इस लेख में सभी न्यूक्लिक एसिड के तत्वों के बारे में जानकारी है, अर्थात् इसके मोनोमर्स। यहां आपको उनकी संरचना, मौजूदा प्रजातियों की विविधता आदि पर डेटा मिलेगा।

न्यूक्लिक एसिड - यह क्या है

किसी भी पौधे, जानवर, बैक्टीरिया और यहां तक ​​कि वायरल सेल का सबसे महत्वपूर्ण घटक न्यूक्लिक एसिड है, जो वंशानुगत प्रकार की जानकारी के संचरण, प्रजनन और संरक्षण के लिए जिम्मेदार है। बायोपॉलिमर यौगिक - न्यूक्लिक एसिड - न्यूक्लियोटाइड को कूटबद्ध करके बनाए जाते हैं। राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरएनए) और डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (डीएनए) न्यूक्लिक एसिड हैं। न्यूक्लिक एसिड मोनोमर्स 5 किस्मों के न्यूक्लियोटाइड होते हैं, जिनमें से 3 डाइऑक्सी- और राइबोन्यूक्लिक एसिड दोनों के लिए उपयुक्त होते हैं, और शेष न्यूक्लियोटाइड अलग होते हैं।

न्यूक्लिक एसिड की विविधता

डीएनए और आरएनए न्यूक्लिक एसिड के प्रतिनिधि हैं, लेकिन बाद वाले राइबोन्यूक्लिक एसिड, उन कार्यों के अनुसार जिनके लिए यह सेल में अभिप्रेत है, हो सकता है विभिन्न शीर्षक, उदाहरण के लिए: परिवहन राइबोन्यूक्लिक एसिड (टीआरएनए) या सूचना राइबोन्यूक्लिक एसिड (एमआरएनए)। हालाँकि, यह आइटम टू-यू की संरचनात्मक विशेषताओं को प्रभावित नहीं करता है। न्यूक्लिक एसिड मोनोमर क्या है? इस प्रश्न का उत्तर तत्वों की गणना होगी: राइबोज और डीऑक्सीराइबोज (शर्करा के प्रकार), एचपीओ 3 एसिड, या बल्कि, थाइमिन (यूरैसिल) और एडेनिन, गुआनिन और साइटोसिन के आधारों में इसके अवशेष।

मोनोमर

न्यूक्लिक एसिड मोनोमर्स तीन घटक हैं, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, - यह एक मोनोसेकेराइड है, हेट्रोसायक्लिक गुणों के धारक - नाइट्रोजनस बेस और एक एसिड अवशेष एचपीओ 3। मिश्रित प्रकार के न्यूक्लिक एसिड मोनोमर्स एडेनिन (ए) और ग्वानिन (जी) के प्यूरीन डेरिवेटिव और एक पाइरीमिडीन प्रकृति के घटक हैं: साइटोसिन (सी), थाइमिन (टी) और यूरैसिल (यू)। यह एटिपिकल आधारों के अस्तित्व के बारे में जानने योग्य भी है, जो कि स्यूडॉरिडाइन्स और डायहाइड्रॉरिडाइन्स द्वारा दर्शाए जाते हैं।

न्यूक्लिक एसिड मोनोमर प्रोकैरियोटिक और यूकेरियोटिक जीवों दोनों में निहित महत्वपूर्ण कार्यों के लिए जिम्मेदार पदार्थ हैं। न्यूक्लिक एसिड को वर्गीकृत किया जाता है जिसके अनुसार एसिड स्वयं मोनोसैकराइड होता है। राइबोज टू-यू को राइबोज द्वारा दर्शाया जाता है, और न्यूक्लिक एसिड, जो डीऑक्सीराइबोज द्वारा दर्शाया जाता है, को डीऑक्सीराइबोज कहा जाता है। आरएनए और डीएनए श्रृंखलाओं के बीच प्रमुख अंतर अणु की श्रृंखला में थाइमिन या यूरैसिल की उपस्थिति में निहित है। डीएनए में पाइरीमिडीन थाइमिन होता है, और आरएनए में यूरैसिल होता है। इन दो न्यूक्लियोटाइड्स को इन एसिड में बदल दिया जाता है और एडेनिन के पूरक बन जाते हैं।

न्यूक्लिक एसिड मोनोमर्स पर आधारित यौगिक हैं रासायनिक बंध- 3.5-फॉस्फोडाइस्टर, जो रैखिक संरचनाएं बनाता है, और इसका उद्देश्य न्यूक्लियोटाइड में पेंटोस को बांधना है। न्यूक्लिक एसिड का यह डिज़ाइन एक श्रृंखला के अंत में एक मुक्त 3-OH समूह और श्रृंखला के विपरीत छोर पर 5-OH समूह बनाने की अनुमति देता है।

आरएनए और डीएनए सभी जीवों के लिए सार्वभौमिक और अद्वितीय हैं। यह आनुवंशिक आनुवंशिकता को वहन करने वाली विभिन्न प्रकार की सूचनाओं को संचारित और संग्रहीत करने की उनकी क्षमता के कारण है। लगभग हर जीवित जीव मोनोसैकराइड राइबोज और डीऑक्सीराइबोज दोनों पर आधारित दोनों एसिड को एक साथ वहन करता है, और केवल वायरस - एक गैर-सेलुलर जीवन रूप के प्रतिनिधि - में न्यूक्लिक एसिड का केवल एक रूप होता है।

डीएनए एक बहुलक अणु है जिसमें हजारों और यहां तक ​​कि लाखों मोनोमर्स होते हैं - डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड्स (न्यूक्लियोटाइड)। डीएनए मुख्य रूप से कोशिकाओं के केंद्रक में पाया जाता है, साथ ही माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट में थोड़ी मात्रा में पाया जाता है।

आरएनए एक बहुलक है जिसका मोनोमर एक राइबोन्यूक्लियोटाइड है। आरएनए नाभिक और कोशिका द्रव्य में पाया जाता है। आरएनए एक एकल-फंसे अणु है जो डीएनए श्रृंखलाओं में से एक के समान ही निर्मित होता है। तीन आधार बिल्कुल एक ही डीएनए हैं: ए, जी, सी, लेकिन डीएनए में मौजूद टी के बजाय, आरएनए में यू होता है। आरएनए में, डीऑक्सीराइबोज कार्बोहाइड्रेट के बजाय, राइबोज मौजूद होता है।
^ 13: न्यूक्लिक एसिड: संरचना और कार्य। न्यूक्लिक एसिड मोनोमर्स (न्यूक्लियोटाइड्स और न्यूक्लियोसाइड्स, प्यूरीन और पाइरीमिडाइन्स) की रासायनिक संरचना।

न्यूक्लिक एसिडरैखिक बहुलक हैं जिनके मोनोमर्स न्यूक्लियोटाइड हैं। एक न्यूक्लियोटाइड एक न्यूक्लियोसाइड समूह, एक फॉस्फेट और एक पेंटोस द्वारा बनता है। पॉलिमर मैक्रोमोलेक्यूल्स होते हैं जो से बने होते हैं एक बड़ी संख्या मेंदोहराई जाने वाली संरचनात्मक इकाइयाँ - मोनोमर्स। डीएनए मोनोमर डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड हैं, आरएनए मोनोमर्स राइबोन्यूक्लियोटाइड हैं।

^ न्यूक्लियोटाइड्स की संरचना और नामकरण।एक न्यूक्लियोटाइड में तीन घटक होते हैं: फॉस्फेट - चीनी - आधार।

एक न्यूक्लियोटाइड का कार्बोहाइड्रेट घटकडी-कॉन्फ़िगरेशन वाले राइबोज़ या 2'-डीऑक्सीराइबोज़ द्वारा दर्शाया गया है।

^ नाइट्रोजनस बेसहेट्रोसायक्लिक कार्बनिक यौगिक हैं जिनमें नाइट्रोजन परमाणु होते हैं। डीएनए में 4 प्रकार के आधार होते हैं - एडेनिन (ए), ग्वानिन (जी), साइटोसिन (सी) और थाइमिन (टी), आरएनए में ए, जी, सी और यू (यूरैसिल) शामिल हैं। एडेनिन और ग्वानिन प्यूरीन के व्युत्पन्न हैं, साइटोसिन, थाइमिन और यूरैसिल पाइरीमिडीन डेरिवेटिव हैं।

नामपद्धति. एक यौगिक जिसमें एक आधार और एक कार्बोहाइड्रेट होता है, उसे न्यूक्लियोसाइड कहा जाता है। नाइट्रोजनी क्षार पेंटोस के 1' कार्बन परमाणु से β-ग्लाइकोसिडिक बंध द्वारा जुड़े होते हैं।

^ प्राथमिक संरचनाबहुलक श्रृंखला में मोनोमर्स के अनुक्रम द्वारा निर्धारित किया जाता है। न्यूक्लियोटाइड एक दूसरे से 3', 5'-फॉस्फोडाइस्टर बंधन द्वारा जुड़े होते हैं, जिससे सैकड़ों हजारों और लाखों न्यूक्लियोटाइड की पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाएं बनती हैं। दस से पंद्रह न्यूक्लियोटाइड की छोटी श्रृंखलाओं को ओलिगोन्यूक्लियोटाइड कहा जाता है। फॉस्फेट एक न्यूक्लियोटाइड के 3'-OH समूह को दूसरे न्यूक्लियोटाइड के 5'-OH समूह से जोड़ता है।

^ न्यूक्लिक एसिड के आनुवंशिक कार्य:1- आनुवंशिक जानकारी का भंडारण। 2 - आनुवंशिक जानकारी का कार्यान्वयन (पॉलीपेप्टाइड का संश्लेषण)। 3 - कोशिका विभाजन के दौरान और प्रजनन के दौरान बाद की पीढ़ियों के लिए बेटी कोशिकाओं को वंशानुगत जानकारी का संचरण।
^ 14: डीएनए की प्राथमिक संरचना (न्यूक्लियोटाइड्स की संरचना और नामकरण, पॉली न्यूक्लियोटाइड श्रृंखला का निर्माण, श्रृंखला की दिशा, न्यूक्लियोटाइड के बीच संबंध)।

डीएनए सभी सेलुलर जीवन रूपों की आनुवंशिक सामग्री है, साथ ही साथ कई वायरस भी हैं। डीएनए न्यूक्लिक एसिड के सभी कार्य करता है। डीएनए कई विशेषताओं की विशेषता है: 1 - दोहराने की क्षमता। 2 - मरम्मत करने की क्षमता। 3 - पुनर्संयोजन की क्षमता।

कोशिका में डीएनए का स्थानीयकरण: प्रोकैरियोट्स - साइटोप्लाज्म (न्यूक्लियॉइड, प्लास्मिड)। यूकेरियोट्स - नाभिक (गुणसूत्र), ऑर्गेनोइड्स (माइटोकॉन्ड्रिया, प्लास्टिड्स, सेल सेंटर)।

^ डीएनए की प्राथमिक संरचना- यह एक रैखिक बहुलक है - लगातार न्यूक्लियोटाइड्स (डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड) की एक श्रृंखला जो 3', 5' फॉस्फोडाइस्टर बॉन्ड से जुड़ी होती है।

डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड की संरचना में नाइट्रोजनस बेस (ए, जी, टी या सी) में से एक, एक पेंटोस - डीऑक्सीराइबोज और एक फॉस्फेट अवशेष शामिल हैं। इस प्रकार, डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड केवल नाइट्रोजनस आधारों में भिन्न होते हैं।

न्यूक्लियोटाइड एक दूसरे से 3',5'-फॉस्फोडाइस्टर बंधन द्वारा जुड़े होते हैं, जिससे पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाएं बनती हैं। दस से पंद्रह न्यूक्लियोटाइड की छोटी श्रृंखलाओं को ओलिगोन्यूक्लियोटाइड कहा जाता है। फॉस्फेट एक न्यूक्लियोटाइड के 3'-OH समूह को दूसरे न्यूक्लियोटाइड के 5'-OH समूह से जोड़ता है।

प्राथमिक संरचना का निर्माण दो प्रकार के बंधों द्वारा प्रदान किया जाता है: नाइट्रोजनस बेस और कार्बोहाइड्रेट के बीच ग्लाइकोसिडिक, और न्यूक्लियोटाइड्स के बीच फॉस्फोडाइस्टर।
^15: वाटसन और क्रिक डीएनए मॉडल। डीएनए डबल हेलिक्स के पैरामीटर और संरचना (पूरकता का सिद्धांत, हाइड्रोजन बांड और स्टैकिंग इंटरैक्शन)।

डीएनए की माध्यमिक संरचना. प्रोकैरियोटिक और यूकेरियोटिक कोशिकाओं में डीएनए अणु केवल एक डबल हेलिक्स के रूप में मौजूद होता है, अर्थात। दो पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं से मिलकर बनता है। ये जंजीरें पूरक हैं, समानांतर हैं और एक सामान्य धुरी के चारों ओर एक सर्पिल में मुड़ जाती हैं। हेलिक्स के प्रति मोड़ में 10 बेस पेयर होते हैं, हेलिक्स का व्यास 2 एनएम है। शुगर-फॉस्फेट बैकबोन बाहर (नकारात्मक रूप से आवेशित) स्थित होता है, नाइट्रोजनस बेस हेलिक्स के अंदर होते हैं और एक के ऊपर एक ढेर होते हैं। यह डीएनए संरचना मॉडल जे. वाटसन और एफ. क्रिक द्वारा 1953 में प्रस्तावित किया गया था।

^ चारगफ नियम। 1953 में, चारगफ ने निम्नलिखित पैटर्न स्थापित किए:

1. 
   रकम प्यूरीन DNA अणु में क्षारक (A + G) सदैव संख्या के बराबर होता है pyrimidineआधार (टी + सी)।
2. 
   एडेनिन की मात्रा थाइमिन की मात्रा के बराबर है [ए = टी, ए / टी = 1]; ग्वानिन की मात्रा साइटोसिन की मात्रा के बराबर है [G=C, G/C=1];
3. 
   डीएनए में गुआनिन और साइटोसिन की मात्रा का एडेनिन और थाइमिन की मात्रा का अनुपात प्रत्येक प्रकार के जीवित जीव के लिए स्थिर होता है: [(जी + सी)/(ए + टी) = के, जहां के विशिष्टता गुणांक है]।

चारगफ के नियम, एक नियम के रूप में, डीएनए डबल हेलिक्स पर थाइमिन के लिए एडेनिन और साइटोसिन के लिए ग्वानिन की पूरकता के कारण किए जाते हैं। कुछ मामलों में, डीएनए में कुछ साइटोसिन अवशेषों के मिथाइलेशन के कारण ग्वानिन की सामग्री साइटोसिन की तुलना में अधिक होती है।

^ पूरकता का सिद्धांत. एक डीएनए अणु में नाइट्रोजनस आधार विहित जोड़े बना सकते हैं: ए - टी, जी - सी। इसका मतलब है कि हाइड्रोजन बांड और एक डीएनए अणु केवल पूरक आधारों के बीच बनते हैं: दो एडेनिन और थाइमिन के बीच बनते हैं, तीन हाइड्रोजन बांड ग्वानिन और साइटोसिन के बीच बनते हैं .

^ डीएनए स्ट्रैंड्स एंटीपैरलल हैं. डीएनए के प्रत्येक स्ट्रैंड के दो सिरे होते हैं, एक 5' सिरा और एक 3' सिरा। पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला के 5'-छोर पर, डीऑक्सीराइबोज का 5-ओएच समूह दूसरे न्यूक्लियोटाइड से जुड़ा नहीं है; श्रृंखला के दूसरे छोर पर, 3-ओएच समूह भी दूसरे न्यूक्लियोटाइड से जुड़ा नहीं है। प्रतिसमानांतरता के नियम का अर्थ है कि एक डीएनए अणु में दो किस्में विपरीत दिशा में होती हैं। परंपरा के अनुसार, दिशा को श्रृंखला की दिशा के रूप में लिया जाता है 5’ → 3’ .

^ डीएनए अनुक्रम लिखने के नियम: आधारों को दर्शाने वाले अक्षरों के अनुक्रम के रूप में: 5' - GATCCA - 3', या विपरीत अभिविन्यास वाले तीरों के रूप में।

न्यूक्लिक एसिड उच्च-आणविक कार्बनिक यौगिक हैं, न्यूक्लियोटाइड अवशेषों द्वारा निर्मित बायोपॉलिमर। न्यूक्लिक एसिड के बहुलक रूपों को पोलीन्यूक्लियोटाइड कहा जाता है। न्यूक्लियोटाइड की श्रृंखलाएं फॉस्फोरिक एसिड अवशेष (फॉस्फोडाइस्टर बॉन्ड) के माध्यम से जुड़ी होती हैं। न्यूक्लिक एसिड के दो वर्ग हैं:

डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (डीएनए)। चीनी - डीऑक्सीराइबोज, नाइट्रोजनस बेस: प्यूरीन - ग्वानिन (जी), एडेनिन (ए), पाइरीमिडीन थाइमिन (टी) और साइटोसिन (सी)। डीएनए में अक्सर दो पॉलीन्यूक्लियोटाइड स्ट्रैंड होते हैं जो समानांतर निर्देशित होते हैं। डबल हेलिक्स के रूप में डीएनए अणु की स्थानिक संरचना का मॉडल 1953 में जे. वाटसन और एफ. क्रिक द्वारा प्रस्तावित किया गया था।

राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरएनए)। चीनी - राइबोज, नाइट्रोजनस बेस: प्यूरीन - ग्वानिन (जी), एडेनिन (ए), पाइरीमिडीन यूरैसिल (यू) और साइटोसिन (सी)। पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला की संरचना डीएनए के समान है। राइबोज की विशेषताओं के कारण, आरएनए अणुओं में अक्सर अलग-अलग माध्यमिक और तृतीयक संरचनाएं होती हैं, जो विभिन्न किस्में के बीच पूरक क्षेत्र बनाती हैं।

डीएनए अणु दो पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं द्वारा एक दूसरे के चारों ओर और एक साथ एक काल्पनिक अक्ष के चारों ओर घुमाया जाता है, अर्थात। एक डबल हेलिक्स है। डीएनए डबल हेलिक्स का व्यास 2 एनएम है, आसन्न न्यूक्लियोटाइड के बीच की दूरी 0.34 एनएम है, और हेलिक्स के प्रति मोड़ 10 जोड़े न्यूक्लियोटाइड हैं। अणु की लंबाई कई सेंटीमीटर तक पहुंच सकती है। आणविक भार - दसियों और सैकड़ों लाखों। मानव कोशिका केन्द्रक में डीएनए की कुल लंबाई लगभग 2 मीटर है। यूकेरियोटिक कोशिकाओं में, डीएनए प्रोटीन के साथ परिसर बनाता है और एक विशिष्ट स्थानिक संरचना होती है।

डीएनए मोनोमर - न्यूक्लियोटाइड (डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड) - में तीन पदार्थों के अवशेष होते हैं: 1) एक नाइट्रोजनस बेस, 2) एक पांच-कार्बन मोनोसेकेराइड (पेंटोस), 3) फॉस्फोरिक एसिड।

न्यूक्लिक एसिड के नाइट्रोजनस बेस पाइरीमिडीन और प्यूरीन के वर्ग से संबंधित हैं। डीएनए के पाइरीमिडीन बेस (उनके अणु में एक वलय होता है) - थाइमिन, साइटोसिन। प्यूरीन बेस (दो रिंग होते हैं) - एडेनिन और ग्वानिन।

न्यूक्लियोटाइड संघनन प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप एक पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला बनती है। इस मामले में, एक न्यूक्लियोटाइड के डीऑक्सीराइबोज अवशेषों के 3 "-कार्बन और दूसरे के फॉस्फोरिक एसिड अवशेषों के बीच एक फॉस्फोएस्टर बंधन उत्पन्न होता है (मजबूत श्रेणी के अंतर्गत आता है) सहसंयोजी आबंध) पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला का एक छोर 5 "कार्बन (इसे 5" छोर कहा जाता है) के साथ समाप्त होता है, दूसरा 3 "कार्बन (3" छोर) के साथ समाप्त होता है। न्यूक्लियोटाइड की एक श्रृंखला के खिलाफ दूसरी श्रृंखला होती है। इन दो श्रृंखलाओं में न्यूक्लियोटाइड की व्यवस्था यादृच्छिक नहीं है, लेकिन कड़ाई से परिभाषित है: थाइमिन हमेशा दूसरी श्रृंखला में एक श्रृंखला के एडेनिन के खिलाफ स्थित होता है, और साइटोसिन हमेशा गुआनिन के खिलाफ स्थित होता है, एडेनिन और थाइमिन के बीच दो हाइड्रोजन बांड उत्पन्न होते हैं, तीन हाइड्रोजन ग्वानिन और साइटोसिन के बीच बंधन। जिस पैटर्न के अनुसार विभिन्न डीएनए श्रृंखलाओं के न्यूक्लियोटाइड्स को कड़ाई से क्रमबद्ध किया जाता है (एडेनिन - थाइमिन, गुआनिन - साइटोसिन) और चुनिंदा रूप से एक दूसरे के साथ संयोजन करते हैं, पूरकता का सिद्धांत कहलाता है। संपूरकता के सिद्धांत से, यह इस प्रकार है कि एक श्रृंखला का न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम दूसरे के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को निर्धारित करता है। डीएनए स्ट्रैंड एंटीपैरलल (विपरीत) होते हैं, अर्थात। विभिन्न श्रृंखलाओं के न्यूक्लियोटाइड विपरीत दिशाओं में स्थित होते हैं, और इसलिए, 3 के विपरीत "एक श्रृंखला का अंत दूसरे का 5" छोर होता है। डीएनए अणु की तुलना कभी-कभी सर्पिल सीढ़ी से की जाती है। इस सीढ़ी की "रेलिंग" चीनी-फॉस्फेट रीढ़ की हड्डी है (डीऑक्सीराइबोज और फॉस्फोरिक एसिड के वैकल्पिक अवशेष); "चरण" पूरक नाइट्रोजनस आधार हैं।

डीएनए का कार्य वंशानुगत जानकारी का भंडारण और संचरण है।

आरएनए एक बहुलक है जिसके मोनोमर राइबोन्यूक्लियोटाइड होते हैं। डीएनए के विपरीत, आरएनए दो से नहीं, बल्कि एक पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला से बनता है (अपवाद - कुछ आरएनए युक्त वायरस में डबल-स्ट्रैंडेड आरएनए होता है)। आरएनए न्यूक्लियोटाइड एक दूसरे के साथ हाइड्रोजन बांड बनाने में सक्षम हैं। आरएनए शृंखला डीएनए शृंखला की तुलना में बहुत छोटी होती है। आरएनए मोनोमर - न्यूक्लियोटाइड (राइबोन्यूक्लियोटाइड) - में तीन पदार्थों के अवशेष होते हैं:

1) नाइट्रोजनयुक्त क्षार,

2) एक पांच कार्बन मोनोसेकेराइड (पेंटोस),

3) फॉस्फोरिक एसिड।

आरएनए के नाइट्रोजनस बेस भी पाइरीमिडीन और प्यूरीन के वर्ग से संबंधित हैं। आरएनए के पाइरीमिडीन बेस - यूरैसिल, साइटोसिन, प्यूरीन बेस - एडेनिन और ग्वानिन। आरएनए न्यूक्लियोटाइड मोनोसेकेराइड राइबोज द्वारा दर्शाया जाता है। आरएनए तीन प्रकार के होते हैं:

1) सूचना (मैट्रिक्स) आरएनए - एमआरएनए (एमआरएनए),

2) स्थानांतरण आरएनए - टीआरएनए,

3) राइबोसोमल आरएनए - आरआरएनए।

सभी प्रकार के आरएनए अशाखित पॉलीन्यूक्लियोटाइड होते हैं, एक विशिष्ट स्थानिक संरचना होती है और प्रोटीन संश्लेषण की प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं। डीएनए में सभी प्रकार के आरएनए की संरचना के बारे में जानकारी संग्रहीत होती है। डीएनए टेम्प्लेट पर आरएनए संश्लेषण की प्रक्रिया को ट्रांसक्रिप्शन कहा जाता है।

न्यूक्लिक एसिड का मूल्य: प्रोटीन अणुओं की संरचना के बारे में जानकारी का भंडारण, स्थानांतरण और विरासत। कोशिकाओं और संपूर्ण जीवों के सामान्य कामकाज के लिए एनके की स्थिरता सबसे महत्वपूर्ण शर्त है।

इस प्रकार, न्यूक्लिक एसिड डीएनए और आरएनए सभी जीवित जीवों की कोशिकाओं में मौजूद होते हैं और वंशानुगत जानकारी के भंडारण, संचारण और कार्यान्वयन का सबसे महत्वपूर्ण कार्य करते हैं।



भाग बी

भाग ए

कार्यों के उदाहरण

ए1. डीएनए और आरएनए के मोनोमर हैं

1) नाइट्रोजनस क्षार 3) अमीनो अम्ल

2) फॉस्फेट समूह 4) न्यूक्लियोटाइड्स

ए 2. मैसेंजर आरएनए फ़ंक्शन:

1) सूचना दुगनी करना

2) डीएनए से जानकारी हटाना

3) अमीनो एसिड का राइबोसोम में परिवहन

4) सूचना भंडारण

ए3. दूसरे डीएनए स्ट्रैंड को पहले के पूरक के रूप में इंगित करें: एटीटी - एचसीसी - टीएसएच

1) यूएए - टीजीजी - एएसी 3) यूसीसी - जीसीसी - एसीजी

2) टीएए - सीएचजी - एएसी 4) टीएए - यूजीजी - यूयूटीएस

ए4. इस परिकल्पना की पुष्टि है कि डीएनए कोशिका का आनुवंशिक पदार्थ है:

1) अणु में न्यूक्लियोटाइड की संख्या

2) डीएनए व्यक्तित्व

3) नाइट्रोजनस आधारों का अनुपात (ए \u003d टी, जी \u003d सी)

4) युग्मक और दैहिक कोशिकाओं में डीएनए का अनुपात (1:2)

ए5. डीएनए अणु किसके कारण सूचना प्रसारित करने में सक्षम है:

1) न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम

2) न्यूक्लियोटाइड्स की संख्या

3) आत्म-दोगुना करने की क्षमता

4) अणु का सर्पिलीकरण

ए6. किस मामले में आरएनए न्यूक्लियोटाइड्स में से एक की संरचना को सही ढंग से दर्शाया गया है?

1) थायमिन - राइबोज - फॉस्फेट

2) यूरैसिल - डीऑक्सीराइबोज - फॉस्फेट

3) यूरेसिल - राइबोज - फॉस्फेट

4) एडेनिन - डीऑक्सीराइबोज - फॉस्फेट

पहले में। डीएनए अणु की विशेषताओं का चयन करें

1) एकल श्रृंखला अणु

2) न्यूक्लियोटाइड्स - एटीयूसी

3) न्यूक्लियोटाइड्स - एटीएचसी

4) कार्बोहाइड्रेट - राइबोज

5) कार्बोहाइड्रेट - डीऑक्सीराइबोज

6) प्रतिकृति में सक्षम

मे २। यूकेरियोटिक कोशिका आरएनए अणुओं के कार्यों की विशेषता का चयन करें

1) वंशानुगत जानकारी का वितरण

2) प्रोटीन संश्लेषण की साइट पर वंशानुगत जानकारी का संचरण

3) प्रोटीन संश्लेषण की साइट पर अमीनो एसिड का परिवहन

4) डीएनए प्रतिकृति की शुरुआत

5) राइबोसोम संरचना का निर्माण

6) वंशानुगत जानकारी का भंडारण

सी1. डीएनए की संरचना की स्थापना ने कई समस्याओं को हल करना संभव बना दिया। आपकी राय में, ये समस्याएं क्या थीं और इस खोज के परिणामस्वरूप उन्हें कैसे हल किया गया?

सी 2. संरचना और गुणों द्वारा न्यूक्लिक एसिड की तुलना करें।

2.4. प्रो- और यूकेरियोटिक कोशिकाओं की संरचना। कोशिका के अंगों और अंगों की संरचना और कार्यों का संबंध ही इसकी अखंडता का आधार है

परीक्षा पत्र में परीक्षण किए गए मुख्य नियम और अवधारणाएं: गॉल्जी उपकरण, रिक्तिका, कोशिका झिल्ली, कोशिका सिद्धांत, ल्यूकोप्लास्ट, माइटोकॉन्ड्रिया, कोशिका अंग, प्लास्टिड, प्रोकैरियोट्स, राइबोसोम, क्लोरोप्लास्ट, क्रोमोप्लास्ट, गुणसूत्र, यूकेरियोट्स, नाभिक।

प्रत्येक कोशिका एक प्रणाली है। इसका मतलब है कि इसके सभी घटक आपस में जुड़े हुए हैं, अन्योन्याश्रित हैं और एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं। इसका अर्थ यह भी है कि इस प्रणाली के किसी एक तत्व की गतिविधि में व्यवधान से पूरे सिस्टम के संचालन में परिवर्तन और व्यवधान होता है। कोशिकाओं का एक संग्रह ऊतक बनाता है, विभिन्न ऊतक अंगों का निर्माण करते हैं, और अंग, परस्पर क्रिया और प्रदर्शन करते हैं सामान्य कार्यअंग प्रणाली बनाते हैं। इस श्रृंखला को आगे भी जारी रखा जा सकता है, और आप इसे स्वयं कर सकते हैं। समझने वाली मुख्य बात यह है कि किसी भी प्रणाली की एक निश्चित संरचना, जटिलता का स्तर होता है और यह उन तत्वों की बातचीत पर आधारित होता है जो इसे बनाते हैं। नीचे संदर्भ तालिकाएं हैं जो प्रोकैरियोटिक और यूकेरियोटिक कोशिकाओं की संरचना और कार्य की तुलना करती हैं, और उनकी संरचना और कार्य का विश्लेषण भी करती हैं। इन तालिकाओं का सावधानीपूर्वक विश्लेषण करें, क्योंकि परीक्षा के प्रश्नपत्रों में अक्सर ऐसे प्रश्न पूछे जाते हैं जिनके लिए इस सामग्री के ज्ञान की आवश्यकता होती है।

विशेष रूप से डीएनए विज्ञान में काफी प्रसिद्ध है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि वे कोशिका के पदार्थ हैं, जिस पर इसकी वंशानुगत जानकारी का भंडारण और संचरण निर्भर करता है। डीएनए, जिसकी खोज 1868 में एफ. मिशर ने की थी, एक अणु है जिसका उच्चारण अम्ल गुण. वैज्ञानिक ने इसे ल्यूकोसाइट्स - कोशिकाओं के नाभिक से अलग किया प्रतिरक्षा तंत्र. अगले 50 वर्षों में, न्यूक्लिक एसिड का अध्ययन छिटपुट रूप से किया गया, क्योंकि अधिकांश जैव रसायनज्ञ प्रोटीन को मुख्य कार्बनिक पदार्थ मानते थे, अन्य बातों के अलावा, वंशानुगत लक्षणों के लिए।

1953 में वाटसन और क्रिक द्वारा किए गए डिकोडिंग के बाद से, गंभीर शोध शुरू हुआ, जिसमें पता चला कि डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड एक बहुलक है, और न्यूक्लियोटाइड डीएनए मोनोमर्स के रूप में काम करते हैं। उनके प्रकार और संरचना का अध्ययन हम इस कार्य में करेंगे।

वंशानुगत जानकारी की संरचनात्मक इकाइयों के रूप में न्यूक्लियोटाइड्स

जीवित पदार्थ के मूलभूत गुणों में से एक कोशिका और पूरे जीव दोनों की संरचना और कार्यों के बारे में जानकारी का संरक्षण और संचरण है। यह भूमिका डीएनए मोनोमर्स द्वारा निभाई जाती है - न्यूक्लियोटाइड एक प्रकार की "ईंटें" हैं जिनसे आनुवंशिकता के पदार्थ की अनूठी संरचना का निर्माण होता है। आइए विचार करें कि कौन से संकेत निर्देशित हैं लाइव प्रकृतिएक न्यूक्लिक एसिड सुपरकोइल बनाना।

न्यूक्लियोटाइड कैसे बनते हैं?

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, हमें रसायन विज्ञान के क्षेत्र से कुछ ज्ञान की आवश्यकता है। कार्बनिक यौगिक. विशेष रूप से, हम याद करते हैं कि प्रकृति में मोनोसेकेराइड्स - पेंटोस (डीऑक्सीराइबोज या राइबोज) के साथ संयुक्त नाइट्रोजन युक्त हेट्रोसायक्लिक ग्लाइकोसाइड्स का एक समूह है। उन्हें न्यूक्लियोसाइड कहा जाता है। उदाहरण के लिए, एडेनोसाइन और अन्य प्रकार के न्यूक्लियोसाइड कोशिका के साइटोसोल में मौजूद होते हैं। वे ऑर्थोफोस्फोरिक एसिड अणुओं के साथ एक एस्टरीफिकेशन प्रतिक्रिया में प्रवेश करते हैं। इस प्रक्रिया के उत्पाद न्यूक्लियोटाइड होंगे। प्रत्येक डीएनए मोनोमर, और उनमें से चार प्रकार होते हैं, एक नाम होता है, उदाहरण के लिए, ग्वानिन, थाइमिन और साइटोसिन न्यूक्लियोटाइड।

प्यूरीन डीएनए मोनोमर्स

जैव रसायन में, एक वर्गीकरण अपनाया गया है जो डीएनए मोनोमर्स और उनकी संरचना को दो समूहों में विभाजित करता है: उदाहरण के लिए, एडेनिन और ग्वानिन न्यूक्लियोटाइड प्यूरीन हैं। इनमें प्यूरीन डेरिवेटिव होते हैं - कार्बनिक पदार्थसूत्र सी 5 एच 4 एन 4 होने। डीएनए मोनोमर, एक ग्वानिन न्यूक्लियोटाइड, में बीटा कॉन्फ़िगरेशन में एन-ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड द्वारा डीऑक्सीराइबोज से जुड़ा एक प्यूरीन नाइट्रोजनस बेस भी होता है।

पाइरीमिडीन न्यूक्लियोटाइड्स

साइटिडीन और थाइमिडीन नामक नाइट्रोजनस क्षार कार्बनिक पदार्थ पाइरीमिडीन के व्युत्पन्न हैं। इसका सूत्र सी 4 एच 4 एन 2 है। अणु एक छह-सदस्यीय तलीय विषमचक्र है जिसमें दो नाइट्रोजन परमाणु होते हैं। यह ज्ञात है कि थाइमिन न्यूक्लियोटाइड के बजाय, आरआरएनए, टीआरएनए और एमआरएनए जैसे अणुओं में एक यूरैसिल मोनोमर होता है। प्रतिलेखन की प्रक्रिया में, डीएनए जीन से एमआरएनए अणु में सूचना के लेखन के दौरान, थाइमिन न्यूक्लियोटाइड को एडेनिन द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, और एडेनिन न्यूक्लियोटाइड को संश्लेषित एमआरएनए श्रृंखला में यूरैसिल द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। अर्थात् निम्न अभिलेख निष्पक्ष होंगे: A-U,T-A.

चारगफ का नियम

पिछले भाग में, हम पहले ही आंशिक रूप से डीएनए श्रृंखलाओं में मोनोमर्स और जीन-एमआरएनए कॉम्प्लेक्स के बीच पत्राचार के सिद्धांतों पर चर्चा कर चुके हैं। प्रसिद्ध बायोकेमिस्ट ई। चारगफ ने डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड अणुओं की एक पूरी तरह से अनूठी संपत्ति स्थापित की, अर्थात्, इसमें एडेनिन न्यूक्लियोटाइड की संख्या हमेशा थाइमिन के बराबर होती है, और ग्वानिन - साइटोसिन के बराबर होती है। चारगफ के सिद्धांतों का मुख्य सैद्धांतिक आधार वाटसन और क्रिक का शोध था, जिन्होंने स्थापित किया कि कौन से मोनोमर्स डीएनए अणु बनाते हैं और कौन से स्थानिक संगठनवे। एक अन्य पैटर्न, जिसे चारगफ द्वारा व्युत्पन्न किया गया है और पूरकता का सिद्धांत कहा जाता है, प्यूरीन और पाइरीमिडीन आधारों के रासायनिक संबंध और एक दूसरे के साथ बातचीत करते समय हाइड्रोजन बांड बनाने की उनकी क्षमता को इंगित करता है। इसका मतलब यह है कि दोनों डीएनए स्ट्रैंड में मोनोमर्स की व्यवस्था सख्ती से निर्धारित होती है: उदाहरण के लिए, पहले डीएनए स्ट्रैंड के विपरीत ए, दूसरे का केवल टी स्थित हो सकता है, और उनके बीच दो हाइड्रोजन बॉन्ड उत्पन्न होते हैं। ग्वानिन न्यूक्लियोटाइड के विपरीत, केवल साइटोसिन स्थित हो सकता है। इस मामले में, नाइट्रोजनस आधारों के बीच तीन हाइड्रोजन बांड बनते हैं।

आनुवंशिक कोड में न्यूक्लियोटाइड की भूमिका

राइबोसोम में होने वाली प्रोटीन जैवसंश्लेषण प्रतिक्रिया को अंजाम देने के लिए, पेप्टाइड के अमीनो एसिड संरचना के बारे में जानकारी को mRNA न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम से अमीनो एसिड अनुक्रम में अनुवाद करने के लिए एक तंत्र है। यह पता चला कि तीन आसन्न मोनोमर्स 20 संभावित अमीनो एसिड में से एक के बारे में जानकारी रखते हैं। इस घटना को समस्या समाधान में कहा जाता है। आणविक जीव विज्ञानइसका उपयोग पेप्टाइड की अमीनो एसिड संरचना दोनों को निर्धारित करने और प्रश्न को स्पष्ट करने के लिए किया जाता है: कौन से मोनोमर्स डीएनए अणु बनाते हैं, दूसरे शब्दों में, संबंधित जीन की संरचना क्या है। उदाहरण के लिए, जीन में एएए ट्रिपलेट (कोडन) प्रोटीन अणु में एमिनो एसिड फेनिलएलनिन को एन्कोड करता है, और आनुवंशिक कोड में यह एमआरएनए श्रृंखला में यूयूयू ट्रिपल के अनुरूप होगा।

डीएनए प्रतिकृति की प्रक्रिया में न्यूक्लियोटाइड की बातचीत

जैसा कि पहले पता चला था, संरचनात्मक इकाइयाँ, डीएनए मोनोमर्स न्यूक्लियोटाइड हैं। जंजीरों में उनका विशिष्ट क्रम डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड के बेटी अणु के संश्लेषण की प्रक्रिया के लिए टेम्पलेट है। यह घटना सेल इंटरफेज़ के एस-स्टेज में होती है। नए डीएनए अणु के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को डीएनए पोलीमरेज़ एंजाइम की कार्रवाई के तहत मूल श्रृंखला पर इकट्ठा किया जाता है, खाते में (ए - टी, डी - सी)। प्रतिकृति प्रतिक्रियाओं को संदर्भित करता है मैट्रिक्स संश्लेषण. इसका मतलब यह है कि डीएनए मोनोमर्स और मूल श्रृंखला में उनकी संरचना आधार के रूप में काम करती है, यानी इसकी बेटी कॉपी के लिए मैट्रिक्स।

क्या न्यूक्लियोटाइड की संरचना बदल सकती है?

वैसे, मान लें कि डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड कोशिका नाभिक की एक बहुत ही रूढ़िवादी संरचना है। इसके लिए एक तार्किक व्याख्या है: क्रोमेटिन में संग्रहीत नाभिक अपरिवर्तित होना चाहिए और विरूपण के बिना कॉपी किया जाना चाहिए। खैर, सेलुलर जीनोम लगातार पर्यावरणीय कारकों की "बंदूक के नीचे" है। उदाहरण के लिए, ऐसे आक्रामक रासायनिक यौगिकजैसे शराब, दवा, रेडियोधर्मी विकिरण। ये सभी तथाकथित उत्परिवर्तजन हैं, जिनके प्रभाव में कोई भी डीएनए मोनोमर अपना परिवर्तन कर सकता है रासायनिक संरचना. जैव रसायन में इस तरह की विकृति को बिंदु उत्परिवर्तन कहा जाता है। कोशिका जीनोम में उनके होने की आवृत्ति काफी अधिक होती है। उत्परिवर्तन को सेलुलर मरम्मत प्रणाली के अच्छी तरह से काम करने वाले कार्य द्वारा ठीक किया जाता है, जिसमें एंजाइमों का एक सेट शामिल होता है।

उनमें से कुछ, उदाहरण के लिए, प्रतिबंधित, क्षतिग्रस्त न्यूक्लियोटाइड्स को "कट आउट" करते हैं, पोलीमरेज़ सामान्य मोनोमर्स का संश्लेषण प्रदान करते हैं, लिगैस जीन के बहाल वर्गों को "सीवे" करते हैं। यदि, किसी कारण से, ऊपर वर्णित तंत्र कोशिका में काम नहीं करता है और दोषपूर्ण डीएनए मोनोमर इसके अणु में रहता है, तो उत्परिवर्तन मैट्रिक्स संश्लेषण की प्रक्रियाओं द्वारा उठाया जाता है और फेनोटाइपिक रूप से बिगड़ा हुआ गुणों वाले प्रोटीन के रूप में प्रकट होता है, सेलुलर चयापचय में उनमें निहित आवश्यक कार्यों को करने में असमर्थ। यह एक गंभीर नकारात्मक कारक है जो कोशिका की व्यवहार्यता को कम करता है और उसके जीवनकाल को छोटा करता है।