પ્રતિ ન્યુક્લિક એસિડહાઇ-પોલિમર સંયોજનોનો સમાવેશ થાય છે જે હાઇડ્રોલિસિસ દરમિયાન પ્યુરીન અને પાયરીમીડીન બેઝ, પેન્ટોઝ અને ફોસ્ફોરિક એસિડમાં વિઘટિત થાય છે. ન્યુક્લીક એસિડમાં કાર્બન, હાઇડ્રોજન, ફોસ્ફરસ, ઓક્સિજન અને નાઇટ્રોજન હોય છે. ન્યુક્લીક એસિડના બે વર્ગો છે: રિબોન્યુક્લિક એસિડ (RNA)અને ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લીક એસિડ્સ (ડીએનએ).

ડીએનએનું માળખું અને કાર્યો

ડીએનએ- એક પોલિમર જેના મોનોમર્સ ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લિયોટાઇડ્સ છે. જે. વોટસન અને એફ. ક્રિક દ્વારા 1953 માં ડબલ હેલિક્સના સ્વરૂપમાં ડીએનએ પરમાણુના અવકાશી બંધારણનું એક મોડેલ પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યું હતું (આ મોડેલ બનાવવા માટે તેઓએ એમ. વિલ્કિન્સ, આર. ફ્રેન્કલિન, ઇ. ચારગાફના કામનો ઉપયોગ કર્યો હતો. ).

ડીએનએ પરમાણુબે પોલિન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળો દ્વારા રચાયેલી, હેલિકલી એકબીજાની આસપાસ અને એક કાલ્પનિક ધરીની આસપાસ એકસાથે ટ્વિસ્ટેડ, એટલે કે. ડબલ હેલિક્સ છે (અપવાદ સિવાય કે કેટલાક ડીએનએ ધરાવતા વાયરસમાં સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએ હોય છે). DNA ડબલ હેલિક્સનો વ્યાસ 2 nm છે, અડીને આવેલા ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ વચ્ચેનું અંતર 0.34 nm છે અને હેલિક્સના વળાંક દીઠ 10 ન્યુક્લિયોટાઇડ જોડીઓ છે. પરમાણુની લંબાઈ કેટલાક સેન્ટિમીટર સુધી પહોંચી શકે છે. મોલેક્યુલર વજન - દસ અને લાખો. માનવ કોષના ન્યુક્લિયસમાં ડીએનએની કુલ લંબાઈ લગભગ 2 મીટર છે, યુકેરીયોટિક કોશિકાઓમાં ડીએનએ પ્રોટીન સાથે સંકુલ બનાવે છે અને તેની ચોક્કસ અવકાશી રચના હોય છે.

ડીએનએ મોનોમર - ન્યુક્લિયોટાઇડ (ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લિયોટાઇડ)- ત્રણ પદાર્થોના અવશેષો ધરાવે છે: 1) નાઇટ્રોજનયુક્ત આધાર, 2) પાંચ-કાર્બન મોનોસેકરાઇડ (પેન્ટોઝ) અને 3) ફોસ્ફોરિક એસિડ. ન્યુક્લીક એસિડના નાઇટ્રોજનયુક્ત પાયા પાયરીમિડીન અને પ્યુરીન્સના વર્ગના છે. ડીએનએ પાયરીમિડીન પાયા(તેમના પરમાણુમાં એક રિંગ હોય છે) - થાઇમિન, સાયટોસિન. પ્યુરિન પાયા(બે રિંગ્સ છે) - એડેનાઇન અને ગ્વાનિન.

ડીએનએ ન્યુક્લિયોટાઇડ મોનોસેકરાઇડ ડીઓક્સીરીબોઝ છે.

ન્યુક્લિયોટાઇડનું નામ અનુરૂપ આધારના નામ પરથી ઉતરી આવ્યું છે. ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ અને નાઇટ્રોજનસ પાયા મોટા અક્ષરો દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે.

પોલીન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળ ન્યુક્લિયોટાઇડ ઘનીકરણ પ્રતિક્રિયાઓના પરિણામે રચાય છે. આ કિસ્સામાં, એક ન્યુક્લિયોટાઇડના ડીઓક્સાઇરીબોઝ અવશેષોના 3"-કાર્બન અને બીજાના ફોસ્ફોરિક એસિડ અવશેષો વચ્ચે, ફોસ્ફોસ્ટર બોન્ડ(મજબૂત સહસંયોજક બોન્ડની શ્રેણીમાં આવે છે). પોલિન્યુક્લિયોટાઇડ શૃંખલાનો એક છેડો 5" કાર્બન (જેને 5" છેડો કહેવાય છે), બીજો છેડો 3" કાર્બન (3" અંત) સાથે સમાપ્ત થાય છે.

ન્યુક્લિયોટાઇડ્સના એક સ્ટ્રાન્ડની સામે બીજી સ્ટ્રાન્ડ છે. આ બે સાંકળોમાં ન્યુક્લિયોટાઇડ્સની ગોઠવણી અવ્યવસ્થિત નથી, પરંતુ સખત રીતે વ્યાખ્યાયિત છે: થાઇમીન હંમેશા બીજી સાંકળમાં એક સાંકળના એડેનાઇનની વિરુદ્ધ સ્થિત હોય છે, અને સાયટોસિન હંમેશા ગુઆનાઇનની વિરુદ્ધ સ્થિત હોય છે, એડેનાઇન અને થાઇમીન વચ્ચે બે હાઇડ્રોજન બોન્ડ ઉભા થાય છે, અને ત્રણ ગ્વાનિન અને સાયટોસિન વચ્ચે હાઇડ્રોજન બોન્ડ ઉત્પન્ન થાય છે. જે પેટર્ન અનુસાર વિવિધ ડીએનએ સાંકળોના ન્યુક્લિયોટાઇડ્સને સખત રીતે ઓર્ડર કરવામાં આવે છે (એડેનાઇન - થાઇમીન, ગ્વાનિન - સાયટોસિન) અને પસંદગીપૂર્વક એકબીજા સાથે જોડાય છે તેને કહેવામાં આવે છે. પૂરકતાનો સિદ્ધાંત. એ નોંધવું જોઇએ કે જે. વોટ્સન અને એફ. ક્રિક ઇ. ચાર્જાફના કાર્યોથી પોતાને પરિચિત કર્યા પછી પૂરકતાના સિદ્ધાંતને સમજ્યા હતા. E. Chargaff, વિવિધ સજીવોના પેશીઓ અને અવયવોના વિશાળ સંખ્યામાં નમૂનાઓનો અભ્યાસ કર્યા પછી, જાણવા મળ્યું કે કોઈપણ ડીએનએ ટુકડામાં ગ્વાનિન અવશેષોની સામગ્રી હંમેશા સાયટોસીનની સામગ્રીને બરાબર અનુરૂપ હોય છે, અને એડેનાઇન થાઇમિન ( "ચાર્જાફનો નિયમ"), પરંતુ તે આ હકીકત સમજાવી શક્યો નહીં.

પૂરકતાના સિદ્ધાંત પરથી તે અનુસરે છે કે એક સાંકળનો ન્યુક્લિયોટાઇડ ક્રમ બીજી સાંકળનો ન્યુક્લિયોટાઇડ ક્રમ નક્કી કરે છે.

ડીએનએ સેર વિરોધી સમાંતર (મલ્ટિડાયરેક્શનલ) છે, એટલે કે. વિવિધ સાંકળોના ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ વિરુદ્ધ દિશામાં સ્થિત છે, અને તેથી, એક સાંકળના 3" છેડાની વિરુદ્ધ બીજી સાંકળનો 5" છેડો છે. ડીએનએ પરમાણુને કેટલીકવાર સર્પાકાર દાદર સાથે સરખાવવામાં આવે છે. આ દાદરની "રેલિંગ" એ સુગર-ફોસ્ફેટ બેકબોન છે (વૈકલ્પિક ડીઓક્સીરીબોઝ અને ફોસ્ફોરિક એસિડ અવશેષો); "પગલાઓ" એ પૂરક નાઇટ્રોજનયુક્ત પાયા છે.

ડીએનએનું કાર્ય- વારસાગત માહિતીનો સંગ્રહ અને પ્રસારણ.

DNA પ્રતિકૃતિ (રિપ્લિકેશન)

- સ્વ-ડુપ્લિકેશનની પ્રક્રિયા, ડીએનએ પરમાણુની મુખ્ય મિલકત. પ્રતિકૃતિ મેટ્રિક્સ સંશ્લેષણ પ્રતિક્રિયાઓની શ્રેણીની છે અને ઉત્સેચકોની ભાગીદારી સાથે થાય છે. ઉત્સેચકોની ક્રિયા હેઠળ, ડીએનએ પરમાણુ ખુલે છે, અને દરેક સાંકળની આસપાસ એક નવી સાંકળ બાંધવામાં આવે છે, જે ટેમ્પલેટ તરીકે કામ કરે છે, પૂરકતા અને એન્ટિસમાંતરવાદના સિદ્ધાંતો અનુસાર. આમ, દરેક પુત્રી ડીએનએમાં, એક સ્ટ્રાન્ડ મધર સ્ટ્રાન્ડ છે, અને બીજી નવી રીતે સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે. આ સંશ્લેષણ પદ્ધતિ કહેવામાં આવે છે અર્ધ-રૂઢિચુસ્ત.

પ્રતિકૃતિ માટે "મકાન સામગ્રી" અને ઉર્જાનો સ્ત્રોત છે ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લિયોસાઇડ ટ્રાઇફોસ્ફેટ્સ(ATP, TTP, GTP, CTP), જેમાં ત્રણ ફોસ્ફોરિક એસિડ અવશેષો છે. જ્યારે ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લિયોસાઇડ ટ્રાઇફોસ્ફેટ્સને પોલિન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળમાં સમાવિષ્ટ કરવામાં આવે છે, ત્યારે બે ટર્મિનલ ફોસ્ફોરિક એસિડના અવશેષો દૂર કરવામાં આવે છે, અને પ્રકાશિત ઊર્જાનો ઉપયોગ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ વચ્ચે ફોસ્ફોડિસ્ટર બોન્ડ બનાવવા માટે થાય છે.

નીચેના ઉત્સેચકો નકલમાં સામેલ છે:

1. હેલિકેસીસ ("અનવાઇન્ડ" ડીએનએ);
2. અસ્થિર પ્રોટીન;
3. ડીએનએ ટોપોઇસોમેરેસીસ (કટ ડીએનએ);
4. ડીએનએ પોલિમરેસીસ (ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લિયોસાઇડ ટ્રાઇફોસ્ફેટ્સ પસંદ કરો અને પૂરક રીતે ડીએનએ ટેમ્પલેટ સ્ટ્રાન્ડ સાથે જોડો);
5. આરએનએ પ્રાઇમેસ (આરએનએ પ્રાઇમર્સનું સ્વરૂપ);
6. ડીએનએ લિગેસિસ (ડીએનએ ટુકડાઓને એકસાથે લિંક કરો).

હેલિકેસીસની મદદથી, ડીએનએ અમુક વિભાગોમાં ઉકેલાય છે, ડીએનએના સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ વિભાગો પ્રોટીનને અસ્થિર કરીને બંધાયેલા છે, અને પ્રતિકૃતિ કાંટો. 10 ન્યુક્લિયોટાઇડ જોડીઓ (હેલિક્સનો એક વળાંક) ના વિચલન સાથે, ડીએનએ પરમાણુએ તેની ધરીની આસપાસ સંપૂર્ણ ક્રાંતિ કરવી જોઈએ. આ પરિભ્રમણને રોકવા માટે, ડીએનએ ટોપોઇસોમેરેઝ ડીએનએના એક સ્ટ્રાન્ડને કાપી નાખે છે, જે તેને બીજા સ્ટ્રાન્ડની આસપાસ ફેરવવા દે છે.

ડીએનએ પોલિમરેઝ ન્યુક્લિયોટાઇડને અગાઉના ન્યુક્લિયોટાઇડના ડીઓક્સિરીબોઝના 3" કાર્બન સાથે જોડી શકે છે, તેથી આ એન્ઝાઇમ ટેમ્પલેટ ડીએનએ સાથે માત્ર એક જ દિશામાં આગળ વધી શકે છે: આ ટેમ્પલેટ ડીએનએના 3" છેડાથી 5" છેડા સુધી. માતા DNA માં સાંકળો સમાંતર હોય છે, તો પછી તેની અલગ-અલગ સાંકળો પર પુત્રી પોલીન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળનું સંશ્લેષણ અલગ રીતે થાય છે અને 3"-5" સાંકળમાં વિક્ષેપ વિના થાય છે પુત્રી સાંકળ કહેવામાં આવશે; અગ્રણી. 5"-3" સાંકળ પર - તૂટક તૂટક, ટુકડાઓમાં ( ઓકાઝાકીના ટુકડા), જે, પ્રતિકૃતિ પૂર્ણ કર્યા પછી, ડીએનએ લિગાસેસ દ્વારા એક સ્ટ્રાન્ડમાં ટાંકવામાં આવે છે; આ બાળ સાંકળને બોલાવવામાં આવશે લેગીંગ (પાછળ રહે છે).

ડીએનએ પોલિમરેઝની એક વિશેષ વિશેષતા એ છે કે તે ફક્ત તેની સાથે જ તેનું કાર્ય શરૂ કરી શકે છે "બીજ" (બાળપોથી). "પ્રાઈમર્સ" ની ભૂમિકા એન્ઝાઇમ આરએનએ પ્રાઈમેઝ દ્વારા રચાયેલી ટૂંકી આરએનએ સિક્વન્સ દ્વારા કરવામાં આવે છે અને ટેમ્પલેટ ડીએનએ સાથે જોડી બનાવવામાં આવે છે. પોલિન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળોની એસેમ્બલી પૂર્ણ થયા પછી આરએનએ પ્રાઇમર્સ દૂર કરવામાં આવે છે.

પ્રોકેરીયોટ્સ અને યુકેરીયોટ્સમાં પ્રતિકૃતિ સમાન રીતે આગળ વધે છે. પ્રોકેરીયોટ્સમાં ડીએનએ સંશ્લેષણનો દર એ યુકેરીયોટ્સ (100 ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ પ્રતિ સેકન્ડ) કરતાં વધુ તીવ્રતા (1000 ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ પ્રતિ સેકન્ડ) નો ક્રમ છે. ડીએનએ પરમાણુના કેટલાક ભાગોમાં એક સાથે પ્રતિકૃતિ શરૂ થાય છે. પ્રતિકૃતિના એક મૂળમાંથી બીજામાં ડીએનએનો ટુકડો પ્રતિકૃતિ એકમ બનાવે છે - પ્રતિકૃતિ.

કોષ વિભાજન પહેલા પ્રતિકૃતિ થાય છે. ડીએનએની આ ક્ષમતા માટે આભાર, વારસાગત માહિતી માતા કોષમાંથી પુત્રી કોષોમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે.

સમારકામ ("સમારકામ")

વળતરડીએનએ ન્યુક્લિયોટાઇડ ક્રમને નુકસાન દૂર કરવાની પ્રક્રિયા છે. કોષની ખાસ એન્ઝાઇમ સિસ્ટમ્સ દ્વારા હાથ ધરવામાં આવે છે ( રિપેર એન્ઝાઇમ). ડીએનએ માળખું પુનઃસ્થાપિત કરવાની પ્રક્રિયામાં, નીચેના તબક્કાઓને ઓળખી શકાય છે: 1) ડીએનએ રિપેર ન્યુક્લિઝ ક્ષતિગ્રસ્ત વિસ્તારને ઓળખે છે અને દૂર કરે છે, જેના પરિણામે ડીએનએ સાંકળમાં ગેપ રચાય છે; 2) ડીએનએ પોલિમરેઝ બીજા ("સારા") સ્ટ્રાન્ડમાંથી માહિતીની નકલ કરીને, આ ગેપને ભરે છે; 3) ડીએનએ લિગેસ "ક્રોસલિંક્સ" ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ, સમારકામ પૂર્ણ કરે છે.

ત્રણ રિપેર મિકેનિઝમ્સનો સૌથી વધુ અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે: 1) ફોટોરિપેર, 2) એક્સિસિયલ, અથવા પ્રી-રિપ્લિકેટિવ, રિપેર, 3) પોસ્ટ-રિપ્લિકેટિવ રિપેર.

પ્રતિક્રિયાશીલ ચયાપચય, અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોત્સર્ગ, ભારે ધાતુઓ અને તેમના ક્ષાર વગેરેના પ્રભાવ હેઠળ કોષમાં ડીએનએના બંધારણમાં સતત ફેરફાર થાય છે. તેથી, સમારકામ પ્રણાલીમાં ખામીઓ પરિવર્તનની પ્રક્રિયાના દરમાં વધારો કરે છે અને વારસાગત રોગોનું કારણ બને છે (ઝેરોડર્મા પિગમેન્ટોસમ, પ્રોજેરિયા, વગેરે).

આરએનએનું માળખું અને કાર્યો

- એક પોલિમર જેના મોનોમર્સ છે રિબોન્યુક્લિયોટાઇડ્સ. ડીએનએથી વિપરીત, આરએનએ બે દ્વારા નહીં, પરંતુ એક પોલિન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળ દ્વારા રચાય છે (અપવાદ સિવાય કે કેટલાક આરએનએ ધરાવતા વાયરસમાં ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ આરએનએ હોય છે). આરએનએ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ એકબીજા સાથે હાઇડ્રોજન બોન્ડ બનાવવા માટે સક્ષમ છે. આરએનએ સાંકળો ડીએનએ સાંકળો કરતાં ઘણી ટૂંકી હોય છે.

આરએનએ મોનોમર - ન્યુક્લિયોટાઇડ (રિબોન્યુક્લિયોટાઇડ)- ત્રણ પદાર્થોના અવશેષો ધરાવે છે: 1) નાઇટ્રોજનયુક્ત આધાર, 2) પાંચ-કાર્બન મોનોસેકરાઇડ (પેન્ટોઝ) અને 3) ફોસ્ફોરિક એસિડ. આરએનએના નાઇટ્રોજનયુક્ત પાયા પણ પાયરીમીડીન અને પ્યુરીન્સના વર્ગના છે.

આરએનએના પાયરીમિડીન પાયા યુરેસિલ અને સાયટોસિન છે, અને પ્યુરિન પાયા એડેનાઇન અને ગુઆનાઇન છે. આરએનએ ન્યુક્લિયોટાઇડ મોનોસેકરાઇડ રાઇબોઝ છે.

હાઇલાઇટ કરો ત્રણ પ્રકારના આરએનએ: 1) માહિતીપ્રદ(મેસેન્જર) RNA - mRNA (mRNA), 2) પરિવહન RNA - tRNA, 3) રિબોસોમલઆરએનએ - આરઆરએનએ.

તમામ પ્રકારના આરએનએ અબ્રાન્ચેડ પોલિન્યુક્લિયોટાઇડ્સ છે, ચોક્કસ અવકાશી રચના ધરાવે છે અને પ્રોટીન સંશ્લેષણની પ્રક્રિયાઓમાં ભાગ લે છે. તમામ પ્રકારના આરએનએની રચના વિશેની માહિતી ડીએનએમાં સંગ્રહિત થાય છે. ડીએનએ ટેમ્પલેટ પર આરએનએનું સંશ્લેષણ કરવાની પ્રક્રિયાને ટ્રાંસ્ક્રિપ્શન કહેવામાં આવે છે.

આરએનએ ટ્રાન્સફર કરોસામાન્ય રીતે 76 (75 થી 95 સુધી) ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ ધરાવે છે; પરમાણુ વજન - 25,000-30,000 tRNA કોષમાં કુલ RNA સામગ્રીના લગભગ 10% હિસ્સો ધરાવે છે. tRNA ના કાર્યો: 1) પ્રોટીન સંશ્લેષણના સ્થળે એમિનો એસિડનું પરિવહન, રાઈબોઝોમ સુધી, 2) અનુવાદીય મધ્યસ્થી. કોષમાં લગભગ 40 પ્રકારના tRNA જોવા મળે છે, તેમાંના દરેકમાં એક અનન્ય ન્યુક્લિયોટાઇડ ક્રમ હોય છે. જો કે, તમામ ટીઆરએનએમાં ઘણા ઇન્ટ્રામોલેક્યુલર પૂરક પ્રદેશો હોય છે, જેના કારણે ટીઆરએનએ ક્લોવર-પાંદડા જેવી રચના મેળવે છે. કોઈપણ ટીઆરએનએમાં રાઈબોઝોમ (1), એન્ટિકોડોન લૂપ (2), એન્ઝાઇમ (3), સ્વીકારનાર સ્ટેમ (4) અને એન્ટિકોડોન (5) સાથે સંપર્ક માટે લૂપ હોય છે. એમિનો એસિડ સ્વીકારનાર સ્ટેમના 3" છેડે ઉમેરવામાં આવે છે. એન્ટિકોડોન- ત્રણ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ જે એમઆરએનએ કોડનને "ઓળખાવે છે". તેના પર ભાર મૂકવો જોઈએ કે ચોક્કસ tRNA તેના એન્ટિકોડોનને અનુરૂપ કડક રીતે વ્યાખ્યાયિત એમિનો એસિડનું પરિવહન કરી શકે છે. એમિનો એસિડ અને tRNA વચ્ચેના જોડાણની વિશિષ્ટતા એન્ઝાઇમ aminoacyl-tRNA સિન્થેટેઝના ગુણધર્મોને કારણે પ્રાપ્ત થાય છે.

રિબોસોમલ આરએનએ 3000-5000 ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ ધરાવે છે; પરમાણુ વજન - 1,000,000-1,500,000 rRNA કોષમાં કુલ RNA સામગ્રીના 80-85% હિસ્સો ધરાવે છે. રિબોસોમલ પ્રોટીન સાથેના સંકુલમાં, rRNA રાઈબોઝોમ બનાવે છે - ઓર્ગેનેલ્સ જે પ્રોટીન સંશ્લેષણ કરે છે. યુકેરીયોટિક કોષોમાં, ન્યુક્લીઓલીમાં આરઆરએનએ સંશ્લેષણ થાય છે. rRNA ના કાર્યો: 1) રાઈબોઝોમનું જરૂરી માળખાકીય ઘટક અને આમ, રાઈબોઝોમની કામગીરીની ખાતરી કરવી; 2) રિબોઝોમ અને ટીઆરએનએની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની ખાતરી કરવી; 3) રાઈબોઝોમનું પ્રારંભિક બંધન અને mRNA ના પ્રારંભિક કોડન અને વાંચન ફ્રેમનું નિર્ધારણ, 4) રાઈબોઝોમના સક્રિય કેન્દ્રની રચના.

મેસેન્જર આરએનએન્યુક્લિયોટાઇડ સામગ્રી અને પરમાણુ વજનમાં વૈવિધ્યસભર (50,000 થી 4,000,000 સુધી). એમઆરએનએ કોષમાં કુલ આરએનએ સામગ્રીના 5% જેટલો હિસ્સો ધરાવે છે. mRNA ના કાર્યો: 1) ડીએનએથી રાઈબોઝોમમાં આનુવંશિક માહિતીનું ટ્રાન્સફર, 2) પ્રોટીન પરમાણુના સંશ્લેષણ માટે મેટ્રિક્સ, 3) પ્રોટીન પરમાણુની પ્રાથમિક રચનાના એમિનો એસિડ ક્રમનું નિર્ધારણ.

એટીપીનું માળખું અને કાર્યો

એડેનોસિન ટ્રાઇફોસ્ફોરિક એસિડ (ATP)- એક સાર્વત્રિક સ્ત્રોત અને જીવંત કોષોમાં મુખ્ય ઊર્જા સંચયક. એટીપી તમામ વનસ્પતિ અને પ્રાણી કોષોમાં જોવા મળે છે. એટીપીની માત્રા સરેરાશ 0.04% (કોષના ભીના વજનના) છે, એટીપીની સૌથી મોટી માત્રા (0.2-0.5%) હાડપિંજરના સ્નાયુઓમાં જોવા મળે છે.

ATP અવશેષો ધરાવે છે: 1) નાઇટ્રોજનયુક્ત આધાર (એડેનાઇન), 2) એક મોનોસેકરાઇડ (રાઇબોઝ), 3) ત્રણ ફોસ્ફોરિક એસિડ. એટીપીમાં એક નહીં, પરંતુ ત્રણ ફોસ્ફોરિક એસિડના અવશેષો હોવાથી, તે રિબોન્યુક્લિયોસાઇડ ટ્રાઇફોસ્ફેટ્સનું છે.

કોષોમાં થતા મોટાભાગના કામ એટીપી હાઇડ્રોલિસિસની ઉર્જાનો ઉપયોગ કરે છે. આ કિસ્સામાં, જ્યારે ફોસ્ફોરિક એસિડના ટર્મિનલ અવશેષો નાબૂદ થાય છે, ત્યારે ATP ADP (એડેનોસિન ડિફોસ્ફોરિક એસિડ) માં પરિવર્તિત થાય છે, અને જ્યારે બીજા ફોસ્ફોરિક એસિડ અવશેષો નાબૂદ થાય છે, ત્યારે તે AMP (એડેનોસિન મોનોફોસ્ફોરિક એસિડ) માં ફેરવાય છે. ફોસ્ફોરિક એસિડના ટર્મિનલ અને બીજા અવશેષો બંનેને દૂર કરવા પર મુક્ત ઊર્જા ઉપજ 30.6 kJ છે. ત્રીજા ફોસ્ફેટ જૂથને નાબૂદ કરવાની સાથે માત્ર 13.8 kJ ના પ્રકાશન સાથે છે. ટર્મિનલ અને ફોસ્ફોરિક એસિડના બીજા, બીજા અને પ્રથમ અવશેષો વચ્ચેના બોન્ડને ઉચ્ચ-ઊર્જા (ઉચ્ચ-ઊર્જા) કહેવામાં આવે છે.

ATP અનામત સતત ફરી ભરાય છે. તમામ જીવોના કોશિકાઓમાં, એટીપી સંશ્લેષણ ફોસ્ફોરાયલેશનની પ્રક્રિયામાં થાય છે, એટલે કે. ADP માં ફોસ્ફોરિક એસિડનો ઉમેરો. શ્વસન (મિટોકોન્ડ્રિયા), ગ્લાયકોલિસિસ (સાયટોપ્લાઝમ) અને પ્રકાશસંશ્લેષણ (ક્લોરોપ્લાસ્ટ્સ) દરમિયાન વિવિધ તીવ્રતા સાથે ફોસ્ફોરીલેશન થાય છે.

એટીપી એ ઊર્જાના પ્રકાશન અને સંચય સાથેની પ્રક્રિયાઓ અને ઊર્જા ખર્ચ સાથે થતી પ્રક્રિયાઓ વચ્ચેની મુખ્ય કડી છે. વધુમાં, ATP, અન્ય રિબોન્યુક્લિયોસાઇડ ટ્રાઇફોસ્ફેટ્સ (GTP, CTP, UTP) સાથે, RNA સંશ્લેષણ માટે સબસ્ટ્રેટ છે.

પર જાઓ પ્રવચનો નંબર 3"પ્રોટીનનું માળખું અને કાર્યો. ઉત્સેચકો"

પર જાઓ પ્રવચનો નંબર 5"કોષ સિદ્ધાંત. સેલ્યુલર સંસ્થાના પ્રકાર"

પ્રતિ ન્યુક્લિક એસિડહાઇ-પોલિમર સંયોજનોનો સમાવેશ થાય છે જે હાઇડ્રોલિસિસ દરમિયાન પ્યુરીન અને પાયરીમીડીન બેઝ, પેન્ટોઝ અને ફોસ્ફોરિક એસિડમાં વિઘટિત થાય છે. ન્યુક્લીક એસિડમાં કાર્બન, હાઇડ્રોજન, ફોસ્ફરસ, ઓક્સિજન અને નાઇટ્રોજન હોય છે. ન્યુક્લીક એસિડના બે વર્ગો છે: રિબોન્યુક્લિક એસિડ (RNA)અને ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લીક એસિડ્સ (ડીએનએ).

ડીએનએનું માળખું અને કાર્યો

ડીએનએ- એક પોલિમર જેના મોનોમર ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લિયોટાઇડ્સ છે. જે. વોટસન અને એફ. ક્રિક દ્વારા 1953 માં ડબલ હેલિક્સના સ્વરૂપમાં ડીએનએ પરમાણુના અવકાશી બંધારણનું એક મોડેલ પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યું હતું (આ મોડેલ બનાવવા માટે તેઓએ એમ. વિલ્કિન્સ, આર. ફ્રેન્કલિન, ઇ. ચારગાફના કામનો ઉપયોગ કર્યો હતો. ).

ડીએનએ પરમાણુબે પોલિન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળો દ્વારા રચાયેલી, હેલિકલી એકબીજાની આસપાસ અને એક કાલ્પનિક ધરીની આસપાસ એકસાથે ટ્વિસ્ટેડ, એટલે કે. ડબલ હેલિક્સ છે (અપવાદ સિવાય કે કેટલાક ડીએનએ ધરાવતા વાયરસમાં સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએ હોય છે). DNA ડબલ હેલિક્સનો વ્યાસ 2 nm છે, અડીને આવેલા ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ વચ્ચેનું અંતર 0.34 nm છે અને હેલિક્સના વળાંક દીઠ 10 ન્યુક્લિયોટાઇડ જોડીઓ છે. પરમાણુની લંબાઈ કેટલાક સેન્ટિમીટર સુધી પહોંચી શકે છે. મોલેક્યુલર વજન - દસ અને લાખો. માનવ કોષના ન્યુક્લિયસમાં ડીએનએની કુલ લંબાઈ લગભગ 2 મીટર છે, યુકેરીયોટિક કોશિકાઓમાં ડીએનએ પ્રોટીન સાથે સંકુલ બનાવે છે અને તેની ચોક્કસ અવકાશી રચના હોય છે.

ડીએનએ મોનોમર - ન્યુક્લિયોટાઇડ (ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લિયોટાઇડ)- ત્રણ પદાર્થોના અવશેષો ધરાવે છે: 1) નાઇટ્રોજનયુક્ત આધાર, 2) પાંચ-કાર્બન મોનોસેકરાઇડ (પેન્ટોઝ) અને 3) ફોસ્ફોરિક એસિડ. ન્યુક્લીક એસિડના નાઇટ્રોજનયુક્ત પાયા પાયરીમિડીન અને પ્યુરીન્સના વર્ગના છે. ડીએનએ પાયરીમિડીન પાયા(તેમના પરમાણુમાં એક રિંગ હોય છે) - થાઇમિન, સાયટોસિન. પ્યુરિન પાયા(બે રિંગ્સ છે) - એડેનાઇન અને ગુઆનાઇન.

ડીએનએ ન્યુક્લિયોટાઇડ મોનોસેકરાઇડ ડીઓક્સીરીબોઝ છે.

ન્યુક્લિયોટાઇડનું નામ અનુરૂપ આધારના નામ પરથી ઉતરી આવ્યું છે. ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ અને નાઇટ્રોજનસ પાયા મોટા અક્ષરો દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે.

પોલીન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળ ન્યુક્લિયોટાઇડ ઘનીકરણ પ્રતિક્રિયાઓના પરિણામે રચાય છે. આ કિસ્સામાં, એક ન્યુક્લિયોટાઇડના ડીઓક્સાઇરીબોઝ અવશેષોના 3"-કાર્બન અને બીજાના ફોસ્ફોરિક એસિડ અવશેષો વચ્ચે, ફોસ્ફોસ્ટર બોન્ડ(મજબૂત સહસંયોજક બોન્ડની શ્રેણીમાં આવે છે). પોલિન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળનો એક છેડો 5" કાર્બન (જેને 5" છેડો કહેવાય છે), બીજો છેડો 3" કાર્બન (3" અંત) સાથે સમાપ્ત થાય છે.

ન્યુક્લિયોટાઇડ્સના એક સ્ટ્રાન્ડની સામે બીજી સ્ટ્રાન્ડ છે. આ બે સાંકળોમાં ન્યુક્લિયોટાઇડ્સની ગોઠવણી અવ્યવસ્થિત નથી, પરંતુ સખત રીતે વ્યાખ્યાયિત છે: થાઇમીન હંમેશા બીજી સાંકળમાં એક સાંકળના એડેનાઇનની વિરુદ્ધ સ્થિત હોય છે, અને સાયટોસિન હંમેશા ગુઆનાઇનની વિરુદ્ધ સ્થિત હોય છે, એડેનાઇન અને થાઇમીન વચ્ચે બે હાઇડ્રોજન બોન્ડ ઉભા થાય છે, અને ત્રણ ગ્વાનિન અને સાયટોસિન વચ્ચે હાઇડ્રોજન બોન્ડ ઉત્પન્ન થાય છે. જે પેટર્ન અનુસાર વિવિધ ડીએનએ સાંકળોના ન્યુક્લિયોટાઇડ્સને સખત રીતે ઓર્ડર કરવામાં આવે છે (એડેનાઇન - થાઇમીન, ગ્વાનિન - સાયટોસિન) અને પસંદગીપૂર્વક એકબીજા સાથે જોડાય છે તેને કહેવામાં આવે છે. પૂરકતાનો સિદ્ધાંત. એ નોંધવું જોઇએ કે જે. વોટ્સન અને એફ. ક્રિક ઇ. ચાર્જાફના કાર્યોથી પોતાને પરિચિત કર્યા પછી પૂરકતાના સિદ્ધાંતને સમજ્યા હતા. E. Chargaff, વિવિધ સજીવોના પેશીઓ અને અવયવોના વિશાળ સંખ્યામાં નમૂનાઓનો અભ્યાસ કર્યા પછી, જાણવા મળ્યું કે કોઈપણ ડીએનએ ટુકડામાં ગ્વાનિન અવશેષોની સામગ્રી હંમેશા સાયટોસીનની સામગ્રીને બરાબર અનુરૂપ હોય છે, અને એડેનાઇન થાઇમિન ( "ચાર્જાફનો નિયમ"), પરંતુ તે આ હકીકત સમજાવી શક્યો નહીં.

પૂરકતાના સિદ્ધાંત પરથી તે અનુસરે છે કે એક સાંકળનો ન્યુક્લિયોટાઇડ ક્રમ બીજી સાંકળનો ન્યુક્લિયોટાઇડ ક્રમ નક્કી કરે છે.

ડીએનએ સેર વિરોધી સમાંતર (મલ્ટિડાયરેક્શનલ) છે, એટલે કે. વિવિધ સાંકળોના ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ વિરુદ્ધ દિશામાં સ્થિત છે, અને તેથી, એક સાંકળના 3" છેડાની વિરુદ્ધ બીજી સાંકળનો 5" છેડો છે. ડીએનએ પરમાણુને કેટલીકવાર સર્પાકાર દાદર સાથે સરખાવવામાં આવે છે. આ દાદરની "રેલિંગ" એ સુગર-ફોસ્ફેટ બેકબોન છે (વૈકલ્પિક ડીઓક્સીરીબોઝ અને ફોસ્ફોરિક એસિડ અવશેષો); "પગલાઓ" એ પૂરક નાઇટ્રોજનયુક્ત પાયા છે.

ડીએનએનું કાર્ય- વારસાગત માહિતીનો સંગ્રહ અને પ્રસારણ.

DNA પ્રતિકૃતિ (રિપ્લિકેશન)

- સ્વ-ડુપ્લિકેશનની પ્રક્રિયા, ડીએનએ પરમાણુની મુખ્ય મિલકત. પ્રતિકૃતિ મેટ્રિક્સ સંશ્લેષણ પ્રતિક્રિયાઓની શ્રેણીની છે અને ઉત્સેચકોની ભાગીદારી સાથે થાય છે. ઉત્સેચકોની ક્રિયા હેઠળ, ડીએનએ પરમાણુ ખુલે છે, અને દરેક સાંકળની આસપાસ એક નવી સાંકળ બાંધવામાં આવે છે, જે ટેમ્પલેટ તરીકે કામ કરે છે, પૂરકતા અને એન્ટિસમાંતરવાદના સિદ્ધાંતો અનુસાર. આમ, દરેક પુત્રી ડીએનએમાં, એક સ્ટ્રાન્ડ મધર સ્ટ્રાન્ડ છે, અને બીજી નવી રીતે સંશ્લેષિત છે. આ સંશ્લેષણ પદ્ધતિ કહેવામાં આવે છે અર્ધ-રૂઢિચુસ્ત.

પ્રતિકૃતિ માટે "મકાન સામગ્રી" અને ઉર્જાનો સ્ત્રોત છે ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લિયોસાઇડ ટ્રાઇફોસ્ફેટ્સ(ATP, TTP, GTP, CTP), જેમાં ત્રણ ફોસ્ફોરિક એસિડ અવશેષો છે. જ્યારે ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લિયોસાઇડ ટ્રાઇફોસ્ફેટ્સને પોલિન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળમાં સમાવિષ્ટ કરવામાં આવે છે, ત્યારે બે ટર્મિનલ ફોસ્ફોરિક એસિડના અવશેષો દૂર કરવામાં આવે છે, અને પ્રકાશિત ઊર્જાનો ઉપયોગ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ વચ્ચે ફોસ્ફોડિસ્ટર બોન્ડ બનાવવા માટે થાય છે.

નીચેના ઉત્સેચકો નકલમાં સામેલ છે:

1. હેલિકેસીસ ("અનવાઇન્ડ" ડીએનએ);
2. અસ્થિર પ્રોટીન;
3. ડીએનએ ટોપોઇસોમેરેસીસ (કટ ડીએનએ);
4. ડીએનએ પોલિમરેસીસ (ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લિયોસાઇડ ટ્રાઇફોસ્ફેટ્સ પસંદ કરો અને પૂરક રીતે ડીએનએ ટેમ્પલેટ સ્ટ્રાન્ડ સાથે જોડો);
5. આરએનએ પ્રાઇમેસ (આરએનએ પ્રાઇમર્સનું સ્વરૂપ);
6. ડીએનએ લિગેસિસ (ડીએનએ ટુકડાઓને એકસાથે લિંક કરો).

હેલિકેસીસની મદદથી, ડીએનએ અમુક વિભાગોમાં ઉકેલાય છે, ડીએનએના સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ વિભાગો પ્રોટીનને અસ્થિર કરીને બંધાયેલા છે, અને પ્રતિકૃતિ કાંટો. 10 ન્યુક્લિયોટાઇડ જોડીઓ (હેલિક્સનો એક વળાંક) ના વિચલન સાથે, ડીએનએ પરમાણુએ તેની ધરીની આસપાસ સંપૂર્ણ ક્રાંતિ કરવી જોઈએ. આ પરિભ્રમણને રોકવા માટે, ડીએનએ ટોપોઇસોમેરેઝ ડીએનએના એક સ્ટ્રાન્ડને કાપી નાખે છે, જે તેને બીજા સ્ટ્રાન્ડની આસપાસ ફેરવવા દે છે.

ડીએનએ પોલિમરેઝ ન્યુક્લિયોટાઇડને અગાઉના ન્યુક્લિયોટાઇડના ડીઓક્સિરીબોઝના 3" કાર્બન સાથે જોડી શકે છે, તેથી આ એન્ઝાઇમ ટેમ્પલેટ ડીએનએ સાથે માત્ર એક જ દિશામાં આગળ વધી શકે છે: આ ટેમ્પલેટ ડીએનએના 3" છેડાથી 5" છેડા સુધી. માતા DNA માં સાંકળો સમાંતર હોય છે, તો પછી તેની અલગ-અલગ સાંકળો પર પુત્રી પોલીન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળનું સંશ્લેષણ અલગ રીતે થાય છે અને 3"–5" સાંકળમાં આ વિક્ષેપ વિના થાય છે પુત્રી સાંકળ કહેવામાં આવશે; અગ્રણી. સાંકળ પર 5"–3" - તૂટક તૂટક, ટુકડાઓમાં ( ઓકાઝાકીના ટુકડા), જે, પ્રતિકૃતિ પૂર્ણ કર્યા પછી, ડીએનએ લિગાસેસ દ્વારા એક સ્ટ્રાન્ડમાં ટાંકવામાં આવે છે; આ બાળ સાંકળને બોલાવવામાં આવશે લેગીંગ (પાછળ રહે છે).

ડીએનએ પોલિમરેઝની એક વિશેષ વિશેષતા એ છે કે તે ફક્ત તેની સાથે જ તેનું કાર્ય શરૂ કરી શકે છે "બીજ" (બાળપોથી). "પ્રાઈમર્સ" ની ભૂમિકા એન્ઝાઇમ આરએનએ પ્રાઈમેઝ દ્વારા રચાયેલી ટૂંકી આરએનએ સિક્વન્સ દ્વારા કરવામાં આવે છે અને ટેમ્પલેટ ડીએનએ સાથે જોડી બનાવવામાં આવે છે. પોલિન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળોની એસેમ્બલી પૂર્ણ થયા પછી આરએનએ પ્રાઇમર્સ દૂર કરવામાં આવે છે.

પ્રોકેરીયોટ્સ અને યુકેરીયોટ્સમાં પ્રતિકૃતિ સમાન રીતે આગળ વધે છે. પ્રોકેરીયોટ્સમાં ડીએનએ સંશ્લેષણનો દર એ યુકેરીયોટ્સ (100 ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ પ્રતિ સેકન્ડ) કરતાં વધુ તીવ્રતા (1000 ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ પ્રતિ સેકન્ડ) નો ક્રમ છે. ડીએનએ પરમાણુના કેટલાક ભાગોમાં એક સાથે પ્રતિકૃતિ શરૂ થાય છે. પ્રતિકૃતિના એક મૂળમાંથી બીજામાં ડીએનએનો ટુકડો પ્રતિકૃતિ એકમ બનાવે છે - પ્રતિકૃતિ.

કોષ વિભાજન પહેલાં પ્રતિકૃતિ થાય છે. ડીએનએની આ ક્ષમતા માટે આભાર, વારસાગત માહિતી માતા કોષમાંથી પુત્રી કોષોમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે.

સમારકામ ("સમારકામ")

વળતરડીએનએ ન્યુક્લિયોટાઇડ ક્રમને નુકસાન દૂર કરવાની પ્રક્રિયા છે. કોષની ખાસ એન્ઝાઇમ સિસ્ટમ્સ દ્વારા હાથ ધરવામાં આવે છે ( રિપેર એન્ઝાઇમ). ડીએનએ માળખું પુનઃસ્થાપિત કરવાની પ્રક્રિયામાં, નીચેના તબક્કાઓને ઓળખી શકાય છે: 1) ડીએનએ રિપેર ન્યુક્લિઝ ક્ષતિગ્રસ્ત વિસ્તારને ઓળખે છે અને દૂર કરે છે, જેના પરિણામે ડીએનએ સાંકળમાં ગેપ રચાય છે; 2) ડીએનએ પોલિમરેઝ બીજા ("સારા") સ્ટ્રાન્ડમાંથી માહિતીની નકલ કરીને, આ ગેપને ભરે છે; 3) ડીએનએ લિગેસ "ક્રોસલિંક્સ" ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ, સમારકામ પૂર્ણ કરે છે.

ત્રણ રિપેર મિકેનિઝમ્સનો સૌથી વધુ અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે: 1) ફોટોરિપેર, 2) એક્સિસિયલ, અથવા પ્રી-રિપ્લિકેટિવ, રિપેર, 3) પોસ્ટ-રિપ્લિકેટિવ રિપેર.

પ્રતિક્રિયાશીલ ચયાપચય, અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોત્સર્ગ, ભારે ધાતુઓ અને તેમના ક્ષાર વગેરેના પ્રભાવ હેઠળ કોષમાં ડીએનએના બંધારણમાં સતત ફેરફાર થાય છે. તેથી, સમારકામ પ્રણાલીમાં ખામીઓ પરિવર્તનની પ્રક્રિયાના દરમાં વધારો કરે છે અને વારસાગત રોગોનું કારણ બને છે (ઝેરોડર્મા પિગમેન્ટોસમ, પ્રોજેરિયા, વગેરે).

આરએનએનું માળખું અને કાર્યો

- એક પોલિમર જેના મોનોમર્સ છે રિબોન્યુક્લિયોટાઇડ્સ. ડીએનએથી વિપરીત, આરએનએ બે દ્વારા નહીં, પરંતુ એક પોલિન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળ દ્વારા રચાય છે (અપવાદ સિવાય કે કેટલાક આરએનએ ધરાવતા વાયરસમાં ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ આરએનએ હોય છે). આરએનએ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ એકબીજા સાથે હાઇડ્રોજન બોન્ડ બનાવવા માટે સક્ષમ છે. આરએનએ સાંકળો ડીએનએ સાંકળો કરતાં ઘણી ટૂંકી હોય છે.

આરએનએ મોનોમર - ન્યુક્લિયોટાઇડ (રિબોન્યુક્લિયોટાઇડ)- ત્રણ પદાર્થોના અવશેષો ધરાવે છે: 1) નાઇટ્રોજનયુક્ત આધાર, 2) પાંચ-કાર્બન મોનોસેકરાઇડ (પેન્ટોઝ) અને 3) ફોસ્ફોરિક એસિડ. આરએનએના નાઇટ્રોજનયુક્ત પાયા પણ પાયરીમીડીન અને પ્યુરીન્સના વર્ગના છે.

આરએનએના પાયરીમિડીન પાયા યુરેસિલ અને સાયટોસિન છે, અને પ્યુરિન પાયા એડેનાઇન અને ગુઆનાઇન છે. આરએનએ ન્યુક્લિયોટાઇડ મોનોસેકરાઇડ રાઇબોઝ છે.

હાઇલાઇટ કરો ત્રણ પ્રકારના આરએનએ: 1) માહિતીપ્રદ(મેસેન્જર) RNA - mRNA (mRNA), 2) પરિવહન RNA - tRNA, 3) રિબોસોમલઆરએનએ - આરઆરએનએ.

તમામ પ્રકારના આરએનએ અબ્રાન્ચેડ પોલિન્યુક્લિયોટાઇડ્સ છે, ચોક્કસ અવકાશી રચના ધરાવે છે અને પ્રોટીન સંશ્લેષણની પ્રક્રિયાઓમાં ભાગ લે છે. તમામ પ્રકારના આરએનએની રચના વિશેની માહિતી ડીએનએમાં સંગ્રહિત થાય છે. ડીએનએ ટેમ્પલેટ પર આરએનએનું સંશ્લેષણ કરવાની પ્રક્રિયાને ટ્રાંસ્ક્રિપ્શન કહેવામાં આવે છે.

આરએનએ ટ્રાન્સફર કરોસામાન્ય રીતે 76 (75 થી 95 સુધી) ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ ધરાવે છે; પરમાણુ વજન - 25,000–30,000 tRNA કોષમાં કુલ RNA સામગ્રીના લગભગ 10% માટે જવાબદાર છે. tRNA ના કાર્યો: 1) પ્રોટીન સંશ્લેષણના સ્થળે એમિનો એસિડનું પરિવહન, રાઈબોઝોમ સુધી, 2) અનુવાદીય મધ્યસ્થી. કોષમાં લગભગ 40 પ્રકારના tRNA જોવા મળે છે, તેમાંના દરેકમાં એક અનન્ય ન્યુક્લિયોટાઇડ ક્રમ હોય છે. જો કે, તમામ ટીઆરએનએમાં ઘણા ઇન્ટ્રામોલેક્યુલર પૂરક પ્રદેશો હોય છે, જેના કારણે ટીઆરએનએ ક્લોવર-પાંદડા જેવી રચના મેળવે છે. કોઈપણ ટીઆરએનએમાં રાઈબોઝોમ (1), એન્ટિકોડોન લૂપ (2), એન્ઝાઇમ (3), સ્વીકારનાર સ્ટેમ (4) અને એન્ટિકોડોન (5) સાથે સંપર્ક માટે લૂપ હોય છે. એમિનો એસિડ સ્વીકારનાર સ્ટેમના 3" છેડે ઉમેરવામાં આવે છે. એન્ટિકોડોન- ત્રણ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ જે એમઆરએનએ કોડનને "ઓળખાવે છે". તેના પર ભાર મૂકવો જોઈએ કે ચોક્કસ tRNA તેના એન્ટિકોડોનને અનુરૂપ કડક રીતે વ્યાખ્યાયિત એમિનો એસિડનું પરિવહન કરી શકે છે. એમિનો એસિડ અને tRNA વચ્ચેના જોડાણની વિશિષ્ટતા એન્ઝાઇમ aminoacyl-tRNA સિન્થેટેઝના ગુણધર્મોને કારણે પ્રાપ્ત થાય છે.

રિબોસોમલ આરએનએ 3000-5000 ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ ધરાવે છે; પરમાણુ વજન - 1,000,000–1,500,000 rRNA કોષમાં કુલ RNA સામગ્રીના 80-85% માટે જવાબદાર છે. રિબોસોમલ પ્રોટીન સાથેના સંકુલમાં, rRNA રાઈબોઝોમ બનાવે છે - ઓર્ગેનેલ્સ જે પ્રોટીન સંશ્લેષણ કરે છે. યુકેરીયોટિક કોષોમાં, આરઆરએનએ સંશ્લેષણ ન્યુક્લિયોલીમાં થાય છે. rRNA ના કાર્યો: 1) રાઈબોઝોમનું જરૂરી માળખાકીય ઘટક અને આમ, રાઈબોઝોમની કામગીરીની ખાતરી કરવી; 2) રિબોઝોમ અને ટીઆરએનએની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની ખાતરી કરવી; 3) રાઈબોઝોમનું પ્રારંભિક બંધન અને mRNA ના પ્રારંભિક કોડન અને વાંચન ફ્રેમનું નિર્ધારણ, 4) રાઈબોઝોમના સક્રિય કેન્દ્રની રચના.

મેસેન્જર આરએનએન્યુક્લિયોટાઇડ સામગ્રી અને પરમાણુ વજનમાં વૈવિધ્યસભર (50,000 થી 4,000,000 સુધી). એમઆરએનએ કોષમાં કુલ આરએનએ સામગ્રીના 5% જેટલો હિસ્સો ધરાવે છે. mRNA ના કાર્યો: 1) ડીએનએથી રાઈબોઝોમમાં આનુવંશિક માહિતીનું ટ્રાન્સફર, 2) પ્રોટીન પરમાણુના સંશ્લેષણ માટે મેટ્રિક્સ, 3) પ્રોટીન પરમાણુની પ્રાથમિક રચનાના એમિનો એસિડ ક્રમનું નિર્ધારણ.

એટીપીનું માળખું અને કાર્યો

એડેનોસિન ટ્રાઇફોસ્ફોરિક એસિડ (ATP)- એક સાર્વત્રિક સ્ત્રોત અને જીવંત કોષોમાં મુખ્ય ઊર્જા સંચયક. એટીપી તમામ વનસ્પતિ અને પ્રાણી કોષોમાં જોવા મળે છે. એટીપીનું પ્રમાણ સરેરાશ 0.04% (કોષના ભીના વજનના) છે, એટીપીનો સૌથી મોટો જથ્થો (0.2-0.5%) હાડપિંજરના સ્નાયુઓમાં જોવા મળે છે.

ATP માં અવશેષોનો સમાવેશ થાય છે: 1) નાઈટ્રોજનયુક્ત આધાર (એડેનાઈન), 2) એક મોનોસેકરાઈડ (રાઈબોઝ), 3) ત્રણ ફોસ્ફોરિક એસિડ. એટીપીમાં એક નહીં, પરંતુ ત્રણ ફોસ્ફોરિક એસિડના અવશેષો હોવાથી, તે રિબોન્યુક્લિયોસાઇડ ટ્રાઇફોસ્ફેટ્સનું છે.

કોષોમાં થતા મોટાભાગના કામ એટીપી હાઇડ્રોલિસિસની ઊર્જા વાપરે છે. આ કિસ્સામાં, જ્યારે ફોસ્ફોરિક એસિડના ટર્મિનલ અવશેષો નાબૂદ થાય છે, ત્યારે ATP ADP (એડેનોસિન ડિફોસ્ફોરિક એસિડ) માં પરિવર્તિત થાય છે, અને જ્યારે બીજા ફોસ્ફોરિક એસિડ અવશેષો નાબૂદ થાય છે, ત્યારે તે AMP (એડેનોસિન મોનોફોસ્ફોરિક એસિડ) માં ફેરવાય છે. ફોસ્ફોરિક એસિડના ટર્મિનલ અને બીજા અવશેષો બંનેને દૂર કરવા પર મુક્ત ઊર્જા ઉપજ 30.6 kJ છે. ત્રીજા ફોસ્ફેટ જૂથને નાબૂદ કરવાની સાથે માત્ર 13.8 kJ ના પ્રકાશન સાથે છે. ટર્મિનલ અને ફોસ્ફોરિક એસિડના બીજા, બીજા અને પ્રથમ અવશેષો વચ્ચેના બોન્ડને ઉચ્ચ-ઊર્જા (ઉચ્ચ-ઊર્જા) કહેવામાં આવે છે.

ATP અનામત સતત ફરી ભરાય છે. તમામ જીવોના કોશિકાઓમાં, એટીપી સંશ્લેષણ ફોસ્ફોરાયલેશનની પ્રક્રિયામાં થાય છે, એટલે કે. એડીપીમાં ફોસ્ફોરિક એસિડનો ઉમેરો. શ્વસન (મિટોકોન્ડ્રિયા), ગ્લાયકોલિસિસ (સાયટોપ્લાઝમ) અને પ્રકાશસંશ્લેષણ (ક્લોરોપ્લાસ્ટ્સ) દરમિયાન વિવિધ તીવ્રતા સાથે ફોસ્ફોરીલેશન થાય છે.

એટીપી એ ઊર્જાના પ્રકાશન અને સંચય સાથેની પ્રક્રિયાઓ અને ઊર્જા ખર્ચ સાથે થતી પ્રક્રિયાઓ વચ્ચેની મુખ્ય કડી છે. વધુમાં, ATP, અન્ય રિબોન્યુક્લિયોસાઇડ ટ્રાઇફોસ્ફેટ્સ (GTP, CTP, UTP) સાથે, RNA સંશ્લેષણ માટે સબસ્ટ્રેટ છે.

લેક્ચર 4. ન્યુક્લિક એસિડ. એટીપીન્યુક્લિક એસિડ્સ.પ્રતિ

ચોખા. . ડીએનએ માળખું

ન્યુક્લીક એસિડમાં અત્યંત પોલિમરીક સંયોજનોનો સમાવેશ થાય છે જે હાઇડ્રોલિસિસ દરમિયાન પ્યુરીન અને પાયરીમીડીન નાઇટ્રોજનસ બેઝ, પેન્ટોઝ અને ફોસ્ફોરિક એસિડમાં વિઘટિત થાય છે. ન્યુક્લીક એસિડમાં કાર્બન, હાઇડ્રોજન, ફોસ્ફરસ, ઓક્સિજન અને નાઇટ્રોજન હોય છે. ન્યુક્લીક એસિડના બે વર્ગ છે: રિબોન્યુક્લીક એસિડ (RNA) અને ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લીક એસિડ (DNA). ડીએનએનું માળખું અને કાર્યો.ડીએનએ પરમાણુ - હેટરોપોલિમર, જેના મોનોમર્સ છે ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લિયોટાઇડ્સ. જે. વોટસન અને એફ. ક્રિક (નોબેલ પુરસ્કાર) દ્વારા 1953માં ડબલ હેલિક્સના સ્વરૂપમાં ડીએનએ પરમાણુની અવકાશી રચનાનું એક મોડેલ પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યું હતું, આ મોડેલ બનાવવા માટે તેઓએ એમ. વિલ્કિન્સ, આર. ફ્રેન્કલિનના કામનો ઉપયોગ કર્યો હતો. , ઇ. ચારગફ. ડીએનએ પરમાણુ બે પોલિન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળો દ્વારા રચાય છે, જે એકબીજાની આસપાસ હેલિકલી ટ્વિસ્ટેડ હોય છે, અને એક સાથે એક કાલ્પનિક ધરીની આસપાસ હોય છે, એટલે કે. ડબલ હેલિક્સ છે (અપવાદ સિવાય કે કેટલાક ડીએનએ ધરાવતા વાયરસમાં સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએ હોય છે). DNA ડબલ હેલિક્સનો વ્યાસ 2 nm છે, અડીને આવેલા ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ વચ્ચેનું અંતર 0.34 nm છે અને હેલિક્સના વળાંક દીઠ 10 ન્યુક્લિયોટાઇડ જોડીઓ છે. પરમાણુની લંબાઈ કેટલાક સેન્ટિમીટર સુધી પહોંચી શકે છે. મોલેક્યુલર વજન - દસ અને લાખો. માનવ કોષના ન્યુક્લિયસમાં ડીએનએની કુલ લંબાઈ લગભગ 2 મીટર છે. યુકેરીયોટિક કોષોમાં, ડીએનએ પ્રોટીન સાથે સંકુલ બનાવે છે અને ચોક્કસ અવકાશી રચના ધરાવે છે. ડીએનએ મોનોમર - ન્યુક્લિયોટાઇડ (ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લિયોટાઇડ)- ત્રણ પદાર્થોના અવશેષો ધરાવે છે: 1) નાઇટ્રોજનયુક્ત આધાર, 2) પાંચ-કાર્બન મોનોસેકરાઇડ (ડીઓક્સાઇરીબોઝ) અને 3) ફોસ્ફોરિક એસિડ. ન્યુક્લીક એસિડના નાઇટ્રોજનયુક્ત પાયા પાયરીમિડીન અને પ્યુરીન્સના વર્ગના છે. ડીએનએના પાયરીમિડીન પાયા (તેમના પરમાણુમાં એક રિંગ હોય છે) - થાઇમીન, સાયટોસિન. પ્યુરિન બેઝ (બે રિંગ્સ ધરાવે છે) એડેનાઇન અને ગ્વાનિન છે. વિશે

ચોખા. . ડીએનએ ન્યુક્લિયોટાઇડ રચના

ન્યુક્લિયોટાઇડની રચના બે તબક્કામાં થાય છે. પ્રથમ તબક્કે, ઘનીકરણ પ્રતિક્રિયાના પરિણામે, ન્યુક્લિયોસાઇડ- ખાંડ સાથે નાઇટ્રોજનયુક્ત આધારનું સંકુલ. બીજા તબક્કે, ન્યુક્લિયોસાઇડ ફોસ્ફોરાયલેશનમાંથી પસાર થાય છે. આ કિસ્સામાં, ખાંડના અવશેષો અને ફોસ્ફોરિક એસિડ વચ્ચે ફોસ્ફોસ્ટર બોન્ડ થાય છે. આમ, ન્યુક્લિયોટાઇડ એ ફોસ્ફોરિક એસિડ અવશેષો (ફિગ.) સાથે જોડાયેલ ન્યુક્લિયોસાઇડ છે. ન્યુક્લિયોટાઇડનું નામ અનુરૂપ આધારના નામ પરથી ઉતરી આવ્યું છે. ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ અને નાઇટ્રોજનસ પાયા મોટા અક્ષરો દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે.

ચોખા. . ડીએનએ

એડેનાઇન અને થાઇમિન વચ્ચે બે હાઇડ્રોજન બોન્ડ અને ગ્વાનિન અને સાયટોસિન વચ્ચે ત્રણ હાઇડ્રોજન બોન્ડ છે. જે પેટર્ન અનુસાર વિવિધ ડીએનએ સાંકળોના ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ કડક રીતે ગોઠવવામાં આવે છે (એડેનાઇન - થાઇમીન, ગ્વાનિન - સાયટોસિન) અને પસંદગીપૂર્વક એકબીજા સાથે જોડાય છે તેને પૂરકતાનો સિદ્ધાંત કહેવામાં આવે છે.. એ નોંધવું જોઇએ કે જે. વોટ્સન અને એફ. ક્રિક ઇ. ચાર્જાફના કાર્યોથી પોતાને પરિચિત કર્યા પછી પૂરકતાના સિદ્ધાંતને સમજ્યા હતા. ઇ

ચોખા. . નાઇટ્રોજનયુક્ત પાયાની જોડી.

ચાર્ગાફે, વિવિધ સજીવોના પેશીઓ અને અવયવોના વિશાળ સંખ્યામાં નમૂનાઓનો અભ્યાસ કરીને, સ્થાપિત કર્યું કે કોઈપણ ડીએનએ ટુકડામાં ગ્વાનિન અવશેષોની સામગ્રી હંમેશા સાયટોસીનની સામગ્રીને બરાબર અનુરૂપ હોય છે, અને એડેનાઇન થાઇમીન ("ચારગાફનો નિયમ"), પરંતુ તે આ હકીકત સમજાવી શક્યા નથી. આ સ્થિતિને "ચાર્જાફ નિયમ" કહેવામાં આવે છે: A + GA = T; G = C અથવા --- = 1 C + T પૂરકતાના સિદ્ધાંત પરથી તે અનુસરે છે કે એક સાંકળના ન્યુક્લિયોટાઇડ્સનો ક્રમ બીજી DNA સાંકળોનો ક્રમ નક્કી કરે છે સમાંતર વિરોધી(મલ્ટી ડાયરેક્શનલ), એટલે કે, વિવિધ સાંકળોના ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ વિરુદ્ધ દિશામાં સ્થિત છે, અને તેથી, એક સાંકળના 3" છેડાની વિરુદ્ધ બીજી સાંકળનો 5" છેડો છે. ડીએનએ પરમાણુને કેટલીકવાર સર્પાકાર દાદર સાથે સરખાવવામાં આવે છે. આ દાદરની "રેલિંગ" એ સુગર-ફોસ્ફેટ બેકબોન છે (ડીઓક્સીરીબોઝ અને ફોસ્ફોરિક એસિડના વૈકલ્પિક અવશેષો); "પગલાઓ" પૂરક નાઇટ્રોજનયુક્ત પાયા છે. ડીએનએ બમણું.ડીએનએ પ્રતિકૃતિ- સ્વ-ડુપ્લિકેશનની પ્રક્રિયા, ડીએનએ પરમાણુની મુખ્ય મિલકત. પ્રતિકૃતિ મેટ્રિક્સ સંશ્લેષણ પ્રતિક્રિયાઓની શ્રેણીની છે અને ઉત્સેચકોની ભાગીદારી સાથે થાય છે. ઉત્સેચકોની ક્રિયા હેઠળ, ડીએનએ પરમાણુ ખુલે છે અને દરેક સાંકળની આસપાસ એક નવી સાંકળ બાંધવામાં આવે છે, જે એક ટેમ્પલેટ તરીકે કામ કરે છે, પૂરકતા અને વિરોધી સમાનતાના સિદ્ધાંતો અનુસાર. આમ, દરેક પુત્રી ડીએનએમાં, એક સ્ટ્રાન્ડ મધર સ્ટ્રાન્ડ છે, અને બીજી નવી સંશ્લેષણની આ પદ્ધતિ કહેવાય છે; અર્ધ-રૂઢિચુસ્ત.પ્રતિકૃતિ માટે "મકાન સામગ્રી" અને ઉર્જા સ્ત્રોત ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લિયોસાઇડ ટ્રાઇફોસ્ફેટ્સ (ATP, TTP, GTP, CTP) છે, જેમાં ત્રણ ફોસ્ફોરિક એસિડ અવશેષો છે. જ્યારે ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લિયોસાઇડ ટ્રાઇફોસ્ફેટ્સને પોલિન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળમાં સમાવિષ્ટ કરવામાં આવે છે, ત્યારે બે ટર્મિનલ ફોસ્ફોરિક એસિડના અવશેષો વિભાજિત થાય છે, અને પ્રકાશિત ઊર્જાનો ઉપયોગ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ વચ્ચે ફોસ્ફોડિસ્ટર બોન્ડ બનાવવા માટે થાય છે

ફિગ. ડીએનએ પ્રતિકૃતિ.

નીચેના ઉત્સેચકો પ્રતિકૃતિમાં ભાગ લે છે: 1) હેલિકેસીસ ("અનવાઇન્ડ" ડીએનએ); 2) અસ્થિર પ્રોટીન; 3) ડીએનએ ટોપોઇસોમેરેસીસ (કટ ડીએનએ); 4) ડીએનએ પોલિમરેસીસ (ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લિયોસાઇડ ટ્રાઇફોસ્ફેટ્સ પસંદ કરો અને પૂરક રીતે ડીએનએ ટેમ્પલેટ સ્ટ્રાન્ડ સાથે જોડો); 5) આરએનએ પ્રાઈમર્સ (ફોર્મ આરએનએ પ્રાઈમર્સ, પ્રાઈમર્સ); 6) ડીએનએ લિગેસેસ (ડીએનએ ટુકડાઓને લિંક કરો). હેલિકેસીસની મદદથી, અમુક વિસ્તારોમાં ડીએનએનો ભેદ ઉકેલવામાં આવે છે, ડીએનએના સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ વિભાગો પ્રોટીનને અસ્થિર કરીને બંધાયેલા હોય છે, અને પ્રતિકૃતિ કાંટો રચાય છે. 10 ન્યુક્લિયોટાઇડ જોડીઓ (હેલિક્સનો એક વળાંક) ના વિચલન સાથે, ડીએનએ પરમાણુએ તેની ધરીની આસપાસ સંપૂર્ણ ક્રાંતિ કરવી જોઈએ. આ પરિભ્રમણને રોકવા માટે, ડીએનએ ટોપોઇસોમેરેઝ એક ડીએનએ સ્ટ્રાન્ડને કાપી નાખે છે, જે તેને બીજા સ્ટ્રાન્ડની આસપાસ ફેરવવા દે છે. ડીએનએ પોલિમરેઝ ન્યુક્લિયોટાઇડને અગાઉના ન્યુક્લિયોટાઇડના ડીઓક્સિરીબોઝના 3" કાર્બન સાથે જોડી શકે છે, તેથી આ એન્ઝાઇમ ટેમ્પલેટ ડીએનએ સાથે માત્ર એક જ દિશામાં આગળ વધી શકે છે: આ ટેમ્પલેટ ડીએનએના 3" છેડાથી 5" છેડા સુધી. મધર ડીએનએમાં સાંકળો સમાંતર હોય છે, તો પછી તેની વિવિધ સાંકળો પર પુત્રી પોલીન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળોનું એસેમ્બલી અલગ રીતે થાય છે અને "3"-5" સાંકળ પર, પુત્રી પોલીન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળનું સંશ્લેષણ વિક્ષેપ વિના આગળ વધે છે. આ દીકરી સાંકળને બોલાવવામાં આવશે અગ્રણી. સાંકળ પર "5"-3"" - તૂટક તૂટક, ટુકડાઓમાં ( ઓકાઝાકીના ટુકડા), જે, પ્રતિકૃતિ પૂર્ણ કર્યા પછી, ડીએનએ લિગાસેસ દ્વારા એક સ્ટ્રાન્ડમાં ટાંકવામાં આવે છે; આ બાળ સાંકળને બોલાવવામાં આવશે લેગીંગડીએનએ પોલિમરેઝની એક વિશેષતા એ છે કે તે ફક્ત "બીજ" (પ્રાઇમર) થી તેનું કાર્ય શરૂ કરી શકે છે. પ્રાઈમર્સની ભૂમિકા એન્ઝાઇમ દ્વારા રચાયેલી ટૂંકા આરએનએ સિક્વન્સ દ્વારા કરવામાં આવે છે આરએનએ પ્રાઇમેસઅને ટેમ્પલેટ ડીએનએ સાથે જોડી બનાવી છે. પોલિન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળોની એસેમ્બલી પૂર્ણ થયા પછી, આરએનએ પ્રાઈમર્સને દૂર કરવામાં આવે છે અને અન્ય ડીએનએ પોલિમરેઝ દ્વારા પ્રતિકૃતિ પ્રક્રિયા સમાન રીતે આગળ વધે છે. પ્રોકેરીયોટ્સમાં ડીએનએ સંશ્લેષણનો દર એ યુકેરીયોટ્સ (100 ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ પ્રતિ સેકન્ડ) કરતાં વધુ તીવ્રતા (1000 ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ પ્રતિ સેકન્ડ) નો ક્રમ છે. ડીએનએ પરમાણુના કેટલાક વિભાગોમાં એક સાથે પ્રતિકૃતિ શરૂ થાય છે જેમાં ચોક્કસ ન્યુક્લિયોટાઇડ ક્રમ હોય છે અને તેને કહેવામાં આવે છે. મૂળ(અંગ્રેજી મૂળ - શરૂઆત). પ્રતિકૃતિના એક મૂળમાંથી બીજામાં ડીએનએનો ટુકડો પ્રતિકૃતિ એકમ બનાવે છે - એક પ્રતિકૃતિ.

ચોખા. . ડીએનએ પ્રતિકૃતિ ઉત્સેચકો:

1 - હેલિકેસીસ; 2 - અસ્થિર પ્રોટીન; 3 - અગ્રણી DNA સ્ટ્રાન્ડ; 4 - ઓકાઝાકી ટુકડાનું સંશ્લેષણ; 5 – પ્રાઈમરને ડીએનએ ન્યુક્લિયોટાઈડ્સ દ્વારા બદલવામાં આવે છે અને ટુકડાઓ લિગાસેસ દ્વારા એકસાથે ટાંકાવામાં આવે છે; 6 – ડીએનએ પોલિમરેઝ; 7 – આરએનએ પ્રાઈમેઝ, આરએનએ પ્રાઈમરનું સંશ્લેષણ કરે છે; 8 - આરએનએ પ્રાઈમર; 9 - ઓકાઝાકી ટુકડો; 10 – લિગેસ જે ઓકાઝાકી ટુકડાઓને ક્રોસ-લિંક કરે છે; 11 - ટોપોઇસોમર, ડીએનએ સાંકળોમાંથી એકને કાપે છે.
આર

ચોખા. ડીએનએ પ્રતિકૃતિઓ

કોષ વિભાજન પહેલાં પ્રતિકૃતિ થાય છે. ડીએનએની આ ક્ષમતા માટે આભાર, વંશપરંપરાગત માહિતી માતા કોષમાંથી પુત્રી કોષોમાં પ્રસારિત થાય છે. સમારકામ("સમારકામ") એ ડીએનએ ન્યુક્લિયોટાઇડ ક્રમને નુકસાનને દૂર કરવાની પ્રક્રિયા છે. તે કોષની વિશેષ એન્ઝાઇમ સિસ્ટમ્સ (રિપેર એન્ઝાઇમ્સ) દ્વારા હાથ ધરવામાં આવે છે. ડીએનએ માળખું પુનઃસ્થાપિત કરવાની પ્રક્રિયામાં, નીચેના તબક્કાઓને ઓળખી શકાય છે: 1) ડીએનએ રિપેર ન્યુક્લિઝ ક્ષતિગ્રસ્ત વિસ્તારને ઓળખે છે અને દૂર કરે છે, જેના પરિણામે ડીએનએ સાંકળમાં ગેપ રચાય છે; 2) ડીએનએ પોલિમરેઝ બીજા ("સારા") સ્ટ્રાન્ડમાંથી માહિતીની નકલ કરીને, આ ગેપને ભરે છે; 3) ડીએનએ લિગેસ "ક્રોસલિંક્સ" ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ, સમારકામ પૂર્ણ કરે છે.

ચોખા. . આરએનએ માળખું

ચોખા. . tRNA

ત્યાં ત્રણ પ્રકારના આરએનએ છે: 1) માહિતી (મેસેન્જર) RNA - mRNA (mRNA), 2) પરિવહન RNA - tRNA, 3) રિબોસોમલ RNA - rRNA. તમામ પ્રકારના આરએનએ અબ્રાન્ચેડ પોલિન્યુક્લિયોટાઇડ્સ છે, ચોક્કસ અવકાશી રચના ધરાવે છે અને પ્રોટીન સંશ્લેષણની પ્રક્રિયાઓમાં ભાગ લે છે. તમામ પ્રકારના આરએનએની રચના વિશેની માહિતી ડીએનએમાં સંગ્રહિત થાય છે. ડીએનએ ટેમ્પલેટ પર આરએનએ સંશ્લેષણની પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે ટ્રાન્સક્રિપ્શન. આરએનએ ટ્રાન્સફર કરો- સામાન્ય રીતે 76 થી 85 ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ ધરાવે છે; પરમાણુ વજન - 25,000-30,000 tRNA કોષમાં કુલ RNA સામગ્રીના લગભગ 10% હિસ્સો ધરાવે છે. ટીઆરએનએ એમિનો એસિડને પ્રોટીન સંશ્લેષણના સ્થળે, રિબોઝોમ સુધી પહોંચાડવા માટે જવાબદાર છે. કોષમાં લગભગ 30 પ્રકારના tRNA જોવા મળે છે, તેમાંના દરેકનો એક અનન્ય ન્યુક્લિયોટાઇડ ક્રમ છે. જો કે, તમામ tRNA માં ઘણા ઇન્ટ્રામોલેક્યુલર પૂરક પ્રદેશો હોય છે, જેના કારણે tRNA એ ક્લોવર પર્ણ જેવું સ્વરૂપ પ્રાપ્ત કરે છે, tRNA પરમાણુ એક શાખા વિનાનું પોલિન્યુક્લિયોટાઇડ છે, જેનું પ્રાથમિક માળખું ન્યુક્લિયોટાઇડ્સનું ક્રમ છે, ગૌણ માળખું છે. પૂરક ન્યુક્લિયોટાઇડ્સની જોડીને કારણે લૂપ્સની અને તૃતીય - ગૌણ રચનાના સર્પાકાર વિભાગોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે કોમ્પેક્ટ માળખાની રચના. કોઈપણ ટીઆરએનએમાં રાઈબોઝોમ સાથે સંપર્ક માટે લૂપ હોય છે, એન્ટિકોડન સાથે એન્ટિકોડન લૂપ હોય છે, એન્ઝાઇમ સાથે સંપર્ક કરવા માટે લૂપ હોય છે અને સ્વીકારનાર સ્ટેમ હોય છે. સ્વીકારનાર સ્ટેમના 3" છેડા સાથે એમિનો એસિડ જોડાયેલ છે. એન્ટિકોડોન એ ત્રણ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ છે જે mRNA કોડનને "ઓળખ" કરે છે. તેના પર ભાર મૂકવો જોઈએ કે ચોક્કસ tRNA તેના એન્ટિકોડોનને અનુરૂપ કડક રીતે વ્યાખ્યાયિત એમિનો એસિડનું પરિવહન કરી શકે છે. વિશિષ્ટતા એમિનો એસિડ અને ટીઆરએનએ વચ્ચેનું જોડાણ એમિનોએસિલ-ટીઆરએનએ એન્ઝાઇમ -સિન્થેટેઝના ગુણધર્મોને કારણે પ્રાપ્ત થાય છે. રિબોસોમલ આરએનએ- 3,000-5,000 ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ ધરાવે છે. rRNA કોષમાં કુલ RNA સામગ્રીના 80-85% હિસ્સો ધરાવે છે. રિબોસોમલ પ્રોટીન સાથેના સંકુલમાં, rRNA રાઈબોઝોમ બનાવે છે - ઓર્ગેનેલ્સ જે પ્રોટીન સંશ્લેષણ કરે છે. યુકેરીયોટિક કોષોમાં, ન્યુક્લીઓલીમાં આરઆરએનએ સંશ્લેષણ થાય છે. મેસેન્જર આરએનએન્યુક્લિયોટાઇડ સામગ્રી અને પરમાણુ વજનમાં વૈવિધ્યસભર (30,000 ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ સુધી). એમઆરએનએ કોષમાં કુલ આરએનએ સામગ્રીના 5% જેટલો હિસ્સો ધરાવે છે. mRNA ના કાર્યો - DNA થી રાઈબોઝોમમાં આનુવંશિક માહિતીનું ટ્રાન્સફર; પ્રોટીન પરમાણુઓના સંશ્લેષણ માટે મેટ્રિક્સ; પ્રોટીન પરમાણુની પ્રાથમિક રચનાના એમિનો એસિડ ક્રમનું નિર્ધારણ. ATP, NAD + , NADP + , FAD.એડેનોસિન ટ્રાઇફોસ્ફોરિક એસિડ (એટીપી) એ જીવંત કોષોમાં સાર્વત્રિક સ્ત્રોત અને મુખ્ય ઊર્જા સંચયક છે.. એટીપી તમામ વનસ્પતિ અને પ્રાણી કોષોમાં જોવા મળે છે. એટીપીની માત્રા સરેરાશ 0.04% (કોષના ભીના વજનના) છે, એટીપીની સૌથી મોટી માત્રા (0.2-0.5%) હાડપિંજરના સ્નાયુઓમાં જોવા મળે છે. કોષમાં, એટીપી પરમાણુ તેની રચનાના એક મિનિટમાં વપરાય છે. મનુષ્યોમાં, શરીરના વજનની બરાબર એટીપીની માત્રા દર 24 કલાકે ઉત્પન્ન થાય છે અને નાશ પામે છે.ATP એ એક મોનોન્યુક્લિયોટાઇડ છે જેમાં નાઇટ્રોજનયુક્ત આધાર અવશેષો (એડેનાઇન), રાઇબોઝ અને ત્રણ ફોસ્ફોરિક એસિડ અવશેષોનો સમાવેશ થાય છે. એટીપીમાં એક નહીં, પરંતુ ત્રણ ફોસ્ફોરિક એસિડ અવશેષો હોવાથી, તે તેનું છે રિબોન્યુક્લિયોસાઇડ ટ્રાઇફોસ્ફેટ્સ.કોષોમાં થતા મોટા ભાગના કામો માટે, ATP હાઇડ્રોલિસિસની ઊર્જાનો ઉપયોગ થાય છે. આ કિસ્સામાં, જ્યારે ફોસ્ફોરિક એસિડના ટર્મિનલ અવશેષો નાબૂદ થાય છે, ત્યારે ATP ADP (એડેનોસિન ડિફોસ્ફોરિક એસિડ) માં પરિવર્તિત થાય છે, અને જ્યારે બીજા ફોસ્ફોરિક એસિડ અવશેષો નાબૂદ થાય છે, ત્યારે તે AMP (એડેનોસિન મોનોફોસ્ફોરિક એસિડ) માં ફેરવાય છે. ફોસ્ફોરિક એસિડના ટર્મિનલ અને બીજા અવશેષોને નાબૂદ કરવા પર મુક્ત ઊર્જા ઉપજ લગભગ 30.6 kJ/mol છે. ત્રીજા ફોસ્ફેટ જૂથને નાબૂદ કરવાની સાથે માત્ર 13.8 kJ/mol ના પ્રકાશન સાથે છે. ટર્મિનલ અને બીજા, બીજા અને પ્રથમ ફોસ્ફોરિક એસિડ અવશેષો વચ્ચેના બોન્ડને કહેવામાં આવે છે મેક્રોએર્જિક(ઉચ્ચ-ઊર્જા) એટીપી અનામત સતત ફરી ભરાય છે. તમામ જીવોના કોષોમાં, એટીપી સંશ્લેષણ પ્રક્રિયામાં થાય છે ફોસ્ફોરાયલેશન, એટલે કે. ફોસ્ફોરિક એસિડનો ઉમેરો ADF ને. શ્વસન (મિટોકોન્ડ્રિયા), ગ્લાયકોલિસિસ (સાયટોપ્લાઝમ) અને પ્રકાશસંશ્લેષણ (ક્લોરોપ્લાસ્ટ્સ) દરમિયાન વિવિધ તીવ્રતા સાથે ફોસ્ફોરીલેશન થાય છે.

ચોખા. એટીપી હાઇડ્રોલિસિસ

ચોખા. . ડીન્યુક્લિયોટાઇડ્સ NAD + અને NADP + ના પરમાણુનું માળખું.

A – NAD પરમાણુમાં રાઈબોઝ અવશેષોમાં ફોસ્ફેટ જૂથનો ઉમેરો. B – NAD + માં બે ઇલેક્ટ્રોન અને એક પ્રોટોન (એનિયન H -) નો ઉમેરો.

એક સાંકળમાં ડીએનએ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સનું જોડાણ.

ડીએનએની પોલિન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળોનું એકબીજા સાથે જોડાણ.

ડીએનએ પરિમાણો: લંબાઈ, વ્યાસ, એક વળાંકની લંબાઈ, ન્યુક્લિયોટાઈડ્સ વચ્ચેનું અંતર.

ચાર્જાફના નિયમો, ડી. વોટસન અને એફ. ક્રીકના કાર્યોનું મહત્વ.

ડીએનએ પ્રતિકૃતિ. ઉત્સેચકો જે પ્રતિકૃતિને સુનિશ્ચિત કરે છે: હેલિકેસીસ, ટોપોઇસોમેરેસીસ, પ્રાઈમેસેસ, ડીએનએ પોલિમરેસીસ; લિગાસિસ

આરએનએનું માળખું.

RNA ના પ્રકાર, તેમનો જથ્થો, કદ અને કાર્યો.

એટીપીની લાક્ષણિકતાઓ.

NAD +, NADP +, FAD ની લાક્ષણિકતાઓ.

ચાલુ. જુઓ નંબર 11, 12, 13, 14, 15, 16/2005

વિજ્ઞાનના વર્ગોમાં જીવવિજ્ઞાનના પાઠ

અદ્યતન આયોજન, ગ્રેડ 10

પાઠ 19. રાસાયણિક માળખું અને એટીપીની જૈવિક ભૂમિકા

સાધન:સામાન્ય જીવવિજ્ઞાન પરના કોષ્ટકો, એટીપી પરમાણુની રચનાનો આકૃતિ, પ્લાસ્ટિક અને ઊર્જા ચયાપચય વચ્ચેના સંબંધનો આકૃતિ.

I. જ્ઞાનની કસોટી

જૈવિક શ્રુતલેખનનું સંચાલન "જીવંત પદાર્થોના કાર્બનિક સંયોજનો"

શિક્ષક સંખ્યાઓ હેઠળના અમૂર્ત વાંચે છે, વિદ્યાર્થીઓ તેમની નોટબુકમાં તે અમૂર્તની સંખ્યાઓ લખે છે જે તેમના સંસ્કરણની સામગ્રી સાથે મેળ ખાય છે.

વિકલ્પ 1 - પ્રોટીન.
વિકલ્પ 2 - કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ.
વિકલ્પ 3 - લિપિડ્સ.
વિકલ્પ 4 - ન્યુક્લિક એસિડ.

1. તેમના શુદ્ધ સ્વરૂપમાં તેઓ માત્ર C, H, O અણુઓ ધરાવે છે.

2. C, H, O અણુઓ ઉપરાંત, તેમાં N અને સામાન્ય રીતે S અણુઓ હોય છે.

3. C, H, O અણુઓ ઉપરાંત, તેમાં N અને P અણુઓ છે.

4. તેઓ પ્રમાણમાં નાના પરમાણુ વજન ધરાવે છે.

5. મોલેક્યુલર વજન હજારોથી લઈને અનેક દસ અને સેંકડો હજારો ડાલ્ટન હોઈ શકે છે.

6. ઘણા દસ અને લાખો ડાલ્ટન સુધીના પરમાણુ વજન સાથે સૌથી મોટા કાર્બનિક સંયોજનો.

7. તેમની પાસે વિવિધ પરમાણુ વજન હોય છે - ખૂબ જ નાનાથી ખૂબ ઊંચા સુધી, તે પદાર્થ મોનોમર છે કે પોલિમર છે તેના આધારે.

8. મોનોસેકરાઇડ્સનો સમાવેશ થાય છે.

9. એમિનો એસિડનો સમાવેશ થાય છે.

10. ન્યુક્લિયોટાઇડ્સનો સમાવેશ થાય છે.

11. તેઓ ઉચ્ચ ફેટી એસિડના એસ્ટર છે.

12. મૂળભૂત માળખાકીય એકમ: "નાઇટ્રોજન આધાર-પેન્ટોઝ-ફોસ્ફોરિક એસિડ અવશેષો."

13. મૂળભૂત માળખાકીય એકમ: “એમિનો એસિડ”.

14. મૂળભૂત માળખાકીય એકમ: "મોનોસેકરાઇડ".

15. મૂળભૂત માળખાકીય એકમ: "ગ્લિસરોલ-ફેટી એસિડ."

16. પોલિમર પરમાણુઓ સમાન મોનોમર્સમાંથી બનાવવામાં આવે છે.

17. પોલિમર પરમાણુઓ સમાનમાંથી બનેલા છે, પરંતુ તદ્દન સમાન મોનોમર્સ નથી.

18. તેઓ પોલિમર નથી.

19. તેઓ લગભગ સંપૂર્ણપણે ઊર્જા, બાંધકામ અને સંગ્રહ કાર્યો કરે છે, અને કેટલાક કિસ્સાઓમાં - રક્ષણાત્મક.

20. ઊર્જા અને બાંધકામ ઉપરાંત, તેઓ ઉત્પ્રેરક, સિગ્નલિંગ, પરિવહન, મોટર અને રક્ષણાત્મક કાર્યો કરે છે;

21. તેઓ કોષ અને જીવતંત્રના વારસાગત ગુણધર્મોને સંગ્રહિત અને પ્રસારિત કરે છે.

વિકલ્પ 1 – 2; 5; 9; 13; 17; 20.
વિકલ્પ 2 – 1; 7; 8; 14; 16; 19.
વિકલ્પ 3 – 1; 4; 11; 15; 18; 19.
વિકલ્પ 4– 3; 6; 10; 12; 17; 21.

II. નવી સામગ્રી શીખવી

1. એડેનોસિન ટ્રાઇફોસ્ફોરિક એસિડનું માળખું

પ્રોટીન, ન્યુક્લિક એસિડ, ચરબી અને કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ ઉપરાંત, જીવંત પદાર્થોમાં મોટી સંખ્યામાં અન્ય કાર્બનિક સંયોજનો સંશ્લેષણ થાય છે. તેમાંથી, કોષના બાયોએનર્જેટિક્સમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવવામાં આવે છે. એડેનોસિન ટ્રાઇફોસ્ફોરિક એસિડ (ATP).એટીપી તમામ વનસ્પતિ અને પ્રાણી કોષોમાં જોવા મળે છે. કોષોમાં, એડેનોસિન ટ્રાઇફોસ્ફોરિક એસિડ મોટે ભાગે ક્ષારના સ્વરૂપમાં હાજર હોય છે જેને કહેવાય છે એડેનોસિન ટ્રાઇફોસ્ફેટ્સ. ATP ની માત્રામાં વધઘટ થાય છે અને સરેરાશ 0.04% (સરેરાશ એક કોષમાં લગભગ 1 બિલિયન ATP અણુઓ હોય છે). એટીપીનો સૌથી મોટો જથ્થો હાડપિંજરના સ્નાયુઓમાં સમાયેલ છે (0.2-0.5%).

ATP પરમાણુમાં નાઇટ્રોજનયુક્ત આધાર - એડેનાઇન, એક પેન્ટોઝ - રાઇબોઝ અને ત્રણ ફોસ્ફોરિક એસિડ અવશેષો, એટલે કે. એટીપી એ ખાસ એડેનાઇલ ન્યુક્લિયોટાઇડ છે. અન્ય ન્યુક્લિયોટાઇડ્સથી વિપરીત, એટીપીમાં એક નહીં, પરંતુ ત્રણ ફોસ્ફોરિક એસિડ અવશેષો હોય છે. એટીપી એ મેક્રોએર્જિક પદાર્થોનો ઉલ્લેખ કરે છે - તેમના બોન્ડમાં મોટી માત્રામાં ઊર્જા ધરાવતા પદાર્થો.

ATP પરમાણુનું અવકાશી મોડેલ (A) અને માળખાકીય સૂત્ર (B).

ફોસ્ફોરિક એસિડ અવશેષો એટીપીઝ એન્ઝાઇમની ક્રિયા હેઠળ એટીપીમાંથી વિભાજિત થાય છે. ATP તેના ટર્મિનલ ફોસ્ફેટ જૂથને અલગ કરવાની મજબૂત વલણ ધરાવે છે:

ATP 4– + H 2 O ––> ADP 3– + 30.5 kJ + Fn,

કારણ કે આ સંલગ્ન નકારાત્મક શુલ્ક વચ્ચે ઊર્જાસભર બિનતરફેણકારી ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક પ્રતિકૂળતાના અદ્રશ્ય તરફ દોરી જાય છે. પરિણામી ફોસ્ફેટ પાણી સાથે ઉર્જાથી અનુકૂળ હાઇડ્રોજન બોન્ડની રચનાને કારણે સ્થિર થાય છે. ADP + Fn સિસ્ટમમાં ચાર્જ વિતરણ ATP કરતાં વધુ સ્થિર બને છે. આ પ્રતિક્રિયા 30.5 kJ (સામાન્ય સહસંયોજક બંધન તોડવાથી 12 kJ રિલીઝ થાય છે).

ATP માં ફોસ્ફરસ-ઓક્સિજન બોન્ડની ઉચ્ચ ઉર્જા "ખર્ચ" પર ભાર મૂકવા માટે, તેને સામાન્ય રીતે ~ ચિહ્ન દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે અને તેને મેક્રોએનર્જેટિક બોન્ડ કહેવામાં આવે છે. જ્યારે ફોસ્ફોરિક એસિડનો એક પરમાણુ દૂર કરવામાં આવે છે, ત્યારે ATP ADP (એડિનોસિન ડિફોસ્ફોરિક એસિડ) માં રૂપાંતરિત થાય છે, અને જો ફોસ્ફોરિક એસિડના બે અણુઓ દૂર કરવામાં આવે છે, તો ATP AMP (એડેનોસિન મોનોફોસ્ફોરિક એસિડ) માં રૂપાંતરિત થાય છે. ત્રીજા ફોસ્ફેટનું ક્લીવેજ માત્ર 13.8 kJ ના પ્રકાશન સાથે છે, તેથી ATP પરમાણુમાં માત્ર બે વાસ્તવિક ઉચ્ચ-ઊર્જા બોન્ડ છે.

2. કોષમાં ATP રચના

સેલમાં એટીપીનો પુરવઠો ઓછો છે. ઉદાહરણ તરીકે, સ્નાયુમાં ATP અનામત 20-30 સંકોચન માટે પૂરતું છે. પરંતુ એક સ્નાયુ કલાકો સુધી કામ કરી શકે છે અને હજારો સંકોચન પેદા કરી શકે છે. તેથી, ATP થી ADP ના ભંગાણની સાથે, કોષમાં રિવર્સ સંશ્લેષણ સતત થવું જોઈએ. કોષોમાં એટીપી સંશ્લેષણ માટે ઘણા માર્ગો છે. ચાલો તેમને જાણીએ.

1. એનારોબિક ફોસ્ફોરાયલેશન.ફોસ્ફોરીલેશન એ એડીપી અને ઓછા પરમાણુ વજન ફોસ્ફેટ (Pn) માંથી ATP સંશ્લેષણની પ્રક્રિયા છે. આ કિસ્સામાં, અમે કાર્બનિક પદાર્થોના ઓક્સિડેશનની ઓક્સિજન-મુક્ત પ્રક્રિયાઓ વિશે વાત કરી રહ્યા છીએ (ઉદાહરણ તરીકે, ગ્લાયકોલીસીસ એ ગ્લુકોઝથી પાયરુવિક એસિડના ઓક્સિજન-મુક્ત ઓક્સિડેશનની પ્રક્રિયા છે). આ પ્રક્રિયાઓ (આશરે 200 kJ/mol ગ્લુકોઝ) દરમિયાન છોડવામાં આવતી લગભગ 40% ઊર્જા ATP સંશ્લેષણ પર ખર્ચવામાં આવે છે, અને બાકીની ગરમી તરીકે વિખેરી નાખવામાં આવે છે:

C 6 H 12 O 6 + 2ADP + 2Pn ––> 2C 3 H 4 O 3 + 2ATP + 4H.

2. ઓક્સિડેટીવ ફોસ્ફોરાયલેશનઓક્સિજન સાથે કાર્બનિક પદાર્થોના ઓક્સિડેશનની ઊર્જાનો ઉપયોગ કરીને એટીપી સંશ્લેષણની પ્રક્રિયા છે. આ પ્રક્રિયા 1930 ના દાયકાની શરૂઆતમાં મળી આવી હતી. XX સદી વી.એ. એન્ગેલહાર્ટ. કાર્બનિક પદાર્થોના ઓક્સિડેશનની ઓક્સિજન પ્રક્રિયાઓ મિટોકોન્ડ્રિયામાં થાય છે. આ કિસ્સામાં લગભગ 55% જેટલી ઉર્જા (આશરે 2600 kJ/mol ગ્લુકોઝ) એટીપીના રાસાયણિક બોન્ડની ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે, અને 45% ગરમી તરીકે વિખેરી નાખવામાં આવે છે.

ઓક્સિડેટીવ ફોસ્ફોરીલેશન એનારોબિક સંશ્લેષણ કરતાં વધુ અસરકારક છે: જો ગ્લાયકોલિસિસની પ્રક્રિયા દરમિયાન, ગ્લુકોઝ પરમાણુના ભંગાણ દરમિયાન માત્ર 2 એટીપી પરમાણુઓનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે, તો ઓક્સિડેટીવ ફોસ્ફોરાયલેશન દરમિયાન 36 એટીપી પરમાણુઓ રચાય છે.

3. ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન- સૂર્યપ્રકાશની ઊર્જાનો ઉપયોગ કરીને ATP સંશ્લેષણની પ્રક્રિયા. ATP સંશ્લેષણનો આ માર્ગ માત્ર પ્રકાશસંશ્લેષણ (લીલા છોડ, સાયનોબેક્ટેરિયા) માટે સક્ષમ કોષોની લાક્ષણિકતા છે. ATP ના સંશ્લેષણ માટે પ્રકાશસંશ્લેષણના પ્રકાશ તબક્કા દરમિયાન સૌર પ્રકાશ ક્વોન્ટાની ઊર્જાનો ઉપયોગ પ્રકાશસંશ્લેષણ દ્વારા કરવામાં આવે છે.

3. એટીપીનું જૈવિક મહત્વ

એટીપી એ કોષમાં મેટાબોલિક પ્રક્રિયાઓના કેન્દ્રમાં છે, જે જૈવિક સંશ્લેષણ અને સડોની પ્રતિક્રિયાઓ વચ્ચેની કડી છે. કોષમાં એટીપીની ભૂમિકાને બેટરીની ભૂમિકા સાથે સરખાવી શકાય છે, કારણ કે એટીપીના હાઇડ્રોલિસિસ દરમિયાન વિવિધ મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયાઓ માટે જરૂરી ઊર્જા છૂટી જાય છે ("ડિસ્ચાર્જ"), અને ફોસ્ફોરાયલેશનની પ્રક્રિયામાં ("ચાર્જિંગ") એટીપી. ફરીથી ઉર્જા એકઠી કરે છે.

ATP જલવિચ્છેદન દરમિયાન મુક્ત થતી ઊર્જાને લીધે, કોષ અને શરીરમાં લગભગ તમામ મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયાઓ થાય છે: ચેતા આવેગનું પ્રસારણ, પદાર્થોનું જૈવસંશ્લેષણ, સ્નાયુ સંકોચન, પદાર્થોનું પરિવહન, વગેરે.

III. જ્ઞાનનું એકીકરણ

જૈવિક સમસ્યાઓનું નિરાકરણ

કાર્ય 1. જ્યારે આપણે ઝડપથી દોડીએ છીએ, ત્યારે આપણે ઝડપથી શ્વાસ લઈએ છીએ, અને પરસેવો વધે છે. આ ઘટનાઓ સમજાવો.

સમસ્યા 2. શા માટે થીજી ગયેલા લોકો ઠંડીમાં સ્ટેમ્પિંગ અને કૂદવાનું શરૂ કરે છે?

કાર્ય 3. I. Ilf અને E. Petrov "ધ ટ્વેલ્વ ચેર" ની પ્રખ્યાત કૃતિમાં, ઘણી ઉપયોગી ટીપ્સ પૈકી એક નીચે મુજબ શોધી શકે છે: "ઊંડો શ્વાસ લો, તમે ઉત્સાહિત છો." શરીરમાં થતી ઉર્જા પ્રક્રિયાઓના દૃષ્ટિકોણથી આ સલાહને ન્યાયી ઠેરવવાનો પ્રયાસ કરો.

IV. ગૃહ કાર્ય

કસોટી અને કસોટી માટે તૈયારી શરૂ કરો (પરીક્ષણના પ્રશ્નો લખો - પાઠ 21 જુઓ).

પાઠ 20. "જીવનનું રાસાયણિક સંગઠન" વિભાગમાં જ્ઞાનનું સામાન્યીકરણ

સાધન:સામાન્ય જીવવિજ્ઞાન પર કોષ્ટકો.

I. વિભાગના જ્ઞાનનું સામાન્યીકરણ

વિદ્યાર્થીઓ પ્રશ્નો સાથે કામ કરે છે (વ્યક્તિગત રીતે) ત્યારબાદ પરીક્ષણ અને ચર્ચા

1. કાર્બનિક સંયોજનોના ઉદાહરણો આપો, જેમાં કાર્બન, સલ્ફર, ફોસ્ફરસ, નાઇટ્રોજન, આયર્ન, મેંગેનીઝનો સમાવેશ થાય છે.

2. તમે જીવંત કોષને તેની આયનીય રચનાના આધારે મૃત કોષમાંથી કેવી રીતે અલગ કરી શકો?

3. કોષમાં કયા પદાર્થો વણ ઓગળેલા સ્વરૂપમાં જોવા મળે છે? તેઓ કયા અવયવો અને પેશીઓ ધરાવે છે?

4. ઉત્સેચકોની સક્રિય સાઇટ્સમાં સમાવિષ્ટ મેક્રો તત્વોના ઉદાહરણો આપો.

5. કયા હોર્મોન્સમાં સૂક્ષ્મ તત્વો હોય છે?

6. માનવ શરીરમાં હેલોજનની ભૂમિકા શું છે?

7. કૃત્રિમ પોલિમરથી પ્રોટીન કેવી રીતે અલગ પડે છે?

8. પેપ્ટાઈડ્સ પ્રોટીનથી કેવી રીતે અલગ પડે છે?

9. હિમોગ્લોબિન બનાવતા પ્રોટીનનું નામ શું છે? તે કેટલા સબ્યુનિટ્સ ધરાવે છે?

10. રિબોન્યુક્લીઝ શું છે? તેમાં કેટલા એમિનો એસિડ હોય છે? તે ક્યારે કૃત્રિમ રીતે સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું?

11. ઉત્સેચકો વિના રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓનો દર કેમ ઓછો છે?

12. કોષ પટલમાં પ્રોટીન દ્વારા કયા પદાર્થોનું પરિવહન થાય છે?

13. એન્ટિબોડીઝ એન્ટિજેન્સથી કેવી રીતે અલગ પડે છે? શું રસીમાં એન્ટિબોડીઝ હોય છે?

14. પ્રોટીન શરીરમાં કયા પદાર્થોનું વિઘટન કરે છે? કેટલી ઊર્જા મુક્ત થાય છે? એમોનિયા ક્યાં અને કેવી રીતે તટસ્થ થાય છે?

15. પેપ્ટાઈડ હોર્મોન્સનું ઉદાહરણ આપો: તેઓ સેલ્યુલર મેટાબોલિઝમના નિયમનમાં કેવી રીતે સામેલ છે?

16. જે ખાંડ સાથે આપણે ચા પીએ છીએ તેની રચના શું છે? તમે આ પદાર્થના બીજા કયા ત્રણ સમાનાર્થી જાણો છો?

17. દૂધમાં ચરબી કેમ સપાટી પર એકઠી થતી નથી, પરંતુ સસ્પેન્શનના રૂપમાં શા માટે એકઠી થાય છે?

18. સોમેટિક અને જર્મ કોશિકાઓના ન્યુક્લિયસમાં ડીએનએનું દળ શું છે?

19. એક વ્યક્તિ દરરોજ કેટલી ATP નો ઉપયોગ કરે છે?

20. લોકો કપડાં બનાવવા માટે કયા પ્રોટીનનો ઉપયોગ કરે છે?

સ્વાદુપિંડના રિબોન્યુક્લીઝનું પ્રાથમિક માળખું (124 એમિનો એસિડ)

II. ગૃહ કાર્ય.

"જીવનનું રાસાયણિક સંગઠન" વિભાગમાં પરીક્ષણ અને પરીક્ષણ માટે તૈયારી કરવાનું ચાલુ રાખો.

પાઠ 21. "જીવનનું રાસાયણિક સંગઠન" વિભાગ પર પરીક્ષણ પાઠ

I. પ્રશ્નો પર મૌખિક કસોટી કરવી

1. કોષની પ્રાથમિક રચના.

2. ઓર્ગેનોજેનિક તત્વોની લાક્ષણિકતાઓ.

3. પાણીના અણુનું માળખું. જીવનના "રસાયણશાસ્ત્ર" માં હાઇડ્રોજન બંધન અને તેનું મહત્વ.

4. પાણીના ગુણધર્મો અને જૈવિક કાર્યો.

5. હાઇડ્રોફિલિક અને હાઇડ્રોફોબિક પદાર્થો.

6. કેશન્સ અને તેમનું જૈવિક મહત્વ.

7. Anions અને તેમના જૈવિક મહત્વ.

8. પોલિમર્સ. જૈવિક પોલિમર. સામયિક અને બિન-સામયિક પોલિમર વચ્ચેનો તફાવત.

9. લિપિડ્સના ગુણધર્મો, તેમના જૈવિક કાર્યો.

10. કાર્બોહાઇડ્રેટ્સના જૂથો, માળખાકીય સુવિધાઓ દ્વારા અલગ પડે છે.

11. કાર્બોહાઇડ્રેટ્સના જૈવિક કાર્યો.

12. પ્રોટીનની પ્રાથમિક રચના. એમિનો એસિડ. પેપ્ટાઇડ રચના.

13. પ્રોટીનની પ્રાથમિક, ગૌણ, તૃતીય અને ચતુર્થાંશ રચનાઓ.

14. પ્રોટીનના જૈવિક કાર્યો.

15. ઉત્સેચકો અને બિન-જૈવિક ઉત્પ્રેરક વચ્ચેનો તફાવત.

16. ઉત્સેચકોનું માળખું. સહઉત્સેચકો.

17. ઉત્સેચકોની ક્રિયાની પદ્ધતિ.

18. ન્યુક્લિક એસિડ. ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ અને તેમની રચના. પોલિન્યુક્લિયોટાઇડ્સની રચના.

19. E. Chargaff ના નિયમો. પૂરકતાનો સિદ્ધાંત.

20. ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએ પરમાણુની રચના અને તેનું સર્પાકારીકરણ.

21. સેલ્યુલર આરએનએના વર્ગો અને તેમના કાર્યો.

22. DNA અને RNA વચ્ચેનો તફાવત.

23. ડીએનએ પ્રતિકૃતિ. ટ્રાન્સક્રિપ્શન.

24. એટીપીનું માળખું અને જૈવિક ભૂમિકા.

25. કોષમાં ATP ની રચના.

II. ગૃહ કાર્ય

"જીવનનું રાસાયણિક સંગઠન" વિભાગમાં પરીક્ષણ માટે તૈયારી કરવાનું ચાલુ રાખો.

પાઠ 22. "જીવનનું રાસાયણિક સંગઠન" વિભાગ પર પરીક્ષણ પાઠ

I. લેખિત પરીક્ષા યોજવી

વિકલ્પ 1

1. એમિનો એસિડના ત્રણ પ્રકાર છે - A, B, C. પાંચ એમિનો એસિડ ધરાવતી પોલિપેપ્ટાઇડ સાંકળોના કેટલા પ્રકારો બાંધી શકાય. કૃપા કરીને આ વિકલ્પો સૂચવો. શું આ પોલિપેપ્ટાઈડ્સમાં સમાન ગુણધર્મો હશે? શા માટે?

2. તમામ જીવંત વસ્તુઓમાં મુખ્યત્વે કાર્બન સંયોજનો હોય છે, અને કાર્બનનું એનાલોગ - સિલિકોન, જેનું પ્રમાણ પૃથ્વીના પોપડામાં કાર્બન કરતાં 300 ગણું વધારે છે, તે માત્ર બહુ ઓછા જીવોમાં જોવા મળે છે. આ તત્ત્વોના અણુઓની રચના અને ગુણધર્મોના સંદર્ભમાં આ હકીકત સમજાવો.

3. છેલ્લે કિરણોત્સર્ગી 32P સાથે લેબલવાળા એટીપી પરમાણુઓ, ત્રીજા ફોસ્ફોરિક એસિડ અવશેષો એક કોષમાં દાખલ કરવામાં આવ્યા હતા, અને રાઈબોઝની સૌથી નજીકના પ્રથમ અવશેષો પર 32P સાથે લેબલવાળા ATP અણુઓ અન્ય કોષમાં દાખલ કરવામાં આવ્યા હતા. 5 મિનિટ પછી, બંને કોષોમાં 32P સાથે લેબલ થયેલ અકાર્બનિક ફોસ્ફેટ આયનની સામગ્રી માપવામાં આવી હતી. તે ક્યાં નોંધપાત્ર રીતે વધારે હશે?

4. સંશોધન દર્શાવે છે કે આ mRNA ના ન્યુક્લિયોટાઇડ્સની કુલ સંખ્યાના 34% ગ્વાનિન છે, 18% યુરેસિલ છે, 28% સાયટોસિન છે અને 20% એડેનાઇન છે. ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએના નાઇટ્રોજનસ પાયાની ટકાવારી રચના નક્કી કરો, જેમાંથી દર્શાવેલ mRNA નકલ છે.

વિકલ્પ 2

1. ચરબી ઊર્જા ચયાપચયમાં "પ્રથમ અનામત" ની રચના કરે છે અને જ્યારે કાર્બોહાઇડ્રેટ્સનો અનામત ખતમ થઈ જાય ત્યારે તેનો ઉપયોગ થાય છે. જો કે, હાડપિંજરના સ્નાયુઓમાં, ગ્લુકોઝ અને ફેટી એસિડની હાજરીમાં, બાદમાંનો ઉપયોગ વધુ પ્રમાણમાં થાય છે. જ્યારે શરીર ભૂખે મરતું હોય ત્યારે પ્રોટીનનો ઉપયોગ માત્ર છેલ્લા ઉપાય તરીકે જ ઊર્જાના સ્ત્રોત તરીકે થાય છે. આ હકીકતો સમજાવો.

2. ભારે ધાતુઓના આયનો (પારો, સીસું, વગેરે) અને આર્સેનિક પ્રોટીનના સલ્ફાઇડ જૂથો દ્વારા સરળતાથી બંધાયેલા છે. આ ધાતુઓના સલ્ફાઇડના ગુણધર્મોને જાણીને, આ ધાતુઓ સાથે જોડવાથી પ્રોટીનનું શું થશે તે સમજાવો. શા માટે ભારે ધાતુઓ શરીર માટે ઝેર છે?

3. પદાર્થ A ની પદાર્થ B માં ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયામાં, 60 kJ ઊર્જા મુક્ત થાય છે. આ પ્રતિક્રિયામાં કેટલા ATP પરમાણુઓ મહત્તમ રીતે સંશ્લેષણ કરી શકાય છે? બાકીની ઉર્જાનો ઉપયોગ કેવી રીતે થશે?

4. અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે આ mRNA ના ન્યુક્લિયોટાઇડ્સની કુલ સંખ્યાના 27% ગ્વાનિન છે, 15% યુરેસિલ છે, 18% સાયટોસિન છે અને 40% એડેનાઇન છે. ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએના નાઇટ્રોજનયુક્ત પાયાની ટકાવારી રચના નક્કી કરો, જેમાંથી દર્શાવેલ mRNA નકલ છે.

ચાલુ રહી શકાય