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जीन उत्पाद मुख्य रूप से ऐसी जैव रासायनिक सामग्री है, जो आरएनए या प्रोटीन या जीन अभिव्यक्ति से उत्पन्न होता है। इस प्रकार जीन उत्पाद की मात्रा का मापन कभी-कभी यह अनुमान लगाने के लिए किया जाता है कि कोई जीन कितना सक्रिय है। इसके आधार पर जीन उत्पाद की असामान्य मात्रा का संबंध रोग उत्पन्न करने वाले जेनेटिक तत्वों से हो सकता है, जैसे ऑन्कोजीन की अति सक्रियता जो कैंसर जनन कैंसर का कारण बन सकती है।[1][2]

जीन को डीएनए की वंशानुगत इकाई के रूप में परिभाषित किया गया है, जो कार्यात्मक उत्पाद का उत्पादन करने के लिए आवश्यक है।[3] इसके आधार पर नियामक अनुक्रम में इसे सम्मिलित किया जाता हैं:

ये तत्व कार्यात्मक उत्पाद बनाने के लिए इसे समझने के विवृत फ्रेम के साथ संयोजन में कार्य करते हैं। इस उत्पाद को आरएनए के रूप में प्रतिलेखित और कार्यात्मक किया जा सकता है, या सेल में कार्यात्मक होने के लिए मैसेंजर आरएनए से प्रोटीन में अनुवादित किया जा सकता है।

आरएनए उत्पाद

प्रोटीन आरएनए पोलीमरेज़ II का उपयोग करके डीएनए का आरएनए में प्रतिलेखन।

आरएनए अणु जो किसी भी प्रोटीन के लिए कोड नहीं करते हैं, फिर भी कोशिका में कार्य बनाए रखते हैं। इस प्रकार आरएनए का कार्य उसके वर्गीकरण पर निर्भर करता है। इन भूमिकाओं में सम्मिलित हैं:

  • प्रोटीन संश्लेषण में सहायता करना।
  • प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करना।
  • विभिन्न प्रक्रियाओं को विनियमित करना।[4]

प्रोटीन संश्लेषण को टीआरएनए जैसे कार्यात्मक आरएनए अणुओं द्वारा सहायता मिलती है, जो अनुवाद (जीव विज्ञान) के समय पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में सही अमीनो एसिड जोड़ने में सहायता करता है, इस प्रकार आरआरएनए, राइबोसोम का प्रमुख घटक जो प्रोटीन संश्लेषण का मार्गदर्शन करता है, इसके साथ ही प्रोटीन उत्पाद बनाने के निर्देश के अनुसार एमआरएनए को ले जाता है।[4]

विनियमन में सम्मिलित प्रकार का कार्यात्मक आरएनए माइक्रो आरएनए (एमआईआरएनए) है, जो अनुवाद को दबाकर कार्य करता है।[5] ये एमआईआरएनएएस अनुवाद को होने से रोकने के लिए पूरक लक्ष्य एमआरएनए अनुक्रम से जुड़कर कार्य करते हैं।[4][6] इस प्रकार लघु हस्तक्षेप करने वाला आरएनए या लघु हस्तक्षेप करने वाला आरएनए (एसआईआरएनए) प्रतिलेखन के ऋणात्मक नियमन द्वारा भी कार्य करता है। ये एमआईआरएनए अणु विशिष्ट एमआरएनए के प्रतिलेखन को रोकने के लिए लक्ष्य डीएनए अनुक्रम से जुड़कर आरएनए हस्तक्षेप के समय आरएनए-प्रेरित साइलेंसिंग कॉम्प्लेक्स (आरएनए-प्रेरित साइलेंसिंग कॉम्प्लेक्स) में कार्य करते हैं।[6]

प्रोटीन उत्पाद

प्रोटीन मुख्य रूप से जीन का ऐसा उत्पाद है जो परिपक्व एमआरएनए अणु के अनुवाद से बनता है। प्रोटीन में उनकी संरचना के संबंध में 4 तत्व प्राथमिक, माध्यमिक, तृतीयक और चतुर्धातुक होते हैं। इस प्रकार रैखिक अमीनो एसिड अनुक्रम को प्राथमिक संरचना के रूप में भी जाना जाता है। प्राथमिक संरचना के अमीनो एसिड के बीच हाइड्रोजन बंधन के परिणामस्वरूप अल्फा हेलिक्स या बीटा शीट का निर्माण होता है।[7] ये स्थिर स्तर के लिए द्वितीयक संरचना हैं। प्राथमिक और द्वितीयक संरचनाओं का विशेष संयोजन पॉलीपेप्टाइड की तृतीयक संरचना बनाता है।[7] इसके आधार पर चतुर्धातुक संरचना से तात्पर्य पेप्टाइड की कई श्रृंखलाओं के साथ मुड़ने की विधि से है।[7]

प्रोटीन कार्य

कोशिका में प्रोटीन के कई अलग-अलग कार्य होते हैं और यह कार्य उन पॉलीपेप्टाइड्स और उनके सेलुलर वातावरण के आधार पर भिन्न हो सकते हैं जिनके साथ वे बातचीत करते हैं। इसके आधार पर चैपरोन (प्रोटीन) नव संश्लेषित प्रोटीन को स्थिर करने का कार्य करता है। वे यह सुनिश्चित करते हैं कि नया प्रोटीन अपनी सही कार्यात्मक संरचना में परिवर्तित किया जाता है, इसके साथ ही यह भी सुनिश्चित करते हैं कि उत्पाद उन क्षेत्रों में एकत्रित न हों जहां उन्हें एकत्र नहीं होना चाहिए।[8] इसके आधार पर प्रोटीन एंजाइम के रूप में भी कार्य कर सकते हैं, विभिन्न जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर को बढ़ा सकते हैं और सब्सट्रेट को उत्पादों में परिवर्तित कर सकते हैं।[7][9] प्राथमिक अनुक्रम में विशिष्ट अमीनो एसिड के लिए एंजाइम के माध्यम से फॉस्फेट जैसे समूहों को जोड़कर उत्पादों को संशोधित किया जा सकता है।[9] इस प्रकार प्रोटीन का उपयोग कोशिका में अणुओं को वहां ले जाने के लिए भी किया जा सकता है जहां उनकी आवश्यकता होती है, इन्हें मोटर प्रोटीन कहा जाता है।[9] इस प्रकार की कोशिकाओं का आकार प्रोटीन द्वारा समर्थित होता है। इसके आधार पर एक्टिन, सूक्ष्मनलिकाएं और मध्यवर्ती तंतु जैसे प्रोटीन कोशिका को संरचना प्रदान करते हैं।[7] प्रोटीन का अन्य वर्ग प्लाज्मा झिल्ली में पाया जाता है। झिल्ली प्रोटीन को उनकी संरचना के आधार पर, प्लाज्मा झिल्ली से अलग-अलग विधियों से संयोजित किया जा सकता है।[9] ये प्रोटीन कोशिका को कोशिका उत्पादों, पोषक तत्वों या संकेतों को बाह्यकोशिकीय स्थान से आयात या निर्यात करने की अनुमति देते हैं।[7][9]अन्य प्रोटीन कोशिका को नियामक कार्य करने में सहायता करते हैं। उदाहरण के लिए, प्रतिलेखन कारक आरएनए के प्रतिलेखन में सहायता करने के लिए डीएनए से जुड़ते हैं।[10]

ऐतिहासिक पृष्ठभूमि

1941 में, बीडल और टैटम ने न्यूरोस्पोरा सिटोफिला कवक के उत्परिवर्ती के अपने अध्ययन के आधार पर प्रस्तावित किया कि जीन विशिष्ट जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं को नियंत्रित करते हैं।[11] उन्होंने सुझाव दिया कि किसी जीव की कार्यप्रणाली जीन द्वारा किसी प्रकार से नियंत्रित रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एकीकृत प्रणाली पर निर्भर करती है। उन्होंने आगे कहा कि "यह मान लेना पूर्ण रूप से तर्कसंगत है कि ये जीन, जो स्वयं सिस्टम का विशेष भाग हैं, इसके आधार पर सीधे एंजाइम के रूप में कार्य करके या एंजाइम की विशिष्टता का निर्धारण करके सिस्टम में विशिष्ट प्रतिक्रियाओं को नियंत्रित या विनियमित करते हैं।" जो इस तर्क की पंक्तियों के आधार पर "एक जीन-एक एंजाइम परिकल्पना" को जन्म देती हैं। इसके पूर्वव्यापी लेख में,[12] बीडल ने प्रस्तावित होने के 10 साल बाद जीन-एक एंजाइम परिकल्पना की स्थिति पर चर्चा की हैं। इस प्रकार बीडल ने 1951 में जीवविज्ञानियों की कोल्ड स्प्रिंग हार्बर संगोष्ठी बैठक पर टिप्पणी की हैं। उन्होंने कहा, "मुझे लगता है कि जिस संख्या का जीन-एक एंजाइम में विश्वास दृढ़ रहा, उसे हाथ की उंगलियों पर गिना जा सकता है - कुछ उंगलियां छोड़ कर ऊपर कर सकती हैं।" चूंकि 1960 के दशक की शुरुआत में यह अवधारणा कई प्रयोगों के आधार पर अच्छी तरह से स्थापित हो गई कि जीन का डीएनए आधार अनुक्रम प्रोटीन के एमिनो एसिड अनुक्रम को निर्दिष्ट करता है। उदाहरण के लिए, 1961 में क्रिक, ब्रेनर, बार्नेट और वाट्स-टोबिन द्वारा प्रयोग[13] प्रदर्शित किया गया कि प्रोटीन में प्रत्येक अमीनो एसिड डीएनए में तीन आधारों के संगत अनुक्रम (जिसे कोडन कहा जाता है) द्वारा एन्कोड किया गया है। इसके पश्चात प्रत्येक अमीनो एसिड के लिए विशिष्ट कोडन असाइनमेंट निर्धारित किए गए हैं, इसके लिए जेनेटिक कोड देख सकते हैं।

संदर्भ

  1. ↑ Fearon ER, Vogelstein B (June 1990). "कोलोरेक्टल ट्यूमरजेनिसिस के लिए एक आनुवंशिक मॉडल". Cell. 61 (5): 759–67. doi:10.1016/0092-8674(90)90186-I. PMID 2188735. S2CID 22975880.
  2. ↑ Croce CM (January 2008). "ओंकोजीन और कैंसर". The New England Journal of Medicine. 358 (5): 502–11. doi:10.1056/NEJMra072367. PMID 18234754.
  3. ↑ Nussbaum, Robert L.; McInnes, Roderick R.; Willard, Huntington (2016). मेडिसिन में थॉम्पसन और थॉम्पसन जेनेटिक्स (8 ed.). Philadelphia: Elsevier.
  4. ↑ 4.0 4.1 4.2 Clancy, Suzanne (2008). "आरएनए कार्य". Nature Education. 1 (1): 102.
  5. ↑ He, Lin; Hannon, Gregory J. (2004). "MicroRNAs: small RNAs with a big role in gene regulation". Nature Reviews Genetics. 5 (7): 522–531. doi:10.1038/nrg1379. PMID 15211354. S2CID 86602746. closed access
  6. ↑ 6.0 6.1 Carrington, James C.; Ambros, Victor (2003). "पौधे और पशु विकास में माइक्रोआरएनए की भूमिका". Science. 301 (5631): 336–338. Bibcode:2003Sci...301..336C. doi:10.1126/science.1085242. PMID 12869753. S2CID 43395657.
  7. ↑ 7.0 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 "Contents of Essentials of Cell Biology | Learn Science at Scitable". www.nature.com. {{cite web}}: Missing or empty |url= (help)
  8. ↑ Hartl, F. Ulrich; Bracher, Andreas; Hayer-Hartl, Manajit (2011). "प्रोटीन फोल्डिंग और प्रोटियोस्टैसिस में आणविक चैपरोन". Nature. 475 (7356): 324–332. doi:10.1038/nature10317. PMID 21776078. S2CID 4337671.
  9. ↑ 9.0 9.1 9.2 9.3 9.4 Alberts, B; Johnson, A; Lewis, J; et al. (2002). कोशिका का आणविक जीवविज्ञान (4 ed.). New York: Garland Science.
  10. ↑ "General Transcription Factor / Transcription Factor | Learn Science at Scitable". www.nature.com. Retrieved 2015-11-09.
  11. ↑ Beadle GW, Tatum EL. Genetic Control of Biochemical Reactions in Neurospora. Proc Natl Acad Sci U S A. 1941 Nov 15;27(11):499-506. doi: 10.1073/pnas.27.11.499. PMID: 16588492; PMCID: PMC1078370
  12. ↑ Beadle, G. W. (1966) "Biochemical genetics: some recollections", pp. 23-32 in Phage and the Origins of Molecular Biology, edited by J. Cairns, G. S. Stent and J. D. Watson. Cold Spring Harbor Symposia, Cold Spring Harbor Laboratory of Quantitative Biology, NY. ASIN: B005F08IQ8
  13. ↑ Crick FH, Barnett L, Brenner S, Watts-Tobin RJ. General nature of the genetic code for proteins. Nature. 1961 Dec 30;192:1227-32. doi: 10.1038/1921227a0. PMID: 13882203
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