विभिन्न कोशिकाओं में डीएनए की मात्रा स्थिर क्यों होती है? जीनोम: विकास के दौरान स्थिरता

न्यूक्लिक एसिड के प्रकार.कोशिकाओं में दो प्रकार के न्यूक्लिक एसिड होते हैं: डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (डीएनए) और राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरएनए)। ये बायोपॉलिमर न्यूक्लियोटाइड्स नामक मोनोमर्स से बने होते हैं। डीएनए और आरएनए के न्यूक्लियोटाइड मोनोमर्स बुनियादी संरचनात्मक विशेषताओं में समान हैं। प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड में मजबूत रासायनिक बंधों से जुड़े तीन घटक होते हैं।

आरएनए बनाने वाले प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड में पांच-कार्बन शर्करा होती है - राइबोस; चार में से एक कार्बनिक यौगिकजिन्हें नाइट्रोजनी क्षार कहते हैं - एडेनिन, गुआनिन, साइटोसिन, यूरैसिल (ए, जी, सी, यू); फॉस्फोरिक एसिड अवशेष.

डीएनए बनाने वाले न्यूक्लियोटाइड में पांच-कार्बन शर्करा होती है - डीऑक्सीराइबोज़, चार नाइट्रोजनस आधारों में से एक: एडेनिन, गुआनिन, साइटोसिन, थाइमिन (ए, जी, सी, टी); फॉस्फोरिक एसिड अवशेष.

न्यूक्लियोटाइड्स की संरचना में, एक तरफ राइबोज (या डीऑक्सीराइबोज) अणु से एक नाइट्रोजनस आधार जुड़ा होता है, और दूसरी तरफ एक फॉस्फोरिक एसिड अवशेष होता है। न्यूक्लियोटाइड लंबी श्रृंखलाओं में एक दूसरे से जुड़े होते हैं। ऐसी श्रृंखला की रीढ़ नियमित रूप से बारी-बारी से चीनी और फॉस्फोरिक एसिड अवशेषों द्वारा बनाई जाती है, और इस श्रृंखला के पार्श्व समूह चार प्रकार के अनियमित रूप से वैकल्पिक नाइट्रोजन आधारों द्वारा बनते हैं।

चावल। 7. डीएनए संरचना आरेख। हाइड्रोजन बांड को बिंदुओं द्वारा दर्शाया जाता है

डीएनए अणु एक संरचना है जिसमें दो धागे होते हैं जो अपनी पूरी लंबाई के साथ एक दूसरे से जुड़े होते हैं हाइड्रोजन बांड(चित्र 7)। केवल डीएनए अणुओं की विशेषता वाली इस संरचना को डबल हेलिक्स कहा जाता है। डीएनए संरचना की एक विशेषता यह है कि एक श्रृंखला में नाइट्रोजनस आधार ए के विपरीत दूसरी श्रृंखला में नाइट्रोजनस आधार टी होता है, और नाइट्रोजनस आधार जी के विपरीत हमेशा नाइट्रोजनस आधार सी होता है। योजनाबद्ध रूप से, जो कहा गया है उसे निम्नानुसार व्यक्त किया जा सकता है :

ए (एडेनिन) - टी (थाइमिन)
टी (थाइमिन) - ए (एडेनिन)
जी (गुआनिन) - सी (साइटोसिन)
सी (साइटोसिन) - जी (गुआनिन)

इन आधार युग्मों को पूरक आधार (एक दूसरे के पूरक) कहा जाता है। डीएनए स्ट्रैंड जिसमें आधार एक दूसरे के पूरक स्थित होते हैं, पूरक स्ट्रैंड कहलाते हैं। चित्र 8 डीएनए के दो स्ट्रैंड दिखाता है जो पूरक क्षेत्रों से जुड़े हुए हैं।

चावल। 8. डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए अणु का खंड

डीएनए अणु की संरचना का मॉडल 1953 में जे. वाटसन और एफ. क्रिक द्वारा प्रस्तावित किया गया था। इसे प्रयोगात्मक रूप से पूरी तरह से पुष्टि की गई और इसने विकास में अत्यंत महत्वपूर्ण भूमिका निभाई। आणविक जीव विज्ञानऔर आनुवंशिकी.

डीएनए अणुओं में न्यूक्लियोटाइड्स की व्यवस्था का क्रम रैखिक प्रोटीन अणुओं में अमीनो एसिड की व्यवस्था का क्रम, यानी उनकी प्राथमिक संरचना निर्धारित करता है। प्रोटीन (एंजाइम, हार्मोन, आदि) का एक सेट कोशिका और जीव के गुणों को निर्धारित करता है। डीएनए अणु इन गुणों के बारे में जानकारी संग्रहीत करते हैं और उन्हें वंशजों की पीढ़ियों तक पहुंचाते हैं, यानी वे वाहक होते हैं वंशानुगत जानकारी. डीएनए अणु मुख्य रूप से कोशिकाओं के नाभिक में और थोड़ी मात्रा में माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट में पाए जाते हैं।

आरएनए के मुख्य प्रकार.डीएनए अणुओं में संग्रहीत वंशानुगत जानकारी प्रोटीन अणुओं के माध्यम से महसूस की जाती है। प्रोटीन की संरचना के बारे में जानकारी विशेष आरएनए अणुओं द्वारा साइटोप्लाज्म तक पहुंचाई जाती है, जिन्हें मैसेंजर आरएनए (एमआरएनए) कहा जाता है। मैसेंजर आरएनए को साइटोप्लाज्म में स्थानांतरित किया जाता है, जहां प्रोटीन संश्लेषण विशेष ऑर्गेनेल - राइबोसोम की मदद से होता है। यह मैसेंजर आरएनए है, जो डीएनए स्ट्रैंड में से एक का पूरक है, जो प्रोटीन अणुओं में अमीनो एसिड के क्रम को निर्धारित करता है। एक अन्य प्रकार का आरएनए भी प्रोटीन संश्लेषण में भाग लेता है - परिवहन आरएनए (टीआरएनए), जो अमीनो एसिड को प्रोटीन अणुओं के निर्माण के स्थान पर लाता है - राइबोसोम, प्रोटीन के उत्पादन के लिए एक प्रकार का कारखाना।

राइबोसोम में एक तीसरे प्रकार का आरएनए होता है, तथाकथित राइबोसोमल आरएनए (आरआरएनए), जो राइबोसोम की संरचना और कार्यप्रणाली को निर्धारित करता है।

प्रत्येक आरएनए अणु, डीएनए अणु के विपरीत, एक एकल स्ट्रैंड द्वारा दर्शाया जाता है; इसमें डीऑक्सीराइबोज़ की जगह राइबोज़ और थाइमिन की जगह यूरैसिल होता है।

तो, न्यूक्लिक एसिड कोशिका में सबसे महत्वपूर्ण जैविक कार्य करते हैं। डीएनए कोशिका और संपूर्ण जीव के सभी गुणों के बारे में वंशानुगत जानकारी संग्रहीत करता है। विभिन्न प्रकारआरएनए प्रोटीन संश्लेषण के माध्यम से वंशानुगत जानकारी के कार्यान्वयन में भाग लेते हैं।

1. चित्र 7 को देखें और बताएं कि डीएनए अणु की संरचना में क्या खास है। कौन से घटक न्यूक्लियोटाइड बनाते हैं?
2. शरीर की विभिन्न कोशिकाओं में डीएनए सामग्री की स्थिरता को इस बात का प्रमाण क्यों माना जाता है कि डीएनए आनुवंशिक सामग्री है?
3. तालिका का उपयोग करते हुए, दीजिए तुलनात्मक विशेषताएँडीएनए और आरएनए.

1. एक डीएनए स्ट्रैंड के एक टुकड़े में निम्नलिखित संरचना होती है: -A-A-A-T-T-C-C-G-G-। दूसरी शृंखला पूरी करें.
2. थाइमिन डीएनए अणु का 20% हिस्सा है। कुल गणनानाइट्रोजनी आधार. नाइट्रोजनस आधार एडेनिन, गुआनिन और साइटोसिन की मात्रा निर्धारित करें।
3. प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड के बीच समानताएं और अंतर क्या हैं?

प्रकोष्ठों विभिन्न प्रकारमुख्य रूप से एक दूसरे से भिन्न होते हैं क्योंकि, बिना किसी अपवाद के सभी कोशिकाओं के लिए आवश्यक प्रोटीन के अलावा, महत्वपूर्ण कार्यों को बनाए रखने के लिए, प्रत्येक प्रकार की कोशिकाएं विशेष प्रोटीन के अपने स्वयं के सेट को संश्लेषित करती हैं। उदाहरण के लिए, केराटिन को एपिडर्मल कोशिकाओं में संश्लेषित किया जाता है, हीमोग्लोबिन को एरिथ्रोसाइट्स में संश्लेषित किया जाता है, क्रिस्टलिन को लेंस कोशिकाओं में संश्लेषित किया जाता है, आदि। चूँकि प्रत्येक कोशिका प्रकार में जीन उत्पादों के विशिष्ट सेट होते हैं, किसी को आश्चर्य हो सकता है कि क्या यह केवल इस तथ्य के कारण है कि कोशिकाओं के पास है विभिन्न सेटजीन? उदाहरण के लिए, लेंस कोशिकाओं ने केराटिन, हीमोग्लोबिन आदि के जीन खो दिए हैं, लेकिन क्रिस्टलीय जीन को बरकरार रखा है, या, प्रवर्धन के कारण, उन्होंने चुनिंदा रूप से क्रिस्टलीय जीन की प्रतियों की संख्या में वृद्धि की है। हालाँकि, कई आंकड़े बताते हैं कि ऐसा नहीं है: लगभग सभी प्रकार की कोशिकाओं में एक ही संपूर्ण जीनोम होता है जो मूल रूप से निषेचित अंडे में मौजूद था। कोशिका गुणों में अंतर का कारण जीन के विभिन्न सेटों का होना नहीं, बल्कि उनकी विभेदक अभिव्यक्ति है। दूसरे शब्दों में, जीन की गतिविधि को विनियमित किया जाता है: उन्हें चालू और बंद किया जा सकता है।

इसका सबसे ठोस प्रमाण उभयचर कोशिकाओं में नाभिक के प्रत्यारोपण के प्रयोगों में प्राप्त हुआ था। एक नियम के रूप में, उभयचर अंडों का आकार किसी को माइक्रोपिपेट का उपयोग करके अन्य कोशिकाओं से प्राप्त नाभिक को उनमें इंजेक्ट करने की अनुमति देता है। पराबैंगनी प्रकाश के विकिरण से सबसे पहले अंडे का मूल नष्ट हो जाता है। माइक्रोपिपेट के साथ एक चुभन अंडे को विकास शुरू करने के लिए उत्तेजित करती है। यह पता चला कि जब एक वयस्क मेंढक या एरिथ्रोसाइट नाभिक की त्वचा से अंडे कोशिका नाभिक को केराटिनोसाइट नाभिक के साथ प्रतिस्थापित किया जाता है, तो सामान्य तैराकी टैडपोल प्राप्त होते थे। ऐसे प्रयोगों की कई सीमाएँ हैं: वे केवल कुछ विभेदित कोशिकाओं और कुछ प्रजातियों के अंडों के नाभिक का उपयोग करने पर सफल होते हैं। हालाँकि, अन्य अध्ययनों के नतीजे हमें इस निष्कर्ष पर पहुंचने की अनुमति देते हैं कि विकास के दौरान जीनोम की स्थिरता बनी रहती है।

इस नियम के कई ज्ञात अपवाद हैं। उदाहरण के लिए, कुछ अकशेरुकी जीवों में, दैहिक (गैर-प्रजनन) कोशिकाओं में, जर्मलाइन कोशिकाओं (युग्मक के अग्रदूत) में मौजूद गुणसूत्रों का हिस्सा विकास के प्रारंभिक चरण में ही नष्ट हो जाता है। कुछ अन्य जानवरों (ज़ेनोपस लाविस सहित) के ओसाइट्स में, राइबोसोमल आरएनए जीन की चयनात्मक प्रतिकृति होती है, और कुछ कीड़ों के लार्वा में, गुणसूत्रों का असमान पॉलीटेनाइजेशन होता है, जिसके परिणामस्वरूप कुछ विशिष्ट जीनों का प्रवर्धन बढ़ जाता है। कशेरुकियों में लिम्फोसाइटों द्वारा एंटीबॉडी और एंटीजन-विशिष्ट रिसेप्टर्स के संश्लेषण में इन विशेष कोशिकाओं के जीनोम में विभिन्न स्थानों पर स्थित डीएनए टुकड़ों का विभाजन शामिल होता है। स्प्लिसिंग तब होती है जब ये कोशिकाएं अलग हो जाती हैं। (

ट्यूटोरियल

रिहाई के लिए जिम्मेदार फिनाएव वी.आई. हैं।

संपादक बेलोवा एल.एफ.

सुधारक प्रोत्सेंको आई.ए.

एलपी संख्या 020565 दिनांक 23.-6.1997 प्रकाशन हेतु हस्ताक्षरित

ऑफसेट प्रिंटिंग की शर्तें पी.एल. – 10.1 Uch.-ed.l. – 9.7

आदेश क्रमांक संचलन 500 प्रतियाँ।

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प्रकाशन गृह एसएफयू

एसएफयू प्रिंटिंग हाउस

जीएसपी 17ए, टैगान्रोग, 28, नेक्रासोव्स्की, 44

1. डीएनए की आनुवंशिक भूमिका का साक्ष्य

2. रासायनिक संरचनान्यूक्लिक एसिड

3.1. डीएनए संरचना

3.2. डीएनए संघनन का स्तर

3.3. डीएनए प्रतिकृति

3.4. डीएनए की मरम्मत

3.5. डीएनए के कार्य

5.1. जीन की प्रणाली अवधारणा के बुनियादी प्रावधान

5.2. प्लास्मोजेन्स

5.3. जीन गुण

5.4. जीन कार्य करता है

5.5. प्रो- और यूकेरियोट्स की जीन संरचना

5.6. जीन फ़ंक्शन का विनियमन

6. अभिव्यक्ति चरण आनुवंशिक जानकारी

6.1. प्रतिलिपि

6.2. प्रसंस्करण

6.3. प्रसारण

6.3.1. आनुवंशिक कोड के गुण

6.3.2. अमीनो एसिड सक्रियण

6.3.3. प्रसारण चरण

6.4. प्रोटीन प्रसंस्करण

संक्षिप्त जीवनी संबंधी जानकारी

विरासत का आणविक आधार.

हमने पिंजरे, अपने पालने, में प्रवेश किया और शुरुआत की

हमने जो धन अर्जित किया है उसकी एक सूची बनाएं।

अल्बर्ट क्लाउड (1974)

डीएनए की आनुवंशिक भूमिका का साक्ष्य.

न्यूक्लिक एसिड की खोज एक स्विस बायोकेमिस्ट द्वारा की गई एफ. मिशर 1869 में मवाद कोशिकाओं (ल्यूकोसाइट्स) और शुक्राणु के नाभिक में। 1891 में, एक जर्मन बायोकेमिस्ट ए. केसलपता चला कि न्यूक्लिक एसिड में चीनी अवशेष, फॉस्फोरिक एसिड और चार नाइट्रोजनस बेस होते हैं, जो प्यूरीन और पाइरीमिडीन के व्युत्पन्न होते हैं। वह दो प्रकार के न्यूक्लिक एसिड के अस्तित्व को साबित करने वाले पहले व्यक्ति थे - डीएनएऔर शाही सेना. फिर 1908-1909 में एफ. लेवेनेन्यूक्लियोसाइड और न्यूक्लियोटाइड की संरचना का विवरण दिया गया था, और 1952 में अंग्रेजी शोधकर्ताओं के नेतृत्व में ए टोड- फॉस्फोडाइस्टर बंधन। 20 के दशक में फ़ेलगेनगुणसूत्रों में डीएनए की खोज की गई, और आरएनए नाभिक और साइटोप्लाज्म में पाए गए। 1950 में ई. चारगफ़कोलंबिया विश्वविद्यालय के सहयोगियों के साथ डीएनए की न्यूक्लियोटाइड संरचना में अंतर स्थापित किया गया अलग - अलग प्रकार.

में 1953 अमेरिकी जैव रसायनज्ञ और आनुवंशिकीविद् जे. वाटसनऔर अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी एफ. क्रिक ने डीएनए के दोहरे हेलिक्स का एक मॉडल प्रस्तावित किया। इस तिथि को आधिकारिक तौर पर आपका जन्मदिन माना जाता है नया उद्योग जैविक विज्ञान – आणविक जीव विज्ञान.

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि उन वर्षों में जब न्यूक्लिक एसिड की आनुवंशिक भूमिका का कोई संकेत भी नहीं था, उन्हें सभी द्वारा एक अजीब सामग्री के रूप में माना जाता था, रासायनिक रूप से बहुत नहीं जटिल संरचना(नाइट्रोजन क्षार, पेंटोज़, फॉस्फोरिक एसिड अवशेष)। हालाँकि, उनके कार्यात्मक महत्व को बहुत बाद में समझा गया, जो न्यूक्लिक एसिड की संरचनात्मक विशेषताओं की अज्ञानता के कारण था। 19वीं सदी के अंत और 20वीं सदी की शुरुआत के वैज्ञानिकों के दृष्टिकोण से, वे उन प्रोटीनों की जटिलता और संयोजन क्षमता में हीन थे जिनके मोनोमर्स 20 प्रकार के अमीनो एसिड थे। इसलिए, यह आमतौर पर विज्ञान में स्वीकार किया गया था कि प्रोटीन वंशानुगत जानकारी के वाहक हैं, क्योंकि अमीनो एसिड की विविधता ने जीवित जीवों के गुणों और विशेषताओं की संपूर्ण विविधता को एनकोड करना संभव बना दिया।

हालाँकि 1914 में, एक रूसी शोधकर्ता शचेपोटयेवआनुवंशिकता में न्यूक्लिक एसिड की संभावित भूमिका का विचार व्यक्त किया, लेकिन अपनी बात साबित करने में असमर्थ रहे। हालाँकि, धीरे-धीरे जमा हुआ वैज्ञानिक तथ्यन्यूक्लिक एसिड की आनुवंशिक भूमिका के बारे में।

1928 अंग्रेजी सूक्ष्म जीवविज्ञानी फ्रेडरिक ग्रिफ़िथसूक्ष्मजीवों के दो उपभेदों के साथ काम किया: विषाणु (पॉलीसेकेराइड कैप्सूल था) और अविषाणु (कैप्सूल नहीं था) (चित्र 1)। विषाणु के कारण चूहों में निमोनिया हुआ और उनकी मृत्यु हो गई। यदि विषैले तनाव को गर्म किया जाता है, तो यह निष्क्रिय हो जाता है और खतरनाक नहीं होता है - सभी चूहे जीवित रहते हैं (उस समय के वैज्ञानिकों का अनुमान: जीन एक प्रोटीन प्रकृति का होता है; गर्म होने पर, प्रोटीन विकृत हो जाते हैं और अपनी जैविक गतिविधि खो देते हैं)। यदि आप गर्म विषैला पदार्थ मिलाते हैं और विषैले पदार्थ का सेवन करते हैं, तो कुछ चूहे मर जाते हैं। चूहों का शव परीक्षण करने पर उनमें विषैले कैप्सूल के रूप पाए गए। एक समान तस्वीर तब देखी गई जब विषाणु रूपों से कोशिका-मुक्त अर्क को जीवाणुओं के जीवित विषाणु तनाव में जोड़ा गया। इन प्रयोगों से, एफ ग्रिफ़िथ ने निष्कर्ष निकाला कि कुछ कारक गर्मी से मारे गए विषाणु रूपों और कोशिका-मुक्त अर्क से जीवित गैर-कैप्सुलर रूपों में स्थानांतरित हो जाते हैं, जो विषैले रूप को विषैले रूप में परिवर्तित कर देते हैं। इस घटना को "कहा जाता है परिवर्तन"बैक्टीरिया और कई वर्षों तक" एक रहस्य बना रहा।

चावल। 1 एफ. ग्रिफ़िथ के बैक्टीरिया में परिवर्तन पर प्रयोग।

1. जब चूहों को एविरुलेंट न्यूमोकोकी से संक्रमित किया गया, तो वे सभी बच गए।

2. जब चूहों को विषैले न्यूमोकोकी से संक्रमित किया गया, तो वे सभी निमोनिया से मर गए।

3. जब चूहों को गर्मी से मारे गए विषाणु न्यूमोकोकी से संक्रमित किया गया, तो वे सभी बच गए।

4. जब चूहों को जीवित विषैले और गर्मी से मारे गए मिश्रण से संक्रमित किया जाता है

विषैले न्यूमोकोकी से कुछ चूहे मर गये।

5. जब चूहों को जीवित अविषाणु न्यूमोकोक्की के मिश्रण और गर्मी से मारे गए विषाणु न्यूमोकोक्की के अर्क से संक्रमित किया गया, तो कुछ चूहों की मृत्यु हो गई। ("अणु से मनुष्य तक," 1973, पृष्ठ 83)

हालाँकि, एफ. ग्रिफ़िथ परिवर्तनकारी कारक की प्रकृति की व्याख्या नहीं कर सके। अमेरिकी वैज्ञानिकों ने यह कर दिखाया 1944 में ओ. एवरी, जे. मैक-लियोड, एम. मैक-कार्टी. उन्होंने दिखाया कि शुद्ध न्यूमोकोकल डीएनए अर्क बैक्टीरिया परिवर्तन को प्रेरित कर सकता है। शुद्ध रूपांतरित करने वाला एजेंट निहित है छोटी मात्राप्रोटीन. प्रोटियोलिटिक एंजाइमों ने इसे निष्क्रिय नहीं किया, लेकिन डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिज़ ने किया। उन्होंने अपने शानदार प्रयोग करके दिखाया डीएनए वह पदार्थ है जो आनुवंशिक जानकारी को बदलता है. ये प्रयोग पहले थे वैज्ञानिक प्रमाणन्यूक्लिक एसिड की आनुवंशिक भूमिका. इस मुद्दे को अंततः जीवाणु वायरस - बैक्टीरियोफेज पर प्रयोगों में हल किया गया था 1948 – 1952. बैक्टीरियोफेज की संरचना बहुत सरल होती है: इनमें एक प्रोटीन खोल और एक अणु होता है न्यूक्लिक अम्ल. यह उन्हें इस प्रश्न का अध्ययन करने के लिए एक आदर्श सामग्री बनाता है कि क्या प्रोटीन या डीएनए आनुवंशिक सामग्री के रूप में कार्य करता है। लेबल वाले यौगिकों के प्रयोगों में ए हर्षेऔर एम. चेज़(1952) यह स्पष्ट रूप से दिखाया गया था डीएनए आनुवंशिक जानकारी का वाहक है, चूंकि वायरस इसे शरीर में इंजेक्ट करता है जीवाणु कोशिका, और प्रोटीन "शेल" बाहर रहता है (चित्र 2)।

अंक 2। बैक्टीरियोफेज टी 2 एक "पूंछ" की सहायता से यह जीवाणु से जुड़ जाता है। वह इसमें अपना डीएनए डालता है, जिसके बाद यह नए प्रोटीन कोशों की प्रतिकृति बनाता है और उन्हें संश्लेषित करता है। फिर जीवाणु फट जाता है, जिससे कई नए वायरस कण निकलते हैं, जिनमें से प्रत्येक एक नए जीवाणु को संक्रमित कर सकता है ("अणु से मनुष्य तक," 1973, पृष्ठ 86)

ऊपर वर्णित प्रयोगों के परिणामस्वरूप यह स्पष्ट हो गया कि बैक्टीरिया और फेजआनुवंशिक सामग्री के रूप में कार्य करता है डीएनए. लेकिन क्या यह यूकेरियोटिक कोशिकाओं में वंशानुगत जानकारी का वाहक है? इस प्रश्न का उत्तर स्थानांतरण प्रयोगों में प्राप्त हुआ संपूर्ण गुणसूत्रएक कोशिका से दूसरी कोशिका में. प्राप्तकर्ता कोशिकाओं ने दाता कोशिका के कुछ लक्षण दिखाए। और फिर, सफलता के लिए धन्यवाद जेनेटिक इंजीनियरिंग, जोड़ने में सक्षम थे व्यक्तिगत जीन(डीएनए जिसमें केवल एक जीन होता है) जो उत्परिवर्ती कोशिकाओं द्वारा नष्ट हो गए थे। ये प्रयोग स्थापित हुए यूकेरियोट्स में डीएनए आनुवंशिक सामग्री हैऔर स्थानांतरण की सम्भावना सिद्ध हो गयी के बीच जीनअपने कार्यात्मक गुणों को बनाए रखते हुए विभिन्न प्रकार।

निम्नलिखित तथ्य डीएनए के आनुवंशिक कार्य के बारे में बताते हैं:

1. डीएनए का स्थानीयकरण लगभग विशेष रूप से गुणसूत्रों में होता है।

2. एक प्रजाति की कोशिकाओं में गुणसूत्रों की निरंतर संख्या 2n है।

3. एक ही प्रजाति की कोशिकाओं में डीएनए की मात्रा की स्थिरता कोशिका चक्र के चरण के आधार पर 2C या 4C के बराबर होती है।

4. रोगाणु कोशिकाओं के नाभिक में डीएनए की आधी मात्रा

5. डीएनए की रासायनिक संरचना पर उत्परिवर्तनों का प्रभाव।

6. बैक्टीरिया में उनके संयुग्मन के दौरान आनुवंशिक पुनर्संयोजन की घटना।

7. ट्रांसडक्शन की घटना - स्थानांतरण आनुवंशिक सामग्रीफ़ेज़ डीएनए का उपयोग करके बैक्टीरिया के एक प्रकार से दूसरे में।

8. पृथक वायरल न्यूक्लिक एसिड का संक्रामक कार्य।

आनुवंशिकीविद् यह पता लगाने में कामयाब रहे हैं कि शरीर की सभी कोशिकाओं में डीएनए एक जैसा होने के बावजूद कोशिकाएं अलग-अलग तरह से क्यों विकसित होती हैं। उन्हें एक कोड मिला जो आनुवंशिक कोड के सूचना अनुभागों को अवरुद्ध करता है। इसके अलावा, कोड विभिन्न प्रकारों के लिए सार्वभौमिक साबित हुआ।

में आनुवंशिक कोडएक कोशिका द्वारा उत्पादित किए जा सकने वाले सभी प्रोटीनों को परिभाषित करने वाली जानकारी के अलावा, एक और कोडिंग तंत्र पाया गया है। कोड सूचना को अवरुद्ध करने का क्रम निर्धारित करता है। यह डीएनए अणु के उन हिस्सों में पढ़ने के लिए पहुंच योग्य नहीं है जहां श्रृंखला हिस्टोन के चारों ओर घूमती है - एक प्रकार का प्रोटीन कॉइल, और कोड घुमाव के स्थानों को इंगित करता है।

डीएनए के अवरुद्ध टुकड़ों के स्थान को निर्धारित करने वाले न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों का वर्णन इज़रायली वीज़मैन इंस्टीट्यूट के एरन सेगल और इलिनोइस में नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी के जोनाथन विडोम ने नेचर जर्नल के नवीनतम अंक में किया था।

जीवविज्ञानियों को वर्षों से संदेह है कि विशेष कारक डीएनए के उन क्षेत्रों का पक्ष लेते हैं जो न्यूक्लियोसोम के चारों ओर सबसे आसानी से लपेटते हैं। लेकिन ये कारक क्या थे यह स्पष्ट नहीं था। वैज्ञानिकों ने न्यूक्लियोसोम में तब्दील यीस्ट डीएनए के दो सौ से अधिक खंडों का विश्लेषण किया।

और उन्होंने छिपे हुए निशानों की खोज की - श्रृंखला के कुछ हिस्सों में न्यूक्लियोटाइड जोड़े का एक विशेष अनुक्रम जो उनके पीछे आने वाली आनुवंशिक सामग्री की उपलब्धता निर्धारित करता है। वे डीएनए के पहले माने जाने वाले "जंक" भाग में स्थित हैं।

इन प्रमुख स्थलों को जानकर, शोधकर्ता अन्य प्रजातियों में समान ऊतकों की कोशिकाओं में 50% न्यूक्लियोसोम के स्थान का सही अनुमान लगाने में सक्षम थे (प्रत्येक कोशिका में लगभग 30 मिलियन न्यूक्लियोसोम होते हैं)।

वास्तव में, खोज का अर्थ आनुवंशिक जानकारी को अवरुद्ध करने के लिए एक तंत्र की स्थापना करना है जो सभी जीवित जीवों के लिए सार्वभौमिक है।

उन्होंने कहा, डॉ. सेगल इतने अच्छे परिणाम से बहुत आश्चर्यचकित थे। उनकी धारणा के अनुसार, न्यूक्लियोसोम अक्सर चलते रहते हैं, जिससे पढ़ने के लिए डीएनए के नए खंड खुल जाते हैं। कुंडलित डीएनए के खुले आधे हिस्से का स्थान न्यूक्लियोसोम और अन्य लॉकिंग तंत्रों के बीच प्रतिस्पर्धा द्वारा निर्धारित किया जाता है।

डीएनए के मुक्त खंडों पर, यदि एक जीन को प्रतिलेखित करना (एक नया प्रोटीन बनाने के लिए) आवश्यक है, तो निशानों का एक समान प्राकृतिक तंत्र लागू किया जाता है। वैज्ञानिक इस कोड के बारे में लंबे समय से जानते हैं: पदार्थ को निर्धारित करने वाले जीन के सामने, 6-8 न्यूक्लियोटाइड जोड़े होते हैं जो इसे "समझाते" हैं।

न्यूक्लियोसोम कॉइल स्वयं हिस्टोन प्रोटीन से बने होते हैं। विकास की प्रक्रिया में, हिस्टोन ने खुद को परिवर्तनों के प्रति सबसे अधिक प्रतिरोधी साबित किया है। वे व्यावहारिक रूप से विभिन्न प्रकार के जीवित जीवों के बीच भिन्न नहीं होते हैं। इस प्रकार, मटर और गायों के हिस्टोन 102 अमीनो एसिड यौगिकों में से केवल दो में भिन्न होते हैं। और चूंकि प्रोटीन के बारे में कोई भी जानकारी डीएनए कोड में न्यूक्लियोटाइड जोड़े के अनुक्रम के रूप में निहित होती है, वैज्ञानिकों ने लंबे समय से माना है कि कई जीवों के समान, डीएनए कोड में जानकारी को अवरुद्ध करने के लिए एक तंत्र है। न्यूक्लियोटाइड जोड़े के अनुक्रम के रूप में लिखा गया, यह सिर्फ न्यूक्लियोसोम कोड हो सकता है।

और रीडिंग कोड और ब्लॉकिंग कोड का संयोजन यह निर्धारित करता है कि भ्रूण से जीव के विकास के दौरान दी गई कोशिका क्या बनेगी।

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क्रोमोसोम में क्रोमैटिन होता है - डीएनए और प्रोटीन (हिस्टोन) का संयोजन। इस परिसर में एक जटिल स्थानिक विन्यास है।

एक बहुत लंबे डीएनए अणु (इसकी लंबाई सैकड़ों और यहां तक ​​कि हजारों माइक्रोमीटर तक पहुंचती है) और असंख्य, अपेक्षाकृत कॉम्पैक्ट प्रोटीन अणुओं के गुणसूत्र में कनेक्शन (पैकेजिंग) की प्रकृति अभी तक पूरी तरह से स्पष्ट नहीं हुई है।

यह माना जाता है कि बीच में कई प्रोटीन अणुओं की एक श्रृंखला होती है, और डीएनए एक सर्पिल के रूप में चारों ओर मुड़ जाता है। इन दो मुख्य यौगिकों के अलावा, क्रोमैटिन में थोड़ी मात्रा में आरएनए, लिपिड और कुछ लवण पाए गए।

नाभिक में डीएनए की मात्रा की स्थिरता

पौधे और जानवर की प्रत्येक प्रजाति में कोशिका केंद्रक में सख्ती से परिभाषित और स्थिर मात्रा में डीएनए होता है। जीवों की विभिन्न प्रजातियों में डीएनए सामग्री काफी भिन्न होती है। उदाहरण के लिए, अगुणित कोशिका के एक केन्द्रक में (शुक्राणु में) समुद्री अर्चिनइसमें 0.9 · 10 -9 मिलीग्राम डीएनए, कार्प - 1.64 · 10 -9, मुर्गा - 1.26 · 10 -9, बैल - 3.42 · 10 -9, मानव - 3.25 · 10 - 9 मिलीग्राम होता है। कुछ पौधों के लिए ये संख्या काफी अधिक है। उदाहरण के लिए, एक लिली में, एक अगुणित कोशिका में 58.0·10 -9 मिलीग्राम डीएनए होता है।

प्रत्येक प्रकार के जीव की सभी दैहिक (द्विगुणित) कोशिकाओं के नाभिक में, डीएनए सामग्री भी स्थिर होती है और इस प्रजाति की अगुणित कोशिकाओं में डीएनए की मात्रा दोगुनी होती है।

इससे भी अधिक महत्वपूर्ण डीएनए की न्यूक्लियोटाइड संरचना की विशिष्टता है। सोवियत वैज्ञानिक शिक्षाविद. ए.एन. बेलोज़ेर्स्की ने स्थापित किया कि एक ही जीव के विभिन्न ऊतकों से पृथक डीएनए में एक ही न्यूक्लियोटाइड संरचना होती है। यह जीव की उम्र और प्रभाव पर निर्भर नहीं करता है बाहरी वातावरण. इसी समय, विभिन्न प्रजातियों की कोशिकाओं से पृथक डीएनए में अलग-अलग अनुपात में नाइट्रोजनस आधार होते हैं।