सभी जीवित चीजों को विभिन्न कार्यों के लिए प्रोटीन की आवश्यकता होती है। कोशिकाओं के भीतर, वैज्ञानिक राइबोसोम को उन प्रोटीनों के निर्माता के रूप में परिभाषित करते हैं। राइबोसोमल डीएनए (आरडीएनए), इसके विपरीत, उन प्रोटीनों के लिए अग्रदूत आनुवंशिक कोड के रूप में कार्य करता है और अन्य कार्य भी करता है।
टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)
राइबोसोम जीवों की कोशिकाओं के अंदर प्रोटीन कारखानों के रूप में कार्य करते हैं। राइबोसोमल डीएनए (आरडीएनए) उन प्रोटीनों के लिए अग्रदूत कोड है, और सेल में अन्य महत्वपूर्ण कार्य करता है।
एक राइबोसोम क्या है?
कोई परिभाषित कर सकता है राइबोसोम आणविक प्रोटीन कारखानों के रूप में। अपने सबसे सरल रूप में, एक राइबोसोम एक प्रकार का अंग है जो सभी जीवित चीजों की कोशिकाओं में पाया जाता है। राइबोसोम दोनों स्वतंत्र रूप से तैर सकते हैं कोशिका द्रव्य एक सेल की, या की सतह पर रह सकते हैं एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (ईआर). ईआर के इस हिस्से को रफ ईआर कहा जाता है।
प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड में राइबोसोम होते हैं। इनमें से ज्यादातर न्यूक्लियोलस से आते हैं। राइबोसोम दो सबयूनिट से बने होते हैं, एक दूसरे से बड़ा होता है। बैक्टीरिया और आर्कबैक्टीरिया जैसे सरल जीवन रूपों में, राइबोसोम और उनके सबयूनिट अधिक उन्नत जीवन रूपों की तुलना में छोटे होते हैं।
इन सरल जीवों में, राइबोसोम को 70S राइबोसोम कहा जाता है और ये 50S सबयूनिट और 30S सबयूनिट से बने होते हैं। "एस" एक अपकेंद्रित्र में अणुओं के लिए अवसादन दर को संदर्भित करता है।
लोगों, पौधों और कवक जैसे अधिक जटिल जीवों में, राइबोसोम बड़े होते हैं, और उन्हें 80S राइबोसोम कहा जाता है। उन राइबोसोम में क्रमशः 60S और 40S सबयूनिट शामिल होते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया उनके पास अपने स्वयं के 70S राइबोसोम हैं, जो एक प्राचीन संभावना की ओर इशारा करते हैं कि यूकेरियोट्स ने बैक्टीरिया के रूप में माइटोकॉन्ड्रिया का सेवन किया, फिर भी उन्हें उपयोगी सहजीवन के रूप में रखा।
राइबोसोम 80 से अधिक प्रोटीन से बने हो सकते हैं, और उनका अधिकांश द्रव्यमान. से आता है राइबोसोमल आरएनए (आरआरएनए).
राइबोसोम क्या करते हैं?
राइबोसोम का मुख्य कार्य function प्रोटीन का निर्माण करना है। यह कोशिका के केंद्रक से दिए गए कोड का अनुवाद करके करता है एमआरएनए (मैसेंजर राइबोन्यूक्लिक एसिड). इस कोड का उपयोग करके, राइबोसोम इसके द्वारा लाए गए अमीनो एसिड से जुड़ जाएगा टीआरएनए (ट्रांसफर राइबोन्यूक्लिक एसिड).
अंततः यह नया पॉलीपेप्टाइड साइटोप्लाज्म में छोड़ा जाएगा और एक नए, कार्यशील प्रोटीन के रूप में और संशोधित किया जाएगा।
प्रोटीन उत्पादन के तीन चरण
हालांकि आमतौर पर राइबोसोम को प्रोटीन कारखानों के रूप में परिभाषित करना आसान होता है, लेकिन यह वास्तविक को समझने में मदद करता है प्रोटीन उत्पादन के चरण. नए प्रोटीन को कोई नुकसान न हो यह सुनिश्चित करने के लिए इन चरणों को कुशलतापूर्वक और सही ढंग से किया जाना चाहिए।
प्रोटीन उत्पादन का पहला चरण (उर्फ .) अनुवाद) कहा जाता है दीक्षा. विशेष प्रोटीन एक राइबोसोम के छोटे सबयूनिट में mRNA लाते हैं, जहां यह एक फांक के माध्यम से प्रवेश करता है। फिर टीआरएनए तैयार किया जाता है और दूसरे फांक के माध्यम से लाया जाता है। ये सभी अणु राइबोसोम के बड़े और छोटे सबयूनिट्स के बीच जुड़ते हैं, जिससे एक सक्रिय राइबोसोम बनता है। बड़ा सबयूनिट मुख्य रूप से उत्प्रेरक के रूप में काम करता है, जबकि छोटा सबयूनिट डिकोडर के रूप में काम करता है।
दूसरा चरण, बढ़ाव, तब शुरू होता है जब mRNA "पढ़ा" जाता है। टीआरएनए एक प्रदान करता है एमिनो एसिड, और यह प्रक्रिया अमीनो एसिड की श्रृंखला को बढ़ाते हुए दोहराती है। अमीनो एसिड को साइटोप्लाज्म से पुनः प्राप्त किया जाता है; उन्हें भोजन द्वारा आपूर्ति की जाती है।
समापन प्रोटीन निर्माण के अंत का प्रतिनिधित्व करता है। राइबोसोम एक स्टॉप कोडन पढ़ता है, जीन का एक क्रम जो उसे प्रोटीन निर्माण को पूरा करने का निर्देश देता है। रिलीज फैक्टर प्रोटीन कहे जाने वाले प्रोटीन राइबोसोम को संपूर्ण प्रोटीन को साइटोप्लाज्म में छोड़ने में मदद करते हैं। नए जारी किए गए प्रोटीन को fold में मोड़ या संशोधित किया जा सकता है अनुवाद के बाद का संशोधन.
राइबोसोम अमीनो एसिड को एक साथ जोड़ने के लिए उच्च गति से काम कर सकते हैं, और कभी-कभी उनमें से 200 एक मिनट में शामिल हो सकते हैं! बड़े प्रोटीन को बनने में कुछ घंटे लग सकते हैं। प्रोटीन राइबोसोम जीवन के लिए आवश्यक कार्य करते हैं, मांसपेशियों और अन्य ऊतकों का निर्माण करते हैं। एक स्तनपायी की कोशिका में 10 बिलियन प्रोटीन अणु और 10 मिलियन राइबोसोम हो सकते हैं! जब राइबोसोम अपना काम पूरा कर लेते हैं, तो उनके सबयूनिट अलग हो जाते हैं और उन्हें पुनर्नवीनीकरण या तोड़ा जा सकता है।
शोधकर्ता राइबोसोम के अपने ज्ञान का उपयोग नई एंटीबायोटिक्स और अन्य दवाएं बनाने में कर रहे हैं। उदाहरण के लिए, नए एंटीबायोटिक्स मौजूद हैं जो बैक्टीरिया के अंदर 70S राइबोसोम पर लक्षित हमला करते हैं। जैसा कि वैज्ञानिक राइबोसोम के बारे में अधिक सीखते हैं, नई दवाओं के लिए और अधिक दृष्टिकोण निस्संदेह उजागर होंगे।
राइबोसोमल डीएनए क्या है?
राइबोसोमल डीएनए, या राइबोसोमल डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (आरडीएनए), वह डीएनए है जो राइबोसोमल प्रोटीन को कूटबद्ध करता है जो राइबोसोम बनाते हैं। यह आरडीएनए मानव डीएनए का एक अपेक्षाकृत छोटा हिस्सा बनाता है, लेकिन कई प्रक्रियाओं के लिए इसकी भूमिका महत्वपूर्ण है। यूकेरियोट्स में पाया जाने वाला अधिकांश आरएनए राइबोसोमल आरएनए से आता है जिसे आरडीएनए से स्थानांतरित किया गया था।
यह प्रतिलेखन आरडीएनए कोशिका चक्र के दौरान स्थापित किया जाता है। आरडीएनए स्वयं न्यूक्लियोलस से आता है, जो कोशिका के नाभिक के अंदर स्थित होता है।
कोशिकाओं में आरडीएनए उत्पादन स्तर तनाव और पोषक तत्वों के स्तर के आधार पर भिन्न होता है। जब भुखमरी होती है, तो आरडीएनए का प्रतिलेखन कम हो जाता है। जब प्रचुर मात्रा में संसाधन होते हैं, तो आरडीएनए उत्पादन में तेजी आती है।
राइबोसोमल डीएनए कोशिकाओं के चयापचय, जीन अभिव्यक्ति, तनाव की प्रतिक्रिया और यहां तक कि उम्र बढ़ने को नियंत्रित करने के लिए जिम्मेदार है। कोशिका मृत्यु या ट्यूमर के गठन से बचने के लिए rDNA प्रतिलेखन का एक स्थिर स्तर होना चाहिए।
आरडीएनए की एक दिलचस्प विशेषता इसकी बड़ी श्रृंखला है दोहराया जीन. rRNA के लिए आवश्यकता से अधिक rDNA दोहराव होते हैं। हालांकि इसका कारण स्पष्ट नहीं है, शोधकर्ताओं का मानना है कि इसका विकास के विभिन्न बिंदुओं के रूप में प्रोटीन संश्लेषण की विभिन्न दरों की आवश्यकता के साथ करना पड़ सकता है।
ये दोहराए जाने वाले rDNA अनुक्रम जीनोमिक अखंडता के साथ मुद्दों को जन्म दे सकते हैं। उन्हें लिप्यंतरण, दोहराने और मरम्मत करने में मुश्किल होती है, जो बदले में समग्र अस्थिरता की ओर ले जाती है जिससे बीमारियां हो सकती हैं। जब भी आरडीएनए ट्रांसक्रिप्शन उच्च दर पर होता है, तो आरडीएनए और अन्य त्रुटियों में टूटने का खतरा बढ़ जाता है। दोहराए जाने वाले डीएनए का नियमन जीव के स्वास्थ्य के लिए महत्वपूर्ण है।
आरडीएनए और रोग के लिए महत्व
राइबोसोमल डीएनए (आरडीएनए) मुद्दों को मनुष्यों में कई बीमारियों में फंसाया गया है, जिनमें न्यूरोडीजेनेरेटिव विकार और कैंसर शामिल हैं। जब अधिक होता है आरडीएनए की अस्थिरता, समस्याएं होती हैं। यह rDNA में बार-बार पाए जाने वाले अनुक्रमों के कारण होता है, जो उत्परिवर्तन उत्पन्न करने वाली पुनर्संयोजन घटनाओं के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं।
कुछ रोग आरडीएनए अस्थिरता (और खराब राइबोसोम और प्रोटीन संश्लेषण) से हो सकते हैं। शोधकर्ताओं ने पाया है कि कॉकैने सिंड्रोम, ब्लूम सिंड्रोम, वर्नर सिंड्रोम और गतिभंग-टेलैंगिएक्टेसिया से पीड़ित कोशिकाओं में आरडीएनए अस्थिरता बढ़ जाती है।
डीएनए दोहराव अस्थिरता भी कई में प्रदर्शित होती है तंत्रिका संबंधी रोग जैसे हंटिंगटन की बीमारी, एएलएस (एमियोट्रोफिक लेटरल स्क्लेरोसिस) और फ्रंटोटेम्पोरल डिमेंशिया। वैज्ञानिकों का मानना है कि आरडीएनए से संबंधित न्यूरोडीजेनेरेशन उच्च आरडीएनए ट्रांसक्रिप्शन से उत्पन्न होता है जो आरडीएनए क्षति और खराब आरआरएनए ट्रांसक्रिप्ट उत्पन्न करता है। राइबोसोम उत्पादन में समस्याएं भी भूमिका निभा सकती हैं।
की एक संख्या ठोस ट्यूमर कैंसर कई दोहराव अनुक्रमों सहित rDNA की पुनर्व्यवस्था को प्रदर्शित करने के लिए होता है। आरडीएनए प्रतिलिपि संख्या प्रभावित करती है कि राइबोसोम कैसे बनते हैं, और इसलिए उनके प्रोटीन कैसे विकसित होते हैं। राइबोसोम द्वारा तेजी से प्रोटीन का उत्पादन राइबोसोमल डीएनए रिपीट सीक्वेंस और ट्यूमर के विकास के बीच संबंध के लिए एक सुराग प्रदान करता है।
आशा है कि उपन्यास कैंसर ऐसे उपचार किए जा सकते हैं जो दोहराए जाने वाले rDNA के कारण ट्यूमर की भेद्यता का फायदा उठाते हैं।
राइबोसोमल डीएनए और एजिंग
वैज्ञानिकों ने हाल ही में इस बात का खुलासा किया है कि rDNA भी इसमें भूमिका निभाता है उम्र बढ़ने. शोधकर्ताओं ने पाया कि जानवरों की उम्र के रूप में, उनके rDNA में एक एपिजेनेटिक परिवर्तन होता है जिसे कहा जाता है मेथिलिकरण. मिथाइल समूह डीएनए अनुक्रम को नहीं बदलते हैं, लेकिन वे बदल देते हैं कि जीन कैसे व्यक्त किया जाता है।
उम्र बढ़ने में एक और संभावित सुराग आरडीएनए दोहराव की कमी है। आरडीएनए और उम्र बढ़ने की भूमिका को स्पष्ट करने के लिए और अधिक शोध की आवश्यकता है।
जैसे-जैसे वैज्ञानिक rDNA के बारे में अधिक सीखते हैं और यह कैसे राइबोसोम और प्रोटीन विकास को प्रभावित कर सकता है, वहाँ बहुत अच्छा रहता है न केवल उम्र बढ़ने के इलाज के लिए नई दवाओं का वादा, बल्कि कैंसर और न्यूरोलॉजिकल जैसी हानिकारक स्थितियों का भी विकार।