मैसेंजर आरएनए (अनुवाद) पर आधारित प्रोटीन अणु का संश्लेषण है। हालांकि, प्रतिलेखन के विपरीत, एक न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम का सीधे अमीनो एसिड में अनुवाद नहीं किया जा सकता है, क्योंकि इन यौगिकों की एक अलग रासायनिक प्रकृति होती है। इसलिए, अनुवाद के लिए स्थानांतरण आरएनए (टीआरएनए) के रूप में एक मध्यस्थ की आवश्यकता होती है, जिसका कार्य आनुवंशिक कोड को अमीनो एसिड की "भाषा" में अनुवाद करना है।

स्थानांतरण आरएनए की सामान्य विशेषताएं

स्थानांतरण आरएनए या टीआरएनए छोटे अणु होते हैं जो प्रोटीन संश्लेषण (राइबोसोम में) की साइट पर अमीनो एसिड पहुंचाते हैं। कोशिका में इस प्रकार के राइबोन्यूक्लिक एसिड की मात्रा कुल आरएनए पूल का लगभग 10% है।

अन्य प्रकार के tRNA की तरह, इसमें राइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट की एक श्रृंखला होती है। न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम की लंबाई 70-90 इकाई है, और अणु की संरचना का लगभग 10% मामूली घटकों पर पड़ता है।

इस तथ्य के कारण कि टीआरएनए के रूप में प्रत्येक अमीनो एसिड का अपना वाहक होता है, कोशिका इस अणु की बड़ी संख्या में किस्मों का संश्लेषण करती है। जीवित जीव के प्रकार के आधार पर, यह सूचक 80 से 100 तक भिन्न होता है।

टीआरएनए कार्य

ट्रांसफर आरएनए प्रोटीन संश्लेषण के लिए सब्सट्रेट का आपूर्तिकर्ता है, जो राइबोसोम में होता है। अमीनो एसिड और टेम्प्लेट अनुक्रम दोनों को बांधने की अद्वितीय क्षमता के कारण, टीआरएनए आनुवंशिक जानकारी को आरएनए के रूप से प्रोटीन के रूप में स्थानांतरित करने में एक सिमेंटिक एडेप्टर के रूप में कार्य करता है। कोडिंग मैट्रिक्स के साथ इस तरह के मध्यस्थ की बातचीत, जैसा कि प्रतिलेखन में है, नाइट्रोजनस आधारों की पूरकता के सिद्धांत पर आधारित है।

टीआरएनए का मुख्य कार्य अमीनो एसिड इकाइयों को स्वीकार करना और उन्हें प्रोटीन संश्लेषण के तंत्र तक पहुंचाना है। इस तकनीकी प्रक्रिया के पीछे एक विशाल जैविक अर्थ है - आनुवंशिक कोड का कार्यान्वयन। इस प्रक्रिया का कार्यान्वयन निम्नलिखित विशेषताओं पर आधारित है:

• सभी अमीनो एसिड न्यूक्लियोटाइड ट्रिपल द्वारा एन्कोड किए गए हैं;
• प्रत्येक ट्रिपलेट (या कोडन) के लिए एक एंटिकोडॉन होता है जो टीआरएनए का हिस्सा होता है;
• प्रत्येक tRNA केवल एक विशिष्ट अमीनो एसिड से बंध सकता है।

इस प्रकार, एक प्रोटीन का अमीनो एसिड अनुक्रम निर्धारित किया जाता है कि अनुवाद के दौरान कौन से tRNA और किस क्रम में मैसेंजर RNA के साथ पूरक रूप से बातचीत करेंगे। यह स्थानांतरण आरएनए में कार्यात्मक केंद्रों की उपस्थिति के कारण संभव है, जिनमें से एक अमीनो एसिड के चयनात्मक लगाव के लिए जिम्मेदार है, और दूसरा एक कोडन के लिए बाध्यकारी है। इसलिए, कार्य और निकटता से संबंधित हैं।

स्थानांतरण आरएनए की संरचना

टीआरएनए की विशिष्टता इस तथ्य में निहित है कि इसकी आणविक संरचना रैखिक नहीं है। इसमें पेचदार डबल-स्ट्रैंडेड सेक्शन शामिल हैं, जिन्हें तना कहा जाता है, और 3 सिंगल-स्ट्रैंडेड लूप। आकार में, यह रचना तिपतिया घास के पत्ते जैसा दिखता है।

टीआरएनए की संरचना में, निम्नलिखित उपजी प्रतिष्ठित हैं:

• स्वीकर्ता;
• एंटिकोडन;
• डाइहाइड्रौरिडिल;
• स्यूडोउरिडिल;
• अतिरिक्त।

डबल सर्पिल तनों में 5 से 7 वाटसन-क्रिकसन जोड़े होते हैं। स्वीकर्ता स्टेम के अंत में अयुग्मित न्यूक्लियोटाइड की एक छोटी श्रृंखला होती है, जिसमें से 3-हाइड्रॉक्सिल संबंधित अमीनो एसिड अणु के लगाव का स्थान होता है।

एमआरएनए के साथ संबंध के लिए संरचनात्मक क्षेत्र टीआरएनए लूपों में से एक है। इसमें सिमेंटिक ट्रिपलेट का एक एंटिकोडॉन पूरक है। यह एंटिकोडन और स्वीकार्य अंत है जो tRNA के एडेप्टर फ़ंक्शन को प्रदान करता है।

अणु की तृतीयक संरचना

"तिपतिया घास का पत्ता" टीआरएनए की एक माध्यमिक संरचना है, हालांकि, तह के कारण, अणु एक एल-आकार की संरचना प्राप्त करता है, जो अतिरिक्त हाइड्रोजन बांड द्वारा एक साथ आयोजित किया जाता है।

एल-फॉर्म टीआरएनए की तृतीयक संरचना है और इसमें दो लगभग लंबवत ए-आरएनए हेलिकॉप्टर होते हैं, जिनकी लंबाई 7 एनएम और मोटाई 2 एनएम होती है। अणु के इस रूप में केवल 2 छोर होते हैं, जिनमें से एक में एक एंटिकोडन होता है, और दूसरे में एक स्वीकर्ता केंद्र होता है।

एमिनो एसिड के लिए बाध्यकारी टीआरएनए की विशेषताएं

अमीनो एसिड की सक्रियता (ट्रांसफर आरएनए के लिए उनका लगाव) एमिनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेस द्वारा किया जाता है। यह एंजाइम एक साथ 2 महत्वपूर्ण कार्य करता है:

• स्वीकर्ता स्टेम और अमीनो एसिड के 3'-हाइड्रॉक्सिल समूह के बीच एक सहसंयोजक बंधन के गठन को उत्प्रेरित करता है;
• चयनात्मक अनुरूपता का सिद्धांत प्रदान करता है।

उनमें से प्रत्येक का अपना एमिनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेज़ है। यह केवल उपयुक्त प्रकार के परिवहन अणु के साथ बातचीत कर सकता है। इसका मतलब यह है कि उत्तरार्द्ध का एंटिकोडन इस विशेष अमीनो एसिड को कूटने वाले ट्रिपलेट का पूरक होना चाहिए। उदाहरण के लिए, ल्यूसीन सिंथेटेस केवल ल्यूसीन के लिए नियत टीआरएनए से बंध जाएगा।

एमिनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेस अणु में तीन न्यूक्लियोटाइड-बाइंडिंग पॉकेट होते हैं, जिनकी रचना और चार्ज टीआरएनए में संबंधित एंटिकोडन के न्यूक्लियोटाइड के पूरक होते हैं। इस प्रकार, एंजाइम वांछित परिवहन अणु को निर्धारित करता है। बहुत कम बार, स्वीकर्ता स्टेम का न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम एक मान्यता खंड के रूप में कार्य करता है।

राइबोसोमल आरएनए

राइबोसोमल राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरआरएनए) कई आरएनए अणु हैं जो राइबोसोम का आधार बनाते हैं। आरआरएनए का मुख्य कार्य अनुवाद प्रक्रिया का कार्यान्वयन है - एडेप्टर टीआरएनए अणुओं का उपयोग करके एमआरएनए से जानकारी पढ़ना और टीआरएनए से जुड़े अमीनो एसिड के बीच पेप्टाइड बॉन्ड के गठन को उत्प्रेरित करना। राइबोसोमल आरएनए सभी सेल आरएनए का लगभग 80% हिस्सा बनाता है। यह न्यूक्लियोलस के एक क्षेत्र में स्थित कई गुणसूत्रों के डीएनए पर पाए जाने वाले जीन द्वारा एन्कोड किया गया है जिसे न्यूक्लियर ऑर्गनाइज़र कहा जाता है।

आरआरएनए में आधार अनुक्रम बैक्टीरिया से लेकर जानवरों तक सभी जीवों में समान होता है। आरआरएनए साइटोप्लाज्म में पाया जाता है, जहां यह प्रोटीन अणुओं से जुड़ा होता है, जिससे उनके साथ कोशिका अंग बनते हैं जिन्हें राइबोसोम कहा जाता है। प्रोटीन संश्लेषण राइबोसोम पर होता है। यहां, एमआरएनए में निहित "कोड" का अनुवाद पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के एमिनो एसिड अनुक्रम में किया जाता है।

स्थानांतरण आरएनए

स्थानांतरण आरएनए, टीआरएनए - राइबोन्यूक्लिक एसिड, जिसका कार्य अमीनो एसिड को प्रोटीन संश्लेषण की साइट पर ले जाना है। टीआरएनए भी सीधे पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के विकास में शामिल होते हैं, जुड़ते हैं - एक एमिनो एसिड के साथ एक परिसर में - एमआरएनए कोडन में और एक नए पेप्टाइड बंधन के गठन के लिए आवश्यक परिसर की संरचना प्रदान करते हैं।

प्रत्येक अमीनो एसिड का अपना tRNA होता है।

टीआरएनए एक एकल-फंसे आरएनए है, लेकिन इसके कार्यात्मक रूप में इसमें "तिपतिया घास" संरचना होती है। इसके चार मुख्य भाग हैं जो विभिन्न कार्य करते हैं। स्वीकर्ता "डंठल" tRNA के दो पूरक जुड़े हुए टर्मिनल भागों द्वारा बनता है। इसमें सात आधार जोड़े होते हैं। इस तने का 3" सिरा कुछ लंबा होता है और एक एकल-फंसे क्षेत्र का निर्माण करता है जो एक मुक्त OH समूह के साथ CCA अनुक्रम में समाप्त होता है। एक परिवहन योग्य अमीनो एसिड इस छोर से जुड़ा होता है। शेष तीन शाखाएं पूरक-युग्मित न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम हैं जो कि अयुग्मित लूप-बनाने वाले क्षेत्रों में समाप्त। इन शाखाओं के मध्य - एंटिकोडन - में न्यूक्लियोटाइड के पांच जोड़े होते हैं और इसके लूप के केंद्र में एक एंटिकोडन होता है। एंटिकोडन एमआरएनए कोडन के पूरक तीन न्यूक्लियोटाइड होते हैं, जो अमीनो एसिड को एनकोड करता है। इस tRNA द्वारा पेप्टाइड संश्लेषण स्थल तक पहुँचाया जाता है।

स्वीकर्ता और एंटिकोडन शाखाओं के बीच दो पार्श्व शाखाएँ हैं। उनके लूप में, वे संशोधित आधार होते हैं - डायहाइड्रॉरिडीन (डी-लूप) और एक टी? सी ट्रिपल, कहां? - स्यूडोउरियन (टी? सी-लूप)। एटिकोडोन और टी? सी शाखाओं के बीच एक अतिरिक्त लूप है, जिसमें 3-5 से 13-21 न्यूक्लियोटाइड शामिल हैं।

अमीनो एसिड एंजाइम एमिनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेस द्वारा अणु के 3' छोर से सहसंयोजक रूप से जुड़ा होता है, जो प्रत्येक प्रकार के टीआरएनए के लिए विशिष्ट होता है।

टीआरएनए एमआरएनए में ट्रिपल कोडन और पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के एमिनो एसिड अनुक्रम के बीच एक मध्यवर्ती अणु के रूप में कार्य करता है। टीआरएनए सभी सेलुलर आरएनए का लगभग 15% हिस्सा है; इन आरएनए में सबसे छोटी पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला होती है - इसमें औसतन 80 न्यूक्लियोटाइड होते हैं। प्रत्येक व्यक्तिगत कोशिका में 20 से अधिक विभिन्न tRNA अणु होते हैं। सभी tRNA अणुओं की मूल संरचना समान होती है। टीआरएनए अणु के 5'-छोर पर हमेशा गुआनिन होता है, और 3'-अंत में - सीसीए आधार अनुक्रम होता है।

शेष अणु में न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम भिन्न होता है और इसमें इनोसिन और स्यूडोरासिल जैसे "असामान्य" आधार हो सकते हैं।

एंटिकोडन ट्रिपलेट में आधार अनुक्रम सख्ती से अमीनो एसिड से मेल खाता है जो कि दिए गए tRNA अणु में होता है।

चावल। 3.

प्रत्येक अमीनो एसिड एंजाइम एमिनोएसिल-टीआरएनए सिंथेज़ की मदद से अपने विशिष्ट टीआरएनए में से एक से जुड़ जाता है। परिणाम एक एनिमेसिड-टीआरएनए कॉम्प्लेक्स है, जिसे एनिमोएसिल-टीआरएनए के रूप में जाना जाता है, जिसमें सीसीए ट्रिपलेट में टर्मिनल न्यूक्लियोटाइड ए और अमीनो एसिड के बीच बांड की ऊर्जा आसन्न अमीनो एसिड के साथ आगे के संबंध की अनुमति देने के लिए पर्याप्त है। इस प्रकार, एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला संश्लेषित होती है।

टीआरएनए की विशेषताओं में से एक असामान्य आधारों की उपस्थिति है जो पॉली न्यूक्लियोटाइड श्रृंखला में एक सामान्य आधार को शामिल करने के बाद रासायनिक संशोधन के परिणामस्वरूप उत्पन्न होते हैं। ये परिवर्तित आधार उनकी संरचना की सामान्य योजना में tRNA की महान संरचनात्मक विविधता को निर्धारित करते हैं। सबसे बड़ी रुचि एंटिकोडन बनाने वाले आधारों के संशोधन हैं, जो कोडन के साथ इसकी बातचीत की विशिष्टता को प्रभावित करते हैं। उदाहरण के लिए, एटिपिकल बेस इनोसिन, कभी-कभी टीआरएनए एंटिकोडन की पहली स्थिति में, एमआरएनए कोडन के तीन अलग-अलग तीसरे आधारों के साथ पूरक रूप से संयोजन करने में सक्षम होता है - यू, सी और ए। चूंकि आनुवंशिक कोड की विशेषताओं में से एक इसकी है अध: पतन, कई अमीनो एसिड कई कोडन द्वारा एन्क्रिप्ट किए जाते हैं, जो एक नियम के रूप में, उनके तीसरे आधार में भिन्न होते हैं। संशोधित एंटिकोडन बेस के गैर-विशिष्ट बंधन के कारण, एक टीआरएनए कई समानार्थी कोडन को पहचानता है।

विभिन्न प्रकार के डीएनए और आरएनए - न्यूक्लिक एसिड - आणविक जीव विज्ञान के अध्ययन की वस्तुओं में से एक है। हाल के वर्षों में इस विज्ञान में सबसे आशाजनक और तेजी से विकासशील क्षेत्रों में से एक आरएनए का अध्ययन रहा है।

संक्षेप में आरएनए की संरचना के बारे में

तो, आरएनए, राइबोन्यूक्लिक एसिड, एक बायोपॉलिमर है जिसका अणु चार प्रकार के न्यूक्लियोटाइड द्वारा गठित एक श्रृंखला है। बदले में, प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड में एक नाइट्रोजनस बेस (एडेनिन ए, ग्वानिन जी, यूरैसिल यू या साइटोसिन सी) होता है, जो एक राइबोज शुगर और एक फॉस्फोरिक एसिड अवशेष के साथ संयुक्त होता है। फॉस्फेट अवशेष, पड़ोसी न्यूक्लियोटाइड के राइबोज से जुड़ते हुए, आरएनए के घटक ब्लॉकों को एक मैक्रोमोलेक्यूल - एक पॉलीन्यूक्लियोटाइड में "सीवे" करते हैं। इस प्रकार आरएनए की प्राथमिक संरचना बनती है।

द्वितीयक संरचना - एक दोहरी श्रृंखला का निर्माण - अणु के कुछ हिस्सों में नाइट्रोजनस आधारों की संपूरकता के सिद्धांत के अनुसार बनता है: एडेनिन एक डबल के माध्यम से यूरैसिल के साथ एक जोड़ी बनाता है, और साइटोसिन के साथ ग्वानिन - एक ट्रिपल हाइड्रोजन बंधन।

कार्य रूप में, आरएनए अणु एक तृतीयक संरचना भी बनाता है - एक विशेष स्थानिक संरचना, रचना।

आरएनए संश्लेषण

आरएनए पोलीमरेज़ एंजाइम का उपयोग करके सभी प्रकार के आरएनए को संश्लेषित किया जाता है। यह डीएनए- और आरएनए-आश्रित हो सकता है, अर्थात यह डीएनए और आरएनए टेम्प्लेट दोनों पर संश्लेषण को उत्प्रेरित कर सकता है।

संश्लेषण आधारों की पूरकता और आनुवंशिक कोड के पढ़ने की दिशा के प्रतिसमानता पर आधारित है और कई चरणों में आगे बढ़ता है।

सबसे पहले, आरएनए पोलीमरेज़ डीएनए पर एक विशेष न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम से पहचाना जाता है और बाध्य होता है - प्रमोटर, जिसके बाद डीएनए डबल हेलिक्स एक छोटे से क्षेत्र में खुल जाता है और आरएनए अणु की असेंबली एक श्रृंखला पर शुरू होती है, जिसे टेम्पलेट कहा जाता है (दूसरा डीएनए श्रृंखला को कोडिंग कहा जाता है - यह इसकी प्रति है जिसे आरएनए संश्लेषित किया जाता है)। प्रमोटर की विषमता यह निर्धारित करती है कि कौन सा डीएनए स्ट्रैंड एक टेम्पलेट के रूप में काम करेगा, और इस प्रकार आरएनए पोलीमरेज़ को सही दिशा में संश्लेषण शुरू करने की अनुमति देता है।

अगले चरण को बढ़ाव कहा जाता है। ट्रांसक्रिप्शन कॉम्प्लेक्स, जिसमें आरएनए पोलीमरेज़ और डीएनए-आरएनए हाइब्रिड वाला एक अनट्विस्टेड क्षेत्र शामिल है, चलना शुरू हो जाता है। जैसे-जैसे यह आंदोलन आगे बढ़ता है, बढ़ता हुआ आरएनए स्ट्रैंड धीरे-धीरे अलग हो जाता है, और डीएनए डबल हेलिक्स कॉम्प्लेक्स के सामने खुल जाता है और इसके पीछे फिर से जुड़ जाता है।

संश्लेषण का अंतिम चरण तब होता है जब आरएनए पोलीमरेज़ मैट्रिक्स के एक विशिष्ट क्षेत्र में पहुंच जाता है जिसे टर्मिनेटर कहा जाता है। प्रक्रिया की समाप्ति (अंत) विभिन्न तरीकों से प्राप्त की जा सकती है।

आरएनए के मुख्य प्रकार और कोशिका में उनके कार्य

वे निम्नलिखित हैं:

• मैट्रिक्स या सूचनात्मक (एमआरएनए)। इसके माध्यम से, प्रतिलेखन किया जाता है - डीएनए से आनुवंशिक जानकारी का स्थानांतरण।
• राइबोसोमल (आरआरएनए), जो अनुवाद की प्रक्रिया प्रदान करता है - एमआरएनए टेम्पलेट पर प्रोटीन संश्लेषण।
• परिवहन (टीआरएनए)। अमीनो एसिड को राइबोसोम में मान्यता और परिवहन करता है, जहां प्रोटीन संश्लेषण होता है, और अनुवाद में भी भाग लेता है।
• छोटे आरएनए छोटे अणुओं का एक व्यापक वर्ग है जो प्रतिलेखन, आरएनए परिपक्वता और अनुवाद की प्रक्रियाओं के दौरान विभिन्न कार्य करते हैं।
• आरएनए जीनोम अनुक्रमों को कोडिंग कर रहे हैं जिनमें कुछ वायरस और वाइरोइड्स में अनुवांशिक जानकारी होती है।

1980 के दशक में, आरएनए की उत्प्रेरक गतिविधि की खोज की गई थी। इस गुण वाले अणु राइबोजाइम कहलाते हैं। अब तक, इतने सारे प्राकृतिक राइबोजाइम ज्ञात नहीं हैं, उनकी उत्प्रेरक क्षमता प्रोटीन की तुलना में कम है, लेकिन कोशिका में वे अत्यंत महत्वपूर्ण कार्य करते हैं। वर्तमान में, राइबोजाइम के संश्लेषण पर सफल कार्य चल रहा है, जिसने अन्य बातों के अलावा, महत्व को लागू किया है।

आइए हम विभिन्न प्रकार के आरएनए अणुओं पर अधिक विस्तार से ध्यान दें।

मैट्रिक्स (सूचना) आरएनए

यह अणु डीएनए के बिना मुड़े हुए भाग पर संश्लेषित होता है, इस प्रकार एक विशेष प्रोटीन को कूटने वाले जीन की नकल करता है।

यूकेरियोटिक कोशिकाओं के आरएनए, बनने से पहले, प्रोटीन संश्लेषण के लिए एक मैट्रिक्स, परिपक्व होना चाहिए, अर्थात, विभिन्न संशोधनों के एक जटिल से गुजरना - प्रसंस्करण।

सबसे पहले, प्रतिलेखन के चरण में भी, अणु कैपिंग से गुजरता है: एक या अधिक संशोधित न्यूक्लियोटाइड की एक विशेष संरचना, टोपी, इसके अंत से जुड़ी होती है। यह कई डाउनस्ट्रीम प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है और एमआरएनए स्थिरता को बढ़ाता है। तथाकथित पॉली (ए) पूंछ, एडेनिन न्यूक्लियोटाइड का एक क्रम, प्राथमिक प्रतिलेख के दूसरे छोर से जुड़ा हुआ है।

इसके बाद प्री-एमआरएनए को स्प्लिस किया जाता है। यह अणु - इंट्रोन्स से गैर-कोडिंग क्षेत्रों को हटाना है, जो यूकेरियोटिक डीएनए में प्रचुर मात्रा में हैं। इसके बाद, एमआरएनए संपादन प्रक्रिया होती है, जिसमें इसकी संरचना रासायनिक रूप से संशोधित होती है, साथ ही मिथाइलेशन, जिसके बाद परिपक्व एमआरएनए कोशिका नाभिक छोड़ देता है।

राइबोसोमल आरएनए

राइबोसोम का आधार, एक जटिल जो प्रोटीन संश्लेषण प्रदान करता है, दो लंबे आरआरएनए से बना होता है जो राइबोसोम के उप-कण बनाते हैं। उन्हें एकल प्री-आरआरएनए के रूप में एक साथ संश्लेषित किया जाता है, जिसे बाद में प्रसंस्करण के दौरान अलग किया जाता है। बड़े सबयूनिट में एक अलग जीन से संश्लेषित कम आणविक भार rRNA भी शामिल है। राइबोसोमल आरएनए में एक घनी भरी हुई तृतीयक संरचना होती है जो राइबोसोम में मौजूद प्रोटीन के लिए एक मचान के रूप में कार्य करती है और सहायक कार्य करती है।

गैर-कार्य चरण में, राइबोसोम सबयूनिट अलग हो जाते हैं; अनुवाद प्रक्रिया की शुरुआत में, छोटे सबयूनिट का आरआरएनए मैसेंजर आरएनए के साथ जुड़ जाता है, जिसके बाद राइबोसोम के तत्व पूरी तरह से संयुक्त हो जाते हैं। जब छोटे सबयूनिट का आरएनए एमआरएनए के साथ इंटरैक्ट करता है, तो बाद वाला, जैसा कि यह था, राइबोसोम (जो एमआरएनए के साथ राइबोसोम की गति के बराबर है) के माध्यम से फैलता है। बड़े सबयूनिट का राइबोसोमल आरएनए एक राइबोजाइम है, यानी इसमें एंजाइमेटिक गुण होते हैं। यह प्रोटीन संश्लेषण के दौरान अमीनो एसिड के बीच पेप्टाइड बॉन्ड के निर्माण को उत्प्रेरित करता है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कोशिका में सभी आरएनए का सबसे बड़ा हिस्सा राइबोसोमल है - 70-80%। डीएनए में बड़ी संख्या में जीन rRNA को कूटबद्ध करते हैं, जो इसके बहुत गहन प्रतिलेखन को सुनिश्चित करता है।

स्थानांतरण आरएनए

इस अणु को एक विशेष एंजाइम की मदद से एक निश्चित अमीनो एसिड द्वारा पहचाना जाता है और इसके साथ जुड़कर, अमीनो एसिड को राइबोसोम तक पहुंचाता है, जहां यह अनुवाद की प्रक्रिया में एक मध्यस्थ के रूप में कार्य करता है - प्रोटीन संश्लेषण। स्थानांतरण कोशिका के कोशिका द्रव्य में प्रसार द्वारा किया जाता है।

अन्य प्रकार के आरएनए की तरह नए संश्लेषित टीआरएनए अणुओं को संसाधित किया जाता है। अपने सक्रिय रूप में परिपक्व tRNA में एक तिपतिया घास के समान एक संरचना होती है। पत्ती के "पेटिओल" पर - स्वीकर्ता साइट - एक हाइड्रॉक्सिल समूह के साथ एक सीसीए अनुक्रम होता है जो अमीनो एसिड से बांधता है। "पत्ती" के विपरीत छोर पर एक एंटिकोडन लूप होता है जो एमआरएनए पर एक पूरक कोडन से जुड़ता है। डी-लूप अमीनो एसिड के साथ बातचीत करते समय ट्रांसफर आरएनए को एंजाइम से बांधने का काम करता है, और टी-लूप का उपयोग राइबोसोम के बड़े सबयूनिट को बांधने के लिए किया जाता है।

छोटा आरएनए

इस प्रकार के आरएनए सेलुलर प्रक्रियाओं में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं और अब सक्रिय रूप से अध्ययन किया जा रहा है।

उदाहरण के लिए, यूकेरियोटिक कोशिकाओं में छोटे परमाणु आरएनए एमआरएनए स्प्लिसिंग में शामिल होते हैं और संभवतः स्प्लिसोसोम प्रोटीन के साथ उत्प्रेरक गुण होते हैं। छोटे न्यूक्लियर आरएनए राइबोसोमल और ट्रांसफर आरएनए के प्रसंस्करण में शामिल होते हैं।

छोटे हस्तक्षेप और माइक्रोआरएनए जीन अभिव्यक्ति विनियमन प्रणाली के सबसे महत्वपूर्ण तत्व हैं, जो कोशिका के लिए अपनी संरचना और महत्वपूर्ण गतिविधि को नियंत्रित करने के लिए आवश्यक है। यह प्रणाली कोशिका की प्रतिरक्षा एंटीवायरल प्रतिक्रिया का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है।

छोटे आरएनए का एक वर्ग भी है जो पीवी प्रोटीन के साथ जटिल रूप से कार्य करता है। ये कॉम्प्लेक्स जर्मलाइन कोशिकाओं के विकास, शुक्राणुजनन में और ट्रांसपोज़ेबल आनुवंशिक तत्वों के दमन में बहुत बड़ी भूमिका निभाते हैं।

आरएनए जीनोम

अधिकांश वायरस आरएनए अणु को जीनोम के रूप में इस्तेमाल कर सकते हैं। वायरल जीनोम अलग-अलग होते हैं - सिंगल- और डबल-स्ट्रैंडेड, सर्कुलर या लीनियर। इसके अलावा, वायरस के आरएनए जीनोम अक्सर खंडित होते हैं और आमतौर पर डीएनए युक्त जीनोम से छोटे होते हैं।

वायरस का एक परिवार है जिसकी आनुवंशिक जानकारी, आरएनए में एन्कोडेड, रिवर्स ट्रांसक्रिप्शन द्वारा कोशिका के संक्रमण के बाद, डीएनए में फिर से लिखी जाती है, जिसे बाद में पीड़ित कोशिका के जीनोम में पेश किया जाता है। ये तथाकथित रेट्रोवायरस हैं। इनमें शामिल हैं, विशेष रूप से, मानव इम्युनोडेफिशिएंसी वायरस।

आधुनिक विज्ञान में आरएनए अनुसंधान का महत्व

यदि पहले आरएनए की माध्यमिक भूमिका के बारे में राय प्रचलित थी, तो अब यह स्पष्ट है कि यह इंट्रासेल्युलर जीवन गतिविधि का एक आवश्यक और सबसे महत्वपूर्ण तत्व है। सर्वोपरि महत्व की कई प्रक्रियाएं आरएनए की सक्रिय भागीदारी के बिना नहीं हो सकती हैं। ऐसी प्रक्रियाओं के तंत्र लंबे समय तक अज्ञात रहे, लेकिन विभिन्न प्रकार के आरएनए और उनके कार्यों के अध्ययन के लिए धन्यवाद, कई विवरण धीरे-धीरे स्पष्ट हो रहे हैं।

यह संभव है कि आरएनए ने पृथ्वी के इतिहास की शुरुआत में जीवन के उद्भव और विकास में निर्णायक भूमिका निभाई हो। हाल के अध्ययनों के परिणाम इस परिकल्पना के पक्ष में बोलते हैं, कुछ प्रकार के आरएनए की भागीदारी के साथ सेल कामकाज के कई तंत्रों की असाधारण पुरातनता की गवाही देते हैं। उदाहरण के लिए, एमआरएनए (ट्रांसक्रिप्शन चरण में जीन गतिविधि के प्रोटीन मुक्त विनियमन की एक प्रणाली) के हिस्से के रूप में हाल ही में खोजे गए राइबोस्विच, कई शोधकर्ताओं के अनुसार, उस युग की गूँज हैं जब आदिम जीवन आरएनए के आधार पर बनाया गया था, बिना डीएनए और प्रोटीन की भागीदारी। MicroRNAs को भी नियामक प्रणाली का एक बहुत ही प्राचीन घटक माना जाता है। उत्प्रेरक रूप से सक्रिय rRNA की संरचनात्मक विशेषताएं प्राचीन प्रोटोरिबोसोम में नए टुकड़े जोड़कर इसके क्रमिक विकास का संकेत देती हैं।

चिकित्सा के सैद्धांतिक और अनुप्रयुक्त क्षेत्रों के लिए किस प्रकार के आरएनए और कुछ प्रक्रियाओं में कैसे शामिल हैं, इसका गहन अध्ययन भी अत्यंत महत्वपूर्ण है।

डीएनए के भौतिक और रासायनिक गुण

विभिन्न कारक जो हाइड्रोजन बांड को तोड़ते हैं (तापमान 80 सी से ऊपर बढ़ जाता है, पीएच और आयनिक शक्ति में परिवर्तन, यूरिया की क्रिया, आदि) डीएनए विकृतीकरण का कारण बनता है, अर्थात। सहसंयोजक बंधों को तोड़े बिना डीएनए श्रृंखलाओं की स्थानिक व्यवस्था में परिवर्तन। विकृतीकरण के दौरान डीएनए का दोहरा हेलिक्स पूरी तरह या आंशिक रूप से इसकी घटक श्रृंखलाओं में विभाजित होता है। डीएनए विकृतीकरण प्यूरिन और पाइरीमिडीन बेस के यूवी क्षेत्र में ऑप्टिकल अवशोषण में वृद्धि के साथ है। इस घटना को कहा जाता है हाइपरक्रोमिक प्रभाव . विकृतीकरण देशी डीएनए समाधानों में निहित उच्च चिपचिपाहट को भी कम करता है। जब मूल डबल-फंसे डीएनए संरचना को बहाल किया जाता है, तो पुनर्वसन के परिणामस्वरूप, नाइट्रोजनस बेस द्वारा 260 एनएम पर अवशोषण उनके "परिरक्षण" के कारण कम हो जाता है। इस घटना को कहा जाता है हाइपोक्रोमिक प्रभाव .

प्रत्येक डीएनए को उसकी घटक श्रृंखलाओं में "अनइंडिंग" एक निश्चित तापमान सीमा के भीतर किया जाता है। इस अंतराल के मध्य बिंदु को गलनांक कहते हैं। डीएनए का पिघलने का तापमान नाइट्रोजनस आधारों के अनुपात पर मानक परिस्थितियों (एक निश्चित पीएच और आयनिक शक्ति) के तहत निर्भर करता है। तीन हाइड्रोजन बांड वाले जीसी जोड़े मजबूत होते हैं, इसलिए डीएनए में जीसी जोड़े की सामग्री जितनी अधिक होगी, पिघलने बिंदु उतना ही अधिक होगा।

डीएनए के कार्य. डीएनए अणुओं में न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम में, आनुवंशिक जानकारी एन्कोडेड होती है। डीएनए के मुख्य कार्य हैं, सबसे पहले, सेल पीढ़ियों और जीवों की पीढ़ियों की एक श्रृंखला में खुद के प्रजनन को सुनिश्चित करने के लिए, और दूसरा, प्रोटीन के संश्लेषण को सुनिश्चित करने के लिए। ये कार्य इस तथ्य के कारण हैं कि डीएनए अणु प्रतिकृति के लिए पहले मामले में एक मैट्रिक्स के रूप में कार्य करते हैं, अर्थात। बेटी डीएनए अणुओं में सूचना की प्रतिलिपि बनाना, दूसरे में - प्रतिलेखन के लिए, अर्थात। आरएनए संरचना में जानकारी को फिर से तैयार करने के लिए।

चावल। 5 पिघलने की अवस्था (डीएनए विकृतीकरण)

विकृतीकरण के दौरान अलग किए गए डीएनए के पूरक स्ट्रैंड, कुछ शर्तों के तहत, एक डबल हेलिक्स में फिर से जुड़ सकते हैं। इस प्रक्रिया को पुनर्जीवन कहा जाता है। यदि विकृतीकरण पूरी तरह से नहीं हुआ है और कम से कम कुछ क्षारों ने हाइड्रोजन बंधों द्वारा अंतःक्रिया नहीं खोई है, तो पुनर्विकास बहुत तेजी से आगे बढ़ता है।

कोशिकाओं के कोशिका द्रव्य में आरएनए के तीन मुख्य कार्यात्मक प्रकार होते हैं। ये मैसेंजर आरएनए हैं - एमआरएनए जो प्रोटीन संश्लेषण के लिए टेम्पलेट के रूप में कार्य करते हैं, राइबोसोमल आरएनए - आरआरएनए जो राइबोसोम के संरचनात्मक घटकों के रूप में कार्य करते हैं, और आरएनए - टीआरएनए को प्रोटीन में अमीनो एसिड अनुक्रम में एमआरएनए जानकारी के अनुवाद (अनुवाद) में स्थानांतरित करते हैं।

तालिका 2 संरचना, कोशिका में स्थानीयकरण और कार्यों के संदर्भ में डीएनए और आरएनए के बीच के अंतर को दर्शाती है।

तालिका 2 डीएनए और आरएनए के बीच अंतर

स्थानांतरण आरएनए, टीआरएनए-राइबोन्यूक्लिक एसिड, जिसका कार्य एए को प्रोटीन संश्लेषण की साइट पर ले जाना है। इसकी सामान्य लंबाई 73 से 93 न्यूक्लियोटाइड और लगभग 5 एनएम का आकार होता है। टीआरएनए भी सीधे पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के विकास में शामिल होते हैं, जुड़ते हैं - एक एमिनो एसिड के साथ एक परिसर में - एमआरएनए कोडन में और एक नए पेप्टाइड बंधन के गठन के लिए आवश्यक परिसर की संरचना प्रदान करते हैं। प्रत्येक अमीनो एसिड का अपना tRNA होता है। टीआरएनए एक एकल-फंसे आरएनए है, लेकिन इसके कार्यात्मक रूप में इसमें क्लोवरलीफ संरचना होती है। एए सहसंयोजक एंजाइम एमिनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेस का उपयोग करके अणु के 3 "अंत से जुड़ता है, जो प्रत्येक प्रकार के टीआरएनए के लिए विशिष्ट होता है। साइट सी पर, एए-टीई के अनुरूप एक एंटीकोडन होता है। टीआरएनए को सामान्य आरएनए पोलीमरेज़ द्वारा संश्लेषित किया जाता है। यूकेरियोट्स के मामले में प्रोकैरियोट्स और आरएनए पोलीमरेज़ III द्वारा टीआरएनए जीन के ट्रांसक्रिप्ट मल्टीस्टेज प्रोसेसिंग से गुजरते हैं, जो टीआरएनए की विशिष्ट स्थानिक संरचना के गठन की ओर जाता है।

tRNA प्रसंस्करण में 5 प्रमुख चरण शामिल हैं:

5" नेता न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को हटाना;

3'-टर्मिनल अनुक्रम को हटाना;

3" छोर पर CCA अनुक्रम जोड़ना;

इंट्रोन्स का छांटना (यूकेरियोट्स और आर्किया में);

व्यक्तिगत न्यूक्लियोटाइड का संशोधन।

टीआरएनए का परिवहन परिवहन कारक एक्सपोर्टिन टी की भागीदारी के साथ एक रैन-आश्रित मार्ग के साथ किया जाता है, जो परिपक्व टीआरएनए की विशेषता माध्यमिक और तृतीयक स्ट्र-आरयू को पहचानता है: छोटे डबल-फंसे खंड और सही ढंग से संसाधित 5 "- और 3" समाप्त होता है। यह तंत्र सुनिश्चित करता है कि नाभिक से केवल परिपक्व tRNA का निर्यात किया जाता है।

62. अनुवाद - एमआरएनए कोडन मान्यता
अनुवाद एक प्रोटीन संश्लेषण है जो राइबोसोम द्वारा एमआरएनए (या और आरएनए) टेम्पलेट पर अमीनो एसिड से किया जाता है। अनुवाद प्रक्रिया के घटक तत्व: अमीनो एसिड, टीआरएनए, राइबोसोम, एमआरएनए, टीआरएनए के एमिनोसाइलेशन के लिए एंजाइम, प्रोटीन अनुवाद कारक (दीक्षा के प्रोटीन कारक, बढ़ाव, समाप्ति - अनुवाद प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक विशिष्ट एक्सट्रैबोसोमल प्रोटीन), एटीपी और जीटीपी ऊर्जा स्रोत , मैग्नीशियम आयन (राइबोसोम संरचना को स्थिर करते हैं)। प्रोटीन संश्लेषण में 20 अमीनो एसिड शामिल होते हैं। अमीनो एसिड के लिए भविष्य की पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में अपनी जगह को "पहचानने" के लिए, इसे एक ट्रांसफर आरएनए (टीआरएनए) से बांधना चाहिए जो एक एडेप्टर फ़ंक्शन करता है। टीआरएनए जो अमीनो एसिड से बांधता है, फिर एमआरएनए पर संबंधित कोडन को पहचानता है। एमआरएनए कोडन मान्यता:

कोडन-एंटिकोडन इंटरैक्शन पूरकता और एंटीपैरेललिज़्म के सिद्धांतों पर आधारित है:

3'----C - G-A*------5' tRNA एंटिकोडोन

5'-----जी-सी-वाई*------3' एमआरएनए कोडन

डगमगाने की परिकल्पना एफ. क्रिक द्वारा प्रस्तावित की गई थी:

एमआरएनए कोडन के 3'-बेस में टीआरएनए एंटिकोडन के 5'-बेस के साथ एक गैर-सख्त युग्मन होता है: उदाहरण के लिए, वाई (एमआरएनए) ए और जी (टीआरएनए) के साथ बातचीत कर सकता है।

कुछ tRNA एक से अधिक कोडन के साथ युग्मित हो सकते हैं।

63. अनुवाद प्रक्रिया के घटक तत्वों के लक्षण।अनुवाद (अनुवाद-अनुवाद) राइबोसोम द्वारा किए गए सूचनात्मक (मैट्रिक्स) आरएनए (एमआरएनए, एमआरएनए) के मैट्रिक्स पर अमीनो एसिड से प्रोटीन संश्लेषण की प्रक्रिया है।

प्रोटीन संश्लेषण कोशिका जीवन का आधार है। सभी जीवों की कोशिकाओं में इस प्रक्रिया को अंजाम देने के लिए विशेष अंग होते हैं - राइबोसोम- 2 सबयूनिट्स से निर्मित राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन कॉम्प्लेक्स: बड़े और छोटे। राइबोसोम का कार्य तीन-अक्षर (तीन-न्यूक्लियोटाइड) को पहचानना है कोडोनएमआरएनए, उनकी तुलना संबंधित टीआरएनए एंटिकोडन से करते हैं अमीनो अम्ल, और इन अमीनो एसिड को बढ़ती प्रोटीन श्रृंखला में शामिल करना। एमआरएनए अणु के साथ चलते हुए, राइबोसोम एमआरएनए अणु में निहित जानकारी के अनुसार एक प्रोटीन का संश्लेषण करता है।

सेल में AK-t की पहचान के लिए, विशेष "एडेप्टर" हैं, स्थानांतरण आरएनए अणु(टीआरएनए)। इन तिपतिया घास के आकार के अणुओं में एक साइट (एंटीकोडन) एक एमआरएनए कोडन की पूरक होती है, साथ ही एक अन्य साइट भी होती है जिससे उस कोडन के अनुरूप अमीनो एसिड जुड़ा होता है। टीआरएनए से अमीनो एसिड का जुड़ाव एंजाइम एमिनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेस द्वारा ऊर्जा-निर्भर प्रतिक्रिया में किया जाता है, और परिणामी अणु को एमिनोएसिल-टीआरएनए कहा जाता है। इस प्रकार, अनुवाद की विशिष्टता एमआरएनए कोडन और टीआरएनए एंटिकोडन के बीच बातचीत के साथ-साथ एमिनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेस की विशिष्टता से निर्धारित होती है जो एमिनो एसिड को उनके संबंधित टीआरएनए से सख्ती से जोड़ती है (उदाहरण के लिए, जीजीयू कोडन एक के अनुरूप होगा tRNA जिसमें CCA एंटिकोडॉन होता है, और केवल AK ग्लाइसिन होता है)।

प्रोकैरियोटिक राइबोसोम

5S और 23S rRNA 16S rRNA

34 गिलहरी 21 गिलहरी

प्रोकैरियोटिक राइबोसोम में 70S का अवसादन स्थिरांक होता है, यही कारण है कि उन्हें 70S कण कहा जाता है। वे दो अलग-अलग सबयूनिट्स से बने हैं: 30S और 50S सबयूनिट्स। प्रत्येक सबयूनिट rRNA और राइबोसोमल प्रोटीन का एक जटिल है।

30S कण में एक 16S rRNA अणु होता है और ज्यादातर मामलों में 20 से अधिक प्रजातियों (21) से एक प्रोटीन अणु होता है। 50S सबयूनिट में दो rRNA अणु (23S और 5S) होते हैं। इसमें 30 से अधिक विभिन्न प्रोटीन (34) होते हैं, जिन्हें एक नियम के रूप में, एक प्रति द्वारा भी दर्शाया जाता है। अधिकांश राइबोसोमल प्रोटीन एक संरचनात्मक कार्य करते हैं।

यूकेरियोटिक राइबोसोम

5एस; 5,8एस और 28एस आरआरएनए 18एस आरआरएनए

कम से कम 50 प्रोटीन कम से कम 33 प्रोटीन

राइबोसोम में बड़े और छोटे सबयूनिट होते हैं। प्रत्येक सबयूनिट की संरचना का आधार एक जटिल रूप से मुड़ा हुआ rRNA है। राइबोसोम प्रोटीन rRNA पाड़ से जुड़े थे।

एक पूर्ण यूकेरियोटिक राइबोसोम का अवसादन गुणांक लगभग 80 स्वेडबर्ग इकाइयाँ (80S) है, और इसके उप-कणों का अवसादन गुणांक 40S और 60S है।

छोटे 40S सबयूनिट में एक 18S rRNA अणु और 30-40 प्रोटीन अणु होते हैं। बड़े 60S सबयूनिट में 5S, 5.8S, और 28S और 40-50 प्रोटीन के अवसादन गुणांक के साथ तीन प्रकार के rRNA होते हैं (उदाहरण के लिए, चूहे हेपेटोसाइट राइबोसोम में 49 प्रोटीन शामिल होते हैं)।

राइबोसोम के कार्यात्मक क्षेत्र

पी - पेप्टिडाइल टीआरएनए के लिए पेप्टिडाइल साइट

ए - एमिनोएसिल टीआरएनए के लिए एमिनोएसिल साइट

ई - राइबोसोम से टीआरएनए की रिहाई के लिए साइट

राइबोसोम में टीआरएनए के साथ बातचीत के लिए 2 कार्यात्मक साइटें होती हैं: एमिनोएसिल (स्वीकर्ता) और पेप्टिडाइल (दाता)। अमीनोसिल-टीआरएनए राइबोसोम के स्वीकर्ता स्थल में प्रवेश करता है और कोडन और एंटिकोडन ट्रिपल के बीच हाइड्रोजन बांड बनाने के लिए बातचीत करता है। हाइड्रोजन बांड के निर्माण के बाद, सिस्टम 1 कोडन को आगे बढ़ाता है और दाता साइट में समाप्त होता है। उसी समय, खाली स्वीकर्ता साइट में एक नया कोडन दिखाई देता है, और संबंधित एमिनोएसिल-टी-आरएनए इससे जुड़ा होता है।

राइबोसोम: संरचना, कार्य

राइबोसोम प्रोटीन जैवसंश्लेषण के साइटोप्लाज्मिक केंद्र हैं। वे बड़े और छोटे सबयूनिट्स से मिलकर बने होते हैं, जो अवसादन गुणांक (सेंट्रीफ्यूजेशन के दौरान अवसादन दर) में भिन्न होते हैं, स्वेडबर्ग - एस की इकाइयों में व्यक्त किए जाते हैं।

राइबोसोम यूकेरियोटिक और प्रोकैरियोटिक दोनों कोशिकाओं में मौजूद होते हैं क्योंकि वे एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं प्रोटीन जैवसंश्लेषण।प्रत्येक कोशिका में इन छोटे गोलाकार जीवों के दसियों, सैकड़ों हजारों (कई मिलियन तक) होते हैं। यह एक गोलाकार राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन कण है। इसका व्यास 20-30 एनएम है। राइबोसोम में बड़े और छोटे सबयूनिट होते हैं, जो अवसादन गुणांक (सेंट्रीफ्यूजेशन के दौरान अवसादन दर) में भिन्न होते हैं, स्वेडबर्ग इकाइयों में व्यक्त किए जाते हैं - एस। ये सबयूनिट एम-आरएनए (मैट्रिक्स, या सूचनात्मक, आरएनए) के एक स्ट्रैंड की उपस्थिति में संयुक्त होते हैं। राइबोसोम के समूह का एक समूह जो मोतियों की एक स्ट्रिंग की तरह एक एकल mRNA अणु द्वारा संयुक्त होता है, कहलाता है पॉलीसोम. ये संरचनाएं या तो स्वतंत्र रूप से साइटोप्लाज्म में स्थित होती हैं या दानेदार ईआर की झिल्लियों से जुड़ी होती हैं (दोनों ही मामलों में, प्रोटीन संश्लेषण सक्रिय रूप से उन पर आगे बढ़ता है)।

दानेदार ईआर के पॉलीसोम प्रोटीन बनाते हैं जो कोशिका से उत्सर्जित होते हैं और पूरे जीव की जरूरतों के लिए उपयोग किए जाते हैं (उदाहरण के लिए, पाचन एंजाइम, मानव स्तन के दूध के प्रोटीन)। इसके अलावा, राइबोसोम माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली की आंतरिक सतह पर मौजूद होते हैं, जहां वे प्रोटीन अणुओं के संश्लेषण में भी सक्रिय भाग लेते हैं।