डीएनए अणु का दोहराव। माइटोटिक चक्र में डीएनए दोहराव कैसे होता है? क्या समझाएं

डीएनए की प्रतिकृति (दोहरीकरण)। डीएनए गुणसूत्रों पर पाया जाता है और प्रत्येक गुणसूत्र दोहराव और कोशिका विभाजन से पहले दोहराया जाता है। जे. वाटसन और एफ. क्रिक ने एक डीएनए दोहरीकरण योजना का प्रस्ताव रखा, जिसके अनुसार हेलिकल डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए पहले अपनी धुरी के साथ खुलता (खोलता) है। जिसमें हाइड्रोजन बांडनाइट्रोजनी आधारों के बीच टूट जाता है और शृंखलाएँ अलग हो जाती हैं। इसी समय, दूसरी श्रृंखला के न्यूक्लियोटाइड के पूरक नाइट्रोजनस आधार प्रत्येक श्रृंखला के न्यूक्लियोटाइड से जुड़े होते हैं, जहां थाइमिन एडेनिन के विपरीत खड़ा होता है, एडेनिन थाइमिन के विपरीत खड़ा होता है, साइटोसिन गुआनिन के विपरीत खड़ा होता है, आदि, जो नई पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला में जुड़े होते हैं। डीएनए पोलीमरेज़ एंजाइम की मदद से। परिणामस्वरूप, एक से दो नए संतति डीएनए अणु बनते हैं। प्रत्येक बेटी अणु, मूल अणु की एक श्रृंखला की संरचना को विरासत में प्राप्त करता है, इसमें निहित जानकारी की विशिष्टता को सख्ती से बरकरार रखता है। चूँकि अणु की दो श्रृंखलाओं में से एक प्रतिकृति के लिए टेम्पलेट के रूप में कार्य करती है, इस प्रकार के डीएनए संश्लेषण को अर्ध-रूढ़िवादी ऑटोरप्रोडक्शन कहा जाता है।

आगे के शोध से पता चला कि बैक्टीरिया और अन्य डीएनए अणुओं की प्रतिकृति एक विशिष्ट प्रारंभिक बिंदु पर शुरू होती है। यूकेरियोट्स के गुणसूत्रों में ऐसे कई प्रारंभिक बिंदु पाए गए हैं। प्रतिकृति आरंभ के बिंदु पर डीएनए स्ट्रैंड एक विशेष हेलिकेज़ प्रोटीन (चित्र 19) के प्रभाव में अलग हो जाते हैं। एकल-फंसे डीएनए अनुभाग दिखाई देते हैं, जो पूरक न्यूक्लियोटाइड के प्रतिकृति-आकर्षण के लिए टेम्पलेट बन जाते हैं। ये एकल-श्रृंखला क्षेत्र विशेष प्रोटीन से जुड़ते हैं जो उन्हें स्थिर करते हैं (उनकी पूरक बातचीत को रोकते हैं)। एक विशेष एंजाइम टोपोइज़ोमेरेज़ (प्रोकैरियोट्स में डीएनए गाइरेज़ कहा जाता है) प्रतिकृति कांटा के क्षेत्र में डीएनए हेलिक्स के दरार को बढ़ावा देता है।

मातृ श्रृंखला पर प्रतिकृति, प्रारंभिक बिंदु से दिशा 5"->3" तक जाते हुए, एक ठोस रेखा के रूप में होती है। इस श्रृंखला को अग्रणी श्रृंखला कहा जाता है। दूसरी श्रृंखला 3"->5" पर संश्लेषण अलग-अलग टुकड़ों में होता है उल्टी दिशा(5" - "3") भी। इस श्रृंखला को मंदबुद्धि कहा जाता है। टुकड़े डीएनए के छोटे खंड हैं (ई. कोली में लगभग 2000 न्यूक्लियोटाइड होते हैं, यूकेरियोट्स में लगभग 200 होते हैं)। इनका नाम इनकी खोज करने वाले जापानी वैज्ञानिक आर. ओकाज़ाकी के नाम पर रखा गया है। संश्लेषण पूरा होने के बाद, ओकाज़ाकी टुकड़ों को एंजाइम लिगेज का उपयोग करके एक सामान्य पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला में जोड़ा जाता है। यूकेरियोट्स में, डीएनए प्रतिकृति और इसके विभिन्न प्रतिकृति साइटों का जुड़ाव इंटरफ़ेज़ के एस चरण के दौरान होता है। इस चरण के पूरा होने के बाद, प्रत्येक गुणसूत्र में दो डीएनए अणु होते हैं, जो दो समान क्रोमैटिड बन जाते हैं।

प्रतिकृति बनाने में सक्षम संरचना (क्रोमोसोम, प्लास्मिड, वायरल जीनोम) को प्रतिकृति कहा जाता है।

डीएनए अणुओं का स्व-दोहराव किसी प्रजाति की आनुवंशिक जानकारी की स्थिरता का आधार है और कोशिका के वंशानुगत पदार्थ की भौतिक निरंतरता सुनिश्चित करता है।

डीएनए आनुवंशिक जानकारी का एक विश्वसनीय भंडार है। लेकिन इसे न केवल सुरक्षित रखा जाना चाहिए, बल्कि संतानों तक भी पहुंचाया जाना चाहिए। प्रजातियों का अस्तित्व इसी पर निर्भर करता है। आख़िरकार, माता-पिता को अपने बच्चों को वह सब कुछ देना चाहिए जो उन्होंने विकास के क्रम में हासिल किया है। यह सब कुछ रिकॉर्ड करता है: अंगों की संख्या से लेकर आंखों के रंग तक। बेशक, सूक्ष्मजीवों के पास यह जानकारी बहुत कम होती है, लेकिन इसे प्रसारित करने की भी आवश्यकता होती है। ऐसा करने के लिए कोशिका विभाजित होती है। ताकि आनुवंशिक जानकारी दोनों तक पहुंच जाए अनुजात कोशिकाएं, इसे दोगुना करने की आवश्यकता है, इस प्रक्रिया को "डीएनए प्रतिकृति" कहा जाता है। यह कोशिका विभाजन से पहले होता है, चाहे कोई भी हो। यह एक जीवाणु हो सकता है जिसने गुणा करने का निर्णय लिया है। या यह कटे हुए स्थान पर उगने वाली नई त्वचा हो सकती है। डीऑक्सीराइबो दोहरीकरण प्रक्रिया न्यूक्लिक अम्लकोशिका विभाजन शुरू होने से पहले इसे स्पष्ट रूप से विनियमित और पूरा किया जाना चाहिए।

दोहरीकरण कहाँ होता है?

डीएनए प्रतिकृति सीधे नाभिक (यूकेरियोट्स में) या साइटोप्लाज्म (प्रोकैरियोट्स में) में होती है। न्यूक्लिक एसिड में न्यूक्लियोटाइड्स होते हैं - एडेनिन, थाइमिन, साइटोसिन और गुआनिन। अणु की दोनों श्रृंखलाएँ संपूरकता के सिद्धांत के अनुसार निर्मित होती हैं: एक श्रृंखला में एडेनिन थाइमिन से मेल खाती है, और गुआनिन साइटोसिन से मेल खाती है। अणु का दोहरीकरण इस तरह से होना चाहिए कि संपूरकता का सिद्धांत बेटी हेलिकॉप्टरों में संरक्षित रहे।

प्रतिकृति की शुरुआत - दीक्षा

डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड एक डबल-स्ट्रैंडेड हेलिक्स है। डीएनए प्रतिकृति प्रत्येक मूल स्ट्रैंड के साथ बेटी स्ट्रैंड को जोड़कर होती है। इस संश्लेषण को संभव बनाने के लिए, सर्पिलों को "खुला" होना चाहिए और जंजीरों को एक दूसरे से अलग किया जाना चाहिए। यह भूमिका हेलिकेज़ द्वारा निभाई जाती है - यह घूमते हुए डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड के हेलिक्स को खोल देता है उच्च गति. डीएनए दोहराव की शुरुआत किसी भी स्थान से नहीं हो सकती, ऐसी जटिल प्रक्रिया के लिए अणु के एक विशिष्ट भाग - प्रतिकृति आरंभ स्थल की आवश्यकता होती है। एक बार जब नकल के लिए शुरुआती बिंदु निर्धारित हो जाता है और हेलिकेज़ ने हेलिक्स को खोलने का काम शुरू कर दिया है, तो डीएनए स्ट्रैंड एक प्रतिकृति कांटा बनाने के लिए अलग हो जाते हैं। डीएनए पोलीमरेज़ उन पर बैठते हैं। यह वे हैं जो बेटी श्रृंखलाओं का संश्लेषण करेंगे।

बढ़ाव

डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड के एक अणु में 5 से 50 प्रतिकृति कांटे बन सकते हैं। बेटी श्रृंखलाओं का संश्लेषण अणु के कई भागों में एक साथ होता है। लेकिन पूरक न्यूक्लियोटाइड का निर्माण पूरा करना आसान नहीं है। न्यूक्लिक एसिड श्रृंखलाएं एक दूसरे के समानांतर होती हैं। पैतृक श्रृंखलाओं की विभिन्न दिशाएँ दोहराव को प्रभावित करती हैं; यह डीएनए प्रतिकृति के जटिल तंत्र को निर्धारित करती है। श्रृंखलाओं में से एक को बच्चा लगातार पूरा करता है और उसे अग्रणी कहा जाता है। यह सही है, क्योंकि पोलीमरेज़ के लिए पिछले वाले के 3'-OH सिरे पर एक मुक्त न्यूक्लियोटाइड जोड़ना बहुत सुविधाजनक है। यह संश्लेषण दूसरी श्रृंखला की प्रक्रिया के विपरीत, लगातार होता रहता है।

पिछड़ती श्रृंखला, ओ'काजाकी टुकड़े

दूसरी शृंखला के साथ कठिनाइयाँ उत्पन्न होती हैं, क्योंकि वहाँ 5' सिरा स्वतंत्र होता है, जिससे मुक्त न्यूक्लियोटाइड जोड़ना असंभव होता है। फिर डीएनए पोलीमरेज़ दूसरी तरफ से कार्य करता है। बेटी श्रृंखला को पूरा करने के लिए, एक प्राइमर बनाया जाता है जो मूल श्रृंखला का पूरक होता है। इसका निर्माण प्रतिकृति कांटे पर ही होता है। यह वह जगह है जहां एक छोटे टुकड़े का संश्लेषण शुरू होता है, लेकिन "सही" पथ के साथ - न्यूक्लियोटाइड का जोड़ 3' छोर पर होता है। इस प्रकार, दूसरी बेटी हेलिक्स पर श्रृंखला का पूरा होना असंतत रूप से होता है और इसकी दिशा प्रतिकृति कांटा की गति के विपरीत होती है। इन टुकड़ों को ओ'काजाकी टुकड़े कहा जाता था और ये लगभग 100 न्यूक्लियोटाइड लंबे होते हैं। टुकड़े को पिछले तैयार टुकड़े तक बनाने के बाद, प्राइमरों को एक विशेष एंजाइम द्वारा काट दिया जाता है, और कट वाली जगह को गायब न्यूक्लियोटाइड से भर दिया जाता है।

समापन

दोहरीकरण तब पूरा होता है जब दोनों श्रृंखलाएं अपनी सहायक श्रृंखलाएं पूरी कर लेती हैं, और ओ'काजाकी के सभी टुकड़े एक साथ सिल दिए जाते हैं। यूकेरियोट्स में, डीएनए प्रतिकृति तब समाप्त हो जाती है जब प्रतिकृति कांटे एक दूसरे से मिलते हैं। लेकिन प्रोकैरियोट्स में, यह अणु गोलाकार होता है, और दोहरीकरण की प्रक्रिया पहले श्रृंखला को तोड़े बिना होती है। यह पता चला है कि सभी डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड एक बड़ी प्रतिकृति है। और दोहराव तब समाप्त होता है जब प्रतिकृति कांटे रिंग के विपरीत दिशा में मिलते हैं। प्रतिकृति पूरी होने के बाद, मूल डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड के दोनों स्ट्रैंड को वापस एक साथ जोड़ा जाना चाहिए, जिसके बाद दोनों अणुओं को सुपरकॉइल बनाने के लिए घुमाया जाता है। इसके बाद, दोनों डीएनए अणुओं का मिथाइलेशन -GATC- क्षेत्र में एडेनिन पर होता है। यह श्रृंखलाओं को अलग नहीं करता है या उनकी पूरकता में हस्तक्षेप नहीं करता है। यह अणुओं को गुणसूत्रों में मोड़ने के साथ-साथ जीन रीडिंग के नियमन के लिए आवश्यक है।

प्रतिकृति की गति और सटीकता

डीएनए दोहरीकरण (दीर्घीकरण) का दूसरा चरण लगभग 700 न्यूक्लियोटाइड प्रति सेकंड की गति से होता है। अगर हम याद रखें कि न्यूक्लिक एसिड के प्रति मोड़ में 10 जोड़े मोनोमर्स होते हैं, तो यह पता चलता है कि "अनवाइंडिंग" के दौरान अणु 70 चक्कर प्रति सेकंड की आवृत्ति पर घूमता है। तुलना के लिए: कूलर की घूर्णन गति है सिस्टम इकाईकंप्यूटर लगभग 500 चक्कर प्रति सेकंड है। लेकिन बावजूद ऊंची दरें, डीएनए पोलीमरेज़ लगभग कभी गलती नहीं करता है। आख़िरकार, वह बस पूरक न्यूक्लियोटाइड का चयन करती है। लेकिन अगर वह कोई गलती भी करता है, तो डीएनए पोलीमरेज़ उसे पहचान लेता है, एक कदम पीछे हट जाता है, गलत मोनोमर को फाड़ देता है और उसे सही मोनोमर से बदल देता है। डीएनए प्रतिकृति का तंत्र बहुत जटिल है, लेकिन हम मुख्य बिंदुओं को समझने में सक्षम थे। सूक्ष्मजीवों और बहुकोशिकीय प्राणियों दोनों के लिए इसके महत्व को समझना महत्वपूर्ण है।

प्रजनन वह मुख्य गुण है जो सजीवों को निर्जीवों से अलग करता है। जीवित जीवों की बिल्कुल सभी प्रजातियाँ अपनी तरह का प्रजनन करने में सक्षम हैं, अन्यथा प्रजातियाँ बहुत जल्दी गायब हो जाएँगी। विभिन्न प्राणियों के प्रजनन के तरीके एक-दूसरे से बहुत भिन्न होते हैं, लेकिन इन सभी प्रक्रियाओं का आधार कोशिका विभाजन है, और यह डीएनए प्रतिकृति के तंत्र पर आधारित है।

कोशिका विभाजन आवश्यक रूप से किसी जीव के प्रजनन की प्रक्रिया के साथ नहीं होता है। विकास और पुनर्जनन भी कोशिकाओं पर निर्भर करता है। लेकिन एकल-कोशिका वाले प्राणियों में, जिनमें बैक्टीरिया और प्रोटोजोआ शामिल हैं, कोशिका विभाजन मुख्य प्रजनन प्रक्रिया है।

बहुकोशिकीय जीव एककोशिकीय जीवों की तुलना में अधिक समय तक जीवित रहते हैं, और उनका जीवन काल उन कोशिकाओं के जीवन काल से अधिक होता है जिनसे वे बने होते हैं, कभी-कभी तो कई गुना अधिक।

डीएनए पुनरुत्पादन कैसे होता है?

डीएनए हेलिक्स को दोगुना करना सबसे अधिक है महत्वपूर्ण प्रक्रियाकोशिका विभाजन के दौरान. सर्पिल को दो समान में विभाजित किया गया है, और गुणसूत्रों की प्रत्येक श्रृंखला मूल रूप से माता-पिता के समान है। इसीलिए इस प्रक्रिया को पुनरुत्पादन कहा जाता है। हेलिक्स के दो समान "हिस्सों" को क्रोमैटिड कहा जाता है।

डीएनए हेलिक्स के आधारों के बीच (ये एडेनिन-थाइमिन और गुआनिन-साइटोसिन हैं) पूरक हाइड्रोजन बांड होते हैं, और पुनर्विकास के दौरान विशेष एंजाइम उन्हें तोड़ देते हैं। पूरक बंधन वे होते हैं जब कोई जोड़ा केवल एक दूसरे से जुड़ सकता है। यदि हम डीएनए हेलिक्स के आधारों के बारे में बात कर रहे हैं, तो उदाहरण के लिए, गुआनिन और साइटोसिन एक पूरक जोड़ी बनाते हैं। डीएनए स्ट्रैंड दो भागों में विभाजित हो जाता है, जिसके बाद प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड से एक और पूरक न्यूक्लियोटाइड जुड़ा होता है। इस प्रकार, यह पता चलता है कि दो नए सर्पिल बनते हैं, जो पूरी तरह से समान हैं।

माइटोसिस कोशिका विभाजन की प्रक्रिया है

आमतौर पर, कोशिकाएँ माइटोसिस के माध्यम से विभाजित होती हैं। इस प्रक्रिया में कई चरण शामिल हैं, और परमाणु विखंडन उनमें से सबसे पहला है। केन्द्रक के विभाजित होने के बाद कोशिकाद्रव्य भी विभाजित हो जाता है। की अवधारणा इस प्रक्रिया से जुड़ी है जीवन चक्रकोशिकाएँ: यह वह समय है जो किसी कोशिका के अपने मूल से अलग होने से लेकर स्वयं विभाजित होने तक बीतता है।

माइटोसिस की शुरुआत पुनर्गुणन से होती है। इस प्रक्रिया के बाद केन्द्रक खोल नष्ट हो जाता है और कुछ समय के लिए कोशिका में केन्द्रक का अस्तित्व ही नहीं रहता। इस समय, गुणसूत्र यथासंभव मुड़ जाते हैं और माइक्रोस्कोप के नीचे स्पष्ट रूप से देखे जा सकते हैं। फिर दो नए हेलिकॉप्टर अलग हो जाते हैं और कोशिका के ध्रुवों की ओर बढ़ते हैं। जब सर्पिल अपने लक्ष्य तक पहुंचते हैं - प्रत्येक अपने सेलुलर ध्रुव के पास पहुंचते हैं - तो वे खुल जाते हैं। इसी समय, उनके चारों ओर कोर शैल बनने लगते हैं। जबकि यह प्रक्रिया पूरी हो रही है, साइटोप्लाज्म का विभाजन पहले ही शुरू हो चुका है। माइटोसिस का अंतिम चरण तब होता है जब दो पूरी तरह से समान कोशिकाएं एक दूसरे से अलग हो जाती हैं।

दो समान प्रतियों के निर्माण के साथ दोहरीकरण एक पूरी तरह से सामान्य घटना है। अक्सर इस तरह के दोहरीकरण को प्रतिकृति कहा जाता है। उत्तरार्द्ध घटित हो सकता है अलग - अलग स्तरपदार्थ का संगठन - डीएनए से लेकर गुणसूत्रों और संपूर्ण कोशिकाओं तक। इस मामले में, यदि प्रक्रिया सुचारू रूप से चलती है, तो दो समान इकाइयाँ प्राप्त होती हैं। प्रतिकृति एक गहना-सटीक दोहरीकरण है।

बिल्कुल वैसा ही जैसा कहीं और नहीं

डीएनए प्रतिकृति को अन्य सभी प्रजातियों के लिए सबसे दिलचस्प और बुनियादी माना जाता है। यह एक प्रक्रिया है जो कई चरणों में होती है, जिनमें से प्रत्येक में सटीकता महत्वपूर्ण है, क्योंकि अशुद्धि पूरी तरह से गलत प्रोटीन के संश्लेषण को भड़काएगी, जो कोशिका और पूरे शरीर में उपयोग के लिए अनुपयुक्त है।

समय की शुरुआत

कोशिका प्रतिकृति गुणसूत्र दोहरीकरण के परिणाम से शुरू होती है। लेकिन प्रतिकृति पूरी प्रक्रिया की आधारशिला है। इसमें तीन चरण होते हैं: पहला, आरंभ, दूसरा, बढ़ाव, तीसरा, समाप्ति। एंजाइमों का कार्य विशेष बिंदुओं - प्रतिकृतियों और केवल उन्हीं से शुरू होता है। ग़लत स्थान पर प्रारंभ करने से पूरी प्रक्रिया विकृत हो जाएगी. उत्प्रेरक एंजाइम विशेष प्रोटीन को सक्रिय करता है जो डीएनए दोहराव के लिए आवश्यक पूर्व-प्रतिकृति परिसर बनाता है। प्रजनन से पहले डीएनए को विशेष एंजाइमों द्वारा दो भागों में काटा जाता है।

पूरक शृंखला

बढ़ाव के दौरान, मैट्रिक्स पर एक पूरक मातृ श्रृंखला बनाई जाती है। अर्थात्, वह जो फिर एक पूर्ण अणु बना सकता है। प्रक्रिया समाप्ति के साथ समाप्त होती है, जो एक निश्चित बिंदु पर भी होती है। एक विशेष इकाई है - प्रतिकृति। यह डीएनए का टुकड़ा है जो एक समय में बनता है। डीएनए प्रतिकृति आधार है; इसके बिना, गुणसूत्र प्रतिकृति असंभव है। उत्तरार्द्ध तब होता है जब कोशिका विभाजित होने के लिए तैयार होती है।

एक संकेत के रूप में प्रोटीन

डीएनए दोहराव होने के कुछ घंटों बाद ही गुणसूत्र दोहराव शुरू हो जाता है। एक गुणसूत्र के पुनर्निर्माण के लिए, न केवल नए सेटों की आवश्यकता होती है, बल्कि प्रोटीन की भी आवश्यकता होती है जो गुणसूत्र तंत्र का हिस्सा होते हैं, और उनके संश्लेषण में समय लगता है। त्वरित प्रतिकृति कैंसर का संकेत है। यदि बहुत अधिक प्रोटीन पाया जाता है, जो गहनता की विशेषता है, तो डॉक्टर अलार्म बजाना शुरू कर देता है।

पर्याप्त स्थान

प्रतिकृति की प्रक्रिया में है दिलचस्प विशेषता- नाभिक के स्थान में, नए डीएनए के संश्लेषण के बिंदु काफी समान रूप से स्थित होते हैं, इस प्रकार, कोई विकृतियां नहीं होती हैं जो पारस्परिक प्रभाव को भड़का सकती हैं। बहुत सारे बिंदु हैं, आमतौर पर डेढ़ से दो दर्जन।

गुणसूत्र वास्तव में कैसे व्यवस्थित हैं यह इस बात पर निर्भर करता है कि कोशिका माइटोसिस या अर्धसूत्रीविभाजन से गुजर रही है या नहीं। पहले मामले में, परिणामी सेल में एक सामान्य सेट होगा, दूसरे में - आधा सेट। आख़िरकार, शेष आधा दूसरे साथी की कोशिका द्वारा लाया जाएगा यदि अर्धसूत्रीविभाजन में यह अचानक एक पूर्ण सेट बन जाता है, तो यह या तो अव्यवहार्य होगा, या एक बीमार बच्चे की कल्पना की जाएगी। हालाँकि, ऐसे बच्चे अभी भी अक्सर पैदा नहीं होते हैं; गर्भावस्था के प्रारंभिक चरण में गर्भपात हो जाता है, जिसे माँ मासिक धर्म या ओव्यूलेशन समझ सकती है

प्रत्येक कोशिका विभाजन से पहले, न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम के बिल्कुल सटीक पालन के साथ, डीएनए अणु का स्व-दोहराव (दोहराव) होता है। दोहराव तब शुरू होता है जब डीएनए डबल हेलिक्स अस्थायी रूप से खुल जाता है। यह ऐसे वातावरण में एंजाइम डीएनए पोलीमरेज़ की क्रिया के तहत होता है जिसमें मुक्त न्यूक्लियोटाइड होते हैं। प्रत्येक एकल श्रृंखला, रासायनिक आत्मीयता (ए - टी, जी - सी) के सिद्धांत के अनुसार, कोशिका में स्थित मुक्त न्यूक्लियोटाइड को अपने न्यूक्लियोटाइड अवशेषों की ओर आकर्षित करती है और उन्हें हाइड्रोजन बांड के साथ सुरक्षित करती है। इस प्रकार, प्रत्येक पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला एक नई पूरक श्रृंखला के लिए एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करती है। परिणाम दो डीएनए अणु हैं, उनमें से प्रत्येक का आधा हिस्सा मूल अणु से आता है, और दूसरा नव संश्लेषित होता है, यानी। दो नए डीएनए अणु प्रतिनिधित्व करते हैं सटीक प्रतिमूल अणु.

गिलहरी

गिलहरी - अनिवार्य अवयवसभी कोशिकाएँ. सभी जीवों के जीवन में प्रोटीन का सर्वाधिक महत्व है। प्रोटीन में कार्बन, हाइड्रोजन, नाइट्रोजन होता है और कुछ प्रोटीन में सल्फर भी होता है। अमीनो एसिड प्रोटीन में मोनोमर्स की भूमिका निभाते हैं। प्रत्येक अमीनो एसिड में एक कार्बोक्सिल समूह (-COOH) और एक अमीनो समूह (-NH 2) होता है। एक अणु में अम्लीय और क्षारीय समूहों की उपस्थिति उनकी उच्च प्रतिक्रियाशीलता निर्धारित करती है। एक साथ आने वाले अमीनो एसिड के बीच एक बंधन कहलाता है पेप्टाइड, और कई अमीनो एसिड के परिणामी संयोजन को कहा जाता है पेप्टाइड. से कनेक्शन बड़ी संख्या मेंअमीनो अम्ल कहलाते हैं पॉलीपेप्टाइड.

प्रोटीन में 20 अमीनो एसिड होते हैं जो अपनी संरचना में एक दूसरे से भिन्न होते हैं। विभिन्न अनुक्रमों में अमीनो एसिड के संयोजन से विभिन्न प्रोटीन बनते हैं। जीवित चीजों की विशाल विविधता काफी हद तक उनके प्रोटीन की संरचना में अंतर से निर्धारित होती है।

प्रोटीन अणुओं की संरचना में संगठन के चार स्तर होते हैं:

प्राथमिकसंरचना - सहसंयोजक (मजबूत) पेप्टाइड बांड द्वारा एक निश्चित अनुक्रम में जुड़े अमीनो एसिड की एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला।

माध्यमिकसंरचना - एक सर्पिल के रूप में मुड़ी हुई एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला। इसमें निकटवर्ती घुमावों के बीच कमजोर हाइड्रोजन बंध उत्पन्न होते हैं। साथ में वे एक काफी मजबूत संरचना प्रदान करते हैं।

तृतीयकसंरचना एक विचित्र, लेकिन प्रत्येक प्रोटीन के लिए विशिष्ट विन्यास है - एक गोलाकार। यह गैर-ध्रुवीय रेडिकल्स के बीच कमजोर हाइड्रोफोबिक बांड या एकजुट बलों द्वारा आयोजित किया जाता है, जो कई अमीनो एसिड में पाए जाते हैं। अपनी प्रचुरता के कारण, वे प्रोटीन मैक्रोमोलेक्यूल और इसकी गतिशीलता को पर्याप्त स्थिरता प्रदान करते हैं। प्रोटीन की तृतीयक संरचना भी बनी रहती है सहसंयोजक एस-एस बांडसल्फर युक्त अमीनो एसिड सिस्टीन के कणों के बीच उत्पन्न होता है जो एक दूसरे से दूर होते हैं।

कई प्रोटीन अणुओं के एक दूसरे से जुड़ने के कारण इसका निर्माण होता है चारों भागों कासंरचना। यदि पेप्टाइड शृंखलाएँ एक गेंद के रूप में व्यवस्थित हों तो ऐसे प्रोटीन कहलाते हैं गोलाकार. यदि पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं को धागों के बंडलों में व्यवस्थित किया जाता है, तो उन्हें कहा जाता है तंतुमय प्रोटीन.

प्रोटीन की प्राकृतिक संरचना का उल्लंघन कहलाता है विकृतीकरण. यह प्रभाव में हो सकता है उच्च तापमान, रासायनिक पदार्थ, विकिरण, आदि विकृतीकरण प्रतिवर्ती (चतुर्धातुक संरचना का आंशिक विनाश) और अपरिवर्तनीय (सभी संरचनाओं का विनाश) हो सकता है।

कार्य:

किसी कोशिका में प्रोटीन के जैविक कार्य अत्यंत विविध होते हैं। वे बड़े पैमाने पर प्रोटीन के रूपों और संरचना की जटिलता और विविधता के कारण होते हैं।

1 निर्माण कार्य - ऑर्गेनेल का निर्माण किया जाता है।

2 उत्प्रेरक - प्रोटीन एंजाइम (एमाइलेज, स्टार्च को ग्लूकोज में परिवर्तित करता है)