डीएनए पोलीमरेज़ प्रकार, फ़ंक्शन और संरचना

डीएनए पोलीमरेज़ एक एंजाइम है जो इस अणु की प्रतिकृति के दौरान डीएनए के नए स्ट्रैंड के बहुलककरण को उत्प्रेरित करने के लिए जिम्मेदार है। इसका मुख्य कार्य टेम्पलेट श्रृंखला के उन लोगों के साथ डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड ट्राइफॉस्फेट का मिलान करना है। यह डीएनए की मरम्मत में भी भाग लेता है.

यह एंजाइम मोल्ड श्रृंखला के डीएनए अड्डों और नए के बीच सही मेल की अनुमति देता है, ए की योजना के बाद यह टी के साथ जोड़े और सी के साथ जी।.

डीएनए प्रतिकृति प्रक्रिया प्रभावी होनी चाहिए और इसे जल्दी से पूरा किया जाना चाहिए, इसलिए डीएनए पोलीमरेज़ प्रति सेकंड लगभग 700 न्यूक्लियोटाइड जोड़कर कार्य करता है और केवल हर 10 में एक त्रुटि करता है⁹ या १०¹⁰ एम्बेडेड न्यूक्लियोटाइड.

डीएनए पोलीमरेज़ के विभिन्न प्रकार हैं। ये यूकेरियोट्स और प्रोकैरियोट्स दोनों में भिन्न होते हैं, और प्रत्येक की डीएनए प्रतिकृति और मरम्मत में एक विशिष्ट भूमिका होती है।.

यह संभव है कि विकास में प्रकट होने वाले पहले एंजाइमों में से एक पोलीमरेज़ रहा हो, क्योंकि जीवों को सही ढंग से दोहराने की क्षमता जीवों के विकास के लिए एक आंतरिक आवश्यकता है।.

इस एंजाइम की खोज का श्रेय आर्थर कोर्नबर्ग और उनके सहयोगियों को दिया जाता है। इस शोधकर्ता ने 1956 में डीएनए पोलीमरेज़ I (पोल I) की पहचान की, जिसके साथ काम करते हुए एस्केरिचिया कोलाई. इसी तरह, यह वाटसन और क्रिक थे जिन्होंने प्रस्तावित किया था कि यह एंजाइम डीएनए अणु की वफादार प्रतियां तैयार कर सकता है.

सूची

• 1 प्रकार
  • 1.1 प्रोकैरियोट्स
  • 1.2 यूकेरियोट्स
  • 1.3 मेहराब
• 2 कार्य: डीएनए प्रतिकृति और मरम्मत
  • 2.1 डीएनए प्रतिकृति क्या है?
  • २.२ प्रतिक्रिया
  • 2.3 डीएनए पोलीमरेज़ के गुण
  • 2.4 ओकाजाकी के टुकड़े
  • 2.5 डीएनए की मरम्मत
• 3 संरचना
• 4 आवेदन
  • 4.1 पीआरसी
  • 4.2 एंटीबायोटिक्स और एंटीट्यूमर ड्रग्स
• 5 संदर्भ

टाइप

प्रोकैर्योसाइटों

प्रोकैरियोटिक जीव (एक सच्चे नाभिक के बिना जीव, एक झिल्ली द्वारा सीमांकित) में तीन मुख्य डीएनए पोलीमरेज़ होते हैं, जिन्हें आमतौर पर पोल I, II और III के रूप में जाना जाता है.

डीएनए पोलीमरेज़ मैं डीएनए की प्रतिकृति और मरम्मत में भाग लेता है और दोनों दिशाओं में एक्सोन्यूक्लिज़ गतिविधि रखता है। यह माना जाता है कि प्रतिकृति में इस एंजाइम की भूमिका माध्यमिक है.

II डीएनए मरम्मत में भाग लेता है और इसकी एक्सोन्यूक्लिज़ गतिविधि 3'-5 'दिशा में है। III डीएनए की प्रतिकृति और संशोधन में भाग लेता है, और पिछले एंजाइम की तरह, एक्सोन्यूक्लिज़ गतिविधि 3'-5 'दिशा में है.

यूकेरियोटिक

यूकेरियोट्स (एक सच्चे नाभिक के साथ जीव, एक झिल्ली द्वारा सीमांकित) में पांच डीएनए पोलीमरेज़ होते हैं, जिन्हें ग्रीक वर्णमाला के अक्षरों के साथ दर्शाया गया है: α, β, (, δ और (.

The पोलीमरेज़ माइटोकॉन्ड्रिया में स्थित है और इस कोशिकीय ऑर्गेनेल में आनुवंशिक सामग्री की प्रतिकृति के लिए जिम्मेदार है। इसके विपरीत, अन्य चार कोशिकाओं के नाभिक में पाए जाते हैं और परमाणु डीएनए प्रतिकृति में शामिल होते हैं.

सेल विभाजन की प्रक्रिया में α, ants और δ वेरिएंट सबसे सक्रिय हैं, यह सुझाव देते हैं कि उनका मुख्य कार्य डीएनए प्रतियों के उत्पादन से जुड़ा हुआ है.

डीएनए पोलीमरेज़ DNA, दूसरी ओर, कोशिकाओं में गतिविधि की चोटियों को प्रस्तुत करता है जो विभाजित नहीं होते हैं, यही कारण है कि यह माना जाता है कि इसका मुख्य कार्य डीएनए की मरम्मत से जुड़ा हुआ है.

विभिन्न प्रयोगों ने परिकल्पना को सत्यापित करने में सक्षम किया है कि वे डीएनए प्रतिकृति के साथ मुख्य रूप से पॉलिमर गैस α, ε और to को जोड़ते हैं। प्रकार Types, γ और ε 3'-5 'एक्सोन्यूक्लिज गतिविधि प्रदर्शित करते हैं.

आर्किया

अनुक्रमण के नए तरीकों ने डीएनए पोलीमरेज़ के परिवारों की एक विशाल विविधता की पहचान करने में कामयाबी हासिल की है। आर्किया में, विशेष रूप से, हमने एंजाइमों के एक परिवार की पहचान की है, जिसे डी परिवार कहा जाता है, जो जीवों के इस समूह के लिए अद्वितीय हैं.

कार्य: डीएनए प्रतिकृति और मरम्मत

डीएनए प्रतिकृति क्या है?

डीएनए एक अणु है जो किसी जीव की सभी आनुवंशिक जानकारी को वहन करता है। इसमें एक चीनी, एक नाइट्रोजनयुक्त आधार (एडेनिन, ग्वानिन, साइटोसिन और थाइमिन) और फॉस्फेट समूह होता है.

सेल विभाजन प्रक्रियाओं के दौरान, जो लगातार हो रहे हैं, डीएनए को जल्दी और सटीक रूप से कॉपी किया जाना चाहिए - विशेष रूप से सेल चक्र के एस चरण में। यह प्रक्रिया जहां कोशिका की प्रतिलिपि डीएनए को प्रतिकृति के रूप में जाना जाता है.

संरचनात्मक रूप से, डीएनए अणु दो किस्में द्वारा बनता है, एक हेलिक्स का निर्माण करता है। प्रतिकृति प्रक्रिया के दौरान, ये अलग हो जाते हैं और प्रत्येक एक नए अणु के गठन के लिए एक संयम के रूप में कार्य करता है। इस प्रकार, नए विभाजन कोशिका विभाजन की प्रक्रिया में बेटी कोशिकाओं के पास जाते हैं.

चूंकि प्रत्येक स्ट्रैंड को टेम्पर्ड किया जाता है, इसलिए कहा जाता है कि डीएनए प्रतिकृति अर्धविराम है - प्रक्रिया के अंत में, नए अणु में एक नया स्ट्रैंड और एक पुराना स्ट्रैंड होता है। इस प्रक्रिया को 1958 में शोधकर्ताओं ने मेसल्सन और स्टाल द्वारा आइसोफोटोस का उपयोग करके वर्णित किया था.

डीएनए प्रतिकृति में एंजाइम की एक श्रृंखला की आवश्यकता होती है जो प्रक्रिया को उत्प्रेरित करती है। इन प्रोटीन अणुओं में, डीएनए पोलीमरेज़ बाहर खड़ा है.

प्रतिक्रिया

डीएनए संश्लेषण होने के लिए, प्रक्रिया के लिए आवश्यक सबस्ट्रेट्स की आवश्यकता होती है: डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड ट्राइफॉस्फेट (dNTP)

प्रतिक्रिया के तंत्र में पूरक डीएनटीपी के अल्फा फॉस्फेट में बढ़ते स्ट्रैंड के 3 'छोर पर हाइड्रॉक्सिल समूह का न्यूक्लियोफिलिक हमला शामिल है, जो एक पायरोफॉस्फेट को नष्ट करता है। यह कदम बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि पोलीमराइजेशन के लिए ऊर्जा dNTP के हाइड्रोलिसिस और परिणामी पाइरोफॉस्फेट से आती है.

पोल III या अल्फा पहले (पोलीमरेज़ के गुण देखें) में शामिल होता है और न्यूक्लियोटाइड्स जोड़ना शुरू करता है। एप्सिलॉन लीडर चेन को बढ़ाता है, और डेल्टा विलंबित स्ट्रैंड को बढ़ाता है.

डीएनए पोलीमरेज़ के गुण

सभी ज्ञात डीएनए पोलीमरेज़ प्रतिकृति प्रक्रिया से जुड़े दो आवश्यक गुणों को साझा करते हैं.

सबसे पहले, सभी पॉलीमरेज़ 5'-3 'दिशा में डीएनए स्ट्रैंड को संश्लेषित करते हैं, जिससे dNTP बढ़ती श्रृंखला के हाइड्रॉक्सिल समूह में जुड़ जाता है।.

दूसरा, डीएनए पोलीमरेज़ कुछ भी नहीं से एक नई श्रृंखला का संश्लेषण शुरू नहीं कर सकता है। उन्हें प्राइमर या प्राइमर के रूप में जाना जाने वाला एक अतिरिक्त तत्व की आवश्यकता होती है, जो कुछ न्यूक्लियोटाइड्स द्वारा गठित एक अणु है जो एक मुक्त हाइड्रॉक्सिल समूह देता है, जहां पोलीमरेज़ लंगर डाल सकता है और अपनी गतिविधि शुरू कर सकता है।.

यह डीएनए और आरएनए पोलीमरेज़ के बीच मूलभूत अंतरों में से एक है, क्योंकि उत्तरार्द्ध एक श्रृंखला के संश्लेषण को शुरू करने में सक्षम है दे नावो.

ओकाजाकी के टुकड़े

पिछले अनुभाग में उल्लिखित डीएनए पोलीमरेज़ की पहली संपत्ति अर्धचालक प्रतिकृति के लिए एक जटिलता है। जैसा कि डीएनए के दो किस्में एंटीपैरल समानांतर तरीके से चलती हैं, उनमें से एक को एक विच्छिन्न तरीके से संश्लेषित किया जाता है (जिसे 3'-5 'दिशा में संश्लेषित करने की आवश्यकता होगी).

विलंबित स्ट्रैंड में, विघटित संश्लेषण पोलीमरेज़ की सामान्य गतिविधि के माध्यम से होता है, 5'-3 ', और परिणामी टुकड़े - जिसे साहित्य में ओकाज़की टुकड़े के रूप में जाना जाता है - एक अन्य एंजाइम, लिगेज़ द्वारा बाध्य होता है.

डीएनए की मरम्मत

डीएनए लगातार कारकों के संपर्क में है, दोनों अंतर्जात और बहिर्जात, जो इसे नुकसान पहुंचा सकते हैं। ये क्षति प्रतिकृति को अवरुद्ध और जमा कर सकते हैं, जिससे वे जीन की अभिव्यक्ति को प्रभावित करते हैं, विभिन्न सेलुलर प्रक्रियाओं में समस्याएं पैदा करते हैं.

डीएनए प्रतिकृति प्रक्रिया में इसकी भूमिका के अलावा, पोलीमरेज़ भी डीएनए मरम्मत तंत्र का एक प्रमुख घटक है। वे सेल चक्र में सेंसर के रूप में भी कार्य कर सकते हैं जो डीएनए के क्षतिग्रस्त होने पर विभाजन के चरण में प्रवेश को रोकते हैं.

संरचना

वर्तमान में, क्रिस्टलोग्राफी के अध्ययन के लिए धन्यवाद, विभिन्न पॉलिमर गैसों की संरचनाओं को स्पष्ट करना संभव हो गया है। उनके प्राथमिक अनुक्रम के आधार पर, पोलीमरेज़ को परिवारों में वर्गीकृत किया जाता है: ए, बी, सी, एक्स और वाई.

सभी पोलीमरेज़ों के लिए कुछ पहलू सामान्य हैं, विशेष रूप से जो एंजाइम के उत्प्रेरक केंद्रों से संबंधित हैं.

इनमें दो प्रमुख सक्रिय साइटें शामिल हैं जिनमें धातु के आयन होते हैं, जिसमें दो एस्पार्टेट अवशेष और एक चर अवशेष होते हैं - या तो एस्पार्टेट या ग्लूटामेट, जो धातुओं का समन्वय करता है। चार्ज किए गए अवशेषों की एक और श्रृंखला है जो उत्प्रेरक केंद्र को घेरते हैं और विभिन्न पॉलिमरेज़ में संरक्षित होते हैं.

प्रोकैरियोट्स में, डीएनए पोलीमरेज़ I एक 103 kd पॉलीपेप्टाइड है, II एक 88 kd पॉलीपेप्टाइड है और III दस सबयूनिट्स से बना है।.

यूकेरियोट्स में, एंजाइम बड़े और अधिक जटिल होते हैं: α का गठन पांच इकाइयों, β और un द्वारा एक सबयूनिट, δ द्वारा दो सबयूनिट्स, और, 5 से किया जाता है।.

अनुप्रयोगों

पीआरसी

पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन (PRC) एक विधि है जो सभी आणविक जीव विज्ञान प्रयोगशालाओं में उपयोग की जाती है, इसकी उपयोगिता और सादगी के लिए धन्यवाद। इस पद्धति का उद्देश्य बड़े पैमाने पर ब्याज के डीएनए अणु को बढ़ाना है.

इसे प्राप्त करने के लिए, जीवविज्ञानी एक डीएनए पोलीमरेज़ का उपयोग करते हैं जो गर्मी से क्षतिग्रस्त नहीं होता है (उच्च तापमान इस प्रक्रिया के लिए अपरिहार्य है) अणु को बढ़ाना। इस प्रक्रिया का परिणाम डीएनए अणुओं की एक उच्च संख्या है जिसका उपयोग विभिन्न उद्देश्यों के लिए किया जा सकता है.

तकनीक के सबसे उत्कृष्ट नैदानिक ​​उपयोगिताओं में से एक चिकित्सा निदान में इसका उपयोग है। पीआरसी का उपयोग रोगियों में रोगजनक बैक्टीरिया और वायरस की उपस्थिति की जांच के लिए किया जा सकता है.

एंटीबायोटिक्स और एंटीट्यूमर ड्रग्स

दवाओं की एक महत्वपूर्ण संख्या रोगजनक जीव में डीएनए प्रतिकृति के तंत्र को कम करने के उद्देश्य से है, यह एक वायरस और एक जीवाणु है.

इसमें से कुछ में, लक्ष्य डीएनए पोलीमरेज़ गतिविधि का निषेध है। उदाहरण के लिए, कीमोथेराप्यूटिक ड्रग साइटाराबिन, जिसे साइटोसिन अरबोसाइड भी कहा जाता है, डीएनए पोलीमरेज़ को निष्क्रिय कर देता है.

संदर्भ

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