न्यूक्लिक एसिड

व्यापकता

न्यूक्लिक एसिड डीएनए और आरएनए के बड़े जैविक अणु हैं, जिनकी उपस्थिति और उचित कार्य, जीवित कोशिकाओं के भीतर, बाद के अस्तित्व के लिए आवश्यक हैं।
एक जेनेरिक न्यूक्लिक एसिड बड़ी संख्या में न्यूक्लियोटाइड्स के संघ से, रैखिक श्रृंखलाओं में प्राप्त होता है।

चित्रा: डीएनए अणु।

न्यूक्लियोटाइड छोटे अणु होते हैं, जिनके संविधान में तीन तत्व भाग लेते हैं: एक फॉस्फेट समूह, एक नाइट्रोजनयुक्त आधार और एक 5-कार्बन शर्करा।

न्यूक्लिक एसिड एक जीव के अस्तित्व के लिए महत्वपूर्ण हैं, क्योंकि वे प्रोटीन के संश्लेषण में सहयोग करते हैं, सेलुलर तंत्र के सही कार्यान्वयन के लिए आवश्यक अणु।
डीएनए और आरएनए कुछ मामलों में एक दूसरे से भिन्न होते हैं।
उदाहरण के लिए, डीएनए में दो समानांतर न्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाएं होती हैं और इसमें 5-कार्बन चीनी के रूप में डीऑक्सीराइबोज होता है। दूसरी ओर, आरएनए में आमतौर पर न्यूक्लियोटाइड की एक ही श्रृंखला होती है और इसमें 5 कार्बन परमाणुओं के साथ चीनी के रूप में राइबोज होता है।

न्यूक्लिक एसिड क्या हैं?

न्यूक्लिक एसिड जैविक मैक्रोमोलेक्यूल्स डीएनए और आरएनए हैं, जिनकी उपस्थिति, जीवित प्राणियों की कोशिकाओं के अंदर, जीवित रहने और बाद के सही विकास के लिए आवश्यक है।
एक अन्य परिभाषा के अनुसार, न्यूक्लिक एसिड बड़ी संख्या में न्यूक्लियोटाइड की लंबी रैखिक श्रृंखलाओं में संघ के परिणामस्वरूप बायोपॉलिमर होते हैं।
एक बायोपॉलिमर, या प्राकृतिक बहुलक, आणविक इकाइयों से बना एक बड़ा जैविक यौगिक है जो सभी समान होते हैं, जिन्हें मोनोमर कहा जाता है।

न्यूक्लिक एसिड: किसके कब्जे में है?

न्यूक्लिक एसिड न केवल यूकेरियोटिक और प्रोकैरियोटिक जीवों की कोशिकाओं के भीतर रहते हैं, बल्कि अकोशिकीय जीवन रूपों में भी होते हैं, जैसे कि वायरस, और सेलुलर ऑर्गेनेल में, जैसे कि माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट।

सामान्य संरचना

उपरोक्त परिभाषाओं के आधार पर, न्यूक्लियोटाइड आणविक इकाइयाँ हैं जो न्यूक्लिक एसिड डीएनए और आरएनए बनाते हैं।
इसलिए, वे न्यूक्लिक एसिड की संरचना के लिए समर्पित इस अध्याय के मुख्य विषय का प्रतिनिधित्व करेंगे।

एक सामान्य न्यूक्लियोटाइड की संरचना

एक सामान्य न्यूक्लियोटाइड कार्बनिक प्रकृति का एक यौगिक है, जो तीन तत्वों के मिलन का परिणाम है:

• एक फॉस्फेट समूह, जो फॉस्फोरिक एसिड का व्युत्पन्न है;
• एक पेंटोस, यानी 5 कार्बन परमाणुओं वाली एक चीनी;
• एक नाइट्रोजनस बेस, जो एक सुगंधित हेट्रोसायक्लिक अणु है।

पेंटोस न्यूक्लियोटाइड्स के केंद्रीय तत्व का प्रतिनिधित्व करता है, क्योंकि फॉस्फेट समूह और नाइट्रोजनस बेस इसे बांधते हैं।

चित्र: तत्व जो एक न्यूक्लिक एसिड का एक सामान्य न्यूक्लियोटाइड बनाते हैं। जैसा कि देखा जा सकता है, फॉस्फेट समूह और नाइट्रोजन आधार चीनी से बंधते हैं।

पेंटोस और फॉस्फेट समूह को एक साथ रखने वाला रासायनिक बंधन एक फॉस्फोडाइस्टर बंधन है, जबकि रासायनिक बंधन जो पेंटोस और नाइट्रोजनस बेस को बांधता है वह एक एन-ग्लाइकोसिडिक बंधन है।

पेंटोस अन्य तत्वों के साथ विभिन्न कड़ियों में कैसे भाग लेता है?

आधार: रसायनज्ञों ने कार्बनिक अणुओं को बनाने वाले कार्बन को इस तरह से क्रमांकित करने के बारे में सोचा है कि उनके अध्ययन और विवरण को सरल बनाया जा सके। यहाँ, तब, एक पेंटोस के 5 कार्बन बन जाते हैं: कार्बन 1, कार्बन 2, कार्बन 3, कार्बन 4 और कार्बन 5।

संख्या असाइनमेंट मानदंड काफी जटिल है, इसलिए हम स्पष्टीकरण को छोड़ना उचित समझते हैं।
न्यूक्लियोटाइड्स के पेंटोस बनाने वाले 5 कार्बन में से, जो नाइट्रोजनस बेस और फॉस्फेट समूह के साथ बंधन में शामिल होते हैं, क्रमशः कार्बन 1 और कार्बन 5 होते हैं।

• पेंटोस कार्बन 1 → एन-ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड → नाइट्रोजन बेस
• पेंटोस कार्बन 5 → फॉस्फोडाइस्टर बॉन्ड → फॉस्फेट समूह

किस प्रकार का रासायनिक बंधन न्यूक्लिक एसिड के न्यूक्लियोटाइड को बांधता है?

चित्र: एक पेन्टोज़ की संरचना, उसके घटक कार्बन की संख्या और नाइट्रोजन बेस और फॉस्फेट समूह के साथ बांड।

न्यूक्लिक एसिड की रचना में, न्यूक्लियोटाइड्स खुद को लंबी रैखिक श्रृंखलाओं में व्यवस्थित करते हैं, जिन्हें फिलामेंट्स के रूप में जाना जाता है।
इन लंबे स्ट्रैंड्स को बनाने वाला प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड अपने पेंटोस के कार्बन 3 और तुरंत बाद वाले न्यूक्लियोटाइड के फॉस्फेट समूह के बीच फॉस्फोडाइस्टर बॉन्ड के माध्यम से अगले न्यूक्लियोटाइड को बांधता है।

सीमाएँ

न्यूक्लियोटाइड स्ट्रैंड्स (या पॉलीन्यूक्लियोटाइड स्ट्रैंड्स), जो न्यूक्लिक एसिड बनाते हैं, के दो सिरे होते हैं, जिन्हें 5 "एंड (पढ़ें" फाइव प्राइम ") और 3" एंड ("थ्री प्राइम" पढ़ें) के रूप में जाना जाता है। परंपरा के अनुसार, जीवविज्ञानी और आनुवंशिकीविदों ने स्थापित किया है कि "अंत 5" एक न्यूक्लिक एसिड बनाने वाले स्ट्रैंड के सिर का प्रतिनिधित्व करता है, जबकि "अंत 3" इसकी पूंछ का प्रतिनिधित्व करता है।
रासायनिक दृष्टिकोण से, न्यूक्लिक एसिड का "5 छोर" श्रृंखला के पहले न्यूक्लियोटाइड के फॉस्फेट समूह के साथ मेल खाता है, जबकि न्यूक्लिक एसिड का "3 छोर" कार्बन 3 पर हाइड्रॉक्सिल (OH) समूह के साथ मेल खाता है। अंतिम न्यूक्लियोटाइड का।
यह इस संगठन के आधार पर है कि, आनुवंशिकी और आणविक जीव विज्ञान की पुस्तकों में, न्यूक्लिक एसिड के न्यूक्लियोटाइड किस्में निम्नानुसार वर्णित हैं: पी -5 "→ 3" -ओएच।

* नोट: अक्षर P फॉस्फेट समूह के फास्फोरस परमाणु को इंगित करता है।

एकल न्यूक्लियोटाइड के 5 "अंत और 3" अंत की अवधारणाओं को लागू करते हुए, बाद का "5 छोर" कार्बन 5 से बंधा हुआ फॉस्फेट समूह है, जबकि इसका 3 "अंत हाइड्रॉक्सिल समूह कार्बन 3 में शामिल होता है।
दोनों ही मामलों में, s "पाठक को संख्यात्मक पुनरावृत्ति पर ध्यान देने के लिए आमंत्रित करता है: अंत 5" - कार्बन 5 पर फॉस्फेट समूह और 3 अंत "- कार्बन 3 पर हाइड्रॉक्सिल समूह।

सामान्य कार्य

प्रोटीन में न्यूक्लिक एसिड होते हैं, परिवहन करते हैं, समझते हैं और आनुवंशिक जानकारी व्यक्त करते हैं।
अमीनो एसिड से बने, प्रोटीन जैविक मैक्रोमोलेक्यूल्स होते हैं, जो एक जीवित जीव के सेलुलर तंत्र को विनियमित करने में एक मौलिक भूमिका निभाते हैं।
आनुवंशिक जानकारी न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम पर निर्भर करती है, जो न्यूक्लिक एसिड की किस्में बनाते हैं।

इतिहास के संकेत

1869 में हुई न्यूक्लिक एसिड की खोज का श्रेय स्विस चिकित्सक और जीवविज्ञानी फ्रेडरिक मिशर को जाता है।
मिशर ने ल्यूकोसाइट्स के सेल न्यूक्लियस का अध्ययन करते हुए, उनकी आंतरिक संरचना को बेहतर ढंग से समझने के इरादे से अपने निष्कर्ष निकाले।
मिशर के प्रयोगों ने आणविक जीव विज्ञान और आनुवंशिकी के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण मोड़ का प्रतिनिधित्व किया, क्योंकि उन्होंने अध्ययनों की एक श्रृंखला शुरू की जिसके कारण डीएनए की संरचना (वाटसन और क्रिक, 1953 में) और आरएनए की, तंत्र के ज्ञान के लिए पहचान हुई। आनुवंशिक विरासत और प्रोटीन संश्लेषण की सटीक प्रक्रियाओं की पहचान।

नाम की उत्पत्ति

न्यूक्लिक एसिड का यह नाम है, क्योंकि मिशर ने उन्हें ल्यूकोसाइट्स (नाभिक - न्यूक्लिक) के नाभिक के भीतर पहचाना और पाया कि उनमें फॉस्फेट समूह, फॉस्फोरिक एसिड का व्युत्पन्न (फॉस्फोरिक एसिड - एसिड का व्युत्पन्न) है।

डीएनए

ज्ञात न्यूक्लिक एसिड में, डीएनए सबसे प्रसिद्ध है, क्योंकि यह आनुवंशिक जानकारी (या जीन) के भंडार का प्रतिनिधित्व करता है जो एक जीवित जीव की कोशिकाओं के विकास और विकास को निर्देशित करने का काम करता है।
संक्षिप्त नाम डीएनए का अर्थ है डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड या डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड।

दोहरी कुंडली

1953 में, "न्यूक्लिक एसिड डीएनए" की संरचना की व्याख्या करने के लिए, जीवविज्ञानी जेम्स वाटसन और फ्रांसिस क्रिक ने तथाकथित "डबल हेलिक्स" के मॉडल का प्रस्ताव रखा - जो बाद में सही निकला।
"डबल हेलिक्स" मॉडल के अनुसार, डीएनए एक बड़ा अणु है, जो एंटीपैरल समानांतर न्यूक्लियोटाइड के दो लंबे स्ट्रैंड्स के मिलन से उत्पन्न होता है और एक दूसरे में कुंडलित होता है।
शब्द "एंटीपैरेलल" इंगित करता है कि दो फिलामेंट्स में विपरीत अभिविन्यास है, अर्थात: एक फिलामेंट का सिर और पूंछ क्रमशः, दूसरे फिलामेंट की पूंछ और सिर के साथ परस्पर क्रिया करते हैं।

"डबल हेलिक्स" मॉडल के एक अन्य महत्वपूर्ण बिंदु के अनुसार, डीएनए न्यूक्लिक एसिड के न्यूक्लियोटाइड्स में ऐसी व्यवस्था होती है कि नाइट्रोजनस बेस प्रत्येक सर्पिल के केंद्रीय अक्ष की ओर उन्मुख होते हैं, जबकि पेंटोस और फॉस्फेट समूह मचान बनाते हैं। बाद वाला।

डीएनए का पेंटोज क्या है?

डीएनए न्यूक्लिक एसिड के न्यूक्लियोटाइड्स बनाने वाला पेंटोस डीऑक्सीराइबोज है।
इस 5-कार्बन चीनी का नाम कार्बन 2 पर ऑक्सीजन की कमी के कारण है। आखिरकार, डीऑक्सीराइबोज का अर्थ है "ऑक्सीजन से मुक्त"।

चित्रा: डीऑक्सीराइबोज।

डीऑक्सीराइबोज की उपस्थिति के कारण, डीएनए न्यूक्लिक एसिड के न्यूक्लियोटाइड्स को डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड्स कहा जाता है।

न्यूक्लियोटाइड्स और नाइट्रोजन बेस के प्रकार

डीएनए न्यूक्लिक एसिड में 4 अलग-अलग प्रकार के डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड होते हैं।
4 अलग-अलग प्रकार के डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड्स को अलग करने के लिए केवल नाइट्रोजन आधार है, जो पेंटोस-फॉस्फेट समूह गठन से जुड़ा हुआ है (जो नाइट्रोजन आधार के विपरीत कभी भिन्न नहीं होता है)।
स्पष्ट कारणों से, इसलिए, डीएनए के नाइट्रोजनस आधार 4 हैं, विशेष रूप से: एडेनिन (ए), गुआनिन (जी), साइटोसिन (सी) और थाइमिन (टी)।
एडेनिन और ग्वानिन प्यूरीन के वर्ग से संबंधित हैं, डबल रिंग एरोमैटिक हेटरोसायक्लिक यौगिक।
दूसरी ओर, साइटोसिन और थाइमिन, पाइरीमिडाइन्स, सिंगल-रिंग एरोमैटिक हेटरोसायक्लिक यौगिकों की श्रेणी में आते हैं।
"डबल हेलिक्स" मॉडल के साथ, वाटसन और क्रिक ने यह भी समझाया कि डीएनए के अंदर नाइट्रोजनस बेस का संगठन क्या है:

• एक फिलामेंट का प्रत्येक नाइट्रोजनस बेस हाइड्रोजन बॉन्ड के माध्यम से जुड़ता है, एंटीपैरलल फिलामेंट पर मौजूद एक नाइट्रोजनस बेस, प्रभावी रूप से एक जोड़ी, एक पेयरिंग, बेस का निर्माण करता है।
• दो फिलामेंट्स के नाइट्रोजनस बेस के बीच की जोड़ी अत्यधिक विशिष्ट है। वास्तव में, एडेनिन केवल थाइमिन को बांधता है, जबकि साइटोसिन केवल ग्वानिन को बांधता है।
  इस महत्वपूर्ण खोज ने आणविक जीवविज्ञानी और आनुवंशिकीविदों को "नाइट्रोजनस बेस के बीच पूरकता" और "नाइट्रोजनस बेस के बीच पूरक जोड़ी" की शर्तों को गढ़ने के लिए प्रेरित किया, ताकि एडेनिन को थाइमिन और साइटोसिन के साथ ग्वानिन के बंधन की विशिष्टता को इंगित किया जा सके। .

यह जीवित कोशिकाओं के अंदर कहाँ रहता है?

यूकेरियोटिक जीवों (जानवरों, पौधों, कवक और प्रोटिस्ट) में, डीएनए न्यूक्लिक एसिड इस सेलुलर संरचना वाले सभी कोशिकाओं के नाभिक के भीतर रहता है।

प्रोकैरियोटिक जीवों (बैक्टीरिया और आर्किया) में, हालांकि, डीएनए न्यूक्लिक एसिड साइटोप्लाज्म में रहता है, क्योंकि प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं में नाभिक की कमी होती है।

शाही सेना

प्रकृति में मौजूद दो न्यूक्लिक एसिड के बीच, आरएनए जैविक मैक्रोमोलेक्यूल का प्रतिनिधित्व करता है जो डीएनए न्यूक्लियोटाइड्स को प्रोटीन (प्रोटीन संश्लेषण प्रक्रिया) बनाने वाले एमिनो एसिड में अनुवाद करता है।
वास्तव में, न्यूक्लिक एसिड आरएनए न्यूक्लिक एसिड डीएनए पर रिपोर्ट की गई आनुवंशिक जानकारी के शब्दकोश के बराबर है।
संक्षिप्त नाम आरएनए का अर्थ है राइबोन्यूक्लिक एसिड।

अंतर जो इसे डीएनए से अलग करते हैं

डीएनए की तुलना में न्यूक्लिक एसिड आरएनए में कई अंतर हैं:

• आरएनए डीएनए की तुलना में एक छोटा जैविक अणु है, जो आमतौर पर न्यूक्लियोटाइड के एकल स्ट्रैंड से बना होता है।
• राइबोन्यूक्लिक एसिड के न्यूक्लियोटाइड्स बनाने वाला पेंटोस राइबोज है। डीऑक्सीराइबोज के विपरीत, राइबोज में कार्बन 2 पर ऑक्सीजन परमाणु होता है।
  यह राइबोज शर्करा की उपस्थिति के कारण है कि जीवविज्ञानी और रसायनज्ञों ने आरएनए को राइबोन्यूक्लिक एसिड का नाम दिया है।
• आरएनए न्यूक्लियोटाइड्स को राइबोन्यूक्लियोटाइड्स के रूप में भी जाना जाता है।
• न्यूक्लिक एसिड आरएनए डीएनए के साथ 4 नाइट्रोजनस बेस में से केवल 3 साझा करता है। वास्तव में, थाइमिन के बजाय, इसमें नाइट्रोजनस बेस यूरैसिल होता है।
• आरएनए कोशिका के विभिन्न डिब्बों में, नाभिक से साइटोप्लाज्म तक रह सकता है।

आरएनए के प्रकार

चित्रा: राइबोज।

जीवित कोशिकाओं के भीतर, न्यूक्लिक एसिड आरएनए चार मुख्य रूपों में मौजूद होता है: परिवहन आरएनए (या .) आरएनए स्थानांतरण या टीआरएनए), मैसेंजर आरएनए (या .) आरएनए मेसेंजर या एमआरएनए), राइबोसोमल आरएनए (या .) राइबोसोमल आरएनए या rRNA) और लघु नाभिकीय RNA (o .) छोटे परमाणु आरएनए या एसएनआरएनए)।
यद्यपि वे विभिन्न विशिष्ट भूमिकाएँ निभाते हैं, आरएनए के चार उपरोक्त रूप एक सामान्य लक्ष्य के लिए सहयोग करते हैं: प्रोटीन का संश्लेषण, डीएनए में मौजूद न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों से शुरू होता है।

कृत्रिम मॉडल

हाल के दशकों में, आणविक जीवविज्ञानी ने प्रयोगशाला में कई न्यूक्लिक एसिड को संश्लेषित किया है, जिन्हें विशेषण "कृत्रिम" से पहचाना जाता है।
कृत्रिम न्यूक्लिक एसिड में एक विशेष उल्लेख के लायक है: टीएनए, पीएनए, एलएनए और जीएनए।