अमेरिकी वैज्ञानिक एक अणु बनाने में कामयाब रहे जो जीवित कोशिका में वंशानुगत जानकारी के आधुनिक आणविक वाहक - न्यूक्लिक एसिड का पूर्वज हो सकता है। इसे टीएनके कहा गया क्योंकि इसमें चार-कार्बन शर्करा टेट्रोज़ होता है। यह माना जाता है कि विकास की प्रक्रिया में, जिस डीएनए और आरएनए को हम जानते हैं, वे इसी से आए हैं।

अब तक, लगभग चार अरब साल पहले पृथ्वी पर हुई घटनाओं के पुनर्निर्माण में शामिल वैज्ञानिक एक सरल और साथ ही बहुत महत्वपूर्ण प्रश्न का उत्तर नहीं दे सके हैं - डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड, या, अधिक सरलता से, डीएनए कैसे प्रकट हुआ?

आखिरकार, इस अणु के बिना, पहली जीवित कोशिकाएं (या उनके पूर्ववर्ती) प्रोटीन की संरचना के बारे में जानकारी संग्रहीत नहीं कर सकती थीं, जो स्व-प्रजनन के लिए आवश्यक है। यानी, डीएनए के बिना, जीवन अंतरिक्ष और समय दोनों में, हमारे ग्रह पर फैलने में सक्षम नहीं होगा।

कई प्रयोगों से पता चला है कि डीएनए स्वयं एकत्रित नहीं हो सकता, चाहे आप इसके सभी "स्पेयर पार्ट्स" को किसी भी स्थिति में रखें। इस अणु को बनाने के लिए कई दर्जन एंजाइम प्रोटीन की गतिविधि आवश्यक है। और यदि ऐसा है, तो विकासवादियों के तर्क में तुरंत एक दुष्चक्र उत्पन्न हो जाता है, जैसे मुर्गी और अंडे की प्रधानता की समस्या: यदि डीएनए ही नहीं है तो एंजाइम कहाँ से आ सकते हैं? आख़िरकार, उनकी संरचना के बारे में जानकारी इस जटिल अणु में सटीक रूप से दर्ज की गई है।

सच है, हाल ही में कुछ आणविक जीवविज्ञानियों ने इस गतिरोध से बाहर निकलने का एक रास्ता प्रस्तावित किया है: उनका मानना ​​है कि पहले वंशानुगत जानकारी "बहन" डीएनए, राइबोन्यूक्लिक एसिड या आरएनए में संग्रहीत होती थी। खैर, यह अणु, कुछ शर्तों के तहत, स्वयं-प्रतिलिपि बनाने में सक्षम है, और कई प्रयोग इसकी पुष्टि करते हैं (आप इसके बारे में लेख "शुरुआत में ... राइबोन्यूक्लिक एसिड" में पढ़ सकते हैं)।

ऐसा लगता है कि एक समाधान मिल गया है - सबसे पहले, राइबोजाइम (एंजाइमी गतिविधि वाले तथाकथित आरएनए अणु) ने खुद की नकल की और, उत्परिवर्तन के साथ, नए उपयोगी प्रोटीन के बारे में जानकारी "प्राप्त" की। कुछ समय बाद, यह जानकारी इतनी अधिक जमा हो गई कि आरएनए को एक साधारण बात "समझ" आ गई - अब उसे स्वयं-प्रतिलिपि बनाने का जटिल कार्य करने की आवश्यकता नहीं है। और जल्द ही उत्परिवर्तन के अगले चक्र ने आरएनए को अधिक जटिल, लेकिन साथ ही स्थिर डीएनए में बदल दिया, जो अब ऐसी "बकवास" नहीं करता था।

हालाँकि, न्यूक्लिक एसिड कैसे प्रकट हुए, इस सवाल का कोई निश्चित उत्तर नहीं मिला है। क्योंकि यह अभी भी अस्पष्ट है कि स्वयं की प्रतिलिपि बनाने की क्षमता वाला पहला आरएनए कैसे प्रकट हुआ। आख़िरकार, जैसा कि प्रयोगों से पता चला है, यह भी स्व-संयोजन में सक्षम नहीं है - इसका अणु भी इसके लिए बहुत जटिल है।

हालाँकि, कुछ आणविक जीवविज्ञानियों ने सुझाव दिया कि शायद उन दूर के समय में एक और न्यूक्लिक एसिड रहा होगा, जो डीएनए और आरएनए की तुलना में संरचना में अधिक सरल था। और यह वह थी जो सबसे पहले अणु थी जो जानकारी संग्रहीत करती थी।

हालाँकि, ऐसी धारणा को सत्यापित करना काफी कठिन है, क्योंकि वर्तमान में डीएनए और आरएनए को छोड़कर इन एसिड के समूह से जानकारी का कोई अन्य "रखवाला" नहीं है। हालाँकि, जैव रसायन के आधुनिक तरीके ऐसे यौगिक को फिर से बनाना संभव बनाते हैं, और फिर प्रयोगात्मक रूप से परीक्षण करते हैं कि यह "जीवन के मुख्य अणु" की भूमिका के लिए उपयुक्त है या नहीं।

और हाल ही में, एरिज़ोना विश्वविद्यालय (यूएसए) के वैज्ञानिकों ने सुझाव दिया कि डीएनए और आरएनए का सामान्य पूर्वज टीएनए, या टेट्रोसोन्यूक्लिक एसिड हो सकता है। यह अपने वंशजों से इस मायने में भिन्न है कि इस पदार्थ का "चीनी-फॉस्फेट पुल", जो नाइट्रोजनस आधारों (या न्यूक्लियोटाइड्स) को एक साथ रखता है, में पेंटोस नहीं होता है - पांच कार्बन परमाणुओं की चीनी, लेकिन चार-कार्बन टेट्रोज़। और इस प्रकार की चीनी डीएनए और आरएनए के पांच-कार्बन रिंगों की तुलना में बहुत सरल है। और, सबसे महत्वपूर्ण बात, उन्हें स्वयं इकट्ठा किया जा सकता है - दो समान दो-कार्बन टुकड़ों से।

अमेरिकी जैव रसायनज्ञों ने टेट्रोज़ के कई छोटे अणु बनाने की कोशिश की और इस प्रक्रिया में पता चला कि इसके लिए किसी विशाल और जटिल एंजाइमैटिक उपकरण के उपयोग की आवश्यकता नहीं है - कुछ शर्तों के तहत, एसिड को केवल "स्पेयर पार्ट्स" से संतृप्त समाधान में एकत्र किया गया था। दो एंजाइम.

अर्थात्, यह वास्तव में जीवन के निर्माण की शुरुआत में ही प्रकट हो सकता था। और जब तक पहले जीवित जीव आरएनए और डीएनए को संश्लेषित करने में सक्षम एक एंजाइमेटिक उपकरण प्राप्त करने में सक्षम नहीं हो गए, तब तक टीएनसी ही वंशानुगत जानकारी का संरक्षक था।

लेकिन क्या यह अणु, सिद्धांत रूप में, इतनी महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है? अब इसका सीधे परीक्षण करना असंभव है, क्योंकि टीएनसी से जानकारी पढ़ने में सक्षम कोई प्रोटीन नहीं है। हालाँकि, एरिजोना के आणविक जीवविज्ञानियों ने एक अलग रास्ता अपनाने का फैसला किया। उन्होंने एक दिलचस्प प्रयोग किया - उन्होंने डीएनए और टीएनसी स्ट्रैंड को एक दूसरे से जोड़ने की कोशिश की। परिणाम एक संकर अणु था - डीएनए श्रृंखला के बीच में TNA 70 न्यूक्लियोटाइड्स का एक लंबा टुकड़ा था। दिलचस्प बात यह है कि यह अणु प्रतिकृति यानी स्व-प्रतिलिपि बनाने में सक्षम था। और यह गुण किसी भी आणविक सूचना वाहक के लिए सबसे महत्वपूर्ण है।

इसके अलावा, वैज्ञानिकों ने दिखाया है कि टीएनए अणु आसानी से प्रोटीन के साथ जुड़ सकता है और तदनुसार, एंजाइमेटिक गुण प्राप्त कर सकता है। शोधकर्ताओं ने प्रयोगों की एक श्रृंखला आयोजित की जिसमें दिखाया गया कि टीएनसी एक ऐसी संरचना का निर्माण कर सकता है जो विशेष रूप से प्रोटीन थ्रोम्बिन से जुड़ती है: डीएनए श्रृंखला पर एक टीएनसी श्रृंखला बनाई गई थी, लेकिन डीएनए के चले जाने के बाद, इसने अपनी संरचना की विशेषताओं को नहीं खोया और जारी रखा विशेष रूप से प्रोटीन को धारण करने के लिए।

टीएनके टुकड़ा 70 न्यूक्लियोटाइड लंबा था, जो एंजाइम प्रोटीन के लिए अद्वितीय "सीट" बनाने के लिए पर्याप्त है। यानी, टीएनसी से राइबोजाइम जैसा कुछ भी प्राप्त किया जा सकता है (मैं आपको याद दिला दूं कि इसमें एक प्रोटीन से जुड़ा आरएनए होता है)।

तो, प्रयोगों से पता चला है कि टीएनके डीएनए और आरएनए का पूर्वज हो सकता है। उत्तरार्द्ध उत्परिवर्तन की एक श्रृंखला के परिणामस्वरूप कुछ हद तक पहले बना हो सकता है जिसके कारण टेट्रोज़ को पेंटोस द्वारा प्रतिस्थापित किया गया। और फिर, प्राकृतिक चयन की मदद से, यह पता चला कि राइबोन्यूक्लिक एसिड अपने पूर्ववर्ती टेट्रोज़ की तुलना में अधिक स्थिर और स्थिर है (टेट्रोज़ वास्तव में कई रासायनिक प्रभावों के लिए बहुत अस्थिर हैं)। और इस प्रकार वंशज ने प्रतिस्पर्धात्मक रूप से अपने पूर्वज को आणविक सूचना वाहक के क्षेत्र से बाहर कर दिया।

सवाल उठता है: क्या टीएनसी का कोई पूर्वज रहा होगा जिसमें टेट्रोज़ की तुलना में सरल चीनी शामिल थी? संभवतः नहीं, और यहाँ इसका कारण बताया गया है। केवल चार कार्बन परमाणुओं से शुरू होकर, शर्करा चक्रीय संरचनाएँ बना सकती है; तीन-कार्बन कार्बोहाइड्रेट ऐसा करने में असमर्थ हैं। खैर, इसके बिना, न्यूक्लिक एसिड नहीं बनता है - केवल चक्रीय चीनी अणु ही इस पदार्थ के अन्य सभी घटकों को धारण करने में सक्षम हैं। तो ऐसा लगता है कि टीएनके वास्तव में पहला था।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि काम के लेखक यह बिल्कुल भी दावा नहीं करते हैं कि "यह बिल्कुल इसी तरह हुआ था।" कड़ाई से बोलते हुए, उन्होंने केवल टीएनए जैसे राइबोन्यूक्लिक एसिड के पैतृक रूप के अस्तित्व की संभावना को साबित किया (जो, वैसे, आधुनिक दुनिया में प्राकृतिक वातावरण में नहीं होता है)। खोज का मूल्य इस तथ्य में निहित है कि वंशानुगत जानकारी के आणविक वाहक के विकास के संभावित मार्गों में से एक दिखाया गया था। खैर, और, आखिरकार, पहले क्या आया - न्यूक्लिक एसिड या प्रोटीन, इस बारे में पुराना विवाद सुलझ गया है...

प्रश्न 1. वैज्ञानिक आणविक स्तर पर किन प्रक्रियाओं का अध्ययन करते हैं?

आणविक स्तर पर, शरीर के जीवन की सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं का अध्ययन किया जाता है: इसकी वृद्धि और विकास, चयापचय और ऊर्जा रूपांतरण, वंशानुगत जानकारी का भंडारण और संचरण, परिवर्तनशीलता।

प्रश्न 2. जीवित जीवों की संरचना में किन तत्वों की प्रधानता होती है?

एक जीवित जीव में 70-80 से अधिक रासायनिक तत्व होते हैं, लेकिन कार्बन, ऑक्सीजन, हाइड्रोजन और नाइट्रोजन की प्रधानता होती है।

प्रश्न 3. कोशिका में प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, कार्बोहाइड्रेट और लिपिड के अणुओं को बायोपॉलिमर ही क्यों माना जाता है?

प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, कार्बोहाइड्रेट और लिपिड के अणु पॉलिमर होते हैं क्योंकि उनमें दोहराए जाने वाले मोनोमर्स होते हैं। लेकिन केवल एक जीवित प्रणाली (कोशिका, जीव) में ही ये पदार्थ अपने जैविक सार को प्रकट करते हैं, कई विशिष्ट गुण रखते हैं और कई महत्वपूर्ण कार्य करते हैं। इसलिए, जीवित प्रणालियों में ऐसे पदार्थों को बायोपॉलिमर कहा जाता है। एक जीवित प्रणाली के बाहर, ये पदार्थ अपने जैविक गुण खो देते हैं और बायोपॉलिमर नहीं होते हैं।

प्रश्न 4. बायोपॉलिमर अणुओं की सार्वभौमिकता से क्या तात्पर्य है?

बायोपॉलिमर के गुण उनके घटक मोनोमर्स की संख्या, संरचना और व्यवस्था के क्रम पर निर्भर करते हैं। बहुलक संरचना में मोनोमर्स की संरचना और अनुक्रम को बदलने की क्षमता जीव की प्रजातियों की परवाह किए बिना, बायोपॉलिमर विकल्पों की एक विशाल विविधता के अस्तित्व की अनुमति देती है। सभी जीवित जीवों में, बायोपॉलिमर एक ही योजना के अनुसार निर्मित होते हैं।

1.1. आणविक स्तर: सामान्य विशेषताएँ

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• वैज्ञानिक आणविक स्तर पर किन प्रक्रियाओं का अध्ययन करते हैं?
• बायोपॉलिमर अणुओं की सार्वभौमिकता से क्या तात्पर्य है?
• जीवित जीवों में किन तत्वों की प्रधानता होती है
• प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, कार्बोहाइड्रेट और लिपिड के अणुओं को केवल कोशिका में बायोपॉलिमर क्यों माना जाता है?
• अणु प्रोटीन न्यूक्लिक एसिड कार्बोहाइड्रेट और लिपिड क्यों

सजीवों में कौन से तत्वों की प्रधानता होती है?
कोशिका में प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, कार्बोहाइड्रेट और लिपिड के अणुओं को बायोपॉलिमर ही क्यों माना जाता है?
बायोपॉलिमर अणुओं की सार्वभौमिकता शब्द से क्या तात्पर्य है?

1.कौन सा पदार्थ पानी में अत्यधिक घुलनशील है? ए) फाइबर बी) प्रोटीन सी) ग्लूकोज डी) लिपिड 2. प्रोटीन अणु एक दूसरे से भिन्न होते हैं

ए) अमीनो एसिड के प्रत्यावर्तन का क्रम

बी) अणु में अमीनो एसिड की संख्या

ग) तृतीयक संरचना का रूप

घ) सभी निर्दिष्ट सुविधाएँ

3. किस मामले में डीएनए न्यूक्लियोटाइड की संरचना सही ढंग से इंगित की गई है?

ए) राइबोस, फॉस्फोरिक एसिड अवशेष, थाइमिन

बी) फॉस्फोरिक एसिड, यूरैसिल, डीऑक्सीराइबोज़

ग) फॉस्फोरिक एसिड अवशेष, डीऑक्सीराइबोज, एडेनिन

डी) फॉस्फोरिक एसिड, राइबोस, गुआनिन

4. न्यूक्लिक एसिड के मोनोमर्स हैं:

ए) नाइट्रोजनस आधार

बी) राइबोज़ या डीऑक्सीराइबोज़

ग) डीऑक्सीराइबोज़ और फॉस्फेट समूह

घ) न्यूक्लियोटाइड्स

5. एक प्रोटीन अणु में अमीनो एसिड किसके माध्यम से जुड़े होते हैं:

ए) आयनिक बंधन

बी) पेप्टाइड बंधन

ग) हाइड्रोजन बंधन

घ) सहसंयोजक बंधन

6. स्थानांतरण आरएनए का क्या कार्य है?

a) अमीनो एसिड को राइबोसोम में स्थानांतरित करता है

बी) डीएनए से जानकारी स्थानांतरित करता है

ग) राइबोसोम बनाता है

घ) सभी सूचीबद्ध कार्य

7. एंजाइम जैव उत्प्रेरक हैं जिनमें शामिल हैं:

ए) प्रोटीन बी) न्यूक्लियोटाइड्स सी) लिपिड सी) वसा

8. पॉलीसेकेराइड में शामिल हैं:

ए) स्टार्च, राइबोज

बी) ग्लाइकोजन, ग्लूकोज

ग) सेलूलोज़, स्टार्च

घ) स्टार्च, सुक्रोज

9. कार्बन एक तत्व के रूप में शामिल है:

ए) प्रोटीन और कार्बोहाइड्रेट

बी) कार्बोहाइड्रेट और लिपिड

ग) कार्बोहाइड्रेट और न्यूक्लिक एसिड

d) कोशिका के सभी कार्बनिक यौगिक

10. कोशिका में DNA होता है:

ए) नाभिक और माइटोकॉन्ड्रिया में

बी) नाभिक, साइटोप्लाज्म और विभिन्न अंगों में

ग) केन्द्रक, माइटोकॉन्ड्रिया और साइटोप्लाज्म में

d) नाभिक, माइटोकॉन्ड्रिया, क्लोरोप्लास्ट में

न्यूक्लिक एसिड मोनोमीटर क्या है? विकल्प (अमीनो एसिड, न्यूक्लियोटाइड, प्रोटीन अणु?) क्या शामिल है

न्यूक्लियोटाइड संरचना

विकल्प: (अमीनो एसिड, नाइट्रोजन बेस, फॉस्फोरिक एसिड अवशेष, कार्बोहाइड्रेट?)

कृपया मेरी मदद करो!

1.कोशिकाओं का अध्ययन करने वाला विज्ञान कहलाता है:
ए) आनुवंशिकी;
बी) चयन;
बी) पारिस्थितिकी;
बी) कोशिका विज्ञान।
2. कोशिका के कार्बनिक पदार्थ:
ए) पानी, खनिज, वसा;
बी) कार्बोहाइड्रेट, लिपिड, प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड;
सी) कार्बोहाइड्रेट, खनिज, वसा;
डी) पानी, खनिज, प्रोटीन।
3. सभी कार्बनिक पदार्थों में से कोशिका का अधिकांश भाग निम्न से बना होता है:
ए) प्रोटीन.
बी) कार्बोहाइड्रेट
बी) वसा
डी) पानी.
4. हाइलाइट किए गए शब्दों को एक शब्द से बदलें:
ए) कार्बनिक पदार्थों के छोटे अणु कोशिका में जटिल अणु बनाते हैं।
बी) कोशिका के स्थायी संरचनात्मक घटक कोशिका के लिए महत्वपूर्ण कार्य करते हैं।
सी) कोशिका का अत्यधिक व्यवस्थित, अर्ध-तरल आंतरिक वातावरण सभी सेलुलर संरचनाओं की रासायनिक बातचीत सुनिश्चित करता है।
डी) मुख्य प्रकाश संश्लेषक वर्णक क्लोरोप्लास्ट को हरा रंग देता है।
5. छड़ी में रासायनिक यौगिकों का संचय और पैकेजिंग किया जाता है:
ए) माइटोकॉन्ड्रिया;
बी) राइबोसोम;
बी) लाइसोसोम;
डी) गोल्गी कॉम्प्लेक्स।
6. अंतःकोशिकीय पाचन के कार्य किसके द्वारा किये जाते हैं:
ए) माइटोकॉन्ड्रिया;
बी) राइबोसोम;
बी) लाइसोसोम;
डी) गोल्गी कॉम्प्लेक्स।
7. एक बहुलक प्रोटीन अणु का "संयोजन" किया जाता है:
ए) माइटोकॉन्ड्रिया;
बी) राइबोसोम;
बी) लाइसोसोम;
डी) गोल्गी कॉम्प्लेक्स।
8. रासायनिक प्रतिक्रियाओं का वह समूह जिसके परिणामस्वरूप कार्बनिक पदार्थ टूटते हैं और ऊर्जा निकलती है, कहलाती है:
ए) अपचय;
बी) उपचय;
बी) चयापचय;
डी) आत्मसात्करण
9. mRNA बनाकर DNA अणु से आनुवंशिक जानकारी की "कॉपी" करना कहलाता है:
ए) प्रसारण;
बी) प्रतिलेखन;
बी) जैवसंश्लेषण;
डी) ग्लाइकोलाइसिस।
10. जल एवं कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करके क्लोरोप्लास्ट में प्रकाश में कार्बनिक पदार्थों के निर्माण की प्रक्रिया कहलाती है:
ए) प्रकाश संश्लेषण;
बी) प्रतिलेखन;
बी) जैवसंश्लेषण;
डी) ग्लाइकोलाइसिस।
11. कार्बनिक पदार्थों के अपघटन की एंजाइमेटिक एवं ऑक्सीजन मुक्त प्रक्रिया कहलाती है:
ए) प्रकाश संश्लेषण;
बी) प्रतिलेखन;
बी) जैवसंश्लेषण;
डी) ग्लाइकोलाइसिस।
12. कोशिका सिद्धांत के मुख्य प्रावधानों का नाम बताइये।

वर्तमान पृष्ठ: 2 (पुस्तक में कुल 16 पृष्ठ हैं) [उपलब्ध पठन अनुच्छेद: 11 पृष्ठ]

जीवविज्ञान– जीवन विज्ञान सबसे पुराने विज्ञानों में से एक है। मनुष्य ने हजारों वर्षों में जीवित जीवों के बारे में ज्ञान संचित किया है। जैसे-जैसे ज्ञान एकत्रित हुआ, जीव विज्ञान स्वतंत्र विज्ञान (वनस्पति विज्ञान, प्राणीशास्त्र, सूक्ष्म जीव विज्ञान, आनुवंशिकी, आदि) में विभेदित हो गया। जीव विज्ञान को अन्य विज्ञानों - भौतिकी, रसायन विज्ञान, गणित, आदि से जोड़ने वाले सीमावर्ती विषयों का महत्व तेजी से बढ़ रहा है। एकीकरण के परिणामस्वरूप, बायोफिज़िक्स, जैव रसायन, अंतरिक्ष जीव विज्ञान, आदि का उदय हुआ।

वर्तमान में, जीव विज्ञान एक जटिल विज्ञान है, जो विभिन्न विषयों के विभेदीकरण और एकीकरण के परिणामस्वरूप बना है।

जीव विज्ञान में, विभिन्न शोध विधियों का उपयोग किया जाता है: अवलोकन, प्रयोग, तुलना, आदि।

जीव विज्ञान जीवित जीवों का अध्ययन करता है। वे खुली जैविक प्रणालियाँ हैं जो पर्यावरण से ऊर्जा और पोषक तत्व प्राप्त करती हैं। जीवित जीव बाहरी प्रभावों पर प्रतिक्रिया करते हैं, उनमें विकास और प्रजनन के लिए आवश्यक सभी जानकारी होती है, और वे एक विशिष्ट आवास के लिए अनुकूलित होते हैं।

सभी जीवित प्रणालियों में, संगठन के स्तर की परवाह किए बिना, सामान्य विशेषताएं होती हैं, और सिस्टम स्वयं निरंतर संपर्क में रहते हैं। वैज्ञानिक जीवित प्रकृति के संगठन के निम्नलिखित स्तरों में अंतर करते हैं: आणविक, सेलुलर, जीव, जनसंख्या-प्रजाति, पारिस्थितिकी तंत्र और जीवमंडल।

अध्याय 1. आणविक स्तर

आणविक स्तर को जीवित चीजों के संगठन का प्रारंभिक, सबसे गहरा स्तर कहा जा सकता है। प्रत्येक जीवित जीव में कार्बनिक पदार्थों के अणु होते हैं - प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, कार्बोहाइड्रेट, वसा (लिपिड), जिन्हें जैविक अणु कहा जाता है। जीवविज्ञानी जीवों की वृद्धि और विकास, वंशानुगत जानकारी के भंडारण और संचरण, चयापचय और जीवित कोशिकाओं में ऊर्जा रूपांतरण और अन्य प्रक्रियाओं में इन आवश्यक जैविक यौगिकों की भूमिका का अध्ययन करते हैं।

इस अध्याय में आप सीखेंगे

बायोपॉलिमर क्या हैं;

जैव अणुओं की क्या संरचना होती है?

जैव अणु क्या कार्य करते हैं?

वायरस क्या हैं और उनकी विशेषताएं क्या हैं?

§ 4. आणविक स्तर: सामान्य विशेषताएँ

1. रासायनिक तत्व क्या है?

2. परमाणु और अणु किसे कहते हैं?

3. आप कौन से कार्बनिक पदार्थ जानते हैं?

कोई भी जीवित प्रणाली, चाहे वह कितनी भी जटिल रूप से व्यवस्थित क्यों न हो, जैविक मैक्रोमोलेक्यूल्स के कामकाज के स्तर पर खुद को प्रकट करती है।

जीवित जीवों का अध्ययन करके, आपने सीखा कि वे निर्जीव के समान ही रासायनिक तत्वों से बने होते हैं। वर्तमान में, 100 से अधिक तत्व ज्ञात हैं, उनमें से अधिकांश जीवित जीवों में पाए जाते हैं। जीवित प्रकृति में सबसे आम तत्वों में कार्बन, ऑक्सीजन, हाइड्रोजन और नाइट्रोजन शामिल हैं। ये वे तत्व हैं जो तथाकथित अणुओं (यौगिक) का निर्माण करते हैं कार्बनिक पदार्थ.

सभी कार्बनिक यौगिकों का आधार कार्बन है। यह कई परमाणुओं और उनके समूहों के साथ बातचीत कर सकता है, जिससे श्रृंखलाएं बनती हैं जो रासायनिक संरचना, संरचना, लंबाई और आकार में भिन्न होती हैं। अणु परमाणुओं के समूहों से बनते हैं, और बाद वाले से - अधिक जटिल अणु जो संरचना और कार्य में भिन्न होते हैं। ये कार्बनिक यौगिक जो जीवित जीवों की कोशिकाओं का निर्माण करते हैं, कहलाते हैं जैविक पॉलिमरया बायोपॉलिमरों.

पॉलीमर(ग्रीक से नीतियों- असंख्य) - अनेक कड़ियों से बनी एक शृंखला - मोनोमर, जिनमें से प्रत्येक अपेक्षाकृत सरल है। एक बहुलक अणु में हजारों परस्पर जुड़े हुए मोनोमर्स शामिल हो सकते हैं, जो समान या भिन्न हो सकते हैं (चित्र 4)।

चावल। 4. मोनोमर्स और पॉलिमर की संरचना की योजना

बायोपॉलिमर के गुण उनके अणुओं की संरचना पर निर्भर करते हैं: पॉलिमर बनाने वाली मोनोमर इकाइयों की संख्या और विविधता पर। वे सभी सार्वभौमिक हैं, क्योंकि वे प्रजातियों की परवाह किए बिना सभी जीवित जीवों के लिए एक ही योजना के अनुसार बनाए गए हैं।

प्रत्येक प्रकार के बायोपॉलिमर की एक विशिष्ट संरचना और कार्य होती है। हाँ, अणु प्रोटीनवे कोशिकाओं के मुख्य संरचनात्मक तत्व हैं और उनमें होने वाली प्रक्रियाओं को नियंत्रित करते हैं। न्यूक्लिक एसिडकोशिका से कोशिका, जीव से जीव तक आनुवंशिक (वंशानुगत) जानकारी के हस्तांतरण में भाग लें। कार्बोहाइड्रेटऔर वसाये जीवों के जीवन के लिए आवश्यक ऊर्जा के सबसे महत्वपूर्ण स्रोत हैं।

आणविक स्तर पर ही कोशिका में सभी प्रकार की ऊर्जा और चयापचय का परिवर्तन होता है। इन प्रक्रियाओं के तंत्र भी सभी जीवित जीवों के लिए सार्वभौमिक हैं।

इसी समय, यह पता चला कि सभी जीवों को बनाने वाले बायोपॉलिमर के विविध गुण केवल कुछ प्रकार के मोनोमर्स के विभिन्न संयोजनों के कारण होते हैं, जो लंबी बहुलक श्रृंखलाओं के कई प्रकार बनाते हैं। यह सिद्धांत हमारे ग्रह पर जीवन की विविधता को रेखांकित करता है।

बायोपॉलिमर के विशिष्ट गुण केवल जीवित कोशिका में ही प्रकट होते हैं। एक बार कोशिकाओं से अलग हो जाने पर, बायोपॉलिमर अणु अपना जैविक सार खो देते हैं और केवल उन यौगिकों के वर्ग के भौतिक-रासायनिक गुणों द्वारा पहचाने जाते हैं जिनसे वे संबंधित होते हैं।

केवल आणविक स्तर का अध्ययन करके ही कोई समझ सकता है कि हमारे ग्रह पर जीवन की उत्पत्ति और विकास की प्रक्रियाएँ कैसे आगे बढ़ीं, किसी जीवित जीव में आनुवंशिकता और चयापचय प्रक्रियाओं का आणविक आधार क्या है।

आणविक स्तर और अगले सेलुलर स्तर के बीच निरंतरता इस तथ्य से सुनिश्चित होती है कि जैविक अणु वह सामग्री है जिससे सुपरमॉलेक्यूलर - सेलुलर - संरचनाएं बनती हैं।

कार्बनिक पदार्थ: प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, कार्बोहाइड्रेट, वसा (लिपिड)। बायोपॉलिमर। मोनोमर

प्रशन

1. वैज्ञानिक आणविक स्तर पर किन प्रक्रियाओं का अध्ययन करते हैं?

2. जीवित जीवों की संरचना में किन तत्वों की प्रधानता होती है?

3. कोशिका में प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, कार्बोहाइड्रेट और लिपिड के अणुओं को बायोपॉलिमर ही क्यों माना जाता है?

4. बायोपॉलिमर अणुओं की सार्वभौमिकता से क्या तात्पर्य है?

5. जीवित जीवों को बनाने वाले बायोपॉलिमर के गुणों की विविधता कैसे प्राप्त की जाती है?

कार्य

अनुच्छेद के पाठ के विश्लेषण के आधार पर कौन से जैविक पैटर्न तैयार किए जा सकते हैं? कक्षा सदस्यों के साथ उन पर चर्चा करें।

§ 5. कार्बोहाइड्रेट

1. आप कार्बोहाइड्रेट से संबंधित कौन से पदार्थ जानते हैं?

2. जीवित जीव में कार्बोहाइड्रेट क्या भूमिका निभाते हैं?

3. हरे पौधों की कोशिकाओं में कार्बोहाइड्रेट किस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप बनते हैं?

कार्बोहाइड्रेट, या सैकराइड्स, कार्बनिक यौगिकों के मुख्य समूहों में से एक है। वे सभी जीवित जीवों की कोशिकाओं का हिस्सा हैं।

कार्बोहाइड्रेट कार्बन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन से बने होते हैं। उन्हें "कार्बोहाइड्रेट" नाम मिला क्योंकि उनमें से अधिकांश के अणु में हाइड्रोजन और ऑक्सीजन का अनुपात पानी के अणु के समान होता है। कार्बोहाइड्रेट का सामान्य सूत्र C n (H 2 0) m है।

सभी कार्बोहाइड्रेट को सरल, या में विभाजित किया गया है मोनोसैक्राइड, और जटिल, या पॉलिसैक्राइड(चित्र 5)। मोनोसेकेराइड में से, जीवित जीवों के लिए सबसे महत्वपूर्ण हैं राइबोस, डीऑक्सीराइबोज, ग्लूकोज, फ्रुक्टोज, गैलेक्टोज.

चावल। 5. सरल और जटिल कार्बोहाइड्रेट के अणुओं की संरचना

दी-और पॉलिसैक्राइडदो या दो से अधिक मोनोसैकेराइड अणुओं के संयोजन से बनते हैं। इसलिए, सुक्रोज(गन्ना की चीनी), माल्टोज़(माल्ट चीनी), लैक्टोज(दूध चीनी) – डिसैक्राइड, दो मोनोसैकेराइड अणुओं के संलयन के परिणामस्वरूप बनता है। डिसैकेराइड गुणों में मोनोसैकेराइड के समान होते हैं। उदाहरण के लिए, दोनों होरोनी पानी में घुलनशील हैं और इनका स्वाद मीठा होता है।

पॉलीसैकेराइड में बड़ी संख्या में मोनोसैकेराइड होते हैं। इसमे शामिल है स्टार्च, ग्लाइकोजन, सेलूलोज़, काइटिनआदि (चित्र 6)। मोनोमर्स की संख्या में वृद्धि के साथ, पॉलीसेकेराइड की घुलनशीलता कम हो जाती है और मीठा स्वाद गायब हो जाता है।

कार्बोहाइड्रेट का मुख्य कार्य है ऊर्जा. कार्बोहाइड्रेट अणुओं के टूटने और ऑक्सीकरण के दौरान, ऊर्जा निकलती है (1 ग्राम कार्बोहाइड्रेट के टूटने के साथ - 17.6 kJ), जो शरीर के महत्वपूर्ण कार्यों को सुनिश्चित करती है। जब कार्बोहाइड्रेट की अधिकता होती है, तो वे कोशिका में आरक्षित पदार्थ (स्टार्च, ग्लाइकोजन) के रूप में जमा हो जाते हैं और यदि आवश्यक हो, तो शरीर द्वारा ऊर्जा के स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है। कोशिकाओं में कार्बोहाइड्रेट का बढ़ा हुआ टूटना देखा जा सकता है, उदाहरण के लिए, बीज के अंकुरण के दौरान, तीव्र मांसपेशीय कार्य और लंबे समय तक उपवास के दौरान।

कार्बोहाइड्रेट का भी उपयोग किया जाता है निर्माण सामग्री. इस प्रकार, सेलूलोज़ कई एककोशिकीय जीवों, कवक और पौधों की कोशिका दीवारों का एक महत्वपूर्ण संरचनात्मक घटक है। अपनी विशेष संरचना के कारण, सेलूलोज़ पानी में अघुलनशील है और इसमें उच्च शक्ति है। औसतन, पौधों की कोशिका दीवारों में 20-40% सामग्री सेलूलोज़ होती है, और कपास के रेशे लगभग शुद्ध सेलूलोज़ होते हैं, यही कारण है कि उनका उपयोग कपड़ा बनाने के लिए किया जाता है।

चावल। 6. पॉलीसेकेराइड की संरचना की योजना

काइटिन कुछ प्रोटोजोआ और कवक की कोशिका दीवारों का हिस्सा है; यह जानवरों के कुछ समूहों, जैसे आर्थ्रोपोड, में भी उनके एक्सोस्केलेटन के एक महत्वपूर्ण घटक के रूप में पाया जाता है।

जटिल पॉलीसेकेराइड भी जाने जाते हैं, जिनमें दो प्रकार की सरल शर्कराएँ होती हैं, जो नियमित रूप से लंबी श्रृंखलाओं में बदलती रहती हैं। ऐसे पॉलीसेकेराइड जानवरों के सहायक ऊतकों में संरचनात्मक कार्य करते हैं। वे त्वचा, टेंडन और उपास्थि के अंतरकोशिकीय पदार्थ का हिस्सा हैं, जो उन्हें ताकत और लोच प्रदान करते हैं।

कुछ पॉलीसेकेराइड कोशिका झिल्ली का हिस्सा होते हैं और रिसेप्टर्स के रूप में काम करते हैं, जिससे कोशिकाओं को एक-दूसरे को पहचानने और बातचीत करने की अनुमति मिलती है।

कार्बोहाइड्रेट, या सैकराइड्स। मोनोसैकेराइड्स। डिसैकेराइड्स। पॉलीसेकेराइड। राइबोज़। डीऑक्सीराइबोज़। ग्लूकोज. फ्रुक्टोज। गैलेक्टोज़. सुक्रोज. माल्टोस. लैक्टोज. स्टार्च. ग्लाइकोजन। काइटिन

प्रशन

1. कार्बोहाइड्रेट अणुओं की क्या संरचना और संरचना होती है?

2. कौन से कार्बोहाइड्रेट को मोनो-, डी- और पॉलीसेकेराइड कहा जाता है?

3. कार्बोहाइड्रेट जीवित जीवों में क्या कार्य करते हैं?

कार्य

चित्र 6 "पॉलीसेकेराइड का संरचना आरेख" और पैराग्राफ के पाठ का विश्लेषण करें। अणुओं की संरचनात्मक विशेषताओं और एक जीवित जीव में स्टार्च, ग्लाइकोजन और सेलूलोज़ द्वारा किए गए कार्यों की तुलना के आधार पर आप क्या अनुमान लगा सकते हैं? इस मुद्दे पर अपने सहपाठियों के साथ चर्चा करें।

§ 6. लिपिड

1. आप किन वसा जैसे पदार्थों को जानते हैं?

2. कौन से खाद्य पदार्थ वसा से भरपूर होते हैं?

3. शरीर में वसा की क्या भूमिका है?

लिपिड(ग्रीक से लाइपोस- वसा) वसा जैसे पदार्थों का एक बड़ा समूह है जो पानी में अघुलनशील होते हैं। अधिकांश लिपिड में उच्च आणविक भार फैटी एसिड और ट्राइहाइड्रिक अल्कोहल ग्लिसरॉल (चित्र 7) होते हैं।

लिपिड बिना किसी अपवाद के सभी कोशिकाओं में मौजूद होते हैं और विशिष्ट जैविक कार्य करते हैं।

वसा- सबसे सरल और सबसे व्यापक लिपिड - एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं ऊर्जा स्रोत. ऑक्सीकरण होने पर, वे कार्बोहाइड्रेट की तुलना में दोगुनी से अधिक ऊर्जा प्रदान करते हैं (1 ग्राम वसा को तोड़ने पर 38.9 kJ)।

चावल। 7. ट्राइग्लिसराइड अणु की संरचना

वसा इसका मुख्य रूप है लिपिड भंडारणएक पिंजरे में। कशेरुकियों में, आराम के समय कोशिकाओं द्वारा खपत की जाने वाली ऊर्जा का लगभग आधा हिस्सा वसा ऑक्सीकरण से आता है। वसा का उपयोग पानी के स्रोत के रूप में भी किया जा सकता है (1 ग्राम वसा के ऑक्सीकरण से 1 ग्राम से अधिक पानी बनता है)। यह मुफ़्त पानी की कमी की स्थिति में रहने वाले आर्कटिक और रेगिस्तानी जानवरों के लिए विशेष रूप से मूल्यवान है।

उनकी कम तापीय चालकता के कारण, लिपिड कार्य करते हैं सुरक्षात्मक कार्य, यानी वे जीवों के थर्मल इन्सुलेशन के लिए काम करते हैं। उदाहरण के लिए, कई कशेरुकियों में एक अच्छी तरह से परिभाषित चमड़े के नीचे की वसा परत होती है, जो उन्हें ठंडी जलवायु में रहने की अनुमति देती है, और सीतासियों में यह एक अन्य भूमिका भी निभाती है - यह उछाल को बढ़ावा देती है।

लिपिड प्रदर्शन करते हैं और निर्माण कार्य, क्योंकि पानी में उनकी अघुलनशीलता उन्हें कोशिका झिल्ली का आवश्यक घटक बनाती है।

अनेक हार्मोन(उदाहरण के लिए, अधिवृक्क प्रांतस्था, गोनाड) लिपिड व्युत्पन्न हैं। इसलिए, लिपिड की विशेषता है नियामक कार्य.

लिपिड. वसा. हार्मोन. लिपिड के कार्य: ऊर्जा, भंडारण, सुरक्षात्मक, निर्माण, नियामक

प्रशन

1. लिपिड कौन से पदार्थ हैं?

2. अधिकांश लिपिड की संरचना क्या होती है?

3. लिपिड क्या कार्य करते हैं?

4. कौन सी कोशिकाएं और ऊतक लिपिड से भरपूर हैं?

कार्य

पैराग्राफ के पाठ का विश्लेषण करने के बाद, बताएं कि सर्दियों से पहले कई जानवर और अंडे देने से पहले प्रवासी मछलियाँ अधिक वसा क्यों जमा करती हैं। उन जानवरों और पौधों के उदाहरण दीजिए जिनमें यह घटना सबसे अधिक स्पष्ट है। क्या अतिरिक्त चर्बी हमेशा शरीर के लिए अच्छी होती है? कक्षा में इस समस्या पर चर्चा करें।

§ 7. प्रोटीन की संरचना और संरचना

1. शरीर में प्रोटीन की क्या भूमिका है?

2. कौन से खाद्य पदार्थ प्रोटीन से भरपूर हैं?

कार्बनिक पदार्थों के बीच गिलहरी, या प्रोटीन, सबसे असंख्य, सबसे विविध और सर्वोपरि महत्व के बायोपॉलिमर हैं। वे कोशिका के शुष्क द्रव्यमान का 50-80% बनाते हैं।

प्रोटीन के अणु आकार में बड़े होते हैं, इसीलिए इन्हें कहा जाता है बड़े अणुओं. प्रोटीन में कार्बन, ऑक्सीजन, हाइड्रोजन और नाइट्रोजन के अलावा सल्फर, फॉस्फोरस और आयरन भी हो सकते हैं। प्रोटीन संख्या (एक सौ से कई हजार तक), संरचना और मोनोमर्स के अनुक्रम में एक दूसरे से भिन्न होते हैं। प्रोटीन मोनोमर्स अमीनो एसिड होते हैं (चित्र 8)।

केवल 20 अमीनो एसिड के विभिन्न संयोजनों से अनंत प्रकार के प्रोटीन का निर्माण होता है। प्रत्येक अमीनो एसिड का अपना नाम, विशेष संरचना और गुण होते हैं। उनका सामान्य सूत्र इस प्रकार प्रस्तुत किया जा सकता है:

एक अमीनो एसिड अणु में सभी अमीनो एसिड के समान दो भाग होते हैं, जिनमें से एक मूल गुणों वाला अमीनो समूह (-NH 2) होता है, दूसरा अम्लीय गुणों वाला कार्बोक्सिल समूह (-COOH) होता है। अणु के रेडिकल (आर) नामक भाग में विभिन्न अमीनो एसिड के लिए एक अलग संरचना होती है। एक अमीनो एसिड अणु में मूल और अम्लीय समूहों की उपस्थिति उनकी उच्च प्रतिक्रियाशीलता निर्धारित करती है। इन समूहों के माध्यम से, अमीनो एसिड प्रोटीन बनाने के लिए संयुक्त होते हैं। इस मामले में, एक पानी का अणु प्रकट होता है, और जारी इलेक्ट्रॉन बनते हैं पेप्टाइड बंधन. इसीलिए प्रोटीन कहा जाता है पॉलीपेप्टाइड्स.

चावल। 8. अमीनो एसिड की संरचना के उदाहरण - प्रोटीन अणुओं के मोनोमर्स

प्रोटीन अणुओं के अलग-अलग स्थानिक विन्यास हो सकते हैं - प्रोटीन संरचना, और उनकी संरचना में संरचनात्मक संगठन के चार स्तर हैं (चित्र 9)।

पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में अमीनो एसिड का अनुक्रम है प्राथमिक संरचनागिलहरी। यह किसी भी प्रोटीन के लिए अद्वितीय है और उसके आकार, गुणों और कार्यों को निर्धारित करता है।

पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के विभिन्न अमीनो एसिड अवशेषों के सीओ और एनएच समूहों के बीच हाइड्रोजन बांड के गठन के परिणामस्वरूप अधिकांश प्रोटीन का आकार सर्पिल होता है। हाइड्रोजन बंधन कमजोर होते हैं, लेकिन साथ में वे काफी मजबूत संरचना प्रदान करते हैं। यह सर्पिल है द्वितीयक संरचनागिलहरी।

तृतीयक संरचना- पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला की त्रि-आयामी स्थानिक "पैकेजिंग"। परिणाम एक विचित्र, लेकिन प्रत्येक प्रोटीन के लिए विशिष्ट विन्यास है - ग्लोब्यूल. तृतीयक संरचना की ताकत अमीनो एसिड रेडिकल्स के बीच उत्पन्न होने वाले विभिन्न बंधनों द्वारा सुनिश्चित की जाती है।

चावल। 9. प्रोटीन अणु की संरचना की योजना: I, II, III, IV - प्राथमिक, माध्यमिक, तृतीयक, चतुर्धातुक संरचनाएं

चतुर्धातुक संरचनासभी प्रोटीनों के लिए विशिष्ट नहीं। यह तृतीयक संरचना वाले कई मैक्रोमोलेक्यूल्स के एक जटिल परिसर में संयोजन के परिणामस्वरूप उत्पन्न होता है। उदाहरण के लिए, मानव रक्त हीमोग्लोबिन चार प्रोटीन मैक्रोमोलेक्यूल्स का एक जटिल है (चित्र 10)।

प्रोटीन अणुओं की संरचना की यह जटिलता इन बायोपॉलिमरों में निहित कार्यों की विविधता से जुड़ी है।

प्रोटीन की प्राकृतिक संरचना का उल्लंघन कहलाता है विकृतीकरण(चित्र 11)। यह तापमान, रसायन, उज्ज्वल ऊर्जा और अन्य कारकों के प्रभाव में हो सकता है। एक कमजोर प्रभाव के साथ, केवल चतुर्धातुक संरचना विघटित होती है, एक मजबूत प्रभाव के साथ, तृतीयक, और फिर माध्यमिक, और प्रोटीन एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के रूप में रहता है।

चावल। 10. हीमोग्लोबिन अणु की संरचना की योजना

यह प्रक्रिया आंशिक रूप से प्रतिवर्ती है: यदि प्राथमिक संरचना नष्ट नहीं होती है, तो विकृत प्रोटीन अपनी संरचना को बहाल करने में सक्षम है। इससे यह निष्कर्ष निकलता है कि प्रोटीन मैक्रोमोलेक्यूल की सभी संरचनात्मक विशेषताएं इसकी प्राथमिक संरचना से निर्धारित होती हैं।

के अलावा सरल प्रोटीन, केवल अमीनो एसिड से मिलकर, वहाँ भी हैं जटिल प्रोटीन, जिसमें कार्बोहाइड्रेट शामिल हो सकते हैं ( ग्लाइकोप्रोटीन), वसा ( लाइपोप्रोटीन), न्यूक्लिक एसिड ( न्यूक्लियोप्रोटीन) और आदि।

कोशिका के जीवन में प्रोटीन की भूमिका बहुत बड़ी है। आधुनिक जीव विज्ञान ने दिखाया है कि जीवों के बीच समानताएं और अंतर अंततः प्रोटीन के एक सेट द्वारा निर्धारित होते हैं। जीव व्यवस्थित स्थिति में एक-दूसरे के जितने करीब होते हैं, उनके प्रोटीन उतने ही अधिक समान होते हैं।

चावल। 11. प्रोटीन विकृतीकरण

प्रोटीन, या प्रोटीन। सरल और जटिल प्रोटीन. अमीनो अम्ल। पॉलीपेप्टाइड. प्रोटीन की प्राथमिक, द्वितीयक, तृतीयक और चतुर्धातुक संरचनाएँ

प्रशन

1. किन पदार्थों को प्रोटीन या प्रोटीन कहा जाता है?

2. प्रोटीन की प्राथमिक संरचना क्या है?

3. द्वितीयक, तृतीयक और चतुर्धातुक प्रोटीन संरचनाएँ कैसे बनती हैं?

4. प्रोटीन विकृतीकरण क्या है?

5. प्रोटीन को किस आधार पर सरल और जटिल में विभाजित किया गया है?

कार्य

आप जानते हैं कि मुर्गी के अंडे की सफेदी में मुख्य रूप से प्रोटीन होता है। इस बारे में सोचें कि उबले अंडे की प्रोटीन संरचना में परिवर्तन क्या बताता है। अन्य उदाहरण दीजिए जिनके बारे में आप जानते हैं कि प्रोटीन संरचना कहाँ बदल सकती है।

§ 8. प्रोटीन के कार्य

1. कार्बोहाइड्रेट का क्या कार्य है?

2. आप प्रोटीन के कौन से कार्य जानते हैं?

प्रोटीन अत्यंत महत्वपूर्ण और विविध कार्य करते हैं। यह काफी हद तक प्रोटीन के विभिन्न रूपों और संरचना के कारण संभव है।

प्रोटीन अणुओं के सबसे महत्वपूर्ण कार्यों में से एक है निर्माण (प्लास्टिक). प्रोटीन सभी कोशिका झिल्लियों और कोशिकांगों का हिस्सा हैं। रक्त वाहिकाओं, उपास्थि, टेंडन, बाल और नाखूनों की दीवारों में मुख्य रूप से प्रोटीन होता है।

काफी महत्व की उत्प्रेरक, या एंजाइमैटिक, प्रोटीन फ़ंक्शन. विशेष प्रोटीन - एंजाइम कोशिकाओं में जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं को दसियों और लाखों बार तेज करने में सक्षम हैं। लगभग एक हजार एंजाइम ज्ञात हैं। प्रत्येक प्रतिक्रिया एक विशिष्ट एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित होती है। आप इसके बारे में नीचे और अधिक जानेंगे।

मोटर फंक्शनविशेष संकुचनशील प्रोटीन का प्रदर्शन करें। उनके लिए धन्यवाद, प्रोटोजोआ में सिलिया और फ्लैगेल्ला गति करते हैं, कोशिका विभाजन के दौरान गुणसूत्र गति करते हैं, बहुकोशिकीय जीवों में मांसपेशियां सिकुड़ती हैं और जीवित जीवों में अन्य प्रकार की गति में सुधार होता है।

क्या यह महत्वपूर्ण है परिवहन कार्यप्रोटीन. इस प्रकार, हीमोग्लोबिन फेफड़ों से ऑक्सीजन को अन्य ऊतकों और अंगों की कोशिकाओं तक पहुंचाता है। मांसपेशियों में, हीमोग्लोबिन के अलावा, एक और गैस परिवहन प्रोटीन होता है - मायोग्लोबिन। सीरम प्रोटीन लिपिड और फैटी एसिड और विभिन्न जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों के हस्तांतरण को बढ़ावा देते हैं। कोशिकाओं की बाहरी झिल्ली में परिवहन प्रोटीन पर्यावरण से विभिन्न पदार्थों को साइटोप्लाज्म में ले जाते हैं।

विशिष्ट प्रोटीन प्रदर्शन करते हैं सुरक्षात्मक कार्य. वे शरीर को विदेशी प्रोटीन और सूक्ष्मजीवों के आक्रमण और क्षति से बचाते हैं। इस प्रकार, लिम्फोसाइटों द्वारा उत्पादित एंटीबॉडी विदेशी प्रोटीन को रोकते हैं; फाइब्रिन और थ्रोम्बिन शरीर को खून की कमी से बचाते हैं।

विनियामक कार्यप्रोटीन में निहित - हार्मोन. वे रक्त और कोशिकाओं में पदार्थों की निरंतर सांद्रता बनाए रखते हैं, विकास, प्रजनन और अन्य महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं। उदाहरण के लिए, इंसुलिन रक्त शर्करा को नियंत्रित करता है।

प्रोटीन भी होता है सिग्नलिंग फ़ंक्शन. कोशिका झिल्ली में प्रोटीन होते हैं जो पर्यावरणीय कारकों के जवाब में अपनी तृतीयक संरचना को बदल सकते हैं। इस प्रकार बाहरी वातावरण से संकेत प्राप्त होते हैं और सूचना कोशिका में संचारित होती है।

प्रोटीन प्रदर्शन कर सकते हैं ऊर्जा समारोह, कोशिका में ऊर्जा के स्रोतों में से एक होने के नाते। जब 1 ग्राम प्रोटीन पूरी तरह से अंतिम उत्पादों में टूट जाता है, तो 17.6 kJ ऊर्जा निकलती है। हालाँकि, ऊर्जा के स्रोत के रूप में प्रोटीन का उपयोग बहुत ही कम किया जाता है। जब प्रोटीन अणु टूटते हैं तो निकलने वाले अमीनो एसिड का उपयोग नए प्रोटीन बनाने के लिए किया जाता है।

प्रोटीन के कार्य: निर्माण, मोटर, परिवहन, सुरक्षात्मक, नियामक, सिग्नलिंग, ऊर्जा, उत्प्रेरक। हार्मोन. एनजाइम

प्रशन

1. प्रोटीन कार्यों की विविधता क्या बताती है?

2. आप प्रोटीन के कौन से कार्य जानते हैं?

3. हार्मोन प्रोटीन क्या भूमिका निभाते हैं?

4. एंजाइम प्रोटीन क्या कार्य करते हैं?

5. ऊर्जा के स्रोत के रूप में प्रोटीन का उपयोग कम ही क्यों किया जाता है?

§ 9. न्यूक्लिक एसिड

1. कोशिका में केन्द्रक की क्या भूमिका है?

2. वंशानुगत विशेषताओं का संचरण किस कोशिका अंग से जुड़ा है?

3. कौन से पदार्थ अम्ल कहलाते हैं?

न्यूक्लिक एसिड(अक्षांश से. नाभिक– नाभिक) सबसे पहले ल्यूकोसाइट्स के नाभिक में खोजे गए थे। इसके बाद, यह पाया गया कि न्यूक्लिक एसिड सभी कोशिकाओं में निहित हैं, न केवल नाभिक में, बल्कि साइटोप्लाज्म और विभिन्न ऑर्गेनेल में भी।

न्यूक्लिक अम्ल दो प्रकार के होते हैं - डिऑक्सीराइबोन्यूक्लिक(संक्षेप में) डीएनए) और राइबोन्यूक्लिक(संक्षेप में) शाही सेना). नामों में अंतर इस तथ्य से समझाया गया है कि डीएनए अणु में कार्बोहाइड्रेट होता है डीऑक्सीराइबोज़, और आरएनए अणु है राइबोज़.

न्यूक्लिक एसिड मोनोमर्स से युक्त बायोपॉलिमर हैं - न्यूक्लियोटाइड. डीएनए और आरएनए के न्यूक्लियोटाइड मोनोमर्स की संरचना समान होती है।

प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड में मजबूत रासायनिक बंधों से जुड़े तीन घटक होते हैं। यह नाइट्रोजनस आधार, कार्बोहाइड्रेट(राइबोज़ या डीऑक्सीराइबोज़) और फॉस्फोरिक एसिड अवशेष(चित्र 12)।

भाग डीएनए अणुनाइट्रोजनी क्षार चार प्रकार के होते हैं: एडेनिन, गुआनिन, साइटोसिनया थाइमिन. वे संबंधित न्यूक्लियोटाइड के नाम निर्धारित करते हैं: एडेनिल (ए), गुआनाइल (जी), साइटिडिल (सी) और थाइमिडिल (टी) (चित्र 13)।

चावल। 12. न्यूक्लियोटाइड्स की संरचना की योजना - डीएनए (ए) और आरएनए (बी) मोनोमर्स

प्रत्येक डीएनए स्ट्रैंड एक पॉलीन्यूक्लियोटाइड है जिसमें कई दसियों हज़ार न्यूक्लियोटाइड होते हैं।

डीएनए अणु की एक जटिल संरचना होती है। इसमें दो पेचदार रूप से मुड़ी हुई श्रृंखलाएँ होती हैं, जो हाइड्रोजन बांड द्वारा अपनी पूरी लंबाई के साथ एक दूसरे से जुड़ी होती हैं। यह संरचना, जो केवल डीएनए अणुओं की विशेषता है, कहलाती है दोहरी कुंडली.

चावल। 13. डीएनए न्यूक्लियोटाइड्स

चावल। 14. न्यूक्लियोटाइड का पूरक संबंध

जब एक डीएनए डबल हेलिक्स बनता है, तो एक श्रृंखला के नाइट्रोजनस आधार दूसरे के नाइट्रोजनस आधारों के विपरीत कड़ाई से परिभाषित क्रम में व्यवस्थित होते हैं। इस मामले में, एक महत्वपूर्ण पैटर्न का पता चलता है: दूसरी श्रृंखला का थाइमिन हमेशा एक श्रृंखला के एडेनिन के विपरीत स्थित होता है, साइटोसिन हमेशा ग्वानिन के विपरीत स्थित होता है, और इसके विपरीत। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि न्यूक्लियोटाइड जोड़े एडेनिन और थाइमिन, साथ ही ग्वानिन और साइटोसिन, एक दूसरे से सख्ती से मेल खाते हैं और पूरक हैं, या पूरक(अक्षांश से. पूरक- जोड़), एक दूसरे। और पैटर्न को ही कहा जाता है संपूरकता का सिद्धांत. इस मामले में, एडेनिन और थाइमिन के बीच हमेशा दो हाइड्रोजन बांड उत्पन्न होते हैं, और ग्वानिन और साइटोसिन के बीच तीन (चित्र 14)।

नतीजतन, किसी भी जीव में एडेनिल न्यूक्लियोटाइड्स की संख्या थाइमिडिल न्यूक्लियोटाइड्स की संख्या के बराबर होती है, और ग्वानिल न्यूक्लियोटाइड्स की संख्या साइटिडिल न्यूक्लियोटाइड्स की संख्या के बराबर होती है। एक डीएनए श्रृंखला में न्यूक्लियोटाइड के क्रम को जानने के बाद, पूरकता के सिद्धांत का उपयोग दूसरी श्रृंखला में न्यूक्लियोटाइड के क्रम को स्थापित करने के लिए किया जा सकता है।

चार प्रकार के न्यूक्लियोटाइड्स की मदद से, डीएनए शरीर के बारे में सारी जानकारी दर्ज करता है, जो बाद की पीढ़ियों को दी जाती है। दूसरे शब्दों में, डीएनए वंशानुगत जानकारी का वाहक है।

डीएनए अणु मुख्य रूप से कोशिकाओं के नाभिक में पाए जाते हैं, लेकिन माइटोकॉन्ड्रिया और प्लास्टिड में थोड़ी मात्रा में पाए जाते हैं।

एक आरएनए अणु, डीएनए अणु के विपरीत, एक बहुलक है जिसमें बहुत छोटे आयामों की एक श्रृंखला होती है।

आरएनए मोनोमर्स न्यूक्लियोटाइड होते हैं जिनमें राइबोज, एक फॉस्फोरिक एसिड अवशेष और चार नाइट्रोजनस आधारों में से एक होता है। तीन नाइट्रोजनस आधार - एडेनिन, गुआनिन और साइटोसिन - डीएनए के समान हैं, और चौथा - यूरैसिल.

आरएनए पॉलिमर का निर्माण राइबोज़ और पड़ोसी न्यूक्लियोटाइड के फॉस्फोरिक एसिड अवशेषों के बीच सहसंयोजक बंधों के माध्यम से होता है।

आरएनए तीन प्रकार के होते हैं, जो संरचना, आणविक आकार, कोशिका में स्थान और किए जाने वाले कार्यों में भिन्न होते हैं।

राइबोसोमल आरएनए (आरआरएनए) राइबोसोम का हिस्सा हैं और उनके सक्रिय केंद्रों के निर्माण में भाग लेते हैं, जहां प्रोटीन जैवसंश्लेषण की प्रक्रिया होती है।

आरएनए स्थानांतरित करें (टीआरएनए) - आकार में सबसे छोटा - अमीनो एसिड को प्रोटीन संश्लेषण स्थल तक पहुँचाता है।

जानकारी, या टेम्पलेट, आरएनए (एमआरएनए) डीएनए अणु की श्रृंखलाओं में से एक के एक खंड पर संश्लेषित होते हैं और कोशिका नाभिक से राइबोसोम तक प्रोटीन की संरचना के बारे में जानकारी संचारित करते हैं, जहां यह जानकारी लागू होती है।

इस प्रकार, विभिन्न प्रकार के आरएनए एक एकल कार्यात्मक प्रणाली का प्रतिनिधित्व करते हैं जिसका उद्देश्य प्रोटीन संश्लेषण के माध्यम से वंशानुगत जानकारी को लागू करना है।

आरएनए अणु कोशिका के केंद्रक, साइटोप्लाज्म, राइबोसोम, माइटोकॉन्ड्रिया और प्लास्टिड में पाए जाते हैं।

न्यूक्लिक अम्ल। डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड, या डीएनए। राइबोन्यूक्लिक एसिड, या आरएनए। नाइट्रोजन आधार: एडेनिन, गुआनिन, साइटोसिन, थाइमिन, यूरैसिल, न्यूक्लियोटाइड। दोहरी कुंडली। संपूरकता. स्थानांतरण आरएनए (टीआरएनए)। राइबोसोमल आरएनए (आरआरएनए)। मैसेंजर आरएनए (एमआरएनए)

प्रशन

1. न्यूक्लियोटाइड की संरचना क्या है?

2. डीएनए अणु की संरचना क्या है?

3. संपूरकता का सिद्धांत क्या है?

4. डीएनए और आरएनए अणुओं की संरचना में क्या समानताएं और अंतर हैं?

5. आप किस प्रकार के आरएनए अणुओं को जानते हैं? उनके कार्य क्या हैं?

कार्य

1. अपने पैराग्राफ की रूपरेखा तैयार करें.

2. वैज्ञानिकों ने पाया है कि डीएनए श्रृंखला के एक टुकड़े में निम्नलिखित संरचना होती है: C-G G A A A A T T C C. पूरकता के सिद्धांत का उपयोग करते हुए, दूसरी श्रृंखला को पूरा करें।

3. अध्ययन के दौरान, यह पाया गया कि अध्ययन के तहत डीएनए अणु में, एडेनिन नाइट्रोजनस आधारों की कुल संख्या का 26% बनाते हैं। इस अणु में अन्य नाइट्रोजनी क्षारों की संख्या गिनें।

जड़ को देखो!
कोज़मा प्रुतकोव

कौन से रासायनिक तत्व जीवित कोशिका का निर्माण करते हैं? शर्करा और लिपिड क्या भूमिका निभाते हैं? प्रोटीन की संरचना कैसे होती है और उनके अणु एक निश्चित स्थानिक आकार कैसे प्राप्त करते हैं? एंजाइम क्या हैं और वे अपने सब्सट्रेट्स को कैसे पहचानते हैं? आरएनए और डीएनए अणुओं की संरचना क्या है? डीएनए अणु की कौन सी विशेषताएँ इसे आनुवंशिक जानकारी के वाहक की भूमिका निभाने की अनुमति देती हैं?

पाठ-व्याख्यान

जीवित चीजों की प्राथमिक और आणविक संरचना. हम जीवित प्रणालियों से अपना परिचय आणविक आनुवंशिक स्तर से शुरू करते हैं। यह अणुओं का वह स्तर है जो जीवित जीवों की कोशिकाओं का संरचनात्मक और कार्यात्मक आधार बनाता है।

रेट्रोवायरस. वायरस अद्भुत ज्यामितीय आकृतियाँ प्रदर्शित करते हैं!

आइए याद रखें कि डी.आई. मेंडेलीव की आवर्त सारणी में शामिल सभी ज्ञात तत्वों में से लगभग 80 जीवित कोशिका में पाए गए थे। इसके अलावा, उनमें से एक भी ऐसा नहीं है जो निर्जीव प्रकृति में अनुपस्थित हो। यह जीवित और निर्जीव प्रकृति की समानता के प्रमाणों में से एक के रूप में कार्य करता है।

कोशिका का 90% से अधिक द्रव्यमान कार्बन, हाइड्रोजन, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन से बना होता है। कोशिका में सल्फर, फास्फोरस, पोटेशियम, सोडियम, कैल्शियम, मैग्नीशियम, लोहा और क्लोरीन बहुत कम मात्रा में पाए जाते हैं। अन्य सभी तत्व (जस्ता, तांबा, आयोडीन, फ्लोरीन, कोबाल्ट, मैंगनीज, आदि) मिलकर कोशिका द्रव्यमान का 0.02% से अधिक नहीं बनाते हैं। इसलिए इन्हें सूक्ष्म तत्व कहा जाता है। सूक्ष्म तत्व हार्मोन, एंजाइम और विटामिन का हिस्सा हैं, यानी उच्च जैविक गतिविधि वाले यौगिक।

उदाहरण के लिए, शरीर में थायराइड हार्मोन - थायरोक्सिन के उत्पादन के लिए आवश्यक आयोडीन की कमी से इस हार्मोन के उत्पादन में कमी आती है और परिणामस्वरूप, क्रेटिनिज्म सहित गंभीर बीमारियों का विकास होता है।

कोशिका की अधिकांश सामग्री पानी है। कई पदार्थ जलीय घोल के रूप में कोशिका में प्रवेश करते हैं या छोड़ते हैं; अधिकांश अंतःकोशिकीय प्रतिक्रियाएं भी जलीय वातावरण में होती हैं। इसके अलावा, पानी भी कई रासायनिक प्रतिक्रियाओं में प्रत्यक्ष भाग लेता है, परिणामी यौगिकों को H + या OH - आयन दान करता है। अपनी उच्च ताप क्षमता के कारण, पानी कोशिका के अंदर के तापमान को स्थिर कर देता है, जिससे यह कोशिका के आसपास के वातावरण में तापमान के उतार-चढ़ाव पर कम निर्भर हो जाता है।

पानी के अलावा, जो कोशिका आयतन का 70% बनाता है, इसमें कार्बनिक पदार्थ - कार्बन यौगिक भी होते हैं। इनमें छोटे अणु होते हैं जिनमें 30 कार्बन परमाणु और मैक्रोमोलेक्यूल्स होते हैं। पूर्व में सरल शर्करा (मोनोसेकेराइड), लिपिड, अमीनो एसिड और न्यूक्लियोटाइड शामिल हैं। वे मैक्रोमोलेक्यूल्स के निर्माण के लिए संरचनात्मक घटकों के रूप में कार्य करते हैं, और इसके अलावा, वे जीवित कोशिका की चयापचय प्रक्रियाओं और ऊर्जा में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

और फिर भी, आणविक स्तर पर जीवन का आधार प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड हैं, जिनके बारे में हम अधिक विस्तार से चर्चा करेंगे।

अमीनो एसिड और प्रोटीन. प्रकृति के सजीव जीवन में गिलहरियों की विशेष भूमिका है। वे कोशिका की निर्माण सामग्री के रूप में कार्य करते हैं, और कोशिकाओं में होने वाली लगभग कोई भी प्रक्रिया उनकी भागीदारी के बिना नहीं हो सकती है।

एक प्रोटीन अणु अमीनो एसिड की एक श्रृंखला है, और ऐसी श्रृंखला में कड़ियों की संख्या दसियों से लेकर कई हजार तक हो सकती है। आसन्न अमीनो एसिड एक विशेष प्रकार के रासायनिक बंधन द्वारा एक दूसरे से जुड़े होते हैं जिसे कहा जाता है पेप्टाइड. यह बंधन प्रोटीन संश्लेषण की प्रक्रिया के दौरान बनता है, जब एक अमीनो एसिड का कार्बोक्सिल समूह दूसरे अमीनो एसिड के आसन्न अमीनो समूह से जुड़ जाता है (चित्र 32)।

चावल। 32. पेप्टाइड बंधन

प्रोटीन के निर्माण में सभी 20 प्रकार के अमीनो एसिड शामिल होते हैं। हालाँकि, प्रोटीन श्रृंखला में उनके प्रत्यावर्तन का क्रम बहुत भिन्न होता है, जो बड़ी संख्या में संयोजनों का अवसर पैदा करता है, और परिणामस्वरूप, कई प्रकार के प्रोटीन अणुओं के निर्माण के लिए। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि केवल पौधे ही प्रोटीन बनाने के लिए आवश्यक सभी 20 अमीनो एसिड को संश्लेषित करने में सक्षम हैं। पशु पौधों को खाकर अनेक अमीनो एसिड प्राप्त करते हैं, जिन्हें आवश्यक अमीनो एसिड कहा जाता है।

एक प्रोटीन अणु में अमीनो एसिड के अनुक्रम को इस प्रकार दर्शाया गया है प्राथमिक संरचनागिलहरी (चित्र 33)। वे भी हैं द्वितीयक संरचनाप्रोटीन, जिसे अमीनो एसिड श्रृंखला के व्यक्तिगत टुकड़ों की स्थानिक व्यवस्था की प्रकृति के रूप में समझा जाता है। द्वितीयक संरचना में, प्रोटीन अणु के अनुभाग हेलिकॉप्टर या मुड़ी हुई परतों के आकार के होते हैं। इनके निर्माण में, विभिन्न अमीनो एसिड के पेप्टाइड बॉन्ड (-N-H...0=C-) के ऑक्सीजन और हाइड्रोजन के बीच स्थापित हाइड्रोजन बॉन्ड एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

चावल। 33. प्रोटीन संरचना

अंतर्गत तृतीयक संरचनाप्रोटीन संपूर्ण अमीनो एसिड श्रृंखला की स्थानिक व्यवस्था को संदर्भित करता है।

तृतीयक संरचना का प्रोटीन अणु के आकार पर सीधा असर पड़ता है, जो धागे जैसा या गोल हो सकता है। बाद के मामले में, अणु को इस तरह से मोड़ा जाता है कि इसके हाइड्रोफोबिक क्षेत्र अंदर हों, और इसके ध्रुवीय हाइड्रोफिलिक समूह सतह पर हों। परिणामी स्थानिक संरचना कहलाती है ग्लोब्यूल.

अंत में, कुछ प्रोटीनों में कई ग्लोब्यूल्स हो सकते हैं, जिनमें से प्रत्येक अमीनो एसिड की एक स्वतंत्र श्रृंखला द्वारा बनता है। एक ही कॉम्प्लेक्स में कई ग्लोब्यूल्स के संयोजन को शब्द द्वारा निर्दिष्ट किया गया है चतुर्धातुक संरचनागिलहरी। उदाहरण के लिए, हीमोग्लोबिन प्रोटीन अणु में चार ग्लोब्यूल्स होते हैं जिनमें एक गैर-प्रोटीन भाग - हीम होता है।

एक प्रोटीन अणु एक जटिल स्थानिक संरचना में स्वयं व्यवस्थित होने में सक्षम है, जिसका विन्यास विशिष्ट है और अमीनो एसिड के अनुक्रम, यानी प्रोटीन की प्राथमिक संरचना द्वारा निर्धारित होता है।

स्व-संगठन प्रोटीन के अद्वितीय गुणों में से एक है, जो उनके द्वारा किए जाने वाले कई कार्यों का आधार है। विशेष रूप से, एंजाइमों (जैविक उत्प्रेरक) द्वारा स्वयं की पहचान का तंत्र प्रोटीन अणु की स्थानिक संरचना की विशिष्टता पर आधारित है। सब्सट्रेट, यानी एक अणु, जो एक एंजाइम के साथ बातचीत करने के बाद, कुछ रासायनिक परिवर्तनों से गुजरता है और में बदल जाता है उत्पाद.

एंजाइम प्रोटीन होते हैं, जिनके अणु का एक निश्चित भाग सक्रिय केंद्र बनाता है। यह किसी दिए गए एंजाइम के लिए विशिष्ट सब्सट्रेट को बांधता है और इसे एक उत्पाद में परिवर्तित करता है। इस मामले में, एंजाइम प्रत्येक एंजाइम के लिए विशिष्ट, सक्रिय केंद्र के विशेष स्थानिक विन्यास के कारण अपने सब्सट्रेट को अलग करने में सक्षम है। आप कल्पना कर सकते हैं कि सब्सट्रेट ताले की चाबी की तरह एंजाइम में फिट बैठता है।

आप आश्वस्त हैं कि प्रोटीन के सभी गुण उसकी प्राथमिक संरचना - अणु में अमीनो एसिड के अनुक्रम - पर आधारित होते हैं। इसकी तुलना उस शब्द से की जा सकती है जो 20 अमीनो एसिड अक्षरों वाली वर्णमाला में लिखा गया है। और यदि शब्द हैं, तो एक सिफर भी हो सकता है जिसके साथ इन शब्दों को एन्कोड किया जा सकता है। कैसे? न्यूक्लिक एसिड की संरचना से परिचित होने से इस प्रश्न का उत्तर देने में मदद मिलेगी।

न्यूक्लियोटाइड और न्यूक्लिक एसिड. न्यूक्लियोटाइड में एक नाइट्रोजन युक्त चक्रीय यौगिक (नाइट्रोजन आधार), एक पांच-कार्बन शर्करा और एक फॉस्फोरिक एसिड अवशेष होता है। इनसे न्यूक्लिक एसिड मैक्रोमोलेक्यूल्स का निर्माण होता है।

अणुओं की संरचना शाही सेना(राइबोन्यूक्लिक एसिड) में शर्करा राइबोज पर निर्मित न्यूक्लियोटाइड शामिल होते हैं और इसमें नाइट्रोजनस बेस के रूप में एडेनिन (ए), गुआनिन (जी), साइटोसिन (सी) और यूरैसिल (यू) होते हैं। न्यूक्लियोटाइड जो एक अणु बनाते हैं डीएनए(डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड), इसमें डीऑक्सीराइबोज़ होता है, और यूरैसिल के बजाय - थाइमिन (टी)।

डीएनए (आरएनए) अणु में न्यूक्लियोटाइड का एक-दूसरे से जुड़ाव एक न्यूक्लियोटाइड के फॉस्फोरस अवशेष के दूसरे के डीऑक्सीराइबोज (राइबोज) के साथ संबंध के कारण होता है (चित्र 34)।

चावल। 34. डीएनए अणु की श्रृंखला संरचना और संरचना

डीएनए अणुओं की संरचना के अध्ययन के दौरान, यह पाया गया कि उनमें से प्रत्येक में एडेनिन नाइट्रोजनस बेस (ए) की संख्या थाइमिन (टी) की संख्या के बराबर है, और गुआनिन (जी) की संख्या बराबर है। साइटोसिन (सी) की संख्या के लिए. इस खोज ने 1953 में जे. वाटसन और एफ. क्रिक द्वारा डीएनए अणु के एक मॉडल - प्रसिद्ध डबल हेलिक्स के निर्माण के लिए एक शर्त के रूप में कार्य किया।

इस मॉडल के अनुसार, डीएनए अणु में दो श्रृंखलाएं होती हैं जो दाएं हाथ के सर्पिल में मुड़ी होती हैं (चित्र 35)।

चावल। 35. डीएनए संरचना मॉडल

प्रत्येक श्रृंखला में न्यूक्लियोटाइड का एक अनुक्रम होता है जो दूसरी श्रृंखला के अनुक्रम से सख्ती से मेल खाता है (पूरक)। यह पत्राचार एक दूसरे की ओर निर्देशित दो श्रृंखलाओं - ए और टी या जी और सी के नाइट्रोजनस आधारों के बीच हाइड्रोजन बांड की उपस्थिति से प्राप्त होता है।

नाइट्रोजनस आधारों के अन्य युग्मों के बीच संचार असंभव है, क्योंकि नाइट्रोजनस आधारों के अणुओं की स्थानिक संरचना ऐसी है कि केवल ए और टी, साथ ही जी और सी, एक दूसरे के साथ हाइड्रोजन बांड बनाने के लिए पर्याप्त रूप से एक दूसरे के करीब आ सकते हैं।

DNA की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता इसके स्व-दोहराव की संभावना है - प्रतिकृति, जो एंजाइमों के एक समूह की भागीदारी के साथ किया जाता है (चित्र 36)।

चावल। 36. डीएनए प्रतिकृति योजना

कुछ क्षेत्रों में, जिसमें डबल-स्ट्रैंडेड हेलिकल डीएनए अणु का एक सिरा भी शामिल है, श्रृंखलाओं के बीच हाइड्रोजन बंधन टूट जाते हैं। वे अलग हो जाते हैं और खुल जाते हैं।

यह प्रक्रिया धीरे-धीरे पूरे अणु पर कब्ज़ा कर लेती है। जैसे ही मूल अणु की शृंखलाएं अलग हो जाती हैं, पर्यावरण में उपलब्ध न्यूक्लियोटाइड से, एक मैट्रिक्स की तरह, उन पर बेटी शृंखलाएं बन जाती हैं। एक नई श्रृंखला का संयोजन संपूरकता के सिद्धांत के अनुसार सख्ती से आगे बढ़ता है: प्रत्येक ए के खिलाफ एक टी है, जी - सी के खिलाफ, आदि। परिणामस्वरूप, दो नए डीएनए अणु प्राप्त होते हैं, जिनमें से प्रत्येक से एक श्रृंखला बची होती है मूल डीएनए अणु, और दूसरा नया है। इस मामले में, प्रतिकृति के दौरान बनने वाले दो डीएनए अणु मूल अणु के समान होते हैं।

डीएनए अणु की स्वयं-प्रतिलिपि बनाने की क्षमता जीवित जीवों द्वारा वंशानुगत जानकारी के प्रसारण का आधार है। डीएनए अणु में न्यूक्लियोटाइड आधारों का अनुक्रम उस कोड के रूप में कार्य करता है जो शरीर के कामकाज के लिए आवश्यक प्रोटीन के बारे में जानकारी को एन्कोड करता है।

डीएनए के विपरीत, एक आरएनए अणु में एक एकल पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला होती है। आरएनए कई प्रकार के होते हैं जो कोशिका में विभिन्न कार्य करते हैं। डीएनए श्रृंखला के एक खंड की आरएनए प्रतिलिपि को सूचना या कहा जाता है संदेशवाहक आरएनए(एमआरएनए) और डीएनए से कोशिका संरचनाओं तक आनुवंशिक जानकारी के हस्तांतरण में एक मध्यस्थ की भूमिका निभाता है जो प्रोटीन - राइबोसोम को संश्लेषित करता है। इसके अलावा, सेल में शामिल हैं राइबोसोमल आरएनए(आरआरएनए), जो प्रोटीन के साथ मिलकर राइबोसोम बनाते हैं, आरएनए स्थानांतरित करें(टीआरएनए), अमीनो एसिड को प्रोटीन संश्लेषण स्थल तक पहुंचाना, और कुछ अन्य।

डीएनए अणु में एक सर्पिल में कुंडलित न्यूक्लियोटाइड के दो पूरक स्ट्रैंड होते हैं, जो हाइड्रोजन बांड द्वारा एक साथ जुड़े होते हैं जो ए-टी और जी-सी बेस जोड़े बनाते हैं। डीएनए श्रृंखला का न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम एक कोड के रूप में कार्य करता है जो आनुवंशिक जानकारी को एन्कोड करता है। इस जानकारी का गूढ़ रहस्य आरएनए अणुओं की भागीदारी से किया जाता है। डीएनए की स्वयं-प्रतिकृति (प्रतिकृति) करने की क्षमता जीवित प्रकृति में आनुवंशिक जानकारी प्रसारित करने की संभावना प्रदान करती है।

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