કુદરતી ઉચ્ચ પરમાણુ વજન સંયોજનો(પોલીન્યુક્લિયોટાઇડ્સ), જે છે આવશ્યક ઘટકોમાનવ શરીરમાં થતી બાયોકેમિકલ પ્રક્રિયાઓ વારસાગત માહિતીના સંગ્રહ અને પ્રસારણમાં ભૂમિકા ભજવે છે.

ન્યુક્લિક એસિડનું માળખું.

માળખું ન્યુક્લિક એસિડહાઇડ્રોલિસિસ સમજાવી શકે છે. સંપૂર્ણ હાઇડ્રોલિસિસ પાયરિમિડીન અને પ્યુરિન બેઝ, એક મોનોસેકરાઇડ અને ફોસ્ફોરિક એસિડનું મિશ્રણ ઉત્પન્ન કરે છે.

આ સંયોજનોમાંથી એક મોનોસેકરાઇડ તરીકે કાર્ય કરે છે:

આંશિક હાઇડ્રોલિસિસ સાથે, પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદન એ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સનું મિશ્રણ છે, જેના પરમાણુઓ ફોસ્ફોરિક એસિડ અવશેષો, એક મોનોસેકરાઇડ અને નાઇટ્રોજનયુક્ત આધારથી બનેલા છે. ફોસ્ફોરિક એસિડના અવશેષો 3જા અથવા 5મા કાર્બન અણુ સાથે બંધાયેલા છે અને પાયાના અવશેષો મોનોસેકરાઈડના 1લા કાર્બન અણુ સાથે જોડાયેલા છે. સામાન્ય સૂત્રન્યુક્લિયોટાઇડ્સ:

જ્યાં X = HEરિબોઝ પર આધારિત રિબોન્યુક્લિયોટાઇડ્સ માટે અથવા X = N- ડીઓક્સીરીબોઝ પર આધારિત ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લિયોટાઇડ્સ માટે. નાઇટ્રોજનયુક્ત આધારના પ્રકાર પર આધાર રાખીને, પ્યુરિન અને પાયરિમિડિન ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ અલગ પડે છે.

ન્યુક્લિયોટાઇડ- મુખ્ય માળખાકીય એકમન્યુક્લિક એસિડ - મોનોમર.

જો રચનામાં રિબોન્યુક્લિયોટાઇડ્સ શામેલ હોય, તો આવા એસિડને કહેવામાં આવે છે રિબોન્યુક્લિક એસિડ(આરએનએ), અને જો ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લિયોટાઇડ્સમાંથી, તો - ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લીક એસિડ (ડીએનએ).

IN આરએનએસમાવેશ થાય છે: એડેનાઇન, ગ્વાનિન, સાયટોસિન અને યુરેસિલ.

IN ડીએનએએડેનાઇન, ગ્વાનિન, સાયટોસિન અને થાઇમિન ધરાવતા પાયાનો સમાવેશ થાય છે.

ગુણધર્મો ડીએનએઅને આરએનએપોલિન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળમાં પાયાના ક્રમ અને સાંકળની અવકાશી રચના પર આધાર રાખે છે. તે ક્રમ છે જે પોતાની અંદર અનન્ય વહન કરે છે આનુવંશિક કોડ, અને મોનોસેકરાઇડ અને ફોસ્ફોરિક એસિડ અવશેષો માળખાકીય ભૂમિકા ભજવે છે.

આંશિક જલવિચ્છેદન દરમિયાન, ફોસ્ફોરિક એસિડના અવશેષો છૂટી જાય છે અને ન્યુક્લિયોસાઇડ્સ રચાય છે, જેમાં મિનોસેકરાઇડ અવશેષો સાથે સંકળાયેલ પ્યુરિન અથવા પાયરિમિડીન બેઝના અવશેષો હોય છે:

પરમાણુમાં આરએનએઅને ડીએનએન્યુક્લિયોટાઇડ્સ એક પોલિમર સાંકળમાં જોડાયેલા છે:

પોલિન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળોની અવકાશી રચના એક્સ-રે વિવર્તન વિશ્લેષણ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવી હતી. 1953 માં, જે. વોટસન અને એફ. ક્રિકે એક મોડેલનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો ત્રિ-પરિમાણીય માળખું ડીએનએ, જેના સિદ્ધાંતો નીચે મુજબ હતા:

1. પરમાણુ ડીએનએતે ડબલ હેલિક્સ છે અને તેમાં બે પોલીન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળો છે જે વિરુદ્ધ દિશામાં ટ્વિસ્ટેડ છે.

2. પ્યુરિન અને પાયરીમિડીન પાયા હેલિક્સની અંદર સ્થિત છે, અને ફોસ્ફરસ અને ડીઓક્સિરીબોઝ અવશેષો બહાર સ્થિત છે.

3. હેલિક્સના સંપૂર્ણ વળાંક દીઠ 10 ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ છે.

4. બે હેલિકો હાઇડ્રોજન બોન્ડ દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલા છે. ડીએનએની મહત્વની મિલકત બોન્ડની રચનામાં પસંદગીની ક્ષમતા છે - પૂરકતા. તદુપરાંત, પાયાના કદ પસંદ કરવામાં આવે છે જેથી થાઇમીન માત્ર એડેનાઇન સાથે અને સાયટોસિન ગુઆનાઇન સાથે જોડાય.

માં બે સર્પાકાર ડીએનએએકબીજાના પૂરક. એક સાંકળમાં પાયાનો ક્રમ નજીકના એકમાં ક્રમ નક્કી કરે છે.

હાઇડ્રોજન બોન્ડ્સ દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલા પાયાના દરેક જોડીમાં, એક આધાર પ્યુરિન છે અને બીજો પિરિમિડીન છે.

પૂરક પોલિન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળો સાથે ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએ પરમાણુ સ્વ-ડુપ્લિકેશનની શક્યતા પૂરી પાડે છે ( પ્રતિકૃતિ).

બમણું થતાં પહેલાં, હાઇડ્રોજન બોન્ડ તૂટી જાય છે અને 2 સાંકળો અલગ થઈ જાય છે અને છૂટી જાય છે. અને તે પછી, દરેક સાંકળ નવી પૂરક સાંકળની રચના માટે એક નમૂનો બની જાય છે. નવી સાંકળોનું સંશ્લેષણ ભાગીદારી સાથે થાય છે ડીએનએ-પોલિમરેઝ

પરમાણુ આરએનએએક જ પોલિન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળનો સમાવેશ થાય છે જેનો કડક રીતે વ્યાખ્યાયિત ક્રમ નથી. તે પોતાના પર "ફોલ્ડ" કરી શકે છે અને પ્યુરિન અને પાયરિમિડીન બેઝ વચ્ચે હાઇડ્રોજન બોન્ડ સાથે અલગ-અલગ ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ પ્રદેશો બનાવી શકે છે:

ન્યુક્લિક એસિડની જૈવિક ભૂમિકા.

ડીએનએ- જીવંત જીવતંત્રમાં મુખ્ય પરમાણુ. તે આનુવંશિક માહિતીને સંગ્રહિત કરે છે જે પેઢીથી પેઢી સુધી પસાર થાય છે. IN ડીએનએશરીરમાં તમામ પ્રોટીનની રચના એન્કોડેડ છે.

વચ્ચે મધ્યસ્થી તરીકે ડીએનએઅને પ્રોટીન સંશ્લેષણનું સ્થળ છે આરએનએ,જ્યાં 2 પ્રક્રિયાઓ થાય છે:

1. મેસેન્જર અથવા મેસેન્જર RNA (mRNA)આનુવંશિક માહિતી વાંચે છે અને ટ્રાન્સફર કરે છે ડીઆરસીરિબોઝોમ્સ માટે, જ્યાં ચોક્કસ પ્રોટીન રચનાનું સંશ્લેષણ થાય છે. પ્રભાવ હેઠળ mRNA પરમાણુ આરએનએ-પોલિમરેઝ 2 સાંકળોમાંના એકના અલગ વિભાગમાં સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે ડીએનએ,અને માં ક્રમ આરએનએમાં ક્રમ માટે સખત રીતે પૂરક ડીએનએ:

2. ટ્રાન્સફર આરએનએ (ટીઆરએનએ)એમિનો એસિડને રાઈબોઝોમમાં પરિવહન કરે છે, જ્યાં તેઓ ચોક્કસ ક્રમમાં પેપ્ટાઈડ બોન્ડ દ્વારા જોડાય છે.

3. રિબોસોમલ RNA (rRNA)રિબોઝોમમાં પ્રોટીનના સંશ્લેષણમાં ભાગ લે છે.

ન્યુક્લિક એસિડ્સ.

ન્યુક્લિક એસિડ્સ- કુદરતી ઉચ્ચ-મોલેક્યુલર બાયોપોલિમર્સ જે જીવંત જીવોમાં વારસાગત (આનુવંશિક) માહિતીના સંગ્રહ અને પ્રસારણની ખાતરી કરે છે.

ન્યુક્લીક એસિડના મેક્રોમોલેક્યુલ્સ, 10,000 ડાલ્ટનથી લઈને કેટલાક મિલિયન સુધીના પરમાણુ વજન સાથે, 1869 માં સ્વિસ રસાયણશાસ્ત્રી એફ. મિશેર દ્વારા લ્યુકોસાઈટ્સના ન્યુક્લીમાં શોધાયા હતા જે પરુનો ભાગ છે, તેથી તેનું નામ (ન્યુક્લિયસ - ન્યુક્લિયસ) છે.

ન્યુક્લિક એસિડ એ પોલિમર છે જેના મોનોમર્સ છે ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ . દરેક ન્યુક્લિયોટાઇડમાં નાઇટ્રોજનયુક્ત આધાર, પેન્ટોઝ ખાંડ અને ફોસ્ફોરિક એસિડ અવશેષો હોય છે. લાંબા અણુઓ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સમાંથી બનાવવામાં આવે છે - પોલિન્યુક્લિયોટાઇડ્સ .

નાઈટ્રોજનયુક્ત

આધાર

વચ્ચે સંચાર

ફોસ્ફેટ અને ખાંડ

ચોખા. ન્યુક્લિયોટાઇડ માળખું.

ખાંડ, જે ન્યુક્લિયોટાઇડનો ભાગ છે, તેમાં પાંચ કાર્બન અણુઓ છે, એટલે કે તે રજૂ કરે છે પેન્ટોઝ . ન્યુક્લિયોટાઇડમાં હાજર પેન્ટોઝના પ્રકાર પર આધાર રાખીને, બે પ્રકારના ન્યુક્લીક એસિડને અલગ પાડવામાં આવે છે - રિબોન્યુક્લીક એસિડ્સ (આરએનએ), જેમાં રાઈબોઝ , અને ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લીક એસિડ્સ (ડીએનએ) ધરાવે છે ડીઓક્સીરીબોઝ (C 5 H 10 O 4).

મેદાનો, બંને પ્રકારના ન્યુક્લિક એસિડમાં ચાર હોય છે વિવિધ પ્રકારો: તેમાંથી બે વર્ગના છે પ્યુરિન અને બે - વર્ગ માટે pyrimidines . પ્યુરિનનો સમાવેશ થાય છે એડિનાઇન (A) અને ગુઆનાઇન (ડી), અને પિરીમિડીનની સંખ્યા સુધી - સાયટીસિન (C) અને થાઇમિન (ટી) અથવા uracil (યુ) (અનુક્રમે ડીએનએ અથવા આરએનએમાં).

ન્યુક્લિક એસિડ એ એસિડ છે કારણ કે તેમના પરમાણુઓ ધરાવે છે ફોસ્ફોરિક એસિડ.

શરીરમાં ન્યુક્લિયોટાઇડ્સની ભૂમિકા ન્યુક્લિયક એસિડના બિલ્ડિંગ બ્લોક્સ તરીકે સેવા આપવા સુધી મર્યાદિત નથી; કેટલાક મહત્વપૂર્ણ સહઉત્સેચકો ન્યુકોઓટાઇડ્સ પણ છે. ઉદાહરણોમાં એડેનોસિન ટ્રાઇફોસ્ફેટ (એટીપી), નિકોટિનામાઇડ એડેનાઇન ડાયન્યુક્લિયોટાઇડ (એનએડી), નિકોટિનામાઇડ એડેનાઇન ડાયન્યુક્લિયોટાઇડ ફોસ્ફેટ (એનએડીપી) અને ફ્લેવિન એડેનાઇન ડાયન્યુક્લિયોટાઇડ (એફએડી) નો સમાવેશ થાય છે.

ન્યુક્લિક એસિડ્સ

DNARNA

ન્યુક્લિયર સાયટોપ્લાઝમિક mRNA tRNA rRNA

હાલમાં જાણીતા છે મોટી સંખ્યામાંડીએનએ અને આરએનએની જાતો જે ચયાપચયમાં રચના અને મહત્વમાં એકબીજાથી અલગ છે.

ઉદાહરણ: ઇ. કોલી બેક્ટેરિયામાં લગભગ 1000 જુદા જુદા ન્યુક્લિક એસિડ હોય છે, અને પ્રાણીઓ અને છોડમાં તેનાથી પણ વધુ હોય છે.

દરેક પ્રકારના જીવતંત્રમાં આ એસિડનો પોતાનો સમૂહ હોય છે, જે ફક્ત તેના માટે જ લાક્ષણિકતા ધરાવે છે. ડીએનએ મુખ્યત્વે રંગસૂત્રોમાં સ્થાનીકૃત છે સેલ ન્યુક્લિયસ(તમામ સેલ ડીએનએના 99%), તેમજ મિટોકોન્ડ્રિયા અને ક્લોરોપ્લાસ્ટ્સમાં. આરએનએ ન્યુક્લિયોલીનો ભાગ છે, મિટોકોન્ડ્રિયાના રિબોઝોમ, પ્લાસ્ટીડ્સ અને સાયટોપ્લાઝમ.

ડીએનએ પરમાણુ એક સાર્વત્રિક વાહક છે આનુવંશિક માહિતીકોષોમાં. તે આ અણુની રચના અને કાર્યોને આભારી છે કે લક્ષણો વારસામાં મળે છે - માતાપિતાથી વંશજો સુધી, એટલે કે. જીવંત વસ્તુઓની સાર્વત્રિક મિલકત - આનુવંશિકતા - સમજાય છે. ડીએનએ અણુઓ સૌથી મોટા બાયોપોલિમર્સ છે.

ડીએનએનું માળખું.

ડીએનએ પરમાણુઓની રચનાને 1953માં જે. વોટસન અને એફ. ક્રિક દ્વારા સમજવામાં આવી હતી. આ શોધ માટે તેમને નોબેલ પુરસ્કાર મળ્યો.

અનુસાર વોટસન-ક્રિક ડીએનએ મોડલ્સ, ડીએનએ પરમાણુ બે પોલીન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળો ધરાવે છે જે તેની આસપાસ જમણી તરફ વળી જાય છે કુહાડીઓ , રચના ડબલ હેલિક્સ . સાંકળો વિરોધી સમાંતર ગોઠવાય છે, એટલે કે. એકબીજા તરફ. વિવિધ સાંકળોના ન્યુક્લિયોટાઇડ્સના નાઇટ્રોજનયુક્ત આધાર વચ્ચે ઉદ્ભવતા હાઇડ્રોજન બોન્ડનો ઉપયોગ કરીને બે પોલિન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળોને એક જ ડીએનએ પરમાણુમાં જોડવામાં આવે છે. પોલિન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળમાં, પડોશી ન્યુક્લિયોટાઇડ સહસંયોજક બોન્ડ દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલા હોય છે જે એકના ડીએનએ પરમાણુ (અને આરએનએમાં રાઇબોઝ) અને બીજા ન્યુક્લિયોટાઇડના ફોસ્ફોરિક એસિડ અવશેષો વચ્ચે રચાય છે.

ડબલ હેલિક્સ સાંકળો પૂરકએકબીજા સાથે, કારણ કે બેઝ પેરિંગ કડક અનુસાર થાય છે: એડેનિન થાઇમિન સાથે જોડાય છે, અને ગ્વાનિન સાયટોસિન સાથે જોડાય છે.

પરિણામે, દરેક જીવતંત્રમાં ફિગ. ન્યુક્લિયોટાઇડ જોડી.

સંખ્યા એડિનેલિકસંખ્યા સમાન ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ થાઇમિડિલ, અને નંબર ગુઆનાઇલ- નંબર cytidylઆ પેટર્નને "ચાર્જાફ નિયમ" કહેવામાં આવે છે.

જોડીવાળા એન્ટિસમાંતર ડીએનએ સેરમાં સ્થિત ન્યુક્લિયોટાઇડ્સના કડક પત્રવ્યવહારને કહેવામાં આવે છે પૂરકતા આ ગુણધર્મ મૂળ પરમાણુ પર આધારિત નવા ડીએનએ અણુઓની રચનાને અંતર્ગત છે.

આમ, ડબલ હેલિક્સ અસંખ્ય દ્વારા સ્થિર થાય છે હાઇડ્રોજન ગુણધર્મો(A અને T વચ્ચે બે અને G અને C વચ્ચે ત્રણ બને છે) અને હાઇડ્રોફોબિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ.

પરમાણુની ધરી સાથે, અડીને બેઝ જોડીઓ એકબીજાથી 0.34 nm ના અંતરે સ્થિત છે. સંપૂર્ણ વળાંકહેલિક્સ 3.4 એનએમ છે, એટલે કે, 10 બેઝ પેર (એક વળાંક). સર્પાકારનો વ્યાસ 2 એનએમ છે. બે જોડી ન્યુક્લિયોટાઇડ્સના કાર્બોહાઇડ્રેટ ઘટકો વચ્ચેનું અંતર 1.1 nm છે. ન્યુક્લીક એસિડ પરમાણુની લંબાઈ હજારો નેનોમીટર સુધી પહોંચે છે. આ સૌથી મોટા પ્રોટીન મેક્રોમોલેક્યુલ કરતાં નોંધપાત્ર રીતે મોટું છે, જે, જ્યારે પ્રગટ થાય છે, ત્યારે 100-200 એનએમ કરતાં વધુની લંબાઈ સુધી પહોંચે છે. ડીએનએ પરમાણુનું દળ 6*10 -12 ગ્રામ છે.

ડીએનએ પરમાણુને બમણું કરવાની પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે પ્રતિકૃતિ . નીચે પ્રમાણે પ્રતિકૃતિ થાય છે. વિશેષ ઉત્સેચકો (હેલિકેસ) ની ક્રિયા હેઠળ, બે સાંકળોના ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ વચ્ચેના હાઇડ્રોજન બોન્ડ તૂટી જાય છે. સર્પાકાર આરામ કરે છે. પૂરકતાના સિદ્ધાંત અનુસાર, અનુરૂપ ડીએનએ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ એન્ઝાઇમ ડીએનએ પોલિમરેઝની હાજરીમાં પ્રકાશિત બોન્ડમાં ઉમેરવામાં આવે છે. આ બિલ્ડ-અપ માત્ર 5"→3" દિશામાં જ થઈ શકે છે. આનો અર્થ એ છે કે માત્ર એક ડીએનએ સ્ટ્રાન્ડ (આકૃતિમાં ટોચ પર) ની નકલ કરવાની સતત ક્ષમતા. આ પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે સતત પ્રતિકૃતિ. બીજી સાંકળની નકલ દરેક વખતે ફરી શરૂ થવી જોઈએ, જેના પરિણામે સાંકળ તૂટી જાય છે. તેમને દૂર કરવા માટે, એન્ઝાઇમની જરૂર છે - ડીએનએ લિગેસ. આ પ્રતિકૃતિ કહેવામાં આવે છે તૂટક તૂટક.

આ પદ્ધતિવોટસન અને ક્રિક દ્વારા પ્રસ્તાવિત ડીએનએ પ્રતિકૃતિ તરીકે ઓળખાય છે અર્ધ-રૂઢિચુસ્ત પ્રતિકૃતિ .

પરિણામે, "જૂની" ડીએનએ સાંકળમાં ન્યુક્લિયોટાઇડ્સનો ક્રમ "નવા" એકમાં ન્યુક્લિયોટાઇડ્સનો ક્રમ નક્કી કરે છે, એટલે કે. "જૂની" ડીએનએ સાંકળ છે, જેમ કે તે "નવા" ના સંશ્લેષણ માટેનો નમૂનો છે. આવી પ્રતિક્રિયાઓ કહેવામાં આવે છે મેટ્રિક્સ સંશ્લેષણ પ્રતિક્રિયાઓ ; તેઓ માત્ર જીવંત વસ્તુઓની લાક્ષણિકતા છે.

પ્રતિકૃતિ (રિપ્લિકેશન) તમને DNA બંધારણની સ્થિરતા જાળવવાની મંજૂરી આપે છે. સંશ્લેષિત ડીએનએ પરમાણુ ન્યુક્લિયોટાઇડ ક્રમની દ્રષ્ટિએ મૂળ એક સાથે એકદમ સમાન છે. પ્રભાવ હેઠળ હોય તો વિવિધ પરિબળોપ્રતિકૃતિની પ્રક્રિયા દરમિયાન, ડીએનએ પરમાણુમાં ન્યુક્લિયોટાઇડ્સની સંખ્યા અને ક્રમમાં ફેરફાર થાય છે, અને પરિવર્તન થાય છે. ઉભરતા ફેરફારોને સુધારવા અને મૂળને પુનઃસ્થાપિત કરવાની ડીએનએ અણુઓની ક્ષમતા કહેવાય છે વળતર .

ડીએનએના કાર્યો:

1) વારસાગત માહિતીનો સંગ્રહ.

ડીએનએ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સના ક્રમ તરીકે માહિતીનો સંગ્રહ કરે છે.

2) આનુવંશિક માહિતીનું પ્રજનન અને પ્રસારણ.

પુત્રી કોશિકાઓમાં માહિતી પ્રસારિત કરવાની ક્ષમતા રંગસૂત્રોની ડીએનએ અણુઓના અનુગામી પુનઃપ્રાપ્તિ સાથે ક્રોમેટિડમાં વિભાજીત કરવાની ક્ષમતા દ્વારા સુનિશ્ચિત થાય છે. તે પ્રોટીન પરમાણુમાં એમિનો એસિડના ક્રમ વિશે આનુવંશિક માહિતીને એન્કોડ કરે છે. ડીએનએનો એક વિભાગ જે એક પોલિપેપ્ટાઈડ સાંકળ વિશે માહિતી ધરાવે છે તેને જનીન કહેવામાં આવે છે.

3) માળખાકીય.

ડીએનએ રંગસૂત્રો પર તરીકે હાજર છે માળખાકીય ઘટક, એટલે કે છે રાસાયણિક આધારરંગસૂત્ર આનુવંશિક સામગ્રી(જીન).

4) DNA એ RNA અણુઓ બનાવવા માટેનો નમૂનો છે.

આરએનએ તમામ જીવંત કોષોમાં સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ પરમાણુઓના સ્વરૂપમાં જોવા મળે છે. તે ડીએનએથી અલગ છે કારણ કે તેમાં પેન્ટોઝ છે રાઈબોઝ (ડીઓક્સીરીબોઝને બદલે), અને પિરીમીડીન પાયામાંના એક તરીકે - uracil (થાઇમિનને બદલે). આરએનએ ત્રણ પ્રકારના હોય છે. આ મેસેન્જર RNA (mRNA, mRNA), ટ્રાન્સફર RNA (tRNA) અને રિબોસોમલ RNA (rRNA) છે. ત્રણેય ડીએનએમાંથી સીધા જ સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે, અને દરેક કોષમાં આરએનએની માત્રા તે કોષ દ્વારા ઉત્પાદિત પ્રોટીનની માત્રા પર આધારિત છે.

આરએનએની સાંકળમાં, ન્યુક્લિયોટાઇડ એક ન્યુક્લિયોટાઇડના રાઇબોઝ અને બીજાના ફોસ્ફોરિક એસિડ અવશેષો વચ્ચે સહસંયોજક બોન્ડ્સ (ફોસ્ફોડિસ્ટર બોન્ડ) બનાવીને જોડાય છે.

ડીએનએથી વિપરીત, આરએનએ પરમાણુઓ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સનો સમાવેશ કરતી સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ રેખીય બાયોપોલિમર છે.

ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ આરએનએ કેટલાક વાયરસમાં વારસાગત માહિતીને સંગ્રહિત અને પુનઃઉત્પાદિત કરવા માટે સેવા આપે છે, એટલે કે. તેઓ રંગસૂત્રોના કાર્યો કરે છે - વાયરલ આરએનએ.

એક આરએનએ પરમાણુના ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ ગૌણ અને તૃતીય માળખુંઆરએનએ પરમાણુઓ.

ચોખા. ટ્રાન્સફર આરએનએનું માળખું.

રિબિસોમલ આરએનએ(rRNA) કોષના કુલ આરએનએના 85% બનાવે છે, તે ન્યુક્લિઓલસમાં સંશ્લેષણ થાય છે, પ્રોટીન સાથે સંયોજનમાં તે રાઇબોઝોમ્સ, મિટોકોન્ડ્રીયા (માઇટોકોન્ડ્રીયલ આરએનએ) અને પ્લાસ્ટીડ્સ (પ્લાસ્ટીડ આરએનએ) નો ભાગ છે. 3 થી 5 હજાર ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ ધરાવે છે. પ્રોટીન સંશ્લેષણ રિબોઝોમ પર થાય છે.

કાર્યો: rRNA કરે છે માળખાકીય કાર્ય(રાઇબોઝોમનો ભાગ) અને રચનામાં ભાગ લે છે સક્રિય કેન્દ્રરાઈબોઝોમ, જ્યાં એમિનો એસિડ પરમાણુઓ વચ્ચે પેપ્ટાઈડ બોન્ડની રચના પ્રોટીન જૈવસંશ્લેષણની પ્રક્રિયામાં થાય છે.

મેસેન્જર આરએનએ(mRNA) કોષોમાં તમામ RNA ના 5% બનાવે છે. તે ડીએનએ પરમાણુના ચોક્કસ વિભાગમાં ટ્રાન્સક્રિપ્શન દરમિયાન સંશ્લેષણ થાય છે - એક જનીન. mRNA નું માળખું ડીએનએ અણુઓના એક વિભાગ માટે પૂરક છે જે ચોક્કસ પ્રોટીનના સંશ્લેષણ વિશે માહિતી વહન કરે છે. mRNA ની લંબાઈ ડીએનએ વિભાગની લંબાઈ પર આધાર રાખે છે જેમાંથી માહિતી વાંચવામાં આવી હતી (300-30,000 ન્યુક્લિયોટાઈડ હોઈ શકે છે)

કાર્યો: mRNA પ્રોટીન સંશ્લેષણ વિશેની માહિતી ન્યુક્લિયસથી સાયટોપ્લાઝમથી રાયબોઝોમ સુધી વહન કરે છે અને પ્રોટીન પરમાણુઓના સંશ્લેષણ માટેનો નમૂનો બને છે.

આરએનએ સ્થાનાંતરિત કરો(tRNA) તમામ આરએનએના લગભગ 10% બનાવે છે, ન્યુક્લિયોલસમાં સંશ્લેષણ થાય છે, ન્યુક્લિયોટાઇડ્સની ટૂંકી સાંકળ ધરાવે છે અને સાયટોપ્લાઝમમાં સ્થિત છે. તેમાં ટ્રેફોઇલ ફંક્શન છે. દરેક એમિનો એસિડ હોય છે પોતાનો પરિવાર tRNA પરમાણુઓ. તેઓ સાયટોપ્લાઝમમાં રહેલા એમિનો એસિડને રિબોઝોમ સુધી પહોંચાડે છે.

કાર્યો: એક છેડે ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ (એન્ટીકોડોન) ની ત્રિપુટી છે જે ચોક્કસ એમિનો એસિડ માટે કોડ કરે છે. બીજા છેડે ન્યુક્લિયોટાઇડ્સની ત્રિપુટી છે જેની સાથે એમિનો એસિડ જોડાયેલ છે. દરેક એમિનો એસિડનું પોતાનું tRNA હોય છે.

ન્યુક્લિક એસિડ્સ- આ ઉચ્ચ-પરમાણુ કાર્બનિક સંયોજનો છે જે પ્રાથમિક ધરાવે છે જૈવિક મહત્વ. તેઓ સૌપ્રથમ કોષોના ન્યુક્લિયસમાં શોધાયા હતા (અંતમાં XIX c.), તેથી અમને મળ્યું યોગ્ય નામ(ન્યુક્લિયસ - કોર). ન્યુક્લિક એસિડ સંગ્રહિત અને સ્થાનાંતરિત થાય છે વારસાગત માહિતી.

ન્યુક્લીક એસિડ બે પ્રકારના હોય છે: ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લીક(DNA) -i રિબોન્યુક્લિકએસિડ (RNA). ડીએનએનું મુખ્ય સ્થાન સેલ ન્યુક્લિયસ છે. ડીએનએ કેટલાક ઓર્ગેનેલ્સ (પ્લાસ્ટીડ્સ, મિટોકોન્ડ્રિયા, સેન્ટ્રીઓલ્સ) માં પણ જોવા મળે છે. આરએનએ ન્યુક્લિઓલી, રિબોઝોમ્સ અને સાયટોપ્લાઝમમાં જોવા મળે છે કોષો

ડીએનએ પરમાણુમાં બે હેલિકલ સેરનો સમાવેશ થાય છે જે એકબીજાની બાજુમાં ટ્વિસ્ટેડ હોય છે. તેના મોનોમર્સ છે ન્યુક્લિયોટાઇડ્સદરેક ન્યુક્લિયોટાઇડ છે રાસાયણિક સંયોજન, જેમાં ત્રણ પદાર્થોનો સમાવેશ થાય છે: નાઈટ્રોજનયુક્ત આધાર, પેન્ટાટોમિક સુગર ડીઓક્સીરીબોઝ અને ફોસ્ફોરિક એસિડ અવશેષો. ચાર પ્રકારના નાઈટ્રોજનયુક્ત પાયા છે: એડેનાઈન (A), થાઈમીન (T), ગ્વાનિન (G) અને સાયટોસિન (C), જે ડીએનએ પરમાણુમાં ચાર પ્રકારના ન્યુક્લિયોટાઈડ બનાવે છે: એડેનાઈલ, થાઈમિડીલ, ગુઆનાઈલ અને સાયટીડીલ.

ન્યુક્લિયોટાઇડ સ્ટ્રક્ચર ડાયાગ્રામ

ડીએનએ પરમાણુમાં નાઇટ્રોજનયુક્ત પાયા અસમાન સંખ્યામાં હાઇડ્રોજન બોન્ડ દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલા હોય છે. એડેનાઇન - થાઇમીન અવકાશી રૂપરેખાંકનમાં એકબીજાને અનુરૂપ છે અને બે હાઇડ્રોજન બોન્ડ બનાવે છે. ગ્વાનિન અને સાયટોસીનના પરમાણુઓ તેમના રૂપરેખામાં સમાન રીતે અનુરૂપ છે તેઓ ત્રણ હાઇડ્રોજન બોન્ડ દ્વારા જોડાયેલા છે. આ અણુઓના અણુઓની અવકાશી ગોઠવણીના આધારે થાઇમીન સાથે એડેનાઇન અને સાયટોસિન સાથે ગુઆનાઇનની પસંદગીયુક્ત ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવાની ક્ષમતા કહેવાય છે. complementarity (પૂરકતા).પોલિન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળમાં, પડોશી ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ ખાંડ (ડીઓક્સાઇરીબોઝ) અને ફોસ્ફોરિક એસિડ અવશેષો દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલા હોય છે. ડીએનએ પરમાણુમાં શ્રેણીમાં ઘણા હજારો ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ જોડાયેલા છે. આ સંયોજનનું પરમાણુ વજન દસ અને કરોડો સુધી પહોંચે છે.

ડીએનએને આનુવંશિકતાનો પદાર્થ કહેવામાં આવે છે. રાસાયણિક કોડનો ઉપયોગ કરીને ડીએનએ અણુઓમાં જૈવિક વારસાગત માહિતી એનક્રિપ્ટેડ (એનકોડેડ) છે. તમામ જીવોના કોષો સમાન કોડ ધરાવે છે. તે DNA સેરમાં ચાર નાઇટ્રોજનયુક્ત પાયાને જોડવાના ક્રમ પર આધારિત છે: A, T, G, C. ત્રણ સંલગ્ન ન્યુક્લિયોટાઇડ્સના વિવિધ સંયોજનો રચાય છે ત્રિપુટીકહેવાય છે કોડનબદલામાં ડીએનએ સ્ટ્રાન્ડમાં કોડોન્સનો ક્રમ પોલિપેપ્ટાઇડ પ્રોટીન સાંકળમાં એમિનો એસિડનો ક્રમ નક્કી કરે છે (એન્કોડ કરે છે). દરેક 20 એમિનો એસિડ માટે, જેમાંથી કોષો અપવાદ વિના આપેલ જીવતંત્રના તમામ પ્રોટીન બનાવે છે, ત્યાં તેના પોતાના ચોક્કસ કોડન છે, અને પડોશી ત્રિપુટીઓ ઓવરલેપ થતા નથી: ડીએનએ પરમાણુમાંથી માહિતી વાંચવાની પ્રક્રિયામાં, નાઇટ્રોજનયુક્ત પાયા એક કોડોનનો ક્યારેય બીજાની રચનામાં સમાવેશ થતો નથી - તે ન્યુક્લિયોટાઇડ્સનો ટ્રિપલ વાંચવામાં આવે છે અને તે ક્રમમાં તે આ ચોક્કસ કોડનમાં રજૂ કરવામાં આવે છે. દરેક ત્રિપુટી 20 એમિનો એસિડમાંથી એકને અનુલક્ષે છે.

ચાર નાઇટ્રોજનયુક્ત પાયામાંથી (G, C, A, T)દરેક ત્રિપુટીમાં વિવિધ સંયોજનોમાં માત્ર ત્રણ જ હોય ​​છે:

G-A-T, C-G-A, A-C-T, G-C-G, T-C-T, વગેરે. આવા બિન-પુનરાવર્તિત સંયોજનો 4x4x4=64 હોઈ શકે છે, અને એમિનો એસિડની સંખ્યા 20 છે.

પરિણામે, કેટલાક એમિનો એસિડ બહુવિધ ત્રિપુટીઓ દ્વારા એન્કોડ કરવામાં આવે છે. આ નિરર્થકતાકોડ ધરાવે છે મહાન મૂલ્યઆનુવંશિક માહિતીના ટ્રાન્સફરની વિશ્વસનીયતા વધારવા માટે. ઉદાહરણ તરીકે, એમિનો એસિડ આર્જિનિન ત્રિપુટી HCA, HCH, HCT, HCC ને અનુરૂપ છે. તે સ્પષ્ટ છે કે આ ત્રિપુટીઓમાં ત્રીજા ન્યુક્લિયોટાઇડનું રેન્ડમ રિપ્લેસમેન્ટ કોઈપણ રીતે સંશ્લેષિત પ્રોટીનની રચનાને અસર કરશે નહીં. નીચેનો આકૃતિ ડીએનએ સ્ટ્રૅન્ડના નાના વિભાગ પર પાંચ ત્રિપુટી-કોડનનો ક્રમ આશરે બતાવે છે. ડીએનએના એક સ્ટ્રાન્ડમાં વ્યક્તિગત ન્યુક્લિયોટાઇડ્સનું ફેરબદલ ઇચ્છિત મુજબ બદલાઈ શકે છે, પરંતુ અન્ય સ્ટ્રાન્ડમાં તેમનો ક્રમ તેના પૂરક હોવો જોઈએ, ઉદાહરણ તરીકે:

પહેલો થ્રેડ GAT____ TsGA____ACT___GCG____TCT, વગેરે.

2જી થ્રેડ TsTA____GCT____TGA____TsGTs____ AGA, વગેરે.

કોષમાં સ્વ-ડુપ્લિકેશન (ઓટોપ્રોડક્શન) ની આવશ્યક પદ્ધતિ છે આનુવંશિક કોડ.સ્વ-ડબલિંગની પ્રક્રિયા તબક્કામાં થાય છે: પ્રથમ, ઉત્સેચકોની મદદથી, હાઇડ્રોજન બોન્ડ વચ્ચે નાઇટ્રોજનયુક્ત પાયા. આના પરિણામે, ડીએનએનો એક સ્ટ્રાન્ડ બીજામાંથી વિદાય લે છે, પછી તેમાંથી દરેક સંશ્લેષણ કરે છે. નવી રીતસાયટોપ્લાઝમમાં સ્થિત પૂરક ન્યુક્લિયોટાઇડ્સનું જોડાણ. કારણ કે ન્યુક્લિયોટાઇડ્સમાં દરેક પાયા અન્ય આધારને જોડી શકે છે જે તેના માટે પૂરક હોય છે, "માતા" ડીએનએ પરમાણુની ચોક્કસ નકલ પુનઃઉત્પાદિત થાય છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, ડીએનએના દરેક સ્ટ્રાન્ડ નમૂના તરીકે સેવા આપે છે, અને તેનું ડુપ્લિકેશન કહેવામાં આવે છે મેટ્રિક્સ સંશ્લેષણ. મેટ્રિક્સ સંશ્લેષણ મેટ્રિક્સ પર કાસ્ટિંગ સિક્કા, મેડલ, ટાઇપોગ્રાફિક ફોન્ટ્સ વગેરેની યાદ અપાવે છે, જેમાં નક્કર કાસ્ટિંગ ચોક્કસ નકલ હોવી આવશ્યક છે. મૂળ સ્વરૂપ. તેથી, જીવંત કોષોમાં, બમણા થવાના પરિણામે, નવા ડીએનએ પરમાણુઓનું માળખું મૂળ જેવું જ હોય ​​છે: એક સ્ટ્રાન્ડ મૂળ હતો, અને બીજો ફરીથી એસેમ્બલ કરવામાં આવ્યો હતો.

નવા ડીએનએ અણુઓનું બંધારણ મૂળ જેવું જ હોવાથી, પુત્રી કોષોમાં સમાન વારસાગત માહિતી જળવાઈ રહે છે. જો કે, ન્યુક્લિયોટાઇડ્સને અન્ય લોકો સાથે ફરીથી ગોઠવવા અથવા બદલવાની સ્થિતિમાં અથવા કોઈપણ ડીએનએ વિભાગમાં તેમની સંપૂર્ણ ખોટની સ્થિતિમાં, પરિણામી વિકૃતિ પુત્રી ડીએનએ પરમાણુઓમાં બરાબર નકલ કરવામાં આવશે. . આ તે બધા વિશે શું છે પરિવર્તનશીલતાની પરમાણુ પદ્ધતિ:સ્વ-કૉપી કરવાની પ્રક્રિયા દરમિયાન ડીએનએના વિભાગ પર વારસાગત માહિતીની કોઈપણ વિકૃતિ કોષથી કોષમાં, પેઢીથી પેઢી સુધી પ્રસારિત કરવામાં આવશે.

અન્ય મહત્વપૂર્ણ મિલકતડીએનએ અણુઓ - ડિસ્કનેક્ટેડ સેરના અલગ વિભાગોમાં રિબોન્યુક્લિક એસિડનું સંશ્લેષણ કરવાની ક્ષમતા. આ માટે, ઉત્સેચકો (RNA પોલિમરેઝ) નો ઉપયોગ થાય છે અને તે માટે જરૂરી છે

ઊર્જાનો બગાડ. ડીએનએ ટેમ્પલેટ સંશ્લેષણના સિદ્ધાંત અનુસાર તેના ન્યુક્લિયોટાઇડ્સના વૈકલ્પિક ક્રમને આરએનએ સ્ટ્રાન્ડમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે. આ પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે ટ્રાન્સક્રિપ્શનઆરએનએ એ સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ પરમાણુ છે અને તે ડીએનએ કરતા ઘણું નાનું છે. તેમાંના દરેક ન્યુક્લિયોટાઈડમાં પેન્ટાટોમિક સુગર રાઈબોઝ, ફોસ્ફોરિક એસિડના અવશેષો અને નાઈટ્રોજનયુક્ત આધાર હોય છે. તેમાંના ચાર પણ છે: એડિનાઇન, ગ્વાનિન, સાયટોસિન, પરંતુ થાઇમીનને બદલે યુરેસિલ (યુ) છે, જે રચનામાં સમાન છે અને એડિનાઇનના પૂરક છે.

રિબોન્યુક્લિયોટાઇડ સ્ટ્રક્ચર ડાયાગ્રામ

આરએનએ અલગ છે માહિતીપ્રદ(mRNA), પરિવહન(tRNA) અને રિબોસોમલ(rRNA). આ કિસ્સામાં, એમઆરએનએ ડીએનએ પરમાણુના એક વિભાગમાંથી માહિતીને દૂર કરે છે અને પછી કોષના સાયટોપ્લાઝમમાં સ્થિત રાઇબોઝોમમાં સ્થળાંતર કરે છે, અને ટીઆરએનએ એમિનો એસિડ અવશેષોને રાયબોઝોમ સુધી પહોંચાડે છે. tRNA સ્ટ્રાન્ડ ટૂંકો છે અને તેમાં માત્ર 70-80 ન્યુક્લિયોટાઇડ્સનો સમાવેશ થાય છે. tRNA વિભાગોમાંના એકમાં ત્રિપુટી હોય છે જેમાં 20 એમિનો એસિડમાંથી એક જોડાયેલ હોય છે. દરેક એમિનો એસિડનું પોતાનું tRNA હોય છે. એમિનો એસિડનો ઉમેરો ચોક્કસ એન્ઝાઇમ દ્વારા સક્રિય થાય છે, જેના કારણે tRNA ચોક્કસ એમિનો એસિડને "ઓળખી લે છે". tRNA ના બીજા પ્રદેશમાં mRNA ત્રિપુટીઓમાંથી એક માટે ત્રિપુટી પૂરક છે; tRNA પર આ ત્રિપુટી કહેવાય છે એન્ટિકોડોનઆખરે, એમિનો એસિડ એમઆરએનએ પરની માહિતી અનુસાર પોલિપેપ્ટાઇડ સાંકળમાં તેનું સ્થાન લે છે, જે mRNA કોડન માટે tRNA એન્ટિકોડોનની પૂરકતાને કારણે ઓળખાય છે.

RRNA એ રાઈબોઝોમનો એક ભાગ છે, જે પ્રોટીન સાથે રિબોસોમલ બોડી બનાવે છે, જે પ્રોટીન સંશ્લેષણનું સ્થળ છે. તે mRNA સાથે પણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, અને આ જટિલ પ્રોટીન સંશ્લેષણ કરે છે.

ડીએનએ અને આરએનએની તુલનાત્મક લાક્ષણિકતાઓ(ટી.એલ. બોગદાનોવા. બાયોલોજી. અસાઇનમેન્ટ્સ અને એક્સરસાઇઝ. યુનિવર્સિટીઓ માટે અરજદારો માટે માર્ગદર્શિકા. એમ., 1991)

ન્યુક્લિક એસિડ એ ઉચ્ચ પરમાણુ વજનના કાર્બનિક સંયોજનો છે. તેઓ સૌપ્રથમ કોશિકાઓના મધ્યવર્તી કેન્દ્રમાં શોધાયા હતા, તેથી તેને અનુરૂપ નામ (ન્યુક્લિયસ - ન્યુક્લિયસ).

કોષમાં ન્યુક્લીક એસિડનું મહત્વ ખૂબ જ મહાન છે. તેઓ વારસાગત માહિતીનો સંગ્રહ અને પ્રસારણ કરે છે. ન્યુકિક એસિડના બે પ્રકાર છે: ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લીક એસિડ (ડીએનએ) અને રિબોન્યુક્લીક એસિડ (આરએનએ) . ડીએનએ રચાય છે અને મુખ્યત્વે સેલ ન્યુક્લિયસમાં સમાયેલ છે, આરએનએ, ન્યુક્લિયસમાં ઉદ્ભવે છે, સાયટોપ્લાઝમ અને ન્યુક્લિયસમાં તેના કાર્યો કરે છે. ન્યુક્લિક એસિડ એ પોલિમર છે જેમાંથી બનાવવામાં આવે છે મોટી સંખ્યામોનોમર એકમો જેને ન્યુક્લિયોટાઇડ કહેવાય છે .

દરેક ન્યુક્લિયોટાઇડ એક રાસાયણિક સંયોજન છે જેમાં નાઇટ્રોજનયુક્ત આધાર, પાંચ-કાર્બન ખાંડ (પેન્ટોઝ) અને ફોસ્ફોરિક એસિડ અવશેષો હોય છે.

બાદમાં નક્કી કરે છે કે ન્યુક્લિક એસિડ એસિડના વર્ગ સાથે સંબંધિત છે કે કેમ. ન્યુક્લિયોટાઇડમાં હાજર વિવિધ પ્રકારના પેન્ટોઝના આધારે બે પ્રકારના ન્યુક્લિક એસિડને અલગ પાડવામાં આવે છે: રિબોન્યુક્લીક એસિડ્સ (આરએનએ) રિબોઝ ધરાવે છે, અને ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લિક એસિડ્સ (ડીએનએ) ડીઓક્સીરીબોઝ ધરાવે છે. બંને પ્રકારના ન્યુક્લીક એસિડ હોય છે ચાર અલગ-અલગ પ્રકારના નાઇટ્રોજનયુક્ત પાયા: એડેનાઇન (A), ગ્વાનિન (G), સાયટોસિન (C) અને થાઇમિન (T), અને RNA માં, થાઇમિનને બદલે, uracil.

ડીએનએ પરમાણુસમાન રેખાંશ ધરીની આસપાસ એકસાથે વળેલી બે પોલિન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળોનો સમાવેશ થાય છે, જેના પરિણામે ડબલ હેલિક્સ થાય છે. ડીએનએના બે સેર નાઈટ્રોજનયુક્ત પાયા દ્વારા એક પરમાણુમાં જોડાયેલા છે. આ કિસ્સામાં, એડિનાઇન ફક્ત થાઇમિન સાથે અને ગ્વાનિન સાયટોસિન સાથે જોડાય છે. આ સંદર્ભે, એક સાંકળમાં ન્યુક્લિયોટાઇડ્સનો ક્રમ અન્યમાં તેમનો ક્રમ સખત રીતે નક્કી કરે છે. ડીએનએ પરમાણુની જોડી સાંકળોમાં એકબીજા સાથે ન્યુક્લિયોટાઇડ્સના કડક પત્રવ્યવહારને પૂરક કહેવામાં આવે છે. પોલિન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળમાં, પડોશી ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ ખાંડ (ડીઓક્સાઇરીબોઝ) અને ફોસ્ફોરિક એસિડ અવશેષો દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલા હોય છે. ડીએનએ પરમાણુમાં શ્રેણીમાં ઘણા હજારો ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ જોડાયેલા છે. પરમાણુ વજનઆ સંયોજન દસ અને લાખો સુધી પહોંચે છે.

ડીએનએની ભૂમિકા પેઢી દર પેઢી વારસાગત માહિતીને સંગ્રહિત, પુનઃઉત્પાદન અને પ્રસારિત કરવાની છે. ડીએનએ સેલ દ્વારા સંશ્લેષિત પ્રોટીનમાં એમિનો એસિડના ક્રમ વિશે એન્કોડેડ માહિતી વહન કરે છે. કોષમાં ડીએનએ સંશ્લેષણ માટે જરૂરી પદ્ધતિ છે.

સ્વ ડુપ્લિકેશન પ્રક્રિયા , અથવા પ્રતિકૃતિ (પુનઃપ્રતિકૃતિ, સ્વતઃ પ્રતિકૃતિ), તબક્કામાં આગળ વધે છે: પ્રથમ, ખાસ એન્ઝાઇમની ક્રિયા હેઠળ, નાઇટ્રોજનસ પાયા વચ્ચેના હાઇડ્રોજન બોન્ડ તૂટી જાય છે, પછી, તેના પરિણામે, ડીએનએ પરમાણુની મૂળ ડબલ સ્ટ્રાન્ડ ધીમે ધીમે બે સિંગલમાં તૂટી જાય છે. સેર ડીએનએનો એક સ્ટ્રાન્ડ બીજામાંથી વિદાય લે છે, પછી તેમાંથી દરેક સાયટોપ્લાઝમમાં સ્થિત મુક્ત પૂરક ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ (એડેનાઇનથી થાઇમીન, ગુઆનાઇનથી સાયટોસિન) જોડીને એક નવું સંશ્લેષણ કરે છે.

આ રીતે ડીએનએની ડબલ સ્ટ્રાન્ડ પુનઃસ્થાપિત થાય છે - "માતા" ડીએનએ પરમાણુની ચોક્કસ નકલ. પરંતુ હવે આવા છે ડબલ પરમાણુઓપહેલેથી જ બે. તેથી, ડીએનએ સંશ્લેષણને પ્રતિકૃતિ (ડબલિંગ) કહેવામાં આવે છે: દરેક ડીએનએ પરમાણુ, જેમ તે હતા, પોતાને બમણું કરે છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, દરેક ડીએનએ સ્ટ્રાન્ડ નમૂના તરીકે સેવા આપે છે, અને તેના ડુપ્લિકેશનને ટેમ્પલેટ સંશ્લેષણ કહેવામાં આવે છે. જીવંત કોષોમાં, ડુપ્લિકેશનના પરિણામે, નવા ડીએનએ પરમાણુઓનું માળખું મૂળ જેવું જ હોય ​​છે: એક સ્ટ્રાન્ડ મૂળ હતો, અને બીજો ફરીથી એસેમ્બલ કરવામાં આવ્યો હતો. આ સંદર્ભે, સમાન વારસાગત

માહિતી આનો ઊંડો જૈવિક અર્થ છે, કારણ કે ડીએનએ રચનાનું ઉલ્લંઘન આનુવંશિક માહિતીને સાચવવાનું અને વારસામાં મેળવવું અશક્ય બનાવે છે જે શરીરમાં અંતર્ગત લાક્ષણિકતાઓના વિકાસને સુનિશ્ચિત કરે છે.

આરએનએનું મોલેક્યુલર માળખું ડીએનએની નજીક છે. પરંતુ આરએનએ, ડીએનએથી વિપરીત, મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ છે.

આરએનએ પરમાણુમાં 4 પ્રકારના ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ પણ હોય છે, પરંતુ તેમાંથી એક ડીએનએથી અલગ છે: થાઇમિનને બદલે, આરએનએ સમાવે છે. uracil . વધુમાં, આરએનએ પરમાણુના તમામ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સમાં રાઇબોઝ હોય છે, ડીઓક્સાઇરીબોઝ નથી. આરએનએ પરમાણુઓ ડીએનએ પરમાણુ જેટલા મોટા નથી. આરએનએના અનેક સ્વરૂપો છે. તેમના નામ તેઓ જે કાર્યો કરે છે અથવા કોષમાં તેમના સ્થાન સાથે સંકળાયેલા છે.

rRNA પરમાણુ પ્રમાણમાં નાના હોય છે અને તેમાં 3 - 5 હજાર ન્યુક્લિયોટાઇડ હોય છે.

માહિતી (mRNA) , અથવા ટેમ્પલેટ (mRNA), RNA ડીએનએમાં ન્યુક્લિયોટાઇડ્સના ક્રમ વિશેની માહિતી, ન્યુક્લિયસમાં સંગ્રહિત, પ્રોટીન સંશ્લેષણની સાઇટ પર સ્થાનાંતરિત કરો . આ આરએનએનું કદ ડીએનએ પ્રદેશની લંબાઈ પર આધાર રાખે છે જ્યાંથી તેઓનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. mRNA અણુઓમાં 300 - 30,000 ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ હોઈ શકે છે.

ટ્રાન્સફર આરએનએ (ટીઆરએનએ) પરમાણુઓ સૌથી ટૂંકા હોય છે અને તેમાં 76 - 85 ન્યુક્લિયોટાઇડ હોય છે. આરએનએ ટ્રાન્સફર કરોપ્રોટીન સંશ્લેષણની સાઇટ પર એમિનો એસિડ પહોંચાડે છે, અને દરેક એમિનો એસિડનું પોતાનું ટીઆરએનએ છે. તમામ પ્રકારના આરએનએ કોષના ન્યુક્લિયસમાં એક પર પૂરકતાના સમાન સિદ્ધાંત અનુસાર સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે. ડીએનએ સેર.

આરએનએનું મહત્વ એ છે કે તેઓ કોષ-વિશિષ્ટ પ્રોટીનનું સંશ્લેષણ સુનિશ્ચિત કરે છે.

એડેનોસિન ટ્રાઇફોસ્ફેટ (ATP) એ કોઈપણ કોષનો ભાગ છે જ્યાં તે એક કાર્ય કરે છે આવશ્યક કાર્યો- ઊર્જા સંગ્રહ ઉપકરણ. તે એક ન્યુક્લિયોટાઇડ છે જેમાં નાઇટ્રોજનસ બેઝ એડેનાઇન, સુગર રાઇબોઝ અને ત્રણ ફોસ્ફોરિક એસિડ અવશેષોનો સમાવેશ થાય છે. અસ્થિર રાસાયણિક બોન્ડ, જે એટીપીમાં ફોસ્ફોરિક એસિડના પરમાણુઓને જોડે છે, તે ઊર્જામાં ખૂબ સમૃદ્ધ છે (મેક્રોએર્જિક બોન્ડ્સ). જ્યારે આ બોન્ડ તૂટી જાય છે, ત્યારે ઊર્જા મુક્ત થાય છે અને જીવંત કોષમાં વપરાય છે, મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયાઓ અને સંશ્લેષણ પ્રદાન કરે છે. કાર્બનિક પદાર્થ. ફોસ્ફોરિક એસિડના એક અણુની ટુકડી લગભગ 40 kJ ઊર્જાના પ્રકાશન સાથે છે. આ કિસ્સામાં, એટીપી એડેનોસિન ડિફોસ્ફેટ (એડીપી) માં રૂપાંતરિત થાય છે, અને એડીપીમાંથી ફોસ્ફોરિક એસિડ અવશેષોના વધુ ક્લીવેજ સાથે, એડેનોસિન મોનોફોસ્ફેટ (એએમપી) રચાય છે (ફિગ. 1.4). આથી, ATP એ કોષનું મુખ્ય ઉચ્ચ-ઊર્જા સંયોજન છે જેનો ઉપયોગ હાથ ધરવા માટે થાય છે વિવિધ પ્રક્રિયાઓ, જેના પર ઊર્જા ખર્ચવામાં આવે છે .

સુરક્ષા પ્રશ્નો

1. શું રાસાયણિક તત્વોકોષનો ભાગ છે?

2. શું અકાર્બનિક પદાર્થોકોષનો ભાગ છે?

3. કોષના જીવન માટે પાણીનું શું મહત્વ છે?

4. કયા કાર્બનિક પદાર્થો કોષ બનાવે છે?

5. પ્રોટીનના કાર્યોને નામ આપો.

6. DNA અને RNA અણુઓની રચના કેવી રીતે અલગ પડે છે?

ડીએનએ

પ્રોટીનની જેમ, ન્યુક્લિક એસિડ એ બાયોપોલિમર્સ છે, અને તેમનું કાર્ય જીવંત જીવોમાં આનુવંશિક (વારસાગત) માહિતીને સંગ્રહિત, અમલીકરણ અને પ્રસારિત કરવાનું છે.

ન્યુક્લીક એસિડ બે પ્રકારના હોય છે - ડીઓક્સીરીબોન્યુક્લીક એસિડ (ડીએનએ) અને રિબોન્યુક્લીક એસિડ (આરએનએ). ન્યુક્લીક એસિડમાં મોનોમર્સ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ છે. તેમાંના દરેકમાં નાઇટ્રોજનયુક્ત આધાર, પાંચ-કાર્બન ખાંડ (ડીએનએમાં ડીઓક્સાઇરીબોઝ, આરએનએમાં રાઈબોઝ) અને ફોસ્ફોરિક એસિડ અવશેષો હોય છે.

ડીએનએ ચાર પ્રકારના ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ ધરાવે છે, જે તેમની રચનામાં નાઇટ્રોજનસ આધારમાં ભિન્ન છે - એડેનાઇન (એ), ગ્વાનિન (જી), સાયટોસિન (સી) અને થાઇમીન (ટી). આરએનએ પરમાણુમાં નાઇટ્રોજનયુક્ત પાયામાંના એક સાથે 4 પ્રકારના ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ પણ હોય છે - એડેનાઇન, ગ્વાનિન, સાયટોસિન અને યુરેસિલ (યુ). આમ, ડીએનએ અને આરએનએ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સની ખાંડની સામગ્રીમાં અને નાઇટ્રોજનયુક્ત પાયામાંના એકમાં (કોષ્ટક 1) બંનેમાં ભિન્ન છે.

કોષ્ટક 1

ડીએનએ અને આરએનએ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સના ઘટકો

ડીએનએ અને આરએનએ પરમાણુઓ તેમની રચના અને કાર્યોમાં નોંધપાત્ર રીતે અલગ પડે છે.

ડીએનએ પરમાણુ શામેલ હોઈ શકે છે મોટી રકમન્યુક્લિયોટાઇડ્સ - હજારોથી લાખો સુધી (ખરેખર વિશાળ ડીએનએ અણુઓનો ઉપયોગ કરીને "જોઈ શકાય" ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપ). માળખાકીય રીતે, તે એક ડબલ હેલિક્સ છે પોલિન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળો(ફિગ. 1), ન્યુક્લિયોટાઇડ્સના નાઇટ્રોજનયુક્ત પાયા વચ્ચે હાઇડ્રોજન બોન્ડ દ્વારા જોડાયેલ. આનો આભાર, પોલિન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળો એકબીજાની બાજુમાં નિશ્ચિતપણે રાખવામાં આવે છે.

વિવિધ ડીએનએ (વિવિધ પ્રકારના સજીવોમાં) નો અભ્યાસ કરતી વખતે, એવું જાણવા મળ્યું કે એક સાંકળનું એડિનાઇન ફક્ત થાઇમીન સાથે જ જોડાઈ શકે છે, અને ગ્વાનિન માત્ર બીજાના સાયટોસિન સાથે જોડાઈ શકે છે. પરિણામે, એક સાંકળમાં ન્યુક્લિયોટાઇડ્સની ગોઠવણીનો ક્રમ બીજી સાંકળમાં તેમની ગોઠવણીના ક્રમને સખત રીતે અનુરૂપ છે. આ ઘટના કહેવામાં આવે છે પૂરકતા(એટલે ​​​​કે પૂરક), અને વિપરીત પોલિન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળો કહેવામાં આવે છે પૂરકઆ તે છે જે તમામ અકાર્બનિક અને કાર્બનિક પદાર્થોમાં ડીએનએની અનન્ય મિલકત નક્કી કરે છે - સ્વ-પ્રજનન ક્ષમતાઅથવા બમણું(ફિગ. 2). આ કિસ્સામાં, પ્રથમ ડીએનએ અણુઓની પૂરક સાંકળો અલગ થઈ જાય છે (ખાસ એન્ઝાઇમના પ્રભાવ હેઠળ, બે સાંકળોના પૂરક ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ વચ્ચેના બોન્ડ્સનો નાશ થાય છે). પછી, દરેક સાંકળ પર, નવી ("ગુમ થયેલ") પૂરક સાંકળનું સંશ્લેષણ મુક્ત ન્યુક્લિયોટાઇડ્સને કારણે શરૂ થાય છે જે હંમેશા હાજર હોય છે. મોટી માત્રામાંએક પાંજરામાં. પરિણામે, એક ("મા") ડીએનએ અણુને બદલે, બે ("પુત્રી") નવા રચાય છે, જે એકબીજાની રચના અને રચનામાં સમાન હોય છે, તેમજ મૂળ ડીએનએ પરમાણુમાં સમાન હોય છે. આ પ્રક્રિયા હંમેશા આગળ વધે છે કોષ વિભાજનઅને માતા કોષમાંથી પુત્રી અને ત્યારપછીની તમામ પેઢીઓમાં વારસાગત માહિતીનું પ્રસારણ સુનિશ્ચિત કરે છે.

ચોખા. 1. ડીએનએ ડબલ હેલિક્સ. બે સાંકળો એકબીજાની આસપાસ વળેલી છે. દરેક સાંકળ (રિબન તરીકે બતાવવામાં આવે છે) માં વૈકલ્પિક ખાંડ એકમો અને ફોસ્ફેટ જૂથોનો સમાવેશ થાય છે. નાઇટ્રોજનયુક્ત પાયા (A, T, G અને C) વચ્ચેના હાઇડ્રોજન બોન્ડ બે સાંકળોને એકસાથે પકડી રાખે છે

ચોખા. 2.ડીએનએ પ્રતિકૃતિ. ડબલ હેલિક્સ અનુસાર "અનફાસ્ટેન્સ".પૂરકને જોડતા નબળા હાઇડ્રોજન બોન્ડ બે સાંકળોના પાયા. દરેક જૂના સર્કિટ મેટ્રિક્સ તરીકે સેવા આપે છેએક નવું બનાવવા માટે: પૂરક સાથે ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ પાયા જૂની સાંકળ સામે લાઇન કરે છે અને જોડાય છેએકબીજા સાથે

આરએનએ પરમાણુઓ સામાન્ય રીતે સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ હોય છે (ડીએનએથી વિપરીત) અને તેમાં નોંધપાત્ર રીતે સમાવિષ્ટ હોય છે નાની સંખ્યાન્યુક્લિયોટાઇડ્સ ત્યાં ત્રણ પ્રકારના RNA (કોષ્ટક 2) છે, જે પરમાણુઓના કદ અને તેઓ જે કાર્યો કરે છે તેમાં ભિન્નતા છે - માહિતીપ્રદ (mRNA), રિબોસોમલ (rRNA) અને પરિવહન (tRNA).

કોષ્ટક 2

ત્રણપ્રકારનીઆરએનએ

મેસેન્જર આરએનએ (i-RNA) કોષના ન્યુક્લિયસ અને સાયટોપ્લાઝમમાં સ્થિત છે, આરએનએમાં સૌથી લાંબી પોલિન્યુક્લિયોટાઇડ સાંકળ ધરાવે છે અને કોષના સાયટોપ્લાઝમમાં ન્યુક્લિયસમાંથી વારસાગત માહિતીને સ્થાનાંતરિત કરવાનું કાર્ય કરે છે.

ટ્રાન્સફર આરએનએ (tRNA) કોષના ન્યુક્લિયસ અને સાયટોપ્લાઝમમાં પણ જોવા મળે છે જટિલ માળખું, અને સૌથી ટૂંકી (75 ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ) પણ છે. ટી-આરએનએ અનુવાદની પ્રક્રિયા દરમિયાન રાયબોઝોમમાં એમિનો એસિડ પહોંચાડે છે - પ્રોટીન બાયોસિન્થેસિસ.

રિબોસોમલ RNA (r-RNA) કોષના ન્યુક્લિઓલસ અને રિબોઝોમમાં જોવા મળે છે, તેની સાંકળ હોય છે મધ્યમ લંબાઈ. તમામ પ્રકારના આરએનએ સંબંધિત ડીએનએ જનીનોના ટ્રાન્સક્રિપ્શન દરમિયાન રચાય છે.