आणविक जीव विज्ञान की मूल हठधर्मिता। आणविक जीव विज्ञान की केंद्रीय हठधर्मिता। आण्विक जीव विज्ञान का मूल अभिधारणा

न केवल कोशिका की संरचनात्मक विशेषताओं के महत्व को समझने के लिए, बल्कि, सबसे महत्वपूर्ण बात, इसके व्यक्तिगत घटकों और संपूर्ण कोशिका के कार्यात्मक कार्यों को समझने के लिए, कोशिका आकृति विज्ञान के अध्ययन को इसके साथ संयोजित करने के लिए इसकी संरचना और कार्य की सबसे महत्वपूर्ण जैव रासायनिक और आनुवंशिक विशेषताएं, आधुनिक कोशिका जीव विज्ञान के पदों के साथ विशेष रूप से कोशिका का अध्ययन करने के लिए, कम से कम संक्षेप में बुनियादी आणविक जैविक सिद्धांतों को याद करना आवश्यक है, और एक बार फिर से इसकी सामग्री को संक्षेप में देखें। आणविक जीव विज्ञान की केंद्रीय हठधर्मिता।

इस तरह कोशिका कई अलग-अलग कार्य करती है। जैसा कि हम पहले ही कह चुके हैं, उनमें से कुछ सामान्य कोशिकीय हैं, कुछ विशेष हैं, विशेष प्रकार की कोशिकाओं की विशेषता रखते हैं। इन कार्यों को करने के लिए मुख्य कार्य तंत्र प्रोटीन या अन्य जैविक मैक्रोमोलेक्यूल्स, जैसे न्यूक्लिक एसिड, लिपिड और पॉलीसेकेराइड के साथ उनके कॉम्प्लेक्स हैं। उदाहरण के लिए, यह ज्ञात है कि आयनों से लेकर मैक्रोमोलेक्यूल्स तक विभिन्न पदार्थों की कोशिका में परिवहन की प्रक्रिया विशेष प्रोटीन या लिपोप्रोटीन कॉम्प्लेक्स के काम से निर्धारित होती है जो प्लाज्मा और अन्य सेलुलर झिल्ली का हिस्सा हैं। विभिन्न प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, लिपिड और कार्बोहाइड्रेट के संश्लेषण, क्षय और पुनर्व्यवस्था की लगभग सभी प्रक्रियाएं प्रत्येक व्यक्तिगत प्रतिक्रिया के लिए विशिष्ट प्रोटीन-एंजाइमों की गतिविधि के परिणामस्वरूप होती हैं। व्यक्तिगत जैविक मोनोमर्स, न्यूक्लियोटाइड्स, अमीनो एसिड, फैटी एसिड, शर्करा और अन्य यौगिकों का संश्लेषण भी बड़ी संख्या में विशिष्ट एंजाइमों - प्रोटीन द्वारा किया जाता है। संकुचन, जिससे कोशिका गतिशीलता या कोशिकाओं के भीतर पदार्थों और संरचनाओं की गति होती है, विशेष संकुचनशील प्रोटीन द्वारा भी किया जाता है। बाहरी कारकों (वायरस, हार्मोन, विदेशी प्रोटीन, आदि) की प्रतिक्रिया में कई कोशिका प्रतिक्रियाएं विशेष सेलुलर रिसेप्टर प्रोटीन के साथ इन कारकों की बातचीत से शुरू होती हैं।

प्रोटीन लगभग सभी सेलुलर संरचनाओं के मुख्य घटक हैं। एक कोशिका के भीतर कई रासायनिक प्रतिक्रियाएं कई एंजाइमों द्वारा निर्धारित होती हैं, जिनमें से प्रत्येक एक या अधिक अलग-अलग प्रतिक्रियाएं करता है। प्रत्येक व्यक्तिगत प्रोटीन की संरचना सख्ती से विशिष्ट होती है, जो उनकी प्राथमिक संरचना की विशिष्टता में व्यक्त होती है - पॉलीपेप्टाइड प्रोटीन श्रृंखला के साथ अमीनो एसिड के अनुक्रम में। इसके अलावा, इस अमीनो एसिड अनुक्रम की विशिष्टता किसी दिए गए सेलुलर प्रोटीन के सभी अणुओं में स्पष्ट रूप से दोहराई जाती है।

प्रोटीन श्रृंखला में अमीनो एसिड के एक स्पष्ट अनुक्रम को पुन: उत्पन्न करने में ऐसी शुद्धता जीन क्षेत्र की डीएनए संरचना द्वारा निर्धारित की जाती है जो अंततः किसी दिए गए प्रोटीन की संरचना और संश्लेषण के लिए जिम्मेदार होती है। ये विचार आणविक जीव विज्ञान के मुख्य सिद्धांत, इसकी "हठधर्मिता" के रूप में कार्य करते हैं। भविष्य के प्रोटीन अणु के बारे में जानकारी एक मध्यस्थ - दूत आरएनए (एमआरएनए) द्वारा इसके संश्लेषण (राइबोसोम) के स्थलों पर प्रेषित की जाती है, जिसकी न्यूक्लियोटाइड संरचना डीएनए के जीन क्षेत्र के न्यूक्लियोटाइड की संरचना और अनुक्रम को दर्शाती है। राइबोसोम में एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला बनी होती है, जिसमें अमीनो एसिड का क्रम एमआरएनए में न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम, उनके त्रिक के अनुक्रम से निर्धारित होता है। इस प्रकार, आणविक जीव विज्ञान की केंद्रीय हठधर्मिता सूचना हस्तांतरण की यूनिडायरेक्शनलता पर जोर देती है: केवल डीएनए से प्रोटीन तक एक मध्यवर्ती लिंक - एमआरएनए (डीएनए → एमआरएनए → प्रोटीन) का उपयोग करके। कुछ आरएनए युक्त वायरस के लिए, सूचना संचरण की श्रृंखला आरएनए → एमआरएनए → प्रोटीन पैटर्न का अनुसरण कर सकती है। इससे मामले का सार नहीं बदलता है, क्योंकि यहां निर्धारक, निर्धारक लिंक भी न्यूक्लिक एसिड है। प्रोटीन से न्यूक्लिक एसिड से डीएनए या आरएनए तक निर्धारण के विपरीत मार्ग अज्ञात हैं।

प्रोटीन संश्लेषण के सभी चरणों से जुड़ी कोशिका संरचनाओं के अध्ययन को आगे बढ़ाने के लिए, हमें इस घटना को निर्धारित करने वाली मुख्य प्रक्रियाओं और घटकों पर संक्षेप में ध्यान देने की आवश्यकता है।

वर्तमान में, प्रोटीन जैवसंश्लेषण के बारे में आधुनिक विचारों के आधार पर, इस जटिल और बहु-चरणीय प्रक्रिया का निम्नलिखित सामान्य सिद्धांत आरेख दिया जा सकता है (चित्र 16)।

प्रोटीन की विशिष्ट संरचना का निर्धारण करने में मुख्य, "कमांड" भूमिका डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड - डीएनए की है। डीएनए अणु एक अत्यंत लंबी रैखिक संरचना है जिसमें दो परस्पर जुड़ी हुई बहुलक श्रृंखलाएँ होती हैं। इन श्रृंखलाओं के घटक तत्व - मोनोमर्स - चार प्रकार के डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड हैं, श्रृंखला के साथ प्रत्यावर्तन या अनुक्रम प्रत्येक डीएनए अणु और उसके प्रत्येक अनुभाग के लिए अद्वितीय और विशिष्ट है। डीएनए अणु के विभिन्न काफी लंबे खंड विभिन्न प्रोटीनों के संश्लेषण के लिए जिम्मेदार हैं। इस प्रकार, एक डीएनए अणु बड़ी संख्या में कार्यात्मक और रासायनिक रूप से भिन्न कोशिका प्रोटीन के संश्लेषण को निर्धारित कर सकता है। डीएनए अणु का केवल एक निश्चित भाग ही प्रत्येक प्रकार के प्रोटीन के संश्लेषण के लिए जिम्मेदार होता है। कोशिका में एक प्रोटीन के संश्लेषण से जुड़े डीएनए अणु के ऐसे खंड को अक्सर "सिस्ट्रॉन" कहा जाता है। वर्तमान में सिस्ट्रोन की अवधारणा को जीन की अवधारणा के समकक्ष माना जाता है। एक जीन की अनूठी संरचना - श्रृंखला के साथ इसके न्यूक्लियोटाइड की विशिष्ट अनुक्रमिक व्यवस्था - में एक संबंधित प्रोटीन की संरचना के बारे में सारी जानकारी शामिल होती है।

प्रोटीन संश्लेषण के सामान्य आरेख से यह स्पष्ट है (चित्र 16 देखें) कि प्रारंभिक बिंदु जहां से कोशिका में प्रोटीन के जैवसंश्लेषण के लिए जानकारी का प्रवाह शुरू होता है वह डीएनए है। नतीजतन, यह डीएनए है जिसमें जानकारी का प्राथमिक रिकॉर्ड होता है जिसे पीढ़ी-दर-पीढ़ी एक कोशिका से दूसरी कोशिका में संरक्षित और पुनरुत्पादित किया जाना चाहिए।

आनुवंशिक जानकारी कहाँ संग्रहित की जाती है, इस मुद्दे पर संक्षेप में बात करना। किसी कोशिका में डीएनए के स्थानीयकरण के बारे में निम्नलिखित कहा जा सकता है। यह लंबे समय से ज्ञात है कि, प्रोटीन संश्लेषण उपकरण के अन्य सभी घटकों के विपरीत, डीएनए का एक विशेष, बहुत सीमित स्थानीयकरण होता है: उच्च (यूकेरियोटिक) जीवों की कोशिकाओं में इसका स्थान कोशिका नाभिक होगा। निचले (प्रोकैरियोटिक) जीवों में जिनमें कोई गठित कोशिका नाभिक नहीं होता है, डीएनए को एक या कई कॉम्पैक्ट न्यूक्लियोटाइड संरचनाओं के रूप में शेष प्रोटोप्लाज्म से भी मिश्रित किया जाता है। इसके पूर्ण अनुरूप, यूकेरियोट्स के नाभिक या प्रोकैरियोट्स के न्यूक्लियॉइड को लंबे समय से जीन के लिए एक ग्रहणशील माना जाता है, एक अद्वितीय सेलुलर ऑर्गेनेल के रूप में जो जीवों की वंशानुगत विशेषताओं के कार्यान्वयन और पीढ़ियों से उनके संचरण को नियंत्रित करता है।

डीएनए की मैक्रोमोलेक्युलर संरचना में अंतर्निहित मुख्य सिद्धांत पूरकता का तथाकथित सिद्धांत है (चित्र 17)। जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, डीएनए अणु में दो परस्पर जुड़े हुए धागे होते हैं। ये शृंखलाएँ अपने विरोधी न्यूक्लियोटाइडों की परस्पर क्रिया के माध्यम से एक दूसरे से जुड़ी हुई हैं। इसके अलावा, संरचनात्मक कारणों से, ऐसी डबल-स्ट्रैंडेड संरचना का अस्तित्व केवल तभी संभव है जब दोनों श्रृंखलाओं के विपरीत न्यूक्लियोटाइड स्टेरली पूरक हों, यानी। अपनी स्थानिक संरचना से एक दूसरे के पूरक होंगे। ऐसे पूरक-न्यूक्लियोटाइड जोड़े ए-टी जोड़ी (एडेनिन-थाइमिन) और जी-सी जोड़ी (गुआनिन-साइटोसिन) हैं।

नतीजतन, पूरकता के इस सिद्धांत के अनुसार, यदि डीएनए अणु की एक श्रृंखला में हमारे पास चार प्रकार के न्यूक्लियोटाइड का एक निश्चित अनुक्रम है, तो दूसरी श्रृंखला में न्यूक्लियोटाइड का अनुक्रम विशिष्ट रूप से निर्धारित किया जाएगा, ताकि पहली श्रृंखला के प्रत्येक ए दूसरी श्रृंखला में एक टी के अनुरूप होगा, पहली श्रृंखला के प्रत्येक टी के अनुरूप होगा - दूसरी श्रृंखला में ए, पहली श्रृंखला के प्रत्येक जी के लिए - दूसरी श्रृंखला में सी और पहली श्रृंखला के प्रत्येक सी के लिए - दूसरी श्रृंखला में जी .

डीएनए अणु की डबल-स्ट्रैंडेड संरचना में अंतर्निहित यह संरचनात्मक सिद्धांत मूल संरचना के सटीक पुनरुत्पादन को समझना आसान बनाता है, यानी। चार प्रकार के न्यूक्लियोटाइड के विशिष्ट अनुक्रम के रूप में एक अणु की श्रृंखला में दर्ज की गई जानकारी का सटीक पुनरुत्पादन। दरअसल, किसी कोशिका में नए डीएनए अणुओं का संश्लेषण मौजूदा डीएनए अणुओं के आधार पर ही होता है। इस मामले में, मूल डीएनए अणु की दो श्रृंखलाएं एक छोर पर अलग होने लगती हैं, और प्रत्येक अलग-अलग एकल-फंसे खंड पर, दूसरी श्रृंखला सिद्धांत के अनुसार सख्ती से पर्यावरण में मौजूद मुक्त न्यूक्लियोटाइड से इकट्ठा होना शुरू हो जाती है। संपूरकता का. मूल डीएनए अणु की दो श्रृंखलाओं के विचलन की प्रक्रिया जारी रहती है, और तदनुसार दोनों श्रृंखलाएं पूरक श्रृंखलाओं द्वारा पूरक होती हैं। परिणामस्वरूप (जैसा कि चित्र 17 में देखा जा सकता है), एक के बजाय, दो डीएनए अणु दिखाई देते हैं, जो बिल्कुल मूल के समान होते हैं। प्रत्येक परिणामी "बेटी" डीएनए अणु में, एक स्ट्रैंड पूरी तरह से मूल से प्राप्त होता है, और दूसरा नव संश्लेषित होता है।

इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि सटीक प्रजनन की संभावित क्षमता डीएनए की डबल-स्ट्रैंडेड पूरक संरचना में ही निहित है, और इसकी खोज, निश्चित रूप से, जीव विज्ञान की मुख्य उपलब्धियों में से एक है।

हालाँकि, डीएनए पुनरुत्पादन (दोहराव) की समस्या इसकी संरचना की न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को सटीक रूप से पुन: उत्पन्न करने की संभावित क्षमता बताने तक सीमित नहीं है। सच तो यह है कि डीएनए बिल्कुल भी स्व-प्रतिकृति बनाने वाला अणु नहीं है। संश्लेषण की प्रक्रिया को पूरा करने के लिए - ऊपर वर्णित योजना के अनुसार डीएनए प्रजनन - डीएनए पोलीमरेज़ नामक एक विशेष एंजाइमेटिक कॉम्प्लेक्स की गतिविधि आवश्यक है। यह वह एंजाइम है जो पूरक सिद्धांत के अनुसार उन पर मुक्त न्यूक्लियोटाइड के एक साथ पोलीमराइजेशन के साथ डीएनए अणु के एक छोर से दूसरे छोर तक दो श्रृंखलाओं के विचलन की अनुक्रमिक प्रक्रिया को अंजाम देता है। इस प्रकार, डीएनए, एक मैट्रिक्स की तरह, केवल संश्लेषित श्रृंखलाओं में न्यूक्लियोटाइड की व्यवस्था का क्रम निर्धारित करता है, और प्रक्रिया स्वयं प्रोटीन द्वारा की जाती है। डीएनए पुनर्विकास के दौरान एंजाइम का कार्य आज सबसे दिलचस्प समस्याओं में से एक है। संभवतः, डीएनए पोलीमरेज़ सक्रिय रूप से डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए अणु के साथ एक छोर से दूसरे छोर तक रेंगता है, और एक द्विभाजित पुनर्निर्मित "पूंछ" को पीछे छोड़ देता है। इस प्रोटीन के संचालन के भौतिक सिद्धांत अभी तक स्पष्ट नहीं हैं।

हालाँकि, डीएनए और उसके व्यक्तिगत कार्यात्मक खंड, जो प्रोटीन की संरचना के बारे में जानकारी रखते हैं, स्वयं प्रोटीन अणुओं के निर्माण की प्रक्रिया में सीधे भाग नहीं लेते हैं। डीएनए श्रृंखलाओं में दर्ज इस जानकारी की प्राप्ति की दिशा में पहला कदम प्रतिलेखन, या "पुनर्लेखन" की तथाकथित प्रक्रिया है। इस प्रक्रिया में, डीएनए के एक स्ट्रैंड पर, मैट्रिक्स की तरह, एक रासायनिक रूप से संबंधित बहुलक - राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरएनए) का संश्लेषण होता है। आरएनए अणु एक एकल श्रृंखला है, जिसके मोनोमर्स चार प्रकार के राइबोन्यूक्लियोटाइड्स होते हैं, जिन्हें डीएनए के चार प्रकार के डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड्स का मामूली संशोधन माना जाता है। परिणामी आरएनए श्रृंखला में चार प्रकार के राइबोन्यूक्लियोटाइड्स के स्थान का क्रम दो डीएनए श्रृंखलाओं में से एक के संबंधित डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड्स के स्थान के क्रम को बिल्कुल दोहराता है। इस प्रकार, जीन के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को आरएनए अणुओं के रूप में कॉपी किया जाता है, अर्थात। किसी दिए गए जीन की संरचना में दर्ज की गई जानकारी पूरी तरह से आरएनए में स्थानांतरित हो जाती है। प्रत्येक जीन से बड़ी, सैद्धांतिक रूप से असीमित संख्या में ऐसी "प्रतियाँ" - आरएनए अणु - हटाई जा सकती हैं। ये अणु, जीन की "प्रतियों" के रूप में कई प्रतियों में फिर से लिखे जाते हैं और इसलिए, जीन के समान जानकारी लेकर पूरे कोशिका में फैल जाते हैं। वे पहले से ही कोशिका के प्रोटीन-संश्लेषित कणों के सीधे संपर्क में हैं और प्रोटीन अणुओं के निर्माण की प्रक्रियाओं में "व्यक्तिगत" भाग लेते हैं। दूसरे शब्दों में, वे जानकारी को उस स्थान से स्थानांतरित करते हैं जहां इसे संग्रहीत किया जाता है जहां इसे लागू किया जाता है। तदनुसार, इन आरएनए को मैसेंजर आरएनए (एमआरएनए) या मैसेंजर आरएनए (एमआरएनए) के रूप में नामित किया गया है।

यह पाया गया कि एमआरएनए श्रृंखला को टेम्पलेट के रूप में संबंधित डीएनए अनुभाग का उपयोग करके सीधे संश्लेषित किया जाता है। इस मामले में, संश्लेषित एमआरएनए श्रृंखला अपने न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम में दो डीएनए श्रृंखलाओं में से एक की बिल्कुल प्रतिलिपि बनाती है (यह मानते हुए कि आरएनए में यूरैसिल (यू) डीएनए में इसके व्युत्पन्न थाइमिन (टी) से मेल खाती है)। यह संपूरकता के उसी संरचनात्मक सिद्धांत के आधार पर होता है जो डीएनए पुनर्विकास को निर्धारित करता है (चित्र 18)। यह पता चला कि जब किसी कोशिका में डीएनए पर एमआरएनए को संश्लेषित किया जाता है, तो केवल एक डीएनए स्ट्रैंड का उपयोग एमआरएनए श्रृंखला के निर्माण के लिए टेम्पलेट के रूप में किया जाता है। फिर इस डीएनए श्रृंखला का प्रत्येक जी निर्माणाधीन आरएनए श्रृंखला में एक सी के अनुरूप होगा, डीएनए श्रृंखला का प्रत्येक सी आरएनए श्रृंखला में एक जी के अनुरूप होगा, डीएनए श्रृंखला का प्रत्येक टी आरएनए श्रृंखला में एक ए के अनुरूप होगा। , और डीएनए श्रृंखला का प्रत्येक ए आरएनए श्रृंखला में एक वाई के अनुरूप होगा। परिणामस्वरूप, परिणामी आरएनए स्ट्रैंड सख्ती से टेम्पलेट डीएनए स्ट्रैंड का पूरक होगा और इसलिए, न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम (टी = वाई लेते हुए) में दूसरे डीएनए स्ट्रैंड के समान होगा। इस प्रकार, जानकारी को डीएनए से आरएनए में "पुनः लिखा" जाता है, अर्थात। प्रतिलेखन। आरएनए श्रृंखला में न्यूक्लियोटाइड्स के "पुनर्लिखित" संयोजन पहले से ही प्रोटीन श्रृंखला में एन्कोड किए गए संबंधित अमीनो एसिड की व्यवस्था को सीधे निर्धारित करते हैं।

यहां, डीएनए पुनर्विकास पर विचार करते समय, प्रतिलेखन प्रक्रिया के सबसे महत्वपूर्ण पहलुओं में से एक के रूप में इसकी एंजाइमेटिक प्रकृति को इंगित करना आवश्यक है। डीएनए, जो इस प्रक्रिया में मैट्रिक्स है, पूरी तरह से संश्लेषित एमआरएनए श्रृंखला में न्यूक्लियोटाइड के स्थान को निर्धारित करता है, जिसके परिणामस्वरूप आरएनए की सभी विशिष्टताएं होती हैं, लेकिन प्रक्रिया स्वयं एक विशेष प्रोटीन - एक एंजाइम द्वारा की जाती है। इस एंजाइम को आरएनए पोलीमरेज़ कहा जाता है। इसके अणु में एक जटिल संगठन है जो इसे डीएनए अणु के साथ सक्रिय रूप से आगे बढ़ने की अनुमति देता है, साथ ही डीएनए श्रृंखलाओं में से एक के पूरक आरएनए श्रृंखला को संश्लेषित करता है। डीएनए अणु, जो एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करता है, भस्म या परिवर्तित नहीं होता है, अपने मूल रूप में रहता है और असीमित संख्या में "प्रतियों" - एमआरएनए से इस तरह के पुनर्लेखन के लिए हमेशा तैयार रहता है। डीएनए से राइबोसोम तक इन एमआरएनए का प्रवाह सूचना के प्रवाह का गठन करता है जो कोशिका के प्रोटीन संश्लेषण तंत्र, इसके राइबोसोम के पूरे सेट की प्रोग्रामिंग सुनिश्चित करता है।

इस प्रकार, आरेख का माना गया भाग डीएनए से एमआरएनए अणुओं के रूप में प्रोटीन को संश्लेषित करने वाले इंट्रासेल्युलर कणों तक आने वाली जानकारी के प्रवाह का वर्णन करता है। अब हम एक अलग प्रकार के प्रवाह की ओर मुड़ते हैं - उस सामग्री के प्रवाह की ओर जिससे प्रोटीन बनाया जाना चाहिए। एक प्रोटीन अणु की प्रारंभिक इकाइयाँ - मोनोमर्स - अमीनो एसिड होते हैं, जिनमें से लगभग 20 होते हैं। एक प्रोटीन अणु बनाने (संश्लेषण) करने के लिए, कोशिका में मौजूद मुक्त अमीनो एसिड को प्रोटीन-संश्लेषक कण में प्रवेश करने वाले उचित प्रवाह में शामिल होना चाहिए , और वहां उन्हें एक निश्चित अनूठे तरीके से एक श्रृंखला में व्यवस्थित किया जाता है, जो मैसेंजर आरएनए द्वारा निर्देशित होता है। अमीनो एसिड की यह भागीदारी - प्रोटीन के निर्माण खंड - अपेक्षाकृत छोटे आकार के विशेष आरएनए अणुओं से मुक्त अमीनो एसिड जोड़कर की जाती है। ये आरएनए, जो सूचनात्मक न होते हुए भी उनमें मुक्त अमीनो एसिड जोड़ने का काम करते हैं, का एक अलग - एडॉप्टर - कार्य होता है, जिसका अर्थ आगे देखा जाएगा। अमीनो एसिड स्थानांतरण आरएनए (टीआरएनए) की छोटी श्रृंखलाओं के एक छोर से जुड़े होते हैं, प्रति आरएनए अणु में एक अमीनो एसिड होता है। ऐसे प्रत्येक अमीनो एसिड के लिए, कोशिका के अपने विशिष्ट एडाप्टर आरएनए अणु होते हैं जो केवल इन अमीनो एसिड को जोड़ते हैं। इस रूप में, आरएनए से जुड़कर, अमीनो एसिड प्रोटीन-संश्लेषित कणों में प्रवेश करते हैं।

प्रोटीन जैवसंश्लेषण की प्रक्रिया का केंद्रीय बिंदु कोशिका के प्रोटीन-संश्लेषित कणों में इन दो इंट्रासेल्युलर प्रवाह - सूचना का प्रवाह और सामग्री का प्रवाह - का संलयन है। इन कणों को राइबोसोम कहा जाता है। राइबोसोम आणविक आकार की अल्ट्रामाइक्रोस्कोपिक जैव रासायनिक "मशीनें" हैं, जहां मैसेंजर आरएनए में निहित योजना के अनुसार, आने वाले अमीनो एसिड अवशेषों से विशिष्ट प्रोटीन इकट्ठे किए जाते हैं। हालाँकि चित्र में. 19 केवल एक कण दिखाता है; प्रत्येक कोशिका में हजारों पसलियाँ होती हैं। राइबोसोम की संख्या कोशिका में प्रोटीन संश्लेषण की समग्र तीव्रता निर्धारित करती है। एक राइबोसोमल कण का व्यास लगभग 20 एनएम है। अपनी रासायनिक प्रकृति से, राइबोसोम एक राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन है: इसमें एक विशेष राइबोसोमल आरएनए (यह मैसेंजर और एडाप्टर आरएनए के अलावा हमें ज्ञात आरएनए का तीसरा वर्ग है) और संरचनात्मक राइबोसोमल प्रोटीन के अणु होते हैं। साथ में, कई दर्जन मैक्रोमोलेक्यूल्स का यह संयोजन एक आदर्श रूप से संगठित और विश्वसनीय "मशीन" बनाता है जो एमआरएनए श्रृंखला में निहित जानकारी को पढ़ने और इसे एक विशिष्ट संरचना के तैयार प्रोटीन अणु के रूप में लागू करने की क्षमता रखता है। चूंकि प्रक्रिया का सार यह है कि प्रोटीन श्रृंखला में 20 अलग-अलग अमीनो एसिड की रैखिक व्यवस्था रासायनिक रूप से पूरी तरह से अलग बहुलक - न्यूक्लिक एसिड (एमआरएनए) की श्रृंखला में चार अलग-अलग न्यूक्लियोटाइड के स्थान से विशिष्ट रूप से निर्धारित होती है, यह प्रक्रिया होती है राइबोसोम को आमतौर पर "अनुवाद" या "अनुवाद" के रूप में जाना जाता है - अनुवाद, जैसा कि यह था, न्यूक्लिक एसिड श्रृंखलाओं के चार-अक्षर वर्णमाला से प्रोटीन (पॉलीपेप्टाइड) श्रृंखलाओं के बीस-अक्षर वर्णमाला तक। जैसा कि देखा जा सकता है, आरएनए के सभी तीन ज्ञात वर्ग अनुवाद प्रक्रिया में शामिल हैं: मैसेंजर आरएनए, जो अनुवाद का उद्देश्य है; राइबोसोमल आरएनए, जो प्रोटीन-संश्लेषित राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन कण के आयोजक की भूमिका निभाता है - राइबोसोम; और एडाप्टर आरएनए जो एक अनुवादक का कार्य करते हैं।

चावल। 19. कार्यशील राइबोसोम की योजना

प्रोटीन संश्लेषण की प्रक्रिया एडॉप्टर आरएनए अणुओं या टीआरएनए के साथ अमीनो एसिड यौगिकों के निर्माण से शुरू होती है। इस मामले में, अमीनो एसिड पहले एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) अणु के साथ अपनी एंजाइमेटिक प्रतिक्रिया के कारण ऊर्जावान रूप से "सक्रिय" होता है, और फिर "सक्रिय" अमीनो एसिड अपेक्षाकृत छोटी टीआरएनए श्रृंखला के अंत से जुड़ा होता है, जिसमें वृद्धि होती है सक्रिय अमीनो एसिड की रासायनिक ऊर्जा अमीनो एसिड और टीआरएनए के बीच रासायनिक बंधन की ऊर्जा के रूप में संग्रहीत होती है।

साथ ही दूसरी समस्या भी हल हो जाती है. तथ्य यह है कि अमीनो एसिड और टीआरएनए अणु के बीच प्रतिक्रिया अमीनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेज़ नामक एंजाइम द्वारा की जाती है। 20 अमीनो एसिड में से प्रत्येक के अपने विशेष एंजाइम होते हैं जो केवल इस अमीनो एसिड को शामिल करके प्रतिक्रिया करते हैं। इस प्रकार, कम से कम 20 एंजाइम (एमिनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेज़) होते हैं, जिनमें से प्रत्येक एक विशिष्ट अमीनो एसिड के लिए विशिष्ट होता है। इनमें से प्रत्येक एंजाइम किसी टीआरएनए अणु के साथ प्रतिक्रिया नहीं कर सकता है, बल्कि केवल उन लोगों के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है जो अपनी श्रृंखला में न्यूक्लियोटाइड का कड़ाई से परिभाषित संयोजन रखते हैं। इस प्रकार, ऐसे विशिष्ट एंजाइमों के एक सेट के अस्तित्व के कारण, जो एक ओर, अमीनो एसिड की प्रकृति और दूसरी ओर, टीआरएनए के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को अलग करते हैं, 20 अमीनो एसिड में से प्रत्येक को "असाइन" किया जाता है। केवल दिए गए विशिष्ट न्यूक्लियोटाइड संयोजन वाले कुछ टीआरएनए के लिए।

योजनाबद्ध रूप से, प्रोटीन जैवसंश्लेषण प्रक्रिया के कुछ पहलू, जहाँ तक हम आज उनका प्रतिनिधित्व करते हैं, चित्र में दिए गए हैं। 19. यहां, सबसे पहले, यह स्पष्ट है कि मैसेंजर आरएनए अणु राइबोसोम से जुड़ा है या, जैसा कि वे कहते हैं, राइबोसोम मैसेंजर आरएनए द्वारा "प्रोग्राम किया गया" है। किसी भी समय, एमआरएनए श्रृंखला का केवल एक अपेक्षाकृत छोटा खंड सीधे राइबोसोम में ही स्थित होता है। लेकिन यह वास्तव में यह खंड है, जो राइबोसोम की भागीदारी के साथ, एडेप्टर आरएनए अणुओं के साथ बातचीत कर सकता है। यहाँ भी संपूरकता का सिद्धांत एक प्रमुख भूमिका निभाता है।

यह उस तंत्र की व्याख्या है कि क्यों एक कड़ाई से परिभाषित अमीनो एसिड एमआरएनए श्रृंखला के दिए गए ट्रिपलेट से मेल खाता है। आवश्यक मध्यवर्ती, या एडेप्टर, जब प्रत्येक अमीनो एसिड एमआरएनए पर अपने ट्रिपलेट को "पहचानता" है तो वह एडेप्टर आरएनए (टीआरएनए) होता है।

चित्र में. चित्र 19 से पता चलता है कि राइबोसोम में, एक निलंबित अमीनो एसिड के साथ टीआरएनए अणु के अलावा, एक और टीआरएनए अणु है। लेकिन, ऊपर चर्चा किए गए टीआरएनए अणु के विपरीत, यह टीआरएनए अणु अपने अंत में प्रोटीन (पॉलीपेप्टाइड) श्रृंखला के अंत से जुड़ा होता है जो संश्लेषण की प्रक्रिया में होता है। यह स्थिति प्रोटीन अणु के संश्लेषण के दौरान राइबोसोम में होने वाली घटनाओं की गतिशीलता को दर्शाती है। इस गतिशीलता की कल्पना इस प्रकार की जा सकती है। आइए एक निश्चित मध्यवर्ती क्षण से शुरू करें, जो चित्र में दर्शाया गया है। 19 और इसकी विशेषता एक प्रोटीन श्रृंखला की उपस्थिति है जिसका निर्माण पहले ही शुरू हो चुका है, टीआरएनए इससे जुड़ा हुआ है और जो अभी राइबोसोम में प्रवेश कर चुका है और अपने संबंधित अमीनो एसिड के साथ एक नए टीआरएनए अणु के त्रिक के साथ जुड़ा हुआ है। जाहिरा तौर पर, राइबोसोम पर किसी दिए गए स्थान पर स्थित एमआरएनए ट्रिपलेट से टीआरएनए अणु को जोड़ने का कार्य अमीनो एसिड अवशेषों और निर्माणाधीन प्रोटीन श्रृंखला के बीच ऐसे पारस्परिक अभिविन्यास और निकट संपर्क की ओर जाता है कि उनके बीच एक सहसंयोजक बंधन उत्पन्न होता है। कनेक्शन इस तरह से होता है कि निर्माणाधीन प्रोटीन श्रृंखला का अंत (चित्र 19 में टीआरएनए से जुड़ा हुआ) इस टीआरएनए से आने वाले अमीनोएसिल-टीआरएनए के अमीनो एसिड अवशेषों में स्थानांतरित हो जाता है। नतीजतन, "दाएं" टीआरएनए, "दाता" की भूमिका निभाते हुए, मुक्त हो जाएगा, और प्रोटीन श्रृंखला "स्वीकर्ता" में स्थानांतरित हो जाएगी, अर्थात। "बाएं" (आने वाली) अमीनोएसिल-टीआरएनए। परिणामस्वरूप, प्रोटीन श्रृंखला एक अमीनो एसिड द्वारा विस्तारित होगी और "बाएं" टीआरएनए से जुड़ी होगी। इसके बाद, "बाएं" टीआरएनए, इसके साथ जुड़े एमआरएनए न्यूक्लियोटाइड के त्रिक के साथ, दाईं ओर स्थानांतरित हो जाता है, फिर पिछला "दाता" टीआरएनए अणु यहां से विस्थापित हो जाएगा और राइबोसोम छोड़ देगा। इसके स्थान पर, निर्माणाधीन प्रोटीन श्रृंखला के साथ एक नया टीआरएनए दिखाई देगा, जो एक अमीनो एसिड अवशेष द्वारा विस्तारित होगा, और एमआरएनए श्रृंखला दाईं ओर एक ट्रिपलेट द्वारा राइबोसोम के सापेक्ष उन्नत होगी। एमआरएनए श्रृंखला के एक त्रिक के दाईं ओर स्थानांतरित होने के परिणामस्वरूप, अगला रिक्त त्रिक (यूयूयू) राइबोसोम में दिखाई देगा, और अमीनो एसिड (फेनिलएलनिल-टीआरएनए) के साथ संबंधित टीआरएनए तुरंत पूरक के अनुसार इसमें शामिल हो जाएगा। सिद्धांत. यह फिर से निर्माणाधीन प्रोटीन श्रृंखला और फेनिलएलनिन अवशेषों के बीच एक सहसंयोजक (पेप्टाइड) बंधन के गठन का कारण बनेगा और इसके बाद, सभी आगामी परिणामों के साथ एमआरएनए श्रृंखला के एक ट्रिपलेट को दाईं ओर स्थानांतरित करना होगा, आदि। इस तरह, मैसेंजर आरएनए श्रृंखला को राइबोसोम के माध्यम से क्रमिक रूप से, ट्रिपलेट दर ट्रिपलेट खींचा जाता है, जिसके परिणामस्वरूप एमआरएनए श्रृंखला शुरू से अंत तक राइबोसोम द्वारा समग्र रूप से "पढ़ी" जाती है। एक ही समय में और इसके संयोजन में, एक अनुक्रमिक, अमीनो एसिड द्वारा अमीनो एसिड, प्रोटीन श्रृंखला की वृद्धि होती है। तदनुसार, अमीनो एसिड वाले टीआरएनए अणु एक के बाद एक राइबोसोम में प्रवेश करते हैं, और अमीनो एसिड के बिना टीआरएनए अणु बाहर निकल जाते हैं। खुद को राइबोसोम के बाहर समाधान में पाकर, मुक्त टीआरएनए अणु फिर से अमीनो एसिड के साथ जुड़ते हैं और उन्हें फिर से राइबोसोम में ले जाते हैं, इस प्रकार बिना विनाश या परिवर्तन के खुद को चक्रित करते हैं।

व्याख्यान नं.

घंटों की संख्या: 2

आण्विक जीवविज्ञान की केंद्रीय हठधर्मिता

1) प्रतिलेखन

2) प्रसारण

50 के दशक की शुरुआत में, एफ. क्रिक ने आणविक जीव विज्ञान की केंद्रीय हठधर्मिता तैयार की। इस अवधारणा के अनुसार, डीएनए से प्रोटीन तक आनुवंशिक जानकारी निम्नलिखित योजना के अनुसार आरएनए के माध्यम से प्रसारित होती है: डीएनए - आरएनए - प्रोटीन।

जैवसंश्लेषण का प्रथम चरण केन्द्रक में होता है और कहलाता है प्रतिलेखन (पुनर्लेखन)।

प्रतिलिपि- डीएनए मैट्रिक्स पर आरएनए अणुओं का जैवसंश्लेषण। यह प्रक्रिया एंजाइम आरएनए पोलीमरेज़ द्वारा उत्प्रेरित होती है। एंजाइम प्रारंभ चिन्ह को पहचानता हैप्रतिलेखन - प्रमोटर- और उससे जुड़ जाता है। प्रमोटर इस तरह से उन्मुख होता है कि आरएनए पोलीमरेज़ एक निश्चित दिशा में दिए गए आनुवंशिक क्षेत्र से गुजरता है। एंजाइम डीएनए के दोहरे हेलिक्स को खोलता है और इसकी एक श्रृंखला, प्रमोटर से शुरू करके प्रतियां बनाता है। जैसे ही आरएनए पोलीमरेज़ चलता है, आरएनए का बढ़ता हुआ स्ट्रैंड टेम्पलेट से दूर चला जाता है और एंजाइम के पीछे डीएनए डबल हेलिक्स बहाल हो जाता है। प्रतिलेखन की प्रक्रिया के दौरान, प्रो-एम-आरएनए को संश्लेषित किया जाता है - अनुवाद में शामिल परिपक्व एम-आरएनए का अग्रदूत। प्रो-एम-आरएनए आकार में बड़ा है और इसमें ऐसे टुकड़े हैं जो पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के संश्लेषण के लिए कोड नहीं करते हैं। इन टुकड़ों को कहा जाता है इंट्रोन्स, कोडिंग अंशों को कहा जाता है exons.सख्त क्रम में इंट्रोन्स को काटने और एक्सोन्स को जोड़ने की प्रक्रिया को कहा जाता है जोड़.संलयन की प्रक्रिया के दौरान, परिपक्व एम-आरएनए बनता है। नाभिक से साइटोप्लाज्म तक एम-आरएनए का परिवहन परमाणु छिद्रों के माध्यम से होता है। परिपक्व यूकेरियोटिक एमआरएनए आमतौर पर केवल एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला को एन्कोड करते हैं।

जैवसंश्लेषण का अगला चरण राइबोसोम पर साइटोप्लाज्म में होता है और इसे अनुवाद कहा जाता है।

प्रसारण- आनुवंशिक कोड के अनुसार एम-आरएनए मैट्रिक्स पर प्रोटीन की पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं का संश्लेषण। अनुवाद प्रक्रिया के दौरान, प्रोटीन की संरचना के बारे में जानकारी एम-आरएनए के न्यूक्लियोटाइड कोड से संश्लेषित प्रोटीन में अमीनो एसिड के एक विशिष्ट अनुक्रम में अनुवादित की जाती है। प्रोटीन जैवसंश्लेषण एक जटिल मैक्रोमोलेक्युलर कॉम्प्लेक्स द्वारा किया जाता है। अमीनो एसिड टीआरएनए द्वारा राइबोसोम तक पहुंचाए जाते हैं। प्रोटीन संश्लेषण के दौरान, एम-आरएनए एक पॉलीराइबोसोम का हिस्सा होता है (इस पर कई से लेकर 100 राइबोसोम एक साथ संश्लेषित होते हैं)।

इस प्रकार, प्रतिलेखन और अनुवाद को स्थानिक रूप से अलग किया जाता है। प्रतिलेखन नाभिक में होता है, और अनुवाद साइटोप्लाज्म में होता है।

कोशिका में बड़ी संख्या में विविध कार्य होते हैं, जैसा कि हम पहले ही कह चुके हैं, उनमें से कुछ सामान्य कोशिकीय हैं, कुछ विशेष हैं, विशेष कोशिका प्रकारों की विशेषता हैं। इन कार्यों को करने के लिए मुख्य कार्य तंत्र प्रोटीन या अन्य जैविक मैक्रोमोलेक्यूल्स, जैसे न्यूक्लिक एसिड, लिपिड और पॉलीसेकेराइड के साथ उनके कॉम्प्लेक्स हैं। इस प्रकार, यह ज्ञात है कि आयनों से मैक्रोमोलेक्यूल्स तक विभिन्न पदार्थों की कोशिका में परिवहन की प्रक्रिया, प्लाज्मा और अन्य सेलुलर झिल्ली में विशेष प्रोटीन या लिपोप्रोटीन परिसरों के काम से निर्धारित होती है। विभिन्न प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, लिपिड और कार्बोहाइड्रेट के संश्लेषण, टूटने और पुनर्व्यवस्था की लगभग सभी प्रक्रियाएं प्रत्येक व्यक्तिगत प्रतिक्रिया के लिए विशिष्ट प्रोटीन-एंजाइमों की गतिविधि के परिणामस्वरूप होती हैं। व्यक्तिगत जैविक मोनोमर्स, न्यूक्लियोटाइड्स, अमीनो एसिड, फैटी एसिड, शर्करा आदि का संश्लेषण भी बड़ी संख्या में विशिष्ट एंजाइमों - प्रोटीन द्वारा किया जाता है। संकुचन, जिससे कोशिका गतिशीलता या कोशिकाओं के भीतर पदार्थों और संरचनाओं की गति होती है, विशेष संकुचनशील प्रोटीन द्वारा भी किया जाता है। बाहरी कारकों (वायरस, हार्मोन, विदेशी प्रोटीन, आदि) की प्रतिक्रिया में कई कोशिका प्रतिक्रियाएं विशेष सेलुलर रिसेप्टर प्रोटीन के साथ इन कारकों की बातचीत से शुरू होती हैं।

प्रोटीन श्रृंखला में अमीनो एसिड के एक स्पष्ट अनुक्रम को पुन: उत्पन्न करने में ऐसी शुद्धता जीन क्षेत्र की डीएनए संरचना द्वारा निर्धारित की जाती है जो अंततः किसी दिए गए प्रोटीन की संरचना और संश्लेषण के लिए जिम्मेदार होती है। ये विचार आणविक जीव विज्ञान के मुख्य सिद्धांत, इसकी "हठधर्मिता" के रूप में कार्य करते हैं। भविष्य के प्रोटीन अणु के बारे में जानकारी एक मध्यस्थ - दूत आरएनए (एमआरएनए) द्वारा इसके संश्लेषण (राइबोसोम) के स्थलों पर प्रेषित की जाती है, जिसकी न्यूक्लियोटाइड संरचना डीएनए के जीन क्षेत्र के न्यूक्लियोटाइड की संरचना और अनुक्रम को दर्शाती है। राइबोसोम में एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला बनी होती है, जिसमें अमीनो एसिड का क्रम एमआरएनए में न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम, उनके त्रिक के अनुक्रम से निर्धारित होता है। इस प्रकार, आणविक जीव विज्ञान की केंद्रीय हठधर्मिता सूचना हस्तांतरण की यूनिडायरेक्शनलता पर जोर देती है: केवल डीएनए से प्रोटीन तक, एक मध्यवर्ती, एमआरएनए (डीएनए) की मदद से® एमआरएनए ® प्रोटीन). कुछ आरएनए युक्त वायरस के लिए, सूचना संचरण श्रृंखला आरएनए - एमआरएनए - प्रोटीन योजना का पालन कर सकती है। इससे मामले का सार नहीं बदलता है, क्योंकि यहां निर्धारक, निर्धारक लिंक भी न्यूक्लिक एसिड है। प्रोटीन से न्यूक्लिक एसिड से डीएनए या आरएनए तक निर्धारण के विपरीत मार्ग अज्ञात हैं।

प्रोटीन की विशिष्ट संरचना का निर्धारण करने में मुख्य, "कमांड" भूमिका डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड - डीएनए की है। डीएनए अणु एक अत्यंत लंबी रैखिक संरचना है जिसमें दो परस्पर जुड़ी हुई बहुलक श्रृंखलाएँ होती हैं। इन श्रृंखलाओं के घटक तत्व - मोनोमर्स - चार प्रकार के डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड हैं, श्रृंखला के साथ प्रत्यावर्तन या अनुक्रम प्रत्येक डीएनए अणु और उसके प्रत्येक अनुभाग के लिए अद्वितीय और विशिष्ट है। डीएनए अणु के विभिन्न काफी लंबे खंड विभिन्न प्रोटीनों के संश्लेषण के लिए जिम्मेदार हैं। इस प्रकार, एक डीएनए अणु बड़ी संख्या में कार्यात्मक और रासायनिक रूप से भिन्न कोशिका प्रोटीन के संश्लेषण को निर्धारित कर सकता है। डीएनए अणु का केवल एक निश्चित भाग ही प्रत्येक प्रकार के प्रोटीन के संश्लेषण के लिए जिम्मेदार होता है। कोशिका में एक विशेष प्रोटीन के संश्लेषण से जुड़े डीएनए अणु के ऐसे खंड को अक्सर "सिस्ट्रॉन" कहा जाता है। वर्तमान में सिस्ट्रोन की अवधारणा को जीन की अवधारणा के समकक्ष माना जाता है। एक जीन की अनूठी संरचना - श्रृंखला के साथ उसके न्यूक्लियोटाइड की विशिष्ट अनुक्रमिक व्यवस्था - में एक संबंधित प्रोटीन की संरचना के बारे में सारी जानकारी शामिल होती है।

आनुवंशिक जानकारी कहाँ संग्रहित की जाती है, इस मुद्दे पर संक्षेप में बात करना। किसी कोशिका में डीएनए के स्थानीयकरण के बारे में निम्नलिखित कहा जा सकता है। यह लंबे समय से ज्ञात है कि, प्रोटीन संश्लेषण उपकरण के अन्य सभी घटकों के विपरीत, डीएनए का एक विशेष, बहुत सीमित स्थानीयकरण होता है: उच्च (यूकेरियोटिक) जीवों की कोशिकाओं में इसका स्थान कोशिका नाभिक होगा। निचले (प्रोकैरियोटिक) जीवों में जिनमें कोई गठित कोशिका नाभिक नहीं होता है, डीएनए को एक या अधिक कॉम्पैक्ट न्यूक्लियोटाइड संरचनाओं के रूप में शेष प्रोटोप्लाज्म से भी मिश्रित किया जाता है। इसके पूर्ण अनुरूप, यूकेरियोट्स के नाभिक या प्रोकैरियोट्स के न्यूक्लियॉइड को लंबे समय से जीन के लिए एक ग्रहणशील माना जाता है, एक अद्वितीय सेलुलर ऑर्गेनेल के रूप में जो जीवों की वंशानुगत विशेषताओं के कार्यान्वयन और पीढ़ियों से उनके संचरण को नियंत्रित करता है।

डीएनए की मैक्रोमोलेक्युलर संरचना में अंतर्निहित मूल सिद्धांत तथाकथित पूरकता सिद्धांत (चित्र 17) है। जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, डीएनए अणु में दो परस्पर जुड़े हुए धागे होते हैं। ये शृंखलाएँ अपने विरोधी न्यूक्लियोटाइडों की परस्पर क्रिया के माध्यम से एक दूसरे से जुड़ी हुई हैं। इसके अलावा, संरचनात्मक कारणों से, ऐसी डबल-स्ट्रैंडेड संरचना का अस्तित्व केवल तभी संभव है जब दोनों श्रृंखलाओं के विपरीत न्यूक्लियोटाइड स्टेरली पूरक हों, यानी। अपनी स्थानिक संरचना से एक दूसरे के पूरक होंगे। ऐसे पूरक-न्यूक्लियोटाइड जोड़े ए-टी जोड़ी (एडेनिन-थाइमिन) और जी-सी जोड़ी (गुआनिन-साइटोसिन) हैं।

नतीजतन, पूरकता के इस सिद्धांत के अनुसार, यदि डीएनए अणु की एक श्रृंखला में हमारे पास चार प्रकार के न्यूक्लियोटाइड का एक निश्चित अनुक्रम है, तो दूसरी श्रृंखला में न्यूक्लियोटाइड का अनुक्रम विशिष्ट रूप से निर्धारित किया जाएगा, ताकि पहली श्रृंखला के प्रत्येक ए दूसरी श्रृंखला में एक टी के अनुरूप होगा, पहली श्रृंखला का प्रत्येक टी दूसरी श्रृंखला में ए के अनुरूप होगा, पहली श्रृंखला के प्रत्येक जी के अनुरूप होगा - दूसरी श्रृंखला में सी और पहली श्रृंखला के प्रत्येक सी के अनुरूप होगा - जी में दूसरी श्रृंखला.

यह देखा जा सकता है कि डीएनए अणु की डबल-स्ट्रैंडेड संरचना में अंतर्निहित संकेतित संरचनात्मक सिद्धांत मूल संरचना के सटीक पुनरुत्पादन को समझना आसान बनाता है, यानी। 4 प्रकार के न्यूक्लियोटाइड के विशिष्ट अनुक्रम के रूप में एक अणु की श्रृंखला में दर्ज की गई जानकारी का सटीक पुनरुत्पादन। दरअसल, किसी कोशिका में नए डीएनए अणुओं का संश्लेषण मौजूदा डीएनए अणुओं के आधार पर ही होता है। इस मामले में, मूल डीएनए अणु की दो श्रृंखलाएं एक छोर पर अलग होने लगती हैं, और प्रत्येक अलग-अलग एकल-फंसे खंड पर, दूसरी श्रृंखला सिद्धांत के अनुसार सख्ती से पर्यावरण में मौजूद मुक्त न्यूक्लियोटाइड से इकट्ठा होना शुरू हो जाती है। संपूरकता का. मूल डीएनए अणु की दो श्रृंखलाओं के विचलन की प्रक्रिया जारी रहती है, और तदनुसार दोनों श्रृंखलाएं पूरक श्रृंखलाओं द्वारा पूरक होती हैं। परिणामस्वरूप, जैसा कि चित्र में देखा जा सकता है, एक के बजाय, दो डीएनए अणु दिखाई देते हैं, जो बिल्कुल मूल के समान होते हैं। प्रत्येक परिणामी "बेटी" डीएनए अणु में, एक स्ट्रैंड पूरी तरह से मूल से प्राप्त हुआ प्रतीत होता है, जबकि दूसरा नव संश्लेषित होता है।

मुख्य बात जिस पर एक बार फिर से जोर देने की आवश्यकता है वह यह है कि सटीक प्रजनन की संभावित क्षमता डीएनए की डबल-स्ट्रैंडेड पूरक संरचना में ही अंतर्निहित है, और इसकी खोज, निश्चित रूप से, जीव विज्ञान की मुख्य उपलब्धियों में से एक है।

हालाँकि, डीएनए पुनरुत्पादन (दोहराव) की समस्या इसकी संरचना की न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को सटीक रूप से पुन: उत्पन्न करने की संभावित क्षमता बताने तक सीमित नहीं है। सच तो यह है कि डीएनए बिल्कुल भी स्व-प्रतिकृति बनाने वाला अणु नहीं है। ऊपर वर्णित योजना के अनुसार डीएनए संश्लेषण और प्रजनन की प्रक्रिया को पूरा करने के लिए डीएनए पोलीमरेज़ नामक एक विशेष एंजाइमेटिक कॉम्प्लेक्स की गतिविधि आवश्यक है। जाहिर है, यह वह एंजाइम है जो पूरक सिद्धांत के अनुसार डीएनए अणु के एक छोर से दूसरे छोर तक दो श्रृंखलाओं को अलग करने की अनुक्रमिक प्रक्रिया को पूरा करता है और साथ ही उन पर मुक्त न्यूक्लियोटाइड का पोलीमराइजेशन भी करता है। इस प्रकार, डीएनए, एक मैट्रिक्स की तरह, केवल संश्लेषित श्रृंखलाओं में न्यूक्लियोटाइड की व्यवस्था का क्रम निर्धारित करता है, और प्रक्रिया स्वयं प्रोटीन द्वारा की जाती है। डीएनए पुनर्विकास के दौरान एंजाइम का कार्य आज सबसे दिलचस्प समस्याओं में से एक है। जाहिरा तौर पर, डीएनए पोलीमरेज़ सक्रिय रूप से डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए अणु के साथ एक छोर से दूसरे छोर तक रेंगता है, और अपने पीछे एक द्विभाजित, दोहरावदार "पूंछ" छोड़ता है। इस प्रोटीन के संचालन के भौतिक सिद्धांत अभी तक स्पष्ट नहीं हैं।

हालाँकि, डीएनए और उसके व्यक्तिगत कार्यात्मक खंड, जो प्रोटीन की संरचना के बारे में जानकारी रखते हैं, स्वयं प्रोटीन अणुओं के निर्माण की प्रक्रिया में सीधे भाग नहीं लेते हैं। डीएनए श्रृंखलाओं में दर्ज इस जानकारी की प्राप्ति की दिशा में पहला कदम प्रतिलेखन, या "पुनर्लेखन" की तथाकथित प्रक्रिया है। इस प्रक्रिया में, रासायनिक रूप से संबंधित बहुलक, राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरएनए) का संश्लेषण डीएनए श्रृंखला पर, मैट्रिक्स की तरह होता है। आरएनए अणु एक एकल श्रृंखला है, जिसके मोनोमर्स चार प्रकार के राइबोन्यूक्लियोटाइड्स होते हैं, जिन्हें डीएनए के चार प्रकार के डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड्स का मामूली संशोधन माना जाता है। परिणामी आरएनए श्रृंखला में चार प्रकार के राइबोन्यूक्लियोटाइड्स के स्थान का क्रम दो डीएनए श्रृंखलाओं में से एक के संबंधित डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड्स के स्थान के क्रम को बिल्कुल दोहराता है। इस प्रकार, जीन के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को आरएनए अणुओं के रूप में कॉपी किया जाता है, अर्थात। किसी दिए गए जीन की संरचना में दर्ज की गई जानकारी पूरी तरह से आरएनए में स्थानांतरित हो जाती है। प्रत्येक जीन से बड़ी, सैद्धांतिक रूप से असीमित संख्या में ऐसी "प्रतियाँ" - आरएनए अणु - हटाई जा सकती हैं। ये अणु, जीन की "प्रतियों" के रूप में कई प्रतियों में फिर से लिखे जाते हैं और इसलिए जीन के समान ही जानकारी रखते हैं, पूरे कोशिका में फैल जाते हैं। वे पहले से ही कोशिका के प्रोटीन-संश्लेषित कणों के सीधे संपर्क में हैं और प्रोटीन अणुओं के निर्माण की प्रक्रियाओं में "व्यक्तिगत" भाग लेते हैं। दूसरे शब्दों में, वे जानकारी को उस स्थान से स्थानांतरित करते हैं जहां इसे संग्रहीत किया जाता है जहां इसे लागू किया जाता है। तदनुसार, इन आरएनए को मैसेंजर या मैसेंजर आरएनए के रूप में जाना जाता है, जिसे संक्षेप में एमआरएनए (या एमआरएनए) कहा जाता है।

यह पाया गया कि मैसेंजर आरएनए श्रृंखला को टेम्पलेट के रूप में संबंधित डीएनए अनुभाग का उपयोग करके सीधे संश्लेषित किया जाता है। इस मामले में, संश्लेषित एमआरएनए श्रृंखला अपने न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम में दो डीएनए श्रृंखलाओं में से एक की बिल्कुल प्रतिलिपि बनाती है (यह मानते हुए कि आरएनए में यूरैसिल (यू) डीएनए में इसके व्युत्पन्न थाइमिन (टी) से मेल खाती है)। यह संपूरकता के उसी संरचनात्मक सिद्धांत के आधार पर होता है जो डीएनए पुनर्विकास को निर्धारित करता है (चित्र 18)। यह पता चला कि जब किसी कोशिका में डीएनए पर एमआरएनए को संश्लेषित किया जाता है, तो केवल एक डीएनए स्ट्रैंड का उपयोग एमआरएनए श्रृंखला के निर्माण के लिए टेम्पलेट के रूप में किया जाता है। फिर इस डीएनए श्रृंखला का प्रत्येक जी निर्माणाधीन आरएनए श्रृंखला में एक सी के अनुरूप होगा, डीएनए श्रृंखला का प्रत्येक सी आरएनए श्रृंखला में एक जी के अनुरूप होगा, डीएनए श्रृंखला का प्रत्येक टी आरएनए श्रृंखला में एक ए के अनुरूप होगा। , और डीएनए श्रृंखला का प्रत्येक ए आरएनए श्रृंखला में एक वाई के अनुरूप होगा। परिणामस्वरूप, परिणामी आरएनए स्ट्रैंड सख्ती से टेम्पलेट डीएनए स्ट्रैंड का पूरक होगा और इसलिए, न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम (टी = वाई लेते हुए) में दूसरे डीएनए स्ट्रैंड के समान होगा। इस प्रकार, जानकारी को डीएनए से आरएनए में "पुनः लिखा" जाता है, अर्थात। प्रतिलेखन। आरएनए श्रृंखला में न्यूक्लियोटाइड्स के "पुनर्लिखित" संयोजन पहले से ही प्रोटीन श्रृंखला में एन्कोड किए गए संबंधित अमीनो एसिड की व्यवस्था को सीधे निर्धारित करते हैं।

इस प्रकार, आरेख का माना गया भाग डीएनए से एमआरएनए अणुओं के रूप में प्रोटीन को संश्लेषित करने वाले इंट्रासेल्युलर कणों तक आने वाली जानकारी के प्रवाह का वर्णन करता है। अब हम एक अलग प्रकार के प्रवाह की ओर मुड़ते हैं - उस सामग्री के प्रवाह की ओर जिससे प्रोटीन बनाया जाना चाहिए। प्रोटीन अणु की प्राथमिक इकाइयाँ - मोनोमर्स - अमीनो एसिड होती हैं, जिनमें से 20 विभिन्न किस्में होती हैं। एक प्रोटीन अणु बनाने (संश्लेषित करने) के लिए, कोशिका में मौजूद मुक्त अमीनो एसिड को प्रोटीन-संश्लेषित कण में प्रवेश करने वाले उचित प्रवाह में शामिल किया जाना चाहिए, और वहां उन्हें मैसेंजर आरएनए द्वारा निर्देशित एक निश्चित अनूठे तरीके से एक श्रृंखला में व्यवस्थित किया जाता है। अमीनो एसिड की यह भागीदारी - प्रोटीन निर्माण के लिए बिल्डिंग ब्लॉक - अपेक्षाकृत छोटे आकार के विशेष आरएनए अणुओं के लिए मुक्त अमीनो एसिड के लगाव के माध्यम से की जाती है। ये आरएनए, जो उनमें मुक्त अमीनो एसिड जोड़ने का काम करते हैं, सूचनात्मक नहीं होंगे, बल्कि एक अलग एडाप्टर फ़ंक्शन ले जाएंगे, जिसका अर्थ आगे देखा जाएगा। अमीनो एसिड स्थानांतरण आरएनए (टीआरएनए) की छोटी श्रृंखलाओं के एक छोर से जुड़े होते हैं, प्रति आरएनए अणु में एक अमीनो एसिड होता है।

कोशिका में प्रत्येक प्रकार के अमीनो एसिड के लिए, विशिष्ट एडाप्टर आरएनए अणु होते हैं जो केवल इस प्रकार के अमीनो एसिड को जोड़ते हैं। इस रूप में, आरएनए पर जाकर, अमीनो एसिड प्रोटीन-संश्लेषित कणों में प्रवेश करते हैं।

प्रोटीन जैवसंश्लेषण की प्रक्रिया का केंद्रीय बिंदु कोशिका के प्रोटीन-संश्लेषित कणों में इन दो इंट्रासेल्युलर प्रवाह - सूचना का प्रवाह और सामग्री का प्रवाह - का संलयन है। इन कणों को राइबोसोम कहा जाता है। राइबोसोम आणविक आकार की अल्ट्रामाइक्रोस्कोपिक जैव रासायनिक "मशीनें" हैं, जहां मैसेंजर आरएनए में निहित योजना के अनुसार, आने वाले अमीनो एसिड अवशेषों से विशिष्ट प्रोटीन इकट्ठे किए जाते हैं। हालाँकि यह आरेख (चित्र 19) केवल एक कण दिखाता है, प्रत्येक कोशिका में हजारों राइबोसोम होते हैं। राइबोसोम की संख्या कोशिका में प्रोटीन संश्लेषण की समग्र तीव्रता निर्धारित करती है। एक राइबोसोमल कण का व्यास लगभग 20 एनएम है। अपनी रासायनिक प्रकृति से, राइबोसोम एक राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन है: इसमें एक विशेष राइबोसोमल आरएनए (यह मैसेंजर और एडाप्टर आरएनए के अलावा हमें ज्ञात आरएनए का तीसरा वर्ग है) और संरचनात्मक राइबोसोमल प्रोटीन के अणु होते हैं। साथ में, कई दर्जन मैक्रोमोलेक्यूल्स का यह संयोजन एक आदर्श रूप से संगठित और विश्वसनीय "मशीन" बनाता है जो एमआरएनए श्रृंखला में निहित जानकारी को पढ़ने और इसे एक विशिष्ट संरचना के तैयार प्रोटीन अणु के रूप में लागू करने की क्षमता रखता है। चूंकि प्रक्रिया का सार यह है कि एक प्रोटीन श्रृंखला में 20 प्रकार के अमीनो एसिड की रैखिक व्यवस्था रासायनिक रूप से पूरी तरह से अलग बहुलक - न्यूक्लिक एसिड (एमआरएनए) की श्रृंखला में चार प्रकार के न्यूक्लियोटाइड के स्थान से विशिष्ट रूप से निर्धारित होती है, यह प्रक्रिया राइबोसोम में होने वाली घटना को आम तौर पर "अनुवाद" या "अनुवाद" कहा जाता है - अनुवाद, जैसा कि यह था, न्यूक्लिक एसिड श्रृंखलाओं के 4-अक्षर वर्णमाला से प्रोटीन (पॉलीपेप्टाइड) श्रृंखलाओं के 20-अक्षर वर्णमाला तक। जैसा कि देखा जा सकता है, आरएनए के सभी तीन ज्ञात वर्ग अनुवाद प्रक्रिया में शामिल हैं: मैसेंजर आरएनए, जो अनुवाद का उद्देश्य है, राइबोसोमल आरएनए, जो प्रोटीन-संश्लेषित राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन कण - राइबोसोम, और एडाप्टर आरएनए के आयोजक की भूमिका निभाता है। , जो अनुवादक का कार्य करता है।

लेकिन साथ ही दूसरा काम भी हल हो रहा है. तथ्य यह है कि अमीनो एसिड और टीआरएनए अणु के बीच प्रतिक्रिया अमीनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेज़ नामक एंजाइम द्वारा की जाती है। 20 प्रकार के अमीनो एसिड में से प्रत्येक के लिए, विशेष एंजाइम होते हैं जो केवल इस अमीनो एसिड को शामिल करके प्रतिक्रिया करते हैं। इस प्रकार, कम से कम 20 एंजाइम (एमिनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेज़) होते हैं, जिनमें से प्रत्येक एक प्रकार के अमीनो एसिड के लिए विशिष्ट होता है। इनमें से प्रत्येक एंजाइम किसी टीआरएनए अणु के साथ प्रतिक्रिया नहीं कर सकता है, बल्कि केवल उन लोगों के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है जो अपनी श्रृंखला में न्यूक्लियोटाइड का कड़ाई से परिभाषित संयोजन रखते हैं। इस प्रकार, ऐसे विशिष्ट एंजाइमों के एक सेट के अस्तित्व के कारण, जो एक ओर, अमीनो एसिड की प्रकृति और दूसरी ओर, टीआरएनए के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को अलग करते हैं, 20 प्रकार के अमीनो एसिड में से प्रत्येक निकलता है किसी दिए गए विशिष्ट न्यूक्लियोटाइड संयोजन के साथ केवल एक निश्चित टीआरएनए को "सौंपा" जाना है।

योजनाबद्ध रूप से, प्रोटीन जैवसंश्लेषण प्रक्रिया के कुछ पहलू, जहाँ तक हम आज उनका प्रतिनिधित्व करते हैं, चित्र में दिए गए हैं। 19.

यहां, सबसे पहले, यह स्पष्ट है कि मैसेंजर आरएनए अणु राइबोसोम से जुड़ा है या, जैसा कि वे कहते हैं, राइबोसोम मैसेंजर आरएनए द्वारा "प्रोग्राम किया गया" है। किसी भी समय, एमआरएनए श्रृंखला का केवल एक अपेक्षाकृत छोटा खंड सीधे राइबोसोम में ही स्थित होता है। लेकिन यह वास्तव में यह खंड है, जो राइबोसोम की भागीदारी के साथ, एडेप्टर आरएनए अणुओं के साथ बातचीत कर सकता है। और यहां फिर से मुख्य भूमिका संपूरकता के सिद्धांत द्वारा निभाई जाती है, जिसकी पहले ही ऊपर दो बार चर्चा की जा चुकी है।

यह उस तंत्र की व्याख्या है कि क्यों एक कड़ाई से परिभाषित अमीनो एसिड एमआरएनए श्रृंखला के दिए गए ट्रिपलेट से मेल खाता है। यह देखा जा सकता है कि आवश्यक मध्यवर्ती लिंक, या एडॉप्टर, जब प्रत्येक अमीनो एसिड एमआरएनए पर अपने ट्रिपलेट को "पहचानता" है, तो एडॉप्टर आरएनए (टीआरएनए) होता है।

आरेख पर आगे (चित्र 19 देखें) यह स्पष्ट है कि राइबोसोम में, संलग्न अमीनो एसिड के साथ चर्चा किए गए टीआरएनए अणु के अलावा, एक और टीआरएनए अणु है। लेकिन, ऊपर चर्चा किए गए टीआरएनए अणु के विपरीत, यह टीआरएनए अणु एक प्रोटीन (पॉलीपेप्टाइड) श्रृंखला के अंत से जुड़ा होता है जो संश्लेषण की प्रक्रिया में होता है। यह स्थिति प्रोटीन अणु के संश्लेषण के दौरान राइबोसोम में होने वाली घटनाओं की गतिशीलता को दर्शाती है। इस गतिशीलता की कल्पना इस प्रकार की जा सकती है। आइए एक निश्चित मध्यवर्ती क्षण से शुरू करें, जो आरेख में परिलक्षित होता है और एक प्रोटीन श्रृंखला की उपस्थिति की विशेषता है जो पहले से ही बनना शुरू हो चुकी है, टीआरएनए इससे जुड़ा हुआ है और जिसने अभी-अभी राइबोसोम में प्रवेश किया है और एक नए टीआरएनए अणु के त्रिक से संपर्क किया है इसके अनुरूप अमीनो एसिड। जाहिरा तौर पर, राइबोसोम पर किसी दिए गए स्थान पर स्थित एमआरएनए ट्रिपलेट से टीआरएनए अणु को जोड़ने का कार्य अमीनो एसिड अवशेषों और निर्माणाधीन प्रोटीन श्रृंखला के बीच ऐसे पारस्परिक अभिविन्यास और निकट संपर्क की ओर जाता है कि उनके बीच एक सहसंयोजक बंधन उत्पन्न होता है। कनेक्शन इस तरह से होता है कि निर्माणाधीन प्रोटीन श्रृंखला का अंत, जो आरेख में टीआरएनए से जुड़ा हुआ है, इस टीआरएनए से आने वाले अमीनोएसिल-टीआरएनए के अमीनो एसिड अवशेषों में स्थानांतरित हो जाता है। नतीजतन, "दाएं" टीआरएनए, "दाता" की भूमिका निभाते हुए, मुक्त हो जाएगा, और प्रोटीन श्रृंखला "स्वीकर्ता" - "बाएं" (आए हुए) एमिनोएसिल-टीआरएनए में स्थानांतरित हो जाएगी। परिणामस्वरूप प्रोटीन श्रृंखला एक अमीनो एसिड द्वारा विस्तारित होगी और "बाएं" »टीआरएनए से जुड़ी होगी। इसके बाद, "बाएं" टीआरएनए, इसके साथ जुड़े एमआरएनए न्यूक्लियोटाइड के त्रिक के साथ, "दाहिनी ओर" स्थानांतरित किया जाता है, फिर पिछले "दाता" टीआरएनए अणु को यहां से विस्थापित किया जाएगा और इसके स्थान पर राइबोसोम छोड़ दिया जाएगा। नया टीआरएनए निर्माणाधीन प्रोटीन श्रृंखला के साथ दिखाई देगा, जो एक अमीनो एसिड अवशेष द्वारा लंबा होगा, और एमआरएनए श्रृंखला राइबोसोम के सापेक्ष दाईं ओर एक ट्रिपलेट आगे बढ़ेगी। एमआरएनए श्रृंखला के एक त्रिक के दाईं ओर स्थानांतरित होने के परिणामस्वरूप, अगला रिक्त त्रिक (यूयूयू) राइबोसोम में दिखाई देगा, और अमीनो एसिड (फेनिलएलनिल-टीआरएनए) के साथ संबंधित टीआरएनए पूरक के अनुसार तुरंत इसमें शामिल हो जाएगा। सिद्धांत. यह फिर से निर्माणाधीन प्रोटीन श्रृंखला और फेनिलएलनिन अवशेषों के बीच एक सहसंयोजक (पेप्टाइड) बंधन के गठन का कारण बनेगा और इसके बाद, सभी आगामी परिणामों के साथ एमआरएनए श्रृंखला के एक ट्रिपलेट को दाईं ओर स्थानांतरित करना होगा, आदि। इस तरह, राइबोसोम के माध्यम से, मैसेंजर आरएनए श्रृंखला को क्रमिक रूप से, ट्रिपल दर ट्रिपल खींचा जाता है, जिसके परिणामस्वरूप एमआरएनए श्रृंखला शुरू से अंत तक राइबोसोम द्वारा समग्र रूप से "पढ़ी" जाती है। एक ही समय में और इसके संयोजन में, एक अनुक्रमिक, अमीनो एसिड द्वारा अमीनो एसिड, प्रोटीन श्रृंखला की वृद्धि होती है। तदनुसार, अमीनो एसिड वाले टीआरएनए अणु एक के बाद एक राइबोसोम में प्रवेश करते हैं, और अमीनो एसिड के बिना टीआरएनए अणु बाहर निकल जाते हैं। खुद को राइबोसोम के बाहर समाधान में पाकर, मुक्त टीआरएनए अणु फिर से अमीनो एसिड के साथ जुड़ते हैं और उन्हें फिर से राइबोसोम में ले जाते हैं, इस प्रकार बिना विनाश या परिवर्तन के खुद को चक्रित करते हैं।

सेलुलरमुख्य

1. इंटरफ़ेज़ नाभिक की सामान्य विशेषताएँ। कर्नेल कार्य करता है

1. इंटरफ़ेज़ नाभिक की सामान्य विशेषताएँ

केन्द्रक कोशिका का सबसे महत्वपूर्ण घटक है, जो बहुकोशिकीय जीवों की लगभग सभी कोशिकाओं में पाया जाता है। अधिकांश कोशिकाओं में एक ही केंद्रक होता है, लेकिन द्विकेंद्रकीय और बहुकेंद्रकीय कोशिकाएं होती हैं (उदाहरण के लिए, धारीदार मांसपेशी फाइबर)। द्विनाभिकीयता और बहुनाभिकीयता कोशिकाओं की कार्यात्मक विशेषताओं या रोगविज्ञानी अवस्था से निर्धारित होती है। केन्द्रक का आकार और आकार बहुत परिवर्तनशील होता है और यह जीव के प्रकार, प्रकार, आयु और कोशिका की कार्यात्मक अवस्था पर निर्भर करता है। औसतन, केन्द्रक का आयतन कोशिका के कुल आयतन का लगभग 10% होता है। अधिकतर, कोर का आकार गोल या अंडाकार होता है जिसका व्यास 3 से 10 माइक्रोन तक होता है। नाभिक का न्यूनतम आकार 1 माइक्रोन (कुछ प्रोटोजोआ में) है, अधिकतम 1 मिमी (कुछ मछलियों और उभयचरों के अंडे) है। कुछ मामलों में, कोशिका के आकार पर केन्द्रक के आकार की निर्भरता होती है। केन्द्रक आमतौर पर एक केंद्रीय स्थान रखता है, लेकिन विभेदित कोशिकाओं में इसे कोशिका के परिधीय भाग में स्थानांतरित किया जा सकता है। यूकेरियोटिक कोशिका का लगभग सारा डीएनए केन्द्रक में केंद्रित होता है।

कर्नेल के मुख्य कार्य हैं:

1) आनुवंशिक जानकारी का भंडारण और स्थानांतरण;

2) कोशिका में प्रोटीन संश्लेषण, चयापचय और ऊर्जा का विनियमन।

इस प्रकार, नाभिक न केवल आनुवंशिक सामग्री का भंडार है, बल्कि वह स्थान भी है जहां यह सामग्री कार्य करती है और प्रजनन करती है। इसलिए, इनमें से किसी भी कार्य में व्यवधान से कोशिका मृत्यु हो जाएगी। यह सब न्यूक्लिक एसिड और प्रोटीन के संश्लेषण की प्रक्रियाओं में परमाणु संरचनाओं के प्रमुख महत्व को इंगित करता है।

कोशिका के जीवन में केन्द्रक की भूमिका प्रदर्शित करने वाले पहले वैज्ञानिकों में से एक जर्मन जीवविज्ञानी हैमरलिंग थे। हैमरलिंग ने प्रायोगिक वस्तु के रूप में बड़े एककोशिकीय शैवाल का उपयोग किया एसिटोब्यूलरियाभूमध्यसागरीय और ए.सीरेनुलता. ये निकट संबंधी प्रजातियाँ अपनी "टोपी" के आकार से स्पष्ट रूप से एक-दूसरे से भिन्न होती हैं। डंठल के आधार पर केन्द्रक होता है। कुछ प्रयोगों में टोपी को तने के निचले भाग से अलग कर दिया गया। परिणामस्वरूप, यह पाया गया कि टोपी के सामान्य विकास के लिए एक केन्द्रक आवश्यक है। अन्य प्रयोगों में, शैवाल की एक प्रजाति के केंद्रक वाले डंठल को दूसरी प्रजाति के केंद्रक रहित डंठल से जोड़ा गया। परिणामी काइमेरों में हमेशा उस प्रजाति की विशिष्ट टोपी विकसित होती है जिसका केंद्रक होता है।

इंटरफ़ेज़ नाभिक की सामान्य संरचना सभी कोशिकाओं में समान होती है। कोर के होते हैं परमाणु आवरण, क्रोमैटिन, न्यूक्लियोली, परमाणु प्रोटीन मैट्रिक्स और कैरियोप्लाज्म (न्यूक्लियोप्लाज्म)।ये घटक यूकेरियोटिक एकल और बहुकोशिकीय जीवों की लगभग सभी गैर-विभाजित कोशिकाओं में पाए जाते हैं।

2. परमाणु आवरण, संरचना और कार्यात्मक महत्व

परमाणु आवरण (कैरियोलेम्मा, कैरियोटेका) इसमें बाहरी और आंतरिक परमाणु झिल्ली 7 एनएम मोटी होती है। उनके बीच स्थित है पेरिन्यूक्लियर स्पेसचौड़ाई 20 से 40 एनएम तक। परमाणु आवरण के मुख्य रासायनिक घटक लिपिड (13-35%) और प्रोटीन (50-75%) हैं। परमाणु झिल्लियों में थोड़ी मात्रा में डीएनए (0-8%) और आरएनए (3-9%) भी पाए जाते हैं। परमाणु झिल्लियों की विशेषता अपेक्षाकृत कम कोलेस्ट्रॉल सामग्री और उच्च फॉस्फोलिपिड सामग्री होती है। परमाणु आवरण सीधे एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम और नाभिक की सामग्री से जुड़ा होता है। इसके दोनों तरफ नेटवर्क जैसी संरचनाएं सटी हुई हैं। आंतरिक परमाणु झिल्ली को अस्तर करने वाली नेटवर्क जैसी संरचना एक पतली झिल्ली की तरह दिखती है और इसे कहा जाता है परमाणु लामिना।न्यूक्लियर लैमिना झिल्ली को सहारा देता है और क्रोमोसोम और न्यूक्लियर आरएनए से संपर्क करता है। बाहरी परमाणु झिल्ली के आसपास की नेटवर्क जैसी संरचना बहुत कम सघन होती है। बाहरी परमाणु झिल्ली प्रोटीन संश्लेषण में शामिल राइबोसोम से जड़ी होती है। परमाणु आवरण में लगभग 30-100 एनएम व्यास वाले कई छिद्र होते हैं। परमाणु छिद्रों की संख्या कोशिका प्रकार, कोशिका चक्र की अवस्था और विशिष्ट हार्मोनल स्थिति पर निर्भर करती है। अतः कोशिका में सिंथेटिक प्रक्रियाएँ जितनी तीव्र होंगी, परमाणु झिल्ली में उतने ही अधिक छिद्र होंगे। परमाणु छिद्र बल्कि प्रयोगशाला संरचनाएं हैं, अर्थात, बाहरी प्रभावों के आधार पर, वे अपनी त्रिज्या और चालकता को बदलने में सक्षम हैं। रोम छिद्र जटिल रूप से व्यवस्थित गोलाकार और तंतुमय संरचनाओं से भरा होता है। झिल्ली छिद्रों और इन संरचनाओं के संग्रह को परमाणु छिद्र परिसर कहा जाता है। छिद्रों के जटिल परिसर में अष्टकोणीय समरूपता होती है। परमाणु आवरण में गोल छेद की सीमा के साथ कणिकाओं की तीन पंक्तियाँ होती हैं, प्रत्येक में 8 टुकड़े: एक पंक्ति में परमाणु पक्ष के वैचारिक मॉडल के निर्माण का एक साधन होता है, दूसरे में साइटोप्लाज्म पक्ष के वैचारिक मॉडल के निर्माण का एक साधन होता है , तीसरा छिद्रों के मध्य भाग में स्थित है। कणिकाओं का आकार लगभग 25 एनएम है। तंतुमय प्रक्रियाएं कणिकाओं से विस्तारित होती हैं। ऐसे तंतु, परिधीय कणिकाओं से फैलते हुए, केंद्र में एकत्रित हो सकते हैं और छिद्र के पार एक विभाजन, एक डायाफ्राम बना सकते हैं। छेद के केंद्र में आप अक्सर तथाकथित केंद्रीय दाना देख सकते हैं।

परमाणु-साइटोप्लाज्मिक परिवहन

परमाणु छिद्र के माध्यम से सब्सट्रेट स्थानांतरण की प्रक्रिया (आयात के मामले में) में कई चरण होते हैं। पहले चरण में, ट्रांसपोर्टिंग कॉम्प्लेक्स को साइटोप्लाज्म का सामना करने वाले फाइब्रिल पर लंगर डाला जाता है। फ़ाइब्रिल फिर झुकता है और कॉम्प्लेक्स को परमाणु छिद्र चैनल के प्रवेश द्वार तक ले जाता है। कैरियोप्लाज्म में कॉम्प्लेक्स का वास्तविक स्थानांतरण और विमोचन होता है। विपरीत प्रक्रिया को भी जाना जाता है - नाभिक से साइटोप्लाज्म में पदार्थों का स्थानांतरण। यह मुख्य रूप से नाभिक में विशेष रूप से संश्लेषित आरएनए के परिवहन से संबंधित है। नाभिक से कोशिकाद्रव्य तक पदार्थों के परिवहन का एक अन्य तरीका भी है। यह परमाणु झिल्ली के बहिर्गमन के गठन से जुड़ा हुआ है, जिसे रिक्तिका के रूप में नाभिक से अलग किया जा सकता है, और फिर उनकी सामग्री को बाहर निकाल दिया जाता है या साइटोप्लाज्म में छोड़ दिया जाता है।

इस प्रकार, नाभिक और साइटोप्लाज्म के बीच पदार्थों का आदान-प्रदान दो मुख्य तरीकों से होता है: छिद्रों के माध्यम से और लेसिंग द्वारा।

परमाणु झिल्ली के कार्य:

1. रुकावट।यह कार्य केन्द्रक की सामग्री को साइटोप्लाज्म से अलग करना है। परिणामस्वरूप, आरएनए/डीएनए संश्लेषण और प्रोटीन संश्लेषण की प्रक्रियाएं स्थानिक रूप से अलग हो जाती हैं।

2. परिवहन।परमाणु आवरण सक्रिय रूप से नाभिक और साइटोप्लाज्म के बीच मैक्रोमोलेक्यूल्स के परिवहन को नियंत्रित करता है।

3. आयोजन.परमाणु आवरण के मुख्य कार्यों में से एक इंट्रान्यूक्लियर ऑर्डर के निर्माण में इसकी भागीदारी है।

3. क्रोमैटिन और क्रोमोसोम की संरचना और कार्य

वंशानुगत सामग्री कोशिका केन्द्रक में दो संरचनात्मक और कार्यात्मक अवस्थाओं में मौजूद हो सकती है:

1. क्रोमेटिन.यह एक डिकॉन्डेंस्ड, मेटाबोलिक रूप से सक्रिय अवस्था है जिसे इंटरफेज़ में ट्रांसक्रिप्शन और रिडुप्लीकेशन प्रक्रियाओं का समर्थन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

2. गुणसूत्र.यह अधिकतम रूप से संघनित, सघन, चयापचय रूप से निष्क्रिय अवस्था है जिसका उद्देश्य बेटी कोशिकाओं में आनुवंशिक सामग्री के वितरण और परिवहन के लिए है।

क्रोमेटिन.कोशिका नाभिक में, घने पदार्थ के क्षेत्रों की पहचान की जाती है जो मूल रंगों से अच्छी तरह से रंगे होते हैं। इन संरचनाओं को "क्रोमैटिन" कहा जाता है (ग्रीक "क्रोमो" से)– रंग, पेंट)। इंटरफ़ेज़ नाभिक का क्रोमैटिन उन गुणसूत्रों का प्रतिनिधित्व करता है जो विघटित अवस्था में होते हैं। गुणसूत्र विघटन की डिग्री भिन्न हो सकती है। पूर्ण विसंघनन के क्षेत्र कहलाते हैं यूक्रोमैटिन.अपूर्ण विसंघनन के साथ, संघनित क्रोमेटिन के क्षेत्रों को बुलाया जाता है हेटरोक्रोमैटिन।इंटरफ़ेज़ में क्रोमैटिन डीकंडेंसेशन की डिग्री इस संरचना के कार्यात्मक भार को दर्शाती है। इंटरफ़ेज़ न्यूक्लियस में क्रोमैटिन जितना अधिक "फैला हुआ" वितरित होता है, उसमें सिंथेटिक प्रक्रियाएं उतनी ही तीव्र होती हैं। घटानाकोशिकाओं में आरएनए संश्लेषण आमतौर पर संघनित क्रोमैटिन के क्षेत्रों में वृद्धि के साथ होता है।माइटोटिक कोशिका विभाजन के दौरान संघनित क्रोमैटिन का अधिकतम संघनन प्राप्त होता है। इस अवधि के दौरान, गुणसूत्र कोई सिंथेटिक कार्य नहीं करते हैं।

रासायनिक रूप से, क्रोमैटिन में डीएनए (30-45%), हिस्टोन (30-50%), गैर-हिस्टोन प्रोटीन (4-33%) और थोड़ी मात्रा में आरएनए होता है।यूकेरियोटिक गुणसूत्रों का डीएनए रैखिक अणु होता है जिसमें अग्रानुक्रम (एक के बाद एक) में व्यवस्थित विभिन्न आकारों की प्रतिकृतियां होती हैं। औसत प्रतिकृति का आकार लगभग 30 माइक्रोन है। प्रतिकृतियां डीएनए के खंड हैं जिन्हें स्वतंत्र इकाइयों के रूप में संश्लेषित किया जाता है। डीएनए संश्लेषण के लिए प्रतिकृतियों में एक प्रारंभिक बिंदु और एक टर्मिनल बिंदु होता है। आरएनए सभी ज्ञात सेलुलर प्रकार के आरएनए का प्रतिनिधित्व करता है जो संश्लेषण या परिपक्वता की प्रक्रिया में हैं। हिस्टोन को साइटोप्लाज्म में पॉलीसोम पर संश्लेषित किया जाता है, और यह संश्लेषण डीएनए पुनर्विकास से कुछ पहले शुरू होता है। संश्लेषित हिस्टोन साइटोप्लाज्म से नाभिक की ओर स्थानांतरित होते हैं, जहां वे डीएनए के वर्गों से जुड़ते हैं।

संरचनात्मक रूप से, क्रोमैटिन डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोप्रोटीन (डीएनपी) अणुओं का एक फिलामेंटस कॉम्प्लेक्स है जिसमें हिस्टोन से जुड़े डीएनए होते हैं। क्रोमैटिन धागा हिस्टोन कोर के चारों ओर डीएनए का एक डबल हेलिक्स है। इसमें दोहराई जाने वाली इकाइयाँ - न्यूक्लियोसोम शामिल हैं। न्यूक्लियोसोम की संख्या बहुत बड़ी है।

गुणसूत्रों(ग्रीक क्रोमो और सोमा से) कोशिका नाभिक के अंग हैं जो जीन के वाहक होते हैं और कोशिकाओं और जीवों के वंशानुगत गुणों को निर्धारित करते हैं।

क्रोमोसोम काफी स्थिर मोटाई के साथ अलग-अलग लंबाई की छड़ के आकार की संरचनाएं हैं। उनके पास एक प्राथमिक संकुचन क्षेत्र होता है जो गुणसूत्र को दो भुजाओं में विभाजित करता है।समान गुण वाले गुणसूत्र कहलाते हैं मेटासेंट्रिक, असमान लंबाई के कंधों के साथ - सबमेटासेंट्रिकबहुत छोटी, लगभग अगोचर दूसरी भुजा वाले गुणसूत्र कहलाते हैं एक्रोसेंट्रिक.

प्राथमिक संकुचन के क्षेत्र में एक सेंट्रोमियर होता है, जो एक डिस्क के आकार की लैमेलर संरचना होती है। माइटोटिक स्पिंडल के सूक्ष्मनलिकाएं के बंडल सेंट्रोमियर से जुड़े होते हैं, जो सेंट्रीओल्स की ओर बढ़ते हैं। सूक्ष्मनलिकाएं के ये बंडल माइटोसिस के दौरान कोशिका के ध्रुवों तक गुणसूत्रों की गति में भाग लेते हैं। कुछ गुणसूत्रों में द्वितीयक संकुचन होता है। उत्तरार्द्ध आमतौर पर गुणसूत्र के दूरस्थ छोर के पास स्थित होता है और एक छोटे से क्षेत्र, एक उपग्रह को अलग करता है। द्वितीयक अवरोधों को न्यूक्लियर ऑर्गेनाइजर कहा जाता है। आरआरएनए के संश्लेषण के लिए जिम्मेदार डीएनए यहां स्थानीयकृत है। गुणसूत्र भुजाएँ टेलोमेरेस, टर्मिनल क्षेत्रों में समाप्त होती हैं। गुणसूत्रों के टेलोमेरिक सिरे अन्य गुणसूत्रों या उनके टुकड़ों से जुड़ने में सक्षम नहीं होते हैं। इसके विपरीत, गुणसूत्रों के टूटे हुए सिरे अन्य गुणसूत्रों के उन्हीं टूटे हुए सिरों से जोड़े जा सकते हैं।

विभिन्न जीवों में गुणसूत्रों का आकार व्यापक रूप से भिन्न होता है। इस प्रकार, गुणसूत्रों की लंबाई 0.2 से 50 माइक्रोन तक भिन्न हो सकती है। सबसे छोटे गुणसूत्र कुछ प्रोटोजोआ और कवक में पाए जाते हैं। सबसे लंबे कुछ ऑर्थोप्टेरान कीड़ों, उभयचरों और लिली में पाए जाते हैं। मानव गुणसूत्रों की लंबाई 1.5-10 माइक्रोन की सीमा में होती है।

विभिन्न वस्तुओं में गुणसूत्रों की संख्या भी काफी भिन्न होती है, लेकिन यह जानवरों या पौधों की प्रत्येक प्रजाति के लिए विशिष्ट होती है। कुछ रेडिओलेरियन में गुणसूत्रों की संख्या 1000-1600 तक पहुँच जाती है। गुणसूत्रों की संख्या (लगभग 500) के लिए पौधों के बीच रिकॉर्ड धारक घास फर्न है; शहतूत के पेड़ में 308 गुणसूत्र होते हैं। गुणसूत्रों की सबसे छोटी संख्या (2 प्रति द्विगुणित सेट) मलेरिया प्लास्मोडियम, एक घोड़ा राउंडवॉर्म में देखी जाती है। मनुष्य में गुणसूत्रों की संख्या 46 होती हैचिंपैंजी, तिलचट्टे और मिर्च में– 48, ड्रोसोफिला फ्रूट फ्लाई - 8, हाउस फ्लाई - 12, कार्प - 104, स्प्रूस और पाइन - 24, कबूतर - 80।

कैरियोटाइप (ग्रीक कैरियन से - गिरी, अखरोट की गिरी, संचालक - पैटर्न, आकार) एक विशेष प्रजाति की विशेषता वाले गुणसूत्र सेट (संख्या, आकार, गुणसूत्रों का आकार) की विशेषताओं का एक सेट है।

एक ही प्रजाति के विभिन्न लिंगों (विशेषकर जानवरों) के व्यक्तियों में गुणसूत्रों की संख्या भिन्न हो सकती है (अंतर अक्सर एक गुणसूत्र का होता है)। यहां तक कि निकट संबंधी प्रजातियों में भी, गुणसूत्र सेट या तो गुणसूत्रों की संख्या में या कम से कम एक या अधिक गुणसूत्रों के आकार में एक दूसरे से भिन्न होते हैं।इसलिए, कैरियोटाइप की संरचना एक वर्गीकरण विशेषता हो सकती है।

20वीं सदी के उत्तरार्ध में, गुणसूत्र विश्लेषण शुरू किया गया विभेदक गुणसूत्र धुंधलापन के लिए तरीके।ऐसा माना जाता है कि व्यक्तिगत गुणसूत्र क्षेत्रों की दाग लगाने की क्षमता उनके रासायनिक अंतर से जुड़ी होती है।

4. न्यूक्लियोलस। कैरियोप्लाज्म। परमाणु प्रोटीन मैट्रिक्स

न्यूक्लियोलस (न्यूक्लियोलस) यूकेरियोटिक जीवों के कोशिका केंद्रक का एक आवश्यक घटक है। हालांकि, कुछ अपवाद हैं। इस प्रकार, अत्यधिक विशिष्ट कोशिकाओं में, विशेष रूप से कुछ रक्त कोशिकाओं में, न्यूक्लियोली अनुपस्थित होते हैं। न्यूक्लियोलस 1-5 माइक्रोन आकार का एक घना, गोल शरीर है। साइटोप्लाज्मिक ऑर्गेनेल के विपरीत, न्यूक्लियोलस में इसकी सामग्री को घेरने वाली झिल्ली नहीं होती है। न्यूक्लियोलस का आकार इसकी कार्यात्मक गतिविधि की डिग्री को दर्शाता है, जो विभिन्न कोशिकाओं में व्यापक रूप से भिन्न होता है। न्यूक्लियोलस गुणसूत्र का व्युत्पन्न है। न्यूक्लियोलस में प्रोटीन, आरएनए और डीएनए होते हैं। न्यूक्लियोली में आरएनए की सांद्रता कोशिका के अन्य घटकों में आरएनए की सांद्रता से हमेशा अधिक होती है। इस प्रकार, न्यूक्लियोलस में आरएनए की सांद्रता नाभिक की तुलना में 2-8 गुना अधिक और साइटोप्लाज्म की तुलना में 1-3 गुना अधिक हो सकती है। उच्च आरएनए सामग्री के कारण, न्यूक्लियोली मूल रंगों से अच्छी तरह से रंगे होते हैं। न्यूक्लियोलस में डीएनए बड़े लूप बनाता है जिन्हें "न्यूक्लियर ऑर्गेनाइज़र" कहा जाता है। कोशिकाओं में न्यूक्लियोली का निर्माण और संख्या उन पर निर्भर करती है। न्यूक्लियोलस अपनी संरचना में विषम है। यह दो मुख्य घटकों को प्रकट करता है: दानेदार और तंतुमय। कणिकाओं का व्यास लगभग 15-20 एनएम है, तंतुओं की मोटाई– 6-8 एनएम. फाइब्रिलर घटक को न्यूक्लियोलस के मध्य भाग में और दानेदार घटक को परिधि के साथ केंद्रित किया जा सकता है। अक्सर दानेदार घटक फिलामेंटस संरचनाएं बनाते हैं - न्यूक्लियोलोनेमा लगभग 0.2 माइक्रोन की मोटाई के साथ। न्यूक्लियोली का फाइब्रिलर घटक राइबोसोम अग्रदूतों के राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन स्ट्रैंड हैं, और ग्रैन्यूल परिपक्व राइबोसोमल सबयूनिट हैं। न्यूक्लियोलस का कार्य राइबोसोमल आरएनए (आरआरएनए) और राइबोसोम का निर्माण है, जिस पर साइटोप्लाज्म में पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं का संश्लेषण होता है। राइबोसोम गठन का तंत्र इस प्रकार है: न्यूक्लियर ऑर्गेनाइजर के डीएनए पर एक आरआरएनए अग्रदूत बनता है, जो न्यूक्लियर ज़ोन में प्रोटीन से लेपित होता है। न्यूक्लियर ज़ोन में, राइबोसोमल सबयूनिट का संयोजन होता है। सक्रिय रूप से कार्य करने वाले न्यूक्लियोली में प्रति मिनट 1500-3000 राइबोसोम संश्लेषित होते हैं। न्यूक्लियोलस से राइबोसोम परमाणु आवरण में छिद्रों के माध्यम से एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्लियों में प्रवेश करते हैं। न्यूक्लियोली की संख्या और गठन न्यूक्लियर आयोजकों की गतिविधि से जुड़ा हुआ है। न्यूक्लियोली की संख्या में परिवर्तन न्यूक्लियोली के संलयन के कारण या कोशिका के गुणसूत्र संतुलन में बदलाव के कारण हो सकता है। नाभिक में आमतौर पर कई नाभिक होते हैं। कुछ कोशिकाओं (न्यूट ओसाइट्स) के नाभिक में बड़ी संख्या में न्यूक्लियोली होते हैं। इस घटना को कहा जाता है प्रवर्धन.इसमें गुणवत्ता प्रबंधन प्रणालियों का संगठन शामिल है, ताकि न्यूक्लियर आयोजक क्षेत्र की अधिक प्रतिकृति हो, कई प्रतियां गुणसूत्रों से निकल जाती हैं और अतिरिक्त रूप से काम करने वाले न्यूक्लियोली बन जाती हैं। यह प्रक्रिया प्रति अंडे में बड़ी संख्या में राइबोसोम के संचय के लिए आवश्यक है। यह नए राइबोसोम के संश्लेषण की अनुपस्थिति में भी प्रारंभिक अवस्था में भ्रूण के विकास को सुनिश्चित करता है। अंडाणु कोशिका के परिपक्व होने के बाद सुपरन्यूमेरस न्यूक्लियोली गायब हो जाते हैं।

कोशिका विभाजन के दौरान न्यूक्लियोलस का भाग्य। जैसे ही प्रोफ़ेज़ में आर-आरएनए संश्लेषण का क्षय होता है, न्यूक्लियोलस ढीला हो जाता है और तैयार राइबोसोम कैरियोप्लाज्म में और फिर साइटोप्लाज्म में छोड़ दिए जाते हैं। गुणसूत्र संघनन के दौरान, न्यूक्लियोलस का फाइब्रिलर घटक और कणिकाओं का हिस्सा उनकी सतह से निकटता से जुड़ा होता है, जो माइटोटिक गुणसूत्रों के मैट्रिक्स का आधार बनता है। यह तंतुमय-दानेदार पदार्थ गुणसूत्रों द्वारा पुत्री कोशिकाओं में स्थानांतरित होता है। प्रारंभिक टेलोफ़ेज़ में, मैट्रिक्स घटकों को क्रोमोसोम डिकॉन्डेंस के रूप में जारी किया जाता है। इसका तंतुमय भाग असंख्य छोटे-छोटे सहयोगियों - प्रीन्यूक्ली में एकत्रित होना शुरू हो जाता है, जो एक-दूसरे से जुड़ सकते हैं। जैसे ही आरएनए संश्लेषण फिर से शुरू होता है, प्रीन्यूक्लियोली सामान्य रूप से कार्य करने वाले न्यूक्लियोली में बदल जाता है।

कैरियोप्लाज्म(ग्रीक से< карион > – अखरोट, अखरोट की गिरी), या परमाणु रस, एक संरचनाहीन अर्ध-तरल द्रव्यमान के रूप में क्रोमैटिन और न्यूक्लियोली को घेर लेता है। परमाणु रस में प्रोटीन और विभिन्न आरएनए होते हैं।

परमाणु प्रोटीन मैट्रिक्स (परमाणु कंकाल) - एक फ्रेमवर्क इंट्रान्यूक्लियर सिस्टम जो सभी परमाणु घटकों को मिलाकर इंटरफेज़ न्यूक्लियस की सामान्य संरचना को बनाए रखने का कार्य करता है। यह जैव रासायनिक निष्कर्षण के बाद कोर में शेष रहने वाला एक अघुलनशील पदार्थ है। इसकी कोई स्पष्ट रूपात्मक संरचना नहीं है और इसमें 98% प्रोटीन होते हैं।

प्रोटीन श्रृंखला में अमीनो एसिड के एक स्पष्ट अनुक्रम को पुन: उत्पन्न करने में ऐसी शुद्धता जीन क्षेत्र की डीएनए संरचना द्वारा निर्धारित की जाती है जो अंततः किसी दिए गए प्रोटीन की संरचना और संश्लेषण के लिए जिम्मेदार होती है। ये विचार आणविक जीव विज्ञान के मुख्य सिद्धांत, इसकी "हठधर्मिता" के रूप में कार्य करते हैं। भविष्य के प्रोटीन अणु के बारे में जानकारी एक मध्यस्थ - दूत आरएनए (एमआरएनए) द्वारा इसके संश्लेषण (राइबोसोम) के स्थलों पर प्रेषित की जाती है, जिसकी न्यूक्लियोटाइड संरचना डीएनए के जीन क्षेत्र के न्यूक्लियोटाइड की संरचना और अनुक्रम को दर्शाती है। राइबोसोम में एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला बनी होती है, जिसमें अमीनो एसिड का क्रम एमआरएनए में न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम, उनके त्रिक के अनुक्रम से निर्धारित होता है। इस प्रकार, आणविक जीव विज्ञान की केंद्रीय हठधर्मिता सूचना हस्तांतरण की यूनिडायरेक्शनलता पर जोर देती है: केवल डीएनए से प्रोटीन तक, एक मध्यवर्ती, एमआरएनए (डीएनए ® एमआरएनए ® प्रोटीन) की मदद से। कुछ आरएनए युक्त वायरस के लिए, सूचना संचरण श्रृंखला आरएनए - एमआरएनए - प्रोटीन योजना का पालन कर सकती है। इससे मामले का सार नहीं बदलता है, क्योंकि यहां निर्धारक, निर्धारक लिंक भी न्यूक्लिक एसिड है। प्रोटीन से न्यूक्लिक एसिड से डीएनए या आरएनए तक निर्धारण के विपरीत मार्ग अज्ञात हैं।

प्रोटीन की विशिष्ट संरचना का निर्धारण करने में मुख्य, "कमांड" भूमिका डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड - डीएनए की है। डीएनए अणु एक अत्यंत लंबी रैखिक संरचना है जिसमें दो परस्पर जुड़ी हुई बहुलक श्रृंखलाएँ होती हैं। इन श्रृंखलाओं के घटक तत्व - मोनोमर्स - चार प्रकार के डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड हैं, श्रृंखला के साथ प्रत्यावर्तन या अनुक्रम प्रत्येक डीएनए अणु और उसके प्रत्येक अनुभाग के लिए अद्वितीय और विशिष्ट है। डीएनए अणु के विभिन्न काफी लंबे खंड विभिन्न प्रोटीनों के संश्लेषण के लिए जिम्मेदार हैं। इस प्रकार, एक डीएनए अणु बड़ी संख्या में कार्यात्मक और रासायनिक रूप से भिन्न कोशिका प्रोटीन के संश्लेषण को निर्धारित कर सकता है। डीएनए अणु का केवल एक निश्चित भाग ही प्रत्येक प्रकार के प्रोटीन के संश्लेषण के लिए जिम्मेदार होता है। कोशिका में एक विशेष प्रोटीन के संश्लेषण से जुड़े डीएनए अणु के ऐसे खंड को अक्सर "सिस्ट्रॉन" कहा जाता है। वर्तमान में सिस्ट्रोन की अवधारणा को जीन की अवधारणा के समकक्ष माना जाता है। एक जीन की अनूठी संरचना - श्रृंखला के साथ उसके न्यूक्लियोटाइड की विशिष्ट अनुक्रमिक व्यवस्था - में एक संबंधित प्रोटीन की संरचना के बारे में सारी जानकारी शामिल होती है।

आनुवंशिक जानकारी कहाँ संग्रहित की जाती है, इस मुद्दे पर संक्षेप में बात करना। किसी कोशिका में डीएनए के स्थानीयकरण के बारे में निम्नलिखित कहा जा सकता है। यह लंबे समय से ज्ञात है कि, प्रोटीन संश्लेषण उपकरण के अन्य सभी घटकों के विपरीत, डीएनए का एक विशेष, बहुत सीमित स्थानीयकरण होता है: उच्च (यूकेरियोटिक) जीवों की कोशिकाओं में इसका स्थान कोशिका नाभिक होगा। निचले (प्रोकैरियोटिक) जीवों में जिनमें कोई गठित कोशिका नाभिक नहीं होता है, डीएनए को एक या अधिक कॉम्पैक्ट न्यूक्लियोटाइड संरचनाओं के रूप में शेष प्रोटोप्लाज्म से भी मिश्रित किया जाता है। इसके पूर्ण अनुरूप, यूकेरियोट्स के नाभिक या प्रोकैरियोट्स के न्यूक्लियॉइड को लंबे समय से जीन के लिए एक ग्रहणशील माना जाता है, एक अद्वितीय सेलुलर ऑर्गेनेल के रूप में जो जीवों की वंशानुगत विशेषताओं के कार्यान्वयन और पीढ़ियों से उनके संचरण को नियंत्रित करता है।

नतीजतन, पूरकता के इस सिद्धांत के अनुसार, यदि डीएनए अणु की एक श्रृंखला में हमारे पास चार प्रकार के न्यूक्लियोटाइड का एक निश्चित अनुक्रम है, तो दूसरी श्रृंखला में न्यूक्लियोटाइड का अनुक्रम विशिष्ट रूप से निर्धारित किया जाएगा, ताकि पहली श्रृंखला के प्रत्येक ए दूसरी श्रृंखला में एक टी के अनुरूप होगा, पहली श्रृंखला का प्रत्येक टी दूसरी श्रृंखला में ए के अनुरूप होगा, पहली श्रृंखला के प्रत्येक जी के अनुरूप होगा - दूसरी श्रृंखला में सी और पहली श्रृंखला के प्रत्येक सी के अनुरूप होगा - जी में दूसरी श्रृंखला.

हालाँकि, डीएनए पुनरुत्पादन (दोहराव) की समस्या इसकी संरचना की न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को सटीक रूप से पुन: उत्पन्न करने की संभावित क्षमता बताने तक सीमित नहीं है। सच तो यह है कि डीएनए बिल्कुल भी स्व-प्रतिकृति बनाने वाला अणु नहीं है। ऊपर वर्णित योजना के अनुसार डीएनए संश्लेषण और प्रजनन की प्रक्रिया को पूरा करने के लिए डीएनए पोलीमरेज़ नामक एक विशेष एंजाइमेटिक कॉम्प्लेक्स की गतिविधि आवश्यक है। जाहिर है, यह वह एंजाइम है जो पूरक सिद्धांत के अनुसार डीएनए अणु के एक छोर से दूसरे छोर तक दो श्रृंखलाओं को अलग करने की अनुक्रमिक प्रक्रिया को पूरा करता है और साथ ही उन पर मुक्त न्यूक्लियोटाइड का पोलीमराइजेशन भी करता है। इस प्रकार, डीएनए, एक मैट्रिक्स की तरह, केवल संश्लेषित श्रृंखलाओं में न्यूक्लियोटाइड की व्यवस्था का क्रम निर्धारित करता है, और प्रक्रिया स्वयं प्रोटीन द्वारा की जाती है। डीएनए पुनर्विकास के दौरान एंजाइम का कार्य आज सबसे दिलचस्प समस्याओं में से एक है। जाहिरा तौर पर, डीएनए पोलीमरेज़ सक्रिय रूप से डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए अणु के साथ एक छोर से दूसरे छोर तक रेंगता है, और अपने पीछे एक द्विभाजित, दोहरावदार "पूंछ" छोड़ता है। इस प्रोटीन के संचालन के भौतिक सिद्धांत अभी तक स्पष्ट नहीं हैं।

हालाँकि, डीएनए और उसके व्यक्तिगत कार्यात्मक खंड, जो प्रोटीन की संरचना के बारे में जानकारी रखते हैं, स्वयं प्रोटीन अणुओं के निर्माण की प्रक्रिया में सीधे भाग नहीं लेते हैं। डीएनए श्रृंखलाओं में दर्ज इस जानकारी की प्राप्ति की दिशा में पहला कदम प्रतिलेखन, या "पुनर्लेखन" की तथाकथित प्रक्रिया है। इस प्रक्रिया में, रासायनिक रूप से संबंधित बहुलक, राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरएनए) का संश्लेषण डीएनए श्रृंखला पर, मैट्रिक्स की तरह होता है। आरएनए अणु एक एकल श्रृंखला है, जिसके मोनोमर्स चार प्रकार के राइबोन्यूक्लियोटाइड्स होते हैं, जिन्हें डीएनए के चार प्रकार के डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड्स का मामूली संशोधन माना जाता है। परिणामी आरएनए श्रृंखला में चार प्रकार के राइबोन्यूक्लियोटाइड्स के स्थान का क्रम दो डीएनए श्रृंखलाओं में से एक के संबंधित डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड्स के स्थान के क्रम को बिल्कुल दोहराता है। इस प्रकार, जीन के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को आरएनए अणुओं के रूप में कॉपी किया जाता है, अर्थात। किसी दिए गए जीन की संरचना में दर्ज की गई जानकारी पूरी तरह से आरएनए में स्थानांतरित हो जाती है। प्रत्येक जीन से बड़ी, सैद्धांतिक रूप से असीमित संख्या में ऐसी "प्रतियाँ" - आरएनए अणु - हटाई जा सकती हैं। ये अणु, जीन की "प्रतियों" के रूप में कई प्रतियों में फिर से लिखे जाते हैं और इसलिए जीन के समान ही जानकारी रखते हैं, पूरे कोशिका में फैल जाते हैं। वे पहले से ही कोशिका के प्रोटीन-संश्लेषित कणों के सीधे संपर्क में हैं और प्रोटीन अणुओं के निर्माण की प्रक्रियाओं में "व्यक्तिगत" भाग लेते हैं। दूसरे शब्दों में, वे जानकारी को उस स्थान से स्थानांतरित करते हैं जहां इसे संग्रहीत किया जाता है जहां इसे लागू किया जाता है। तदनुसार, इन आरएनए को मैसेंजर या मैसेंजर आरएनए के रूप में जाना जाता है, जिसे संक्षेप में एमआरएनए (या एमआरएनए) कहा जाता है।

इस प्रकार, आरेख का माना गया भाग डीएनए से एमआरएनए अणुओं के रूप में प्रोटीन को संश्लेषित करने वाले इंट्रासेल्युलर कणों तक आने वाली जानकारी के प्रवाह का वर्णन करता है। अब हम एक अलग प्रकार के प्रवाह की ओर मुड़ते हैं - उस सामग्री के प्रवाह की ओर जिससे प्रोटीन बनाया जाना चाहिए। प्रोटीन अणु की प्राथमिक इकाइयाँ - मोनोमर्स - अमीनो एसिड होती हैं, जिनमें से 20 विभिन्न किस्में होती हैं। एक प्रोटीन अणु बनाने (संश्लेषित करने) के लिए, कोशिका में मौजूद मुक्त अमीनो एसिड को प्रोटीन-संश्लेषित कण में प्रवेश करने वाले उचित प्रवाह में शामिल किया जाना चाहिए, और वहां उन्हें मैसेंजर आरएनए द्वारा निर्देशित एक निश्चित अनूठे तरीके से एक श्रृंखला में व्यवस्थित किया जाता है। अमीनो एसिड की यह भागीदारी - प्रोटीन निर्माण के लिए बिल्डिंग ब्लॉक - अपेक्षाकृत छोटे आकार के विशेष आरएनए अणुओं के लिए मुक्त अमीनो एसिड के लगाव के माध्यम से की जाती है। ये आरएनए, जो उनमें मुक्त अमीनो एसिड जोड़ने का काम करते हैं, सूचनात्मक नहीं होंगे, बल्कि एक अलग एडाप्टर फ़ंक्शन ले जाएंगे, जिसका अर्थ आगे देखा जाएगा। अमीनो एसिड स्थानांतरण आरएनए (टीआरएनए) की छोटी श्रृंखलाओं के एक छोर से जुड़े होते हैं, प्रति आरएनए अणु में एक अमीनो एसिड होता है।

प्रोटीन जैवसंश्लेषण की प्रक्रिया का केंद्रीय बिंदु कोशिका के प्रोटीन-संश्लेषित कणों में इन दो इंट्रासेल्युलर प्रवाह - सूचना का प्रवाह और सामग्री का प्रवाह - का संलयन है। इन कणों को राइबोसोम कहा जाता है। राइबोसोम आणविक आकार की अल्ट्रामाइक्रोस्कोपिक जैव रासायनिक "मशीनें" हैं, जहां मैसेंजर आरएनए में निहित योजना के अनुसार, आने वाले अमीनो एसिड अवशेषों से विशिष्ट प्रोटीन इकट्ठे किए जाते हैं। हालाँकि यह आरेख (चित्र 19) केवल एक कण दिखाता है, प्रत्येक कोशिका में हजारों राइबोसोम होते हैं। राइबोसोम की संख्या कोशिका में प्रोटीन संश्लेषण की समग्र तीव्रता निर्धारित करती है। एक राइबोसोमल कण का व्यास लगभग 20 एनएम है। अपनी रासायनिक प्रकृति से, राइबोसोम एक राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन है: इसमें एक विशेष राइबोसोमल आरएनए (यह मैसेंजर और एडाप्टर आरएनए के अलावा हमें ज्ञात आरएनए का तीसरा वर्ग है) और संरचनात्मक राइबोसोमल प्रोटीन के अणु होते हैं। साथ में, कई दर्जन मैक्रोमोलेक्यूल्स का यह संयोजन एक आदर्श रूप से संगठित और विश्वसनीय "मशीन" बनाता है जो एमआरएनए श्रृंखला में निहित जानकारी को पढ़ने और इसे एक विशिष्ट संरचना के तैयार प्रोटीन अणु के रूप में लागू करने की क्षमता रखता है। चूंकि प्रक्रिया का सार यह है कि एक प्रोटीन श्रृंखला में 20 प्रकार के अमीनो एसिड की रैखिक व्यवस्था रासायनिक रूप से पूरी तरह से अलग बहुलक - न्यूक्लिक एसिड (एमआरएनए) की श्रृंखला में चार प्रकार के न्यूक्लियोटाइड के स्थान से विशिष्ट रूप से निर्धारित होती है, यह प्रक्रिया राइबोसोम में होने वाली घटना को आम तौर पर "अनुवाद" या "अनुवाद" कहा जाता है - अनुवाद, जैसा कि यह था, न्यूक्लिक एसिड श्रृंखलाओं के 4-अक्षर वर्णमाला से प्रोटीन (पॉलीपेप्टाइड) श्रृंखलाओं के 20-अक्षर वर्णमाला तक। जैसा कि देखा जा सकता है, आरएनए के सभी तीन ज्ञात वर्ग अनुवाद प्रक्रिया में शामिल हैं: मैसेंजर आरएनए, जो अनुवाद का उद्देश्य है, राइबोसोमल आरएनए, जो प्रोटीन-संश्लेषित राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन कण - राइबोसोम, और एडाप्टर आरएनए के आयोजक की भूमिका निभाता है। , जो अनुवादक का कार्य करता है।

जब विश्वविद्यालय में अहंकारी जैव रसायनशास्त्रियों ने हमसे पूछा कि हम आण्विक जीव विज्ञान को विज्ञान क्यों मानते हैं, जबकि यह तो जैव रसायन की ही एक शाखा है, तो मुझे कुछ भी कहने को नहीं मिला। फिर, विज्ञान की पद्धति की अवधारणाओं से लैस होकर, उन्होंने फिर भी यह निर्धारित किया कि विज्ञान में एक "वस्तु" और "तरीके" होने चाहिए जो अन्य विज्ञानों से भिन्न हों। इस अर्थ में, आणविक जीव विज्ञान का उद्देश्य केवल दो प्रकार के अणु हैं, दोनों जैविक पॉलिमर (अर्थात, वे श्रृंखलाएं हैं जिनमें मोनोमर्स शामिल हैं)।

अणुओं का पहला प्रकार है न्यूक्लिक एसिड: डीएनए और आरएनए. डीएनए मोनोमर्स न्यूक्लियोटाइड हैं और उनमें से केवल चार हैं: एडेनिन (ए), थाइमिन (टी), गुआनिन (जी) और साइटोसिन (सी)। आरएनए मोनोमर्स लगभग समान हैं, सिवाय इसके कि थाइमिन के बजाय यूरैसिल (यू) का उपयोग किया जाता है।
दूसरे प्रकार के अणु हैं गिलहरी. प्रोटीन का मोनोमर एक अमीनो एसिड है। केवल 20 अलग-अलग हैं।

(चार बुनियादी न्यूक्लियोटाइड और 20 अमीनो एसिड के अलावा, प्रकृति में विभिन्न विविधताएं भी हैं, लेकिन हम अभी इस पर विचार नहीं कर रहे हैं और यह सिद्धांत को समझने के लिए महत्वपूर्ण नहीं है)।

जानकारी के हस्तांतरण के बारे में अधिक विस्तार से, क्योंकि यह मूल हठधर्मिता है, जिसे पहली बार फ्रांसिस क्रिक ने 1970 में नेचर जर्नल में आवाज दी थी: " आणविक जीव विज्ञान की केंद्रीय हठधर्मिता अनुक्रमिक जानकारी के विस्तृत अवशेष-दर-अवशेष हस्तांतरण से संबंधित है। इसमें कहा गया है कि ऐसी जानकारी को प्रोटीन से वापस प्रोटीन या न्यूक्लिक एसिड में स्थानांतरित नहीं किया जा सकता है।यह हठधर्मिता तब इस तरह दिखती थी: सूचना को दिशा में स्थानांतरित किया जाता है डीएनए—>आरएनए—>प्रोटीन.

तब से, सब कुछ बदल गया है और ऐसे विवरण प्राप्त हुए हैं, जिन्होंने यदि हठधर्मिता को उलटा नहीं किया है, तो इसे महत्वपूर्ण रूप से सही और पूरक किया है। लेकिन सब कुछ क्रम में है. अर्थात्, DNA—>RNA—>प्रोटीन के संचरण की दिशा को रद्द नहीं किया गया है और यह जीवित कोशिकाओं में सूचना संचरण का मुख्य प्रवाह है। और सबसे पहले उसके बारे में.

डीएनएयह एक डबल चेन पॉलिमर है कोशिका केन्द्रक में स्थित है(उदाहरण के लिए, यह न केवल नाभिक में, बल्कि माइटोकॉन्ड्रिया में भी पाया जाता है) और दोगुना होने में सक्षम है। अर्थात्, यह माता-पिता से वंशजों तक वंशानुगत जानकारी का स्थानांतरण है। DNA दोहरीकरण की प्रक्रिया कहलाती है प्रतिकृति. प्रतिकृति एंजाइमों के एक कॉम्प्लेक्स द्वारा की जाती है जो बहुलक को खोलती है, और एक अन्य एंजाइम कॉम्प्लेक्स पूरकता के सिद्धांत के अनुसार व्यक्तिगत न्यूक्लियोटाइड्स (जिनमें से चार हैं, और जो ए, टी, जी और सी हैं) से डीएनए की एक प्रति को संश्लेषित करता है। (मैं सिद्धांत पर ध्यान नहीं दूंगा, मुझे उम्मीद है कि स्कूल से भी इसे भूलना मुश्किल है। मैं बस इतना कहूंगा कि टी के लिए, ए पूरक है, और जी के लिए, क्रमशः, सी, और जीसी जोड़ी एक मजबूत रसायन बनाती है गहरा संबंध)। मैं आपको याद दिला दूं, यह एक स्थानांतरण है डीएनए—>डीएनए (प्रतिकृति)।

प्रतिकृति के अलावा, मैसेंजर आरएनए को डीएनए पर संश्लेषित किया जा सकता है ( एमआरएनए). इस प्रक्रिया को कहा जाता है प्रतिलेखन।यह वहीं मूल में घटित होता है। एमआरएनए को जीनोम के जीन क्षेत्रों में संश्लेषित किया जाता है (हां, अन्य भी हैं)। दूसरे शब्दों में, एमआरएनए एक कार्यशील जीन है। सिंगल-स्ट्रैंडेड एमआरएनए।
प्रतिलेखन, प्रतिलेखन कारकों के एक एंजाइम कॉम्प्लेक्स द्वारा किया जाता है, जो यह निर्धारित करता है कि किस जीन को अब "चालू" किया जाना चाहिए और उससे एमआरएनए संश्लेषित किया जाना चाहिए, और आरएनए पोलीमरेज़ के एक एंजाइम कॉम्प्लेक्स द्वारा, जो डीएनए से आरएनए को उसी सिद्धांत के अनुसार संश्लेषित करता है। संपूरकता (बस यह मत भूलिए कि थाइमिडीन के स्थान पर यूरैसिल शामिल है)। मैं आपको याद दिला दूं, यह एक स्थानांतरण है डीएनए->आरएनए (प्रतिलेखन)।

संश्लेषित एमआरएनएकर्नेल से स्थानांतरित किया जाता है साइटोसोल(सेल सामग्री). वहां इसे संशोधित किया जाता है, तथाकथित से गुजरता है प्रसंस्करण,इसमें से अतिरिक्त (इंट्रोन्स) काट दिया जाता है, एक टोपी लगा दी जाती है और पॉलीएडेनिन से बनी एक लंबी पूंछ सिल दी जाती है। इसके बाद, एमआरएनए इससे जानकारी को पढ़ने और संश्लेषित करने के लिए तैयार है प्रोटीन, कोड के अनुसार. इस प्रक्रिया को कहा जाता है प्रसारण. ऐसा करने के लिए वह एक बड़ी मशीन से मिलती है जिसे कहा जाता है राइबोसोमऔर जिसमें बड़ी संख्या में स्पेयर पार्ट्स होते हैं, मुख्य रूप से प्रोटीन, संरचनात्मक और नियामक, इसमें आरएनए भी होता है, लेकिन भ्रमित न हों, यह रासायनिक रूप से आरएनए है, लेकिन संरचनात्मक रूप से यह एक ईंट है)। राइबोसोम एमआरएनए पर बंधा होता है और अनुवाद प्रक्रिया शुरू करता है। तीन न्यूक्लियोटाइड्स को बारी-बारी से (ट्रिप्लेट) पढ़ा जाता है, प्रत्येक ट्रिपलेट एक से मेल खाता है एमिनो एसिड(जिनमें से केवल 20 हैं), सही अमीनो एसिड छोटे परिवहन अणुओं द्वारा ले जाया जाता है (वैसे, आरएनए भी, लेकिन भ्रमित न होने की कोशिश करें, यह रासायनिक रूप से आरएनए है, लेकिन कार्यात्मक रूप से यह एक ऐसी मशीन है)। सामान्य तौर पर, यह इस तरह दिखता है: राइबोसोम एमआरएनए के साथ यात्रा करता है, जानकारी पढ़ता है, और दूसरी तरफ से एक प्रोटीन निकलता है, जिसे फिर क्रम में रखा जाता है, यानी यह एक गेंद में बदल जाता है। मैं आपको याद दिला दूं, यह एक स्थानांतरण है आरएनए—>प्रोटीन (अनुवाद)।

हम आरएनए से डीएनए में, आरएनए से आरएनए में, डीएनए से प्रोटीन में जानकारी के स्थानांतरण के बाकी हिस्सों पर विचार करेंगे, साथ ही प्रोटीन से प्रोटीन में जानकारी के हस्तांतरण के दिलचस्प मामले और अगले अध्याय में डोगमा इसे कैसे देखता है, इस पर विचार करेंगे। और ख़त्म करना परीक्षासामग्री के अनुसार:

I. प्रसारण है:
1. रेडियो और टेलीविजन से कुछ?
2. राइबोसोम और प्रोटीन संश्लेषण द्वारा एमआरएनए से जानकारी पढ़ने की प्रक्रिया।
3. मैं अभी भी प्रतिलेखन और प्रसारण को लेकर भ्रमित हूं।

II.आणविक जीवविज्ञानी हैं:
1. अर्ध-प्रशिक्षित जैव रसायनज्ञ।
2. वैज्ञानिक दो प्रकार के जैविक पॉलिमर के साथ काम कर रहे हैं।
3. मैं युज़ु अलेशकोवस्की के अनुसार परिभाषा से सहमत हूं।

III.राइबोसोम है:
1. एक ऐसी मछली
2. मैं इसे एक गुणसूत्र के साथ भ्रमित करता हूं
3. आणविक मशीन जिसकी सहायता से अनुवाद प्रक्रिया होती है।

IV.प्रकृति में न्यूक्लियोटाइड:
1. 20
2. डीएनए में 4 और आरएनए में 4। एक साथ हमें 5 मिलते हैं.
3. 22+X(Y)

डीएनए अणु में एक जीन एक प्रोटीन को एनकोड करता है, जो कोशिका में एक रासायनिक प्रतिक्रिया के लिए जिम्मेदार होता है।

जीवन के रासायनिक आधार की खोज 19वीं सदी की जीव विज्ञान की सबसे बड़ी खोजों में से एक थी, जिसे 20वीं सदी में कई पुष्टियाँ मिलीं। प्रकृति में कोई जीवन शक्ति नहीं है (जीवनवाद देखें), ठीक उसी तरह जिस सामग्री से जीवित और निर्जीव प्रणालियाँ बनाई जाती हैं, उनके बीच कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं है। एक जीवित जीव एक बड़े रासायनिक पौधे के समान होता है जिसमें कई रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं। लोडिंग प्लेटफ़ॉर्म कच्चे माल प्राप्त करते हैं और तैयार उत्पादों का परिवहन करते हैं। कार्यालय में कहीं, शायद कंप्यूटर प्रोग्राम के रूप में, पूरे संयंत्र को चलाने के निर्देश दिए गए हैं। इसी प्रकार, कोशिका का केंद्रक, "कमांड सेंटर", उन निर्देशों को संग्रहीत करता है जो कोशिका के रासायनिक व्यवसाय को नियंत्रित करते हैं ( सेमी।कोशिका सिद्धांत)।

इस परिकल्पना को 20वीं सदी के उत्तरार्ध में सफलतापूर्वक विकसित किया गया था। अब हम समझते हैं कि कोशिकाओं में रासायनिक प्रतिक्रियाओं के बारे में जानकारी पीढ़ी-दर-पीढ़ी कैसे प्रसारित की जाती है और कोशिका के जीवन को सुनिश्चित करने के लिए कार्यान्वित की जाती है। कोशिका की सभी जानकारी डीएनए (डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड) अणु - प्रसिद्ध डबल हेलिक्स, या "मुड़ी हुई सीढ़ी" में संग्रहीत होती है। महत्वपूर्ण कार्य संबंधी जानकारी इस सीढ़ी के पायदानों पर संग्रहीत होती है, जिनमें से प्रत्येक में नाइट्रोजनस आधारों के दो अणु होते हैं ( सेमी।अम्ल और क्षार)। ये आधार - एडेनिन, गुआनिन, साइटोसिन और थाइमिन - आमतौर पर ए, जी, सी और टी अक्षरों द्वारा निर्दिष्ट होते हैं। डीएनए के एक स्ट्रैंड के साथ जानकारी पढ़ने से, आपको आधारों का अनुक्रम मिलता है। इस क्रम को केवल चार अक्षरों वाले वर्णमाला का उपयोग करके लिखे गए एक संदेश के रूप में सोचें। यह वह संदेश है जो कोशिका में रासायनिक प्रतिक्रियाओं के प्रवाह को निर्धारित करता है और, परिणामस्वरूप, जीव की विशेषताओं को निर्धारित करता है।

ग्रेगर मेंडल द्वारा खोजे गए जीन ( सेमी।मेंडल के नियम वास्तव में डीएनए अणु पर आधार युग्मों के अनुक्रम से अधिक कुछ नहीं हैं। ए जीनोमएक व्यक्ति - उसके सभी डीएनए की समग्रता - में लगभग 30,000-50,000 जीन होते हैं ( सेमी।मानव जीनोम परियोजना)। मनुष्यों सहित सबसे उन्नत जीवों में, जीन अक्सर "संवेदनहीन", गैर-कोडिंग डीएनए के टुकड़ों से अलग हो जाते हैं, जबकि सरल जीवों में जीन अनुक्रम आमतौर पर निरंतर होता है। किसी भी स्थिति में, कोशिका जीन में निहित जानकारी को पढ़ना जानती है। मनुष्यों और अन्य अत्यधिक विकसित जीवों में, डीएनए एक आणविक कंकाल के चारों ओर लिपटा होता है, जिसके साथ मिलकर यह बनता है क्रोमोसाम. संपूर्ण मानव डीएनए 46 गुणसूत्रों में समाहित है।

जिस तरह फैक्ट्री कार्यालय में संग्रहीत हार्ड ड्राइव से जानकारी को फैक्ट्री के सभी उपकरणों में अनुवादित किया जाना चाहिए, उसी तरह डीएनए में संग्रहीत जानकारी को सेलुलर हार्डवेयर का उपयोग करके सेल के "बॉडी" में रासायनिक प्रक्रियाओं में अनुवादित किया जाना चाहिए। इस रासायनिक अनुवाद में मुख्य भूमिका अणुओं की होती है रीबोन्यूक्लीक एसिड, आरएनए। मानसिक रूप से डीएनए की डबल-स्ट्रैंडेड "सीढ़ी" को लंबाई में दो हिस्सों में काटें, "चरणों" को अलग करें, और सभी थाइमिन (टी) अणुओं को समान यूरैसिल (यू) अणुओं के साथ बदलें - और आपको एक आरएनए अणु मिलेगा। जब किसी जीन का अनुवाद करना आवश्यक होता है, तो विशेष सेलुलर अणु इस जीन वाले डीएनए के अनुभाग को "खोल" देते हैं। अब आरएनए अणु, सेलुलर तरल पदार्थ में बड़ी संख्या में तैरते हुए, डीएनए अणु के मुक्त आधारों से जुड़ सकते हैं। इस मामले में, जैसा कि डीएनए अणु में होता है, केवल कुछ निश्चित बंधन ही बन सकते हैं। उदाहरण के लिए, केवल आरएनए अणु का गुआनिन (जी) डीएनए अणु के साइटोसिन (सी) से बंध सकता है। सभी आरएनए आधार डीएनए के साथ पंक्तिबद्ध होने के बाद, विशेष एंजाइम उनसे संपूर्ण आरएनए अणु को इकट्ठा करते हैं। आरएनए आधारों द्वारा लिखा गया संदेश मूल डीएनए अणु के लिए वैसे ही होता है जैसे नकारात्मक सकारात्मक के लिए होता है। इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप, डीएनए जीन में मौजूद जानकारी आरएनए में स्थानांतरित हो जाती है।

आरएनए अणुओं के इस वर्ग को कहा जाता है आव्यूह, या संदेशवाहक आरएनए(एमआरएनए, या एमआरएनए)। क्योंकि एमआरएनए एक गुणसूत्र के सभी डीएनए से बहुत छोटे होते हैं, वे परमाणु छिद्रों से होकर कोशिका के कोशिका द्रव्य में प्रवेश कर सकते हैं। इस प्रकार एमआरएनए नाभिक ("मार्गदर्शक केंद्र") से कोशिका के "शरीर" तक जानकारी पहुंचाते हैं।

कोशिका शरीर में आरएनए अणुओं के दो अन्य वर्ग होते हैं, और वे दोनों जीन द्वारा एन्कोड किए गए प्रोटीन अणु के अंतिम संयोजन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। उन्हीं में से एक है - राइबोसोमल आरएनए, या आरआरएनए। वे राइबोसोम नामक सेलुलर संरचना का हिस्सा हैं। राइबोसोम की तुलना एक कन्वेयर बेल्ट से की जा सकती है जिस पर असेंबली होती है।

अन्य कोशिका के "शरीर" में स्थित होते हैं और कहलाते हैं आरएनए स्थानांतरित करें, या टीआरएनए। इन अणुओं की संरचना इस प्रकार होती है: एक तरफ तीन नाइट्रोजनस आधार होते हैं, और दूसरी तरफ अमीनो एसिड के मिश्रण के लिए एक स्थान होता है ( सेमी।प्रोटीन)। टीआरएनए अणु पर ये तीन आधार एमआरएनए अणु पर युग्मित आधारों से जुड़ सकते हैं। (64 टीआरएनए अणु हैं - चार से तीसरी शक्ति - और उनमें से प्रत्येक एमआरएनए पर मुक्त आधारों के केवल एक त्रिक से जुड़ सकता है।) इस प्रकार, प्रोटीन संयोजन की प्रक्रिया में एक विशिष्ट टीआरएनए अणु को शामिल करना शामिल है, जिसमें एक एमिनो होता है। एसिड, एक एमआरएनए अणु के लिए। अंततः, सभी टीआरएनए अणु एमआरएनए में शामिल हो जाएंगे, और टीआरएनए के दूसरी तरफ अमीनो एसिड की एक श्रृंखला बनाई जाएगी, जो एक निश्चित क्रम में व्यवस्थित होगी।

अमीनो एसिड अनुक्रम को प्रोटीन की प्राथमिक संरचना के रूप में जाना जाता है। अन्य एंजाइम संयोजन को पूरा करते हैं, और अंतिम उत्पाद एक प्रोटीन होता है, जिसकी प्राथमिक संरचना डीएनए अणु के जीन पर लिखे संदेश से निर्धारित होती है। यह प्रोटीन फिर अपने अंतिम आकार में बदल जाता है और एक एंजाइम के रूप में कार्य कर सकता है ( सेमी।उत्प्रेरक और एंजाइम) जो एक कोशिका में एक रासायनिक प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करते हैं।

यद्यपि विभिन्न जीवित जीवों के डीएनए में अलग-अलग संदेश होते हैं, वे सभी एक ही आनुवंशिक कोड का उपयोग करके लिखे जाते हैं - सभी जीवों में, डीएनए पर आधारों का प्रत्येक त्रिक परिणामी प्रोटीन में एक ही अमीनो एसिड से मेल खाता है। सभी जीवित जीवों की यह समानता विकासवाद के सिद्धांत का सबसे मजबूत सबूत है, क्योंकि इसका तात्पर्य यह है कि मनुष्य और अन्य जीवित जीव एक ही जैव रासायनिक पूर्वज के वंशज हैं।

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1) यह लिखा है: "जब किसी जीन का अनुवाद करना आवश्यक होता है, तो विशेष सेलुलर अणु इस जीन वाले डीएनए के अनुभाग को "खोल" देते हैं।"

इन "विशेष अणुओं" को वैज्ञानिक रूप से क्या कहा जाता है और ये कहाँ से आते हैं? क्या राइबोसोम इन्हें बनाता है या कहाँ से?

जीन को अनुवादित करने के लिए मजबूर करने वाले इन विशेष अणुओं को भी मानव जीनोम की तरह समझ लिया गया है, या इसके लिए किसी अन्य समान मेगाप्रोजेक्ट की आवश्यकता होगी?

1) डीएनए में जीन एक दूसरे से कैसे अलग होते हैं? मेरा मतलब है, आप कैसे जानते हैं कि एक जीन कहाँ शुरू होता है और कहाँ समाप्त होता है? क्या डीएनए की अपनी फ़ाइल प्रणाली है, या क्या?

3) यदि राइबोसोम प्रोटीन का संयोजन करते हैं, तो राइबोसोम स्वयं किसका संयोजन करते हैं? वे कहां से हैं?

मैं जीव विज्ञान के बारे में ज्यादा नहीं जानता, मैं सिर्फ यह समझना चाहता हूं कि यह सब कैसे होता है...
यदि कोई उत्तर देता है, कम से कम आंशिक रूप से, तो अग्रिम धन्यवाद!

उत्तर

"इन 'विशेष अणुओं' को वैज्ञानिक रूप से क्या कहा जाता है और वे कहाँ से आते हैं?"
ये अणु प्रोटीन हैं, और राइबोसोम के अनुसार संश्लेषित होते हैं। डीएनए पर आधारित आरएनए के विघटन और संश्लेषण में कई प्रोटीन शामिल होते हैं: मुख्य एंजाइम आरएनए पोलीमरेज़ और कुछ अन्य हैं। उनकी संरचना, किसी भी प्रोटीन की संरचना की तरह, जीनोम में एन्कोड की गई है (इसे और कहां एन्कोड किया जा सकता है :))
"डीएनए में जीन एक दूसरे से कैसे अलग होते हैं? मेरा मतलब है, वे कैसे जानते हैं कि जीन की शुरुआत कहां है और उसका अंत कहां है? क्या डीएनए की अपनी फ़ाइल प्रणाली है, या क्या?"
जिस क्षेत्र से प्रतिलेखन (एमआरएनए संश्लेषण) शुरू होता है उसे प्रमोटर कहा जाता है - यह आरएनए पोलीमरेज़ के लिए बाध्यकारी साइट है, जो जीन की शुरुआत है। एक निश्चित साइट पर पहुंचने के बाद, आरएनए पोलीमरेज़ डीएनए अणु के लिए आत्मीयता खो देता है और अलग हो जाता है - तदनुसार, इसे जीन का अंत माना जा सकता है।
वास्तव में, यह प्रक्रिया अधिक जटिल है - संश्लेषित आरएनए श्रृंखला अभी तक एमआरएनए नहीं है, बल्कि तथाकथित है। "प्राथमिक प्रतिलेख" जो प्रसंस्करण से गुजरता है, जिसके परिणामस्वरूप अंतिम एमआरएनए बनता है जो राइबोसोम में भेजा जाता है।
डीएनए पर दो प्रकार के प्रोटीन संश्लेषित होते हैं - संरचनात्मक और नियामक (एंजाइम)। एंजाइम को संश्लेषित करने के बाद, इसे फीडबैक लूप (रासायनिक प्रतिक्रियाओं की श्रृंखला) में शामिल किया जाता है (उदाहरण के लिए, आरएनए पोलीमरेज़), उदाहरण के लिए, आरएनए पोलीमरेज़ के मामले में, यह, यदि आवश्यक हो (अवसर), प्रमोटर से जुड़ता है, प्रारंभिक प्रतिलेखन. जब कोशिका को इस प्रोटीन की आवश्यकता नहीं होती है, तो प्रमोटर अवरुद्ध हो जाता है, अर्थात यह ऐसी स्थिति में होता है कि आरएनए पोलीमरेज़ का जुड़ाव असंभव हो जाता है। जब इस प्रोटीन की "कमी" होती है, तो रासायनिक प्रतिक्रियाओं का एक सिलसिला शुरू हो जाता है, जिससे प्रमोटर अनब्लॉक हो जाता है, जो प्रोटीन पर्याप्त होने पर फिर से अवरुद्ध हो जाता है। इसे सरल बनाया गया है.
अर्थात्, ऐसा कोई "फ़ाइल सिस्टम" नहीं है, इसकी आवश्यकता नहीं है - यह एक जटिल स्व-विनियमन प्रणाली है।
"यदि राइबोसोम प्रोटीन को इकट्ठा करते हैं, तो राइबोसोम को स्वयं कौन इकट्ठा करता है? वे कहाँ से आते हैं?"
राइबोसोम एक राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन है, जो आरआरएनए और प्रोटीन का एक जटिल है (जो डीएनए के संबंधित वर्गों में संश्लेषित होते हैं)। राइबोसोम असेंबली "न्यूक्लियोलस" में होती है - यह डीएनए का वह स्थान है जहां राइबोसोमल तत्वों को एन्कोड करने वाले जीन स्थित होते हैं (अधिक सटीक रूप से, न्यूक्लियोलस इकट्ठे और इकट्ठे राइबोसोम होते हैं, जिनमें से अधिकांश इंट्रासेल्युलर झिल्ली पर तय होते हैं)। राइबोसोम स्वयं को "इकट्ठा" करते हैं, अर्थात, उनके घटक भाग, जिन्हें संश्लेषित किया गया है, एक राइबोसोम बनाने के लिए प्रतिक्रिया करते हैं।
हार्ड ड्राइव और जीनोम में जानकारी संग्रहीत करने और पढ़ने के बीच समानता पूरी तरह से औपचारिक है; वास्तव में, इसमें बहुत कम समानता है।

उत्तर

पहली थीसिस ही सत्य नहीं है. "डीएनए अणु में एक जीन एक प्रोटीन को एनकोड करता है, जो कोशिका में एक रासायनिक प्रतिक्रिया के लिए जिम्मेदार होता है।"
सबसे पहले, एक जीन एक से अधिक प्रोटीन को एनकोड कर सकता है। उदाहरण के लिए, वैकल्पिक स्प्लिसिंग, जब एक प्री-एमआरएनए (प्री-टेम्पलेट आरएनए) दो या दो से अधिक अलग-अलग एमआरएनए और इसलिए, अलग-अलग प्रोटीन का उत्पादन करता है।
दूसरे, प्रोटीन रासायनिक प्रतिक्रिया के लिए ज़िम्मेदार नहीं हो सकता है, उदाहरण के लिए, साइटोस्केलेटन, परमाणु मैट्रिक्स और बहुत कुछ के प्रोटीन। और केवल कैल्शियम-बाध्यकारी प्रोटीन - वे रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए जिम्मेदार नहीं हैं, लेकिन कई (एक ही प्रोटीन) में भाग ले सकते हैं।
"एक कोशिका की सभी जानकारी डीएनए अणु में संग्रहीत होती है।" फिर, पूरी तरह सच नहीं है. अंडे में तथाकथित एपिजेनेटिक जानकारी होती है। पहले विभाजन के तुरंत बाद कोशिकाओं के विभेदन के लिए, शुरुआती चरणों में जीव के विकास के लिए जिम्मेदार प्रोटीन के ग्रेडिएंट। कुछ जीवों में आगे विभेदन का बहुत सख्त निर्धारण होता है। पैतृक प्रोटीन और उनके ग्रेडिएंट के बिना, शरीर का विकास ही नहीं हो सकता। यह डायनासोरों को "बढ़ाने" की कठिनाई है। कुछ विशेषताओं को डीएनए में नहीं लिखा जा सकता है, लेकिन साइटोप्लाज्मिक रूप से प्रसारित किया जा सकता है।
"मनुष्यों और अन्य उच्च विकसित जीवों में, डीएनए एक आणविक रीढ़ की हड्डी के चारों ओर लपेटा जाता है, जिसके साथ यह एक गुणसूत्र बनाता है।" एक गुणसूत्र केवल डीएनए होता है, लेकिन प्रोटीन, हिस्टोन का एक सेट, स्थिरीकरण और संघनन के लिए उपयोग किया जाता है। वे गुणसूत्र का हिस्सा नहीं हैं.
"अब आरएनए अणु, सेलुलर तरल पदार्थ में बड़ी संख्या में तैरते हुए, डीएनए अणु के मुक्त आधारों से जुड़ सकते हैं।" वे ख़ुद ऐसा कुछ नहीं करते, क्योंकि इससे कई उत्परिवर्तन हो सकते हैं। कोशिका में सभी सिंथेटिक प्रक्रियाओं को सख्ती से नियंत्रित किया जाता है। और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि न केवल डीएनए को जोड़ना आवश्यक है, बल्कि एक श्रृंखला बनाने के लिए एक साथ "सिलाई" भी करना आवश्यक है। यह सब विशेष प्रोटीन द्वारा किया जाता है।
"क्योंकि एमआरएनए एक गुणसूत्र के सभी डीएनए से बहुत छोटे होते हैं, वे परमाणु छिद्रों से होकर कोशिका के कोशिका द्रव्य में प्रवेश कर सकते हैं।" वे अपने आप बाहर नहीं आते. बिल्कुल सच नहीं है. आरएनए अनुक्रम में विशेष संकेत होते हैं, जिसके साथ वे नाभिक से "सीमा" - नाभिक के खोल के माध्यम से साइटोप्लाज्म में गुजरते हैं।
"सभी जीवों में, डीएनए पर आधारों का प्रत्येक त्रिक परिणामी प्रोटीन में समान अमीनो एसिड से मेल खाता है" - बिल्कुल दुर्लभ अपवाद नहीं हैं जो नियम की पुष्टि करते हैं :)

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यह जानना दिलचस्प होगा: क्या जिज्ञासु फ्लैप (05/20/2006 03:52) उनसे पूछे गए प्रश्नों के प्रस्तावित उत्तरों से संतुष्ट थे? इतना समय बीत गया. हो सकता है कि इस दौरान फ़्लैप्स ने न केवल यह जान लिया हो कि वह डीएनए को क्या खोलता है, बल्कि यह भी सीख चुका है कि वह उसे कैसे खोलता है? शायद इंकस्टोन इसकी कल्पना इसी प्रकार करता है? आरएनए पोलीमरेज़ (यह संभवतः डीएनए और आरएनए के न्यूक्लियोटाइड टुकड़ों के साथ संयुक्त प्रोटीन की एक छोटी गांठ है), राइबोसोम पर संश्लेषण के बाद, राइबोसोम से अलग हो जाता है और डीएनए की दिशा में चला जाता है। आइए इस तथ्य को ध्यान में रखें कि एक कोशिका में सभी प्रकार के अणुओं और जीवों की एक विशाल विविधता होती है। आरएनए पोलीमरेज़ को प्रमोटर तक क्या ले जाएगा? मानव डीएनए में लगभग 50,000 जीन होते हैं, और इसलिए प्रवर्तकों की संख्या भी उतनी ही होनी चाहिए। और किसी चीज़ को किसी तरह और किसी समय पोलीमरेज़ पर इस तरह से कार्य करना चाहिए कि उसे प्रतिलेखित जीन के लिए आवश्यक दिशा में जाने के लिए प्रेरित किया जा सके, और यह किसी भी गुणसूत्र पर, कहीं भी स्थित हो सकता है। कि प्रवर्तक आवश्यक जीन की शुरुआत दूर से देखता है? वह क्या देखता है, या सुनता है, या छूता है? प्रोटीन, अमीनो एसिड या क्या?
आरएनए पोलीमरेज़ कैसे गति कर सकता है? इसमें सभी दिशाओं में चिपके हुए परमाणुओं के अलावा कुछ भी नहीं है, और आमतौर पर पैरों, पहियों, पंखों और इसी तरह के रूप में किसी भी तरह से व्यवस्थित नहीं किया जाता है। इस गतिविधि का श्रेय केवल तापीय प्रक्रियाओं को देने में जल्दबाजी न करें। वे वस्तुओं को करीब और दूर लाने की समान रूप से संभावना रखते हैं।
मान लीजिए कि आरएनए पोलीमरेज़ किसी तरह चमत्कारिक ढंग से आवश्यक प्रमोटर तक पहुंच गया, या उसके करीब भी था। यदि प्रमोटर और पोलीमरेज़ पास-पास हैं, तो किसी चीज़ को उन्हें बातचीत करने का आदेश देना चाहिए।
चलिए मान लेते हैं कि ऐसा आदेश किसी न किसी रूप में प्राप्त हुआ था। आरएनए पोलीमरेज़ को क्या करना चाहिए? जीन और अणु (3' और 5') के बीच संबंध तोड़ें, किसी तरह अणु की दोनों शाखाओं से जुड़ें, और जीन को उसके आधारों से तोड़ना शुरू करें और हेलिक्स को खोलें। या अणु को तोड़ने के लिए नहीं? एक मुड़ी हुई रस्सी को खोलने का प्रयास करें और आप देखेंगे कि यह आसान नहीं है। रस्सी का एक हिस्सा खुल जाएगा और दूसरा और भी मजबूती से लिपट जाएगा। किसी भी स्थिति में, आपको या तो अपने हाथों को रोकना होगा या खुद को घुमाना होगा। क्या प्रोटीन की एक गांठ से ऐसी जटिल जोड़-तोड़ की जा सकती है? ओह, एह. और यह स्थिति और भी दिलचस्प है. क्या जीन स्वयं एमआरएनए का निर्माण करता है, या आरएनए पोलीमरेज़ निर्माण के लिए आधार, राइबोस और फॉस्फेट की आपूर्ति करता है, और फिर उन्हें एक साथ बांधता है? यदि जीन स्वयं एमआरएनए बनाता है, तो यह कैसे समझता है कि यह एमआरएनए है जिसे बनाने की आवश्यकता है, न कि डीएनए की दूसरी शाखा? दूसरी शाखा इस समय क्या कर रही है? अगर आरएनए पोलीमरेज़ ऐसा करता है, तो वह इंसानों से ज़्यादा स्मार्ट है। प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड का विश्लेषण करना, उसके लिए सही जोड़ी का चयन करना, उसे अन्य अणुओं के द्रव्यमान से बाहर निकालना, उन्हें सही क्रम में जोड़ना आदि आवश्यक है। और इसी तरह।
सामान्य तौर पर, न तो इंकस्टोन, न टीएसबी, न ही कोई अन्य वैज्ञानिक वास्तव में इनमें से किसी भी प्रश्न का उत्तर दे सकते हैं। हां, इनका उत्तर आणविक जीव विज्ञान के ढांचे के भीतर नहीं दिया जा सकता है, और सभी विज्ञान अभी भी ज्ञान के आणविक चरण में हैं। यदि हम अनुभूति के क्वांटम स्तर की ओर बढ़ते हैं तो इन सभी प्रश्नों के उत्तर सामने आते हैं। इस स्तर पर, भौतिकी व्यवस्थित रूप से जीव विज्ञान में प्रवेश करती है; विज्ञान का जंक्शन नहीं, बल्कि उनका प्राकृतिक विलय प्रकट होता है। लेखक इस परिवर्तन में सफल हुआ। यह सब "क्वांटम बायोलॉजी" (ISBN: 978-3-659-33209-8) और "क्वांटम फिजिक्स" (ISBN-13: 978-3-659-40470-2) पुस्तकों में प्रस्तुत किया गया है। इन्हें ऑनलाइन स्टोर http://ljubljuknigi.ru/ पर ऑर्डर किया जा सकता है।

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