डीएनए संश्लेषण

डीएनए संश्लेषण डीएनए की प्रतिकृति के हिस्से के रूप में होता है। डीएनए आनुवांशिक जानकारी का वाहक है और सभी जीवन प्रक्रियाओं को नियंत्रित करता है। मनुष्यों में, अन्य सभी जीवित चीजों की तरह, यह कोशिका के केंद्रक में स्थित होता है। डीएनए एक डबल स्ट्रैंड के रूप में है, एक मुड़ रस्सी सीढ़ी के समान है जिसे हेलिक्स कहा जाता है। इस दोहरे हेलिक्स में दो डीएनए अणु होते हैं। दो पूरक एकल किस्में में से प्रत्येक चीनी अणुओं (डीऑक्सीराइबोज) और फॉस्फेट के अवशेषों की एक रीढ़ से बना है, जिसमें चार कार्बनिक, नाइट्रोजनस बेस ग्वानिन, एडेनिन, साइटोसिन और थायरिन बाध्य हैं। दो किस्में विरोध, तथाकथित पूरक, ठिकानों के बीच हाइड्रोजन बांड के माध्यम से एक दूसरे से बंधी हैं। पूरक बेस पेयरिंग के सिद्धांत के अनुसार, एक तरफ केवल गाइनिन और साइटोसिन के बीच संबंध और दूसरी ओर एडेनिन और थाइमिन संभव है।

डीएनए संश्लेषण क्या है?

डीएनए को दोहराने के लिए, डीएनए संश्लेषण की प्रक्रिया आवश्यक है। यह डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (डीएनए या डीएनए के रूप में संक्षिप्त) की संरचना का वर्णन करता है। यहां प्रमुख एंजाइम डीएनए पोलीमरेज़ है। यह एकमात्र तरीका है जिससे कोशिका विभाजन संभव है।

प्रतिकृति के लिए, मुड़ डीएनए डबल स्ट्रैंड पहले एंजाइमों, तथाकथित हेलीकाप्टरों और टोपियोसोमेरेज़ों द्वारा एकजुट होता है, और दो एकल किस्में एक दूसरे से अलग होती हैं। वास्तविक प्रतिकृति के लिए इस तैयारी को दीक्षा कहा जाता है। अब आरएनए का एक टुकड़ा संश्लेषित किया जाता है, जिसे डीएनए पोलीमरेज़ को अपनी एंजाइमिक गतिविधि के लिए शुरुआती बिंदु के रूप में आवश्यकता होती है।

बाद के बढ़ाव (स्ट्रैंड एक्सटेंशन) के दौरान, प्रत्येक एकल स्ट्रैंड का उपयोग डीएनए पोलीमरेज़ द्वारा पूरक समकक्ष डीएनए को संश्लेषित करने के लिए एक टेम्पलेट के रूप में किया जा सकता है। चूंकि एक आधार केवल एक दूसरे आधार से जुड़ सकता है, इसलिए एकल स्ट्रैंड का उपयोग करके दूसरे, जुड़े स्ट्रैंड का पुनर्निर्माण करना संभव है। पूरक आधारों का यह कार्य डीएनए पोलीमरेज़ का कार्य है।

नए डीएनए स्ट्रैंड के चीनी-फॉस्फेट रीढ़ को एक लिगेज द्वारा जोड़ा जाता है। यह दो नए डीएनए डबल स्ट्रैंड बनाता है, जिनमें से प्रत्येक में पुराने डीएनए हेलिक्स से एक स्ट्रैंड होता है। नए डबल हेलिक्स को इसलिए अर्धविराम कहा जाता है।

डबल हेलिक्स के दोनों किस्में में एक ध्रुवीयता होती है जो अणुओं के उन्मुखीकरण को इंगित करती है। एक हेलिक्स में दो डीएनए अणुओं की दिशा विपरीत है। चूंकि डीएनए पोलीमरेज़ केवल एक दिशा में काम करता है, केवल उचित अभिविन्यास में आने वाले स्ट्रैंड को लगातार बनाया जा सकता है। अन्य स्ट्रैंड को टुकड़े द्वारा संश्लेषित किया जाता है। परिणामी डीएनए खंड, जिसे ओकाजाकी टुकड़े के रूप में भी जाना जाता है, फिर लिगेज द्वारा एक साथ जुड़ जाते हैं।विभिन्न cofactors की मदद से डीएनए संश्लेषण की समाप्ति को समाप्ति के रूप में जाना जाता है।

कार्य और कार्य

चूंकि अधिकांश कोशिकाओं में केवल एक सीमित जीवनकाल होता है, इसलिए उन कोशिकाओं को बदलने के लिए कोशिका विभाजन के माध्यम से शरीर में लगातार नई कोशिकाओं का निर्माण होना चाहिए। उदाहरण के लिए, मानव शरीर में लाल रक्त कोशिकाओं का औसत जीवनकाल 120 दिनों का होता है, जबकि कुछ आंतों की कोशिकाओं को एक या दो दिनों के बाद नई कोशिकाओं द्वारा प्रतिस्थापित करना पड़ता है। इसके लिए माइटोटिक कोशिका विभाजन की आवश्यकता होती है, जिसमें दो नई, समान बेटी कोशिकाएं एक माँ कोशिका से निर्मित होती हैं। दोनों कोशिकाओं को जीन के पूर्ण सेट की आवश्यकता होती है, जिसका अर्थ है कि, अन्य सेल घटकों के विपरीत, इसे बस विभाजित नहीं किया जा सकता है। ताकि विभाजन के दौरान कोई आनुवांशिक जानकारी न खो जाए, विभाजन से पहले डीएनए को दोगुना ("प्रतिकृति") किया जाना चाहिए।

कोशिका विभाजन भी पुरुष और महिला रोगाणु कोशिकाओं (अंडे और शुक्राणु कोशिकाओं) की परिपक्वता के दौरान होता है। ले जाने वाले अर्धसूत्री विभाजन में, डीएनए दोगुना नहीं होता है क्योंकि डीएनए के आधे हिस्से में कमी वांछित होती है। जब अंडा और शुक्राणु कोशिकाएं फ्यूज हो जाती हैं, तो डीएनए की पैकेजिंग अवस्था में गुणसूत्रों की पूरी संख्या फिर से पहुंच जाती है।

डीएनए मानव शरीर और अन्य सभी जीवों के कामकाज के लिए आवश्यक है क्योंकि यह प्रोटीन के संश्लेषण का आधार है। तीन लगातार आधारों का एक संयोजन एक एमिनो एसिड के लिए खड़ा है, यही वजह है कि हम ट्रिपल कोड की बात करते हैं। प्रत्येक बेस ट्रिपल मैसेंजर आरएनए (एमआरएनए) के माध्यम से एक एमिनो एसिड में "अनुवादित" है; ये अमीनो एसिड तब कोशिका प्लाज्मा में प्रोटीन से जुड़े होते हैं। एमआरएनए डीएनए से केवल एक परमाणु में रीढ़ की हड्डी के अवशेषों और कुछ आधारों में भिन्न होता है। एमआरएनए मुख्य रूप से कोशिका नाभिक से डीएनए में संग्रहीत सूचना के परिवहन के लिए एक सूचना वाहक के रूप में सेल प्लाज्मा में कार्य करता है।

बीमारियों और बीमारियों

एक जीव जो डीएनए संश्लेषण में सक्षम नहीं है, वह व्यवहार्य नहीं होगा क्योंकि भ्रूण के विकास के दौरान कोशिका विभाजन द्वारा नई कोशिकाओं का गठन किया जाना है। डीएनए संश्लेषण में त्रुटियां, अर्थात्, व्यक्तिगत रूप से गलत तरीके से शामिल किए गए आधार जो पूरक बेस पेयरिंग के सिद्धांत का पालन नहीं करते हैं, अपेक्षाकृत अक्सर होते हैं। इस वजह से, मानव कोशिकाओं में मरम्मत प्रणाली होती है। ये एंजाइमों पर आधारित होते हैं जो डीएनए डबल स्ट्रैंड को नियंत्रित करते हैं और विभिन्न तंत्रों का उपयोग करके गलत तरीके से डाले गए आधारों को सही करते हैं।

इस उद्देश्य के लिए, उदाहरण के लिए, गलत आधार के आसपास के क्षेत्र को काट दिया जा सकता है और समझाया गया संश्लेषण सिद्धांत के अनुसार फिर से बनाया जा सकता है। हालाँकि, यदि कोशिका के डीएनए की मरम्मत प्रणाली ख़राब है या अतिभारित है, तो आधार बेमेल, तथाकथित उत्परिवर्तन, जमा हो सकता है। ये उत्परिवर्तन जीनोम को अस्थिर करते हैं और इस प्रकार डीएनए संश्लेषण के दौरान नई त्रुटियों की संभावना को बढ़ाते हैं। इस तरह के म्यूटेशन के जमा होने से कैंसर हो सकता है। उत्परिवर्तन कुछ जीनों को कैंसर को बढ़ावा देने वाला प्रभाव (कार्य का लाभ) देता है, जबकि अन्य जीन अपने सुरक्षात्मक प्रभाव (कार्य की हानि) को खो देते हैं।

कुछ कोशिकाओं में, हालांकि, एक बढ़ी हुई त्रुटि दर उन्हें और अधिक अनुकूलनीय बनाने के लिए भी वांछनीय है, उदाहरण के लिए मानव प्रतिरक्षा प्रणाली की कुछ कोशिकाओं में।