जीवित जीवों का आनुवंशिक कोड के डीएनए में निहित है गुणसूत्रों. डीएनए अणु एक डबल हेलिक्स है जो के जोड़े से बना है न्यूक्लियोटाइड, प्रत्येक में एक फॉस्फेट समूह, एक चीनी समूह और एक नाइट्रोजन आधार होता है। न्यूक्लियोटाइड्स की संरचना विषम है, जिसका अर्थ है कि डबल हेलिक्स डीएनए के दो किस्में विपरीत दिशाएं हैं।
जब डीएनए प्रतिकृति के दौरान डीएनए संश्लेषण होता है, तो डबल हेलिक्स के दो स्ट्रैंड अलग हो जाते हैं। प्रतिकृति केवल प्रत्येक स्ट्रैंड की आगे की दिशा में हो सकती है। नतीजतन, एक स्ट्रैंड को आगे की दिशा में लगातार कॉपी किया जाता है जबकि दूसरे को उन सेगमेंट में लगातार कॉपी किया जाता है जो बाद में जुड़ जाते हैं।
डीएनए स्ट्रैंड की दिशा क्यों होती है
डबल हेलिक्स डीएनए अणुओं के किनारे बने होते हैं फॉस्फेट और चीनी समूह जबकि पायदान से बने होते हैं नाइट्रोजनी क्षार. परंपरा के अनुसार, कार्बन श्रृंखलाओं या कार्बनिक अणुओं के छल्ले में कार्बन परमाणुओं को क्रम में क्रमांकित किया जाता है। नाइट्रोजनी क्षारों में कार्बन परमाणुओं की संख्या 1, 2, 3 आदि होती है। चीनी समूहों के क्रमांकित कार्बन परमाणुओं को अलग करने के लिए, इन कार्बनों को एक प्रमुख प्रतीक, यानी 1', 2', 3', आदि, या एक अभाज्य आदि का उपयोग करके क्रमांकित किया जाता है।
चीनी समूहों में पाँच कार्बन परमाणु होते हैं, जिनकी संख्या 1' से 5' होती है। 5' परमाणु में a. होता है फॉस्फेट समूह इससे जुड़ा है जबकि 3' कार्बन an. से जुड़ता है ओह समूह. हेलिक्स के किनारों को बनाने के लिए, चीनी समूह के एक तरफ 5' फॉस्फेट अगले न्यूक्लियोटाइड के 3' ओएच से जुड़ता है। इस स्ट्रैंड का क्रम है 5' से 3'.
हेलिक्स अणु के पायदान जुड़े हुए नाइट्रोजनस आधारों से बनते हैं। डीएनए अणुओं में चार आधार एडेनिन, गुआनिन, साइटोसिन और थाइमिन ए, जी, सी और टी के रूप में संक्षिप्त हैं। ए और टी आधार एक लिंक बना सकते हैं, और जी और सी लिंक कर सकते हैं।
जब 5' से 3' अनुक्रम श्रृंखला का एक न्यूक्लियोटाइड एक अन्य न्यूक्लियोटाइड से एक पायदान बनाने के लिए जुड़ता है, तो दूसरे न्यूक्लियोटाइड में विपरीत फॉस्फेट/ओएच अनुक्रम होता है। इसका मतलब है कि हेलिक्स का एक किनारा 5' से 3' दिशा में चलता है जबकि दूसरा पक्ष में चलता है 3' से 5' दिशा।
असंतत डीएनए प्रतिकृति बनाम निरंतर प्रतिकृति
डीएनए संश्लेषण तभी हो सकता है जब डबल हेलिक्स के दो स्ट्रैंड अलग हो जाएं। डीएनए प्रतिकृति के दौरान, एक एंजाइम हेलिक्स को तोड़ता है और डीएनए पोलीमरेज़ प्रत्येक स्ट्रैंड की नकल करता है। 5' से 3' दिशा में चलने वाले स्ट्रैंड को लीडिंग स्ट्रैंड कहा जाता है, जबकि दूसरा स्ट्रैंड, 3' से 5' क्रम के साथ, लैगिंग स्ट्रैंड होता है।
पोलीमरेज़ केवल डीएनए को कॉपी कर सकता है 5' से 3' दिशा। इसका मतलब यह है कि यह अग्रणी स्ट्रैंड को लगातार दोहरा सकता है क्योंकि यह स्ट्रैंड के साथ अलगाव के प्रारंभिक बिंदु से चलता है। लैगिंग स्ट्रैंड की प्रतिलिपि बनाने के लिए, पोलीमरेज़ को स्ट्रैंड के साथ पीछे की ओर पृथक्करण के प्रारंभिक बिंदु तक दोहराना पड़ता है।
प्रतिकृति तब रुक जाती है, स्ट्रैंड को ऊपर ले जाती है और पीछे की ओर फिर से उस सेगमेंट में चली जाती है जिसे पहले ही कॉपी किया जा चुका है। डिस्कनेक्ट किए गए डीएनए खंड प्रतियों की एक श्रृंखला को कहा जाता है ओकाज़ाकी टुकड़े लैगिंग स्ट्रैंड से उत्पन्न होते हैं।
डीएनए लिगेज
जैसे-जैसे डीएनए प्रतिकृति आगे बढ़ती है, डीएनए लिगेज एंजाइम ओकाज़ाकी के टुकड़ों को एक सतत स्ट्रैंड में जोड़ता है। अग्रणी स्ट्रैंड के निरंतर संश्लेषण का यह संयोजन और के टुकड़े-टुकड़े या असंतत प्रतिकृति लैगिंग स्ट्रैंड के खंडों के जुड़ने के बाद लैगिंग स्ट्रैंड के परिणामस्वरूप दो नए डीएनए हेलिक्स बनते हैं साथ में।
प्रत्येक नए डबल हेलिक्स में मूल डीएनए अणु से एक पैरेंट स्ट्रैंड होता है और डीएनए पोलीमरेज़ द्वारा संश्लेषित एक नया प्रतिकृति स्ट्रैंड होता है। जब प्रतिकृति सफलतापूर्वक संपन्न हो जाती है, तो मूल डीएनए की दो प्रतियों में कोई अंतर नहीं होता है अणु, हालांकि एक को निरंतर प्रतिकृति के माध्यम से प्राप्त किया गया था जबकि दूसरे में असंतत डीएनए था प्रतिकृति।