हवाई जहाज का भाप इंजन। इरकुत्स्क के प्रतीक: हवाई जहाज, भाप लोकोमोटिव, स्टीमशिप

इसकी रासायनिक संरचना के अनुसार, डीएनए ( डिऑक्सीराइबोन्यूक्लिक अम्ल) है जैव बहुलक, जिनके मोनोमर्स हैं न्यूक्लियोटाइड. यानी डीएनए है पॉलीन्यूक्लियोटाइड. इसके अलावा, एक डीएनए अणु में आम तौर पर एक हेलिक्स के साथ एक दूसरे के सापेक्ष मुड़ी हुई दो श्रृंखलाएं होती हैं (जिन्हें अक्सर "हेलिकली ट्विस्टेड" कहा जाता है) और हाइड्रोजन बांड द्वारा जुड़ी होती हैं।

जंजीरों को बाएँ और दाएँ (अक्सर) दोनों तरफ घुमाया जा सकता है।

कुछ वायरस में सिंगल स्ट्रैंड डीएनए होता है।

प्रत्येक डीएनए न्यूक्लियोटाइड में 1) एक नाइट्रोजनस बेस, 2) डीऑक्सीराइबोज़, 3) एक फॉस्फोरिक एसिड अवशेष होता है।

डबल दाएँ हाथ का डीएनए हेलिक्स

डीएनए की संरचना में निम्नलिखित शामिल हैं: एडीनाइन, गुआनिन, थाइमिनऔर साइटोसिन. एडेनिन और गुआनिन हैं प्यूरिन्स, और थाइमिन और साइटोसिन - को pyrimidines. कभी-कभी डीएनए में यूरैसिल होता है, जो आमतौर पर आरएनए की विशेषता है, जहां यह थाइमिन की जगह लेता है।

एक डीएनए अणु की एक श्रृंखला के नाइट्रोजनस आधार दूसरे के नाइट्रोजनस आधारों से संपूरकता के सिद्धांत के अनुसार सख्ती से जुड़े होते हैं: एडेनिन केवल थाइमिन के साथ (एक दूसरे के साथ दो हाइड्रोजन बांड बनाते हैं), और ग्वानिन केवल साइटोसिन (तीन बांड) के साथ।

न्यूक्लियोटाइड में नाइट्रोजनस आधार स्वयं चक्रीय रूप के पहले कार्बन परमाणु से जुड़ा होता है डीऑक्सीराइबोज़, जो एक पेन्टोज़ (पांच कार्बन परमाणुओं वाला एक कार्बोहाइड्रेट) है। बंधन सहसंयोजक, ग्लाइकोसिडिक (सी-एन) है। राइबोज़ के विपरीत, डीऑक्सीराइबोज़ में इसके हाइड्रॉक्सिल समूहों में से एक का अभाव होता है। डीऑक्सीराइबोज़ वलय चार कार्बन परमाणुओं और एक ऑक्सीजन परमाणु से बनता है। पांचवां कार्बन परमाणु रिंग के बाहर है और ऑक्सीजन परमाणु के माध्यम से फॉस्फोरिक एसिड अवशेष से जुड़ा हुआ है। इसके अलावा, तीसरे कार्बन परमाणु पर ऑक्सीजन परमाणु के माध्यम से, पड़ोसी न्यूक्लियोटाइड का फॉस्फोरिक एसिड अवशेष जुड़ा होता है।

इस प्रकार, एक डीएनए स्ट्रैंड में, पड़ोसी न्यूक्लियोटाइड आपस में जुड़े हुए हैं सहसंयोजी आबंधडीऑक्सीराइबोज़ और फॉस्फोरिक एसिड (फॉस्फोडाइस्टर बॉन्ड) के बीच। फॉस्फेट-डीऑक्सीराइबोज रीढ़ की हड्डी बनती है। इसके लंबवत निर्देशित, अन्य डीएनए श्रृंखला की ओर, नाइट्रोजनस आधार हैं, जो हाइड्रोजन बांड द्वारा दूसरी श्रृंखला के आधारों से जुड़े होते हैं।

डीएनए की संरचना ऐसी है कि हाइड्रोजन बांड से जुड़ी श्रृंखलाओं की रीढ़ अंदर की ओर निर्देशित होती है अलग-अलग पक्ष(वे कहते हैं "बहु-दिशात्मक", "विरोधी-समानांतर")। जिस तरफ एक डीऑक्सीराइबोज के पांचवें कार्बन परमाणु से जुड़े फॉस्फोरिक एसिड के साथ समाप्त होता है, वहीं दूसरा "मुक्त" तीसरे कार्बन परमाणु के साथ समाप्त होता है। अर्थात् एक शृंखला का कंकाल दूसरे के सापेक्ष उल्टा हो जाता है। इस प्रकार, डीएनए श्रृंखलाओं की संरचना में, 5" सिरे और 3" सिरे प्रतिष्ठित होते हैं।

डीएनए प्रतिकृति (दोहरीकरण) के दौरान, नई श्रृंखलाओं का संश्लेषण हमेशा उनके 5वें छोर से तीसरे की ओर बढ़ता है, क्योंकि नए न्यूक्लियोटाइड केवल मुक्त तीसरे छोर पर ही जोड़े जा सकते हैं।

अंततः (अप्रत्यक्ष रूप से आरएनए के माध्यम से), डीएनए श्रृंखला में हर तीन लगातार न्यूक्लियोटाइड एक प्रोटीन अमीनो एसिड के लिए कोड करते हैं।

डीएनए अणु की संरचना की खोज 1953 में एफ. क्रिक और डी. वाटसन के काम की बदौलत हुई (जिसे भी सुगम बनाया गया था) शुरुआती कामअन्य वैज्ञानिक)। हालाँकि कैसे रासायनिक पदार्थडीएनए को 19वीं सदी में जाना जाता था। 20वीं सदी के 40 के दशक में यह स्पष्ट हो गया कि डीएनए आनुवंशिक जानकारी का वाहक है।

डबल हेलिक्स को डीएनए अणु की द्वितीयक संरचना माना जाता है। यूकेरियोटिक कोशिकाओं में, डीएनए की भारी मात्रा गुणसूत्रों में स्थित होती है, जहां यह प्रोटीन और अन्य पदार्थों से जुड़ा होता है, और अधिक सघनता से पैक भी होता है।

दर्जनों, यदि सैकड़ों नहीं तो प्रयोगशालाएं, कंसोर्टिया और संस्थान, हजारों आनुवंशिकीविद् विभिन्न देशकाम पर मानव डीएनए को समझना. मानव जीनोटाइप के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों की संपूर्ण संरचना का ज्ञान एक मौलिक कार्य है। और किसी भी विज्ञान के प्रत्येक मूलभूत कार्य की तरह, इससे तत्काल लाभ की उम्मीद नहीं की जानी चाहिए।

सभी मानव जीनों का ज्ञान इस पलव्यावहारिक रूप से कुछ भी नहीं देंगे. इसके दो कारण हैं। सबसे पहले, और सबसे महत्वपूर्ण, जीन को नियंत्रित करने वाले तंत्र की अभी भी कोई पूरी तस्वीर नहीं है। यह ज्ञात नहीं है कि कोई विशेष जीन क्यों या कब सक्रिय होता है। कुछ मामलों में, वैज्ञानिक नियामक तंत्र के व्यवहार की भविष्यवाणी कर सकते हैं। वे उनसे आवश्यकतानुसार कार्य करा सकते हैं। लेकिन ये अब तक केवल अलग-अलग नतीजे हैं। अभी तक कोई सामान्य सिद्धांत नहीं है जो हमें डीएनए और संपूर्ण कोशिका के कार्य का मॉडल बनाने की अनुमति देगा। अधिक सटीक रूप से, एक सिद्धांत है, और यहां तक ​​कि कई भी, लेकिन उनमें से प्रत्येक में कमियां हैं जो हमें उस पर एक कामकाजी मॉडल बनाने की अनुमति नहीं देती हैं।

दूसरा यह है कि आधुनिक कंप्यूटिंग शक्ति ऐसे मॉडलिंग के लिए पर्याप्त नहीं है। अपेक्षाकृत भी सरल मॉडलकोशिकाओं को, प्रोटीन ट्रांसपोज़िशन तंत्र के संचालन को ध्यान में रखे बिना, कई महीनों तक सबसे बड़े सुपर कंप्यूटर के काम की आवश्यकता होती है। सरलीकृत मॉडल आपको पूरी तस्वीर देखने की अनुमति नहीं देते हैं।

यही कारण है कि कई परियोजनाओं, केवल सबसे स्पष्ट परियोजनाओं, जैसे कि मानव जीनोम, को छोड़कर, उनकी आवश्यकता को समझने में कठिनाई होती है और परिणामस्वरूप, धन खोजने में कठिनाई होती है। यही कारण है कि वे अपनी प्रेस विज्ञप्तियों, गोल आंकड़ों और बड़े-बड़े बयानों में आकर्षक शीर्षकों का उपयोग करते हैं।

इस प्रकार, हाल ही में, ENCODE कंसोर्टियम (डीएनए तत्वों का विश्वकोश, "डीएनए टुकड़ों का विश्वकोश") ने मानव जीनोटाइप में 80% कार्यात्मक साइटों की उपस्थिति की घोषणा की। वे। सक्रिय, मानव जीवन में आवश्यक। यह पूरी तरह से सच नहीं है। परियोजना प्रतिभागियों की कुछ चालाकियाँ क्या हैं?

मानव डीएनए में 3,000,000,000 से अधिक न्यूक्लियोटाइड (आनुवंशिक वर्णमाला के प्रतीक) होते हैं। इसमें केवल 50,000-100,000 जीन होते हैं, जो कुल डीएनए लंबाई का लगभग एक प्रतिशत है। पिछली सदी के 70 के दशक के मध्य से, शेष 99% को फालतू, कबाड़ माना जाता था। एक विरोधाभास है: एक ओर, यह स्पष्ट नहीं है कि केवल दसियों हज़ार जीनों के साथ सभी जटिलताओं का वर्णन कैसे किया जाए मानव शरीर(यह आम तौर पर स्वीकार किया जाता है कि मानव जीनोम में केवल 8-10 एमबी जानकारी ही एन्कोड की गई है), दूसरी ओर, जीनोटाइप में इतना "कचरा" क्यों है?

जैसे-जैसे आनुवंशिकी विकसित हुई, यह स्पष्ट हो गया कि इस "कचरा" का अधिकांश भाग वास्तव में आवश्यक जानकारी रखता है:

• नियामक. यह निर्धारित करें कि कौन सा जीन इस समय सक्रिय रहेगा और कौन सा जीन सुप्त अवस्था में रहेगा।


• स्थानिक. यदि किसी जीन के संचालन को गति देने वाले नियामक तत्वों का क्रम उससे काफी दूरी पर स्थित है, तो उनके संपर्क में आने के लिए डीएनए अणु को मुड़ना पड़ता है।


• संशोधन. एक जीन से ट्रांसपोज़ किया गया प्रोटीन कुछ निश्चित परिस्थितियों के अधीन हो सकता है... इनके बारे में जानकारी डीएनए में भी मौजूद है।

ENCODE प्रतिभागी यह पता लगाने के लिए निकले कि डीएनए के कौन से भाग कोशिका के कामकाज के लिए वास्तव में आवश्यक हैं, और कौन से वास्तव में "कचरा" हैं। 2003 में परियोजना की शुरुआत के बाद से, 400 से अधिक वैज्ञानिकों ने यह निर्धारित करने के लिए पूरे मानव जीनोम का विश्लेषण किया है कि क्या आरएनए डीएनए के "जंक" हिस्से से बना है। प्राप्त आंकड़ों के अनुसार, आरएनए टेम्पलेट्स को 60% डीएनए के साथ एक या दूसरे तरीके से संश्लेषित किया जाता है, अन्य 20% भी संभावित महत्वपूर्ण क्षेत्रों के मानदंडों के अंतर्गत आते हैं। मानव डीएनए का 80% निश्चित रूप से कचरा नहीं है। अध्ययन के नतीजे प्रकाशित होने के बाद कई गंभीर पत्रिकाओं में इसी तरह की सुर्खियाँ छपीं। दुर्भाग्य से, वे पूरी तरह से सही नहीं हैं।

त्रुटि डीएनए अनुभाग की कार्यक्षमता निर्धारित करने की पद्धति में ही निहित है। वे। यदि इससे आरएनए का संश्लेषण होता है तो हम इस क्षेत्र को क्रियाशील एवं आवश्यक मानते हैं। हालाँकि, आरएनए को उन क्षेत्रों से भी संश्लेषित किया जाता है जो निष्क्रिय जीन, अवशेष और विकास द्वारा अनावश्यक के रूप में छोड़े गए जीन के "ठूंठ" और अंत में, डीएनए में निर्मित प्राचीन वायरस के जीन के नियामक कार्यों को करते हैं। डीएनए का अब कोई सार्थक खंड नहीं है, लेकिन इसकी गतिविधि को नियंत्रित करने वाले कार्य अभी भी बने हुए हैं और आरएनए को उन पर संश्लेषित किया जाता है, जिसे गिना गया था और कुख्यात 80% में शामिल किया गया था।

समन्वयक इवान बिरनी सहित स्वयं शोधकर्ता, ऐसी गणना की कमियों की पुष्टि करते हैं। अधिकांश महत्वपूर्ण मानदंडडीएनए अनुभाग की कार्यक्षमता का चुनाव कोशिका के कामकाज के लिए आवश्यक माना जाना चाहिए। वे। यदि इस साइट के बिना कोशिका मर जाती है या प्रजनन करना बंद कर देती है। अधिकांश जैव सूचना विज्ञानियों के अनुसार, गैर-कचरा का अनुपात केवल 20% है, 80% नहीं।

आपने संख्या 80 क्यों चुनी, 20 नहीं? इवान बिरनी के अनुसार, यह वैज्ञानिक समुदाय को परियोजना के मुख्य निष्कर्ष से अवगत कराने के लिए किया गया था: अधिकांश मानव डीएनए मृत जानकारी के समूह से बहुत दूर है। और वैज्ञानिकों द्वारा बनाई गई अवधारणाओं के कुछ प्रतिस्थापन को समझना भी संभव है। किया गया भारी काम वैज्ञानिकों को स्पष्ट रूप से निष्क्रिय क्षेत्रों पर प्रयासों को बिखेरने के बिना, जीनोम के वास्तव में काम करने वाले हिस्से का विश्लेषण करने पर ध्यान केंद्रित करने की अनुमति देगा।

डीएनए का जीवन (डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड)

"डीएनए" की परिभाषा

जीन - यह डीएनए खंडों का एक सेट है जो आरएनए अणु या के गठन को निर्धारित करता है प्रोटीन उत्पाद (गायक एम., बर्ग पी., 1998)।

मनुष्य में लगभग 30,000 जीन होते हैं। डीएनए की पूरी मात्रा में, संरचनात्मक जीन (यानी वे जो शरीर की संरचनाओं के निर्माण के लिए उपयोग किए जाने वाले प्रोटीन को एन्कोड करते हैं) केवल 3-10% पर कब्जा करते हैं।

DNA की सबसे छोटी कार्यात्मक इकाई होती है निम्नलिखित तत्व: संरचनात्मक जीन, नियामक क्षेत्र, नियामक जीन।

डीएनए अणु की संरचना

डीएनए अणुओं में पॉलिमर - पॉलीन्यूक्लियोटाइड्स की लंबी दोहरी श्रृंखलाओं का रूप होता है, जिसमें मोनोमर्स - न्यूक्लियोटाइड्स होते हैं। दोहरी श्रृंखला को एक सर्पिल में घुमाया जाता है। इसलिए DNA के समान है घुमावदार सीडियाँ(ऊपर चित्र देखें)। प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड में चार नाइट्रोजनस आधारों में से एक होता है - एडेनिन (ए), गुआनिन (जी), साइटोसिन (सी) या थाइमिन (टी), एक पेंटोस अणु (एक पांच-कार्बन चीनी) और एक फॉस्फोरिक एसिड अवशेष। आमतौर पर, एक डीएनए अणु में दो पूरक स्ट्रैंड होते हैं जो एक डबल हेलिक्स बनाते हैं। इस मामले में, एक स्ट्रैंड के एडेनिन को दूसरे स्ट्रैंड के थाइमिन (दो हाइड्रोजन बांड द्वारा स्थिर) के साथ जोड़ा जाता है, और गुआनिन इसी तरह साइटोसिन (तीन हाइड्रोजन बांड) के साथ जुड़ा होता है। डीएनए अणु में नाइट्रोजनस आधारों का अनुक्रम प्रोटीन के संश्लेषण के लिए आवश्यक जानकारी रखता है। डीएनए एक बहुत लंबा अणु है जो कई न्यूक्लियोटाइड से बना होता है। उदाहरण के लिए, मानव जीनोम में 46 गुणसूत्र होते हैं, जिसका आधार डीएनए अणु होते हैं, जो एक साथ लगभग 3 अरब न्यूक्लियोटाइड जोड़े से इकट्ठे होते हैं।

यूकेरियोट्स में, आनुवंशिक सामग्री गुणसूत्रों में कोशिका नाभिक में स्थित होती है। में गुणसूत्र सक्रिय अवस्थाक्रोमेटिन के रूप में मौजूद है। क्रोमैटिन में लगभग 40% डीएनए, 40% हिस्टोन (क्षारीय प्रोटीन), लगभग 20% गैर-हिस्टोन क्रोमोसोमल प्रोटीन और कुछ आरएनए होते हैं।

वीडियो:गुणसूत्र संरचना

हम डीएनए को "जीवित प्रणालियों" के रूप में, "जीवित अणुओं" के रूप में इस आधार पर वर्गीकृत कर सकते हैं कि वे सामान्य रूप से जीवन का आधार हैं, और उनमें जीवन के कई सबसे महत्वपूर्ण गुण भी हैं, विशेष रूप से, पुनरुत्पादन की क्षमता। डीएनए इतना स्वतंत्र और आत्मनिर्भर है कि यह कोशिका के बाहर भी वायरस के रूप में मौजूद रह सकता है। अपने जीवन में, डीएनए अणु जीवन के ऐसे चरणों से गुजरते हैं जो हमें अधिक जटिल जीवन की याद दिलाते हैं जैविक प्रणाली- जीवित प्राणी। ये जन्म, परिपक्वता, कार्य (गतिविधि) और "मृत्यु" जैसी अवस्थाएँ हैं।

विषय: डीएनए की संरचना

गृहकार्य

1. जानें और लिखने में सक्षम हों संरचनात्मक सूत्रन्यूक्लियोटाइड्स: ए, टी, जी, सी, यू।
2. डीएनए अणुओं की संरचना और गुणसूत्रों में उनके संगठन को जानें।
3. जानें कि डीएनए में न्यूक्लियोटाइड लंबवत और क्षैतिज रूप से कैसे जुड़े होते हैं। 3"-5" कनेक्शन की अवधारणा।
4. आकार में 12 या अधिक न्यूक्लियोटाइड के डीएनए अनुभाग के आधार पर पेप्टाइड अणुओं के निर्माण के लिए आनुवंशिक कोड तालिका का उपयोग करने में सक्षम हो।

वीडियो:क्रोमोसोम, माइटोसिस, प्रतिकृति

डीएनए अणु के जीवन के चरण

जन्म (प्रतिकृति) - परिपक्वता (गुणसूत्र) - कार्य (प्रतिलेखन) - नियंत्रण (नियमन) - संशोधन (उत्परिवर्तन) - "मृत्यु"

1. डीएनए प्रतिकृति - मूल स्ट्रैंड पर एक नई बेटी डीएनए स्ट्रैंड का जन्म।
2. डीएनए परिपक्वता - गुणसूत्र निर्माण।
3. डीएनए प्रतिलेखन - उस पर आरएनए के टेम्पलेट संश्लेषण के रूप में डीएनए का कार्य।
4. प्रतिलेखन विनियमन - डीएनए प्रतिलेखन गतिविधियों का नियंत्रण।
5. डीएनए मरम्मत - क्षतिग्रस्त क्षेत्रों की बहाली।
6. डीएनए संरचना में परिवर्तन - उत्परिवर्तन, ट्रांसपोज़न।
7. डीएनए क्षरण - प्रत्येक प्रतिकृति चक्र के दौरान विनाश।

1. जन्म - प्रतिकृति

डीएनए प्रतिकृति बहुत सरलता से, "एक, दो, तीन" की गिनती पर होती है, यानी तीन चरणों में: 1) आरंभ, 2) बढ़ाव, 3) समाप्ति।

1. दीक्षा - आरंभ

प्रतिकृति प्रारंभ करने का लक्ष्य

एक विशाल डीएनए अणु की प्रतिकृति एक प्रतिकृति बिंदु की उपस्थिति से शुरू होती है। इस बिंदु का एक विशिष्ट क्रम समृद्ध है जोड़े में ए-टी. डीएनए में ऐसे क्षेत्र वास्तव में प्रोटीन के लिए लक्ष्य होते हैं जो प्रतिकृति शुरू करते हैं। यह उनके लिए है कि विशेष मान्यता प्रोटीन जुड़े हुए हैं, जो प्रतिकृति एंजाइमों के लगाव को सुनिश्चित करते हैं हेलीकॉप्टरऔर टोपोईसोमेरासिज़(गाइरेज़) और इस प्रकार प्रतिकृति प्रक्रिया शुरू होती है। हेलिकेज़डीएनए को दो धागों में विभाजित करता है। एक प्रतिकृति कांटा बनता है। डीएनए अणु परमाणु मैट्रिक्स से मजबूती से जुड़ा होता है और किसी भी खंड के खुलने पर स्वतंत्र रूप से घूम नहीं सकता है। यह हेलीकेज़ को श्रृंखला के साथ आगे बढ़ने से रोकता है। टोपोइज़ोमेरेज़ डीएनए स्ट्रैंड को काटता है और संरचनात्मक तनाव से राहत देता है।
एक प्रतिकृति कांटे पर दो हेलीकॉप्टर होते हैं जो विपरीत दिशाओं में चलते हैं। अलग-अलग स्ट्रैंड डीएनए बाइंडिंग प्रोटीन द्वारा तय होते हैं। वे स्थान जहां प्रतिकृति कांटा बनता है, उन्हें "ओरी पॉइंट" (उत्पत्ति - शुरुआत) कहा जाता है। यूकेरियोट्स में एक साथ हजारों ऐसे कांटे बनते हैं, जो प्रदान करते हैं उच्च गतिप्रतिकृति।

2. बढ़ाव - निरंतरता (लंबा होना)

दो मूल स्ट्रैंड्स पर बेटी डीएनए स्ट्रैंड्स का विकास अलग-अलग तरीके से होता है। प्रोकैरियोट्स के डीएनए पोलीमरेज़ III और यूकेरियोट्स के δ- या α-डीएनए पोलीमरेज़ केवल 5'>3' दिशा में एक नए डीएनए स्ट्रैंड को संश्लेषित कर सकते हैं, क्योंकि केवल स्थिति 3' पर कार्बन में एक नया न्यूक्लियोटाइड जोड़ सकता है, लेकिन स्थिति 5' पर नहीं।

इस दिशा वाले सर्किट को कहा जाता है अग्रणी . इस पर DNA के संतति रज्जु का संश्लेषण निरन्तर होता रहता है। डीएनए पोलीमरेज़ III या δ पोलीमरेज़ लगातार इसमें पूरक न्यूक्लियोटाइड जोड़ता है।

ध्रुवता 3'>5' वाला एक परिपथ है पीछे रह रहे है और भागों में पूरा किया गया है (दिशा 5'>3' में भी)। α-डीएनए पोलीमरेज़ (या डीएनए पोलीमरेज़ III) इस श्रृंखला पर छोटे खंडों - ओकाज़ाकी टुकड़ों को संश्लेषित करता है।

ओकाज़ाकी टुकड़ों और अग्रणी श्रृंखला का संश्लेषण गठन के साथ शुरू होता है आरएनए प्राइमर (बीज ) एंजाइम द्वारा 10-15 राइबोन्यूक्लियोटाइड्स लंबे प्राइमेज़ (आरएनए पोलीमरेज़)। कोई भी डीएनए पोलीमरेज़ खरोंच से डीएनए संश्लेषण शुरू करने में सक्षम नहीं है, लेकिन केवल कर सकता है इमारत ख़त्म करोमौजूदा सर्किट. अग्रणी स्ट्रैंड या ओकाजाकी टुकड़ों के निर्माण के समानांतर, राइबोन्यूक्लियोटाइड्स को प्राइमरों से हटा दिया जाता है और डीएनए न्यूक्लियोटाइड्स से बदल दिया जाता है। डीएनए क्षेत्रों के साथ राइबोन्यूक्लिक एसिड क्षेत्रों (प्राइमर) का प्रतिस्थापन β-डीएनए पोलीमरेज़ का उपयोग करके होता है, जिसमें एक्सोन्यूक्लिज़ और पोलीमरेज़ दोनों गतिविधि होती है।

इस प्रकार, आंशिक अस्थायी प्रतिलेखन के बिना प्रतिकृति संभव नहीं है।

डीएनए प्रतिकृति (बढ़ाव) की गति लगभग 45,000 न्यूक्लियोटाइड प्रति मिनट है, इसलिए पैतृक कांटा 4,500 आरपीएम की गति से खुलता है। यह, उदाहरण के लिए, कंप्यूटर में कूलिंग पंखे की घूर्णन गति (1300-4800 आरपीएम) से तुलनीय है।

3. समापन - समापन (अंत)

प्रतिकृति का समापन तब होता है जब ओकाज़ाकी टुकड़ों के बीच अंतराल न्यूक्लियोटाइड (डीएनए लिगेज की भागीदारी के साथ) से भर जाता है ताकि डीएनए के दो निरंतर दोहरे स्ट्रैंड बन सकें और जब दो प्रतिकृति कांटे मिलते हैं। फिर संश्लेषित डीएनए को सुपरहेलिक्स बनाने के लिए घुमाया जाता है।

प्रतिकृति की शुद्धता पूरक आधार जोड़े के सटीक मिलान और डीएनए पोलीमरेज़ की क्रिया द्वारा सुनिश्चित की जाती है, जिसमें पोलीमरेज़ के अलावा, एक्सोन्यूक्लिज़ गतिविधि भी होती है और त्रुटियों को पहचानने और ठीक करने में सक्षम होते हैं। यदि एक गैर-पूरक न्यूक्लियोटाइड शामिल किया जाता है, तो एंजाइम एक कदम पीछे हट जाता है, इसे अलग कर देता है और जारी रखता है पोलीमरेज़ प्रतिक्रिया. इसलिए, प्रतिकृति प्रक्रिया अत्यधिक सटीक है।

प्रतिकृति पूरी होने के बाद, डीएनए मिथाइलेशन -GATC- क्षेत्रों में एडेनिन (एन-मिथाइलडेनिन के निर्माण के साथ) और साइटोसिन अवशेषों में 5-मिथाइलसिटोसिन के निर्माण के साथ होता है। मिथाइलेशन श्रृंखला संपूरकता को बाधित नहीं करता है और गुणसूत्र संरचना के निर्माण और जीन प्रतिलेखन के नियमन के लिए आवश्यक है।

बैक्टीरिया जैसे प्रोकैरियोट्स में, डीएनए एक रैखिक अणु में सीधा किए बिना, यानी अपने विशिष्ट गोलाकार रूप में रहते हुए, दोहराने में सक्षम है।

वीडियो:पी

2. परिपक्वता - गुणसूत्र और क्रोमैटिन का निर्माण

3. कार्य - प्रतिलेखन

वीडियो:जीन को अवरुद्ध करना

4. प्रबंधन - विनियमन

5. पुनर्स्थापन (मरम्मत)-क्षतिपूर्ति

6. संशोधन - उत्परिवर्तन .

7. "मृत्यु" - प्रतिकृति के दौरान गिरावट।

ठीक आधी सदी पहले, मानव जीन का अध्ययन करने का विचार ही शानदार और अप्राप्य लगता था। बेशक, तब भी विज्ञान डीएनए अणु में निहित वंशानुगत जानकारी के बारे में जानता था, लेकिन इस डेटा को समझना लगभग असंभव माना जाता था। लेकिन समय बदल गया है, जिसकी बदौलत एक बार उच्च तकनीक वाला डीएनए विश्लेषण, वास्तव में, रोजमर्रा का और सभी के लिए सुलभ हो गया है।

हम इस विश्लेषण के बारे में क्या जानते हैं? आनुवंशिक जानकारी की आवश्यकता क्यों है, और आप इसे अपने स्वास्थ्य के लाभ के लिए कैसे उपयोग कर सकते हैं? हम इस प्रकाशन में इसके बारे में अधिक विस्तार से बात करेंगे।

डीएनए परीक्षण - आपको इसके बारे में क्या जानने की आवश्यकता है

आइए यह कहकर तुरंत स्पष्ट हो जाएं कि डीएनए विश्लेषण (डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड अणु का अध्ययन) है आधुनिक पद्धतिप्रयोगशाला निदान, जो वंशानुगत विकृति की पहचान करना या ऐसी बीमारियों की प्रवृत्ति का निर्धारण करना संभव बनाता है, और इसलिए आवश्यक निवारक उपाय करता है।

यह समझने के लिए कि डीएनए कोड कैसा दिखता है, एक जटिल और अविश्वसनीय रूप से लंबे अक्षर वाले कोड की कल्पना करना सबसे अच्छा है। इसमें डीएनए बनाने वाले चार नाइट्रोजनस आधारों के नाम के अनुसार केवल चार अक्षर हैं: एडेनिन (ए), साइटोसिन (सी), गुआनिन (जी) और थाइमिन (टी)। इन अक्षरों के क्रम में हमारे शरीर के सभी जीन शामिल होते हैं, जिनकी बदौलत प्रोटीन संश्लेषण होता है।

बोला जा रहा है स्पष्ट भाषा मेंडीएनए में यह लिखा होता है कि गर्भाधान के क्षण से लेकर मृत्यु तक हमारे शरीर में कौन सा प्रोटीन, किस जानकारी के साथ और कितनी मात्रा में उत्पन्न होगा। इसके लिए धन्यवाद, आप किसी व्यक्ति की उपस्थिति, ऊंचाई और चेहरे की विशेषताओं से लेकर त्वचा और बालों के रंग तक का निर्धारण कर सकते हैं। यही कारण है कि हम सभी अपने पूर्वजों के समान हैं। यह माता-पिता से बच्चों में जीन स्थानांतरण का सबसे ज्वलंत उदाहरण है। इसके अलावा, जीन किसी व्यक्ति के चरित्र की कुछ विशेषताओं और यहां तक ​​कि बीमारियों की प्रवृत्ति को भी निर्धारित करते हैं। इसके अलावा, प्रयोगशाला विश्लेषण हमें कुछ दवाएं लेने पर हमारे शरीर की प्रतिक्रिया के बारे में जानकारी प्राप्त करने की अनुमति देता है।

थोड़ा इतिहास

डीएनए अणु की खोज पिछली सदी के मध्य में हुई थी, लेकिन तब विशेष महत्वखोज को कोई श्रेय नहीं दिया गया। केवल एक सदी बाद, अमेरिकी वैज्ञानिकों एफ. क्रिक और डी. वाटसन ने डीएनए की संरचना को एक साथ मुड़ी हुई दो पेचदार श्रृंखलाओं के रूप में वर्णित किया। यह अणु का यह रूप था जिसने जानकारी को विश्वसनीय रूप से संग्रहीत करना और इसे अन्य कोशिकाओं में कॉपी करना संभव बना दिया।

डीएनए की संरचना का पता लगाने के बाद, वैज्ञानिक दुनिया को इसमें मौजूद जानकारी को समझने के बारे में एक गंभीर प्रश्न का सामना करना पड़ा। सैकड़ों तकनीकें विकसित की गई हैं जो एक अणु को "टुकड़ों" में विभाजित करना और उनमें से प्रत्येक को अलग से पढ़ना संभव बनाती हैं, इस प्रकार संपूर्ण आनुवंशिक कोड एकत्र करती हैं।

इस सहस्राब्दी की शुरुआत में, वैज्ञानिकों ने मानव जीनोम नामक एक भव्य परियोजना पूरी की। इसका सार मानव गुणसूत्रों के सभी जोड़े में डीएनए को समझना था। परिणामस्वरूप, विशेषज्ञों ने उन सभी जीनों का स्थान पता लगाया जो मानव शरीर के महत्वपूर्ण कार्यों को निर्धारित करते हैं, और इस आधार पर उन्होंने तथाकथित "संकलित किया" आनुवंशिक मानचित्रगुणसूत्र।"

डीएनए विश्लेषण क्षमताएं

वर्णित शोध का अनुप्रयोग अभी दुनिया भर में फैलने लगा है, लेकिन आज मानवता को एहसास हुआ है कि डीएनए विश्लेषण एक व्यक्ति को कितने अविश्वसनीय अवसर देता है। उदाहरण के लिए, संयुक्त राज्य अमेरिका और कुछ अन्य विकसित देशों में कैंसर ट्यूमर के विकास के लिए जिम्मेदार जीन की उपस्थिति के लिए किसी व्यक्ति का परीक्षण करना आदर्श बन गया है। हमारे देश में ऐसे विश्लेषण अभी भी दुर्लभ हैं, हालाँकि, रूस में बड़े संस्थान हैं, जिनके आधार पर आज हमारे देश के निवासियों के पास अपने जीन का अध्ययन करने का एक अनूठा अवसर है।

आज, पितृत्व निर्धारित करने के लिए इस प्रयोगशाला अनुसंधान पद्धति का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। यह विश्लेषण आपको 100% सटीकता के साथ कथित संबंध के बारे में उत्तर प्राप्त करने की अनुमति देता है। इसके अतिरिक्त, ये अध्ययनबच्चे के जन्म से पहले (गर्भावस्था के दौरान) भी किया जा सकता है।

फोरेंसिक विज्ञान में डीएनए अनुसंधान का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। कभी-कभी ये तरीका बन जाता है एक ही रास्ताअपराधी को न्याय के कटघरे में लाओ. उदाहरण के लिए, जीन को समझकर उंगलियों के निशान निर्धारित करने की विधि को इसकी खोज के तुरंत बाद पहली बार अभ्यास में लाया गया था। यूके के एक आनुवंशिकीविद्, एलेक्स जेफ़्रीज़, एक खूनी पागल की खोज में शामिल थे जो लड़कियों के साथ क्रूरता से पेश आता था। और प्रांतीय शहर के पूरे पुरुष आधे हिस्से की डीएनए फिंगरप्रिंटिंग के बाद ही पागल की पहचान की गई। इस वास्तविक कहानी ने टेलीविजन श्रृंखला "द किलर कोड" का आधार बनाया, जो 2015 में रिलीज़ हुई थी।

डीएनए विश्लेषण के लिए सामग्री

यह ध्यान में रखते हुए कि जीन में एन्क्रिप्ट की गई जानकारी हमारे शरीर के हर अंग में छिपी हुई है, यह विश्लेषण के लिए बिल्कुल उपयुक्त है अलग सामग्री. यह कोई भी जैविक तरल पदार्थ (रक्त से लेकर लार और शुक्राणु तक), साथ ही बाल, नाखून और यहां तक ​​कि कान का मैल भी हो सकता है। गर्भपात या गर्भपात के दौरान डॉक्टर जो भ्रूण सामग्री लेते हैं उसका उपयोग अनुसंधान के लिए भी किया जा सकता है। साथ ही, किसी सामग्री या किसी अन्य के पक्ष में चुनाव किसी भी तरह से विश्लेषण के परिणामों को प्रभावित नहीं करता है। डीएनए किसी भी कोशिका में समान होता है (अंडे और शुक्राणु को छोड़कर), जिसका अर्थ है कि अनुसंधान के लिए सही दृष्टिकोण के साथ, आप किसी भी सामग्री से समान रूप से सटीक उत्तर प्राप्त कर सकते हैं।

आवश्यक विश्लेषण के लिए सबसे अधिक उपयोग की आवश्यकता होती है आधुनिक उपकरण, और इसलिए छोटे शहरों में छोटी प्रयोगशालाएँ और चिकित्सा केंद्र शायद ही कभी ऐसी सेवाएँ प्रदान करते हैं। सौभाग्य से, यदि आवश्यक हो, तो बायोजेनेटिक सामग्री (धब्बा, नाखून प्लेट, लार अवशेषों के साथ च्यूइंग गम) को मेल द्वारा दूसरे शहर की प्रयोगशाला में भेजा जाता है।

डीएनए को डिकोड करने के तरीके

डीएनए डिकोडिंग एक जटिल और समय लेने वाली प्रक्रिया है। किसी अणु को समझने के लिए, उसे कई बार कॉपी करना होगा, फिर भागों में विभाजित करना होगा और उनमें से प्रत्येक को बारी-बारी से समझना होगा। सुविधा के लिए, आनुवंशिक कोड बनाने वाले अक्षर आधारों को विशेष रंगों से चित्रित किया जाता है ताकि लेजर द्वारा प्रकाशित होने के बाद इसे पहचानना और पढ़ना आसान हो।

एक अन्य आधुनिक शोध पद्धति टोमोग्राफी के समान है। इस प्रक्रिया में, एक डीएनए अणु को एक विशेष सूक्ष्म उपकरण से गुजारा जाता है। मार्ग के दौरान, समय के प्रति मिनट उत्पन्न होने वाले कंपन को पढ़ा जाता है, जो तुरंत कंप्यूटर पर आउटपुट होता है। ऐसे दोलनों में परिवर्तन के आधार पर, आवश्यक कोड को समझना संभव है।

* पदार्थदो वर्ष से अधिक पुराना. आप लेखक से इसकी प्रासंगिकता की डिग्री की जांच कर सकते हैं।

आइए संक्षेप को समझें।

डीएनए (डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड) एक दाएं हाथ का डबल हेलिक्स है। एक मोड़ में लगभग 10 न्यूक्लियोटाइड जोड़े होते हैं। मनुष्यों में, लगभग 3 अरब ऐसे जोड़े हैं, और वे लगभग 20,000 जीन बनाते हैं।

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एक अमीनो एसिड के लिए तीन न्यूक्लियोटाइड कोड का अनुक्रम (कुल मिलाकर 20 हैं)। C-A-T ट्रिपलेट अमीनो एसिड हिस्टिडीन को एनकोड करता है। जीन डीएनए का एक खंड और वंशानुगत जानकारी की एक इकाई है, जिसका वाहक न्यूक्लियोटाइड है। अमीनो एसिड अनुक्रम प्रोटीन के संश्लेषण को कूटबद्ध करते हैं, जो शरीर का अभिन्न अंग हैं और इसकी विशेषताओं और कार्यों के लिए जिम्मेदार हैं।

मैंने तुम्हें एक किताब की तरह पढ़ा

मानव जीनोम को पढ़ने में वैज्ञानिकों को 13 साल और 3 बिलियन डॉलर लगे। आधुनिक प्रौद्योगिकियाँ कई दसियों हज़ार डॉलर वाले किसी भी व्यक्ति को अपने जीनोम के बारे में सब कुछ या लगभग सब कुछ जानने की अनुमति देती हैं। यदि मानव डीएनए को एक पुस्तक के रूप में दर्शाया जाता है, तो आनुवंशिक भाषा बनाने वाले "अक्षर" न्यूक्लियोटाइड आधार हैं। वे जोड़े में और एक निश्चित क्रम में जुड़े होते हैं और मजबूत बंधन बनाते हैं। "लिखित" को समझने के लिए, दुनिया भर के वैज्ञानिक भाषा विज्ञान में जिसे शब्दार्थ कहते हैं, उसकी पकड़ में आ गए हैं - वह विज्ञान जो भाषा इकाइयों के अर्थ का अध्ययन करता है। आनुवंशिकता की भाषा में ऐसी इकाइयाँ जीन हैं।

इस पुस्तक में" व्यक्तिगत शब्दएक वर्णमाला का उपयोग करके लिखा गया है जिसमें केवल चार अक्षर हैं: एडेनिन (ए), थाइमिन (टी), गुआनिन (जी) और साइटोसिन (सी)। जब "शब्दों" की वर्तनी में कोई त्रुटि आ जाती है, तो वैज्ञानिक इसे उत्परिवर्तन या एसएनपी (अंग्रेजी एकल-न्यूक्लियोटाइड बहुरूपता, या एकल-न्यूक्लियोटाइड बहुरूपता से) कहते हैं। हालाँकि, इन "टाइपो" के बुरे और हानिरहित दोनों परिणाम होते हैं। ऐसी स्थितियाँ हो सकती हैं जब "टाइपो" वंशानुगत बीमारी का कारण बन सकता है, और कभी-कभी यह हमें घुंघराले बालों से पुरस्कृत करेगा।

हर साल तकनीकें अधिक उन्नत और सस्ती होती जा रही हैं। विज्ञान की बड़ी आशा यह है कि पढ़ने की क्षमता से डीएनए में अंतर्निहित वंशानुगत जानकारी का ज्ञान होगा। दवा के लिए आनुवंशिक विश्लेषण की आवश्यकता है, जो "सदी की बीमारियों" - मधुमेह, कैंसर को रोकने और मुकाबला करने के लिए इस वास्तव में शक्तिशाली हथियार का उपयोग करना चाहेगी।

आइए अग्रदूतों को श्रद्धांजलि अर्पित करें

डीएनए अणु की खोज अंग्रेजी जीवविज्ञानी - जे. वाटसन, एफ. क्रिक और एम. विल्किंसन से जुड़ी है। 1953 में उन्होंने इस अणु की संरचना की खोज की। लेकिन उनके द्वारा कनेक्शन ही नहीं खोला गया. डीएनए की खोज 1869 में जर्मनी में काम करने वाले एक युवा स्विस डॉक्टर फ्रेडरिक मिशर ने की थी। मिशर ने अध्ययन किया रासायनिक संरचनापशु कोशिकाएं, और सामग्री के रूप में ल्यूकोसाइट्स को चुना। ये रोगाणु खाने वाली रक्षा कोशिकाएं बड़ी मात्रामवाद में निहित.

शोध के लिए, डॉक्टर को प्यूरुलेंट ड्रेसिंग के साथ टोकरियाँ लाई गईं, जिन्हें घावों से हटा दिया गया था। मिशर ने अनुभव किया विभिन्न तरीकेधुंध पट्टियों से ल्यूकोसाइट्स को धोना और धुली हुई कोशिकाओं से प्रोटीन को अलग करना शुरू किया। काम की प्रक्रिया में, उन्हें एहसास हुआ कि प्रोटीन के अलावा, ल्यूकोसाइट्स में एक रहस्यमय यौगिक था। वैज्ञानिक ने निष्कर्ष निकाला: अज्ञात यौगिक कोशिकाओं के नाभिक में निहित है। उन्होंने इसे न्यूक्लिन (लैटिन न्यूक्लियस से - न्यूक्लियस) कहा। मिशर ने बाद में निर्धारित किया कि यह पदार्थ था अम्लीय गुण, इसीलिए इसे न्यूक्लिक एसिड कहा जाता है।