व्याख्यान संख्या 19
न्यूक्लियोसाइड्स। न्यूक्लियोटाइड्स। न्यूक्लिक एसिड
योजना
व्याख्यान संख्या 19
न्यूक्लियोसाइड्स। न्यूक्लियोटाइड्स। न्यूक्लिक
एसिड
योजना
न्यूक्लिक अम्ल पाए जाते हैं
सभी जीवित जीवों की कोशिकाएँ बायोपॉलिमर जो सबसे महत्वपूर्ण कार्य करती हैं
आनुवंशिक जानकारी का भंडारण और संचरण और इसके तंत्र में भाग लेना
सेलुलर प्रोटीन के संश्लेषण की प्रक्रिया में कार्यान्वयन।
रचना की स्थापना न्यूक्लिक एसिडउनके क्रमिक माध्यम से
हाइड्रोलाइटिक क्लेवाज हमें निम्नलिखित संरचनात्मक को अलग करने की अनुमति देता है:
अवयव।
न्यूक्लिक के संरचनात्मक घटकों पर विचार करें
उनकी संरचना की जटिलता के क्रम में एसिड।
1. न्यूक्लिक बेस।
हेटरोसायक्लिक आधार जो का हिस्सा हैं
न्यूक्लिक एसिड ( नाभिकीय क्षार), एक हाइड्रोक्सी- और . है
पाइरीमिडीन और प्यूरीन के अमीनो डेरिवेटिव। न्यूक्लिक एसिड में तीन होते हैं
पाइरीमिडीन वलय के साथ विषमचक्रीय क्षार ( pyrimidine
मैदान) और दो - एक प्यूरीन चक्र के साथ (प्यूरीन बेस).
न्यूक्लिक बेस
तुच्छ नाम और संबंधित एक-अक्षर पदनाम हैं।
न्यूक्लिक एसिड में, हेट्रोसायक्लिक
क्षार थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर ऑक्सो रूप में हैं।
नाभिकीय क्षारों के इन समूहों के अतिरिक्त,
बुलाया मुख्यन्यूक्लिक एसिड में कम मात्रा में
मिलना नाबालिगआधार: 6-ऑक्सोप्यूरिन (हाइपोक्सैन्थिन),
3-एन-मिथाइलुरैसिल, 1-एन-मिथाइलगुआनाइन, आदि।
न्यूक्लिक एसिड में अवशेष शामिल हैं
मोनोसेकेराइड - डी-राइबोज और 2-डीऑक्सी-डी-राइबोज। दोनों मोनोसैकेराइड मौजूद हैं
में न्यूक्लिक अम्लबी - फ़्यूरानोज़ रूप।
2. न्यूक्लियोसाइड।
न्यूक्लियोसाइड एन-ग्लाइकोसाइड होते हैं जो न्यूक्लिक बेस और राइबोज द्वारा बनते हैं।
या डीऑक्सीराइबोज।
मोनोसैकराइड के एनोमेरिक कार्बन परमाणु और स्थिति 1 में नाइट्रोजन परमाणु के बीच
पाइरीमिडीन वलय या नाइट्रोजन परमाणु प्यूरीन वलय की स्थिति 9 में बनता है b -ग्लाइकोसिडिक
कनेक्शन।
मोनोसैकराइड अवशेषों की प्रकृति के आधार पर
न्यूक्लियोसाइड में विभाजित हैं राइबोन्यूक्लियोसाइड्स(एक राइबोज अवशेष होते हैं) और डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोसाइड्स(एक डीऑक्सीराइबोज अवशेष होते हैं)। टाइटल
न्यूक्लियोसाइड्स का निर्माण न्यूक्लिक बेस के तुच्छ नामों के आधार पर किया जाता है,
एक अंत जोड़ना -मैं दीनपाइरीमिडीन डेरिवेटिव के लिए और -ओसिनके लिए
प्यूरीन डेरिवेटिव। डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोसाइड्स के नामों में उपसर्ग जोड़ा जाता है डीओक्सी-.अपवाद थायमिन द्वारा निर्मित न्यूक्लियोसाइड है और
डीऑक्सीराइबोज, जिसके लिए उपसर्ग डीओक्सी-नहीं जोड़ा गया क्योंकि
थायमिन बहुत ही दुर्लभ मामलों में ही राइबोज के साथ न्यूक्लियोसाइड बनाता है।
न्यूक्लियोसाइड्स को संदर्भित करने के लिए उपयोग किया जाता है।
उनकी संरचना में शामिल न्यूक्लिक बेस के एकल-अक्षर पदनाम। सेवा
डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोसाइड्स (थाइमिडीन के अपवाद के साथ) के लिए, एक पत्र जोड़ा जाता है
"डी"।
मुख्य के साथ-साथ
न्यूक्लिक एसिड की संरचना में न्यूक्लियोसाइड छोटे न्यूक्लियोसाइड होते हैं,
संशोधित न्यूक्लिक बेस युक्त (ऊपर देखें)।
प्रकृति में, न्यूक्लियोसाइड भी पाए जाते हैं
मुक्त अवस्था, मुख्य रूप से न्यूक्लियोसाइड एंटीबायोटिक दवाओं के रूप में, जो
एंटीट्यूमर गतिविधि प्रदर्शित करें। एंटीबायोटिक न्यूक्लियोसाइड्स में कुछ है
या तो कार्बोहाइड्रेट की मात्रा की संरचना में पारंपरिक न्यूक्लियोसाइड्स से अंतर या
हेट्रोसायक्लिक आधार, जो उन्हें के रूप में कार्य करने की अनुमति देता है
एंटीमेटाबोलाइट्स, जो उनकी एंटीबायोटिक गतिविधि की व्याख्या करता है।
एन-ग्लाइकोसाइड्स की तरह, न्यूक्लियोसाइड प्रतिरोधी हैं
क्षार, लेकिन मुक्त के गठन के साथ एसिड की क्रिया के तहत विभाजित हो जाते हैं
मोनोसैकराइड और न्यूक्लिक बेस। प्यूरीन न्यूक्लियोसाइड हाइड्रोलाइज्ड होते हैं
पाइरीमिडीन की तुलना में बहुत हल्का।
3. न्यूक्लियोटाइड्स
न्यूक्लियोटाइड्स न्यूक्लियोसाइड और फॉस्फेट के एस्टर हैं
एसिड (न्यूक्लियोसाइड फॉस्फेट)। फॉस्फोरिक एसिड के साथ एक एस्टर बंधन OH . द्वारा बनता है
5 . की स्थिति में समूह/ या
3
/ मोनोसैकेराइड निर्भर करना
मोनोसैकराइड अवशेषों की प्रकृति न्यूक्लियोटाइड में विभाजित हैं राइबोन्यूक्लियोटाइड्स(आरएनए के संरचनात्मक तत्व) और डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड्स(संरचनात्मक तत्व
डीएनए)। न्यूक्लियोटाइड नामों में न्यूक्लियोसाइड का नाम शामिल होता है, इसके बाद में स्थिति होती है
इसमें फॉस्फोरिक एसिड अवशेष होता है। संक्षिप्त न्यूक्लियोसाइड पदनामों में शामिल हैं
एक न्यूक्लियोसाइड, मोनो-, डी-, या ट्राइफॉस्फोरिक एसिड अवशेष के लिए पदनाम, के लिए
3
/ -डेरिवेटिव भी इंगित किए गए हैं
फॉस्फेट समूह की स्थिति।
न्यूक्लियोटाइड मोनोमेरिक इकाइयाँ हैं, से
न्यूक्लिक एसिड की कौन सी बहुलक श्रृंखलाएं निर्मित होती हैं। कुछ न्यूक्लियोटाइड्स
कोएंजाइम के रूप में कार्य करते हैं और चयापचय में भाग लेते हैं।
4. न्यूक्लियोटाइड
सहएंजाइमों
सहएंजाइमों- यह कार्बनिक यौगिक
गैर-प्रोटीन प्रकृति, जो उत्प्रेरक के कार्यान्वयन के लिए आवश्यक हैं
एंजाइमों की क्रिया। कोएंजाइम हैं विभिन्न वर्गकार्बनिक
सम्बन्ध। कोएंजाइम का एक महत्वपूर्ण समूह है न्यूक्लियोसाइड पॉलीफॉस्फेट
.
एडीनोसिन फॉस्फेट -
डेरिवेटिव
एडेनोसाइन जिसमें मोनो-, डी- और ट्राइफॉस्फोरिक एसिड के अवशेष होते हैं। विशेष स्थान
एडेनोसाइन -5 पर कब्जा / -मोनो-, डी- और
ट्राइफॉस्फेट - एएमपी, एडीपी और एटीपी - मैक्रोर्जिकपदार्थ जिनमें
मोबाइल रूप में मुफ्त ऊर्जा का बड़ा भंडार। एटीपी अणु में होता है
मैक्रोर्जिक पीओ संचार, जो हाइड्रोलिसिस द्वारा आसानी से साफ हो जाते हैं।
इस मामले में जारी मुक्त ऊर्जा संयुग्मित के प्रवाह को सुनिश्चित करती है
थर्मोडायनामिक रूप से प्रतिकूल उपचय प्रक्रियाओं का एटीपी हाइड्रोलिसिस, उदाहरण के लिए,
प्रोटीन जैवसंश्लेषण।
कोएंजाइम ए.इसका अणु
कोएंजाइम में तीन संरचनात्मक घटक होते हैं: पैंटोथेनिक एसिड,
2-एमिनोएथेनथिओल और एडीपी।
कोएंजाइम ए प्रक्रियाओं में शामिल है
एंजाइमेटिक एसाइलेशन, सक्रिय करना कार्बोक्जिलिक एसिडउन्हें मोड़कर
प्रतिक्रियाशील थियोल एस्टर में।
निकोटिनमाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड कोएंजाइम।
निकोटिनामाइड एडेनाइन डाईन्यूक्लियोटाइड (ओवर+)और इसके फॉस्फेट ( एनएडीपी
+ ) उनकी संरचना में पाइरिडिनियम केशन के रूप में होते हैं
निकोटीनैमाइड टुकड़ा। इन कोएंजाइमों के भाग के रूप में पाइरिडिनियम धनायन
एक कम रूप बनाने के लिए एक हाइड्राइड आयनों को उलटने में सक्षम
कोएंजाइम - OVERएन।
इस प्रकार निकोटिनमाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड
कोएंजाइम से जुड़ी रेडॉक्स प्रक्रियाओं में शामिल हैं
हाइड्राइड आयनों का स्थानांतरण, उदाहरण के लिए, एल्डिहाइड में अल्कोहल समूहों का ऑक्सीकरण
(रेटिनॉल का रेटिनल में रूपांतरण), कीटो एसिड का रिडक्टिव एमिनेशन,
कीटो अम्लों का हाइड्रॉक्सी अम्लों में अपचयन। इन प्रक्रियाओं के दौरान, सब्सट्रेट
दो हाइड्रोजन परमाणुओं को खो देता है (ऑक्सीकरण) या जोड़ता है (कमी) रूप में
एच+ और एच - . कोएंजाइम एक स्वीकर्ता के रूप में कार्य करता है
(ऊपर + ) या एक दाता
(ऊपर .
एच) हाइड्राइड आयन। से सभी प्रक्रियाएं
कोएंजाइम की भागीदारी स्टीरियोसेलेक्टिव है। हाँ, ठीक होने पर
पाइरुविक अम्ल, केवल L-लैक्टिक अम्ल बनता है।
5. न्यूक्लिक अम्ल।
प्राथमिक संरचना
न्यूक्लिक एसिड एक रैखिक बहुलक श्रृंखला निर्मित है
मोनोमर्स - न्यूक्लियोटाइड जो एक साथ जुड़े हुए हैं
3 / -5 / -फॉस्फोडाइस्टर
सम्बन्ध। पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला में 5' सिरे और 3' सिरे होते हैं। 5' छोर पर है
एक फॉस्फोरिक एसिड अवशेष, और 3'-छोर पर एक मुक्त हाइड्रॉक्सिल समूह होता है।
न्यूक्लियोटाइड श्रृंखला आमतौर पर 5'-छोर से शुरू होकर लिखी जाती है।
मोनोसैकराइड अवशेषों की प्रकृति के आधार पर
न्यूक्लियोटाइड में, डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (डीएनए) और राइबोन्यूक्लिक एसिड प्रतिष्ठित हैं
एसिड (आरएनए)। डीएनए और आरएनए भी अपने घटकों की प्रकृति में भिन्न होते हैं।
न्यूक्लिक बेस: यूरैसिल आरएनए का केवल एक हिस्सा है, थाइमिन का केवल एक हिस्सा है
डीएनए रचना।
माध्यमिक संरचनाडीएनए
दो पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं का एक परिसर है जो दाईं ओर मुड़ा हुआ है
चारों ओर सामान्य अक्षताकि कार्बोहाइड्रेट-फॉस्फेट श्रृंखलाएं बाहर हों, और
नाभिकीय क्षार अंदर की ओर निर्देशित होते हैं ( वाटसन-क्रिक डबल हेलिक्स).
हेलिक्स पिच 3.4 एनएम है, जिसमें 10 बेस जोड़े प्रति मोड़ हैं। पोलीन्यूक्लियोटाइड
जंजीरें समानांतर हैं, वे।
एक स्ट्रैंड के 3' छोर के विपरीत दूसरे स्ट्रैंड का 5' सिरा होता है। डीएनए के दो स्ट्रैंड
रचना अलग है, लेकिन वे पूरक. यह में व्यक्त किया गया है
तथ्य यह है कि एक श्रृंखला में विपरीत एडेनिन (ए) हमेशा दूसरे में थाइमिन (टी) होता है
श्रृंखला, और विपरीत गुआनिन (जी) हमेशा साइटोसिन (सी) होता है। पूरक
A का T के साथ और G का C के साथ युग्मन हाइड्रोजन बंधों द्वारा किया जाता है। A और T . के बीच
G और C - तीन के बीच दो हाइड्रोजन बंध बनते हैं।
डीएनए स्ट्रैंड की पूरकता है
रासायनिक आधार आवश्यक कार्यडीएनए - आनुवंशिक का भंडारण और संचरण
जानकारी।
आरएनए प्रकार।
तीन मुख्य हैं
सेलुलर आरएनए के प्रकार: स्थानांतरण आरएनए (टीआरएनए), मैसेंजर आरएनए (एमआरएनए) और राइबोसोमल
आरएनए (आरआरएनए)। वे सेल, संरचना और आकार में स्थान में भिन्न होते हैं,
साथ ही कार्यों। आरएनए आमतौर पर एक एकल पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला से बना होता है
जो अंतरिक्ष में इस तरह विकसित होता है कि उसके अलग-अलग खंड
एक दूसरे के पूरक बनें ("एक साथ रहें") और संक्षिप्त रूप में बनें
अणु के दोहरे हेलिक्स खंड, जबकि अन्य खंड बने रहते हैं
सिंगल स्ट्रैंडेड।
मैसेंजर आरएनएमैट्रिक्स का कार्य करें
राइबोसोम में प्रोटीन संश्लेषण।
राइबोसोमल आरएनएसंरचनात्मक की भूमिका निभाएं
राइबोसोम घटक।
स्थानांतरण आरएनएभाग लेना
परिवहनए -एमिनो एसिड साइटोप्लाज्म से राइबोसोम तक और न्यूक्लियोटाइड जानकारी के अनुवाद में
प्रोटीन में अमीनो एसिड अनुक्रमों के लिए mRNA अनुक्रम।
आनुवंशिक सूचना के संचरण का तंत्र।
न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम में एन्कोडेड आनुवंशिक जानकारी
डीएनए। इस सूचना को प्रसारित करने के तंत्र में तीन मुख्य चरण शामिल हैं।
प्रथम चरण - प्रतिकृति-प्रतिलिपि
मातृ डीएनए दो बेटी डीएनए अणु बनाने के लिए, न्यूक्लियोटाइड
जिसका क्रम मातृ डीएनए के अनुक्रम का पूरक है और
द्वारा विशिष्ट रूप से परिभाषित किया गया है। एक नए को संश्लेषित करके प्रतिकृति की जाती है
मां पर डीएनए अणु, जो एक टेम्पलेट की भूमिका निभाता है। दोहरी कुंडली
मातृ डीएनए खुल जाता है और दो किस्में में से प्रत्येक पर एक नया संश्लेषित होता है
(बेटी) डीएनए का किनारा, पूरकता के सिद्धांत को ध्यान में रखते हुए। प्रक्रिया की जाती है
एंजाइम डीएनए पोलीमरेज़ द्वारा। तो एक मातृ डीएनए से
दो सहायक कंपनियां बनाई गई हैं, जिनमें से प्रत्येक में एक शामिल है
माता-पिता और एक नव संश्लेषित पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला।
दूसरा चरण - प्रतिलिपि- प्रक्रिया में
इस दौरान आनुवंशिक जानकारी के किस भाग को डीएनए से mRNA के रूप में कॉपी किया जाता है।
मैसेंजर आरएनए को डिस्पिरलाइज्ड डीएनए स्ट्रैंड के क्षेत्र में संश्लेषित किया जाता है जैसा कि टेम्प्लेट में होता है
एंजाइम आरएनए पोलीमरेज़ द्वारा। एमआरएनए पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला में
राइबोन्यूक्लियोटाइड्स जो ले जाते हैं निश्चित
न्यूक्लिक बेस को द्वारा निर्धारित अनुक्रम में व्यवस्थित किया जाता है
डीएनए श्रृंखला के न्यूक्लिक बेस के साथ पूरक बातचीत। जिसमें एडीनाइनडीएनए में आधार मेल खाएगा यूरैसिलआरएनए में आधार। प्रोटीन संश्लेषण के लिए आनुवंशिक जानकारी डीएनए में कूटबद्ध होती है
मदद त्रिककोड। एक एमिनो एसिड एन्कोडेड है
तीन न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम कहा जाता है कोडोन.
DNA का वह भाग जो एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला को कोडित करता है, कहलाता है जीनोम.
डीएनए में प्रत्येक कोडन एमआरएनए में एक पूरक कोडन से मेल खाता है। सामान्य तौर पर, अणु
एमआरएनए डीएनए श्रृंखला के एक विशिष्ट भाग - जीन का पूरक है।
प्रतिकृति और प्रतिलेखन की प्रक्रियाएं होती हैं
कोशिका केंद्रक। प्रोटीन संश्लेषण राइबोसोम में होता है। संश्लेषित एमआरएनए
न्यूक्लियस से साइटोप्लाज्म में राइबोसोम में माइग्रेट करता है, आनुवंशिक जानकारी को स्थानांतरित करता है
प्रोटीन संश्लेषण की साइट।
तीसरा चरण - प्रसारण- प्रक्रिया
अनुक्रम के रूप में एमआरएनए द्वारा अनुवांशिक जानकारी का कार्यान्वयन
संश्लेषित प्रोटीन में अमीनो एसिड के अनुक्रम में न्यूक्लियोटाइड।ए -अमीनो अम्लों के लिए आवश्यक
प्रोटीन संश्लेषण को टीआरएनए के माध्यम से राइबोसोम में ले जाया जाता है, जिसके साथ वे
एसाइलेशन द्वारा बांधना 3 / -OH समूह tRNA श्रृंखला के अंत में।
tRNA में एक एंटिकोडॉन शाखा होती है जिसमें
ट्रिन्यूक्लियोटाइड - anticodon, जो से मेल खाती है
एमिनो एसिड। राइबोसोम पर, टीआरएनए एंटिकोडन साइटों पर संलग्न होते हैं
संबंधित एमआरएनए कोडन। कोडन और एंटिकोडन डॉकिंग की विशिष्टता
उनकी पूरकता द्वारा प्रदान किया गया। निकट से संबंधित अमीनो एसिड के बीच
एक पेप्टाइड बंधन बनता है। इस प्रकार, एक कड़ाई से परिभाषित
अमीनो एसिड का अनुक्रम जो प्रोटीन बनाते हैं, में एन्कोड किया गया है
जीन।
न्यूक्लियोटाइड
न्यूक्लियोटाइड- प्राकृतिक यौगिक, जिनसे ईंटों की तरह जंजीरें बनती हैं। इसके अलावा, न्यूक्लियोटाइड सबसे महत्वपूर्ण कोएंजाइम का हिस्सा हैं (गैर-प्रोटीन प्रकृति के कार्बनिक यौगिक - कुछ एंजाइमों के घटक) और अन्य जैविक रूप से सक्रिय पदार्थकोशिकाओं में ऊर्जा वाहक के रूप में कार्य करते हैं।
प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड का अणु (मोनोन्यूक्लियोटाइड)रासायनिक रूप से अलग-अलग तीन भागों से मिलकर बनता है।
1. यह पांच कार्बन वाली चीनी (पेंटोस) है:
राइबोज (इस मामले में, न्यूक्लियोटाइड्स को राइबोन्यूक्लियोटाइड्स कहा जाता है और ये राइबोन्यूक्लिक एसिड का हिस्सा होते हैं, या)
या डीऑक्सीराइबोज (न्यूक्लियोटाइड्स को डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड्स कहा जाता है और ये डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड का हिस्सा होते हैं, या)।
2. प्यूरीन या पाइरीमिडीन नाइट्रोजन बेस चीनी के कार्बन परमाणु से जुड़ा एक यौगिक बनाता है जिसे न्यूक्लियोसाइड कहा जाता है।
3. एक, दो या तीन फॉस्फोरिक एसिड अवशेष
, चीनी कार्बन से ईथर बंधों से जुड़ा होता है, एक न्यूक्लियोटाइड अणु बनाता है (डीएनए या आरएनए अणुओं में एक फॉस्फोरिक एसिड अवशेष होता है)।
डीएनए न्यूक्लियोटाइड्स के नाइट्रोजनस बेस प्यूरीन (एडेनिन और ग्वानिन) और पाइरीमिडाइन (साइटोसिन और थाइमिन) हैं। आरएनए न्यूक्लियोटाइड में डीएनए के समान आधार होते हैं, लेकिन उनमें थाइमिन को यूरैसिल द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, जो रासायनिक संरचना में समान होता है।
नाइट्रोजनस आधार, और, तदनुसार, न्यूक्लियोटाइड जो उन्हें जैविक साहित्य में शामिल करते हैं, आमतौर पर उनके नामों के अनुसार प्रारंभिक अक्षरों (लैटिन या यूक्रेनी / रूसी) द्वारा निरूपित किए जाते हैं:
- - ए (ए);
- - जी (जी);
- - सी (सी);
- थाइमिन - टी (टी);
- यूरैसिल - यू (यू)।
दो न्यूक्लियोटाइड्स के संयोजन को डाइन्यूक्लियोटाइड कहा जाता है, कई - एक ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड, सेट - एक पोलीन्यूक्लियोटाइड या न्यूक्लिक एसिड।
इस तथ्य के अलावा कि न्यूक्लियोटाइड डीएनए और आरएनए श्रृंखला बनाते हैं, वे कोएंजाइम होते हैं, और न्यूक्लियोटाइड तीन फॉस्फोरिक एसिड अवशेष (न्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट) वाले रासायनिक ऊर्जा के स्रोत होते हैं, जो फॉस्फेट बॉन्ड में निहित होते हैं। एडेनोसिन ट्राइफोसेट (एटीपी) जैसे सार्वभौमिक ऊर्जा वाहक की भूमिका सभी जीवन प्रक्रियाओं में अत्यंत महत्वपूर्ण है।
न्यूक्लियोटाइड हैं: न्यूक्लिक एसिड (पॉलीन्यूक्लियोटाइड्स), सबसे महत्वपूर्ण कोएंजाइम (एनएडी, एनएडीपी, एफएडी, सीओए) और अन्य जैविक रूप से सक्रिय यौगिक। कोशिकाओं में न्यूक्लियोसाइड मोनो-, डी- और ट्राइफॉस्फेट के रूप में मुक्त न्यूक्लियोटाइड महत्वपूर्ण मात्रा में पाए जाते हैं। न्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट - 3 फॉस्फोरिक एसिड अवशेषों वाले न्यूक्लियोटाइड्स में मैक्रोर्जिक बॉन्ड में ऊर्जा-समृद्ध संचय होता है। एटीपी एक विशेष भूमिका निभाता है - एक सार्वभौमिक ऊर्जा संचायक। न्यूक्लियोटाइड ट्राइफॉस्फेट के उच्च-ऊर्जा फॉस्फेट बांड का उपयोग पॉलीसेकेराइड के संश्लेषण में किया जाता है ( यूरिडीन ट्राइफॉस्फेट,एटीपी), प्रोटीन (जीटीपी, एटीपी), लिपिड ( साइटिडीन ट्राइफॉस्फेट,एटीपी)। न्यूक्लिक एसिड के संश्लेषण के लिए न्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट भी सब्सट्रेट हैं। यूरिडीन डाइफॉस्फेट लिपिड चयापचय में मोनोसैकेराइड अवशेषों, साइटिडीन डिफॉस्फेट (कोलीन और एथेनॉलमाइन अवशेषों का वाहक) के वाहक के रूप में कार्बोहाइड्रेट चयापचय में शामिल है।
शरीर में एक महत्वपूर्ण नियामक भूमिका निभाते हैं चक्रीय न्यूक्लियोटाइड।मुक्त न्यूक्लियोसाइड मोनोफॉस्फेट न्यूक्लिक एसिड की क्रिया के तहत संश्लेषण या न्यूक्लिक एसिड के हाइड्रोलिसिस द्वारा बनते हैं। न्यूक्लियोसाइड मोनोफॉस्फेट के अनुक्रमिक फास्फारिलीकरण से संबंधित न्यूक्लियोटाइड ट्राइफॉस्फेट का निर्माण होता है। न्यूक्लियोटाइड्स का टूटना न्यूक्लियोटिडेज़ (न्यूक्लियोसाइड्स के गठन के साथ) की कार्रवाई के साथ-साथ न्यूक्लियोटाइड पाइरोफॉस्फोरिलेज़ की कार्रवाई के तहत होता है, जो न्यूक्लियोटाइड्स के क्लेवाज की फ्री बेस और फॉस्फोरिबोसिल पायरोफॉस्फेट की प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है।
न्यूक्लियोटाइड्स।
न्यूक्लिक एसिड
न्यूक्लियोटाइड
न्यूक्लियोटाइड प्राकृतिक यौगिक होते हैं जिनमें 1) नाइट्रोजनस न्यूक्लिक बेस के अवशेष, 2) एक कार्बोहाइड्रेट अवशेष, और 3) एक फॉस्फेट समूह होता है।
नाइट्रोजनस न्यूक्लिक बेस
नाइट्रोजनस बेस दो हेटरोसायकल के व्युत्पन्न हैं - पाइरीमिडीन और प्यूरीन.
पाइरीमिडीन क्षारक
प्यूरीन बेस
नाइट्रोजनी क्षारों का स्वतन्त्रतावाद
ए) लैक्टम-लैक्टिम
थाइमिन, साइटोसिन और ग्वानिन के लिए भी इसी तरह का टॉटोमेरिज्म संभव है।
बी) एमिनो-इमाइन
ग्वानिन और साइटोसिन के लिए समान टॉटोमेरिज्म संभव है।
लैक्टम लैक्टिम की तुलना में अधिक स्थिर होते हैं और एमाइन इमाइन की तुलना में अधिक स्थिर होते हैं। सभी आधार में इन विट्रोऔर में विवोमौजूद हैं और लैक्टम और अमीनो रूपों में चयापचय में भाग लेते हैं।
न्यूक्लिक बेस के डेरिवेटिव और एनालॉग्स का उपयोग दवा में एंटीट्यूमर दवाओं के रूप में किया जाता है:
न्यूक्लियोसाइड
न्यूक्लियोसाइड यौगिक होते हैं जिनमें न्यूक्लिक बेस और कार्बोहाइड्रेट अवशेष होते हैं जो β- से जुड़े होते हैं।एन-ग्लाइकोसिडिक बंध।
न्यूक्लियोसाइड गठन प्रतिक्रिया में विवोएंजाइमों की कार्रवाई के तहत चला जाता है।
एक अम्लीय वातावरण में (लेकिन एक तटस्थ या क्षारीय वातावरण में नहीं), न्यूक्लियोसाइड हाइड्रोलाइज्ड होते हैं, मूल आधार और कार्बोहाइड्रेट में विघटित होते हैं। पाइरीमिडीन न्यूक्लियोसाइड्स को हाइड्रोलाइज करना अधिक कठिन होता है, जबकि प्यूरीन न्यूक्लियोसाइड्स आसान होते हैं।
न्यूक्लियोसाइड नामकरण
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आधार |
नाम |
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2 "-डीऑक्सीयूरिडीन |
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2 "-डीऑक्सीथाइमिडीन |
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2 "-डीऑक्सीसाइथिडीन |
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एडेनोसाइन |
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2"-डीऑक्सीडेनोसिन |
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ग्वानोसिन |
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2"-डीऑक्सीगुआनोसिन |
न्यूक्लियोटाइड
न्यूक्लियोटाइड 5'-स्थिति (5'-फॉस्फोराइलेटेड न्यूक्लियोसाइड) पर फॉस्फेट समूह वाले न्यूक्लियोसाइड होते हैं।
न्यूक्लियोसाइड्स के एंजाइमैटिक फास्फारिलीकरण के परिणामस्वरूप विवो में न्यूक्लियोटाइड बनते हैं:
न्यूक्लियोटाइड अम्लीय और क्षारीय वातावरण में हाइड्रोलाइज्ड होते हैं: अम्लीय हाइड्रोलिसिस एक आधार, कार्बोहाइड्रेट और फॉस्फोरिक एसिड का उत्पादन करता है, और क्षारीय हाइड्रोलिसिस एक न्यूक्लियोसाइड और सोडियम फॉस्फेट का उत्पादन करता है:
न्यूक्लियोटाइड नामकरण
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आधार |
नाम |
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यूरिडीन -5 "-मोनोफॉस्फेट (यूएमपी), यूरिडिलिक एसिड |
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2"-डीऑक्सीयूरिडीन-5"-मोनोफॉस्फेट |
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थाइमिडीन -5 "-मोनोफॉस्फेट (टीएमएफ), थाइमिडिलिक अम्ल |
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2"-डीऑक्सीथाइमिडीन-5"-मोनोफॉस्फेट |
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साइटिडीन -5 "-मोनोफॉस्फेट (सीएमपी), साइटिडिलिक एसिड |
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2"-डीऑक्सीसाइथिडीन-5"-मोनोफॉस्फेट |
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एडेनोसिन -5 "-मोनोफॉस्फेट (एएमपी), एडेनिलिक अम्ल |
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2"-डीऑक्सीडेनोसिन-5"-मोनोफॉस्फेट |
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गौनोसिन -5 "-मोनोफॉस्फेट (जीएमएफ), गनीलिक अम्ल |
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2"-डीऑक्सीगुआनोसिन-5"-मोनोफॉस्फेट |
डाइन्यूक्लियोटाइड्स
एनएडी और एफएडी शरीर में हाइड्रोजन स्थानांतरण की ओबी प्रतिक्रियाओं में शामिल कोएंजाइम हैं:
एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी)
एटीपी जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं में ऊर्जा का संचायक और वाहक है।
एटीपी . की जैविक प्रतिक्रियाएं
1. फास्फारिलीकरण- एटीपी से अन्य सबस्ट्रेट्स में फॉस्फेट समूहों का स्थानांतरण:
2. सिंथेटेस प्रतिक्रियाओं में प्रयुक्त ऊर्जा की रिहाई के साथ हाइड्रोलिसिस:
न्यूक्लिक एसिड
न्यूक्लिक एसिड पॉलीन्यूक्लियोटाइड होते हैं - चीनी-फॉस्फेट एस्टर बॉन्ड से जुड़े न्यूक्लियोटाइड अवशेषों से युक्त पॉलिमर।
पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला की संरचना की योजना:
एनके . के प्रकार: डीएनए - 2 -डीऑक्सीराइबोज के अवशेष होते हैं, यूरैसिल नहीं होते हैं;
डी एन को
डीएनए की प्राथमिक संरचना
डीएनए की प्राथमिक संरचना श्रृंखला में न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम का एक निश्चित क्रम है:
परमाणु डीएनए की प्राथमिक संरचना में आनुवंशिक कोड होता है। प्रतिलेखन की प्रक्रिया में, इसे मैसेंजर आरएनए को "पुनः लिखा" जाता है, और फिर अनुवाद होता है: प्रोटीन की एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला मैसेंजर आरएनए के मैट्रिक्स पर राइबोसोम में संश्लेषित होती है। चाबी जेनेटिक कोडयह है कि संश्लेषित पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में एक एमिनो एसिड अवशेष एनए में तीन न्यूक्लियोटाइड अवशेषों (ट्रिपलेट) द्वारा एन्कोड किया गया है, और इस प्रकार, 4 प्रकार के न्यूक्लियोटाइड का उपयोग करके, 20 एमिनो एसिड एन्कोड किए जाते हैं।
न्यूक्लिक एसिड के रासायनिक गुण
पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं को जोड़ने वाले एस्टर बांड अम्लीय और क्षारीय वातावरण में अस्थिर होते हैं, और NA इन परिस्थितियों में हाइड्रोलिसिस से गुजरते हैं:
नाइट्रोजनी क्षारों की पूरकता
पूरकता दो जटिल रेखाओं के आकार की अनुरूपता है जो "ताले की चाबी की तरह" एक साथ फिट होती हैं।
पूरक आधार जोड़े:
पर युगल ए-टीथाइमिन (डीएनए → आरएनए संक्रमण के दौरान) को यूरैसिल द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है, और जोड़ी ए-यू (थाइमिन और यूरैसिल की "विनिमेयता") बन जाती है।
पूरक अंतःक्रियाओं का जैविक महत्वइस तथ्य में निहित है कि वे एक एनसी से दूसरे एनसी में सूचना हस्तांतरण की सटीकता सुनिश्चित करते हैं।
डीएनए की माध्यमिक संरचना
यह एक हेलिक्स है जिसमें दो पूरक और एंटीपैरलल पॉलीन्यूक्लियोटाइड चेन ("डबल हेलिक्स") शामिल हैं:
"डबल हेलिक्स" की जैविक भूमिका:
1) यह आनुवंशिक जानकारी (परमाणु न्यूक्लियोप्रोटीन कॉम्प्लेक्स "डीएनए-हिस्टोन्स") की सुरक्षा सुनिश्चित करता है;
2) डीएनए क्षति (म्यूटेशन के बाद मरम्मत) के मामले में सूचना की बहाली प्रदान करता है।
आर एन को
आरएनए के प्रकार: राइबोसोमल, सूचनात्मक, परिवहन।
राइबोसोमल आरएनए (आर-आरएनए) - संरचनात्मक सामग्रीराइबोसोम (राइबोसोमल न्यूक्लियोप्रोटीन कॉम्प्लेक्स)।
सूचना (मैट्रिक्स) आरएनए (आई-आरएनए) सूचना परिवर्तन "डीएनए - प्रोटीन" की प्रक्रिया में एक मध्यवर्ती चरण है। यह डीएनए टेम्पलेट पर संश्लेषित होता है और स्वयं राइबोसोम में प्रोटीन संश्लेषण के लिए एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करता है। एमआरएनए अपेक्षाकृत कम आणविक भार है और इसमें एक विकसित माध्यमिक संरचना नहीं है।
स्थानांतरण आरएनए (टी-आरएनए) एक कम आणविक भार आरएनए है जो निम्नलिखित कार्य करता है: 1) "अपने स्वयं के" अमीनो एसिड का निर्धारण (प्रत्येक एए का अपना टी-आरएनए है); 2) एए के लिए बाध्यकारी और राइबोसोम के लिए इसका परिवहन; 3) बढ़ती पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में एए के स्थान का निर्धारण।
स्थानांतरण आरएनए में एक तिपतिया घास माध्यमिक संरचना होती है:
CCA-3 OH का फैला हुआ सिरा AA के कार्बोक्सिल समूह से जुड़ने का स्थान है।
निम्नतम बिंदु पर न्यूक्लियोटाइड्स का ट्रिपलेट mRNA पर संबंधित एंटिकोडन का कोडन पूरक है।
साहित्य:
मुख्य
1. टुकावकिना एन.ए., ज़ुराबियन एसई, बेलोबोरोडोव वी.एल. आदि - कार्बनिक रसायन (विशेष पाठ्यक्रम), वी। 2 - बस्टर्ड, एम।, 2008, पी। 157-178.
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1944 तक ओ. एवरी और उनके सहयोगियों के. मैकलियोड और एम. मैकार्थी ने न्यूमोकोकी में डीएनए की परिवर्तनकारी गतिविधि की खोज की। इन लेखकों ने ग्रिफ़िथ का काम जारी रखा, जिन्होंने बैक्टीरिया में परिवर्तन (वंशानुगत लक्षणों के हस्तांतरण) की घटना का वर्णन किया। O. Avery, K. McLeod, M. McCarthy ने दिखाया कि जब प्रोटीन, पॉलीसेकेराइड और RNA को हटा दिया जाता है, तो बैक्टीरिया का परिवर्तन बाधित नहीं होता है, और जब उत्प्रेरण पदार्थ एंजाइम डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिज़ के संपर्क में आता है, तो परिवर्तनकारी गतिविधि गायब हो जाती है।
इन प्रयोगों में पहली बार डीएनए अणु की आनुवंशिक भूमिका का प्रदर्शन किया गया था। 1952 में, ए। हर्षे और एम। चेस ने टी 2 बैक्टीरियोफेज पर प्रयोगों में डीएनए अणु की आनुवंशिक भूमिका की पुष्टि की। रेडियोधर्मी सल्फर के साथ इसके प्रोटीन और रेडियोधर्मी फास्फोरस के साथ इसके डीएनए को चिह्नित करते हुए, उन्होंने ई कोलाई को इस जीवाणु वायरस से संक्रमित किया। फेज की संतति में बड़ी मात्रा में रेडियोधर्मी फास्फोरस और केवल एस के निशान पाए गए। इसके बाद यह डीएनए था, न कि फेज प्रोटीन, जो जीवाणु में प्रवेश कर गया और फिर, प्रतिकृति के बाद, फेज संतान को स्थानांतरित कर दिया गया। .
डीएनए न्यूक्लियोटाइड की संरचना। न्यूक्लियोटाइड के प्रकार।
न्यूक्लियोटाइडडीएनए का बना होता है
नाइट्रोजनस बेस (डीएनए में 4 प्रकार: एडेनिन, थाइमिन, साइटोसिन, ग्वानिन)
मोनोसुगर डीऑक्सीराइबोज
फॉस्फोरिक एसिड
न्यूक्लियोटाइड अणुइसमें तीन भाग होते हैं - एक पांच कार्बन चीनी, एक नाइट्रोजनस बेस और फॉस्फोरिक एसिड।
चीनी में शामिल है न्यूक्लियोटाइड संरचना, इसमें पाँच कार्बन परमाणु होते हैं, अर्थात यह एक पेन्टोज़ है। न्यूक्लियोटाइड में मौजूद पेंटोस के प्रकार के आधार पर, दो प्रकार के न्यूक्लिक एसिड होते हैं - राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरएनए), जिसमें राइबोज होता है, और डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (डीएनए), जिसमें डीऑक्सीराइबोज होता है। डीऑक्सीराइबोज में, दूसरे कार्बन परमाणु के ओएच समूह को एच परमाणु से बदल दिया जाता है, यानी इसमें राइबोज की तुलना में एक कम ऑक्सीजन परमाणु होता है।
दोनों में न्यूक्लिक एसिड के प्रकारचार . के आधार होते हैं अलग - अलग प्रकार: उनमें से दो प्यूरीन वर्ग के हैं और दो पाइरीमिडीन वर्ग के हैं। वलय में शामिल नाइट्रोजन इन यौगिकों को मुख्य चरित्र देता है। प्यूरीन में एडेनिन (ए) और ग्वानिन (जी) शामिल हैं, और पाइरीमिडाइन में साइटोसिन (सी) और थाइमिन (टी) या यूरैसिल (यू) (क्रमशः डीएनए या आरएनए में) शामिल हैं। थाइमिन रासायनिक रूप से यूरैसिल के बहुत करीब है (यह 5-मिथाइलुरैसिल है, यानी यूरैसिल, जिसमें एक मिथाइल समूह 5 वें कार्बन परमाणु पर है)। प्यूरीन अणु में दो वलय होते हैं, जबकि पाइरीमिडीन अणु में एक होता है।
न्यूक्लियोटाइड एक न्यूक्लियोटाइड की चीनी के माध्यम से एक मजबूत सहसंयोजक बंधन द्वारा एक साथ जुड़े होते हैं और फॉस्फोरिक एसिडएक और। यह पता चला है पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला. एक सिरे पर मुक्त फॉस्फोरिक अम्ल (5'-छोर) होता है, दूसरे सिरे पर मुक्त शर्करा (3'-अंत) होता है। (डीएनए पोलीमरेज़ केवल 3' छोर पर नए न्यूक्लियोटाइड जोड़ सकता है।)
दो पोलीन्यूक्लियोटाइड शृंखलाएँ नाइट्रोजनी क्षारकों के बीच दुर्बल हाइड्रोजन बंधों द्वारा एक-दूसरे से जुड़ी होती हैं। 2 नियम हैं:
संपूरकता का सिद्धांत: थाइमिन हमेशा एडेनिन के विपरीत होता है, ग्वानिन हमेशा साइटोसिन के विपरीत होता है (वे हाइड्रोजन बांड के रूप और संख्या में एक दूसरे से मेल खाते हैं - ए और जी के बीच दो बंधन हैं, और सी और जी के बीच 3 हैं)।
विरोधी समानांतरवाद का सिद्धांत: जहां एक पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला में 5'-छोर होता है, दूसरे में 3'-अंत होता है, और इसके विपरीत।
यह पता चला है दोहरी श्रृंखलाडीएनए।
वह मुड़ जाती है दोहरी कुंडलीहेलिक्स के एक मोड़ की लंबाई 3.4 एनएम है, जिसमें न्यूक्लियोटाइड के 10 जोड़े होते हैं। नाइट्रोजनस बेस (आनुवंशिक जानकारी के रखवाले) हेलिक्स के अंदर सुरक्षित होते हैं।
डीएनए अणु का संरचनात्मक संगठन। जे. वाटसन और एफ. क्रिक का मॉडल
1950 में, अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी एम। विल्किंस ने क्रिस्टलीय डीएनए फाइबर का एक्स-रे प्राप्त किया। उसने दिखाया कि डीएनए अणु की एक निश्चित संरचना होती है, जिसके डिकोडिंग से डीएनए के कामकाज के तंत्र को समझने में मदद मिलेगी। एक्स-रे पैटर्न क्रिस्टलीय डीएनए फाइबर पर नहीं, बल्कि कम ऑर्डर किए गए समुच्चय पर जो उच्च आर्द्रता पर बनते हैं, एम। विल्किंस के एक सहयोगी रोजालिंड फ्रैंकलिन को एक स्पष्ट क्रूसिफ़ॉर्म पैटर्न - एक डबल हेलिक्स का पहचान चिह्न देखने की अनुमति देता है। यह भी ज्ञात हो गया कि न्यूक्लियोटाइड एक दूसरे से 0.34 एनएम की दूरी पर स्थित हैं, और उनमें से 10 हेलिक्स के प्रति मोड़ हैं। डीएनए अणु का व्यास लगभग 2 एनएम है। एक्स-रे विवर्तन डेटा से, हालांकि, यह स्पष्ट नहीं था कि डीएनए अणुओं में स्ट्रैंड्स को एक साथ कैसे रखा जाता है।
1953 में तस्वीर पूरी तरह से स्पष्ट हो गई, जब अमेरिकी बायोकेमिस्ट जे। वाटसन और अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी एफ। क्रिक, डीएनए अणु की संरचना का अध्ययन कर रहे थे, इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि चीनी-फॉस्फेट रीढ़ डीएनए अणु की परिधि पर है, और प्यूरीन और पाइरीमिडीन क्षारक बीच में होते हैं। इसके अलावा, उत्तरार्द्ध इस तरह से उन्मुख होते हैं कि हाइड्रोजन बांड विपरीत श्रृंखलाओं के आधारों के बीच बन सकते हैं। उनके द्वारा बनाए गए मॉडल से, यह पता चला था कि एक श्रृंखला में कोई भी प्यूरीन हमेशा दूसरी श्रृंखला में एक पाइरीमिडाइन से हाइड्रोजन बंधा होता है। ऐसे जोड़े का अणु की पूरी लंबाई के साथ समान आकार होता है। समान रूप से महत्वपूर्ण, एडेनिन केवल थाइमिन के साथ जुड़ सकता है, और ग्वानिन केवल साइटोसिन के साथ जुड़ सकता है। इस मामले में, दो हाइड्रोजन बांड एडेनिन और थाइमिन के बीच बनते हैं, और तीन ग्वानिन और साइटोसिन के बीच।
डीएनए के गुण और कार्य।
वंशानुगत जानकारी का भंडारण (आनुवंशिक कोड - न्यूक्लियोटाइड्स (गैमो) का उपयोग करके प्रोटीन में अमीनो एसिड के अनुक्रम के बारे में आनुवंशिक जानकारी रिकॉर्ड करने का एक तरीका।
स्थानांतरण (दोहराव/दोहराना)
कार्यान्वयन (प्रतिलेखन)
डीएनए ऑटोरिप्रोडक्शन। प्रतिकृति और उसके कार्य।
आनुवंशिक जानकारी की सटीक प्रतियों के वंशानुक्रम (कोशिका से कोशिका तक) द्वारा संचरण के साथ न्यूक्लिक एसिड अणुओं के स्व-प्रजनन की प्रक्रिया; विशिष्ट एंजाइमों के एक सेट की भागीदारी के साथ किया जाता है (हेलीकेस, जो डीएनए अणु, डीएनए पोलीमरेज़, डीएनए लिगेज को नियंत्रित करता है), एक प्रतिकृति कांटा के गठन के साथ एक अर्ध-रूढ़िवादी प्रकार से गुजरता है; एक श्रृंखला पर, पूरक श्रृंखला का संश्लेषण निरंतर होता है, और दूसरी ओर, यह डकाज़ाकी टुकड़ों के बनने के कारण होता है। उच्च-सटीक प्रक्रिया, त्रुटि दर जिसमें 10 -9 से अधिक नहीं है; यूकेरियोट्स में, यह एक डीएनए अणु के कई बिंदुओं पर एक साथ हो सकता है; यूकेरियोट्स में गति लगभग 100 है, और बैक्टीरिया में - लगभग 1000 न्यूक्लियोटाइड प्रति सेकंड।
प्रतिकृति जीनोम के एक क्षेत्र की प्रतिकृति की प्रक्रिया की एक इकाई है, जो प्रतिकृति के दीक्षा (शुरुआत) के एक बिंदु के नियंत्रण में है। यह शब्द 1963 में एफ. जैकब और एस. ब्रेनर द्वारा प्रस्तावित किया गया था। प्रोकैरियोट्स का जीनोम आमतौर पर एक एकल प्रतिकृति होता है। दीक्षा के बिंदु से, प्रतिकृति दोनों दिशाओं में जाती है, कुछ मामलों में असमान गति से। यूकेरियोट्स में, जीनोम में कई (अक्सर कई दसियों हज़ार तक) प्रतिकृतियां होती हैं।
आनुवंशिक कोड, इसके गुण।
आनुवंशिक कोड न्यूक्लियोटाइड का उपयोग करके प्रोटीन में अमीनो एसिड के अनुक्रम के बारे में आनुवंशिक जानकारी दर्ज करने का एक तरीका है। जीन की खोज कोड जॉर्जी गामो का है। 1954
ट्रिपलिटी- कोड की एक महत्वपूर्ण इकाई तीन न्यूक्लियोटाइड्स (ट्रिपलेट, या कोडन) का संयोजन है।
निरंतरता- त्रिगुणों के बीच कोई विराम चिह्न नहीं है, अर्थात सूचना को लगातार पढ़ा जाता है।
गैर-अतिव्यापी- एक ही न्यूक्लियोटाइड एक ही समय में दो या दो से अधिक ट्रिपल का हिस्सा नहीं हो सकता है (वायरस, माइटोकॉन्ड्रिया और बैक्टीरिया के कुछ अतिव्यापी जीन के लिए नहीं देखा गया है जो कई फ्रेमशिफ्ट प्रोटीन को एन्कोड करते हैं)।
अस्पष्टता (विशिष्टता)- एक निश्चित कोडन केवल एक एमिनो एसिड से मेल खाता है (हालांकि, यूजीए कोडन यूप्लॉट्स क्रैससदो अमीनो एसिड के लिए कोड - सिस्टीन और सेलेनोसिस्टीन)
अध: पतन (अतिरेक)कई कोडन एक ही अमीनो एसिड के अनुरूप हो सकते हैं।
बहुमुखी प्रतिभा- आनुवंशिक कोड जटिलता के विभिन्न स्तरों के जीवों में उसी तरह काम करता है - वायरस से मनुष्यों तक (जेनेटिक इंजीनियरिंग विधियां इस पर आधारित हैं; कई अपवाद हैं, जो "मानक आनुवंशिक कोड की विविधताएं" तालिका में दिखाए गए हैं। "नीचे अनुभाग)।
शोर उन्मुक्ति- न्यूक्लियोटाइड प्रतिस्थापन के उत्परिवर्तन जो एन्कोडेड अमीनो एसिड के वर्ग में परिवर्तन नहीं करते हैं, कहलाते हैं अपरिवर्तनवादी; न्यूक्लियोटाइड प्रतिस्थापन उत्परिवर्तन जो एन्कोडेड अमीनो एसिड के वर्ग में परिवर्तन की ओर ले जाते हैं, कहलाते हैं मौलिक.
एक जीन की अवधारणा। जीन गुण।
जीन- जीवों की आनुवंशिकता की संरचनात्मक और कार्यात्मक इकाई। एक जीन एक डीएनए अनुक्रम है जो एक विशेष पॉलीपेप्टाइड या कार्यात्मक आरएनए के अनुक्रम को निर्दिष्ट करता है। जीन जीवों के वंशानुगत लक्षणों को निर्धारित करते हैं जो प्रजनन के दौरान माता-पिता से संतानों को प्रेषित होते हैं। इसी समय, कुछ जीवों (माइटोकॉन्ड्रिया, प्लास्टिड्स) का अपना डीएनए होता है, जो जीव के जीनोम में शामिल नहीं होता है, जो उनकी विशेषताओं को निर्धारित करता है।
(यह शब्द 1909 में डेनिश वनस्पतिशास्त्री विल्हेम जोहानसन द्वारा पेश किया गया था)
विसंगति - जीन की अमिश्रणीयता;
स्थिरता - एक संरचना को बनाए रखने की क्षमता;
lability - बार-बार उत्परिवर्तित करने की क्षमता;
एकाधिक एलीलिज़्म - कई जीन विभिन्न प्रकार के आणविक रूपों में आबादी में मौजूद होते हैं;
एलीलिज़्म - द्विगुणित जीवों के जीनोटाइप में, जीन के केवल दो रूप;
विशिष्टता - प्रत्येक जीन अपनी विशेषता को कूटबद्ध करता है;
प्लियोट्रॉपी - एक जीन के कई प्रभाव;
अभिव्यंजना - एक विशेषता में जीन की अभिव्यक्ति की डिग्री;
पैठ - फेनोटाइप में एक जीन के प्रकट होने की आवृत्ति;
प्रवर्धन - एक जीन की प्रतियों की संख्या में वृद्धि।
यूकेरियोटिक जीनोम के संगठन की विशेषताएं।
यूकेरियोटिक जीनोम:
बड़ी संख्या में जीन
अधिक डीएनए,
क्रोमोसोम में समय और स्थान में जीन की गतिविधि को नियंत्रित करने के लिए एक बहुत ही जटिल प्रणाली होती है, जो किसी जीव की ओटोजेनी में कोशिकाओं और ऊतकों के भेदभाव से जुड़ी होती है।
गुणसूत्रों में डीएनए की मात्रा बड़ी होती है और जैसे-जैसे जीव अधिक जटिल होते जाते हैं, यह बढ़ता जाता है। यूकेरियोट्स में भी है जीन अतिरेक। इस प्रकार, मनुष्यों में, जीनोम में न्यूक्लियोटाइड जोड़े की संख्या 2 मिलियन से अधिक संरचनात्मक जीन बनाने के लिए पर्याप्त होती है, जबकि मनुष्यों में, 2000 के आंकड़ों के अनुसार, सभी जीनों के 31 हजार।
यूकेरियोटिक जीनोम के आधे से अधिक अगुणित सेट है अद्वितीय जीन, केवल एक बार प्रस्तुत किया। मनुष्यों में, ऐसे अद्वितीय जीनों में से 64% बछड़े में - 55%, ड्रोसोफिला में - 70% होते हैं।
यूकेरियोटिक डीएनए में न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों के वर्ग, उनकी विशेषताएं, गुण और जैविक महत्व।
यूकेरियोटिक जीनोम में न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम
60 के दशक के उत्तरार्ध में, अमेरिकी वैज्ञानिकों आर। ब्रिटन, ई। डेविडसन और अन्य लोगों के काम ने यूकेरियोटिक जीनोम की आणविक संरचना की एक मौलिक विशेषता की खोज की - न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों की पुनरावृत्ति की अलग-अलग डिग्री। यह खोज एक आणविक जैविक विधि का उपयोग करके विकृत डीएनए के विकृतीकरण कैनेटीक्स का अध्ययन करने के लिए की गई थी। यूकेरियोटिक जीनोम में निम्नलिखित अंश प्रतिष्ठित हैं।
1. अद्वितीय, अर्थात्। एक प्रति या कुछ प्रतियों में प्रस्तुत अनुक्रम। एक नियम के रूप में, ये सिस्ट्रोन हैं - प्रोटीन को कूटने वाले संरचनात्मक जीन।
2. कम-आवृत्ति दोहराव - अनुक्रम दर्जनों बार दोहराए गए।
3. इंटरमीडिएट, या मध्य-आवृत्ति, दोहराव - अनुक्रम सैकड़ों और हजारों बार दोहराए गए। इनमें आरआरएनए जीन (मनुष्यों में, 200 प्रति अगुणित सेट, चूहों में - 100, बिल्लियों में - 1000, मछली और फूलों के पौधों में - हजारों), टीआरएनए, राइबोसोमल प्रोटीन के लिए जीन और हिस्टोन प्रोटीन शामिल हैं।
4. उच्च आवृत्ति दोहराता है, जिसकी संख्या 10 मिलियन (प्रति जीनोम) तक पहुंच जाती है। ये छोटे (~ 10 बीपी) गैर-कोडिंग अनुक्रम हैं जो पेरीसेंट्रोमेरिक हेटरोक्रोमैटिन का हिस्सा हैं।
यूकेरियोटिक जीनोम के संगठन के स्तर।
गुणसूत्रों की रासायनिक और संरचनात्मक संरचना।
आणविक जैविक अध्ययनों ने न केवल गुणसूत्रों की रासायनिक संरचना के बारे में, बल्कि उनके सुपरमॉलेक्यूलर संगठन और कामकाज की विशेषताओं के बारे में भी एक विचार प्राप्त करना संभव बना दिया है। अब यह ज्ञात है कि गुणसूत्र डीएनए और प्रोटीन से युक्त न्यूक्लियोप्रोटीन संरचनाएं हैं। इसके अलावा, गुणसूत्रों में प्रतिलेखन के दौरान गठित आरएनए की एक निश्चित मात्रा और सीए + और एमजी + आयन होते हैं। प्रत्येक क्रोमैटिड, और समय अंतराल में इंटरफेज़ और क्रोमोसोम की एनाफेज-एस-अवधि में एक डीएनए अणु होता है, जो वंशानुगत जानकारी के भंडारण, इसके संचरण और कार्यान्वयन से जुड़े गुणसूत्र के सभी कार्यों को निर्धारित करता है। गुणसूत्रों में डीएनए अणु प्रोटीन के दो वर्गों - हिस्टोन (मूल प्रोटीन) और गैर-हिस्टोन (अम्लीय प्रोटीन) के साथ निकटता से जुड़ा हुआ है। हिस्टोन छोटे प्रोटीन होते हैं जिनमें आवेशित अमीनो एसिड (लाइसिन और आर्जिनिन) की उच्च सामग्री होती है। नेट पॉजिटिव चार्ज न्यूक्लियोटाइड संरचना की परवाह किए बिना हिस्टोन को डीएनए से बांधने की अनुमति देता है। वे मुख्य रूप से संरचनात्मक कार्य से संबंधित हैं। ये बहुत स्थिर प्रोटीन होते हैं, जिनके अणु कोशिका के जीवन भर बने रह सकते हैं। यूकेरियोटिक कोशिका में 5 प्रकार के हिस्टोन होते हैं, जिन्हें दो मुख्य समूहों में विभाजित किया जाता है: पहला समूह (उन्हें H2A, H2B, H3, H4 के रूप में नामित किया गया है) विशिष्ट डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोप्रोटीन कॉम्प्लेक्स - न्यूक्लियोसोम के निर्माण के लिए जिम्मेदार है। हिस्टोन का दूसरा समूह (HI) न्यूक्लियोसोम के बीच स्थित होता है और न्यूक्लियोसोमल चेन के फोल्डिंग को और अधिक में ठीक करता है ऊँचा स्तरसंरचनात्मक संगठन (सुपरन्यूक्लियोसोम धागा)। हिस्टोन प्रोटीन में, संरचनात्मक वाले के अलावा, ऐसे भी हैं जो डीएनए-बाध्यकारी नियामक प्रोटीन के लिए डीएनए की उपलब्धता को सीमित करने में सक्षम हैं और इस तरह जीन गतिविधि के नियमन में भाग लेते हैं। गैर-हिस्टोन प्रोटीन बहुत विविध हैं। उनके अंशों की संख्या 100 से अधिक है। वे हिस्टोन की तुलना में गुणसूत्रों में कम मात्रा में मौजूद होते हैं और मुख्य रूप से एक नियामक कार्य करते हैं। वे डीएनए प्रतिकृति और मरम्मत सुनिश्चित करने में जीन की ट्रांसक्रिप्शनल गतिविधि के नियमन में शामिल हैं। अधिकांश गैर-हिस्टोन क्रोमैटिन प्रोटीन कम मात्रा में (मामूली) कोशिकाओं में मौजूद होते हैं - ये नियामक प्रोटीन होते हैं जो विशिष्ट डीएनए अनुक्रमों को पहचानते हैं और उन्हें बांधते हैं। वे कई आनुवंशिक प्रक्रियाओं में शामिल हैं, लेकिन उनके बारे में बहुत कम जानकारी है। मात्रात्मक रूप से, नॉनहिस्टोन प्रोटीन (प्रमुख), अत्यधिक मोबाइल, आकार में अपेक्षाकृत छोटा, एक बड़े विद्युत आवेश के साथ - वे हमेशा सक्रिय जीन वाले न्यूक्लियोसोम के साथ जुड़ते हैं। इसके अलावा, गैर-हिस्टोन प्रोटीन के समूह में कई एंजाइम शामिल हैं।
यूकेरियोट्स में वंशानुगत सामग्री का पैकिंग स्तर।
इस प्रकार, डीएनए पैकेजिंग स्तर इस प्रकार हैं:
1) न्यूक्लियोसोमल (हिस्टोन प्रोटीन के आठ अणुओं के आसपास डबल स्ट्रैंडेड डीएनए के 2.5 मोड़)।
2) सुपरन्यूक्लियोसोमल - क्रोमैटिन हेलिक्स (क्रोमोनिमा)।
3) क्रोमैटिड - स्पाइरलाइज्ड क्रोमोनिमा।
4) गुणसूत्र - डीएनए शुक्राणुकरण की चौथी डिग्री।
इंटरफेज़ न्यूक्लियस में, क्रोमोसोम डीकोडेड होते हैं और क्रोमैटिन द्वारा दर्शाए जाते हैं। जीन युक्त निराश्रित क्षेत्र को यूक्रोमैटिन (ढीला, रेशेदार क्रोमेटिन) कहा जाता है। ये है आवश्यक शर्तप्रतिलेखन के लिए। विभाजन के बीच आराम के दौरान, गुणसूत्रों के कुछ खंड और संपूर्ण गुणसूत्र संकुचित रहते हैं।
इन सर्पिलाइज्ड, दृढ़ता से दाग वाले क्षेत्रों को हेटरोक्रोमैटिन कहा जाता है। वे प्रतिलेखन के लिए निष्क्रिय हैं। ऐच्छिक और संवैधानिक हेटरोक्रोमैटिन हैं।
ऐच्छिक हेटरोक्रोमैटिन सूचनात्मक है, क्योंकि इसमें जीन होते हैं और यूक्रोमैटिन में जा सकते हैं। दो समजात गुणसूत्रों में से एक विषमवर्णी हो सकता है। कांस्टीट्यूशनल हेटरोक्रोमैटिन हमेशा हेटरोक्रोमैटिक, गैर-सूचनात्मक (जीन शामिल नहीं है), और इसलिए प्रतिलेखन के संबंध में हमेशा निष्क्रिय होता है।
क्रोमोसोमल डीएनए में 10 8 से अधिक आधार जोड़े होते हैं, जिनसे सूचनात्मक ब्लॉक बनते हैं - जीन को रैखिक रूप से व्यवस्थित किया जाता है। वे डीएनए का 25% तक खाते हैं। एक जीन डीएनए की एक कार्यात्मक इकाई है जिसमें पॉलीपेप्टाइड्स, या सभी आरएनए के संश्लेषण के लिए जानकारी होती है। जीन के बीच स्पेसर होते हैं - विभिन्न लंबाई के डीएनए के गैर-सूचनात्मक खंड। निरर्थक जीनों का प्रतिनिधित्व किया जाता है एक लंबी संख्या- 10 4 समान प्रतियां। एक उदाहरण टी-आरएनए, आर-आरएनए, हिस्टोन के लिए जीन हैं। डीएनए में, एक ही न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम होते हैं। वे मध्यम दोहराव और अत्यधिक दोहराव वाले अनुक्रम हो सकते हैं। मध्यम दोहराव वाले क्रम 100 2 - 10 4 के दोहराव के साथ 300 आधार जोड़े तक पहुंचते हैं और अक्सर स्पेसर, निरर्थक जीन का प्रतिनिधित्व करते हैं।
अत्यधिक दोहराव वाले क्रम (10 5 - 10 6) संवैधानिक हेटरोक्रोमैटिन बनाते हैं। सभी क्रोमैटिन का लगभग 75% प्रतिलेखन में शामिल नहीं है, यह अत्यधिक दोहराव वाले अनुक्रमों और गैर-प्रतिलेखित स्पेसर्स पर पड़ता है।
मेटाफ़ेज़ गुणसूत्र की रूपात्मक विशेषताएं।
क्रोमैटिन के माइटोटिक सुपरकॉम्पैक्टाइजेशन प्रकाश माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके गुणसूत्रों की उपस्थिति का अध्ययन करना संभव बनाता है। माइटोसिस के पहले भाग में, वे प्राथमिक कसना के क्षेत्र में एक दूसरे से जुड़े दो क्रोमैटिड से मिलकर बने होते हैं ( सेंट्रोमीयरोंया कीनेटोकोर) क्रोमोसोम का एक विशेष रूप से संगठित खंड जो दोनों बहन क्रोमैटिड्स के लिए सामान्य है। माइटोसिस के दूसरे भाग में, क्रोमैटिड एक दूसरे से अलग हो जाते हैं। वे एकल किस्में बनाते हैं। बेटी गुणसूत्र,बेटी कोशिकाओं के बीच वितरित।
सेंट्रोमियर के स्थान और इसके दोनों किनारों पर स्थित भुजाओं की लंबाई के आधार पर, गुणसूत्रों के कई रूपों को प्रतिष्ठित किया जाता है: समान-सशस्त्र, या मेटाकेंट्रिक (बीच में एक सेंट्रोमियर के साथ), असमान-सशस्त्र, या सबमेटासेंट्रिक (साथ में) एक सेंट्रोमियर सिरों में से एक में स्थानांतरित हो गया), रॉड के आकार का, या एक्रोसेन्ट्रिक (लगभग गुणसूत्र के अंत में स्थित एक सेंट्रोमियर के साथ), और बिंदीदार - बहुत छोटा, जिसका आकार निर्धारित करना मुश्किल है (चित्र। 3.52)। गुणसूत्रों को धुंधला करने के नियमित तरीकों के साथ, वे आकार और सापेक्ष आकार में भिन्न होते हैं। विभेदक धुंधला तकनीकों का उपयोग करते समय, गुणसूत्र की लंबाई के साथ असमान प्रतिदीप्ति या डाई वितरण का पता लगाया जाता है, प्रत्येक व्यक्तिगत गुणसूत्र और उसके समरूप के लिए कड़ाई से विशिष्ट (चित्र। 3.53)।
इस प्रकार, प्रत्येक गुणसूत्र न केवल उसमें निहित जीनों के समूह के संदर्भ में, बल्कि आकृति विज्ञान और विभेदक धुंधलापन की प्रकृति के संदर्भ में भी व्यक्तिगत है।
Eu- और हेटरोक्रोमैटिन, उनका जैविक महत्व।
कोशिका विभाजन के दौरान कुछ गुणसूत्र संघनित और तीव्र रंग के दिखाई देते हैं। इस तरह के मतभेदों को हेटरोपीकोनोसिस कहा जाता था। शब्द "हेटरोक्रोमैटिन" को गुणसूत्रों के उन क्षेत्रों को नामित करने का प्रस्ताव दिया गया था जो समसूत्री चक्र के सभी चरणों में सकारात्मक हेटरोपीकोनोसिस प्रदर्शित करते हैं। यूक्रोमैटिन हैं - माइटोटिक गुणसूत्रों का मुख्य भाग, जो समसूत्रण के सामान्य चक्र से गुजरता है, समसूत्रण के दौरान विघटन, और हेटरोक्रोमैटिन - गुणसूत्रों के वर्ग जो लगातार एक कॉम्पैक्ट अवस्था में होते हैं।
अधिकांश यूकेरियोटिक प्रजातियों में, गुणसूत्रों में ईयू- और हेटरोक्रोमैटिन दोनों क्षेत्र होते हैं, जो बाद वाले जीनोम का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बनाते हैं। हेटेरोक्रोमैटिन सेंट्रोमेरिक में स्थित होता है, कभी-कभी टेलोमेरिक क्षेत्रों में। विषमवर्णी क्षेत्र गुणसूत्रों की यूक्रोमैटिक भुजाओं में पाए गए। वे यूक्रोमैटिन में हेटरोक्रोमैटिन के अंतःक्षेपण (अंतराल) की तरह दिखते हैं। ऐसे हेटरोक्रोमैटिन को इंटरकैलेरी कहा जाता है। क्रोमैटिन का संघनन।यूक्रोमैटिन और हेटरोक्रोमैटिन संघनन चक्रों में भिन्न होते हैं। यूहर। संघनन-विघटन के एक पूर्ण चक्र के माध्यम से इंटरफेज़ से इंटरफ़ेज़, हेटेरो तक जाता है। सापेक्ष सघनता की स्थिति बनाए रखता है। विभेदक धुंधलापन। हेटरोक्रोमैटिन के विभिन्न वर्गों को अलग-अलग रंगों से रंगा जाता है, कुछ क्षेत्रों में - कुछ के साथ, अन्य - कई के साथ। विभिन्न रंगों का उपयोग करना और गुणसूत्र पुनर्व्यवस्था का उपयोग करना जो विषमलैंगिक क्षेत्रों को तोड़ते हैं, ड्रोसोफिला में कई छोटे क्षेत्रों की विशेषता है जहां रंग के लिए आत्मीयता पड़ोसी क्षेत्रों से अलग है।
एक कैरियोटाइप (परिभाषा) की अवधारणा मानव कैरियोटाइप की सामान्य विशेषताएं।
कैरियोटाइप -गुणसूत्रों का एक द्विगुणित समूह, किसी दिए गए प्रजाति के जीवों की दैहिक कोशिकाओं की विशेषता, जो एक प्रजाति-विशिष्ट विशेषता है और गुणसूत्रों की एक निश्चित संख्या, संरचना और आनुवंशिक संरचना की विशेषता है।
यदि जनन कोशिकाओं के अगुणित समुच्चय में गुणसूत्रों की संख्या निरूपित की जाती है पी,तब सामान्य कैरियोटाइप सूत्र दिखेगा 2पी,जहां मूल्य पीविभिन्न प्रजातियों में भिन्न। जीवों की एक प्रजाति विशेषता होने के कारण, कुछ विशेष विशेषताओं द्वारा अलग-अलग व्यक्तियों में कैरियोटाइप भिन्न हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, विभिन्न लिंगों के प्रतिनिधियों में मूल रूप से गुणसूत्रों के एक ही जोड़े होते हैं ( ऑटोसोम), लेकिन उनके कैरियोटाइप गुणसूत्रों के एक जोड़े में भिन्न होते हैं ( हेटरोक्रोमोसोम,या लिंग गुणसूत्र). कभी-कभी ये अंतर महिलाओं और पुरुषों (XX या XO) में अलग-अलग संख्या में हेटरोक्रोमोसोम में होते हैं। अधिक बार, अंतर सेक्स क्रोमोसोम की संरचना से संबंधित होते हैं, जिन्हें विभिन्न अक्षरों -X और Y (XX या XY) द्वारा दर्शाया जाता है।
कैरियोटाइप में प्रत्येक प्रकार के गुणसूत्र जिसमें जीन का एक निश्चित परिसर होता है, माता-पिता से उनके रोगाणु कोशिकाओं के साथ विरासत में मिले दो समरूपों द्वारा दर्शाया जाता है। कैरियोटाइप में निहित जीन का एक दोहरा सेट - एक जीनोटाइप - जीनोम के युग्मित एलील का एक अनूठा संयोजन है। जीनोटाइप में किसी विशेष व्यक्ति का विकास कार्यक्रम शामिल होता है।
डेनवर (1960) और पेरिस (1971) मानव गुणसूत्रों का वर्गीकरण: मूल सिद्धांत और सार।
गुणसूत्रों का डेनवर और पेरिस वर्गीकरणगुणसूत्रों को ऑटोसोम (दैहिक कोशिकाओं) और हेटरोक्रोमोसोम (सेक्स कोशिकाओं) में विभाजित किया जाता है। लेवित्स्की (1924) के सुझाव पर, एक कोशिका के दैहिक गुणसूत्रों के द्विगुणित सेट को कहा जाता था कैरियोटाइप। यह गुणसूत्रों की संख्या, आकार, आकार की विशेषता है। कैरियोटाइप के गुणसूत्रों का वर्णन करने के लिए, एस.जी. के प्रस्ताव के अनुसार। नवशिना वे रूप में व्यवस्थित हैं इडियोग्राम - व्यवस्थित कैरियोटाइप। 1960 में, क्रोमोसोम का डेनवर अंतर्राष्ट्रीय वर्गीकरण प्रस्तावित किया गया था, जहां गुणसूत्रों को सेंट्रोमियर के आकार और स्थान के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है। मानव दैहिक कोशिका के कैरियोटाइप में, 22 जोड़े ऑटोसोम और एक जोड़ी सेक्स क्रोमोसोम प्रतिष्ठित हैं। दैहिक कोशिकाओं में गुणसूत्रों के समूह को कहा जाता है द्विगुणित , और सेक्स कोशिकाओं में - अगुणित (क्या वो ऑटोसोम के आधे सेट के बराबर)। मानव कैरियोटाइप इडियोग्राम में, गुणसूत्रों को उनके आकार और आकार के आधार पर 7 समूहों में विभाजित किया जाता है। 1 - 1-3 बड़े मेटासेंट्रिक। 2 - 4-5 बड़े सबमेटासेंट्रिक। 3 - 6-12 और X-गुणसूत्र माध्यम मेटासेंट्रिक। 4 - 13-15 मध्यम एक्रोसेंट्रिक। 5 - 16-18 अपेक्षाकृत छोटा मेटा-सबमेटासेंट्रिक। 6 - 19-20 छोटे मेटासेंट्रिक। 7 - 21-22 और Y-गुणसूत्र सबसे छोटे एक्रोसेन्ट्रिक हैं। इसके अनुसार पेरिस का वर्गीकरण गुणसूत्रों को उनके आकार और आकार के साथ-साथ रैखिक विभेदन के अनुसार समूहों में विभाजित किया जाता है।
न्यूक्लियोटाइड जटिल जैविक पदार्थ हैं जो कई जैविक प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। वे डीएनए और आरएनए के निर्माण के लिए आधार के रूप में काम करते हैं और इसके अलावा, प्रोटीन के संश्लेषण के लिए जिम्मेदार हैं और आनुवंशिक स्मृतिऊर्जा के सार्वभौमिक स्रोत होने के नाते। न्यूक्लियोटाइड्स कोएंजाइम का हिस्सा हैं, कार्बोहाइड्रेट चयापचय और लिपिड संश्लेषण में भाग लेते हैं। इसके अलावा, न्यूक्लियोटाइड मुख्य रूप से समूह बी (राइबोफ्लेविन, नियासिन) के विटामिन के सक्रिय रूपों के घटक हैं। न्यूक्लियोटाइड प्राकृतिक माइक्रोबायोकेनोसिस के निर्माण में योगदान करते हैं, आंत में पुनर्योजी प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक ऊर्जा प्रदान करते हैं, हेपेटोसाइट्स के कामकाज की परिपक्वता और सामान्यीकरण को प्रभावित करते हैं।
न्यूक्लियोटाइड कम आणविक भार यौगिक होते हैं जिनमें नाइट्रोजनस बेस (प्यूरिन, पाइरीमिडीन), पेंटोस शुगर (राइबोज या डीऑक्सीराइबोज) और 1-3 फॉस्फेट समूह होते हैं।
सबसे आम मोनोफॉस्फेट चयापचय प्रक्रियाओं में शामिल होते हैं: प्यूरीन - एडेनोसिन मोनोफॉस्फेट (एएमपी), ग्वानोसिन मोनोफॉस्फेट (जीएमपी), पाइरीमिडाइन्स - साइटिडीन मोनोफॉस्फेट (सीएमपी), यूरिडीन मोनोफॉस्फेट (यूएमपी)।
शिशु आहार में न्यूक्लिओटाइड्स की सामग्री की समस्या में रुचि का क्या कारण है?
कुछ समय पहले तक, यह माना जाता था कि सभी आवश्यक न्यूक्लियोटाइड शरीर के अंदर संश्लेषित होते हैं, और उन्हें अपूरणीय नहीं माना जाता था। पोषक तत्त्व. यह माना जाता था कि आहार न्यूक्लियोटाइड में मुख्य रूप से "स्थानीय प्रभाव" होता है, जो छोटी आंत, लिपिड चयापचय और यकृत समारोह के विकास और विकास को निर्धारित करता है। हालांकि, हाल के अध्ययनों (ईएसपीजीएएन सत्र, 1997 की सामग्री) से पता चला है कि अंतर्जात आपूर्ति अपर्याप्त होने पर ये न्यूक्लियोटाइड आवश्यक हो जाते हैं: उदाहरण के लिए, ऊर्जा की कमी के साथ रोगों में - गंभीर संक्रमण, खपत के रोग, साथ ही नवजात शिशु में अवधि, बच्चे के तेजी से विकास के दौरान, इम्युनोडेफिशिएंसी राज्यों और हाइपोक्सिक चोटों में। इसी समय, अंतर्जात संश्लेषण की कुल मात्रा घट जाती है और शरीर की जरूरतों को पूरा करने के लिए अपर्याप्त हो जाती है। ऐसी परिस्थितियों में, भोजन के साथ न्यूक्लियोटाइड का सेवन इन पदार्थों के संश्लेषण के लिए शरीर की ऊर्जा लागत को "बचाता है" और ऊतक कार्य को अनुकूलित कर सकता है। इसलिए, डॉक्टरों ने लंबे समय से जिगर, दूध, मांस, शोरबा, यानी न्यूक्लियोटाइड से भरपूर खाद्य पदार्थों को लंबी अवधि की बीमारियों के बाद भोजन के रूप में उपयोग करने की सलाह दी है।
शिशुओं को दूध पिलाते समय न्यूक्लियोटाइड्स का पूरक पोषण पूरकता आवश्यक है। लगभग 30 साल पहले मानव दूध से न्यूक्लियोटाइड को अलग किया गया था। आज तक, मानव दूध में 13 एसिड-घुलनशील न्यूक्लियोटाइड की पहचान की गई है। यह लंबे समय से ज्ञात है कि मानव दूध और दूध की संरचना विभिन्न प्रकारजानवर समान नहीं हैं। हालांकि, कई वर्षों तक केवल मुख्य खाद्य घटकों पर ध्यान देने की प्रथा थी: प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट, लिपिड, खनिज, विटामिन। इसी समय, मानव दूध में न्यूक्लियोटाइड न केवल मात्रा में, बल्कि संरचना में भी गाय के दूध में न्यूक्लियोटाइड से काफी भिन्न होते हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, गाय के दूध में मुख्य न्यूक्लियोटाइड ऑरोटेट, जो कि अनुकूलित दूध मिश्रण में भी महत्वपूर्ण मात्रा में निहित है, मानव दूध में मौजूद नहीं है।
न्यूक्लियोटाइड स्तन दूध के गैर-प्रोटीन नाइट्रोजन अंश का एक घटक है। गैर-प्रोटीन नाइट्रोजन स्तन के दूध में कुल नाइट्रोजन के लगभग 25% के लिए जिम्मेदार होता है और इसमें अमीनो शर्करा और कार्निटाइन होता है, जो नवजात शिशुओं के विकास में विशेष भूमिका निभाते हैं। न्यूक्लियोटाइड नाइट्रोजन स्तनपान कराने वाले शिशुओं में सबसे कुशल प्रोटीन सेवन को बढ़ावा दे सकता है, जो फार्मूला से पीड़ित शिशुओं की तुलना में तुलनात्मक रूप से कम प्रोटीन प्राप्त करते हैं।
यह पाया गया कि महिलाओं के दूध में न्यूक्लियोटाइड की सांद्रता रक्त सीरम में उनकी सामग्री से अधिक होती है। इससे पता चलता है कि एक महिला की स्तन ग्रंथियां स्तन के दूध में प्रवेश करने वाले न्यूक्लियोटाइड की एक अतिरिक्त मात्रा का संश्लेषण करती हैं। स्तनपान के चरणों के अनुसार न्यूक्लियोटाइड की सामग्री में भी अंतर होता है। इसलिए, सबसे बड़ी संख्यादूध में न्यूक्लियोटाइड्स 2-4 वें महीने में निर्धारित होते हैं, और फिर 6-7 वें महीने के बाद उनकी सामग्री धीरे-धीरे कम होने लगती है।
प्रारंभिक परिपक्व दूध में मुख्य रूप से मोनोन्यूक्लियोटाइड्स (एएमपी, सीएमपी, जीएमपी) होते हैं। देर से परिपक्व दूध में उनकी संख्या कोलोस्ट्रम की तुलना में अधिक होती है, लेकिन स्तनपान के पहले महीने के दूध की तुलना में कम होती है।
स्तन के दूध में न्यूक्लियोटाइड्स की सांद्रता गर्मियों में समान खिला समय की तुलना में सर्दियों में अधिक परिमाण का एक क्रम है।
ये आंकड़े संकेत दे सकते हैं कि स्तन ग्रंथियों की कोशिकाओं में न्यूक्लियोटाइड का एक अतिरिक्त संश्लेषण होता है, क्योंकि जीवन के पहले महीनों में बाहर से आने वाले पदार्थ बच्चे के चयापचय और ऊर्जा चयापचय के आवश्यक स्तर को बनाए रखते हैं। स्तन के दूध में न्यूक्लियोटाइड संश्लेषण में वृद्धि सर्दियों की अवधिएक सुरक्षात्मक तंत्र है: वर्ष के इस समय में, बच्चा संक्रमण के प्रति अधिक संवेदनशील होता है और विटामिन और खनिज की कमी अधिक आसानी से विकसित होती है।
जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, सभी स्तनधारी प्रजातियों के दूध में न्यूक्लियोटाइड की संरचना और एकाग्रता भिन्न होती है, लेकिन उनकी संख्या हमेशा स्तन के दूध की तुलना में कम होती है। यह स्पष्ट रूप से इस तथ्य के कारण है कि विशेष रूप से रक्षाहीन शावकों में बहिर्जात न्यूक्लियोटाइड की आवश्यकता अधिक होती है।
स्तन का दूध न केवल बच्चे के तर्कसंगत विकास के लिए सबसे संतुलित उत्पाद है, बल्कि एक नाजुक शारीरिक प्रणाली भी है जो बच्चे की जरूरतों के आधार पर बदल सकती है। आने वाले लंबे समय तक स्तन के दूध का व्यापक अध्ययन किया जाएगा, न केवल इसकी मात्रात्मक और गुणात्मक संरचना, बल्कि एक बढ़ते और विकासशील जीव की प्रणालियों के कामकाज में व्यक्तिगत अवयवों की भूमिका भी। शिशुओं के कृत्रिम आहार के फार्मूले में भी सुधार किया जाएगा और धीरे-धीरे वास्तविक "स्तन के दूध के विकल्प" बन जाएंगे। एक बढ़ते और विकासशील जीव के लिए स्तन के दूध के न्यूक्लियोटाइड्स का व्यापक शारीरिक महत्व है, जो उन्हें मिश्रण में पेश करने के आधार के रूप में कार्य करता है। बच्चों का खानाऔर स्तन के दूध में एकाग्रता और संरचना के करीब पहुंचना।
अनुसंधान का अगला चरण भ्रूण की परिपक्वता और शिशु विकास पर शिशु सूत्रों में पेश किए गए न्यूक्लियोटाइड के प्रभाव को स्थापित करने का प्रयास था।
बच्चे की प्रतिरक्षा प्रणाली के सक्रिय होने का डेटा सबसे अधिक निदर्शी निकला। जैसा कि ज्ञात है, IgG गर्भाशय में दर्ज किया जाता है, IgM बच्चे के जन्म के तुरंत बाद संश्लेषित होना शुरू हो जाता है, IgA को सबसे धीरे-धीरे संश्लेषित किया जाता है, और इसका सक्रिय संश्लेषण जीवन के 2-3 वें महीने के अंत तक होता है। उनके उत्पादन की प्रभावशीलता काफी हद तक प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया की परिपक्वता से निर्धारित होती है।
अध्ययन के लिए, 3 समूह बनाए गए: जिन बच्चों को केवल स्तन का दूध मिला, केवल न्यूक्लियोटाइड वाले सूत्र, और न्यूक्लियोटाइड के बिना दूध के सूत्र।
नतीजतन, यह पाया गया कि जिन बच्चों ने जीवन के पहले महीने के अंत तक और तीसरे महीने में न्यूक्लियोटाइड की खुराक के साथ सूत्र प्राप्त किए, उनमें इम्युनोग्लोबुलिन एम संश्लेषण का स्तर लगभग उन बच्चों के बराबर था, जो इस पर हैं स्तनपान, लेकिन एक साधारण मिश्रण प्राप्त करने वाले बच्चों की तुलना में काफी अधिक है। इम्युनोग्लोबुलिन ए के संश्लेषण के स्तर के विश्लेषण में इसी तरह के परिणाम प्राप्त हुए थे।
प्रतिरक्षा प्रणाली की परिपक्वता टीकाकरण की प्रभावशीलता को निर्धारित करती है, क्योंकि टीकाकरण के लिए प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया बनाने की क्षमता जीवन के पहले वर्ष में प्रतिरक्षा विकास के संकेतकों में से एक है। उदाहरण के लिए, हमने उन बच्चों में डिप्थीरिया के प्रति एंटीबॉडी के उत्पादन के स्तर का अध्ययन किया जो "न्यूक्लियोटाइड" सूत्र पर हैं, स्तनपान और न्यूक्लियोटाइड के बिना मिश्रण। पहले और आखिरी टीकाकरण के 1 महीने बाद एंटीबॉडी के स्तर को मापा गया। यह पाया गया कि पहले संकेतक भी अधिक थे, और न्यूक्लियोटाइड के साथ मिश्रण प्राप्त करने वाले बच्चों में दूसरे संकेतक काफी अधिक थे।
बच्चों के शारीरिक और साइकोमोटर विकास पर न्यूक्लियोटाइड के मिश्रण के साथ खिलाने के प्रभाव का अध्ययन करते समय, बेहतर वजन बढ़ने की प्रवृत्ति और मोटर और मानसिक कार्य का तेजी से विकास नोट किया गया था।
इसके अलावा, इस बात के प्रमाण हैं कि न्यूक्लियोटाइड पूरकता तंत्रिका ऊतक, मस्तिष्क कार्यों और दृश्य विश्लेषक की तेजी से परिपक्वता को बढ़ावा देती है, जो समय से पहले और रूपात्मक रूप से अपरिपक्व बच्चों के साथ-साथ नेत्र संबंधी समस्याओं वाले बच्चों के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है।
हर कोई छोटे बच्चों में माइक्रोबायोकेनोसिस के गठन के साथ समस्याओं को जानता है, खासकर पहले महीनों में। ये अपच, आंतों के शूल, बढ़े हुए पेट फूलने की घटनाएं हैं। "न्यूक्लियोटाइड" मिश्रण की खपत आपको प्रोबायोटिक्स के साथ सुधार की आवश्यकता के बिना स्थिति को जल्दी से सामान्य करने की अनुमति देती है। जिन बच्चों को न्यूक्लियोटाइड के साथ मिश्रण प्राप्त हुआ, जठरांत्र संबंधी मार्ग की शिथिलता, मल की अस्थिरता कम आम थी, उन्होंने बाद के पूरक खाद्य पदार्थों की शुरूआत को अधिक आसानी से सहन किया।
हालांकि, न्यूक्लियोटाइड के साथ मिश्रण का उपयोग करते समय, यह ध्यान में रखना चाहिए कि वे मल की आवृत्ति को कम करते हैं, इसलिए कब्ज वाले बच्चों में सावधानी के साथ उनकी सिफारिश की जानी चाहिए।
कुपोषण, रक्ताल्पता वाले बच्चों के साथ-साथ नवजात काल में हाइपोक्सिक विकारों से पीड़ित बच्चों में इन मिश्रणों का विशेष महत्व हो सकता है। न्यूक्लियोटाइड के साथ मिश्रण कई समस्याओं को हल करने में मदद करता है जो समय से पहले बच्चों को पालने में उत्पन्न होती हैं। विशेष रूप से, हम बात कर रहे हेजीवन के पहले वर्ष में खराब भूख और कम वजन बढ़ने के बारे में, इसके अलावा, मिश्रणों का उपयोग शिशुओं के अधिक संपूर्ण साइकोमोटर विकास में योगदान देता है।
पूर्वगामी के आधार पर, न्यूक्लियोटाइड एडिटिव्स के साथ मिश्रण का उपयोग हमारे लिए, डॉक्टरों के लिए बहुत रुचि का है। हम इन मिश्रणों को बच्चों के एक बड़े समूह को सुझा सकते हैं, खासकर जब से मिश्रण औषधीय नहीं हैं। साथ ही, हम छोटे बच्चों में व्यक्तिगत स्वाद प्रतिक्रियाओं की संभावना को इंगित करना महत्वपूर्ण मानते हैं, खासकर जब एक बच्चे को नियमित मिश्रण से न्यूक्लियोटाइड युक्त एक में स्थानांतरित करना। इसलिए, कुछ मामलों में, यहां तक कि एक कंपनी के मिश्रण का उपयोग करते समय, हमने बच्चे में प्रस्तावित मिश्रण से इनकार करने तक नकारात्मक प्रतिक्रियाओं को नोट किया। हालांकि, सभी साहित्यिक स्रोततर्क है कि न्यूक्लियोटाइड न केवल स्वाद पर प्रतिकूल प्रभाव डालते हैं, बल्कि इसके विपरीत, मिश्रण के ऑर्गेनोलेप्टिक गुणों को बदले बिना उन्हें सुधारते हैं।
हम न्यूक्लियोटाइड एडिटिव्स वाले मिश्रणों का अवलोकन प्रस्तुत करते हैं और हमारे बाजार में उपलब्ध हैं। ये फ़्रीज़लैंड न्यूट्रिशन (हॉलैंड) "फ्रिसोलक", "फ्रिसोमेल" से मट्ठा मिश्रण हैं, जिसमें मानव दूध के न्यूक्लियोटाइड के समान 4 न्यूक्लियोटाइड होते हैं; मट्ठा मिश्रण मैमेक्स (इंटर्न न्यूट्रिशन, डेनमार्क), एनएएन (नेस्ले, स्विट्जरलैंड), एनफैमिल (मीड जॉनसन, यूएसए), सिमिलैक फॉर्मूला प्लस मिश्रण (एबट लेबोरेटरीज, स्पेन / यूएसए)। इन मिश्रणों में न्यूक्लियोटाइड की संख्या और संरचना भिन्न होती है, जो निर्माता द्वारा निर्धारित की जाती है।
सभी निर्माता न्यूक्लियोटाइड के अनुपात और संरचना को चुनने की कोशिश कर रहे हैं, इसे तकनीकी रूप से और जैव रासायनिक रूप से स्तन के दूध के जितना संभव हो उतना करीब लाते हैं। यह बिल्कुल स्पष्ट है कि यांत्रिक दृष्टिकोण शारीरिक नहीं है। निस्संदेह, शिशु फार्मूले में न्यूक्लियोटाइड्स का परिचय स्तन के दूध के विकल्प के उत्पादन में एक क्रांतिकारी कदम है, जो मानव स्तन के दूध की संरचना के अधिकतम सन्निकटन में योगदान देता है। हालांकि, बच्चे के लिए इस अद्वितीय, सार्वभौमिक और आवश्यक उत्पाद के लिए अभी तक किसी भी मिश्रण को शारीरिक रूप से पूरी तरह से समान नहीं माना जा सकता है।
ई.एस. केशिशन, चिकित्सा विज्ञान के डॉक्टर, प्रोफेसर
ई. के. बर्डनिकोवा
बाल रोग और बाल चिकित्सा सर्जरी के मास्को अनुसंधान संस्थान, रूसी संघ के स्वास्थ्य मंत्रालय, मास्को
