न्यूक्लिक एसिड: संरचना, कार्य, प्रकार और उदाहरण

न्यूक्लिक एसिड चार प्रमुख श्रेणियों में से एक का प्रतिनिधित्व करते हैं जैविक अणुओं, जो पदार्थ हैं जो कोशिकाओं को बनाते हैं। अन्य प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट और लिपिड (या वसा) हैं।

न्यूक्लिक एसिड, जिसमें शामिल हैं डीएनए (डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड) तथा आरएनए (राइबोन्यूक्लिक एसिड), अन्य तीन जैव-अणुओं से इस मायने में भिन्न हैं कि मूल जीव को ऊर्जा की आपूर्ति करने के लिए उन्हें चयापचय नहीं किया जा सकता है।

(इसीलिए आपको पोषण संबंधी जानकारी के लेबल पर "न्यूक्लिक एसिड" दिखाई नहीं देता है।)

DNA और RNA का कार्य अनुवांशिक सूचनाओं को संग्रहित करना है। आपके अपने डीएनए की एक पूरी कॉपी आपके शरीर की लगभग हर कोशिका के केंद्रक में पाई जा सकती है, जिससे डीएनए का यह एकत्रीकरण होता है - जिसे कहा जाता है गुणसूत्रों इस संदर्भ में - बल्कि लैपटॉप कंप्यूटर की हार्ड ड्राइव की तरह।

इस योजना में, आरएनए की लंबाई को कहा जाता है दूत आरएनए इसमें केवल एक प्रोटीन उत्पाद के लिए कोडित निर्देश होते हैं (यानी, इसमें एक जीन होता है) और इसलिए यह एक "थंब ड्राइव" की तरह है जिसमें एक महत्वपूर्ण फ़ाइल होती है।

डीएनए और आरएनए बहुत निकट से संबंधित हैं। डीएनए में हाइड्रोजन परमाणु (-H) का एकल प्रतिस्थापन से जुड़े हाइड्रॉक्सिल समूह (-OH) के लिए आरएनए में संबंधित कार्बन परमाणु दोनों के बीच संपूर्ण रासायनिक और संरचनात्मक अंतर के लिए जिम्मेदार है न्यूक्लिक एसिड।

जैसा कि आप देखेंगे, हालांकि, जैसा कि अक्सर रसायन विज्ञान में होता है, जो परमाणु स्तर पर एक छोटे से अंतर की तरह लगता है, उसके स्पष्ट और गहन व्यावहारिक परिणाम होते हैं।

न्यूक्लिक एसिड न्यूक्लियोटाइड से बने होते हैं, जो ऐसे पदार्थ होते हैं जिनमें स्वयं तीन अलग-अलग रासायनिक समूह होते हैं: a पेंटोस शुगर, एक से तीन फॉस्फेट समूह और एक नाइट्रोजन बेस.

आरएनए में पेंटोस शुगर राइबोज होता है, जबकि डीएनए में डीऑक्सीराइबोज होता है। इसके अलावा, न्यूक्लिक एसिड में, न्यूक्लियोटाइड में केवल एक फॉस्फेट समूह होता है। एक प्रसिद्ध न्यूक्लियोटाइड का एक उदाहरण जिसमें कई फॉस्फेट समूह हैं एटीपी, या एडीनोसिन ट्राइफॉस्फेट. एडीपी (एडेनोसिन डिपोस्फेट) उन्हीं प्रक्रियाओं में से कई में भाग लेता है जो एटीपी करता है।

डीएनए के एकल अणु हो सकते हैं असाधारण रूप से लंबा और एक पूरे गुणसूत्र की लंबाई के लिए विस्तार कर सकते हैं। आरएनए अणु डीएनए अणुओं की तुलना में आकार में कहीं अधिक सीमित होते हैं लेकिन फिर भी मैक्रोमोलेक्यूल्स के रूप में योग्य होते हैं।

राइबोज़ (आरएनए की चीनी) में पांच-परमाणु वलय होता है जिसमें चीनी में पांच कार्बन में से चार शामिल होते हैं। अन्य तीन में हाइड्रॉक्सिल (-OH) समूह, एक हाइड्रोजन परमाणु और एक हाइड्रॉक्सीमिथाइल (-CH2OH) समूह द्वारा कब्जा कर लिया गया है।

फर्क सिर्फ इतना है डीऑक्सीराइबोज (डीएनए की शर्करा) यह है कि तीन हाइड्रॉक्सिल समूहों में से एक (2-कार्बन स्थिति में एक) चला गया है और एक हाइड्रोजन परमाणु द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है।

इसके अलावा, जबकि डीएनए और आरएनए दोनों में न्यूक्लियोटाइड होते हैं जिनमें चार संभावित नाइट्रोजनस बेस शामिल होते हैं, ये दो न्यूक्लिक एसिड के बीच थोड़ा भिन्न होते हैं। डीएनए में एडेनिन (ए), साइटोसिन (सी), गुआनिन (जी) और थाइमिन शामिल हैं। जबकि RNA में A, C और G होता है लेकिन यूरैसिल (यू) थाइमिन के स्थान पर।

डीएनए और आरएनए के बीच अधिकांश कार्यात्मक अंतर कोशिकाओं में उनकी स्पष्ट रूप से भिन्न भूमिकाओं से संबंधित हैं। डीएनए वह जगह है जहां जीने के लिए आनुवंशिक कोड - न केवल प्रजनन बल्कि दिन-प्रतिदिन की जीवन गतिविधियाँ - संग्रहीत होती हैं।

आरएनए, या कम से कम एमआरएनए, समान जानकारी एकत्र करने और इसे राइबोसोम में लाने के लिए जिम्मेदार है नाभिक के बाहर जहां प्रोटीन का निर्माण होता है जो उपरोक्त चयापचय को पूरा करने की अनुमति देता है गतिविधियाँ।

न्यूक्लिक एसिड का आधार अनुक्रम वह होता है जहां इसके विशिष्ट संदेश होते हैं, और नाइट्रोजनयुक्त इस प्रकार आधारों को एक ही प्रजाति के जानवरों में अंतर के लिए अंततः जिम्मेदार कहा जा सकता है - कि है, एक ही विशेषता के विभिन्न रूप (जैसे, आंखों का रंग, शरीर के बालों का पैटर्न)।

न्यूक्लिक एसिड (ए और जी) में दो आधार प्यूरीन होते हैं, जबकि दो (डीएनए में सी और टी; सी और यू आरएनए में) पाइरीमिडीन हैं। प्यूरीन के अणुओं में दो जुड़े हुए छल्ले होते हैं, जबकि पाइरीमिडाइन में केवल एक होता है और सामान्य रूप से छोटा होता है। जैसा कि आप जल्द ही सीखेंगे, डीएनए अणु है दोहरी मुसीबत के बीच संबंध के कारण न्यूक्लियोटाइड आसन्न धागों में।

एक प्यूरीन बेस केवल एक पाइरीमिडीन बेस के साथ बंध सकता है, क्योंकि दो प्यूरीन बहुत अधिक जगह लेंगे स्ट्रैंड्स और दो पाइरीमिडीन के बीच बहुत कम, एक प्यूरीन-पाइरीमिडीन संयोजन सिर्फ सही होने के साथ आकार।

लेकिन चीजें वास्तव में इससे अधिक कसकर नियंत्रित होती हैं: न्यूक्लिक एसिड में, एकेवल करने के लिए बांडटी (यायू आरएनए में), जबकि सी बांड केवल जी bonds.

डीएनए अणु का पूरा विवरण a. के रूप में डबल-असहाय हेलिक्स 1953 में जेम्स वाटसन और फ्रांसिस क्रिक द्वारा अंततः दोनों को नोबेल पुरस्कार मिला, हालांकि एक्स-रे विवर्तन कार्य इस उपलब्धि के लिए अग्रणी वर्षों में रोसलिंड फ्रैंकलिन ने जोड़ी की सफलता में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई थी और अक्सर इसे कम करके आंका जाता है इतिहास की पुस्तकें।

प्रकृति में, डीएनए एक हेलिक्स के रूप में मौजूद है क्योंकि यह अणुओं के विशेष सेट के लिए सबसे ऊर्जावान रूप से अनुकूल रूप है जिसमें इसे लेना होता है।

साइड चेन, बेस और डीएनए अणु के अन्य हिस्से इलेक्ट्रोकेमिकल आकर्षण और इलेक्ट्रोकेमिकल के सही मिश्रण का अनुभव करते हैं प्रतिकर्षण ताकि अणु दो सर्पिलों के आकार में सबसे अधिक "आरामदायक" हो, एक दूसरे से थोड़ा ऑफसेट हो, जैसे इंटरवॉवन सर्पिल-शैली सीढ़ियाँ।

डीएनए स्ट्रैंड्स में बारी-बारी से फॉस्फेट समूह और चीनी अवशेष होते हैं, जिसमें नाइट्रोजनस बेस चीनी हिस्से के एक अलग हिस्से से जुड़े होते हैं। एक डीएनए या आरएनए स्ट्रैंड एक न्यूक्लियोटाइड के फॉस्फेट समूह और अगले के चीनी अवशेषों के बीच बने हाइड्रोजन बांड के लिए धन्यवाद देता है।

विशेष रूप से, आने वाले न्यूक्लियोटाइड के नंबर -5 कार्बन (अक्सर 5' लिखा जाता है) पर फॉस्फेट संलग्न होता है बढ़ते पॉलीन्यूक्लियोटाइड (छोटे न्यूक्लिक) के नंबर -3 कार्बन (या 3 ') पर हाइड्रॉक्सिल समूह के स्थान पर एसिड)। यह एक के रूप में जाना जाता है फॉस्फोडाइस्टर लिंकेज.

इस बीच, ए बेस वाले सभी न्यूक्लियोटाइड डीएनए में टी बेस वाले न्यूक्लियोटाइड और आरएनए में यू बेस वाले न्यूक्लियोटाइड्स के साथ पंक्तिबद्ध होते हैं; C दोनों में G के साथ विशिष्ट रूप से जोड़े।

DNA अणु के दो रज्जु कहलाते हैं पूरक एक दूसरे को, क्योंकि एक का आधार अनुक्रम दूसरे के आधार अनुक्रम का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है, सरल आधार-युग्मन योजना के लिए धन्यवाद न्यूक्लिक एसिड अणु निरीक्षण करते हैं।

आरएनए, जैसा कि उल्लेख किया गया है, रासायनिक स्तर पर डीएनए के समान असाधारण रूप से समान है, चार में से केवल एक नाइट्रोजनस आधार अलग है और आरएनए की चीनी में एक "अतिरिक्त" ऑक्सीजन परमाणु है। जाहिर है, बायोमोलेक्यूल्स के बीच काफी भिन्न व्यवहार सुनिश्चित करने के लिए ये प्रतीत होने वाले तुच्छ अंतर पर्याप्त हैं।

विशेष रूप से, आरएनए है अकेला असहाय. यानी आप इस न्यूक्लिक एसिड के संदर्भ में प्रयुक्त "पूरक स्ट्रैंड" शब्द नहीं देखेंगे। एक ही आरएनए स्ट्रैंड के विभिन्न भाग, हालांकि, एक दूसरे के साथ बातचीत कर सकते हैं, जिसका अर्थ है कि आरएनए का आकार वास्तव में डीएनए के आकार (हमेशा एक डबल हेलिक्स) से अधिक भिन्न होता है। तदनुसार, आरएनए के कई अलग-अलग प्रकार हैं।

• एमआरएनए, या मैसेंजर आरएनए, संदेश को ले जाने के लिए पूरक बेस-पेयरिंग का उपयोग करता है डीएनए इसे राइबोसोम में ट्रांसक्रिप्शन के दौरान देता है, जहां उस संदेश का प्रोटीन संश्लेषण में अनुवाद किया जाता है। प्रतिलेखन नीचे विस्तार से वर्णित है।
• आरआरएनए, या राइबोसोमल आरएनए, राइबोसोम के द्रव्यमान का एक बड़ा हिस्सा बनाता है, प्रोटीन संश्लेषण के लिए जिम्मेदार कोशिकाओं के भीतर की संरचनाएं। राइबोसोम के शेष द्रव्यमान में प्रोटीन होते हैं।
• टीआरएनए, या स्थानांतरण आरएनए, बढ़ती पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के लिए नियत अमीनो एसिड को उस स्थान पर बंद करके अनुवाद में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है जहां प्रोटीन इकट्ठे होते हैं। प्रकृति में 20 अमीनो एसिड होते हैं, जिनमें से प्रत्येक का अपना tRNA होता है।
  

कल्पना कीजिए कि आधार अनुक्रम AAATCGGCATTA के साथ न्यूक्लिक एसिड के एक कतरा के साथ प्रस्तुत किया जा रहा है। केवल इस जानकारी के आधार पर, आप दो बातों को शीघ्रता से समाप्त करने में सक्षम होंगे।

एक, यह डीएनए है, आरएनए नहीं, जैसा कि थाइमिन (टी) की उपस्थिति से पता चलता है। दूसरी बात जो आप बता सकते हैं वह यह है कि इस डीएनए अणु के पूरक स्ट्रैंड का आधार अनुक्रम TTTAGCCGTAAT है।

आप एमआरएनए स्ट्रैंड के बारे में भी सुनिश्चित हो सकते हैं जो आरएनए ट्रांसक्रिप्शन से गुजरने वाले डीएनए के इस स्ट्रैंड के परिणामस्वरूप होगा। यह वही होगा आधारों का क्रम के रूप में पूरक डीएनए स्ट्रैंड, थाइमिन (T) के किसी भी उदाहरण के साथ यूरैसिल (U) द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है।

ऐसा इसलिए है क्योंकि डीएनए प्रतिकृति और आरएनए ट्रांसक्रिप्शन इसी तरह से काम करते हैं कि टेम्पलेट स्ट्रैंड से बना स्ट्रैंड है उस स्ट्रैंड का डुप्लिकेट नहीं, लेकिन आरएनए में इसका पूरक या समकक्ष।

एक डीएनए अणु के लिए स्वयं की एक प्रति बनाने के लिए, डबल हेलिक्स के दो स्ट्रैंड को कॉपी करने के आसपास के क्षेत्र में अलग होना चाहिए। ऐसा इसलिए है क्योंकि प्रत्येक स्ट्रैंड को अलग से कॉपी (प्रतिकृति) किया जाता है और क्योंकि एंजाइम और अन्य अणु जो इसमें भाग लेते हैं डी एन ए की नकल बातचीत करने के लिए जगह चाहिए, जो एक डबल हेलिक्स प्रदान नहीं करता है। इस प्रकार दो किस्में शारीरिक रूप से अलग हो जाती हैं, और डीएनए को कहा जाता है विकृत.

डीएनए का प्रत्येक अलग किया हुआ किनारा एक नए स्ट्रैंड को अपना पूरक बनाता है, और उससे बंधा रहता है। तो, एक मायने में, प्रत्येक नए दोहरे-असहाय अणु में अपने माता-पिता से कुछ भी अलग नहीं है। रासायनिक रूप से, उनके पास है समान आणविक संरचना. लेकिन प्रत्येक डबल हेलिक्स में एक स्ट्रैंड बिल्कुल नया है जबकि दूसरा प्रतिकृति से ही बचा हुआ है।

जब डीएनए प्रतिकृति अलग-अलग पूरक तारों के साथ-साथ होती है, तो नए तारों का संश्लेषण वास्तव में विपरीत दिशाओं में होता है। एक तरफ, नया किनारा डीएनए की दिशा में "अनज़िप" होने की दिशा में बढ़ता है क्योंकि इसे विकृत किया जाता है।

दूसरी तरफ, हालांकि, नए डीएनए के छोटे टुकड़े संश्लेषित होते हैं दूर स्ट्रैंड अलगाव की दिशा से। इन्हें ओकाजाकी टुकड़े कहा जाता है, और एक निश्चित लंबाई तक पहुंचने के बाद एंजाइमों द्वारा एक साथ जुड़ जाते हैं। ये दो नए डीएनए स्ट्रैंड हैं antiparallel एक दूसरे को।

आरएनए प्रतिलेखन डीएनए प्रतिकृति के समान है जिसमें इसे शुरू करने के लिए डीएनए स्ट्रैंड की अनपेयरिंग की आवश्यकता होती है। एमआरएनए एंजाइम आरएनए पोलीमरेज़ द्वारा आरएनए न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रमिक जोड़ द्वारा डीएनए टेम्पलेट के साथ बनाया जाता है।

डीएनए से निर्मित आरएनए का यह प्रारंभिक प्रतिलेख वह बनाता है जिसे हम कहते हैं प्री-एमआरएनए. इस प्री-एमआरएनए स्ट्रैंड में दोनों होते हैं इंट्रोन्स और एक्सॉन. इंट्रोन्स और एक्सॉन डीएनए/आरएनए के भीतर के खंड हैं जो या तो जीन उत्पाद के कुछ हिस्सों के लिए कोड करते हैं या नहीं करते हैं।

इंट्रोन्स गैर-कोडिंग अनुभाग हैं (जिन्हें "पूर्णांकerfering अनुभाग") जबकि एक्सॉनों कोडिंग सेक्शन हैं (जिन्हें "भूतपूर्वदबाए गए अनुभाग")।

इससे पहले कि एमआरएनए का यह किनारा न्यूक्लियस को प्रोटीन में अनुवाद करने के लिए छोड़ देता है, न्यूक्लियस एक्साइज के भीतर एंजाइम, उर्फ ​​​​कट आउट, इंट्रोन्स क्योंकि वे उस विशेष जीन में किसी भी चीज़ के लिए कोड नहीं करते हैं। एंजाइम तब आपको अंतिम एमआरएनए स्ट्रैंड देने के लिए शेष इंट्रॉन अनुक्रमों को जोड़ते हैं।

एक एमआरएनए स्ट्रैंड में आमतौर पर एक अद्वितीय प्रोटीन डाउनस्ट्रीम को इकट्ठा करने के लिए आवश्यक आधार अनुक्रम शामिल होता है अनुवाद प्रक्रिया, जिसका अर्थ है कि एक एमआरएनए अणु आम तौर पर एक के लिए जानकारी रखता है जीन. एक जीन एक डीएनए अनुक्रम है जो एक विशेष प्रोटीन उत्पाद के लिए कोड करता है।

एक बार प्रतिलेखन पूरा हो जाने के बाद, एमआरएनए स्ट्रैंड को नाभिक से परमाणु लिफाफे में छिद्रों के माध्यम से निर्यात किया जाता है। (आरएनए अणु इतने बड़े होते हैं कि केवल पानी और अन्य छोटे अणुओं के रूप में परमाणु झिल्ली के माध्यम से फैल सकते हैं)। यह तब "डॉक" के साथ राइबोसोम कोशिका द्रव्य में या कुछ अंगों के भीतर, और प्रोटीन संश्लेषण आरंभ किया जाता है।

न्यूक्लिक एसिड को ईंधन के लिए चयापचय नहीं किया जा सकता है, लेकिन उन्हें बहुत छोटे अणुओं से बनाया जा सकता है या उनके पूर्ण रूप से बहुत छोटे भागों में तोड़ा जा सकता है। न्यूक्लियोटाइड्स को एनाबॉलिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से संश्लेषित किया जाता है, अक्सर न्यूक्लियोसाइड्स से, जो न्यूक्लियोटाइड्स माइनस किसी भी फॉस्फेट समूह होते हैं (अर्थात, एक न्यूक्लियोसाइड एक राइबोज शुगर प्लस एक नाइट्रोजनस बेस होता है)।

डीएनए और आरएनए को भी नीचा दिखाया जा सकता है: न्यूक्लियोटाइड से न्यूक्लियोसाइड तक, फिर नाइट्रोजनस बेस और अंततः यूरिक एसिड तक।

न्यूक्लिक एसिड का टूटना किसके लिए महत्वपूर्ण है समग्र स्वास्थ्य. उदाहरण के लिए, प्यूरीन को तोड़ने में असमर्थता गाउट से जुड़ी हुई है, एक दर्दनाक बीमारी जो कुछ जोड़ों को प्रभावित करती है, उन स्थानों में क्रिस्टल जमा होने के कारण धन्यवाद।