प्रोटीन चरणों और उनकी विशेषताओं का संश्लेषण

प्रोटीन संश्लेषण यह एक जैविक घटना है जो लगभग सभी जीवित प्राणियों में होती है। लगातार कोशिकाएं डीएनए में संग्रहित जानकारी को लेती हैं और बहुत जटिल विशेष मशीनरी की उपस्थिति के लिए धन्यवाद, इसे प्रोटीन अणुओं में बदल देती हैं.

हालांकि, डीएनए में एन्क्रिप्ट किया गया 4-अक्षर कोड प्रोटीन में सीधे अनुवाद नहीं करता है। इस प्रक्रिया में एक RNA अणु शामिल होता है जो एक मध्यस्थ के रूप में कार्य करता है, जिसे दूत RNA कहा जाता है.

जब कोशिकाओं को एक विशेष प्रोटीन की आवश्यकता होती है, तो डीएनए में एक उपयुक्त हिस्से के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को आरएनए में कॉपी किया जाता है - प्रतिलेखन नामक प्रक्रिया में - और यह बदले में प्रश्न में प्रोटीन में अनुवादित होता है।.

वर्णित जानकारी का प्रवाह (डीएनए आरएनए और आरएनए को प्रोटीन के लिए संदेश) संदेशवाहक बहुत ही सरल प्राणियों जैसे बैक्टीरिया से मनुष्यों में होता है। चरणों की इस श्रृंखला को जीव विज्ञान का केंद्रीय "हठधर्मिता" कहा गया है.

संश्लेषण प्रोटीन के लिए जिम्मेदार मशीनरी राइबोसोम हैं। ये छोटे सेलुलर संरचनाएं साइटोप्लाज्म में बड़े अनुपात में पाई जाती हैं और एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के लिए लंगर डालती हैं.

सूची

• 1 प्रोटीन क्या हैं?
• 2 चरणों और विशेषताओं
  • 2.1 प्रतिलेखन: डीएनए से दूत आरएनए तक
  • 2.2 मैसेंजर आरएनए का विभाजन
  • 2.3 आरएनए के प्रकार
  • 2.4 अनुवाद: दूत आरएनए से प्रोटीन तक
  • 2.5 आनुवंशिक कोड
  • 2.6 हस्तांतरण आरएनए को अमीनो एसिड का युग्मन
  • 2.7 आरएनए संदेश राइबोसोम द्वारा डिकोड किया जाता है
  • 2.8 पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला का बढ़ाव
  • 2.9 अनुवाद का समापन
• 3 संदर्भ

प्रोटीन क्या हैं?

प्रोटीन अमीनो एसिड से बने मैक्रोमोलेक्यूलस होते हैं। ये एक पूरे निर्जलित सेल के लगभग 80% प्रोटोप्लाज्म का गठन करते हैं। एक जीव को बनाने वाले सभी प्रोटीन को "प्रोटीओम" कहा जाता है।.

इसके कार्य कई हैं और विविध हैं, संरचनात्मक भूमिकाओं (कोलेजन) से परिवहन (हीमोग्लोबिन) तक, जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं (एंजाइम) के उत्प्रेरक, रोगजनकों (एंटीबॉडी) के खिलाफ रक्षा, अन्य।.

20 प्रकार के प्राकृतिक अमीनो एसिड होते हैं जो पेप्टाइड बॉन्ड द्वारा संयुक्त होकर प्रोटीन को जन्म देते हैं। प्रत्येक अमीनो एसिड में एक विशेष समूह होता है जो विशेष रासायनिक और भौतिक गुण देता है.

चरणों और विशेषताओं

जिस तरह से सेल डीएनए संदेश की व्याख्या करने का प्रबंधन करता है वह दो मौलिक घटनाओं के माध्यम से होता है: प्रतिलेखन और अनुवाद। कई आरएनए प्रतियां, जो एक ही जीन से कॉपी की गई हैं, महत्वपूर्ण प्रोटीन अणुओं की एक महत्वपूर्ण संख्या को संश्लेषित करने में सक्षम हैं.

प्रत्येक जीन को स्थानांतरित और अंतरित किया जाता है, जिससे कोशिका विभिन्न प्रकार के प्रोटीन की अलग-अलग मात्रा का उत्पादन कर सकती है। इस प्रक्रिया में सेलुलर विनियमन के विविध मार्ग शामिल हैं, जिसमें आम तौर पर आरएनए के उत्पादन में नियंत्रण शामिल होता है.

प्रोटीन के उत्पादन को शुरू करने के लिए सेल को जो पहला कदम उठाना चाहिए, वह है डीएनए अणु पर लिखे संदेश को पढ़ना। यह अणु सार्वभौमिक है और इसमें कार्बनिक प्राणियों के निर्माण और विकास के लिए आवश्यक सभी जानकारी शामिल है.

अगला, हम वर्णन करेंगे कि प्रोटीन संश्लेषण कैसे होता है, आनुवंशिक सामग्री को "पढ़ने" की प्रक्रिया शुरू करने और प्रोटीन के उत्पादन के साथ समाप्त होता है। प्रति से.

ट्रांसक्रिप्शन: डीएनए से मैसेंजर आरएनए तक

डीएनए डबल हेलिक्स में संदेश आधार एडेनिन (ए), गुआनिन (जी), साइटोसिन (सी) और थाइमिन (टी) के अनुरूप चार-अक्षर कोड में लिखा गया है।.

डीएनए के अक्षरों के इस क्रम का उपयोग आरएनए के समतुल्य अणु को गुस्सा करने के लिए किया जाता है.

डीएनए और आरएनए दोनों ही न्यूक्लियोटाइड द्वारा निर्मित रैखिक पॉलिमर हैं। हालांकि, वे रासायनिक रूप से दो मूलभूत पहलुओं में भिन्न होते हैं: आरएनए में न्यूक्लियोटाइड राइबोन्यूक्लियोटाइड होते हैं और थाइमिन बेस के बजाय आरएनए यूरैसिल (यू) प्रस्तुत करते हैं, जो एडेनिन के साथ जोड़ते हैं.

प्रतिलेखन की प्रक्रिया एक विशिष्ट क्षेत्र में डबल हेलिक्स के उद्घाटन के साथ शुरू होती है। दो श्रृंखलाओं में से एक आरएनए संश्लेषण के लिए "टेम्पलेट" या गुस्सा के रूप में कार्य करता है। न्यूक्लियोटाइड्स को बेस पेयरिंग के नियमों के साथ जोड़ा जाएगा, सी के साथ जी और ए के साथ यू.

प्रतिलेखन में शामिल मुख्य एंजाइम आरएनए पोलीमरेज़ है। यह फॉस्फोडाइस्टर बांड के गठन को उत्प्रेरित करने के लिए जिम्मेदार है जो श्रृंखला के न्यूक्लियोटाइड में शामिल होते हैं। श्रृंखला 5 'से 3' दिशा में विस्तारित है.

अणु की वृद्धि में विभिन्न प्रोटीन शामिल हैं जिन्हें "बढ़ाव कारक" के रूप में जाना जाता है जो प्रक्रिया के अंत तक पोलीमरेज़ के बंधन को बनाए रखने के लिए जिम्मेदार हैं।.

मैसेंजर आरएनए का विभाजन

यूकेरियोट्स में, जीन की एक विशिष्ट संरचना होती है। अनुक्रम उन तत्वों से बाधित होता है जो प्रोटीन का हिस्सा नहीं होते हैं, जिन्हें इंट्रॉन कहा जाता है। यह शब्द एक्सॉन के विरोध में है, जिसमें जीन के अंश शामिल हैं जिन्हें प्रोटीन में अनुवादित किया जाएगा.

स्प्लिसिंग यह एक मौलिक घटना है जिसमें दूत अणु के अंतःकरण का खात्मा होता है, विशेष रूप से एक्सॉन द्वारा निर्मित अणु को बाहर निकालने के लिए। अंतिम उत्पाद परिपक्व दूत आरएनए है। शारीरिक रूप से, एक जटिल और गतिशील मशीनरी स्प्लेनोसोम में होती है.

स्प्लिसिंग के अलावा, दूत आरएनए का अनुवाद होने से पहले अतिरिक्त एन्कोडिंग से गुजरता है। एक "हूड" जोड़ा जाता है जिसका रासायनिक प्रकृति एक संशोधित गाइनिन न्यूक्लियोटाइड है, और 5 'के अंत में और दूसरे छोर पर कई एडेनिन की एक पूंछ है.

आरएनए के प्रकार

सेल में, विभिन्न प्रकार के आरएनए उत्पन्न होते हैं। कोशिका में कुछ जीन दूत आरएनए का एक अणु उत्पन्न करते हैं और यह प्रोटीन में अनुवादित होता है - जैसा कि हम बाद में देखेंगे। हालांकि, ऐसे जीन हैं जिनका अंतिम उत्पाद स्वयं आरएनए अणु है.

उदाहरण के लिए, खमीर के जीनोम में, इस कवक के जीन के लगभग 10% में उनके अंतिम उत्पाद के रूप में आरएनए अणु होते हैं। उनका उल्लेख करना महत्वपूर्ण है, क्योंकि ये अणु प्रोटीन संश्लेषण के समय एक मौलिक भूमिका निभाते हैं.

- राइबोसोमल आरएनए: राइबोसोमल आरएनए राइबोसोम के दिल का हिस्सा है, जो प्रोटीन के संश्लेषण के लिए महत्वपूर्ण संरचना है.

राइबोसोमल आरएनए और उनके बाद के असेंबली राइबोसोम में प्रसंस्करण नाभिक की एक बहुत ही विशिष्ट संरचना में होता है - हालांकि यह एक झिल्ली द्वारा सीमांकित नहीं होता है - एक नाभिक कहा जाता है.

- स्थानांतरण RNA: यह एक एडेप्टर के रूप में काम करता है जो एक विशिष्ट अमीनो एसिड का चयन करता है और राइबोसोम के साथ मिलकर प्रोटीन में अमीनो एसिड अवशेषों को शामिल करता है। प्रत्येक एमिनो एसिड एक हस्तांतरण आरएनए अणु से संबंधित है.

यूकेरियोट्स में तीन प्रकार के पोलीमरेज़ होते हैं, जो संरचनात्मक रूप से एक-दूसरे के समान होते हैं, विभिन्न भूमिकाएँ निभाते हैं.

आरएनए पोलीमरेज़ I और III जीन को ट्रांसफर करते हैं जो ट्रांसफर आरएनए, राइबोसोमल आरएनए और कुछ छोटे आरएनए के लिए कोड करते हैं। आरएनए पोलीमरेज़ II जीन के अनुवाद पर केंद्रित है जो प्रोटीन के लिए कोड है.

- विनियमन से संबंधित छोटे आरएनए: ओअन्य छोटी लंबाई के आरएनए जीन अभिव्यक्ति के नियमन में भाग लेते हैं। इनमें माइक्रोआरएनए और छोटे हस्तक्षेप आरएनए हैं.

MicroRNAs एक विशिष्ट संदेश को अवरुद्ध करके अभिव्यक्ति को नियंत्रित करते हैं और हस्तक्षेप के छोटे लोग मैसेंजर के प्रत्यक्ष गिरावट के माध्यम से अभिव्यक्ति को बंद कर देते हैं। इसी तरह, छोटे परमाणु आरएनए हैं जो की प्रक्रिया में भाग लेते हैं स्प्लिसिंग संदेशवाहक आर.एन.ए..

अनुवाद: मैसेंजर आरएनए से प्रोटीन तक

एक बार मैसेंजर आरएनए प्रक्रिया के माध्यम से परिपक्व हो जाता है स्प्लिसिंग और यह नाभिक से सेलुलर कोशिकाद्रव्य तक जाता है, प्रोटीन का संश्लेषण शुरू होता है। यह निर्यात परमाणु छिद्र परिसर द्वारा मध्यस्थता करता है - नाभिक के झिल्ली में स्थित जलीय चैनलों की एक श्रृंखला जो सीधे साइटोप्लाज्म और न्यूक्लियोप्लाज्म को जोड़ती है.

रोजमर्रा की जिंदगी में, हम एक शब्द से दूसरी भाषा में शब्दों के रूपांतरण को संदर्भित करने के लिए "अनुवाद" शब्द का उपयोग करते हैं.

उदाहरण के लिए, हम अंग्रेजी से स्पेनिश में एक पुस्तक का अनुवाद कर सकते हैं। आणविक स्तर पर, अनुवाद में आरएनए से प्रोटीन में भाषा का परिवर्तन शामिल है। अधिक सटीक होने के लिए, यह अमीनो एसिड के लिए न्यूक्लियोटाइड का परिवर्तन है। लेकिन यह बोली का परिवर्तन कैसे होता है??

आनुवंशिक कोड

जीन के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को आनुवंशिक कोड द्वारा स्थापित नियमों के बाद प्रोटीन में परिवर्तित किया जा सकता है। यह 60 के दशक की शुरुआत में विघटित हो गया था.

जैसा कि पाठक कटौती करने में सक्षम होंगे, अनुवाद एक या एक नहीं हो सकता है, क्योंकि केवल 4 न्यूक्लियोटाइड और 20 अमीनो एसिड हैं। तर्क निम्नलिखित है: तीन न्यूक्लियोटाइड्स के मिलन को "ट्रिपलेट्स" के रूप में जाना जाता है और वे एक विशेष अमीनो एसिड के साथ जुड़े होते हैं.

चूंकि 64 संभावित ट्रिपल (4 x 4 x 4 = 64) हो सकते हैं, आनुवंशिक कोड निरर्थक है। यही है, एक ही एमिनो एसिड एक से अधिक ट्रिपल द्वारा एन्कोड किया गया है.

आनुवंशिक कोड की उपस्थिति सार्वभौमिक है और सभी जीवित जीवों द्वारा उपयोग की जाती है जो आज पृथ्वी पर रहते हैं। यह बहुत व्यापक उपयोग प्रकृति के सबसे आश्चर्यजनक आणविक समरूपताओं में से एक है.

हस्तांतरण आरएनए के लिए अमीनो एसिड का युग्मन

कोडन या ट्रिपल जो आरएनए अणु में पाए जाते हैं, उनमें अमीनो एसिड को सीधे पहचानने की क्षमता नहीं होती है। इसके विपरीत, दूत आरएनए का अनुवाद एक अणु पर निर्भर करता है जो कोडन और एमिनो एसिड को पहचानने और बांधने का प्रबंधन करता है। यह अणु अंतरण RNA है.

स्थानांतरण आरएनए को एक जटिल तीन आयामी संरचना में बदल दिया जा सकता है जो एक तिपतिया घास जैसा दिखता है। इस अणु में "एंटिकोडन" नामक एक क्षेत्र होता है, जो लगातार तीन न्यूक्लियोटाइड्स द्वारा निर्मित होता है, जो दूत आरएनए श्रृंखला के लगातार पूरक न्यूक्लियोटाइड्स के साथ होता है।.

जैसा कि पिछले अनुभाग में बताया गया है, आनुवंशिक कोड निरर्थक है, इसलिए कुछ अमीनो एसिड में एक से अधिक स्थानांतरण आरएनए हैं.

आरएनए को हस्तांतरण के लिए सही अमीनो एसिड का पता लगाने और संलयन एक प्रक्रिया है जो अमीनोइल-टीआरएनए सिंथेटेस नामक एंजाइम द्वारा मध्यस्थता है। यह एंजाइम एक सहसंयोजक बंधन के माध्यम से दोनों अणुओं को युग्मित करने के लिए जिम्मेदार है.

RNA संदेश राइबोसोम द्वारा डिकोड किया जाता है

प्रोटीन बनाने के लिए, अमीनो एसिड को पेप्टाइड बॉन्ड द्वारा एक साथ जोड़ा जाता है। मैसेंजर आरएनए पढ़ने और विशिष्ट अमीनो एसिड के बंधन की प्रक्रिया राइबोसोम में होती है.

राइबोसोम 50 से अधिक प्रोटीन अणुओं और कई प्रकार के राइबोसोमल आरएनए द्वारा निर्मित उत्प्रेरक कॉम्प्लेक्स हैं। यूकेरियोटिक जीवों में, एक औसत कोशिका शामिल होती है, साइटोप्लास्मिक वातावरण में औसतन लाखों राइबोसोम होते हैं.

संरचनात्मक रूप से, एक राइबोसोम एक बड़े सबयूनिट और एक छोटे सबयूनिट से बना होता है। छोटे हिस्से का कार्य यह सुनिश्चित करना है कि हस्तांतरण आरएनए को दूत आरएनए के साथ सही ढंग से जोड़ा जाता है, जबकि बड़े सबयूनिट एमिनो एसिड के बीच पेप्टाइड बंधन के गठन को उत्प्रेरित करता है.

जब संश्लेषण प्रक्रिया सक्रिय नहीं होती है, तो राइबोसोम बनाने वाले दो सबयूनिट अलग हो जाते हैं। संश्लेषण की शुरुआत में, दूत आरएनए दोनों उपनिवेशों को बांधता है, आमतौर पर 5 'छोर के पास।.

इस प्रक्रिया में, पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला का बढ़ाव निम्नलिखित चरणों में एक नए अमीनो एसिड अवशेषों के अतिरिक्त से होता है: स्थानांतरण आरएनए का बंधन, पेप्टाइड बंधन का गठन, सबयूनिट्स का अनुवाद। इस अंतिम चरण का परिणाम पूर्ण राइबोसोम की गति है और एक नया चक्र शुरू होता है.

पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला का बढ़ाव

तीन साइट राइबोसोम में प्रतिष्ठित हैं: साइट ई, पी और ए (मुख्य छवि देखें)। बढ़ाव प्रक्रिया तब शुरू होती है जब कुछ अमीनो एसिड पहले से ही सहसंयोजक होते हैं और पी साइट पर एक स्थानांतरण आरएनए अणु होता है.

स्थानांतरण RNA जो सम्‍मिलित होने वाले अगले अमीनो एसिड के पास है, मैसेंजर RNA के साथ आधार युग्मन द्वारा साइट A के लिए बाध्य है। फिर, पेप्टाइड के कार्बोक्सिल टर्मिनल भाग को ट्रांसफर आरएनए से पी साइट पर स्थानांतरित किया जाता है, स्थानांतरण आरएनए और अमीनो एसिड के बीच एक उच्च ऊर्जा बंधन के टूटने से होता है।.

मुक्त अमीनो एसिड श्रृंखला से बांधता है, और एक नया पेप्टाइड बॉन्ड बनता है। इस पूरी प्रक्रिया की केंद्रीय प्रतिक्रिया एंजाइम पेप्टिडिल ट्रांसफ़ेज़ द्वारा मध्यस्थता की जाती है, जो राइबोसोम के बड़े सबयूनिट में पाया जाता है। इस प्रकार, राइबोसोम दूत आरएनए के माध्यम से चलता है, प्रोटीन में अमीनो एसिड की बोली का अनुवाद करता है.

प्रतिलेखन में, प्रोटीन के अनुवाद के दौरान बढ़ाव कारक भी शामिल होते हैं। ये तत्व प्रक्रिया की गति और दक्षता को बढ़ाते हैं.

अनुवाद का समापन

अनुवाद प्रक्रिया समाप्त हो जाती है जब राइबोसोम स्टॉप कोडन पाता है: यूएए, यूएजी या यूजीए। ये किसी भी हस्तांतरण आरएनए द्वारा मान्यता प्राप्त नहीं हैं और किसी भी एमिनो एसिड को नहीं बांधते हैं.

इस समय, रिलीज कारक के रूप में जाना जाने वाला प्रोटीन राइबोसोम से जुड़ता है और पानी के अणु के उत्प्रेरक का उत्पादन करता है न कि अमीनो एसिड का। यह प्रतिक्रिया कार्बोक्सिल टर्मिनल अंत जारी करती है। अंत में, पेप्टाइड श्रृंखला कोशिका कोशिका द्रव्य में जारी की जाती है.

संदर्भ

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