाइप; मेंडेलियन संकेत।
आनुवंशिकी- आनुवंशिकता और परिवर्तनशीलता का विज्ञान।
वंशागति- जीवों की अपनी विशेषताओं और गुणों को पीढ़ी से पीढ़ी तक प्रसारित करने की क्षमता के रूप में रहने की सार्वभौमिक संपत्ति।
परिवर्तनशीलता- आनुवंशिकता के सीधे विपरीत एक संपत्ति - जीवों के व्यक्तिगत विकास (ओंटोजेनेसिस) की प्रक्रिया में नए लक्षण और गुण प्राप्त करने की जीवों की क्षमता।
1900- एक विज्ञान के रूप में आनुवंशिकी के जन्म का वर्ष।
माता-पिता का वह चिन्ह, जो पहली पीढ़ी के पौधों के पास था, जी. मेंडल ने कहा प्रभावी लक्षण
विशेषता F l पीढ़ी में गुप्त रूप में मौजूद थी। जी. मेंडल ने उसे बुलाया अप्रभावी लक्षण
संकेत परस्पर अनन्य या विपरीत हैं ( विकल्प);
फेनोटाइप एक जीव के जैविक गुणों और विशेषताओं का एक समूह है जो अपने व्यक्तिगत विकास की प्रक्रिया में विकसित हुआ है।
जीनोटाइप एक जीव का वंशानुगत आधार, उसके सभी जीनों की समग्रता, एक जीव के सभी वंशानुगत कारक।
मेंडेलियन लक्षण वे हैं जिनकी विरासत जी मेंडल द्वारा स्थापित कानूनों के अनुसार होती है। मेंडेलियन लक्षण एक जीन द्वारा एकरूप रूप से निर्धारित किए जाते हैं, अर्थात, जब एक विशेषता की अभिव्यक्ति एलील जीन की बातचीत से निर्धारित होती है, जिनमें से एक दूसरे पर हावी होती है।
Homozygous एक द्विगुणित जीव या कोशिका है जो समरूप गुणसूत्रों पर एक जीन के समान एलील को वहन करती है।
विषमविषमयुग्मजी द्विगुणित या पॉलीप्लोइड नाभिक, कोशिकाओं या बहुकोशिकीय जीवों को संदर्भित करता है जिनकी जीन प्रतियां समरूप गुणसूत्रों में विभिन्न एलील द्वारा दर्शायी जाती हैं।
21.हाइब्रिडोलॉजिकल विधि, इसका सार। क्रॉस के प्रकार - मोनो- और पॉलीहाइब्रिड, विश्लेषण। उनका सार।
लक्षणों की वंशागति के अध्ययन में एक प्रयोग स्थापित करने के लिए जी. मेंडल ने विकसित किया हाइब्रिडोलॉजिकल विश्लेषण की विधि . यहाँ इसके मुख्य गुण हैं:
1) एक ही प्रजाति के जीव क्रॉसिंग में भाग लेते हैं;
2) अध्ययन के तहत विशेषताएँ परस्पर अनन्य या विपरीत होनी चाहिए ( विकल्प);
3) मूल मूल आकार "साफ रेखाएं" होनी चाहिए ( समयुग्मज) अध्ययन की गई विशेषताओं के अनुसार;
4) वंशानुक्रम के पैटर्न का अध्ययन करते समय, लक्षणों की न्यूनतम संख्या के विश्लेषण के साथ शुरू करना आवश्यक है, धीरे-धीरे प्रयोग को जटिल बनाना: माता-पिता व्यक्तियों को वैकल्पिक लक्षणों की एक जोड़ी में भिन्न होना चाहिए → दो जोड़े → विकल्प के जोड़े की एक छोटी संख्या विशेषताएँ;
5) संतानों का व्यक्तिगत विश्लेषण करने के लिए और पीढ़ी में विभाजन की उपस्थिति में, सांख्यिकीय विश्लेषण करना आवश्यक है;
6) वंशानुक्रम पैटर्न का अध्ययन कई पीढ़ियों में किया जाता है।
इस प्रकार, हाइब्रिडोलॉजिकल विश्लेषण क्रॉस की एक प्रणाली है जो हमें कई पीढ़ियों में लक्षणों की विरासत की प्रकृति का पता लगाने और नियोप्लाज्म की पहचान करने की अनुमति देती है।
मोनोहाइबिड क्रॉस- पार करने के लिए लिए गए माता-पिता के व्यक्ति वैकल्पिक लक्षणों के एक जोड़े में भिन्न होते हैं।
डायहाइब्रिड क्रॉस- पार करने के लिए लिए गए जीव वैकल्पिक लक्षणों के दो जोड़े में भिन्न होते हैं।
क्रॉस का विश्लेषणअध्ययन किए गए व्यक्ति के जीनोटाइप को स्थापित करने के लिए किया गया। ऐसा करने के लिए, अध्ययन के तहत व्यक्ति (?) को एक पुनरावर्ती होमोजीगोट (एए) के साथ पार किया जाता है।
यदि F1 में 1:1 विभाजन देखा जाता है, तो अध्ययनाधीन व्यक्ति जीनोटाइप द्वारा विषमयुग्मजी होता है - एएच .
22.मेंडल के नियम मोनोहाइब्रिड क्रॉसिंग पर आधारित हैं। प्रयोग लिखिए।
मेंडल का प्रथम नियम(संकरों की एकरूपता) - समयुग्मक को पार करते समय
माता-पिता व्यक्ति जो एक जोड़ी युग्मक लक्षणों में भिन्न होते हैं, पहली पीढ़ी के सभी संकर फेनोटाइप और जीनोटाइप में एक समान होते हैं।
मेंडल का दूसरा नियम(दूसरी पीढ़ी के संकरों का विभाजन) - पर
दूसरी पीढ़ी के संकरों में विषमयुग्मजी जीवों का मोनोहाइब्रिड क्रॉसिंग, फेनोटाइप के अनुसार 3: 1 के अनुपात में और जीनोटाइप के अनुसार विभाजन होता है - 1: 2: 1
23.युग्मकों की शुद्धता की परिकल्पना, इसकी कोशिका संबंधी पुष्टि।
युग्मक शुद्धता नियम, जिसके अनुसार वंशानुगत झुकाव एक विषमयुग्मजी जीव में मिश्रित नहीं होते हैं और युग्मकों के निर्माण के दौरान "स्वच्छ" हो जाते हैं (एक आनुवंशिकता कारक युग्मक में प्रवेश करता है ( एलील) प्रत्येक प्रकार के)।
24.मेंडल का नियम डाइहाइब्रिड क्रॉसिंग पर आधारित है। प्रयोग लिखिए।
मेंडल का तीसरा नियम(लक्षणों की स्वतंत्र विरासत) - पार करते समय
दो समयुग्मजी व्यक्ति जो वैकल्पिक लक्षणों के दो या दो से अधिक जोड़े में एक दूसरे से भिन्न होते हैं, जीन और उनके संबंधित लक्षण एक दूसरे से स्वतंत्र रूप से विरासत में मिले हैं और सभी संभावित संयोजनों में संयुक्त हैं। कानून खुद को प्रकट करता है, एक नियम के रूप में, लक्षणों के उन जोड़े के लिए जिनके जीन समजात गुणसूत्रों के बाहर होते हैं। यदि हम गैर-समरूप गुणसूत्रों में एक अक्षर और युग्म जोड़े की संख्या से निरूपित करते हैं, तो फेनोटाइपिक वर्गों की संख्या सूत्र 2n, और जीनोटाइपिक वर्गों की संख्या - 3n द्वारा निर्धारित की जाएगी। अपूर्ण प्रभुत्व के साथ, फेनोटाइपिक और जीनोटाइपिक वर्गों की संख्या समान है
25.लिंग निर्धारण का गुणसूत्र तंत्र।
लिंग विशेषताओं के निर्माण में चार स्तर होते हैं:
गुणसूत्र लिंग निर्धारण;
गोनाडों के स्तर पर लिंग निर्धारण;
फेनोटाइपिक लिंग निर्धारण (यौन विशेषताएं);
सेक्स की मनोवैज्ञानिक परिभाषा।
गुणसूत्र लिंग निर्धारणजानवरों और मनुष्यों में निषेचन के समय होता है। एक व्यक्ति के लिए, यह एक 46 XX या 46 XY कैरियोटाइप का निर्माण है, जो विषमयुग्मक लिंग के युग्मक द्वारा निर्धारित किया जाता है. मनुष्यों में, महिला लिंग समयुग्मक है और पुरुष लिंग विषमलैंगिक है। पक्षियों और तितलियों में, इसके विपरीत, नर समयुग्मक होते हैं और मादा विषमलैंगिक होती हैं। ऑर्थोप्टेरान कीड़ों में, मादाएं एक XX कैरियोटाइप के साथ समरूप होती हैं, जबकि नर विषमयुग्मजी होते हैं - XO, बाद वाले में y-गुणसूत्र की कमी होती है।
गोनाडों के स्तर पर लिंग निर्धारणमनुष्यों में, यह इस तथ्य से शुरू होता है कि भ्रूण के विकास के तीसरे सप्ताह में, प्राथमिक रोगाणु कोशिकाएं जर्दी थैली के एंडोडर्म में दिखाई देती हैं, जो कि केमोटैक्टिक संकेतों के प्रभाव में, बिछाने के क्षेत्र में स्थानांतरित हो जाती हैं। गोनाड (यौन ग्रंथियां)। कैरियोटाइप में y-गुणसूत्र की उपस्थिति या अनुपस्थिति से यौन विशेषताओं का आगे विकास निर्धारित होता है।
Y गुणसूत्र होने पर अंडकोष विकसित होते हैं. Y गुणसूत्र के नियंत्रण में, प्राथमिक रोगाणु कोशिकाओं में HY प्रतिजन को संश्लेषित किया जाना शुरू होता है, जो Y गुणसूत्र द्वारा नियंत्रित एक संरचनात्मक ऑटोसोमल जीन द्वारा एन्कोड किया जाता है। जननग्रंथि के वृषण को वृषण में बदलने के लिए, एच-वाई प्रतिजन की कम सांद्रता पर्याप्त है। वृषण विकास कम से कम 19 अन्य जीनों से भी प्रभावित होता है: ऑटोसोमल और एक्स-लिंक्ड। और माँ की नाल द्वारा स्रावित कोरियोगोनिक गोनाडोट्रोपिन के प्रभाव में, वृषण में पुरुष सेक्स हार्मोन (एण्ड्रोजन) का उत्पादन शुरू होता है - ये टेस्टोस्टेरोन और 5-डायहाइड्रो-टेस्टोस्टेरोन हैं।
आंतरिक और बाहरी जननांग के विकास के रूप में फेनोटाइपिक लिंग निर्धारणऔर पुरुष प्रकार के अनुसार संपूर्ण फेनोटाइप का विकास इस प्रकार होता है। X क्रोमोसोम (Tfm +) से जुड़ा जीन एक रिसेप्टर प्रोटीन को एनकोड करता है, जो टेस्टोस्टेरोन से जुड़कर, इसे सेल न्यूक्लियर तक पहुंचाता है, जहां टेस्टोस्टेरोन जीन को सक्रिय करता है जो एक विकासशील जीव के पुरुष प्रकार में भेदभाव को सुनिश्चित करता है, जिसमें विकास भी शामिल है। वास deferens। मानव भ्रूण में, प्राथमिक गुर्दे की वाहिनी से दो नलिकाएं बनती हैं: मुलेरियन और भेड़िया नलिकाएं। पुरुषों में, मुलेरियन नलिकाएं कम हो जाती हैं, और वोल्फियन नलिकाएं वीर्य नलिकाओं और वीर्य पुटिकाओं में परिवर्तित हो जाती हैं। Tfm + जीन के उत्परिवर्तन और टेस्टोस्टेरोन रिसेप्टर्स में एक दोष के साथ, एक सिंड्रोम विकसित हो सकता है वृषण नारीकरण. ऐसे मामलों में, पुरुष कैरियोटाइप वाले व्यक्तियों में, बाहरी जननांग महिला प्रकार के अनुसार विकसित होते हैं। इस मामले में, योनि को छोटा किया जाता है और एक अंधे थैली के साथ समाप्त होता है, और गर्भाशय और फैलोपियन ट्यूब अनुपस्थित होते हैं। शरीर के अनुपात के अनुसार, ऐसी महिलाएं फैशन मॉडल के प्रकार से संपर्क करती हैं। एमेनोरिया (मासिक धर्म की अनुपस्थिति) है। इसी समय, स्तन ग्रंथियां सामान्य रूप से विकसित होती हैं। उनका मनोवैज्ञानिक विकास महिला प्रकार के अनुसार किया जाता है, हालांकि एक पुरुष कैरियोटाइप होता है और अंडाशय के बजाय उनके पास वृषण होते हैं, जो या तो लेबिया मेजा में, या वंक्षण नहर में, या उदर गुहा में स्थित होते हैं। शुक्राणुजनन अनुपस्थित है।
हार्मोन के लिए रिसेप्टर्स न केवल कुछ जननांग अंगों की कोशिकाओं को लक्षित करते हैं, बल्कि मस्तिष्क के न्यूरॉन्स भी होते हैं। मस्तिष्क पर हार्मोन का प्रभाव पहले से ही भ्रूण काल में शुरू हो जाता है, जो बाद में यौन व्यवहार की विशेषताओं को प्रभावित करता है।
यदि युग्मनज के कैरियोटाइप में Y-गुणसूत्र अनुपस्थित है, तो विशेष नियामक कारकों की भागीदारी के बिना एक महिला फेनोटाइप का निर्माण होता है। उसी समय, प्राथमिक गुर्दे की वाहिनी से बनने वाली दो नलिकाओं में से, वुल्फ वाहिनी कम हो जाती है, और मुलर वाहिनी गर्भाशय और फैलोपियन ट्यूब में बदल जाती है।
26.लिंक्ड इनहेरिटेंस, क्रॉसिंग ओवर, ड्रोसोफिला के साथ एक प्रयोग में जीन के बीच की दूरी का निर्धारण। लिंकेज समूह, गुणसूत्र मानचित्र।
13. डीएनए की संरचना और कार्य। डीएनए प्रतिकृति तंत्र। जैविक महत्व। आनुवंशिक कोड, इसका संरचनात्मक संगठन और गुण
डीएनए एक जटिल कार्बनिक यौगिक है जो वंशानुगत जानकारी का भौतिक वाहक है। यह एक दोहरा अशाखित रैखिक बहुलक है, जिसके मोनोमर्स न्यूक्लियोटाइड होते हैं। एक डीएनए न्यूक्लियोटाइड में एक नाइट्रोजनस बेस, एक फॉस्फोरिक एसिड अवशेष और एक डीऑक्सीराइबोज कार्बोहाइड्रेट होता है। 4 प्रकार के न्यूक्लियोटाइड होते हैं, जो नाइट्रोजनस बेस में भिन्न होते हैं: एडेनिन, जिसमें एडेनिन, साइटोसिन - साइटोसिन, गुआनिन - गुआनिन, थाइमिन - थाइमिन शामिल हैं। डीएनए के एक स्ट्रैंड का नाइट्रोजनस बेस हाइड्रोजन ब्रिज से दूसरे के बेस से जुड़ा होता है, जिससे A, T से और G से C से जुड़ा होता है। वे एक दूसरे के पूरक हैं। यह इस पर है कि डीएनए की संपत्ति आधारित है, जो इसकी जैविक भूमिका की व्याख्या करती है: आत्म-प्रजनन की क्षमता, अर्थात। ऑटो प्रजनन के लिए। डीएनए अणुओं का स्वत: प्रजनन पोलीमरेज़ एंजाइम के प्रभाव में होता है। इस मामले में, डीएनए अणुओं की पूरक श्रृंखलाएं खुलती हैं और अलग हो जाती हैं। फिर उनमें से प्रत्येक एक नए को संश्लेषित करना शुरू कर देता है। चूंकि न्यूक्लियोटाइड में प्रत्येक आधार केवल एक कड़ाई से परिभाषित संरचना का एक और न्यूक्लियोटाइड संलग्न कर सकता है, मूल अणु का सटीक प्रजनन होता है। डीएनए का मुख्य जैविक कार्य कोशिका में आनुवंशिक जानकारी का भंडारण, निरंतर आत्म-नवीकरण और संचरण है। आनुवंशिक कोड डीएनए अणु में न्यूक्लियोटाइड की व्यवस्था है, जो डीएनए अणु में अमीनो एसिड के अनुक्रम को नियंत्रित करता है। जीन स्वयं सीधे प्रोटीन संश्लेषण में शामिल नहीं होते हैं। जीन और प्रोटीन के बीच मध्यस्थ mRNA है। एक जीन एक एमआरएनए अणु के निर्माण के लिए एक टेम्पलेट है। कई न्यूक्लियोटाइड के संयोजन द्वारा सूचना का एन्कोडिंग किया जाना चाहिए। विभिन्न प्रकार के प्रोटीन में 20 अमीनो एसिड पाए गए हैं। उनमें से इतनी संख्या को एन्क्रिप्ट करने के लिए, केवल एक ट्रिपल कोड न्यूक्लियोटाइड के संयोजन की पर्याप्त संख्या प्रदान कर सकता है, जिसमें प्रत्येक एमिनो एसिड तीन आसन्न न्यूक्लियोटाइड द्वारा एन्क्रिप्ट किया जाता है। इस मामले में, 4 न्यूक्लियोटाइड से 64 ट्रिपल बनते हैं। 64 डीएनए ट्रिपल में से 61 विभिन्न अमीनो एसिड को एनकोड करते हैं, शेष 3 को अर्थहीन या बकवास ट्रिपल कहा जाता है, वे विराम चिह्न के रूप में कार्य करते हैं। ट्रिपलेट्स का क्रम उस क्रम को निर्धारित करता है जिसमें प्रोटीन अणु में अमीनो एसिड की व्यवस्था होती है। आनुवंशिक कोड के गुण: अध: पतन। यह स्वयं को इस तथ्य में प्रकट करता है कि कई अमीनो एसिड कई ट्रिपल द्वारा एन्क्रिप्ट किए गए हैं। विशिष्टता। प्रत्येक ट्रिपलेट केवल एक विशिष्ट अमीनो एसिड को एन्कोड कर सकता है। यह जैविक विकास की प्रक्रिया में पृथ्वी पर जीवित रूपों की सभी विविधता की उत्पत्ति की एकता की गवाही देता है। इन गुणों के साथ-साथ आनुवंशिक कोड की सबसे महत्वपूर्ण विशेषताएं पढ़ने के दौरान कोडन की निरंतरता और निर्विवादता हैं। इसका मतलब है कि न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को बिना अंतराल के ट्रिपल द्वारा ट्रिपल पढ़ा जाता है, जबकि पड़ोसी ट्रिपल ओवरलैप नहीं करते हैं।
14. प्रोटीन जैवसंश्लेषण।
कोशिका चयापचय की केंद्रीय प्रक्रियाओं में से एक प्रोटीन संश्लेषण है - अमीनो एसिड मोनोमर्स से एक जटिल प्रोटीन-बहुलक अणु का निर्माण। यह प्रक्रिया कोशिकाओं के कोशिका द्रव्य में, राइबोसोम में mRNA के माध्यम से होती है और परमाणु डीएनए के नियंत्रण में होती है। प्रोटीन जैवसंश्लेषण में 2 चरण होते हैं: प्रतिलेखन और अनुवाद प्रतिलेखन डीएनए अणु पर लिखे आनुवंशिक कोड को mRNA अणु में स्थानांतरित करने की प्रक्रिया है। कर्नेल में लागू किया गया। प्रतिलेखन mRNA अणुओं के संश्लेषण के दौरान होता है, जिनमें से न्यूक्लियोटाइड पूरकता के सिद्धांत के अनुसार डीएनए न्यूक्लियोटाइड से जुड़े होते हैं। एमआरएनए अणु डीएनए से हटा दिया जाता है, जैसे कि एक मैट्रिक्स से, जिसके बाद इसे अलग किया जाता है और साइटोप्लाज्म में ले जाया जाता है, जहां अनुवाद की प्रक्रिया विशेष ऑर्गेनेल - राइबोसोम में होती है। प्रसारण। अनुवाद टीआरएनए की भागीदारी के साथ राइबोसोम पर संश्लेषित प्रोटीन अणु की संरचनाओं में एमआरएनए पर दर्ज आनुवंशिक जानकारी का अनुवाद करने की प्रक्रिया है। एमआरएनए अणु राइबोसोम से जुड़े होते हैं और फिर धीरे-धीरे राइबोसोम के शरीर के माध्यम से खींचे जाते हैं। प्रत्येक क्षण में, राइबोसोम के अंदर mRNA का एक छोटा सा टुकड़ा होता है। न्यूक्लियोटाइड ट्रिपलेट्स टीआरएनए को सूचना प्रेषित करते हैं जिनकी कोडिंग ट्रिपलेट एमआरएनए ट्रिपलेट का पूरक है। टीआरएनए अमीनो एसिड को राइबोसोम तक पहुंचाता है। प्रोटीन अणु के पहले अमीनो एसिड को ले जाने वाला tRNA अणु इसके पूरक कोडन से जुड़ा होता है। राइबोसोम 1 तिगुना आगे बढ़ता है। दूसरा अमीनो एसिड ले जाने वाला एक नया tRNA राइबोसोम के नए कोडन से जुड़ा होता है। फिर अमीनो एसिड के बीच एक पेप्टाइड बॉन्ड बनता है और एक डाइपेप्टाइड बनता है। उसी समय, पहले अमीनो एसिड और उसके tRNA के बीच का बंधन टूट जाता है, जिसे हटा दिया जाता है, और डाइपेप्टाइड केवल दूसरे tRNA से बंधा होता है। फिर राइबोसोम 1 और त्रिक गति करता है। फिर, तीसरा अमीनो एसिड ले जाने वाला तीसरा टीआरएनए अणु, राइबोसोम के नए कोडन में शामिल हो जाता है। इस मामले में, अमीनो एसिड के साथ दूसरे tRNA का कनेक्शन खो जाता है। यह तब तक जारी रहता है जब तक कि पूरी पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला नहीं बन जाती।
इस लेख में आप डीएनए की जैविक भूमिका के बारे में जान सकते हैं। तो, यह संक्षिप्त नाम स्कूल की बेंच से सभी के लिए परिचित है, लेकिन सभी को पता नहीं है कि यह क्या है। एक स्कूल जीव विज्ञान पाठ्यक्रम के बाद, आनुवंशिकी और आनुवंशिकता का न्यूनतम ज्ञान स्मृति में रहता है, क्योंकि बच्चों को यह जटिल विषय केवल सतही रूप से दिया जाता है। लेकिन यह ज्ञान (डीएनए की जैविक भूमिका, शरीर पर इसका प्रभाव) अविश्वसनीय रूप से उपयोगी हो सकता है।
आइए इस तथ्य से शुरू करें कि न्यूक्लिक एसिड एक महत्वपूर्ण कार्य करते हैं, अर्थात्, वे जीवन की निरंतरता सुनिश्चित करते हैं। ये मैक्रोमोलेक्यूल्स दो रूपों में प्रस्तुत किए जाते हैं:
- डीएनए (डीएनए);
- आरएनए (आरएनए)।
वे शरीर की कोशिकाओं की संरचना और कार्यप्रणाली के लिए आनुवंशिक योजना के ट्रांसमीटर हैं। आइए उनके बारे में अधिक विस्तार से बात करते हैं।
डीएनए और आरएनए
आइए शुरू करते हैं कि विज्ञान की कौन सी शाखा इस तरह के जटिल मुद्दों से निपटती है:
- भंडारण के सिद्धांतों का अध्ययन;
- इसका कार्यान्वयन;
- प्रसारण;
- बायोपॉलिमर की संरचना का अध्ययन;
- उनके कार्य।
यह सब आणविक जीव विज्ञान द्वारा अध्ययन किया जाता है। यह जैविक विज्ञान की इस शाखा में है कि डीएनए और आरएनए की जैविक भूमिका क्या है, इस सवाल का जवाब मिल सकता है।
न्यूक्लियोटाइड से बनने वाले इन मैक्रोमोलेक्यूलर यौगिकों को "न्यूक्लिक एसिड" कहा जाता है। यह यहाँ है कि शरीर के बारे में जानकारी संग्रहीत की जाती है, जो व्यक्ति के विकास, विकास और आनुवंशिकता को निर्धारित करती है।
डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक की खोज और 1868 में हुई। तब वैज्ञानिकों ने ल्यूकोसाइट्स के नाभिक और एल्क के शुक्राणुजोज़ा में उनका पता लगाने में कामयाबी हासिल की। बाद के अध्ययन से पता चला कि डीएनए पौधे और पशु प्रकृति की सभी कोशिकाओं में पाया जा सकता है। डीएनए मॉडल 1953 में प्रस्तुत किया गया था और खोज के लिए नोबेल पुरस्कार 1962 में प्रदान किया गया था।
डीएनए
आइए इस खंड को इस तथ्य से शुरू करें कि 3 प्रकार के मैक्रोमोलेक्यूल्स हैं:
- डिऑक्सीराइबोन्यूक्लिक अम्ल;
- रीबोन्यूक्लीक एसिड;
- प्रोटीन।
अब हम डीएनए की संरचना, जैविक भूमिका पर अधिक विस्तार से विचार करेंगे। तो, यह बायोपॉलिमर न केवल वाहक की, बल्कि पिछली सभी पीढ़ियों की आनुवंशिकता, विकासात्मक विशेषताओं पर डेटा प्रसारित करता है। - न्यूक्लियोटाइड। इस प्रकार, डीएनए आनुवंशिक कोड वाले गुणसूत्रों का मुख्य घटक है।
यह जानकारी कैसे प्रसारित की जाती है? पूरा बिंदु इन मैक्रोमोलेक्यूल्स की खुद को पुन: पेश करने की क्षमता में निहित है। उनकी संख्या अनंत है, जिसे उनके बड़े आकार और परिणामस्वरूप, विभिन्न न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों की बड़ी संख्या द्वारा समझाया जा सकता है।
डीएनए संरचना
कोशिका में डीएनए की जैविक भूमिका को समझने के लिए, इस अणु की संरचना से परिचित होना आवश्यक है।
आइए सबसे सरल से शुरू करें, उनकी संरचना में सभी न्यूक्लियोटाइड में तीन घटक होते हैं:
- नाइट्रोजन बेस;
- पेंटोस चीनी;
- फॉस्फेट समूह।
डीएनए अणु में प्रत्येक व्यक्तिगत न्यूक्लियोटाइड में एक नाइट्रोजनस बेस होता है। यह बिल्कुल चार में से कोई भी संभव हो सकता है:
- ए (एडेनिन);
- जी (गुआनिन);
- सी (साइटोसिन);
- टी (थाइमिन)।
ए और जी प्यूरीन हैं, और सी, टी और यू (यूरैसिल) पिरामिडिन हैं।
नाइट्रोजनी क्षारों के अनुपात के लिए कई नियम हैं, जिन्हें चारगफ नियम कहा जाता है।
- ए = टी।
- जी = सी।
- (ए + जी = टी + सी) हम सभी अज्ञात को बाईं ओर स्थानांतरित कर सकते हैं और प्राप्त कर सकते हैं: (ए + जी) / (टी + सी) = 1 (जीव विज्ञान में समस्याओं को हल करते समय यह सूत्र सबसे सुविधाजनक है)।
- ए + सी = जी + टी।
- मान (ए + सी) / (जी + टी) स्थिर है। मनुष्यों में, यह 0.66 है, लेकिन, उदाहरण के लिए, बैक्टीरिया में, यह 0.45 से 2.57 तक है।
प्रत्येक डीएनए अणु की संरचना एक डबल ट्विस्टेड हेलिक्स जैसा दिखता है। ध्यान दें कि पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाएं समानांतर हैं। अर्थात्, एक श्रृंखला में न्यूक्लियोटाइड जोड़े की व्यवस्था दूसरे की तुलना में विपरीत क्रम में होती है। इस हेलिक्स के प्रत्येक मोड़ में 10 न्यूक्लियोटाइड जोड़े होते हैं।
ये जंजीरें आपस में कैसे जुड़ी हैं? एक अणु मजबूत क्यों होता है और टूटता नहीं है? यह नाइट्रोजनस बेस (ए और टी - दो के बीच, जी और सी - तीन के बीच) और हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन के बीच हाइड्रोजन बंधन के बारे में है।
खंड के अंत में, मैं यह उल्लेख करना चाहूंगा कि डीएनए सबसे बड़ा कार्बनिक अणु है, जिसकी लंबाई 0.25 से 200 एनएम तक होती है।
संपूरकता
आइए जोड़े के रिश्तों पर करीब से नज़र डालें। हम पहले ही कह चुके हैं कि नाइट्रोजनस क्षारकों के जोड़े अराजक तरीके से नहीं, बल्कि सख्त क्रम में बनते हैं। तो, एडेनिन केवल थाइमिन से बंध सकता है, और ग्वानिन केवल साइटोसिन से बंध सकता है। एक अणु के एक रज्जुक में युग्मों की यह अनुक्रमिक व्यवस्था दूसरे में उनकी व्यवस्था को निर्धारित करती है।
एक नया डीएनए अणु बनाने के लिए प्रतिकृति या दोहरीकरण करते समय, यह नियम, जिसे "पूरकता" कहा जाता है, अनिवार्य रूप से मनाया जाता है। आप निम्न पैटर्न देख सकते हैं, जिसका उल्लेख चारगफ के नियमों के सारांश में किया गया था - निम्नलिखित न्यूक्लियोटाइड की संख्या समान है: ए और टी, जी और सी।
प्रतिकृति
अब बात करते हैं डीएनए प्रतिकृति की जैविक भूमिका की। आइए इस तथ्य से शुरू करें कि इस अणु में खुद को पुन: पेश करने की यह अनूठी क्षमता है। यह शब्द एक बेटी अणु के संश्लेषण को संदर्भित करता है।
1957 में, इस प्रक्रिया के तीन मॉडल प्रस्तावित किए गए:
- रूढ़िवादी (मूल अणु संरक्षित है और एक नया बनता है);
- अर्ध-रूढ़िवादी (मूल अणु का मोनोचेन में टूटना और उनमें से प्रत्येक के लिए पूरक आधार जोड़ना);
- बिखरा हुआ (अणु का विघटन, टुकड़ों की प्रतिकृति और यादृच्छिक संग्रह)।
प्रतिकृति प्रक्रिया में तीन चरण होते हैं:
- दीक्षा (हेलीकेस एंजाइम का उपयोग करके डीएनए अनुभागों को खोलना);
- बढ़ाव (न्यूक्लियोटाइड जोड़कर श्रृंखला बढ़ाव);
- समाप्ति (आवश्यक लंबाई तक पहुंचना)।
आनुवंशिक जानकारी के सटीक संचरण को सुनिश्चित करने के लिए इस जटिल प्रक्रिया का एक विशेष कार्य है, जो कि एक जैविक भूमिका है।
शाही सेना
हमने बताया कि डीएनए की जैविक भूमिका क्या है, अब हम विचार (यानी आरएनए) पर आगे बढ़ने का प्रस्ताव करते हैं।
आइए इस खंड की शुरुआत इस तथ्य से करें कि यह अणु डीएनए से कम महत्वपूर्ण नहीं है। हम बिल्कुल किसी भी जीव, प्रोकैरियोटिक और यूकेरियोटिक कोशिकाओं में इसका पता लगा सकते हैं। यह अणु कुछ वायरस में भी देखा जाता है (हम आरएनए युक्त वायरस के बारे में बात कर रहे हैं)।
आरएनए की एक विशिष्ट विशेषता अणुओं की एक श्रृंखला की उपस्थिति है, लेकिन, डीएनए की तरह, इसमें चार नाइट्रोजनस आधार होते हैं। इस मामले में यह है:
- एडेनिन (ए);
- यूरैसिल (यू);
- साइटोसिन (सी);
- गुआनिन (जी)।
सभी आरएनए को तीन समूहों में बांटा गया है:
- मैट्रिक्स, जिसे आमतौर पर सूचनात्मक कहा जाता है (कमी दो रूपों में संभव है: एमआरएनए या एमआरएनए);
- राइबोसोमल (आरआरएनए)।
कार्यों
डीएनए की जैविक भूमिका, इसकी संरचना और आरएनए की विशेषताओं से निपटने के बाद, हम राइबोन्यूक्लिक एसिड के विशेष मिशन (कार्यों) पर आगे बढ़ने का प्रस्ताव करते हैं।
आइए एमआरएनए या एमआरएनए से शुरू करें, जिसका मुख्य कार्य डीएनए अणु से नाभिक के कोशिका द्रव्य में जानकारी स्थानांतरित करना है। इसके अलावा, एमआरएनए प्रोटीन संश्लेषण के लिए एक टेम्पलेट है। इस प्रकार के अणुओं के प्रतिशत के लिए, यह काफी कम (लगभग 4%) है।
और कोशिका में rRNA का प्रतिशत 80 है। वे आवश्यक हैं, क्योंकि वे राइबोसोम का आधार हैं। राइबोसोमल आरएनए प्रोटीन संश्लेषण और पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के संयोजन में शामिल है।
एक एडेप्टर जो एक श्रृंखला में अमीनो एसिड बनाता है - टीआरएनए, जो प्रोटीन संश्लेषण के क्षेत्र में अमीनो एसिड ले जाता है। सेल में प्रतिशत लगभग 15% है।
जैविक भूमिका
संक्षेप में: डीएनए की जैविक भूमिका क्या है? इस अणु की खोज के समय इस मामले में कोई स्पष्ट जानकारी नहीं दी जा सकती थी, लेकिन अब भी डीएनए और आरएनए के महत्व के बारे में सब कुछ नहीं पता है।
यदि हम सामान्य जैविक महत्व के बारे में बात करते हैं, तो उनकी भूमिका वंशानुगत जानकारी को पीढ़ी से पीढ़ी तक स्थानांतरित करना, प्रोटीन संश्लेषण और प्रोटीन संरचनाओं की कोडिंग है।
कई लोग इस संस्करण को भी व्यक्त करते हैं: ये अणु न केवल जैविक के साथ, बल्कि जीवित प्राणियों के आध्यात्मिक जीवन से भी जुड़े हुए हैं। तत्वमीमांसाओं की मानें तो डीएनए में पिछले जन्मों का अनुभव और दैवीय ऊर्जा समाहित है।
19वीं शताब्दी के अंत में, स्विट्जरलैंड में एक घटना घटी जिसने आने वाले कई दशकों के लिए विज्ञान के पाठ्यक्रम को निर्धारित किया: अपने शोध के दौरान, वैज्ञानिक एफ। मिशर ने लिम्फोसाइटों में पहले अज्ञात अणुओं की खोज की।
पृथक अणु बाद में सभी जैविक प्रजातियों में पाए गए और उन्हें वह नाम मिला जिसके तहत वे आज जाना जाता है: "न्यूक्लिक एसिड". कोशिका में न्यूक्लिक एसिड का कार्य वंशानुगत सूचनाओं को संग्रहीत और प्रसारित करना है।
के साथ संपर्क में
न्यूक्लिक एसिड को उनकी किसी एक किस्म की संरचना में उपस्थिति के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है पांच कार्बन चीनी (पेंटोस). डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड या डीएनए में डीऑक्सीराइबोज होता है, जबकि राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरएनए) में राइबोज होता है।
संक्षेप में, उनकी बातचीत को निम्नानुसार व्यक्त किया जा सकता है: आरएनए डीएनए से संश्लेषित होता है, और प्रोटीन आरएनए से संश्लेषित होता है. न्यूक्लिक एसिड की संरचना में कई समानताएं हैं।
आइए अधिक विस्तार से विश्लेषण करें कि सेल न्यूक्लिक एसिड के किस हिस्से में स्थित हैं, वे कौन से कार्य करते हैं, उनकी संरचना की विशेषताएं क्या हैं और किस प्रकार के न्यूक्लिक एसिड मौजूद हैं।
डीएनए
डीएनए अणु की तुलना एक सीढ़ी से की जा सकती है जो दाईं ओर एक सर्पिल में मुड़ जाती है। उस पर कदम या "लिंटल्स" नाइट्रोजनी क्षारों के युग्मों द्वारा निर्मित:
- एडेनिन (ए);
- गुआनिन (जी);
- थाइमिन (टी);
- साइटोसिन (सी)।
प्रत्येक आधार दूसरे के साथ पूरकता के सिद्धांत का उपयोग करता है, जहां एडेनिन विशेष रूप से थाइमिन (एटी) और साइटोसिन (जीसी) के साथ ग्वानिन जोड़े के साथ जोड़े। इसलिए, उनके बीच के बंधनों की यादृच्छिकता केवल स्पष्ट है - न्यूक्लिक एसिड की संरचना सख्त और अपरिवर्तनीय कानूनों के अधीन.
डीएनए न्यूक्लियोटाइड्स और उनमें नाइट्रोजनस बेस के संयोजन के आधार पर, हमारी व्यक्तिगत विशेषताएं दिखाई देती हैं (त्वचा का रंग, आंख, बाल, ऊंचाई, आदि)। डीएनए अणु कोशिकाओं के नाभिक में स्थित होते हैं, साथ ही साथ क्लोरोप्लास्ट और (1 से कम%)।
डीएनए अणु संरचना
एक डीएनए अणु एक बायोपॉलिमर है, जिसमें मुख्य मोनोमर या संरचनात्मक इकाई एक न्यूक्लियोटाइड है। निम्नलिखित घटक न्यूक्लियोटाइड का हिस्सा हैं: एक फॉस्फोरिक एसिड अवशेष पांच कार्बन चीनी - डीऑक्सीराइबोज के साथ जुड़ता है और नाइट्रोजनस बेस में बनाया जाता है। आपस में, मोनोमर्स को लंबी श्रृंखलाओं में संयोजित किया जाता है, जिससे डबल हेलिक्स समाप्त करें.
हेलिकॉप्स एक दूसरे से हाइड्रोजन बंध द्वारा जुड़े होते हैं। एडेनिन थाइमिन के साथ दो, और साइटोसिन के साथ ग्वानिन के साथ तीन हाइड्रोजन बांड के साथ जोड़ती है। न्यूक्लियोटाइड में नाइट्रोजनस बेस, शुगर और फॉस्फेट समूह अनिवार्य हैं।
आणविक चौड़ाई 2.2 से 2.4 एनएम तक होती है, और श्रृंखला में प्रत्येक मोनोमर की लंबाई 0.33 एनएम . है.
डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड की प्रत्येक श्रृंखला में एक विशिष्ट अभिविन्यास होता है। विपरीत दिशा में दो जंजीर विरोधी समानांतर कहा जाता है।
संपूरकता के सिद्धांत के कारण, एक श्रृंखला में सभी जानकारी दूसरी में दोहराई जाती है। एडेनिन और ग्वानिन का संयोजन एक प्यूरीन बेस है, और साइटोसिन के साथ थाइमिन एक पाइरीमिडीन बेस है। इस मामले में, यह जानना आवश्यक है कि डीएनए अणु में प्यूरीन आधारों की संख्या होती है हमेशा पाइरीमिडीन की संख्या के बराबर होता है.
जीन स्थानांतरण में डीएनए कनेक्शन
जब किसी व्यक्ति की बुरी प्रवृत्तियों और आदतों की बात आती है तो हम अक्सर जीन के खिलाफ आरोप सुनते हैं। आइए यह पता लगाने की कोशिश करें कि जीन क्या हैं और डीएनए इसमें क्या भूमिका निभाता है वंशानुगत डेटा का संचरणक्या वह नकारात्मक जानकारी रखती है। कोशिका में न्यूक्लिक अम्ल के क्या कार्य हैं?
एक जीन डीएनए अणु का एक विशेष खंड है, जो न्यूक्लियोटाइड के अद्वितीय संयोजनों से बनता है। प्रत्येक प्रकार का जीन विशेष रूप से निर्दिष्ट . में स्थित होता है डीएनए हेलिक्स का खंडबिना कहीं पलायन किए। जीन में न्यूक्लियोटाइड की संख्या स्थिर होती है। उदाहरण के लिए, इंसुलिन के संश्लेषण के लिए जिम्मेदार जीन की संरचना में 60 आधार जोड़े होते हैं।
डीएनए श्रृंखला में भी तथाकथित हैं। "गैर-कोडिंग अनुक्रम"। आनुवंशिक सामग्री के हस्तांतरण में उनकी भूमिका पूरी तरह से स्थापित नहीं है। यह माना जाता है कि ये क्रम जीन के काम में क्रम के लिए जिम्मेदार हैं और गुणसूत्रों को "ट्विस्ट" करते हैं।
शरीर में जीन के पूरे आयतन को कहते हैं। बदले में, यह 46 जोड़े डीएनए अणुओं में समान रूप से वितरित किया जाता है। ऐसे प्रत्येक जोड़े को गुणसूत्र कहा जाता है। इसलिये, मानव शरीर 46 जोड़े गुणसूत्रों से बना है।, जिसमें सभी आनुवंशिक जानकारी अंतर्निहित है, उपस्थिति से लेकर पूर्वाभास से लेकर विभिन्न बीमारियों तक।
गुणसूत्र अपनी आकृति विज्ञान और आकार में भिन्न होते हैं। दो मुख्य रूप हैं - X और Y। मानव शरीर में युग्मित गुणसूत्र होते हैं, अर्थात। प्रत्येक की अपनी सटीक प्रति है। इस प्रकार, सामान्य रूप से हमारे पास 23 युग्मित गुणसूत्र हैं. प्रत्येक गुणसूत्र जोड़ी विशिष्ट विशेषताओं के लिए जिम्मेदार होने के कारण अपना कार्य करती है। गुणसूत्रों के 22 जोड़े दैहिक विशेषताओं के लिए जिम्मेदार होते हैं और केवल एक सेक्स के लिए जिम्मेदार होते हैं। XX गुणसूत्रों के संयोजन का अर्थ है कि एक लड़की का जन्म होगा, और XY के संयोजन का अर्थ है एक लड़का।
डीएनए म्यूटेशन
डीएनए अणुओं को नुकसान कई कारकों के कारण हो सकता है, जिनमें से सबसे अधिक बार एक उत्परिवर्तजन प्रभाव हैनिम्नलिखित:
- विकिरण। यह उच्च खुराक में एक्स-रे या पराबैंगनी विकिरण है।
- ऑक्सीडेंट। इस प्रकार के उत्परिवर्तजनों में सभी मुक्त कण, नाइट्रिक ऑक्साइड और हाइड्रोजन पेरोक्साइड शामिल हैं।
- कार्सिनोजेनिक। कारक को पदार्थों की एक विस्तृत सूची द्वारा दर्शाया जाता है, जहां सबसे आम बेंजोपायरीन, एफ्लाटॉक्सिन और एथिडियम ब्रोमाइड हैं।
उत्परिवर्तजनों का विशाल बहुमतन्यूक्लिक एसिड अणु की संरचना को बाधित करते हुए, नाइट्रोजनस यौगिकों के दो जोड़े के बीच घुसना। उत्परिवर्तजन घटकों का सबसे खतरनाक समावेश डबल-असहाय है। इस तरह के विकार अक्सर गुणसूत्रों के पूरे टुकड़े और विभिन्न अनुवादों की मृत्यु का कारण बनते हैं।
जरूरी!मानव डीएनए पर रोजाना कई आक्रामक कारक हमला करते हैं जो संरचना को नुकसान पहुंचाते हैं और हेलिक्स को ही तोड़ देते हैं। हालांकि, इस अणु को पुन: उत्पन्न करने की क्षमता से अलग किया जाता है, जिससे उनके गठन के चरण में भी उत्परिवर्तन को रोकना संभव हो जाता है।
शाही सेना
आरएनए की संरचना का सिद्धांत मूल रूप से डीएनए की संरचना के समान है, लेकिन इस अंतर के साथ कि राइबोन्यूक्लिक एसिड एकल हेलिक्स के रूप में बनता है, इसकी संरचना में थाइमिन को यूरैसिल द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, और राइबोज डीऑक्सीराइबोज की जगह लेता है.
न्यूक्लियोटाइड की कड़ाई से अनुक्रमिक व्यवस्था के कारण, आरएनए अणु वंशानुगत जानकारी को सांकेतिक शब्दों में बदलना करने में सक्षम हैं।
हालांकि, डीएनए के विपरीत, राइबोन्यूक्लिक एसिड के कार्य भिन्न, अधिक व्यापक हैं, इस तथ्य के कारण कि अणु के तीन उपप्रकार हैं।
आरएनए के प्रकार
राइबोन्यूक्लिक एसिड 3 प्रकार के होते हैं:
- परिवहन (टीआरएनए). टीआरएनए जो साइटोप्लाज्म बनाते हैं, राइबोन्यूक्लिक एसिड के सबसे छोटे अणु होते हैं। इनका आकार तिपतिया घास के पत्ते के आकार जैसा होता है। टीआरएनए विशिष्ट अमीनो एसिड को सीधे उस साइट पर ले जाने के लिए जिम्मेदार है जहां पेप्टाइड बॉन्ड के गठन को शुरू करने के लिए प्रोटीन संश्लेषण होता है।
- सूचनात्मक या मैट्रिक्स (एमआरएनए, एमआरएनए). यह कोशिका नाभिक और कोशिका द्रव्य का हिस्सा है। यह डीएनए से राइबोसोम तक प्रोटीन की संरचना के बारे में जानकारी पहुंचाता है, जो इसके जैवसंश्लेषण का स्थल है।
- राइबोसोमल (आरआरएनए). यह न्यूक्लियोलस में बनता है और, जैसा कि नाम से ही स्पष्ट है, राइबोसोम का मुख्य घटक है। आरएनए का सबसे बड़ा प्रकार। प्रोटीन बनाने के लिए मैसेंजर आरएनए के साथ जुड़ता है
एक विशेष प्रकार का भी होता है। यह कुछ वायरस, बैक्टीरिया और सूक्ष्मजीवों में पाया जाता है। एक साथ टीआरएनए और एमआरएनए के रूप में कार्य करता है। इसका मुख्य कार्य प्रोटीन प्रसंस्करण है।
आरएनए अणु की संरचना
आरएनए का संरचनात्मक सूत्र राइबोज स्थिति में एक हाइड्रॉक्सिल समूह की उपस्थिति की विशेषता है। कई प्रकार के राइबोन्यूक्लिक एसिड, जैसे आरआरएनए और एमआरएनए, प्रोटीन के संयोजन में कार्य करते हैं। ऐसा यौगिकों को राइबोन्यूक्लियोटाइड्स कहा जाता है।
आरएनए न्यूक्लियोटाइड की संरचना डीएनए मोनोमर की संरचना के समान है। नाइट्रोजनी क्षार भी संपूरकता के सिद्धांत के अनुसार एक दूसरे से जुड़ते हैं। हालांकि, थाइमिन के बजाय, यूरैसिल यहां मौजूद है, और पांच-कार्बन चीनी को राइबोज द्वारा दर्शाया गया है।
आरएनए श्रृंखला में न्यूक्लियोटाइड जुड़े हुए हैं फॉस्फोडाइस्टर बांड के माध्यम से.
प्रोटीन संश्लेषण
कौन से पदार्थ कोशिका, उसके कार्यों, जैविक और रासायनिक गुणों के बारे में जानकारी संग्रहीत कर सकते हैं? बेशक, गिलहरी। वे किसी भी जीवित जीव के अद्वितीय घटक हैं। जैव रासायनिक प्रोटीन संश्लेषण एक जटिल सूक्ष्म प्रक्रिया है। यह तीन मुख्य चरणों से गुजरता है:
- प्रतिलिपि. यह प्रक्रिया नाभिक में होती है, और इसके लिए सूचना आरएनए जिम्मेदार है। ट्रांसक्रिप्शन में डीएनए में स्थित जीन से भविष्य के प्रोटीन के बारे में डेटा पढ़ना और इस डेटा को मैसेंजर आरएनए में स्थानांतरित करना शामिल है। एमआरएनए तब सूचना को साइटोप्लाज्म तक पहुंचाता है। डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड सीधे प्रोटीन जैवसंश्लेषण से संबंधित नहीं है, लेकिन केवल सूचनाओं को संग्रहीत और प्रसारित करता है। प्रतिलेखन के दौरान, डीएनए शृंखलाएं "आराम" करती हैं, और आनुवंशिक सामग्री को नाइट्रोजनस आधारों के युग्मित परिसरों को ध्यान में रखते हुए, आरएनए में पढ़ा जाता है।
- प्रसारण।प्रोटीन अणु के निर्माण में यह अंतिम चरण है। मैसेंजर आरएनए साइटोप्लाज्म के माध्यम से राइबोसोम में प्रवेश करता है, जहां जैव रासायनिक संश्लेषण स्वयं होता है।
- पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के विभिन्न संशोधन. पूर्ण अनुवाद के परिणामस्वरूप होता है।
डीएनए और आरएनए
डीएनए और आरएनए के बीच अंतर
न्यूक्लिक एसिड न केवल समान, बल्कि विशिष्ट विशेषताओं द्वारा भी विशेषता है। सामान्य संकेतों में निम्नलिखित शामिल हैं:
- दो आधार जोड़े शामिल हैं।
- सूचना के प्रसारण के लिए जिम्मेदार।
- न्यूक्लियोटाइड बांडों से "निर्मित", जो पूरकता के सिद्धांत के अनुसार बनते हैं।
- एक जैविक कोशिका की संरचना में, दोनों अम्ल एक पूरक भूमिका निभाते हैं।
लेकिन विचार इन दोनों अम्लों, महत्वपूर्ण अंतर पाया जा सकता है।
जिज्ञासु तथ्य
- एकमात्र कोशिका प्रकार जिसमें डीएनए नहीं होता है वह लाल रक्त कोशिकाएं होती हैं।
- न्यूक्लिक एसिड की संरचना इतनी समान है कि पश्चिमी वैज्ञानिकों ने इस सिद्धांत को सामने रखा है कि मानव जाति के विकासवादी इतिहास के शुरुआती चरणों में, सूचनाओं को संग्रहीत करने की जिम्मेदारी वंशानुक्रम, आरएनए ले गया।
- डीएनए अणु के संरचनात्मक सूत्र की गणना डी. यूटसन और एफ. क्रिक ने 1953 में की थी। और केवल 9 साल बाद, इन वैज्ञानिकों को चिकित्सा में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया।
- लोगों के बीच मतभेदों के लिए जिम्मेदार सभी डीएनए अणुओं के 1% से कममानव जीनोम में शामिल है। इसलिए, अभिव्यक्ति "हम सभी एक ही परीक्षा से हैं" का वैज्ञानिक औचित्य है।
- मानव और चिंपैंजी डीएनए के बीच समानता 98% तक पहुंच जाती है, और मानव और सुअर डीएनए 96% से मेल खाती है।
- मानव जीनोम b . का पूर्ण प्रतिलेख 2003 में पूरा किया गया था.
- एक कीबोर्ड पर मानव जीनोम का पूरा अक्षर कोड टाइप करने में आपको 17 साल लगेंगे, यह देखते हुए कि आपको दिनों के अंत तक कुंजियों को टैप करना होगा।
- मानव जीनोम जीन का 100% बनाता हैजिसमें से 50% माँ से और 50% पिता से आता है।
न्यूक्लिक एसिड की संरचना और कार्य, जीव विज्ञान पाठ
डीएनए और आरएनए कैसे भिन्न हैं
निष्कर्ष
लगभग दो शताब्दियों से, वैज्ञानिक न्यूक्लिक एसिड की संरचना को पूरी तरह से समझने के लिए, छोटे सर्पिलों के सभी रहस्यों को जानने की कोशिश कर रहे हैं। लेकिन आज तक, ऐसी सभी खोजें नहीं हुई हैं जो आनुवंशिक जानकारी रखने वालों पर प्रकाश डाल सकें। शायद जल्द ही हमें और क्या पता चलेगा नहीं हमें ज्ञात कार्य डीएनए द्वारा किया जाता है.
डीएनए की संरचना और गुण इसके मुख्य कार्य निर्धारित करते हैं:
1. आनुवंशिक जानकारी का भंडारण. डीएनए नाभिक में स्थित होता है और सक्रिय चयापचय प्रक्रियाओं से बाहर रखा जाता है।
2. आनुवंशिक जानकारी का स्थानांतरणसंतान डीएनए प्रतिकृति के आधार पर समसूत्रण और अर्धसूत्रीविभाजन की प्रक्रिया में होती है।
3. आनुवंशिक जानकारी की रिकॉर्डिंग. आनुवंशिक जानकारी फॉर्म में लिखी जाती है आनुवंशिकया जैव रासायनिक कोड।
4 . नियंत्रणसेल चयापचय के लिए
राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरएनए)
आरएनए कई प्रकार के होते हैं: राइबोसोमल, सूचनात्मक (मैट्रिक्स), परिवहन, आदि। उनके विभिन्न आकार, संरचना और कार्य होते हैं।
राइबोसोमल आरएनए(rRNA) का आणविक भार 1-2 मिलियन होता है, न्यूक्लियोटाइड की संख्या 5000 तक होती है। यह लगभग . है 85% सभी आरएनए से। इसकी संरचना में rRNA सजातीय नहीं है। यूकेरियोटिक कोशिकाओं में, rRNA संश्लेषण को स्थानीयकृत किया जाता है न्यूक्लियोलस और आरएनए पोलीमरेज़ I . द्वारा किया जाता है. राइबोसोमल जीन गुणसूत्रों में द्वितीयक संकुचन के साथ स्थानीयकृत होते हैं। राइबोसोमल आरएनए का अनुवाद नहीं किया जाता है और निम्नलिखित कार्य करता है:
1 राइबोसोम का एक संरचनात्मक घटक है 2. एमआरएनए और टीआरएनए के साथ बातचीत के लिए जिम्मेदार
मैसेंजर आरएनए(एमआरएनए या एमआरएनए) लगभग . है 5% यूकेरियोट्स में सभी सेलुलर आरएनए। यह डीएनए श्रृंखला के अनूठे वर्गों पर बनता है, शरीर के संरचनात्मक और नियामक प्रोटीन के बारे में जानकारी रखता है। जटिलता की डिग्री के आधार पर, mRNA विभिन्न आकारों (1-3 हजार न्यूक्लियोटाइड्स) और द्रव्यमान का हो सकता है।
बैक्टीरियल एमआरएनए एन्कोडेड प्रोटीन की संख्या में भिन्न होता है। कुछ एमआरएनए केवल एक जीन के अनुरूप होते हैं, जबकि अन्य (उनमें से अधिकतर) कई जीनों के अनुरूप होते हैं।
आरएनए की संरचना में दो प्रकार के क्षेत्रों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है: कोडिंग और गैर-कोडिंग। कोडिंग कोड एक प्रोटीन की प्राथमिक संरचना निर्धारित करते हैं। गैर-कोडिंग वाले स्थित हैं 5’ - अंत (नेता) और पर 3’ - अंत (टर्मिनल या ट्रेलर)
पर 5" -टर्मिनल अनुक्रम में बाध्यकारी के लिए आवश्यक साइट है एमआरएनएसाथ राइबोसोम. यूकेरियोट्स में परिपक्व एमआरएनए 5"-अंतएक "टोपी" या सीईपी (मिथाइलेटेड ग्वानोसिन) धारण करता है, पर 3"-अंतएक पॉलीडेनिल "पूंछ" (100-200 एडेनिलिक एसिड अवशेषों द्वारा गठित) है।
चित्र 24. यूकेरियोटिक एमआरएनए संरचना
सीईपी कार्य:
1 . एमआरएनए को क्षरण से बचाता है;
2. राइबोसोम के छोटे सबयूनिट में mRNA के जुड़ाव के लिए जिम्मेदार
3. यूकेरियोट्स में एमआरएनए अनुवाद की दक्षता बढ़ाता है
पाली (ए) कार्य:
1. गिरावट से mRNA की सुरक्षा
2. यह नाभिक से कोशिका द्रव्य में mRNA की रिहाई सुनिश्चित करता है
3. इसकी लंबाई साइटोप्लाज्म में एमआरएनए द्वारा बिताए गए समय को निर्धारित करती है (पूंछ जितनी छोटी होगी, एमआरएनए साइटोप्लाज्म में उतना ही अधिक समय होगा)
4. एमआरएनए के एकाधिक अनुवाद की अनुमति देता है। अनुवाद की क्रिया के बाद, एक या एक से अधिक न्यूक्लियोटाइड्स को इसके 3" सिरे से अलग कर दिया जाता है।
5. एमआरएनए परिपक्वता की प्रक्रिया में भाग लेता है
इस प्रकार, एमआरएनए सेलुलर प्रोटीन के संश्लेषण के लिए एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करता है, अर्थात। वह प्रदर्शन करती है डीएनए और प्रोटीन के बीच मध्यस्थ की भूमिका. यह इस प्रोटीन के संश्लेषण के लिए समय, मात्रा, स्थान और स्थितियों के साथ-साथ स्वयं के जीवनकाल और गिरावट के बारे में जानकारी रखता है (अक्सर यह जानकारी 3 "अनट्रांसलेटेड क्षेत्र" में विशिष्ट अनुक्रमों द्वारा प्रोग्राम की जाती है। कुछ सेल प्रोटीन पहचानते हैं ये अनुक्रम और उन्हें बांधते हैं और mRNA को स्थिर करते हैं। mRNA नाभिक के छिद्रों से होकर कोशिका द्रव्य में बाहर निकलता है। साइटोप्लाज्म में, यह एक निष्क्रिय रूप में जमा हो सकता है, अर्थात रूप में सूचना-सूक्ष्म, जिसमें mRNA प्रोटीन के साथ जटिल होता है (चित्र 25)।
चित्र.25. सूचनात्मक की संरचना।
उन्हें 1964 में प्रयोगशाला में खोजा गया था जैसा। स्पिरिन. वर्तमान में, यह अच्छी तरह से स्थापित है कि भ्रूण कोशिकाओं में "आरक्षित" mRNAs का तुरंत अनुवाद नहीं किया जाता है, लेकिन भ्रूणजनन के बाद के चरणों में उपयोग के लिए संग्रहीत किया जाता है और सेल भेदभाव में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। इनफॉर्मोसोम को कोशिका द्रव्य में लंबे समय तक संग्रहीत किया जा सकता है और आवश्यकतानुसार कोशिका द्वारा उपयोग किया जा सकता है। अंडों में इनका अस्तित्व सिद्ध हो चुका है। इस प्रकार, जब अंडे के कोशिका द्रव्य के कुछ वर्गों को लेजर बीम से विकिरणित किया गया, तो प्राथमिक रोगाणु कोशिकाओं का निर्माण बाधित हो गया, क्योंकि प्राथमिक रोगाणु कोशिकाओं की विशेषज्ञता के लिए जिम्मेदार नियामक प्रोटीन के बारे में जानकारी रखने वाले इनफॉर्मोसोम को नष्ट कर दिया गया।
इस प्रकार, आरएनए अस्तित्व का यह रूप सीधे कोशिका के राइबोसोमल तंत्र में अनुवाद के नियमन से संबंधित है।
स्थानांतरण आरएनए(टीआरएनए) लगभग . है 10% सभी सेलुलर आरएनए (चित्र। 26)। इसका आणविक भार लगभग 10,000 है। आरएनए के अन्य वर्गों की तुलना में इसकी संरचना का सबसे अधिक अध्ययन किया जाता है। यह यूकेरियोट्स में टीआरएनए द्वारा आरएनए पोलीमरेज़ III की मदद से अग्रदूतों के रूप में संश्लेषित किया जाता है। टीआरएनए अणुओं की संरचना को विकासवादी रूढ़िवाद की विशेषता है, जो स्पष्ट रूप से उनके कार्यात्मक विशेषज्ञता के उच्च स्तर से जुड़ा हुआ है। परिपक्व tRNA में 75-85 न्यूक्लियोटाइड होते हैं। पर 5" अंतउसके पास हमेशा गुआनिन, पर 3" - सीसीए ट्रिपलेट। टीआरएनए की प्राथमिक संरचना - न्यूक्लियोटाइड की एकल श्रृंखला। माध्यमिकचार सर्पिल वर्गों के साथ एक तिपतिया घास जैसा दिखता है - "हेयरपिन", जहां पूरक न्यूक्लियोटाइड जोड़े जाते हैं: ए - यू, जी - सी। "हेयरपिन" के सिरों पर एकल-फंसे हुए लूप होते हैं। तृतीयक संरचनाटीआरएनए पार्श्व "हेयरपिन" के तह और अतिरिक्त आधारों की बातचीत से परिणाम होता है। यह लैटिन अक्षर L के आकार जैसा दिखता है।
निचले लूप में स्थित है anticodon- एक त्रिक जो mRNA के पूरक कोडन के साथ परस्पर क्रिया करता है (चित्र 26.)। एमिनो एसिड टर्मिनल एडेनोसाइन से 3 "अंत (स्वीकर्ता अंत) पर जुड़ा हुआ है।
इस प्रकार, टीआरएनएदो कार्य करता है: 1. एमआरएनए कोडन को समझना; 2. संबंधित अमीनो एसिड का डिकोडिंग और स्थानांतरण।
चित्र 26. टीआरएनए की माध्यमिक और तृतीयक संरचना। (बी अल्बर्ट्स एट अल।, 1994, खंड 1, पृष्ठ 60)
कम आणविक भार आरएनए(एनएमआरएनए या एसएनआरएनए) कार्य, संरचना और आकार में विविध हैं। एनएमआरएनए यूकेरियोट्स के न्यूक्लियस और साइटोप्लाज्म में राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन कणों (आरएनपी कणों) के हिस्से के रूप में भी पाया गया था, जो तंत्र में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। स्प्लिसिंगएमआरएनए, प्रोटीन संश्लेषण मेंकोशिका द्वारा स्रावित किया जाता है। कुछ एंजाइम (जैसे, आइसोमेरेज़, एमाइलेज, अग्नाशयी राइबोन्यूक्लिज़) में आवश्यक के रूप में nmRNA होता है संरचनात्मक तत्व.
विषम परमाणु आरएनए(एचएनआरएनए) - कई परमाणु जीनों के प्रतिलेखों का मिश्रण; नाभिक में स्थानीयकृत।
अधिकांश जीवों में, सभी आरएनए डीएनए और कोशिका संरचनाओं के बीच मध्यस्थ होते हैं। केवल कुछ वायरस और बैक्टीरियोफेज में आरएनए भूमिका निभाता है प्राथमिक सूचना प्रणाली.
