जीन उत्पाद
एक जीन उत्पाद जैव रासायनिक सामग्री है, या तो आरएनए या प्रोटीन, जो जीन की जीन अभिव्यक्ति से उत्पन्न होता है। जीन उत्पाद की मात्रा का मापन कभी-कभी यह अनुमान लगाने के लिए किया जाता है कि कोई जीन कितना सक्रिय है। जीन उत्पाद की असामान्य मात्रा का संबंध रोग पैदा करने वाले जेनेटिक तत्व ्स से हो सकता है, जैसे ऑन्कोजीन की अति सक्रियता जो कैंसरजनन कैंसर का कारण बन सकती है।[1][2] जीन को डीएनए की वंशानुगत इकाई के रूप में परिभाषित किया गया है जो एक कार्यात्मक उत्पाद का उत्पादन करने के लिए आवश्यक है।[3] नियामक अनुक्रम में शामिल हैं:
ये तत्व एक कार्यात्मक उत्पाद बनाने के लिए पढ़ने का खुला फ्रेम के साथ संयोजन में काम 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
आरएनए अणु जो किसी भी प्रोटीन के लिए कोड नहीं करते हैं, फिर भी कोशिका में कार्य बनाए रखते हैं। आरएनए का कार्य उसके वर्गीकरण पर निर्भर करता है। इन भूमिकाओं में शामिल 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 दौरान पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में सही अमीनो एसिड जोड़ने में मदद करता है, आरआरएनए, राइबोसोम का एक प्रमुख घटक (जो प्रोटीन संश्लेषण का मार्गदर्शन करता है), साथ ही एमआरएनए जो ले जाता है प्रोटीन उत्पाद बनाने के निर्देश.[4]
विनियमन में शामिल एक प्रकार का कार्यात्मक आरएनए माइक्रो RNA (एमआईआरएनए) है, जो अनुवाद को दबाकर काम करता है।[5] ये miRNAs अनुवाद को होने से रोकने के लिए एक पूरक लक्ष्य mRNA अनुक्रम से जुड़कर काम करते हैं।[4][6] लघु हस्तक्षेप करने वाला आरएनए | लघु हस्तक्षेप करने वाला आरएनए (siRNA) प्रतिलेखन के नकारात्मक नियमन द्वारा भी काम करता है। ये siRNA अणु एक विशिष्ट mRNA के प्रतिलेखन को रोकने के लिए लक्ष्य डीएनए अनुक्रम से जुड़कर आरएनए हस्तक्षेप के दौरान आरएनए-प्रेरित साइलेंसिंग कॉम्प्लेक्स (आरएनए-प्रेरित साइलेंसिंग कॉम्प्लेक्स) में काम करते हैं।[6]
प्रोटीन उत्पाद
प्रोटीन एक जीन का उत्पाद है जो एक परिपक्व एमआरएनए अणु के अनुवाद से बनता है। प्रोटीन में उनकी संरचना के संबंध में 4 तत्व होते हैं: प्राथमिक, माध्यमिक, तृतीयक और चतुर्धातुक। 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 तहें द्वितीयक संरचना हैं। प्राथमिक और द्वितीयक संरचनाओं का विशेष संयोजन पॉलीपेप्टाइड की तृतीयक संरचना बनाता है।[7]चतुर्धातुक संरचना से तात्पर्य पेप्टाइड की कई श्रृंखलाओं के एक साथ मुड़ने के तरीके से है।[7]
प्रोटीन कार्य
एक 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। चैपरोन (प्रोटीन) नव संश्लेषित प्रोटीन को स्थिर करने का काम करता है। वे यह सुनिश्चित करते हैं कि नया प्रोटीन अपनी सही कार्यात्मक संरचना में बदल जाए, साथ ही यह भी सुनिश्चित करते हैं कि उत्पाद उन क्षेत्रों में एकत्रित न हों जहां उन्हें एकत्र नहीं होना चाहिए।[8] 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 बदल सकते हैं।[7][9] प्राथमिक अनुक्रम में विशिष्ट अमीनो एसिड के लिए एक एंजाइम के माध्यम से फॉस्फेट जैसे समूहों को जोड़कर उत्पादों को संशोधित किया जा सकता है।[9]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]कोशिका का आकार प्रोटीन द्वारा समर्थित होता है। एक्टिन, सूक्ष्मनलिकाएं और मध्यवर्ती तंतु जैसे प्रोटीन कोशिका को संरचना प्रदान करते हैं।[7]प्रोटीन का एक अन्य वर्ग प्लाज्मा झिल्ली में पाया जाता है। झिल्ली प्रोटीन को उनकी संरचना के आधार पर, प्लाज्मा झिल्ली से अलग-अलग तरीकों से जोड़ा 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 मदद करते हैं। उदाहरण के लिए, प्रतिलेखन कारक आरएनए के प्रतिलेखन में मदद 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 तरह से नियंत्रित रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक एकीकृत प्रणाली पर निर्भर करती है। उन्होंने आगे कहा कि "यह मान लेना पूरी तरह से तर्कसंगत है कि ये जीन, जो स्वयं सिस्टम का एक हिस्सा हैं, सीधे एंजाइम के रूप में कार्य करके या एंजाइम की विशिष्टता का निर्धारण करके सिस्टम में विशिष्ट प्रतिक्रियाओं को नियंत्रित या विनियमित करते हैं।" तर्क की इस पंक्ति ने "एक जीन-एक एंजाइम परिकल्पना" को जन्म दिया। एक पूर्वव्यापी लेख में,[12] बीडल ने प्रस्तावित होने के 10 साल बाद एक जीन-एक एंजाइम परिकल्पना की स्थिति पर चर्चा की। बीडल ने 1951 में जीवविज्ञानियों की कोल्ड स्प्रिंग हार्बर संगोष्ठी बैठक पर टिप्पणी की। उन्होंने कहा, "मुझे लगता है कि जिस संख्या का एक जीन-एक एंजाइम में विश्वास दृढ़ रहा, उसे एक हाथ की उंगलियों पर गिना जा सकता है - कुछ उंगलियां छोड़ कर ऊपर।" हालाँकि 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 एक 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 तुरंत बाद, प्रत्येक अमीनो एसिड के लिए विशिष्ट कोडन असाइनमेंट निर्धारित किए गए (जेनेटिक कोड देखें)।
संदर्भ
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