डीएनए रेणूंचे जीवन. डीएनए म्हणजे काय - डीएनए जेनेटिक्सची डीऑक्सीरिबोन्यूक्लिक ॲसिड स्ट्रक्चर

डीएनए हा वंशपरंपरागत माहितीचा सार्वत्रिक स्रोत आणि संरक्षक आहे, जो न्यूक्लियोटाइड्सचा एक विशेष क्रम वापरून रेकॉर्ड केला जातो;

न्यूक्लियोटाइडचे सरासरी आण्विक वजन 345 असे गृहीत धरले जाते आणि न्यूक्लियोटाइड अवशेषांची संख्या शंभर, हजार आणि लाखोपर्यंत पोहोचू शकते. डीएनए मुख्यतः पेशींच्या केंद्रकांमध्ये आढळतो. क्लोरोप्लास्ट आणि माइटोकॉन्ड्रियामध्ये किंचित आढळते. तथापि, सेल न्यूक्लियसचा डीएनए एक रेणू नाही. यात अनेक रेणू असतात जे वेगवेगळ्या गुणसूत्रांवर वितरीत केले जातात, त्यांची संख्या जीवावर अवलंबून असते. ही डीएनएची संरचनात्मक वैशिष्ट्ये आहेत.

डीएनएच्या शोधाचा इतिहास

जेम्स वॉटसन आणि फ्रान्सिस क्रिक यांनी डीएनएची रचना आणि कार्ये शोधून काढली होती आणि त्यांना 1962 मध्ये नोबेल पारितोषिकही देण्यात आले होते.

पण जर्मनीत काम करणारे स्विस शास्त्रज्ञ फ्रेडरिक जोहान मिशेर यांनी न्यूक्लिक ॲसिडचा शोध लावला. 1869 मध्ये त्यांनी प्राण्यांच्या पेशी - ल्युकोसाइट्सचा अभ्यास केला. ते मिळविण्यासाठी, त्याने पू सह मलमपट्टी वापरली, जी त्याला हॉस्पिटलमधून मिळाली. मिशरने पुसमधून ल्युकोसाइट्स धुवून त्यांच्यापासून प्रथिने वेगळे केले. या अभ्यासादरम्यान, शास्त्रज्ञ हे स्थापित करण्यास सक्षम होते की ल्युकोसाइट्समध्ये, प्रथिने व्यतिरिक्त, काहीतरी वेगळे आहे, काही पदार्थ त्या वेळी अज्ञात होते. हा एक धागासारखा किंवा फ्लोक्युलंट गाळ होता जो अम्लीय वातावरण तयार झाल्यास सोडला जातो. अल्कली जोडल्यावर अवक्षेपण लगेच विरघळते.

सूक्ष्मदर्शकाचा वापर करून, शास्त्रज्ञाने शोधून काढले की जेव्हा ल्युकोसाइट्स हायड्रोक्लोरिक ऍसिडने धुतले जातात तेव्हा पेशींमधून न्यूक्ली राहतात. मग त्याने असा निष्कर्ष काढला की न्यूक्लियसमध्ये एक अज्ञात पदार्थ आहे, ज्याला त्याने न्यूक्लीन (अनुवादात न्यूक्लियस शब्दाचा अर्थ न्यूक्लियस) म्हटले आहे.

रासायनिक विश्लेषण केल्यानंतर, मिशेरला आढळले की नवीन पदार्थात कार्बन, हायड्रोजन, ऑक्सिजन आणि फॉस्फरस आहे. त्या वेळी, ऑर्गनोफॉस्फरस संयुगांबद्दल फारसे माहिती नव्हती, म्हणून फ्रेडरिकचा असा विश्वास होता की त्याने सेल न्यूक्लियसमध्ये सापडलेल्या संयुगांचा एक नवीन वर्ग शोधला आहे.

अशा प्रकारे, 19 व्या शतकात न्यूक्लिक ॲसिडचे अस्तित्व शोधले गेले. मात्र, त्यावेळी त्यांनी बजावलेल्या महत्त्वाच्या भूमिकेचा विचारही कोणी करू शकत नव्हता.

आनुवंशिकतेचा पदार्थ

डीएनएच्या संरचनेचा अभ्यास केला जात राहिला आणि 1944 मध्ये ऑस्वाल्ड एव्हरी यांच्या नेतृत्वाखालील जीवाणूशास्त्रज्ञांच्या गटाला पुरावा मिळाला की हा रेणू गंभीर लक्ष देण्यास पात्र आहे. शास्त्रज्ञाने अनेक वर्षे न्यूमोकोसी, न्यूमोनिया किंवा फुफ्फुसाच्या आजारास कारणीभूत असलेल्या जीवांचा अभ्यास केला. एव्हरीने सजीवांसाठी सुरक्षित असलेल्या न्यूमोकोकीचे मिश्रण करून प्रयोग केले. प्रथम, रोग निर्माण करणाऱ्या पेशी मारल्या गेल्या आणि नंतर ज्यांना रोग झाला नाही त्या त्यांच्यात जोडल्या गेल्या.

संशोधनाच्या निकालांनी सर्वांनाच थक्क केले. तेथे जिवंत पेशी होत्या ज्या मृत व्यक्तींशी संवाद साधल्यानंतर रोग निर्माण करण्यास शिकल्या. मृत पेशींपासून जिवंत पेशींमध्ये माहिती प्रसारित करण्याच्या प्रक्रियेत सामील असलेल्या पदार्थाचे स्वरूप वैज्ञानिकांनी शोधून काढले. डीएनए रेणू हा पदार्थ निघाला.

रचना

म्हणून, डीएनए रेणूची रचना काय आहे हे समजून घेणे आवश्यक आहे. त्याच्या संरचनेचा शोध ही एक महत्त्वपूर्ण घटना होती ज्यामुळे आण्विक जीवशास्त्राची निर्मिती झाली - बायोकेमिस्ट्रीची एक नवीन शाखा. पेशींच्या केंद्रकांमध्ये डीएनए मोठ्या प्रमाणात आढळतो, परंतु रेणूंचा आकार आणि संख्या जीवाच्या प्रकारावर अवलंबून असते. हे स्थापित केले गेले आहे की सस्तन प्राण्यांच्या पेशींच्या केंद्रकांमध्ये यापैकी अनेक पेशी असतात, ते गुणसूत्रांसह वितरीत केले जातात, त्यापैकी 46 आहेत.

डीएनएच्या संरचनेचा अभ्यास करताना, 1924 मध्ये फ्यूलगेनने प्रथम त्याचे स्थानिकीकरण स्थापित केले. प्रयोगांमधून मिळालेल्या पुराव्यावरून असे दिसून आले की डीएनए माइटोकॉन्ड्रिया (1-2%) मध्ये स्थित आहे. इतरत्र, हे रेणू व्हायरल इन्फेक्शन दरम्यान, बेसल बॉडीजमध्ये आणि काही प्राण्यांच्या अंड्यांमध्ये देखील आढळू शकतात. हे ज्ञात आहे की जीव जितका गुंतागुंतीचा असेल तितका डीएनएचा वस्तुमान जास्त असेल. सेलमध्ये उपस्थित रेणूंची संख्या कार्यावर अवलंबून असते आणि सामान्यतः 1-10% असते. त्यापैकी सर्वात कमी मायोसाइट्समध्ये (0.2%), सर्वात जास्त जंतू पेशींमध्ये (60%) आढळतात.

डीएनएच्या संरचनेवरून असे दिसून आले आहे की उच्च जीवांच्या गुणसूत्रांमध्ये ते साध्या प्रथिने - अल्ब्युमिन, हिस्टोन्स आणि इतरांशी संबंधित आहेत, जे एकत्रितपणे डीएनपी (डीऑक्सीरिबोन्यूक्लियोप्रोटीन) तयार करतात. सामान्यतः, एक मोठा रेणू अस्थिर असतो आणि उत्क्रांती दरम्यान तो अखंड आणि अपरिवर्तित राहण्यासाठी, एक तथाकथित दुरुस्ती प्रणाली तयार केली गेली आहे, ज्यामध्ये एंजाइम - लिगासेस आणि न्यूक्लीज असतात, जे "दुरुस्ती" साठी जबाबदार असतात. रेणू

डीएनएची रासायनिक रचना

डीएनए एक पॉलिमर आहे, एक पॉलीन्यूक्लियोटाइड, ज्यामध्ये मोनोन्यूक्लियोटाइड्सची प्रचंड संख्या (हजारो लाखांपर्यंत) असते. डीएनएची रचना खालीलप्रमाणे आहे: मोनोन्यूक्लियोटाइड्समध्ये नायट्रोजनयुक्त तळ असतात - सायटोसिन (सी) आणि थायमिन (टी) - पायरीमिडीन डेरिव्हेटिव्ह्ज, ॲडेनाइन (ए) आणि ग्वानिन (जी) - प्युरिन डेरिव्हेटिव्ह्जपासून. नायट्रोजनयुक्त तळांव्यतिरिक्त, मानवी आणि प्राण्यांच्या रेणूमध्ये 5-मेथिलसाइटोसिन, एक किरकोळ पायरीमिडीन बेस असतो. नायट्रोजनयुक्त तळ फॉस्फोरिक ऍसिड आणि डीऑक्सीरिबोजला बांधतात. DNA ची रचना खाली दर्शविली आहे.

चार्जफ नियम

डीएनएची रचना आणि जैविक भूमिका यांचा अभ्यास 1949 मध्ये E. Chargaff यांनी केला होता. त्याच्या संशोधनादरम्यान, त्याने नायट्रोजन बेसच्या परिमाणवाचक वितरणामध्ये आढळणारे नमुने ओळखले:

1. ∑T + C = ∑A + G (म्हणजे, pyrimidine बेसची संख्या प्युरिन बेसच्या संख्येइतकी आहे).
2. ॲडेनिन अवशेषांची संख्या नेहमी थायमिनच्या अवशेषांच्या संख्येइतकी असते आणि ग्वानिनची संख्या सायटोसिनच्या बरोबरीची असते.
3. विशिष्टता गुणांकात सूत्र आहे: G+C/A+T. उदाहरणार्थ, एखाद्या व्यक्तीसाठी ते 1.5 आहे, बैलासाठी ते 1.3 आहे.
4. "A + C" ची बेरीज "G + T" च्या बेरजेइतकी आहे, म्हणजेच ग्वानिन आणि थायमिन इतकंच ॲडेनाइन आणि सायटोसिन आहे.

डीएनए संरचना मॉडेल

ते वॉटसन आणि क्रिक यांनी तयार केले होते. फॉस्फेट आणि डीऑक्सीरिबोज अवशेष दोन पॉलीन्यूक्लियोटाइड साखळींच्या पाठीच्या कणाजवळ सर्पिल पद्धतीने वळवलेले असतात. हे निर्धारित केले गेले की पायरीमिडीन आणि प्युरिन बेसच्या प्लॅनर स्ट्रक्चर्स साखळीच्या अक्षावर लंब स्थित आहेत आणि सर्पिलच्या स्वरूपात शिडीच्या पायर्या आहेत. हे देखील स्थापित केले गेले आहे की A नेहमी दोन हायड्रोजन बंधांचा वापर करून T शी जोडलेला असतो आणि G समान बंधांपैकी तीन द्वारे C शी जोडलेला असतो. या घटनेला "निवडकता आणि पूरकतेचा सिद्धांत" असे नाव देण्यात आले.

संरचनात्मक संघटनेचे स्तर

सर्पिल सारखी वाकलेली पॉलीन्यूक्लियोटाइड साखळी ही एक प्राथमिक रचना आहे ज्यामध्ये 3’,5’-फॉस्फोडीस्टर बाँडने जोडलेल्या मोनोन्यूक्लियोटाइड्सचा विशिष्ट गुणात्मक आणि परिमाणात्मक संच असतो. अशा प्रकारे, प्रत्येक साखळीला 3' टोक (डीऑक्सीरिबोज) आणि 5' टोक (फॉस्फेट) असते. ज्या प्रदेशांमध्ये जनुकीय माहिती असते त्यांना स्ट्रक्चरल जीन्स म्हणतात.

दुहेरी हेलिक्स रेणू ही दुय्यम रचना आहे. शिवाय, त्याच्या पॉलीन्यूक्लियोटाइड साखळ्या समांतर असतात आणि साखळ्यांच्या पूरक तळांमध्ये हायड्रोजन बंधांनी जोडलेल्या असतात. हे स्थापित केले गेले आहे की या हेलिक्सच्या प्रत्येक वळणात 10 न्यूक्लियोटाइड अवशेष आहेत, त्याची लांबी 3.4 एनएम आहे. या संरचनेला व्हॅन डेर वॉल्स परस्परसंवाद शक्तींद्वारे देखील समर्थन दिले जाते, जे तिरस्करणीय आणि आकर्षक घटकांसह समान साखळीच्या तळांदरम्यान पाहिले जाते. शेजारच्या अणूंमधील इलेक्ट्रॉनच्या परस्परसंवादाद्वारे या शक्तींचे स्पष्टीकरण केले जाते. इलेक्ट्रोस्टॅटिक परस्परसंवाद देखील दुय्यम संरचना स्थिर करते. हे सकारात्मक चार्ज केलेले हिस्टोन रेणू आणि नकारात्मक चार्ज केलेल्या DNA स्ट्रँड दरम्यान उद्भवते.

तृतीयक रचना म्हणजे हिस्टोन्सभोवती डीएनए स्ट्रँडचे वळण किंवा सुपरकॉइलिंग. पाच प्रकारच्या हिस्टोन्सचे वर्णन केले आहे: H1, H2A, H2B, H3, H4.

क्रोमॅटिनमध्ये न्यूक्लियोसोमचे दुमडणे ही एक चतुर्भुज रचना आहे, म्हणून अनेक सेंटीमीटर लांबीचा डीएनए रेणू 5 एनएम पर्यंत दुमडू शकतो.

डीएनएची कार्ये

डीएनएची मुख्य कार्ये आहेत:

1. आनुवंशिक माहितीचा संग्रह. प्रथिन रेणूमध्ये आढळणाऱ्या अमिनो आम्लांचा क्रम डीएनए रेणूमध्ये न्यूक्लियोटाइड अवशेष कोणत्या क्रमाने असतो त्यानुसार निर्धारित केला जातो. हे जीवाचे गुणधर्म आणि वैशिष्ट्यांबद्दल सर्व माहिती एन्क्रिप्ट करते.
2. डीएनए वंशपरंपरागत माहिती पुढील पिढीपर्यंत पोहोचवण्यास सक्षम आहे. हे प्रतिकृतीच्या क्षमतेमुळे शक्य आहे - स्व-डुप्लिकेशन. डीएनए दोन पूरक साखळ्यांमध्ये विभागण्यास सक्षम आहे आणि त्या प्रत्येकावर (पूरकतेच्या तत्त्वानुसार) मूळ न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम पुनर्संचयित केला जातो.
3. डीएनएच्या मदतीने प्रथिने, एंजाइम आणि हार्मोन्सचे जैवसंश्लेषण होते.

निष्कर्ष

DNA ची रचना अनुवांशिक माहितीचे संरक्षक बनू देते आणि भविष्यातील पिढ्यांपर्यंत देखील पोहोचवते. या रेणूमध्ये कोणती वैशिष्ट्ये आहेत?

1. स्थिरता. ग्लायकोसिडिक, हायड्रोजन आणि फॉस्फोडीस्टर बॉन्ड्स, तसेच प्रेरित आणि उत्स्फूर्त नुकसान दुरुस्तीच्या यंत्रणेमुळे हे शक्य आहे.
2. प्रतिकृतीची शक्यता. ही यंत्रणा सोमॅटिक पेशींमध्ये गुणसूत्रांची द्विगुणित संख्या राखण्याची परवानगी देते.
3. अनुवांशिक कोडचे अस्तित्व. भाषांतर आणि ट्रान्सक्रिप्शनच्या प्रक्रियेद्वारे, डीएनएमध्ये आढळलेल्या बेसचा क्रम पॉलीपेप्टाइड शृंखलामध्ये आढळलेल्या अमीनो ऍसिडच्या अनुक्रमात रूपांतरित केला जातो.
4. अनुवांशिक पुनर्संयोजनाची क्षमता. या प्रकरणात, जीन्सचे नवीन संयोजन तयार केले जातात जे एकमेकांशी जोडलेले असतात.

अशाप्रकारे, डीएनएची रचना आणि कार्ये त्याला सजीवांमध्ये अमूल्य भूमिका बजावू देतात. हे ज्ञात आहे की प्रत्येक मानवी पेशीमध्ये सापडलेल्या 46 डीएनए रेणूंची लांबी जवळजवळ 2 मीटर आहे आणि न्यूक्लियोटाइड जोड्यांची संख्या 3.2 अब्ज आहे.

सामग्री

सेल्युलर डीएनए हे संक्षेप शालेय जीवशास्त्र अभ्यासक्रमातील अनेकांना परिचित आहे, परंतु ते काय आहे याचे उत्तर काही जण सहजपणे देऊ शकतात. आनुवंशिकता आणि अनुवांशिकतेची केवळ एक अस्पष्ट कल्पना पदवीनंतर लगेचच स्मृतीमध्ये राहते. डीएनए काय आहे आणि त्याचा आपल्या जीवनावर काय परिणाम होतो हे जाणून घेणे कधीकधी खूप आवश्यक असते.

डीएनए रेणू

बायोकेमिस्ट तीन प्रकारचे मॅक्रोमोलेक्यूल्स वेगळे करतात: डीएनए, आरएनए आणि प्रथिने. Deoxyribonucleic acid हे एक बायोपॉलिमर आहे जे पिढ्यानपिढ्या प्रजातीचे आनुवंशिक गुणधर्म, वैशिष्ट्ये आणि विकासाबद्दल डेटा प्रसारित करण्यासाठी जबाबदार आहे. त्याचे मोनोमर न्यूक्लियोटाइड आहे. डीएनए रेणू काय आहेत? हा गुणसूत्रांचा मुख्य घटक आहे आणि त्यात अनुवांशिक कोड असतो.

डीएनए रचना

पूर्वी, शास्त्रज्ञांनी कल्पना केली की डीएनए संरचना मॉडेल नियतकालिक आहे, जेथे न्यूक्लियोटाइड्सचे एकसारखे गट (फॉस्फेट आणि साखर रेणूंचे संयोजन) पुनरावृत्ती होते. न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमांचे एक विशिष्ट संयोजन माहिती "एनकोड" करण्याची क्षमता प्रदान करते. संशोधनाबद्दल धन्यवाद, हे स्पष्ट झाले आहे की रचना वेगवेगळ्या जीवांमध्ये भिन्न आहे.

अलेक्झांडर रिच, डेव्हिड डेव्हिस आणि गॅरी फेलसेनफेल्ड हे अमेरिकन शास्त्रज्ञ डीएनए म्हणजे काय या प्रश्नाचा अभ्यास करण्यासाठी विशेषतः प्रसिद्ध आहेत. त्यांनी 1957 मध्ये तीन-हेलिक्स न्यूक्लिक ॲसिडचे वर्णन सादर केले. 28 वर्षांनंतर, शास्त्रज्ञ मॅक्सिम डेव्हिडोविच फ्रँक-कॅमेनित्स्की यांनी दाखवून दिले की डीऑक्सीरिबोन्यूक्लिक ॲसिड, ज्यामध्ये दोन हेलिकेस आहेत, 3 स्ट्रँडच्या एच-आकारात कसे दुमडले जातात.

डीऑक्सीरिबोन्यूक्लिक ॲसिडची रचना दुहेरी-असर आहे. त्यामध्ये, न्यूक्लियोटाइड्स जोड्यांमध्ये जोडलेले असतात आणि लांब पॉलिन्यूक्लियोटाइड साखळी तयार करतात. या साखळ्यांमुळे हायड्रोजन बंध वापरून दुहेरी हेलिक्स तयार करणे शक्य होते. अपवाद असा व्हायरस आहे ज्यांचे एकल-अडकलेले जीनोम आहे. रेखीय डीएनए (काही विषाणू, जीवाणू) आणि गोलाकार (माइटोकॉन्ड्रिया, क्लोरोप्लास्ट) आहेत.

डीएनए रचना

डीएनए कशापासून बनलेला आहे याच्या ज्ञानाशिवाय, कोणतीही वैद्यकीय प्रगती होणार नाही. प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड तीन भागांनी बनलेला असतो: पेंटोज साखरेचे अवशेष, नायट्रोजनयुक्त बेस आणि फॉस्फोरिक ऍसिडचे अवशेष. कंपाऊंडच्या वैशिष्ट्यांवर आधारित, ऍसिडला डीऑक्सीरिबोन्यूक्लिक किंवा रिबोन्यूक्लिइक म्हटले जाऊ शकते. डीएनएमध्ये दोन बेसचे मोनोन्यूक्लियोटाइड्स मोठ्या संख्येने असतात: सायटोसिन आणि थायमिन. याव्यतिरिक्त, त्यात पायरीमिडीन डेरिव्हेटिव्ह्ज, ॲडेनाइन आणि ग्वानिन समाविष्ट आहेत.

जीवशास्त्रात डीएनए - जंक डीएनए नावाची एक व्याख्या आहे. त्याची कार्ये अद्याप अज्ञात आहेत. नावाची पर्यायी आवृत्ती “नॉन-कोडिंग” आहे, जी योग्य नाही, कारण त्यात कोडिंग प्रथिने आणि ट्रान्सपोसन्स आहेत, परंतु त्यांचा उद्देश देखील एक रहस्य आहे. कार्यरत गृहीतकांपैकी एक असे सूचित करते की या मॅक्रोमोलेक्युलची एक विशिष्ट रक्कम उत्परिवर्तनांच्या संदर्भात जीनोमच्या संरचनात्मक स्थिरीकरणात योगदान देते.

कुठे आहे

सेलमधील स्थान प्रजातींच्या वैशिष्ट्यांवर अवलंबून असते. एकपेशीय जीवांमध्ये, डीएनए झिल्लीमध्ये स्थित असतो. इतर सजीवांमध्ये ते न्यूक्लियस, प्लास्टीड्स आणि मायटोकॉन्ड्रियामध्ये स्थित आहे. जर आपण मानवी डीएनएबद्दल बोललो तर त्याला गुणसूत्र म्हणतात. खरे आहे, हे पूर्णपणे सत्य नाही, कारण गुणसूत्र हे क्रोमॅटिन आणि डीऑक्सीरिबोन्यूक्लिक ॲसिडचे एक कॉम्प्लेक्स आहेत.

पिंजरा मध्ये भूमिका

पेशींमध्ये डीएनएची मुख्य भूमिका आनुवंशिक जनुकांचे संक्रमण आणि भावी पिढीचे अस्तित्व आहे. भविष्यातील व्यक्तीचा केवळ बाह्य डेटाच नाही तर त्याचे चरित्र आणि आरोग्य देखील त्यावर अवलंबून असते. डीऑक्सीरिबोन्यूक्लिक ॲसिड सुपरकॉइल अवस्थेत आहे, परंतु उच्च-गुणवत्तेच्या जीवन प्रक्रियेसाठी ते न वळलेले असणे आवश्यक आहे. एन्झाईम्स तिला यात मदत करतात - टोपोइसोमेरेसेस आणि हेलिकेसेस.

टोपोइसोमेरेसेस हे न्यूक्लीज असतात आणि टॉर्शनची डिग्री बदलण्यास सक्षम असतात. त्यांचे आणखी एक कार्य म्हणजे प्रतिलेखन आणि प्रतिकृती (पेशी विभाजन) मध्ये सहभाग. हेलिकेस बेसमधील हायड्रोजन बंध तोडतात. लिगेस एन्झाईम्स आहेत, जे “क्रॉस-लिंक” तुटलेले बंध आणि पॉलिमरेसेस आहेत, जे नवीन पॉलीन्यूक्लियोटाइड साखळींच्या संश्लेषणात गुंतलेले आहेत.

डीएनए कसा उलगडला जातो

जीवशास्त्रासाठी हे संक्षेप परिचित आहे. डीएनएचे पूर्ण नाव डीऑक्सीरिबोन्यूक्लिक ॲसिड आहे. प्रत्येकजण हे प्रथमच म्हणू शकत नाही, म्हणून डीएनए डीकोडिंग अनेकदा भाषणात वगळले जाते. आरएनए - रिबोन्यूक्लिक ॲसिडची संकल्पना देखील आहे, ज्यामध्ये प्रथिनांमध्ये एमिनो ॲसिडचे अनुक्रम असतात. ते थेट संबंधित आहेत, आणि आरएनए हे दुसरे सर्वात महत्वाचे मॅक्रोमोलेक्यूल आहे.

मानवी डीएनए

मानवी गुणसूत्रे न्यूक्लियसमध्ये विभक्त होतात, ज्यामुळे मानवी डीएनए माहितीचा सर्वात स्थिर, पूर्ण वाहक बनतो. अनुवांशिक पुनर्संयोजन दरम्यान, हेलिकेस वेगळे केले जातात, विभागांची देवाणघेवाण केली जाते आणि नंतर कनेक्शन पुनर्संचयित केले जाते. डीएनएच्या नुकसानीमुळे, नवीन संयोजन आणि नमुने तयार होतात. संपूर्ण यंत्रणा नैसर्गिक निवडीला प्रोत्साहन देते. जीनोम ट्रान्समिशनसाठी ते किती काळ जबाबदार आहे आणि त्याची चयापचय उत्क्रांती काय आहे हे अद्याप अज्ञात आहे.

कोणी उघडले

डीएनएच्या संरचनेचा पहिला शोध जेम्स वॉटसन आणि फ्रान्सिस क्रिक या इंग्रजी जीवशास्त्रज्ञांना दिला जातो, ज्यांनी 1953 मध्ये रेणूची संरचनात्मक वैशिष्ट्ये उघड केली. 1869 मध्ये स्विस डॉक्टर फ्रेडरिक मिशर यांनी ते शोधून काढले. त्यांनी ल्युकोसाइट्सचा वापर करून प्राण्यांच्या पेशींच्या रासायनिक रचनेचा अभ्यास केला, जे पुवाळलेल्या जखमांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर जमा होतात.

मिशेर पांढऱ्या रक्त पेशी, पृथक प्रथिने धुण्याच्या पद्धतींचा अभ्यास करत होते, जेव्हा त्यांना आढळले की त्यांच्याशिवाय आणखी काही आहे. प्रक्रिया करताना डिशच्या तळाशी फ्लेक्सचा गाळ तयार होतो. सूक्ष्मदर्शकाखाली या ठेवींचे परीक्षण केल्यावर, तरुण डॉक्टरांना हायड्रोक्लोरिक ऍसिडच्या उपचारानंतर शिल्लक राहिलेल्या केंद्रकांचा शोध लागला. त्यात एक कंपाऊंड होता ज्याला फ्रेडरिकने न्यूक्लीन (लॅटिन न्यूक्लियसमधून - न्यूक्लियस) म्हटले.

डीएनएचे गुणधर्म त्याच्या संरचनेद्वारे निर्धारित केले जातात:

1. अष्टपैलुत्व- डीएनए बांधणीची तत्त्वे सर्व जीवांसाठी समान आहेत.

2. विशिष्टता- नायट्रोजनयुक्त तळांच्या गुणोत्तराद्वारे निर्धारित: A + T,

जे प्रत्येक प्रजातीसाठी विशिष्ट आहे. तर मानवांमध्ये ते 1.35, बॅक्टेरियामध्ये - 0.39 आहे

विशिष्टता यावर अवलंबून असते:

न्यूक्लियोटाइड्सची संख्या

न्यूक्लियोटाइड्सचा प्रकार

डीएनए साखळीतील न्यूक्लियोटाइड्सची व्यवस्था

2. प्रतिकृतीकिंवा DNA स्व-डुप्लिकेशन: DNA↔DNA. सेल्युलर जीवांचा अनुवांशिक कार्यक्रम डीएनएच्या न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमात लिहिला जातो. जीवाचे अद्वितीय गुणधर्म जतन करण्यासाठी, प्रत्येक पुढील पिढीमध्ये हा क्रम अचूकपणे पुनरुत्पादित करणे आवश्यक आहे. सेल डिव्हिजन दरम्यान, डीएनए सामग्री दुप्पट असणे आवश्यक आहे जेणेकरून प्रत्येक कन्या पेशीला डीएनएचा पूर्ण स्पेक्ट्रम प्राप्त होईल, म्हणजे. कोणत्याही विभाजित मानवी सोमॅटिक सेलमध्ये, 6.4 * 10 9 न्यूक्लियोटाइड जोड्या कॉपी केल्या पाहिजेत. डीएनए दुप्पट होण्याच्या प्रक्रियेला प्रतिकृती म्हणतात. प्रतिकृती टेम्पलेट संश्लेषण प्रतिक्रियांचा संदर्भ देते. प्रतिकृती दरम्यान, दोन डीएनए स्ट्रँडपैकी प्रत्येक पूरक (मुलगी) स्ट्रँड तयार करण्यासाठी टेम्पलेट म्हणून कार्य करते. हे सेल सायकलच्या इंटरफेसच्या S- कालावधी दरम्यान उद्भवते. प्रतिकृती प्रक्रियेची उच्च विश्वासार्हता अनेक पिढ्यांमध्ये अनुवांशिक माहितीच्या अक्षरशः त्रुटी-मुक्त प्रसारणाची हमी देते. एस-पीरियडमध्ये डीएनए संश्लेषण सुरू करण्यासाठी ट्रिगर सिग्नल तथाकथित एस - फॅक्टर (विशिष्ट प्रथिने) आहे. प्रतिकृती दर आणि युकेरियोटिक क्रोमोसोमची लांबी जाणून घेतल्यास, प्रतिकृती वेळेची गणना केली जाऊ शकते, जे सैद्धांतिकदृष्ट्या अनेक दिवसांचे असते, परंतु सराव मध्ये प्रतिकृती 6-12 तासांमध्ये होते. यावरून असे होते की युकेरियोट्समधील प्रतिकृती एकाच वेळी एका डीएनए रेणूवर अनेक ठिकाणी सुरू होते.

प्रतिकृतीचे एकक प्रतिकृती आहे. प्रतिकृती हा DNA चा एक विभाग आहे जिथे प्रतिकृती तयार होते.युकेरियोट्समध्ये प्रति इंटरफेस क्रोमोसोम प्रतिकृतींची संख्या 100 किंवा त्याहून अधिक असू शकते. सस्तन प्राण्यांच्या पेशीमध्ये 20-30 हजार प्रतिकृती असू शकतात, मानवांमध्ये - अंदाजे 50 हजार साखळी वाढीच्या निश्चित दराने (युकेरियोट्समध्ये - 100 न्यूक्लियोटाइड्स प्रति सेकंद), एकाधिक दीक्षा प्रक्रियेचा वेग वाढवते आणि कमी होते. गुणसूत्रांच्या विस्तारित विभागांच्या डुप्लिकेशनसाठी लागणारा वेळ, त्या. युकेरियोट्समध्ये ते चालते पॉलीरेप्लिकॉनप्रतिकृती (चित्र 21)

प्रतिकृतीमध्ये सर्व आवश्यक जीन्स आणि नियामक अनुक्रम असतात जे प्रतिकृती सक्षम करतात. सेल डिव्हिजन दरम्यान प्रत्येक प्रतिकृती एकदा सक्रिय केली जाते. आरंभीच्या टप्प्यावर प्रतिकृती नियंत्रित केली जाते. एकदा डुप्लिकेशन प्रक्रिया सुरू झाल्यानंतर, संपूर्ण प्रतिकृती डुप्लिकेट होईपर्यंत ती सुरू राहील.

प्रोकेरियोट्समध्ये, सर्व डीएनए एक प्रतिकृती आहे.

अंजीर.21. युकेरियोटिक क्रोमोसोमल डीएनएची प्रतिकृती. वेसिकल्सच्या निर्मितीसह प्रतिकृतीच्या वेगवेगळ्या उत्पत्तीपासून (ओरी) प्रतिकृती दोन दिशांनी पुढे जाते. "बुडबुडा" किंवा "डोळा" हे न प्रतिरूपित DNA मधील प्रतिकृती DNA चे क्षेत्र आहे. (ए. एस. कोनिचेव्ह, जी. ए. सेवास्त्यानोवा, 2005, पृ. 213)

प्रतिकृती प्रक्रियेत सामील असलेले एन्झाईम मल्टीएन्झाइमॅटिक कॉम्प्लेक्समध्ये एकत्र केले जातात. 15 एंजाइम प्रोकेरिओट्समध्ये डीएनए प्रतिकृतीमध्ये गुंतलेले आहेत आणि युकेरियोट्समध्ये 30 पेक्षा जास्त, म्हणजे. प्रतिकृती ही अत्यंत क्लिष्ट आणि अत्यंत अचूक बहु-चरण एन्झाइमॅटिक प्रक्रिया आहे. एंजाइमॅटिक कॉम्प्लेक्समध्ये खालील एंजाइम समाविष्ट आहेत:

1) डीएनए पॉलिमरेसेस (I, III), उत्प्रेरक पूरक कॉपी करणे, म्हणजे. कन्या साखळीच्या वाढीसाठी जबाबदार आहेत. (चित्र 22) प्रोकेरियोट्स प्रति सेकंद 1000 न्यूक्लियोटाइड्सच्या दराने प्रतिकृती तयार करतात आणि युकेरियोट्स प्रति सेकंद 100 न्यूक्लियोटाइड्सच्या दराने प्रतिकृती तयार करतात. युकेरियोट्समधील संश्लेषणाचा कमी दर हिस्टोन प्रथिनांच्या कठीण पृथक्करणाशी संबंधित आहे, जो प्रतिकृती काट्यामध्ये डीएनए साखळीसह पुढे जाण्यासाठी डीएनए पॉलिमरेझसाठी काढून टाकणे आवश्यक आहे.

२) डीएनए - प्राइमेज. डीएनए पॉलिमरेसेस विद्यमान न्यूक्लियोटाइड्समध्ये सामील होऊन पॉलीन्यूक्लियोटाइड साखळी वाढवू शकतात. म्हणून, डीएनए संश्लेषण सुरू करण्यासाठी डीएनए पॉलिमरेजसाठी, त्याला प्राइमर किंवा प्राइमर (इंग्रजी प्राइमरमधून) आवश्यक आहे. डीएनए प्राइमेज अशा प्राइमरचे संश्लेषण करते, जे नंतर डीएनए विभागांद्वारे बदलले जाते. (अंजीर 22).

3) डीएनए लिगेस फॉस्फोडीस्टर बाँडच्या निर्मितीद्वारे ओकाझाकी तुकड्यांना एकमेकांशी जोडते.

4) डीएनए - हेलिकेस, डीएनए हेलिक्स उघडतो, त्यांच्यामधील हायड्रोजन बंध तोडतो. परिणामी, दोन एकल वेगळ्या निर्देशित डीएनए शाखा तयार होतात (चित्र 22).

5) एसएसबी - प्रथिने जे सिंगल-स्ट्रँडेड डीएनएला बांधतात आणि ते स्थिर करतात, उदा. ते पूरक वीण साठी परिस्थिती निर्माण करतात.

डीएनए प्रतिकृती रेणूवरील कोणत्याही यादृच्छिक बिंदूपासून सुरू होत नाही, परंतु प्रतिकृती क्षेत्र(चे) (ओरी) ची उत्पत्ती म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या विशिष्ट स्थानांवर होते. त्यांच्याकडे विशिष्ट न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम आहेत, जे साखळ्यांचे पृथक्करण सुलभ करतात (चित्र 21). ओरी पॉइंटवर प्रतिकृती सुरू केल्यामुळे, एक किंवा दोन प्रतिकृती काटे तयार होतात - अशी ठिकाणे जिथे मूळ डीएनए स्ट्रँड वेगळे होतात. डीएनए पूर्णपणे डुप्लिकेट होईपर्यंत किंवा जवळच्या दोन प्रतिकृती उत्पत्तीचे प्रतिकृती काटे विलीन होईपर्यंत कॉपी करण्याची प्रक्रिया चालू राहते. युकेरियोट्समधील प्रतिकृतीची उत्पत्ती 20,000 न्यूक्लियोटाइड जोड्यांच्या अंतरावर गुणसूत्राच्या बाजूने विखुरलेली आहे (चित्र 21).

अंजीर.22. डीएनए प्रतिकृती (मजकूरातील स्पष्टीकरण). (बी. अल्बर्ट्स एट अल., 1994, व्हॉल्यूम 2, पृ. 82)

एन्झाइम - हेलिकेस- हायड्रोजन बंध तोडते, म्हणजे दुहेरी साखळी उघडते, दोन वेगळ्या निर्देशित DNA शाखा बनवते (चित्र 22). एकल-अडकलेले प्रदेश विशेष द्वारे जोडलेले आहेत एसएसबी प्रथिने, जे प्रत्येक मदर चेनच्या बाहेर रांगेत उभे असतात आणि त्यांना एकमेकांपासून दूर खेचतात. यामुळे पूरक न्यूक्लियोटाइड्सला बांधण्यासाठी नायट्रोजनयुक्त तळ उपलब्ध होतात. ह्यांच्या अभिसरणात डीएनए प्रतिकृतीच्या दिशेने शाखा, डीएनए पॉलिमरेझ एंजाइम स्थित आहे, जे प्रक्रिया उत्प्रेरित करते आणि पूरक संश्लेषणाची अचूकता नियंत्रित करते. या सजीवांच्या शरीरात निर्मार्ण होणारे द्रव्य कार्याचे वैशिष्ट्य म्हणजे त्याची दिशाहीनता, म्हणजे. बांधकाम डीएनएची मुलगी स्ट्रँडपासून दिशेने जाते 5" पर्यंत समाप्त 3" . एका मदर स्ट्रँडवर, मुलीचे डीएनए संश्लेषण होते सतत(अग्रणी साखळी). पासून ती वाढते 5" ते 3"प्रतिकृती काट्याच्या हालचालीच्या दिशेने समाप्त होते आणि म्हणून फक्त एकच कृती आवश्यक असते. दुसर्या मदर साखळीवर, कन्या साखळीचे संश्लेषण नेहमीच्या लहान तुकड्यांच्या स्वरूपात होते. 5" - 3" ध्रुवीयता आणि एन्झाईम्सच्या मदतीने - ligaseते एका सतत मागे पडणाऱ्या साखळीत जोडलेले असतात. म्हणून, लॅगिंग साखळीच्या संश्लेषणासाठी अनेक कृती (बिंदू) आरंभ करणे आवश्यक आहे.

या संश्लेषण पद्धतीला म्हणतात मधूनमधून प्रतिकृती.लॅगिंग स्ट्रँडवर संश्लेषित केलेल्या तुकड्यांच्या प्रदेशांना शोधकर्त्याच्या सन्मानार्थ तुकड्यांचे नाव दिले जाते. ओकाझाकी. ते सर्व प्रतिकृती तयार करणाऱ्या डीएनएमध्ये आढळतात, दोन्ही प्रोकेरियोट्स आणि युकेरियोट्स. त्यांची लांबी प्रोकेरियोट्समध्ये 1000-2000 न्यूक्लियोटाइड्स आणि 100-200 युकेरियोट्समध्ये असते. अशा प्रकारे, प्रतिकृतीच्या परिणामी, 2 समान डीएनए रेणू तयार होतात, ज्यामध्ये एक स्ट्रँड मदर स्ट्रँड आहे, दुसरा नवीन संश्लेषित केला जातो. या प्रकारच्या प्रतिकृतीला म्हणतात अर्ध-पुराणमतवादी.प्रतिकृतीच्या या पद्धतीबद्दल गृहीतक जे. वॉटसन आणि एफ. क्रिक यांनी तयार केले होते आणि ते 1958 मध्ये सिद्ध झाले होते. एम. मेसेल्सनआणि F. स्टेलेम. प्रतिकृतीनंतर, क्रोमॅटिन ही 2 विघटित डीएनए रेणूंची एक प्रणाली आहे जी एका सेन्ट्रोमेअरद्वारे एकत्रित केली जाते.

प्रतिकृती प्रक्रियेदरम्यान, त्रुटी उद्भवू शकतात, ज्या प्रोकेरियोट्स आणि युकेरियोट्समध्ये समान वारंवारतेसह उद्भवतात - एक प्रति 10 8 -10 10 nucleotides, म्हणजे प्रति जीनोम सरासरी 3 त्रुटी. प्रतिकृती प्रक्रियेच्या उच्च अचूकतेचा आणि समन्वयाचा हा पुरावा आहे.

डीएनए पॉलिमरेझ III (“प्रूफरीडिंग मेकॅनिझम”) किंवा दुरुस्ती प्रणालीद्वारे प्रतिकृती त्रुटी दुरुस्त केल्या जातात.

2. दुरुस्ती- त्याची अखंडता पुनर्संचयित करण्यासाठी ही डीएनएची मालमत्ता आहे, म्हणजे. दुरुस्ती नुकसान. वंशानुगत माहितीचे अविकृत स्वरूपात प्रसार ही वैयक्तिक जीव आणि संपूर्ण प्रजाती या दोघांच्याही अस्तित्वासाठी सर्वात महत्वाची अट आहे. बहुतेक बदल पेशीसाठी हानिकारक असतात, एकतर उत्परिवर्तन घडवून आणतात, डीएनए प्रतिकृती अवरोधित करतात किंवा सेलचा मृत्यू होतो. डीएनए सतत उत्स्फूर्त (प्रतिकृती त्रुटी, न्यूक्लियोटाइड रचनेत व्यत्यय इ.) आणि प्रेरित (यूव्ही विकिरण, आयनीकरण विकिरण, रासायनिक आणि जैविक उत्परिवर्तन) पर्यावरणीय घटकांच्या संपर्कात आहे. उत्क्रांतीच्या काळात, एक प्रणाली विकसित केली गेली आहे जी आम्हाला डीएनएमधील उल्लंघन सुधारण्यास अनुमती देते - डीएनए दुरुस्ती प्रणाली. त्याच्या क्रियाकलापांच्या परिणामी, प्रति 1000 डीएनए नुकसान, फक्त एक उत्परिवर्तन ठरतो. नुकसान म्हणजे डीएनएमधील कोणताही बदल ज्यामुळे सामान्य दुहेरी-असरलेल्या संरचनेपासून विचलन होते:

1) सिंगल-स्ट्रँड ब्रेक्सचा देखावा;

2) पायांपैकी एक काढून टाकणे, परिणामी त्याचा होमोलॉग जोडलेला नाही;

3) पूरक जोड्यातील एका बेसची दुस-यासह बदली, भागीदार बेससह चुकीची जोडणी;

4) एका DNA स्ट्रँडच्या पायांदरम्यान किंवा विरुद्ध स्ट्रँडच्या पायांदरम्यान सहसंयोजक बंध दिसणे.

दुरुस्ती डीएनए दुप्पट होण्यापूर्वी (प्री-रिप्लिकेटिव्ह रिपेअर) आणि डीएनए दुप्पट झाल्यानंतर (पोस्ट-रिप्लिटिव्ह) होऊ शकते. म्युटाजेन्सच्या स्वरूपावर आणि डीएनएच्या नुकसानाच्या प्रमाणात अवलंबून, प्रकाश (फोटोरॅक्टिव्हेशन), गडद, ​​एसओएस दुरुस्ती इत्यादी सेलमध्ये होतात.

असा विचार करा फोटोरीएक्टिव्हेशननैसर्गिक परिस्थितीमुळे (जीवाची शारीरिक वैशिष्ट्ये, अल्ट्राव्हायोलेट किरणांसह सामान्य पर्यावरणीय घटक) डीएनएचे नुकसान झाल्यास सेलमध्ये उद्भवते. या प्रकरणात, दृश्यमान प्रकाशाच्या सहभागासह डीएनए अखंडतेची पुनर्संचयित होते: दुरुस्ती एंजाइम दृश्यमान प्रकाश क्वांटाद्वारे सक्रिय होते, खराब झालेल्या डीएनएला जोडते, खराब झालेल्या भागाचे पायरीमिडीन डायमर वेगळे करते आणि डीएनए स्ट्रँडची अखंडता पुनर्संचयित करते.

गडद दुरुस्ती (छोटी)आयनीकरण विकिरण, रसायने इत्यादींच्या संपर्कात आल्यानंतर निरीक्षण केले जाते. यात खराब झालेले क्षेत्र काढून टाकणे आणि डीएनए रेणूची सामान्य रचना पुनर्संचयित करणे समाविष्ट आहे (चित्र 23). या प्रकारच्या दुरुस्तीसाठी डीएनएचा दुसरा पूरक स्ट्रँड आवश्यक आहे. गडद दुरुस्ती मल्टी-स्टेज आहे, त्यात एंजाइमचे कॉम्प्लेक्स समाविष्ट आहे, म्हणजे:

1) एक एन्झाइम जो डीएनए साखळीचा खराब झालेला भाग ओळखतो

2) डीएनए - एंडोन्यूक्लीज, खराब झालेल्या डीएनए स्ट्रँडमध्ये ब्रेक बनवते

3) एक्सोन्यूक्लीज डीएनए स्ट्रँडचा बदललेला भाग काढून टाकते

4) डीएनए पॉलिमरेझ I हटवलेला बदलण्यासाठी नवीन डीएनए विभाग संश्लेषित करतो

5) डीएनए लिगेस जुन्या डीएनए स्ट्रँडच्या शेवटी नव्याने संश्लेषित केलेल्या सोबत जोडते, म्हणजे. डीएनएची दोन टोके बंद करते (चित्र 23). 25 एंजाइम प्रथिने मानवांमध्ये गडद दुरुस्तीमध्ये भाग घेतात.

पेशींच्या जीवनास धोका असलेल्या मोठ्या डीएनएच्या नुकसानाच्या बाबतीत, ते चालू होते SOS भरपाई. SOS रिपेरेशनचा शोध 1974 मध्ये लागला. आयनीकरण रेडिएशनच्या मोठ्या डोसच्या संपर्कात आल्यानंतर या प्रकारची दुरुस्ती दिसून येते. एसओएस दुरुस्तीचे वैशिष्ट्य म्हणजे प्राथमिक डीएनए संरचना पुनर्संचयित करणे चुकीचे आहे, म्हणूनच त्याला हे नाव मिळाले. त्रुटी-प्रवण भरपाई. SOS दुरुस्तीचे मुख्य उद्दिष्ट सेल व्यवहार्यता राखणे आहे.

दुरुस्ती प्रणालीतील व्यत्ययामुळे अकाली वृद्धत्व, कर्करोगाचा विकास, स्वयंप्रतिकार प्रणालीचे रोग आणि पेशी किंवा जीवाचा मृत्यू होऊ शकतो.

तांदूळ. 23. सुधारित न्यूक्लियोटाइड अवशेष (गडद दुरुस्ती किंवा छाटणी दुरुस्ती) बदलून खराब झालेल्या डीएनएची दुरुस्ती. (एम. सिंगर, पी. बर्ग, 1998, खंड 1, पृष्ठ 100)

न्यूक्लिक ॲसिड जटिल, उच्च-आण्विक बायोपॉलिमर आहेत. हे पदार्थ प्रथम सेल न्यूक्लियसमध्ये सापडले होते, म्हणून त्यांचे नाव (लॅटिन न्यूक्लियस - न्यूक्लियसमधून). नंतर असे आढळून आले की पेशींच्या साइटोप्लाझममध्ये न्यूक्लिक ॲसिड देखील असतात.

अनेक शास्त्रज्ञांनी न्यूक्लिक ॲसिडची रचना उलगडण्यात भाग घेतला, जसे की F. Miescher, E. Chargaff, R. Franklin आणि इतर, पण अमेरिकन बायोकेमिस्ट जे. वॉटसन आणि इंग्लिश आनुवंशिकशास्त्रज्ञ एफ. क्रिक यांनी शेवटी न्यूक्लिकची रचना सोडवण्यात यश मिळवले. 1953 मध्ये ऍसिडस्, ज्यासाठी त्यांना नोबेल पारितोषिक देण्यात आले आणि त्यांचा शोध 20 व्या शतकातील सर्वात महान शोध म्हणून ओळखला गेला.

न्यूक्लिक ॲसिडचे दोन प्रकार आहेत: डीएनए - डीऑक्सीरिबोन्यूक्लिक ॲसिडआणि आरएनए - रिबोन्यूक्लिक ॲसिड.त्यांचे रेणू पॉलिमर आहेत ज्यांचे मोनोमर न्यूक्लियोटाइड आहेत. थ्रेड सारख्या डीएनए रेणूंची लांबी मानवी शरीराच्या पेशींमध्ये अनेक सेंटीमीटर असते. मानवी गुणसूत्रांच्या 26 जोड्यांमध्ये डीएनएची एकूण लांबी अंदाजे 1.5 मीटर आहे. आरएनए रेणू लहान आहेत - त्या प्रत्येकाची लांबी 0.01 मिमी पेक्षा जास्त नाही.

न्यूक्लियोटाइड्स - न्यूक्लिक ॲसिडचे मोनोमर्स, यामधून, एक जटिल रचना आहे. प्रत्येक न्यूक्लियोटाइडमध्ये तीन भाग असतात: एक नायट्रोजनयुक्त आधार, एक साधा पेंटोज कार्बोहायड्रेट आणि फॉस्फोरिक ऍसिड अवशेष:

डीएनए न्यूक्लियोटाइड्स आरएनए न्यूक्लियोटाइड्सपेक्षा संरचनेत भिन्न असतात. डीएनए रेणूंमध्ये चार प्रकारचे न्यूक्लियोटाइड्स असतात, जे नायट्रोजनयुक्त तळांमध्ये एकमेकांपासून वेगळे असतात, त्यापैकी ओळखले जातात: ॲडेनाइन, ग्वानिन, सायटोसिन आणि थायमिन. डीएनए न्यूक्लियोटाइडचा चार प्रकारचा नायट्रोजनयुक्त तळ कोणता भाग आहे यावर अवलंबून, त्याला अनुक्रमे ॲडेनाइन, ग्वानिन, सायटोसिन किंवा थायमिन म्हणतात. न्यूक्लियोटाइड्सला A, G, C, T असे संक्षिप्त रूप दिले जाते. एक कार्बोहायड्रेट जो LNA न्यूक्लियोटाइड्सचा भाग आहे. हे नेहमी सारखेच असते - ते सर्व डीएनए न्यूक्लियोटाइड्सचे एक स्थिर आणि अपरिवर्तनीय घटक आहे फॉस्फोरिक ऍसिड अवशेष. अशा प्रकारे, डीएनए न्यूक्लियोटाइड्सपैकी एक, उदाहरणार्थ, ॲडेनाइन ए, खालीलप्रमाणे योजनाबद्धपणे चित्रित केले जाऊ शकते:

न्यूक्लियोटाइड्स एका शृंखलामध्ये जोडले जातात आणि त्यानंतरच्या न्यूक्लियोटाइड (चित्र 1) चे डीऑक्सीरिबोज आणि फॉस्फोरिक ऍसिड अवशेष यांच्यामध्ये सहसंयोजक बंध तयार करतात.

डीएनए रेणूमध्ये एक नसून न्यूक्लियोटाइड्सच्या दोन साखळ्या असतात, ज्या नायट्रोजनयुक्त तळांद्वारे एकमेकांच्या दिशेने असतात आणि ज्या दरम्यान हायड्रोजन बंध तयार होतात. वेगवेगळ्या नायट्रोजनयुक्त तळांमधील अशा बंधांची संख्या समान नसते, आणि परिणामी, ते केवळ जोड्यांमध्ये जोडले जाऊ शकतात: एका पॉलीन्यूक्लियोटाइड साखळीतील नायट्रोजन बेस ॲडेनाइन नेहमी दोन हायड्रोजन बंधांनी दुसऱ्या साखळीच्या थायमिनसह जोडलेले असते, आणि ग्वानिन - विरुद्ध पॉलीन्यूक्लियोटाइड साखळीच्या नायट्रोजन बेस सायटोसिनसह तीन हायड्रोजन बंधांद्वारे. न्यूक्लियोटाइड्स निवडकपणे एकत्र करण्याच्या या क्षमतेला म्हणतात पूरकता(लॅटिन complementum - व्यतिरिक्त).

तांदूळ. 1. डीएनएची रचना

अंतराळात, डीएनए रेणू एक वळण असलेला दुहेरी हेलिक्स (डीएनएची दुय्यम रचना) आहे, जो यामधून, पुढील स्थानिक पॅकेजिंगमधून जातो, एक तृतीयक रचना तयार करतो - एक सुपरहेलिक्स. ही रचना युकेरियोटिक गुणसूत्रांच्या डीएनएचे वैशिष्ट्य आहे आणि डीएनए आणि आण्विक प्रथिने यांच्यातील परस्परसंवादामुळे होते. अशाप्रकारे, सर्वात मोठ्या मानवी गुणसूत्राच्या डीएनएची लांबी 8 सेमी आहे, परंतु ती वळविली जाते जेणेकरून, शेवटी, ते 5 एनएम पेक्षा जास्त नसेल.

डीएनए रेणूची मुख्य मालमत्ता म्हणजे स्व-डुप्लिकेट करण्याची क्षमता ( प्रतिकृती) (चित्र 2).

प्रतिकृती बनवण्याआधी, डीएनए रेणूचे दुहेरी हेलिक्स उघडते आणि दोन साखळ्यांमध्ये विभागले जाते, त्यातील प्रत्येक असेंब्लीसाठी मॅट्रिक्स (फॉर्म) म्हणून काम करते.

तत्त्व पूरकतानवीन (बाल) साखळी. नवीन डीएनए साखळी तयार करण्यासाठी सामग्री न्यूक्लियोटाइड्स आहे, जी नेहमी मुक्त स्थितीत न्यूक्लियसमध्ये असते. ही प्रक्रिया पेशी विभाजनापूर्वी घडते आणि गुणसूत्रांच्या संख्येच्या दुप्पट होण्याला अधोरेखित करते.

तांदूळ. 2. डीएनए दुहेरी हेलिक्स प्रतिकृती

डीएनए रेणूचे न्यूक्लियोटाइड्स प्रोटीन रेणूमध्ये अमीनो ऍसिडचा क्रम एन्कोड करतात - हे डीएनएचे मुख्य कार्य आहे - आनुवंशिक माहिती संग्रहित करणे. प्रोटीन रेणूमधील एक अमीनो आम्ल डीएनए रेणूच्या 3 न्यूक्लियोटाइड्स एन्कोड करते. जनुक हा डीएनए रेणूचा एक विभाग आहे ज्यामध्ये एका प्रोटीन रेणूचा अमीनो ऍसिड अनुक्रम लिहिला जातो.

पीसीआर निदान पद्धतीचे सार तपशीलवार समजून घेण्यासाठी, शालेय जीवशास्त्र अभ्यासक्रमात एक लहान सहल करणे आवश्यक आहे.

आम्हाला शालेय पाठ्यपुस्तकांमधून हे देखील माहित आहे की डीऑक्सीरिबोन्यूक्लिक ॲसिड (DNA) हे पृथ्वीवर अस्तित्वात असलेल्या सर्व जीवांमध्ये अनुवांशिक माहिती आणि आनुवंशिक वैशिष्ट्यांचे सार्वत्रिक वाहक आहे. अपवाद फक्त काही सूक्ष्मजीव आहेत, उदाहरणार्थ, व्हायरस - त्यांचे अनुवांशिक माहितीचे सार्वत्रिक वाहक आरएनए - सिंगल-स्ट्रँडेड रिबोन्यूक्लिक ॲसिड आहेत.

डीएनए रेणूची रचना

डीएनए रेणूचा शोध 1953 मध्ये लागला. फ्रान्सिस क्रिक आणि जेम्स वॉटसन यांनी डीएनएच्या दुहेरी हेलिक्सची रचना शोधली, त्यांच्या कार्याला नंतर नोबेल पारितोषिक देण्यात आले.

DNA हे दुहेरी स्ट्रँड हेलिक्समध्ये वळवले जाते. प्रत्येक थ्रेडमध्ये "विटा" असतात - मालिकेत जोडलेले न्यूक्लियोटाइड्स. प्रत्येक डीएनए न्यूक्लियोटाइडमध्ये चार नायट्रोजनयुक्त तळांपैकी एक असतो - ग्वानिन (जी), एडेनिन (ए) (प्युरिन), थायमिन (टी) आणि सायटोसिन (सी) (पायरीमिडीन्स), डीऑक्सीरिबोजशी संबंधित, ज्यामध्ये फॉस्फेट गट जोडलेला असतो. 3'-हायड्रॉक्सिल (3'-OH) आणि 5'-फॉस्फेट गट (5'-PO3) द्वारे तयार केलेल्या फॉस्फोडीस्टर बॉण्डद्वारे साखळीत लगतचे न्यूक्लियोटाइड एकमेकांशी जोडलेले असतात. हा गुणधर्म DNA मधील ध्रुवीयतेची उपस्थिती निश्चित करतो, म्हणजे, विरुद्ध दिशानिर्देश, म्हणजे 5' आणि 3' टोके: एका स्ट्रँडचा 5' टोक दुसऱ्या स्ट्रँडच्या 3' टोकाशी संबंधित असतो.

0 ॲरे ( => विश्लेषणे) ॲरे ( => 2) ॲरे ( =>.html) 2

डीएनए रचना

डीएनएची प्राथमिक रचना ही साखळीतील डीएनए न्यूक्लियोटाइड्सचा रेखीय क्रम आहे. DNA साखळीतील न्यूक्लियोटाइड्सचा क्रम DNA फॉर्म्युला अक्षराच्या स्वरूपात लिहिला जातो: उदाहरणार्थ - AGTCATGCCAG, DNA साखळीच्या 5' ते 3' टोकापर्यंत एंट्री केली जाते.

डीएनएची दुय्यम रचना न्यूक्लियोटाइड्स (बहुधा नायट्रोजनयुक्त तळ) एकमेकांशी, हायड्रोजन बंध यांच्या परस्परसंवादामुळे तयार होते. डीएनए दुय्यम संरचनेचे उत्कृष्ट उदाहरण म्हणजे डीएनए दुहेरी हेलिक्स. डीएनए डबल हेलिक्स हे निसर्गातील डीएनएचे सर्वात सामान्य रूप आहे, ज्यामध्ये डीएनएच्या दोन पॉलीन्यूक्लियोटाइड साखळ्या असतात. प्रत्येक नवीन डीएनए साखळीचे बांधकाम पूरकतेच्या तत्त्वानुसार चालते, म्हणजे, एका डीएनए साखळीचा प्रत्येक नायट्रोजनयुक्त पाया दुसऱ्या साखळीच्या काटेकोरपणे परिभाषित बेसशी संबंधित असतो: पूरक जोडीमध्ये, टी A च्या विरुद्ध आहे आणि C विरुद्ध आहे. जी, इ.

डीएनए संश्लेषण. प्रतिकृती

डीएनएचा एक अद्वितीय गुणधर्म म्हणजे त्याची दुप्पट (प्रतिकृती) करण्याची क्षमता. निसर्गात, डीएनए प्रतिकृती खालीलप्रमाणे घडते: विशेष एन्झाईम्स (गायरेसेस) च्या मदतीने, जे उत्प्रेरक म्हणून काम करतात (प्रतिक्रिया गतिमान करणारे पदार्थ), हेलिक्स सेलमध्ये ज्या भागात प्रतिकृती घडली पाहिजे (डीएनए दुप्पट करणे). पुढे, थ्रेड्स बांधणारे हायड्रोजन बंध तुटतात आणि धागे वेगळे होतात.

नवीन साखळीच्या बांधकामात, सक्रिय "बिल्डर" एक विशेष एंजाइम आहे - डीएनए पॉलिमरेझ. DNA दुप्पट करण्यासाठी, एक स्ट्रॅटम ब्लॉक किंवा "फाउंडेशन" देखील आवश्यक आहे, जो एक लहान दुहेरी-असरलेला DNA तुकडा आहे. हा प्रारंभिक ब्लॉक, किंवा अधिक तंतोतंत, पालक डीएनए साखळीचा पूरक विभाग, प्राइमरशी संवाद साधतो, 20-30 न्यूक्लियोटाइड्सचा एकल-अडका तुकडा. डीएनए प्रतिकृती किंवा क्लोनिंग दोन्ही स्ट्रँडवर एकाच वेळी होते. एका डीएनए रेणूपासून, दोन डीएनए रेणू तयार होतात, ज्यामध्ये एक स्ट्रँड आई डीएनए रेणूपासून असतो आणि दुसरा, कन्या, नव्याने संश्लेषित केला जातो.

गॅस्ट्रोएन्टेरोलॉजी डायग्नोस्टिक कॉम्प्लेक्स - 5,360 रूबल

फक्त मार्चबचतीत - 15%

1000 रूबल व्याख्या सह ECG रेकॉर्डिंग

- 25%प्राथमिक
डॉक्टरांची भेट
शनिवार व रविवार रोजी थेरपिस्ट

980 घासणे. हिरुडोथेरपिस्टसह प्रारंभिक भेट

थेरपिस्टची भेट - 1,130 रूबल (1,500 रूबल ऐवजी) "फक्त मार्चमध्ये, शनिवार आणि रविवारी, 1,500 रूबलऐवजी 25% सवलतीसह सामान्य प्रॅक्टिशनरच्या भेटी - 1,130 रूबल (किंमत सूचीनुसार निदान प्रक्रियेचे पैसे दिले जातात)

अशा प्रकारे, डीएनए प्रतिकृती (दुप्पट) प्रक्रियेमध्ये तीन मुख्य टप्पे समाविष्ट आहेत:

• डीएनए हेलिक्सचे उलगडणे आणि स्ट्रँडचे विचलन
• प्राइमर्स संलग्न करत आहे
• कन्या स्ट्रँडच्या नवीन डीएनए स्ट्रँडची निर्मिती

पीसीआर विश्लेषण डीएनए प्रतिकृतीच्या तत्त्वावर आधारित आहे - डीएनए संश्लेषण, जे आधुनिक शास्त्रज्ञांनी कृत्रिमरित्या पुन्हा तयार केले आहे: प्रयोगशाळेत, डॉक्टर डीएनए दुप्पट करतात, परंतु संपूर्ण डीएनए साखळी नव्हे तर त्याचा एक छोटासा तुकडा.

डीएनएची कार्ये

मानवी डीएनए रेणू हा अनुवांशिक माहितीचा वाहक आहे, जो अनुवांशिक कोड वापरून न्यूक्लियोटाइड्सच्या क्रमाने लिहिलेला आहे. वर वर्णन केलेल्या डीएनए प्रतिकृतीच्या परिणामी, डीएनए जीन्स पिढ्यानपिढ्या प्रसारित केल्या जातात.

डीएनए (म्युटेशन) मधील न्यूक्लियोटाइड्सच्या क्रमातील बदलांमुळे शरीरात अनुवांशिक विकार होऊ शकतात.