प्रथिने आणि न्यूक्लिक ॲसिडचे जैवसंश्लेषण. जीन्स, अनुवांशिक कोड

ते साखळ्यांमध्ये रांगेत उभे असतात आणि अशा प्रकारे अनुवांशिक अक्षरांचे अनुक्रम तयार करतात.

अनुवांशिक कोड

जवळजवळ सर्व सजीवांची प्रथिने केवळ 20 प्रकारच्या अमीनो ऍसिडपासून तयार केली जातात. या अमिनो आम्लांना कॅनोनिकल म्हणतात. प्रत्येक प्रथिने एक साखळी किंवा अमीनो ऍसिडच्या अनेक साखळ्या असतात ज्या काटेकोरपणे परिभाषित क्रमाने जोडलेल्या असतात. हा क्रम प्रथिनांची रचना ठरवतो आणि म्हणून त्याचे सर्व जैविक गुणधर्म.

सी

CUU (Leu/L)Leucin
CUC (Leu/L)Leucin
CUA (Leu/L)Leucine
CUG (Leu/L)Leucin

काही प्रथिनांमध्ये, सेलेनोसिस्टीन आणि पायरोलिसिन सारखी नॉन-स्टँडर्ड अमीनो ऍसिडस्, mRNA मधील अनुक्रमांवर अवलंबून, स्टॉप कोडॉन वाचून राइबोसोम द्वारे घातली जातात. सेलेनोसिस्टीन हे आता २१ वे आणि पायरोलिसिन हे २२ वे, प्रथिने बनवणारे अमीनो ऍसिड मानले जाते.

हे अपवाद असूनही, सर्व सजीवांमध्ये सामान्य अनुवांशिक कोड असतात: कोडनमध्ये तीन न्यूक्लियोटाइड असतात, जेथे पहिले दोन निर्णायक असतात tRNA आणि राइबोसोम्स द्वारे एमिनो ऍसिड अनुक्रमात अनुवादित केले जातात;

मानक पासून विचलन अनुवांशिक कोड.

उदाहरण	कोडोन	सामान्य अर्थ	असे वाचतो:
यीस्टचे काही प्रकार कॅन्डिडा	C.U.G.	ल्युसीन	सेरीन
माइटोकॉन्ड्रिया, विशेषतः मध्ये Saccharomyces cerevisiae	CU(U, C, A, G)	ल्युसीन	सेरीन
उच्च वनस्पतींचे माइटोकॉन्ड्रिया	CGG	आर्जिनिन	ट्रिप्टोफॅन
माइटोकॉन्ड्रिया (अपवाद न करता सर्व अभ्यासलेल्या जीवांमध्ये)	U.G.A.	थांबा	ट्रिप्टोफॅन
सस्तन प्राण्यांमधील माइटोकॉन्ड्रिया, ड्रोसोफिला, S. cerevisiaeआणि अनेक प्रोटोझोआ	AUA	आयसोल्युसीन	मेथिओनिन = प्रारंभ करा
Prokaryotes	G.U.G.	व्हॅलिन	सुरू करा
युकेरियोट्स (दुर्मिळ)	C.U.G.	ल्युसीन	सुरू करा
युकेरियोट्स (दुर्मिळ)	G.U.G.	व्हॅलिन	सुरू करा
प्रोकेरियोट्स (दुर्मिळ)	UUG	ल्युसीन	सुरू करा
युकेरियोट्स (दुर्मिळ)	A.C.G.	थ्रोनिन	सुरू करा
सस्तन प्राणी माइटोकॉन्ड्रिया	AGC, AGU	सेरीन	थांबा
ड्रोसोफिला माइटोकॉन्ड्रिया	ए.जी.ए.	आर्जिनिन	थांबा
सस्तन प्राणी माइटोकॉन्ड्रिया	AG(A, G)	आर्जिनिन	थांबा

अनुवांशिक कोडबद्दलच्या कल्पनांचा इतिहास

तथापि, 20 व्या शतकाच्या 60 च्या दशकाच्या सुरुवातीस, नवीन डेटाने "स्वल्पविरामांशिवाय कोड" गृहीतकांची विसंगती प्रकट केली. नंतर प्रयोगांवरून असे दिसून आले की क्रिकने निरर्थक मानलेले कोडन, विट्रोमध्ये प्रथिने संश्लेषणास उत्तेजन देऊ शकतात आणि 1965 पर्यंत सर्व 64 त्रिगुणांचा अर्थ स्थापित झाला. असे दिसून आले की काही कोडन फक्त अनावश्यक असतात, म्हणजेच अमीनो ऍसिडची संपूर्ण मालिका दोन, चार किंवा सहा तिप्पटांनी एन्कोड केलेली असते.

हे देखील पहा

नोट्स

1. अनुवांशिक कोड एका कोडोनद्वारे दोन अमीनो ऍसिडच्या लक्ष्यित अंतर्भूततेस समर्थन देतो. तुरानोव एए, लोबानोव एव्ही, फोमेंको डीई, मॉरिसन एचजी, सोगिन एमएल, क्लोबुचर एलए, हॅटफिल्ड डीएल, ग्लॅडिशेव्ह व्हीएन. विज्ञान. 2009 जानेवारी 9;323(5911):259-61.
2. AUG कोडॉन मेथिओनाइन एन्कोड करतो, परंतु त्याच वेळी स्टार्ट कोडॉन म्हणून काम करतो - भाषांतर सामान्यतः mRNA च्या पहिल्या AUG कोडॉनने सुरू होते.
3. NCBI: "द जेनेटिक कोड्स", आंद्रेज (अंजय) एलझानोव्स्की आणि जिम ऑस्टेल यांनी संकलित केले
4. ज्यूक्स टीएच, ओसावा एस, माइटोकॉन्ड्रिया आणि क्लोरोप्लास्टमधील अनुवांशिक कोड., अनुभव. 1990 डिसेंबर 1;46(11-12):1117-26.
5. Osawa S, Jukes TH, Watanabe K, Muto A (मार्च 1992). "अनुवांशिक कोडच्या उत्क्रांतीचा अलीकडील पुरावा." मायक्रोबायोल. रेव्ह. 56 (१): २२९–६४. PMID 1579111.
6. संगर एफ. (1952). "प्रथिनांमध्ये अमीनो ऍसिडची व्यवस्था." ॲड प्रोटीन केम. 7 : 1-67. PMID 14933251.
7. एम. इचासजैविक कोड. - जग, 1971.
8. वॉटसन जेडी, क्रिक एफएच. (एप्रिल १९५३). न्यूक्लिक ॲसिडची आण्विक रचना; डीऑक्सीरिबोज न्यूक्लिक ॲसिडची रचना." निसर्ग 171 : ७३७-७३८. PMID 13054692.
9. वॉटसन जेडी, क्रिक एफएच. (मे १९५३). "डीऑक्सीरिबोन्यूक्लिक ॲसिडच्या संरचनेचे अनुवांशिक परिणाम." निसर्ग 171 : ९६४-९६७. PMID 13063483.
10. क्रिक एफएच. (एप्रिल १९६६). "अनुवांशिक कोड - काल, आज आणि उद्या." कोल्ड स्प्रिंग हार्ब सिंप क्वांट बायोल.: 1-9. PMID 5237190.
11. G. GAMOW (फेब्रुवारी 1954). "डीऑक्सीरिबोन्यूक्लिक ॲसिड आणि प्रोटीन स्ट्रक्चर्समधील संभाव्य संबंध." निसर्ग 173 : 318. DOI:10.1038/173318a0. PMID 13882203.
12. GAMOW G, RICH A, YCAS M. (1956). "न्यूक्लिक ॲसिडपासून प्रथिनांमध्ये माहिती हस्तांतरणाची समस्या." ॲड बायोल मेड फिज. 4 : 23-68. PMID 13354508.
13. Gamow G, Ycas M. (1955). "प्रोटीन आणि रिबोन्यूक्लिक ॲसिड रचना यांचा सांख्यिकीय सहसंबंध. " Proc Natl Acad Sci U S A. 41 : 1011-1019. PMID 16589789.
14. Crick FH, Griffith JS, Orgel LE. (1957). "कॉमाशिवाय कोड. " Proc Natl Acad Sci U S A. 43 : ४१६-४२१. PMID 16590032.
15. हेस बी. (1998). "अनुवांशिक संहितेचा शोध." (पीडीएफ पुनर्मुद्रण). अमेरिकन शास्त्रज्ञ 86 : 8-14.

साहित्य

• अझीमोव्ह ए. अनुवांशिक कोड. उत्क्रांतीच्या सिद्धांतापासून ते डीएनए उलगडण्यापर्यंत. - M.: Tsentrpoligraf, 2006. - 208 pp. - ISBN 5-9524-2230-6.
• रॅटनर व्ही. ए. अनुवांशिक कोड एक प्रणाली म्हणून - सोरोस शैक्षणिक जर्नल, 2000, 6, क्रमांक 3, पृ. 17-22.
• Crick FH, Barnett L, Brenner S, Watts-Tobin RJ. प्रथिनांसाठी अनुवांशिक कोडचे सामान्य स्वरूप - निसर्ग, 1961 (192), pp. १२२७-३२

दुवे

• अनुवांशिक कोड- ग्रेट सोव्हिएत एनसायक्लोपीडियाचा लेख

विकिमीडिया फाउंडेशन.

2010. न्यूक्लियोटाइड्स डीएनए आणि आरएनए प्युरिन: ॲडेनाइन, ग्वानिन	कोडोनपायरीमिडीन: सायटोसिन, थायमिन (यूरासिल)
टॅब 1. अमीनो ऍसिड जे सामान्यतः प्रथिनांमध्ये आढळतात
नाव	संक्षेप
1. ॲलनाइन	आला
2. आर्जिनिन	अर्ग
3. शतावरी	Asn
4. एस्पार्टिक ऍसिड	एएसपी
5. सिस्टीन	Cys
6. ग्लुटामिक ऍसिड	ग्लू
7. ग्लूटामाइन	Gln
8. ग्लाइसिन	ग्लाय
9. हिस्टिडाइन	त्याच्या
10. आयसोल्युसीन	इले
11. ल्युसीन	ल्यू
12. लिसिन	लायस
13. मेथिओनाइन	भेटले
14. फेनिलॅलानिन	फे
15. प्रोलिन	प्रो
16. मालिका	सेर
17. थ्रोनिन	गु
18. ट्रिप्टोफॅन	Trp
19. टायरोसिन	टायर
20. व्हॅलिन	वॅल

अनुवांशिक कोड, ज्याला एमिनो ऍसिड कोड देखील म्हणतात, डीएनए मधील न्यूक्लियोटाइड अवशेषांचा क्रम वापरून प्रोटीनमधील अमीनो ऍसिडच्या अनुक्रमाबद्दल माहिती रेकॉर्ड करण्याची एक प्रणाली आहे ज्यामध्ये 4 नायट्रोजनयुक्त तळांपैकी एक आहे: ॲडेनाइन (ए), ग्वानिन (जी. ), सायटोसिन (सी) आणि थायमिन (टी). तथापि, डबल-स्ट्रँडेड डीएनए हेलिक्स यापैकी एका स्ट्रँडद्वारे एन्कोड केलेल्या प्रोटीनच्या संश्लेषणात थेट गुंतलेले नसल्यामुळे (म्हणजे, आरएनए), कोड आरएनए भाषेत लिहिलेला आहे, ज्यामध्ये त्याऐवजी uracil (U) आहे. थायमिन चे. त्याच कारणास्तव, असे म्हणण्याची प्रथा आहे की कोड हा न्यूक्लियोटाइड्सचा क्रम आहे, आणि न्यूक्लियोटाइड्सच्या जोड्या नाहीत.

अनुवांशिक कोड विशिष्ट कोड शब्दांद्वारे दर्शविला जातो, ज्याला कोडन म्हणतात.

पहिला सांकेतिक शब्द 1961 मध्ये निरेनबर्ग आणि मॅटेई यांनी उलगडला. कोलीप्रथिने संश्लेषणासाठी आवश्यक असलेले राइबोसोम आणि इतर घटक असलेले अर्क. परिणाम म्हणजे प्रथिने संश्लेषणासाठी सेल-मुक्त प्रणाली, जी जर आवश्यक mRNA माध्यमात जोडली गेली तर अमीनो ऍसिडमधून प्रथिने एकत्र करू शकते. सिंथेटिक RNA ज्यामध्ये फक्त युरेसिलचा समावेश होतो, त्यांना असे आढळले की केवळ फेनिलॅलानिन (पॉलीफेनिलॅलानिन) असलेले प्रथिन तयार झाले. अशा प्रकारे, हे स्थापित केले गेले की न्यूक्लियोटाइड्स UUU (कोडॉन) चे तिहेरी फेनिलॅलानिनशी संबंधित आहे. पुढील 5-6 वर्षांत, अनुवांशिक कोडचे सर्व कोडन निर्धारित केले गेले.

अनुवांशिक कोड हा एक प्रकारचा शब्दकोष आहे जो चार न्यूक्लियोटाइडसह लिहिलेल्या मजकूराचे 20 अमीनो ऍसिडसह लिहिलेल्या प्रथिन मजकुरात भाषांतर करतो. प्रथिनांमध्ये आढळणारी उर्वरित अमीनो आम्ल 20 अमीनो आम्लांपैकी एकाचे बदल आहेत.

अनुवांशिक कोडचे गुणधर्म

अनुवांशिक कोडमध्ये खालील गुणधर्म आहेत.

1. त्रिगुण- प्रत्येक अमीनो आम्ल न्यूक्लियोटाइड्सच्या तिप्पटशी संबंधित आहे. 4 3 = 64 कोडन आहेत याची गणना करणे सोपे आहे. यापैकी 61 सिमेंटिक आहेत आणि 3 निरर्थक आहेत (टर्मिनेशन, स्टॉप कोडन).
2. सातत्य(न्यूक्लियोटाइड्समध्ये वेगळे करणारे चिन्ह नाहीत) - इंट्राजेनिक विरामचिन्हे नसणे;

   जनुकामध्ये, प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड महत्त्वपूर्ण कोडॉनचा भाग असतो. 1961 मध्ये सेमोर बेंझर आणि फ्रान्सिस क्रिक यांनी प्रायोगिकपणे कोडचे तिहेरी स्वरूप आणि त्याची सातत्य (कॉम्पॅक्टनेस) सिद्ध केले. [दाखवा]

   

   प्रयोगाचे सार: "+" उत्परिवर्तन - एक न्यूक्लियोटाइड समाविष्ट करणे. "-" उत्परिवर्तन - एका न्यूक्लियोटाइडचे नुकसान.

   जनुकाच्या सुरुवातीला एकच उत्परिवर्तन ("+" किंवा "-") किंवा दुहेरी उत्परिवर्तन ("+" किंवा "-") संपूर्ण जनुक खराब करते.

   जनुकाच्या सुरुवातीला तिहेरी उत्परिवर्तन ("+" किंवा "-") जनुकाचा फक्त काही भाग खराब करते.

   चौपट “+” किंवा “-” उत्परिवर्तन पुन्हा संपूर्ण जनुक खराब करते.

   दोन लगतच्या फेज जनुकांवर हा प्रयोग करण्यात आला आणि ते दाखवून दिले

   1. कोड ट्रिपलेट आहे आणि जीनमध्ये कोणतेही विरामचिन्हे नाहीत
   2. जनुकांमध्ये विरामचिन्हे असतात
3. इंटरजेनिक विरामचिन्हांची उपस्थिती- इनिशिएटिंग कोडॉन्सच्या तिप्पटांमध्ये उपस्थिती (ते प्रोटीन बायोसिंथेसिस सुरू करतात), आणि टर्मिनेटर कोडन (प्रोटीन बायोसिंथेसिसचा अंत दर्शवितात);

   पारंपारिकपणे, AUG कोडोन, लीडर सीक्वेन्स नंतरचा पहिला, देखील विरामचिन्हांशी संबंधित आहे. हे कॅपिटल लेटर म्हणून कार्य करते. या स्थितीत ते फॉर्मिलमेथियोनाइन (प्रोकेरियोट्समध्ये) एन्कोड करते.

   पॉलीपेप्टाइड एन्कोड करणाऱ्या प्रत्येक जनुकाच्या शेवटी 3 पैकी किमान एक स्टॉप कोडन किंवा स्टॉप सिग्नल असतो: UAA, UAG, UGA. त्यांनी प्रसारण बंद केले.

4. समरूपता- प्रोटीनमधील mRNA आणि एमिनो ऍसिडच्या कोडनच्या रेखीय क्रमाचा पत्रव्यवहार.
5. विशिष्टता- प्रत्येक अमिनो आम्ल फक्त विशिष्ट कोडनशी संबंधित आहे जे दुसऱ्या अमिनो आम्लासाठी वापरले जाऊ शकत नाही.
6. दिशाहीनता- कोडन एका दिशेने वाचले जातात - पहिल्या न्यूक्लियोटाइडपासून नंतरच्या दिशेने
7. अध:पतन किंवा अतिरेक, - एक अमिनो आम्ल अनेक ट्रिपलेटद्वारे एन्कोड केले जाऊ शकते (अमीनो ॲसिड - 20, संभाव्य तिहेरी - 64, 61 पैकी 61 शब्दार्थी आहेत, म्हणजे, सरासरी, प्रत्येक अमिनो आम्ल सुमारे 3 कोडॉनशी संबंधित आहे); अपवाद methionine (Met) आणि tryptophan (Trp) आहेत.

   कोडच्या अधःपतनाचे कारण असे आहे की मुख्य शब्दार्थाचा भार हा तिहेरीतील पहिल्या दोन न्यूक्लियोटाइड्सद्वारे वाहून नेला जातो आणि तिसरा इतका महत्त्वाचा नाही. येथून कोड अधोगती नियम : जर दोन कोडनमध्ये समान पहिले दोन न्यूक्लियोटाइड्स असतील आणि त्यांचे तिसरे न्यूक्लियोटाइड्स एकाच वर्गातील असतील (प्युरिन किंवा पायरीमिडीन), तर ते समान अमीनो आम्लासाठी कोड करतात.

   तथापि, या आदर्श नियमाला दोन अपवाद आहेत. हा AUA कोडॉन आहे, जो आयसोल्युसीनशी नाही तर मेथिओनिनशी संबंधित असावा आणि UGA कोडॉन, जो स्टॉप कोडॉन आहे, तर तो ट्रिप्टोफॅनशी संबंधित असावा. कोडच्या अध:पतनाला साहजिकच अनुकूली महत्त्व आहे.

8. अष्टपैलुत्व- अनुवांशिक कोडचे वरील सर्व गुणधर्म सर्व सजीवांचे वैशिष्ट्य आहेत.

   कोडोन	युनिव्हर्सल कोड	माइटोकॉन्ड्रियल कोड्स
   		पृष्ठवंशी	इनव्हर्टेब्रेट्स	यीस्ट	वनस्पती
   U.G.A.	थांबा	Trp	Trp	Trp	थांबा
   AUA	इले	भेटले	भेटले	भेटले	इले
   CUA	ल्यू	ल्यू	ल्यू	गु	ल्यू
   ए.जी.ए.	अर्ग	थांबा	सेर	अर्ग	अर्ग
   एजीजी	अर्ग	थांबा	सेर	अर्ग	अर्ग

   अलीकडे, कोड सार्वभौमिकतेचे तत्त्व बरेलने १९७९ मध्ये मानवी माइटोकॉन्ड्रियाच्या आदर्श संहितेच्या शोधाच्या संबंधात हलवले आहे, ज्यामध्ये कोड डिजेनेरसीचा नियम समाधानी आहे. माइटोकॉन्ड्रियल कोडमध्ये, यूजीए कोडॉन ट्रिप्टोफॅनशी आणि AUA मेथिओनाइनशी संबंधित आहे, कोड डीजेनेरेसी नियमानुसार आवश्यक आहे.

   कदाचित उत्क्रांतीच्या सुरूवातीस, सर्व साध्या जीवांमध्ये मायटोकॉन्ड्रिया सारखाच कोड होता आणि नंतर त्यात थोडेसे विचलन झाले.

9. नॉन-ओव्हरलॅपिंग- अनुवांशिक मजकूरातील प्रत्येक तिहेरी एकमेकांपासून स्वतंत्र आहे, एक न्यूक्लियोटाइड केवळ एका तिहेरीमध्ये समाविष्ट आहे; अंजीर मध्ये. ओव्हरलॅपिंग आणि नॉन-ओव्हरलॅपिंग कोडमधील फरक दाखवते.

   1976 मध्ये फेज φX174 चे DNA अनुक्रमित होते. यात 5375 न्यूक्लियोटाइड्सचा समावेश असलेला एकल-असरलेला गोलाकार DNA आहे. फेज 9 प्रथिने एन्कोड करण्यासाठी ज्ञात होते. त्यापैकी 6 साठी, एकाच्या मागे असलेल्या जनुकांची ओळख पटली.

   तो एक ओव्हरलॅप आहे की बाहेर वळले. जीन ई संपूर्णपणे डी जीनमध्ये स्थित आहे. त्याचा प्रारंभ कोडोन एका न्यूक्लियोटाइडच्या फ्रेम शिफ्टच्या परिणामी दिसून येतो.

10. दोन-न्यूक्लियोटाइड शिफ्टच्या परिणामी जीन J चे स्टार्ट कोडॉन जीन D च्या स्टॉप कोडॉनसह ओव्हरलॅप होते तेथे जीन J सुरू होते. तीनच्या गुणाकार नसलेल्या अनेक न्यूक्लियोटाइड्सद्वारे बांधकामाला “रीडिंग फ्रेमशिफ्ट” म्हणतात. आजपर्यंत, ओव्हरलॅप फक्त काही फेजसाठी दर्शविले गेले आहे.आवाज प्रतिकारशक्ती

    - पुराणमतवादी प्रतिस्थापनांच्या संख्येचे रॅडिकल प्रतिस्थापनांच्या संख्येचे गुणोत्तर.

    न्युक्लियोटाइड प्रतिस्थापन उत्परिवर्तन ज्यामुळे एन्कोडेड अमीनो ऍसिडच्या वर्गात बदल होत नाही त्यांना पुराणमतवादी म्हणतात. एनकोड केलेल्या अमिनो आम्लाच्या वर्गात बदल घडवून आणणाऱ्या न्यूक्लियोटाइड प्रतिस्थापन उत्परिवर्तनांना रॅडिकल म्हणतात.

    समान अमिनो आम्ल वेगवेगळ्या ट्रिपलेटद्वारे एन्कोड केले जाऊ शकत असल्याने, ट्रिपलेटमधील काही प्रतिस्थापने एन्कोड केलेल्या अमिनो आम्लामध्ये बदल घडवून आणत नाहीत (उदाहरणार्थ, UUU -> UUC फेनिलालानिन सोडते). काही प्रतिस्थापने एकाच वर्गातील अमिनो आम्ल दुसऱ्यामध्ये बदलतात (नॉन-ध्रुवीय, ध्रुवीय, मूलभूत, आम्लीय), इतर बदली देखील अमिनो आम्लाचा वर्ग बदलतात. प्रत्येक तिहेरीमध्ये, 9 एकल पर्याय केले जाऊ शकतात, म्हणजे. कोणती स्थिती बदलायची हे निवडण्याचे तीन मार्ग आहेत (1ले किंवा 2रे किंवा 3रे), आणि निवडलेले अक्षर (न्यूक्लियोटाइड) 4-1=3 इतर अक्षरांमध्ये (न्यूक्लियोटाइड) बदलले जाऊ शकते. एकूण प्रमाणसंभाव्य बदली

    अनुवांशिक कोड सारणीचा वापर करून थेट गणना करून, आपण यापैकी हे सत्यापित करू शकता: 23 न्यूक्लियोटाइड प्रतिस्थापनांमुळे कोडॉन - ट्रान्सलेशन टर्मिनेटर दिसतात.

अनुवांशिक कोड 134 प्रतिस्थापने एन्कोड केलेले अमीनो आम्ल बदलत नाहीत. 230 प्रतिस्थापने एन्कोडेड अमीनो ऍसिडचा वर्ग बदलत नाहीत. 162 प्रतिस्थापनांमुळे अमीनो आम्ल वर्गात बदल होतो, म्हणजे. मूलगामी आहेत.

3ऱ्या न्यूक्लियोटाइडच्या 183 प्रतिस्थापनांपैकी, 7 भाषांतर टर्मिनेटर दिसण्यासाठी नेतृत्व करतात आणि 176 पुराणमतवादी आहेत.

पहिल्या न्यूक्लियोटाइडच्या 183 प्रतिस्थापनांपैकी 9 टर्मिनेटर दिसण्यास कारणीभूत ठरतात, 114 पुराणमतवादी आहेत आणि 60 मूलगामी आहेत. 2 रा न्यूक्लियोटाइडच्या 183 प्रतिस्थापनांपैकी 7 टर्मिनेटर दिसण्यासाठी नेतृत्व करतात, 74 पुराणमतवादी आहेत, 102 मूलगामी आहेत.
- डीएनए (आरएनए) मध्ये न्यूक्लियोटाइड्सच्या विशिष्ट क्रमाच्या स्वरूपात अनुवांशिक माहिती रेकॉर्ड करण्यासाठी एक प्रणाली डीएनए आणि आरएनएमधील न्यूक्लियोटाइड्सचा विशिष्ट क्रम प्रथिनांच्या पॉलीपेप्टाइड साखळीतील अमीनो ऍसिडच्या विशिष्ट क्रमाशी संबंधित आहे. रशियन किंवा कॅपिटल अक्षरे वापरून कोड लिहिण्याची प्रथा आहेलॅटिन वर्णमाला
. प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड त्याच्या रेणूमध्ये समाविष्ट असलेल्या नायट्रोजनयुक्त बेसचे नाव ज्या अक्षराने सुरू होते त्याद्वारे नियुक्त केले जाते: A (A) - ॲडेनाइन, G (G) - ग्वानिन, C (C) - सायटोसिन, T (T) - थायमिन; थायमिनुरसिल ऐवजी आरएनए मध्ये - यू (यू). न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम संश्लेषित प्रोटीनमध्ये AK च्या समावेशाचा क्रम निर्धारित करतो.अनुवांशिक कोडचे गुणधर्म:
1. तिहेरीपणा- कोडचे अर्थपूर्ण एकक म्हणजे तीन न्यूक्लियोटाइड्स (ट्रिपलेट किंवा कोडॉन) चे संयोजन.
2. सातत्य- तिप्पटांमध्ये कोणतेही विरामचिन्हे नाहीत, म्हणजेच माहिती सतत वाचली जाते.
3. नॉन-ओव्हरलॅपिंग- समान न्यूक्लियोटाइड एकाच वेळी दोन किंवा अधिक त्रिगुणांचा भाग असू शकत नाही (विषाणू, माइटोकॉन्ड्रिया आणि बॅक्टेरियाच्या काही आच्छादित जनुकांसाठी पाहिले जात नाही जे अनेक फ्रेमशिफ्ट प्रथिने एन्कोड करतात).

4. अस्पष्टता

प्रथिने जैवसंश्लेषणासाठी डीएनए रेणूकडून अनुवांशिक माहिती आवश्यक असते; मेसेंजर आरएनए - न्यूक्लियसपासून संश्लेषणाच्या ठिकाणी या माहितीचा वाहक; राइबोसोम्स - ऑर्गेनेल्स जेथे प्रथिने संश्लेषण स्वतःच होते; सायटोप्लाझममधील अमीनो ऍसिडचा संच; आरएनए हस्तांतरित करा जे एमिनो ॲसिड्स एन्कोड करतात आणि त्यांना राइबोसोम्सवर संश्लेषणाच्या ठिकाणी नेतात; एटीपी हा एक पदार्थ आहे जो एन्कोडिंग आणि बायोसिंथेसिस प्रक्रियेसाठी ऊर्जा प्रदान करतो.

टप्पे

प्रतिलेखन- डीएनए मॅट्रिक्सवर सर्व प्रकारच्या आरएनएच्या जैवसंश्लेषणाची प्रक्रिया, जी न्यूक्लियसमध्ये होते.

डीएनए रेणू डिस्पायरलचा एक विशिष्ट विभाग, दोन साखळ्यांमधील हायड्रोजन बंध एन्झाईम्सच्या कृती अंतर्गत नष्ट होतात. एका डीएनए स्ट्रँडवर, टेम्पलेटप्रमाणे, पूरक तत्त्वानुसार न्यूक्लियोटाइड्सपासून आरएनए प्रत तयार केली जाते. डीएनए विभागावर अवलंबून, रिबोसोमल, वाहतूक आणि संदेशवाहक आरएनए अशा प्रकारे संश्लेषित केले जातात.

mRNA संश्लेषणानंतर, ते न्यूक्लियस सोडते आणि सायटोप्लाझममध्ये राइबोसोम्सवर प्रोटीन संश्लेषणाच्या ठिकाणी पाठवले जाते.

प्रसारित करा- पॉलिपेप्टाइड साखळींच्या संश्लेषणाची प्रक्रिया राइबोसोम्सवर चालते, जिथे mRNA प्रथिनांच्या प्राथमिक संरचनेबद्दल माहिती प्रसारित करण्यासाठी मध्यस्थ आहे.

प्रथिने बायोसिंथेसिसमध्ये प्रतिक्रियांची मालिका असते.

1. अमीनो ऍसिडचे सक्रियकरण आणि कोडिंग. tRNA मध्ये क्लोव्हर लीफचा आकार असतो, ज्याच्या मध्यवर्ती लूपमध्ये एक ट्रिपलेट अँटीकोडॉन असतो, जो विशिष्ट अमीनो ऍसिडसाठी कोड आणि mRNA वरील कोडनशी संबंधित असतो. एटीपीच्या ऊर्जेचा वापर करून प्रत्येक अमिनो आम्ल संबंधित टीआरएनएशी जोडलेले असते. टीआरएनए-अमीनो ऍसिड कॉम्प्लेक्स तयार होते, जे राइबोसोममध्ये प्रवेश करते.

2. mRNA-ribosome कॉम्प्लेक्सची निर्मिती. सायटोप्लाझममधील mRNA दाणेदार ER वर राइबोसोमद्वारे जोडलेले आहे.

3. पॉलीपेप्टाइड साखळीची असेंब्ली. अमीनो ऍसिडसह tRNA, अँटीकोडॉन-कोडॉन पूरकतेच्या तत्त्वानुसार, mRNA सह एकत्रित होते आणि राइबोसोममध्ये प्रवेश करते. रायबोसोमच्या पेप्टाइड मध्यभागी, दोन अमीनो ऍसिडमध्ये पेप्टाइड बंध तयार होतो आणि सोडलेला टीआरएनए राइबोसोम सोडतो. या प्रकरणात, mRNA प्रत्येक वेळी एक तिप्पट पुढे जातो, नवीन tRNA - एक अमिनो आम्ल आणतो आणि राइबोसोममधून सोडलेला tRNA काढून टाकतो. संपूर्ण प्रक्रिया एटीपी उर्जेद्वारे प्रदान केली जाते. एक mRNA अनेक राइबोसोम्ससह एकत्रित होऊन एक पॉलीसोम बनवू शकतो, जिथे एकाच प्रोटीनचे अनेक रेणू एकाच वेळी संश्लेषित केले जातात. जेव्हा mRNA वर मूर्खपणाचे कोडन (स्टॉप कोड) सुरू होतात तेव्हा संश्लेषण समाप्त होते. राइबोसोम्स mRNA पासून वेगळे केले जातात आणि त्यांच्यापासून पॉलीपेप्टाइड चेन काढल्या जातात. संपूर्ण संश्लेषण प्रक्रिया ग्रॅन्युलर एंडोप्लाज्मिक रेटिक्युलमवर होत असल्याने, परिणामी पॉलीपेप्टाइड साखळी ER ट्यूबल्समध्ये प्रवेश करतात, जिथे ते त्यांची अंतिम रचना प्राप्त करतात आणि प्रथिने रेणूंमध्ये रूपांतरित होतात.

एटीपी उर्जेच्या खर्चासह सर्व संश्लेषण प्रतिक्रिया विशेष एंजाइमद्वारे उत्प्रेरित केल्या जातात. संश्लेषणाचा दर खूप जास्त असतो आणि पॉलीपेप्टाइडच्या लांबीवर अवलंबून असतो. उदाहरणार्थ, Escherichia coli च्या ribosome मध्ये, 300 amino acids चे प्रोटीन अंदाजे 15-20 सेकंदात संश्लेषित केले जाते.

वेगवेगळ्या जीवांच्या अनुवांशिक कोडमध्ये काही सामान्य गुणधर्म आहेत:
1) त्रिगुण. वंशानुगत माहितीसह कोणतीही माहिती रेकॉर्ड करण्यासाठी, एक विशिष्ट सिफर वापरला जातो, ज्याचा घटक एक अक्षर किंवा चिन्ह आहे. अशा चिन्हांचा संग्रह वर्णमाला बनवतो. वैयक्तिक संदेश हे कोड ग्रुप किंवा कोडन नावाच्या वर्णांच्या संयोगाने लिहिलेले असतात. फक्त दोन वर्ण असलेली एक सुप्रसिद्ध वर्णमाला मोर्स कोड आहे. डीएनएमध्ये 4 अक्षरे आहेत - नायट्रोजन बेस (ए, जी, टी, सी) च्या नावांची पहिली अक्षरे, म्हणजे अनुवांशिक वर्णमाला फक्त 4 वर्ण आहेत. कोड ग्रुप किंवा अनुवांशिक कोडचा शब्द म्हणजे काय? 20 ज्ञात मूलभूत अमीनो ऍसिड आहेत, ज्याची सामग्री अनुवांशिक कोडद्वारे लिहिली जाणे आवश्यक आहे, म्हणजे 4 अक्षरे 20 कोड शब्द देणे आवश्यक आहे. समजा एका शब्दात एक अक्षर आहे, तर आपल्याला फक्त 4 कोड गट मिळतील. जर शब्दात दोन वर्ण असतील तर असे फक्त 16 गट असतील आणि हे स्पष्टपणे 20 एमिनो ऍसिड एन्कोड करण्यासाठी पुरेसे नाही. म्हणून, कोड शब्दात किमान 3 न्यूक्लियोटाइड असणे आवश्यक आहे, जे 64 (43) संयोजन देईल. तिहेरी संयोगांची ही संख्या सर्व अमीनो ऍसिड एन्कोड करण्यासाठी पुरेशी आहे. अशाप्रकारे, अनुवांशिक कोडचा कोडन हा न्यूक्लियोटाइड्सचा त्रिगुण आहे.
2) अध:पतन (रिडंडंसी) हा अनुवांशिक कोडचा एक गुणधर्म आहे, ज्यामध्ये एकीकडे, रिडंडंट ट्रिपलेट, म्हणजे समानार्थी शब्द आणि दुसरीकडे, "अर्थहीन" त्रिगुणांचा समावेश आहे. कोडमध्ये 64 संयोजनांचा समावेश असल्याने आणि फक्त 20 एमिनो ऍसिड एन्कोड केलेले असल्याने, काही अमीनो ऍसिड अनेक ट्रिपलेटद्वारे एन्कोड केलेले आहेत (आर्जिनिन, सेरीन, ल्युसीन - सहा; व्हॅलिन, प्रोलाइन, ॲलानाइन, ग्लाइसिन, थ्रेओनाइन - चार; आयसोल्युसीन - तीन; फेनिलॅलानिन, टायरोसिन, हिस्टिडाइन, लाइसिन, एस्पॅरागिन, ग्लूटामाइन, सिस्टीन, एस्पार्टिक आणि ग्लूटामिक ऍसिड - दोन मेथिओनाइन आणि ट्रिप्टोफॅन - एक ट्रिपलेट); काही कोड गट (यूएए, यूएजी, यूजीए) कोणतेही अर्थपूर्ण भार अजिबात वाहून घेत नाहीत, म्हणजेच ते “अर्थहीन” त्रिगुण आहेत. “सेन्सलेस” किंवा मूर्खपणाचे, कोडन चेन टर्मिनेटर म्हणून कार्य करतात - अनुवांशिक मजकूरातील विरामचिन्हे - प्रथिने साखळी संश्लेषणाच्या समाप्तीसाठी सिग्नल म्हणून काम करतात. हा कोड रिडंडंसी आहे महान मूल्यअनुवांशिक माहितीच्या हस्तांतरणाची विश्वासार्हता वाढवण्यासाठी.
3) नॉन-ओव्हरलॅपिंग. कोड ट्रिपलेट कधीही ओव्हरलॅप होत नाहीत, म्हणजेच ते नेहमी एकत्र प्रसारित केले जातात. डीएनए रेणूची माहिती वाचताना, एका ट्रिपलेटचा नायट्रोजनयुक्त पाया दुसऱ्या तिहेरीच्या बेससह वापरणे अशक्य आहे.
4) अस्पष्टता. अशी कोणतीही प्रकरणे नाहीत जिथे समान तिहेरी एकापेक्षा जास्त ऍसिडशी संबंधित आहे.
५) जनुकामध्ये विभक्त गुण नसणे. अनुवांशिक कोड एका विशिष्ट ठिकाणाहून स्वल्पविरामांशिवाय वाचला जातो.
6) अष्टपैलुत्व. यू विविध प्रकारसजीव (व्हायरस, बॅक्टेरिया, वनस्पती, बुरशी आणि प्राणी) समान तिहेरी समान अमीनो ऍसिड एन्कोड करतात.
7) प्रजाती विशिष्टता. डीएनए साखळीतील नायट्रोजनयुक्त तळांची संख्या आणि क्रम जीवानुसार बदलतो.

शरीराच्या चयापचय मध्ये अग्रगण्य भूमिका प्रथिने आणि न्यूक्लिक ॲसिडशी संबंधित आहे.
प्रथिने पदार्थ सर्व महत्वाच्या पेशींच्या संरचनेचा आधार बनतात, एक असामान्यपणे उच्च प्रतिक्रियाशीलता असते आणि उत्प्रेरक कार्यांनी संपन्न असतात.
न्यूक्लिक ॲसिड हे पेशीच्या सर्वात महत्त्वाच्या अवयवाचा भाग आहेत - न्यूक्लियस, तसेच सायटोप्लाझम, राइबोसोम्स, मायटोकॉन्ड्रिया, इ. न्यूक्लिक ॲसिड आनुवंशिकता, शरीरातील परिवर्तनशीलता आणि प्रथिने संश्लेषणामध्ये महत्त्वाची, प्राथमिक भूमिका बजावतात.

योजनासंश्लेषण प्रथिने सेल न्यूक्लियसमध्ये साठवले जातात आणि थेट संश्लेषण न्यूक्लियसच्या बाहेर होते, म्हणून ते आवश्यक आहे वितरण सेवाएन्कोड केलेले योजना न्यूक्लियसपासून संश्लेषणाच्या ठिकाणी. ही वितरण सेवा आरएनए रेणूंद्वारे केली जाते.

प्रक्रिया सुरू होते कोर पेशी: डीएनए “शिडी” चा एक भाग उघडतो आणि उघडतो. याबद्दल धन्यवाद, आरएनए अक्षरे सह बंध तयार करतात खुली अक्षरेडीएनए स्ट्रँडपैकी एकाचा डीएनए. सजीवांच्या शरीरात निर्मार्ण होणारे द्रव्य RNA अक्षरे एका स्ट्रँडमध्ये जोडण्यासाठी स्थानांतरित करते. अशा प्रकारे डीएनएची अक्षरे आरएनएच्या अक्षरांमध्ये “पुन्हा लिहिली” जातात. नव्याने तयार झालेली आरएनए साखळी विभक्त होते आणि डीएनए “शिडी” पुन्हा वळते. DNA मधील माहिती वाचणे आणि त्याचे RNA मॅट्रिक्स वापरून संश्लेषण करणे या प्रक्रियेला म्हणतात प्रतिलेखन , आणि संश्लेषित आरएनएला मेसेंजर किंवा म्हणतात mRNA .

पुढील सुधारणांनंतर, या प्रकारचे एन्कोडेड mRNA तयार आहे. mRNA न्यूक्लियसमधून बाहेर येतेआणि प्रथिने संश्लेषणाच्या ठिकाणी जाते, जिथे mRNA चे अक्षरे उलगडली जातात. तीन i-RNA अक्षरांचा प्रत्येक संच एक "अक्षर" बनवतो जे एका विशिष्ट अमीनो ऍसिडचे प्रतिनिधित्व करते.

आरएनएचा आणखी एक प्रकार हे अमिनो आम्ल शोधतो, एन्झाइमच्या मदतीने ते कॅप्चर करतो आणि प्रथिने संश्लेषणाच्या ठिकाणी पोहोचवतो. या आरएनएला ट्रान्सफर आरएनए किंवा टी-आरएनए म्हणतात. mRNA संदेश जसजसा वाचला जातो आणि अनुवादित केला जातो तसतसे अमीनो ऍसिडची साखळी वाढते. ही साखळी वळते आणि दुमडते अनोख्या आकारात, एक प्रकारची प्रथिने तयार करते. प्रोटीन फोल्डिंग प्रक्रिया देखील उल्लेखनीय आहे: प्रत्येक गोष्टीची गणना करण्यासाठी संगणक लागतो पर्याय 100 एमिनो ऍसिड असलेले सरासरी आकाराचे प्रथिन फोल्ड करण्यासाठी 1027 (!) वर्षे लागतील. आणि शरीरात 20 अमीनो ऍसिडची साखळी तयार होण्यासाठी एका सेकंदापेक्षा जास्त वेळ लागत नाही आणि ही प्रक्रिया शरीराच्या सर्व पेशींमध्ये सतत होत असते.

जीन्स, अनुवांशिक कोड आणि त्याचे गुणधर्म.

पृथ्वीवर सुमारे 7 अब्ज लोक राहतात. 25-30 दशलक्ष जोड्या एकसारख्या जुळ्या व्यतिरिक्त, अनुवांशिकदृष्ट्या सर्व लोक भिन्न आहेत : प्रत्येकजण अद्वितीय आहे, अद्वितीय आनुवंशिक वैशिष्ट्ये, वर्ण वैशिष्ट्ये, क्षमता आणि स्वभाव आहे.

हे फरक स्पष्ट केले आहेत जीनोटाइपमधील फरक- शरीराच्या जनुकांचे संच; प्रत्येक एक अद्वितीय आहे. अनुवांशिक वैशिष्ट्येविशिष्ट जीव अवतरित आहेत प्रथिने मध्ये - म्हणून, एका व्यक्तीच्या प्रथिनांची रचना दुसर्या व्यक्तीच्या प्रथिनांपेक्षा थोडीशी असली तरी वेगळी असते.

याचा अर्थ असा नाहीकोणत्याही दोन व्यक्तींमध्ये समान प्रथिने नसतात. समान कार्य करणारी प्रथिने समान असू शकतात किंवा एकमेकांपासून एक किंवा दोन अमीनो ऍसिडने थोडीशी वेगळी असू शकतात. पण अस्तित्वात नाही लोकांच्या पृथ्वीवर (एकसारखे जुळे अपवाद वगळता) ज्यांच्याकडे सर्व प्रथिने असतील समान आहेत .

प्रथिने प्राथमिक संरचना माहितीडीएनए रेणूच्या एका विभागात न्यूक्लियोटाइड्सचा क्रम म्हणून एन्कोड केलेले, जनुक - एखाद्या जीवाच्या आनुवंशिक माहितीचे एकक. प्रत्येक डीएनए रेणूमध्ये अनेक जीन्स असतात. सजीवाच्या सर्व जनुकांची संपूर्णता ते तयार करते जीनोटाइप . अशा प्रकारे,

जीन हे जीवाच्या आनुवंशिक माहितीचे एकक आहे, जे डीएनएच्या वेगळ्या विभागाशी संबंधित आहे.

वापरून आनुवंशिक माहितीचे कोडिंग होते अनुवांशिक कोड , जे सर्व जीवांसाठी सार्वत्रिक आहे आणि केवळ न्यूक्लियोटाइड्सच्या बदलामध्ये भिन्न आहे जे विशिष्ट जीवांचे जीन्स आणि एन्कोड प्रोटीन बनवतात.

अनुवांशिक कोड DNA न्यूक्लियोटाइड्सचे तिप्पट (ट्रिपलेट्स) असतात, वेगवेगळ्या अनुक्रमांमध्ये (AAT, HCA, ACG, THC, इ.) एकत्रित केले जातात, ज्यापैकी प्रत्येक विशिष्ट अमीनो ऍसिड एन्कोड करतो (जे पॉलीपेप्टाइड साखळीमध्ये तयार केले जाईल).

वास्तविक कोड गणना mRNA रेणूमधील न्यूक्लियोटाइड्सचा क्रम , कारण ते डीएनए मधून माहिती काढून टाकते (प्रक्रिया प्रतिलेखन ) आणि संश्लेषित प्रथिनांच्या रेणूंमधील अमीनो ऍसिडच्या अनुक्रमात त्याचे भाषांतर करते (प्रक्रिया प्रसारण ).
mRNA च्या रचनेत न्यूक्लियोटाइड्स A-C-G-U समाविष्ट आहे, ज्याच्या त्रिगुणांना म्हणतात. कोडन : i-RNA वरील DNA CGT वरील तिहेरी GCA होईल, आणि एक तिहेरी DNA AAG एक तिहेरी UUC होईल. नक्की mRNA कोडन अनुवांशिक कोड रेकॉर्डमध्ये परावर्तित होतो.

अशा प्रकारे, अनुवांशिक कोड - रेणूंमध्ये आनुवंशिक माहिती रेकॉर्ड करण्यासाठी एक एकीकृत प्रणाली न्यूक्लिक ऍसिडस्न्यूक्लियोटाइड्सचा क्रम म्हणून . अनुवांशिक कोड केवळ चार अक्षरे-न्यूक्लियोटाइड्स असलेल्या वर्णमाला वापरण्यावर आधारित आहे, ज्यामध्ये नायट्रोजनयुक्त पाया आहेत: A, T, G, C.

अनुवांशिक कोडचे मूलभूत गुणधर्म:

1. अनुवांशिक कोड तिहेरी. ट्रिपलेट (कोडॉन) हा तीन न्यूक्लियोटाइड्सचा एक क्रम आहे जो एक अमिनो आम्ल एन्कोड करतो. प्रथिनांमध्ये 20 अमीनो ऍसिड असल्याने, हे स्पष्ट आहे की त्यापैकी प्रत्येक एका न्यूक्लियोटाइडद्वारे एन्कोड केले जाऊ शकत नाही ( डीएनएमध्ये फक्त चार प्रकारचे न्यूक्लियोटाइड्स असल्याने, या प्रकरणात 16 अमीनो ॲसिड्स अनकोड राहतात.). दोन न्यूक्लियोटाइड्स देखील एमिनो ऍसिड एन्कोड करण्यासाठी पुरेसे नाहीत, कारण या प्रकरणात फक्त 16 एमिनो ऍसिड एन्कोड केले जाऊ शकतात. याचा अर्थ असा की एका अमिनो आम्लाचे एन्कोडिंग करणाऱ्या न्यूक्लियोटाइड्सची सर्वात लहान संख्या किमान तीन असणे आवश्यक आहे. या प्रकरणात, संभाव्य न्यूक्लियोटाइड ट्रिपलेटची संख्या 43 = 64 आहे.

2. रिडंडंसी (अधोगती)कोड हा त्याच्या तिहेरी स्वरूपाचा परिणाम आहे आणि याचा अर्थ असा आहे की एक अमिनो आम्ल अनेक तिप्पटांनी एन्कोड केले जाऊ शकते (20 अमीनो ॲसिड आणि 64 ट्रिपलेट असल्याने), मेथिओनाइन आणि ट्रिप्टोफॅनचा अपवाद वगळता, जे फक्त एका ट्रिपलेटद्वारे एन्कोड केलेले आहेत. याव्यतिरिक्त, काही तिहेरी विशिष्ट कार्ये करतात: एमआरएनए रेणूमध्ये, ट्रिपलेट यूएए, यूएजी, यूजीए हे स्टॉप कोडन आहेत, म्हणजे. थांबा- पॉलीपेप्टाइड साखळीचे संश्लेषण थांबवणारे सिग्नल. डीएनए साखळीच्या सुरूवातीस स्थित मेथिओनाइन (AUG) शी संबंधित तिहेरी, एमिनो ऍसिडसाठी कोड देत नाही, परंतु वाचन सुरू करण्याचे (उत्तेजक) कार्य करते.

3. अस्पष्टता कोड - रिडंडंसी बरोबरच, कोडची मालमत्ता आहे अस्पष्टता : प्रत्येक कोडोन फक्त जुळतो एकएक विशिष्ट अमीनो आम्ल.

4. समरूपता कोड, म्हणजे जनुकातील न्यूक्लियोटाइड क्रम नक्कीप्रथिनातील अमीनो ऍसिडच्या अनुक्रमाशी संबंधित आहे.

5. अनुवांशिक कोड नॉन-ओव्हरलॅपिंग आणि कॉम्पॅक्ट , म्हणजे "विरामचिन्हे" नसतात. याचा अर्थ असा की वाचन प्रक्रिया स्तंभ (ट्रिपलेट) आच्छादित होण्याच्या शक्यतेला परवानगी देत ​​नाही आणि, एका विशिष्ट कोडॉनपासून सुरू होऊन, वाचन सतत पुढे जात, तिप्पट नंतर तिप्पट, पर्यंत थांबा- सिग्नल ( कोडन थांबवा).

6. अनुवांशिक कोड सार्वत्रिक , म्हणजे, सर्व जीवांचे आण्विक जनुके प्रथिनांची माहिती त्याच प्रकारे एन्कोड करतात, या जीवांची संघटना आणि पद्धतशीर स्थिती विचारात न घेता.

आहेत अनुवांशिक कोड टेबल डिक्रिप्शनसाठी कोडन mRNA आणि प्रथिने रेणूंच्या साखळीचे बांधकाम.

मॅट्रिक्स संश्लेषण प्रतिक्रिया.

निर्जीव प्रकृतीमध्ये अज्ञात प्रतिक्रिया जिवंत प्रणालींमध्ये आढळतात - मॅट्रिक्स संश्लेषण प्रतिक्रिया.

शब्द "मॅट्रिक्स"तंत्रज्ञानामध्ये ते नाणी, पदके आणि टायपोग्राफिक फॉन्ट टाकण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या मोल्डची नियुक्ती करतात: कठोर धातू कास्टिंगसाठी वापरल्या जाणाऱ्या साच्याचे सर्व तपशील अचूकपणे पुनरुत्पादित करते. मॅट्रिक्स संश्लेषणमॅट्रिक्सवर कास्टिंगसारखे दिसते: नवीन रेणू सध्याच्या रेणूंच्या संरचनेत मांडलेल्या योजनेनुसार अचूकपणे संश्लेषित केले जातात.

मॅट्रिक्स तत्त्व आहे मुळातसेलच्या सर्वात महत्वाच्या कृत्रिम प्रतिक्रिया, जसे की न्यूक्लिक ॲसिड आणि प्रथिने यांचे संश्लेषण. या प्रतिक्रिया संश्लेषित पॉलिमरमधील मोनोमर युनिट्सचा अचूक, काटेकोरपणे विशिष्ट क्रम सुनिश्चित करतात.

येथे दिशात्मक कारवाई सुरू आहे. मोनोमर्सला विशिष्ट ठिकाणी खेचणेपेशी - रेणूंमध्ये जे मॅट्रिक्स म्हणून काम करतात जेथे प्रतिक्रिया घडते. रेणूंच्या यादृच्छिक टक्करांमुळे अशा प्रतिक्रिया आल्या, तर त्या अमर्यादपणे हळूहळू पुढे जातील. टेम्पलेट तत्त्वावर आधारित जटिल रेणूंचे संश्लेषण जलद आणि अचूकपणे केले जाते. मॅट्रिक्सची भूमिका न्यूक्लिक ॲसिडचे मॅक्रोमोलेक्यूल्स मॅट्रिक्स प्रतिक्रियांमध्ये खेळतात डीएनए किंवा आरएनए .

मोनोमेरिक रेणूज्यामधून पॉलिमरचे संश्लेषण केले जाते - न्यूक्लियोटाइड्स किंवा एमिनो ॲसिड - पूरकतेच्या तत्त्वानुसार, काटेकोरपणे परिभाषित, निर्दिष्ट क्रमाने मॅट्रिक्सवर स्थित आणि निश्चित केले जातात.

मग ते घडते पॉलिमर साखळीत मोनोमर युनिट्सचे "क्रॉस-लिंकिंग"., आणि तयार पॉलिमर मॅट्रिक्समधून डिस्चार्ज केला जातो.

त्यानंतर मॅट्रिक्स तयार आहेनवीन पॉलिमर रेणूच्या असेंब्लीसाठी. हे स्पष्ट आहे की दिलेल्या मोल्डवर जसे फक्त एक नाणे किंवा एक अक्षर टाकले जाऊ शकते, त्याचप्रमाणे दिलेल्या मॅट्रिक्स रेणूवर फक्त एक पॉलिमर "असेम्बल" केला जाऊ शकतो.

मॅट्रिक्स प्रतिक्रिया प्रकार- जिवंत प्रणालींच्या रसायनशास्त्राचे विशिष्ट वैशिष्ट्य. ते सर्व सजीवांच्या मूलभूत मालमत्तेचा आधार आहेत - स्वतःच्या प्रकारची पुनरुत्पादन करण्याची क्षमता.

टेम्पलेट संश्लेषण प्रतिक्रिया

1. डीएनए प्रतिकृती - प्रतिकृती (लॅटिन प्रतिकृतीतून - नूतनीकरण) - मूळ डीएनए रेणूच्या मॅट्रिक्सवर डीऑक्सीरिबोन्यूक्लिक ॲसिडच्या कन्या रेणूचे संश्लेषण करण्याची प्रक्रिया. मातृ पेशीच्या पुढील विभाजनादरम्यान, प्रत्येक कन्या पेशीला डीएनए रेणूची एक प्रत मिळते जी मूळ मातृ पेशीच्या डीएनए सारखीच असते. ही प्रक्रिया सुनिश्चित करते की जनुकीय माहिती पिढ्यानपिढ्या अचूकपणे दिली जाते. डीएनए प्रतिकृती 15-20 भिन्न प्रथिने असलेल्या जटिल एन्झाइम कॉम्प्लेक्सद्वारे चालते, ज्याला म्हणतात. प्रत्युत्तर देणारा . संश्लेषणासाठीची सामग्री पेशींच्या साइटोप्लाझममध्ये मुक्त न्यूक्लियोटाइड्स असते. प्रतिकृतीचा जैविक अर्थ आहे अचूक प्रसारणआई रेणूपासून कन्या रेणूंपर्यंत आनुवंशिक माहिती, जी सामान्यतः दैहिक पेशींच्या विभाजनादरम्यान उद्भवते.

डीएनए रेणूमध्ये दोन पूरक स्ट्रँड असतात. या साखळ्या कमकुवत हायड्रोजन बंधांद्वारे एकत्र ठेवल्या जातात ज्या एन्झाइमद्वारे तोडल्या जाऊ शकतात. डीएनए रेणू स्वयं-डुप्लिकेशन (प्रतिकृती) आणि प्रत्येकामध्ये सक्षम आहे जुना अर्धारेणू, त्याचा नवीन अर्धा संश्लेषित केला जातो.
याव्यतिरिक्त, एमआरएनए रेणू डीएनए रेणूवर संश्लेषित केला जाऊ शकतो, जो नंतर डीएनए कडून प्राप्त माहिती प्रथिने संश्लेषणाच्या साइटवर हस्तांतरित करतो.

माहिती हस्तांतरण आणि प्रथिने संश्लेषण पुढे जातात मॅट्रिक्स तत्त्वप्रिंटिंग हाउसमधील प्रिंटिंग प्रेसच्या ऑपरेशनशी तुलना करता येते. डीएनए मधील माहिती अनेक वेळा कॉपी केली जाते. कॉपी करताना त्रुटी आढळल्यास, त्या पुढील सर्व प्रतींमध्ये पुनरावृत्ती केल्या जातील.

खरे आहे, डीएनए रेणूसह माहिती कॉपी करताना काही चुका दुरुस्त केल्या जाऊ शकतात - त्रुटी निर्मूलन प्रक्रिया म्हणतात. भरपाई. माहिती हस्तांतरणाच्या प्रक्रियेतील प्रतिक्रियांपैकी पहिली प्रतिक्रिया म्हणजे डीएनए रेणूची प्रतिकृती आणि नवीन डीएनए चेनचे संश्लेषण.

2. प्रतिलेखन (लॅटिन ट्रान्सक्रिप्टिओमधून - पुनर्लेखन) - सर्व जिवंत पेशींमध्ये डीएनएचा वापर करून आरएनए संश्लेषणाची प्रक्रिया. दुस-या शब्दात, डीएनए ते आरएनएमध्ये अनुवांशिक माहितीचे हस्तांतरण आहे.

ट्रान्सक्रिप्शन डीएनए-आश्रित आरएनए पॉलिमरेझ एंझाइमद्वारे उत्प्रेरित केले जाते. आरएनए पॉलिमरेझ डीएनए रेणूच्या बाजूने 3" → 5" दिशेने फिरते. ट्रान्सक्रिप्शनमध्ये टप्पे असतात दीक्षा, वाढवणे आणि समाप्ती . ट्रान्सक्रिप्शनचे एकक एक ओपेरॉन आहे, डीएनए रेणूचा एक तुकडा ज्यामध्ये प्रवर्तक, प्रतिलेखित भाग आणि टर्मिनेटर . mRNA मध्ये एकाच साखळीचा समावेश असतो आणि mRNA रेणूच्या संश्लेषणाची सुरुवात आणि शेवट सक्रिय करणाऱ्या एन्झाइमच्या सहभागासह पूरकतेच्या नियमानुसार डीएनएवर संश्लेषित केले जाते.

तयार mRNA रेणू सायटोप्लाझममध्ये राइबोसोम्समध्ये प्रवेश करतो, जेथे पॉलीपेप्टाइड चेनचे संश्लेषण होते.

3. प्रसारित करा (lat पासून. भाषांतर- हस्तांतरण, हालचाल) - माहितीच्या मॅट्रिक्स (मेसेंजर) RNA (mRNA, mRNA) वर अमीनो ऍसिडपासून प्रोटीन संश्लेषणाची प्रक्रिया, राइबोसोमद्वारे केली जाते. दुसऱ्या शब्दांत, ही mRNA च्या न्यूक्लियोटाइड्सच्या अनुक्रमात असलेली माहिती पॉलीपेप्टाइडमधील अमीनो ऍसिडच्या अनुक्रमात अनुवादित करण्याची प्रक्रिया आहे.

4. उलट प्रतिलेखन सिंगल-स्ट्रँडेड आरएनएच्या माहितीवर आधारित डबल-स्ट्रँडेड डीएनए तयार करण्याची प्रक्रिया आहे. ही प्रक्रियारिव्हर्स ट्रान्सक्रिप्शन असे म्हणतात, कारण अनुवांशिक माहितीचे हस्तांतरण ट्रान्सक्रिप्शनच्या तुलनेत "उलट" दिशेने होते. रिव्हर्स ट्रान्सक्रिप्शनची कल्पना सुरुवातीला फारच लोकप्रिय नव्हती कारण ती आण्विक जीवशास्त्राच्या मध्यवर्ती मताचा विरोधाभास करते, ज्याने गृहीत धरले की डीएनए आरएनएमध्ये लिप्यंतरण केले जाते आणि नंतर प्रथिनांमध्ये अनुवादित केले जाते.

तथापि, 1970 मध्ये, टेमिन आणि बाल्टीमोर यांनी स्वतंत्रपणे एक एन्झाइम शोधला ज्याला म्हणतात रिव्हर्स ट्रान्सक्रिप्टेस (रिव्हर्टेज) , आणि उलट प्रतिलेखनाच्या शक्यतेची शेवटी पुष्टी झाली. 1975 मध्ये, टेमिन आणि बाल्टिमोर यांना फिजिओलॉजी किंवा वैद्यकशास्त्रातील नोबेल पारितोषिक देण्यात आले. काही विषाणूंमध्ये (जसे की मानवी इम्युनोडेफिशियन्सी व्हायरस, ज्यामुळे एचआयव्ही संसर्ग होतो) आरएनएचे डीएनएमध्ये लिप्यंतरण करण्याची क्षमता असते. एचआयव्हीमध्ये एक आरएनए जीनोम आहे जो डीएनएमध्ये एकत्रित केला जातो. परिणामी, विषाणूचा डीएनए होस्ट सेलच्या जीनोमसह एकत्र केला जाऊ शकतो. आरएनएपासून डीएनएच्या संश्लेषणासाठी जबाबदार असलेल्या मुख्य एंजाइमला म्हणतात उलट करणे. रिव्हर्सेसचे एक फंक्शन तयार करणे आहे पूरक डीएनए (cDNA) व्हायरल जीनोम पासून. संबंधित एंजाइम रिबोन्यूक्लिझ आरएनएला क्लीव्ह करते आणि डीएनए डबल हेलिक्समधून सीडीएनएचे रिव्हर्स संश्लेषण करते. cDNA होस्ट सेल जीनोममध्ये इंटिग्रेसद्वारे एकत्रित केले जाते. परिणाम आहे यजमान पेशीद्वारे विषाणूजन्य प्रथिनांचे संश्लेषण, जे नवीन व्हायरस तयार करतात. एचआयव्हीच्या बाबतीत, टी-लिम्फोसाइट्सचे ऍपोप्टोसिस (सेल मृत्यू) देखील प्रोग्राम केले जाते. इतर प्रकरणांमध्ये, सेल व्हायरसचे वितरक राहू शकतात.

प्रोटीन बायोसिंथेसिस दरम्यान मॅट्रिक्स प्रतिक्रियांचा क्रम आकृतीच्या स्वरूपात दर्शविला जाऊ शकतो.

अशा प्रकारे, प्रथिने जैवसंश्लेषण- हे प्लास्टिक एक्सचेंजच्या प्रकारांपैकी एक आहे, ज्या दरम्यान डीएनए जीन्समध्ये एन्कोड केलेली आनुवंशिक माहिती प्रोटीन रेणूंमध्ये अमीनो ऍसिडच्या विशिष्ट क्रमाने लागू केली जाते.

प्रथिनांचे रेणू मूलत: असतात पॉलीपेप्टाइड साखळीवैयक्तिक amino ऍसिडस् बनलेले. परंतु एमिनो ॲसिड स्वतःच एकमेकांशी एकत्र येण्यासाठी पुरेसे सक्रिय नसतात. म्हणून, ते एकमेकांशी एकत्रित होण्यापूर्वी आणि प्रथिने रेणू तयार करण्यापूर्वी, अमीनो ऍसिड आवश्यक आहेत सक्रिय करा . हे सक्रियकरण विशेष एन्झाईम्सच्या कृती अंतर्गत होते.

सक्रियतेच्या परिणामी, अमीनो ऍसिड अधिक लबाड बनते आणि त्याच एंझाइमच्या कृती अंतर्गत, टी-शी बांधले जाते. आरएनए. प्रत्येक अमिनो आम्ल काटेकोरपणे विशिष्ट टी-शी संबंधित आहे. आरएनए, जे "त्याचे" अमीनो ऍसिड शोधते आणि बदल्याते ribosome मध्ये.

परिणामी, विविध सक्रिय amino ऍसिडस् त्यांच्या स्वत: च्या एकत्र T- आरएनए. रायबोसोम सारखे आहे वाहकत्याला पुरवल्या जाणाऱ्या विविध अमीनो ऍसिडमधून प्रथिने साखळी तयार करणे.

त्याच वेळी टी-आरएनए सह, ज्यावर स्वतःचे अमीनो आम्ल "बसते," सिग्नल"न्यूक्लियसमध्ये असलेल्या डीएनएमधून. या सिग्नलच्या अनुषंगाने, एक किंवा दुसरे प्रथिने राइबोसोममध्ये संश्लेषित केले जातात.

प्रोटीन संश्लेषणावर डीएनएचा थेट प्रभाव थेट चालत नाही, परंतु विशेष मध्यस्थांच्या मदतीने - मॅट्रिक्सकिंवा मेसेंजर RNA (m-RNAकिंवा mRNA), जे न्यूक्लियस मध्ये संश्लेषितई डीएनएच्या प्रभावाखाली, त्यामुळे त्याची रचना डीएनएची रचना प्रतिबिंबित करते. आरएनए रेणू हा डीएनए फॉर्मच्या कास्टसारखा असतो. संश्लेषित mRNA राइबोसोममध्ये प्रवेश करते आणि जसे होते तसे ते या संरचनेत स्थानांतरित करते योजना- विशिष्ट प्रथिनांचे संश्लेषण होण्यासाठी राइबोसोममध्ये प्रवेश करणारी सक्रिय अमीनो आम्ल कोणत्या क्रमाने एकमेकांशी जोडली गेली पाहिजे? अन्यथा, डीएनएमध्ये एन्कोड केलेली अनुवांशिक माहिती mRNA आणि नंतर प्रोटीनमध्ये हस्तांतरित केली जाते.

mRNA रेणू राइबोसोममध्ये प्रवेश करतो आणि टाकेतिला त्याचा तो विभाग जो सध्या रायबोसोममध्ये आहे तो निश्चित केला जातो कोडोन (तिहेरी), त्याच्याशी संरचनात्मकदृष्ट्या समान असलेल्यांशी पूर्णपणे विशिष्ट पद्धतीने संवाद साधतो ट्रिपलेट (अँटीकोडॉन)ट्रान्सफर आरएनए मध्ये, ज्याने अमीनो ऍसिड रायबोसोममध्ये आणले.

ट्रान्सफर आरएनए त्याच्या अमीनो आम्लासह mRNA च्या विशिष्ट कोडोनशी जुळते आणि जोडतेत्याच्याबरोबर; mRNA च्या पुढील, शेजारच्या विभागाकडे वेगळ्या अमिनो आम्लासह दुसरा tRNA जोडला जातोआणि पुढे i-RNA ची संपूर्ण शृंखला वाचली जाईपर्यंत, जोपर्यंत सर्व अमिनो आम्ल योग्य क्रमाने कमी होत नाही, एक प्रथिने रेणू तयार होतो. आणि टीआरएनए, ज्याने पॉलीपेप्टाइड साखळीच्या विशिष्ट भागामध्ये अमीनो आम्ल वितरीत केले, त्याच्या अमीनो ऍसिडपासून मुक्त होतेआणि राइबोसोममधून बाहेर पडते.

नंतर, पुन्हा सायटोप्लाझममध्ये, इच्छित अमीनो आम्ल त्यात सामील होऊ शकते आणि ते पुन्हा राइबोसोममध्ये स्थानांतरित करू शकते. प्रथिने संश्लेषणाच्या प्रक्रियेत, एक नाही तर अनेक राइबोसोम्स - पॉलीरिबोसोम - एकाच वेळी गुंतलेले असतात.

अनुवांशिक माहितीच्या हस्तांतरणाचे मुख्य टप्पे:

1. एमआरएनए (प्रतिलेखन) साठी टेम्पलेट म्हणून डीएनए वर संश्लेषण
2. mRNA मध्ये समाविष्ट असलेल्या प्रोग्रामनुसार राइबोसोममध्ये पॉलीपेप्टाइड साखळीचे संश्लेषण (अनुवाद) .

टप्पे सर्व सजीवांसाठी सार्वत्रिक आहेत, परंतु या प्रक्रियांचे तात्पुरते आणि अवकाशीय संबंध प्रो- आणि युकेरियोट्समध्ये भिन्न आहेत.

यू prokaryoteलिप्यंतरण आणि भाषांतर एकाच वेळी होऊ शकते कारण डीएनए साइटोप्लाझममध्ये स्थित आहे. यू युकेरियोट्सलिप्यंतरण आणि भाषांतर जागा आणि वेळेत काटेकोरपणे विभक्त केले जातात: विविध आरएनएचे संश्लेषण न्यूक्लियसमध्ये होते, त्यानंतर आरएनए रेणूंनी न्यूक्लियसमधून न्यूक्लियस सोडले पाहिजे. RNAs नंतर साइटोप्लाझममध्ये प्रथिने संश्लेषणाच्या ठिकाणी नेले जातात.

आपल्याला खालील सामग्रीमध्ये स्वारस्य असू शकते

गॅस मीटर

हीटिंग सिस्टम

पाणी पुरवठा

वायुवीजन प्रणाली

रेडिएटर्स

प्लंबिंग

2024 घरातील आरामाबद्दल. गॅस मीटर. हीटिंग सिस्टम. पाणी पुरवठा. वायुवीजन प्रणाली