डीएनए: इतिहास, कार्य, संरचना, घटक - जीवविज्ञान - 2025

डीएनए (डिऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड) बायोमोलिक्यूल सभी शामिल हैं जानकारी एक शरीर पैदा करते हैं और इसके संचालन को बनाए रखने के लिए आवश्यक है। यह न्यूक्लियोटाइड नामक इकाइयों से बना है, बदले में फॉस्फेट समूह, पांच-कार्बन चीनी अणु और एक नाइट्रोजन आधार से बना है।

चार नाइट्रोजनयुक्त आधार हैं: एडेनिन (ए), साइटोसिन (सी), गुआनिन (जी), और थाइमिन (टी)। एडेनिन हमेशा थाइमिन और साइटोसिन के साथ ग्वानिन के साथ जोड़े। डीएनए स्ट्रैंड में निहित संदेश एक संदेशवाहक आरएनए में बदल जाता है और यह प्रोटीन के संश्लेषण में भाग लेता है।

डीएनए एक अत्यंत स्थिर अणु है, जो कि नकारात्मक रूप से पीएच पर आरोपित है, जो सकारात्मक प्रोटीन (हिस्टोन) के साथ मिलकर यूकेरियोटिक कोशिकाओं के नाभिक में कुशलता से कॉम्पैक्ट करता है। डीएनए की एक लंबी श्रृंखला, विभिन्न संबद्ध प्रोटीनों के साथ मिलकर एक गुणसूत्र बनाती है।

इतिहास

1953 में, अमेरिकन जेम्स वाटसन और ब्रिटिश फ्रांसिस क्रिक, डीएनए की त्रि-आयामी संरचना को स्पष्ट करने में कामयाब रहे, जो कि रोसलिंड फ्रैंकलिन और मौरिस विल्किंस द्वारा किए गए क्रिस्टलोग्राफी में काम के लिए धन्यवाद। उन्होंने अन्य लेखकों के काम पर भी अपना निष्कर्ष दिया।

जब डीएनए एक्स-रे के संपर्क में होता है, तो एक विवर्तन पैटर्न बनता है जिसका उपयोग अणु की संरचना का अनुमान लगाने के लिए किया जा सकता है: दो एंटीपैरल्ट चेन की एक हेलिक्स जो दाईं ओर घूमती है, जहां दोनों चेन आधारों के बीच हाइड्रोजन बॉन्ड द्वारा जुड़ जाती हैं। । प्राप्त पैटर्न निम्नलिखित था:

संरचना को ब्रैग के विवर्तन के नियमों के बाद माना जा सकता है: जब किसी वस्तु को एक्स-रे बीम के बीच में रखा जाता है, तो यह परिलक्षित होता है, क्योंकि ऑब्जेक्ट के इलेक्ट्रॉन बीम के साथ बातचीत करते हैं।

25 अप्रैल, 1953 को, वाटसन और क्रिक के परिणामों को प्रतिष्ठित पत्रिका नेचर में "न्यूक्लिक एसिड के आणविक संरचना" नामक केवल दो पृष्ठों के एक लेख में प्रकाशित किया गया था, जो जीव विज्ञान के क्षेत्र में पूरी तरह से क्रांति लाएगा।

इस खोज के लिए धन्यवाद, शोधकर्ताओं ने 1962 में चिकित्सा के लिए नोबेल पुरस्कार प्राप्त किया, इसके साथ ही फ्रैंकलिन को भी छोड़ दिया गया, जो प्रसव से पहले ही मर गए थे। वर्तमान में यह खोज नए ज्ञान प्राप्त करने के लिए वैज्ञानिक पद्धति की सफलता के महान प्रतिपादकों में से एक है।

अवयव

डीएनए अणु न्यूक्लियोटाइड से बना होता है, एक फॉस्फेट समूह और एक नाइट्रोजन आधार से जुड़ी पांच-कार्बन चीनी से बनी इकाइयाँ। डीएनए में पाई जाने वाली चीनी का प्रकार डीऑक्सीराइबोस प्रकार है और इसलिए इसका नाम, डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड है।

श्रृंखला बनाने के लिए, न्यूक्लियोटाइड कोवल्स द्वारा एक फॉस्फोडाइस्टर-प्रकार के बॉन्ड द्वारा एक चीनी से 3'-हाइड्रॉक्सिल समूह (-OH) और अगले न्यूक्लियोटाइड के 5'-फ़ॉस्फाफ़ो से जुड़े होते हैं।

न्यूक्लियोटाइड्स को न्यूक्लियोसाइड्स के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए। उत्तरार्द्ध केवल पेंटोस (चीनी) और नाइट्रोजनस बेस द्वारा गठित न्यूक्लियोटाइड के हिस्से को संदर्भित करता है।

डीएनए चार प्रकार के नाइट्रोजनस बेस से बना होता है: एडेनिन (ए), साइटोसिन (सी), गुआनिन (जी) और थाइमिन (टी)।

नाइट्रोजन के आधारों को दो श्रेणियों में वर्गीकृत किया गया है: प्यूरीन और पाइरिमिडाइन। पहले समूह में पाँच परमाणुओं की एक अंगूठी होती है, जो छह की दूसरी अंगूठी से जुड़ी होती है, जबकि पाइरिमिडाइन केवल एक ही रिंग से बने होते हैं।

उल्लिखित आधारों में से, एडेनिन और गुआनिन प्यूरिन के व्युत्पन्न हैं। इसके विपरीत, थाइमिन, साइटोसिन और यूरैसिल (आरएनए अणु में मौजूद) पाइरिमिडिन के समूह से संबंधित हैं।

संरचना

एक डीएनए अणु न्यूक्लियोटाइड की दो श्रृंखलाओं से बना होता है। इस "चेन" को डीएनए स्ट्रैंड के रूप में जाना जाता है।

पूरक आधारों के बीच दो स्ट्रैंड हाइड्रोजन बॉन्ड्स से जुड़े होते हैं। नाइट्रोजन के आधार सहसंयोजक शक्कर और फॉस्फेट की रीढ़ से जुड़े होते हैं।

एक स्ट्रैंड पर स्थित प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड को दूसरे स्ट्रैंड पर एक अन्य विशिष्ट न्यूक्लियोटाइड के साथ जोड़ा जा सकता है, जिससे प्रसिद्ध डबल हेलिक्स बन सके। एक कुशल संरचना बनाने के लिए, ए हमेशा दो हाइड्रोजन बॉन्ड के माध्यम से टी के साथ जोड़े, और सी तीन बॉन्ड के साथ सी।

शार्गफ का नियम

यदि हम डीएनए में नाइट्रोजनस बेस के अनुपात का अध्ययन करते हैं, तो हम पाएंगे कि ए की मात्रा टी और जी के साथ समान है और सी। यह पैटर्न चार्गफ के नियम के रूप में जाना जाता है।

यह युग्मन ऊर्जावान रूप से अनुकूल है, क्योंकि यह संरचना के साथ समान चौड़ाई को संरक्षित करने की अनुमति देता है, चीनी-फॉस्फेट रीढ़ की हड्डी के अणु के साथ समान दूरी बनाए रखता है। ध्यान दें कि रिंग का एक आधार रिंग के किसी एक के साथ है।

डबल हेलिक्स मॉडल

यह सुझाव दिया गया है कि डबल हेलिक्स 10.4 न्यूक्लियोटाइड्स प्रति मोड़ से बना है, जो 3.4 नैनोमीटर के केंद्र-से-केंद्र की दूरी से अलग है। रोलिंग प्रक्रिया संरचना में खांचे के गठन को जन्म देती है, जो एक बड़े और छोटे खांचे का निरीक्षण करने में सक्षम होती है।

खांचे उत्पन्न होते हैं क्योंकि बेस जोड़े में ग्लाइकोसिडिक बंधन एक दूसरे के विपरीत नहीं होते हैं, उनके व्यास के संबंध में। पाइरिमिडीन O-2 और प्यूरीन N-3 मामूली नाली में पाए जाते हैं, जबकि प्रमुख नाली विपरीत क्षेत्र में स्थित है।

यदि हम एक सीढ़ी के सादृश्य का उपयोग करते हैं, तो रंज एक दूसरे के पूरक आधारों के जोड़े से युक्त होते हैं, जबकि कंकाल दो हड़पने वाली रेलों से मेल खाता है।

डीएनए अणु के छोर समान नहीं हैं, यही कारण है कि हम एक "ध्रुवीयता" की बात करते हैं। इसके 3 छोरों में से एक, '-OH समूह को वहन करता है, जबकि 5' छोर पर मुक्त फॉस्फेट समूह है।

दो किस्में एक अनियंत्रित तरीके से स्थित हैं, जिसका अर्थ है कि वे अपनी ध्रुवों के संबंध में विपरीत तरीके से स्थित हैं:

इसके अलावा, किस्में में से एक का अनुक्रम अपने साथी के पूरक होना चाहिए, अगर यह एक ऐसी स्थिति है जो ए में है, तो एंटीपैरल समानांतर स्ट्रैंड में एक टी होना चाहिए।

संगठन

प्रत्येक मानव कोशिका में लगभग दो मीटर डीएनए होते हैं जिन्हें कुशलता से पैक किया जाना चाहिए।

स्ट्रैंड को कॉम्पैक्ट किया जाना चाहिए ताकि यह 6 माइक्रोन के सूक्ष्म नाभिक व्यास में समाहित हो सके जो सेल वॉल्यूम का केवल 10% होता है। यह संघनन के निम्नलिखित स्तरों के लिए संभव है:

हिस्टोन

यूकेरियोट्स में हिस्टोन नामक प्रोटीन होते हैं, जो डीएनए अणु को बांधने की क्षमता रखते हैं, स्ट्रैंड के संघनन का पहला स्तर होता है। हिस्टोन पर सकारात्मक चार्ज होते हैं जो डीएनए के नकारात्मक चार्ज के साथ बातचीत करने में सक्षम होते हैं, जो फॉस्फेट द्वारा प्रदान किया जाता है।

हिस्टोन प्रोटीन यूकेरियोटिक जीवों के लिए इतना महत्वपूर्ण है कि वे विकास के पाठ्यक्रम में व्यावहारिक रूप से अपरिवर्तित रहे हैं - यह याद रखना कि म्यूटेशन की कम दर इंगित करती है कि उस अणु पर चयनात्मक दबाव मजबूत हैं। हिस्टोन में दोष के परिणामस्वरूप डीएनए में दोषपूर्ण संघनन हो सकता है।

हिस्टोन को जैव रासायनिक रूप से संशोधित किया जा सकता है और यह प्रक्रिया आनुवंशिक सामग्री के संघनन के स्तर को संशोधित करती है।

जब हिस्टोन "हाइपोएसेटिलेटेड" होते हैं तो क्रोमैटिन अधिक संघनित होता है, क्योंकि एसिटिलेटेड फॉर्म प्रोटीन में लाइसिन (सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए अमीनो एसिड) के सकारात्मक आरोपों को बेअसर कर देते हैं।

न्यूक्लियोसोम और 30 एनएम फाइबर

डीएनए हिस्टोन में बदल जाता है और वे संरचनाएं बनाते हैं जो मोती के हार पर न्यूक्लियोसोम कहलाते हैं। इस संरचना के दिल में प्रत्येक प्रकार के हिस्टोन की दो प्रतियां हैं: एच 2 ए, एच 2 बी, एच 3, और एच 4। विभिन्न हिस्टोन के मिलन को "हिस्टोन ऑक्टेमर" कहा जाता है।

ऑक्टेमर लगभग 146 बेस जोड़े से घिरा हुआ है, जो दो बार से कम चक्कर लगा रहा है। एक मानव द्विगुणित सेल में लगभग 6.4 x 10 ⁹ न्यूक्लियोटाइड होते हैं जो 30 मिलियन न्यूक्लियोसोम में व्यवस्थित होते हैं।

न्यूक्लियोसोम में संगठन डीएनए को उसकी मूल लंबाई के एक तिहाई से अधिक करने की अनुमति देता है।

शारीरिक स्थितियों के तहत आनुवंशिक सामग्री के निष्कर्षण की एक प्रक्रिया में यह देखा गया है कि 30 नैनोमीटर फाइबर में न्यूक्लियोसोम की व्यवस्था की जाती है।

गुणसूत्रों

क्रोमोसोम आनुवंशिकता की कार्यात्मक इकाई है, जिसका कार्य किसी व्यक्ति के जीन को ले जाना है। एक जीन डीएनए का एक खंड है जिसमें एक प्रोटीन (या प्रोटीन की श्रृंखला) को संश्लेषित करने की जानकारी शामिल है। हालांकि, ऐसे जीन भी हैं जो नियामक तत्वों के लिए कोड, जैसे कि आरएनए।

सभी मानव कोशिकाओं (युग्मक और रक्त कोशिकाओं के अपवाद के साथ) में प्रत्येक गुणसूत्र की दो प्रतियां होती हैं, एक पिता से विरासत में मिली और दूसरी माँ से।

क्रोमोसोम एक संरचना है जो ऊपर उल्लिखित प्रोटीन परिसरों से जुड़े डीएनए के एक लंबे रैखिक टुकड़े से बना है। आम तौर पर यूकेरियोट्स में, नाभिक में शामिल सभी आनुवंशिक सामग्री को गुणसूत्रों की एक श्रृंखला में विभाजित किया जाता है।

प्रोकैरियोट्स में संगठन

प्रोकैरियोट्स ऐसे जीव हैं जिनमें नाभिक की कमी होती है। इन प्रजातियों में, निम्न आणविक भार के क्षारीय प्रोटीन के साथ आनुवंशिक सामग्री को अत्यधिक संकलित किया जाता है। इस तरह, डीएनए को कॉम्पैक्ट किया जाता है और बैक्टीरिया में एक मध्य क्षेत्र में स्थित होता है।

कुछ लेखक अक्सर इस संरचना को "जीवाणु गुणसूत्र" कहते हैं, हालांकि इसमें यूकेरियोटिक गुणसूत्र के समान विशेषताएं नहीं होती हैं।

डीएनए की मात्रा

जीवों की सभी प्रजातियों में समान मात्रा में डीएनए नहीं होते हैं। वास्तव में, यह मूल्य प्रजातियों के बीच अत्यधिक परिवर्तनशील है और डीएनए की मात्रा और जीव की जटिलता के बीच कोई संबंध नहीं है। इस विरोधाभास को "C- मूल्य विरोधाभास" के रूप में जाना जाता है।

तार्किक तर्क यह बताना होगा कि जीव जितना अधिक जटिल होता है, उसके पास उतना ही अधिक डीएनए होता है। हालांकि, यह प्रकृति में सच नहीं है।

उदाहरण के लिए, लंगफिश प्रोटॉप्टेरस ऐथियोपिकस का जीनोम आकार में 132 पीजी है (डीएनए को पिकोग्राम्स = पीजी में मात्रा निर्धारित किया जा सकता है) जबकि मानव जीनोम का वजन केवल 3.5 पीजी है।

यह याद रखना चाहिए कि प्रोटीन के लिए एक जीव के सभी डीएनए कोड नहीं हैं, इसकी एक बड़ी मात्रा नियामक तत्वों और विभिन्न प्रकार के आरएनए से संबंधित है।

डीएनए के संरचनात्मक रूप

एक्स-रे विवर्तन पैटर्न से निकाली गई वाटसन और क्रिक मॉडल को बी-डीएनए हेलिक्स के रूप में जाना जाता है और यह "पारंपरिक" और सबसे प्रसिद्ध मॉडल है। हालांकि, दो अन्य अलग-अलग रूप हैं, जिन्हें ए-डीएनए और जेड-डीएनए कहा जाता है।

डीएनए - ए

"ए" वेरिएंट बी-डीएनए की तरह दाईं ओर घूमता है, लेकिन छोटा और व्यापक है। यह रूप तब दिखाई देता है जब सापेक्ष आर्द्रता घट जाती है।

ए-डीएनए हर 11 बेस जोड़े को घुमाता है, प्रमुख नाली बी-डीएनए की तुलना में संकरी और गहरी होती है। मामूली नाली के संबंध में, यह अधिक सतही और चौड़ा है।

डीएनए - जेड

तीसरा वेरिएंट Z-DNA है। यह सबसे संकीर्ण रूप है, जो एंटीपैरल समानांतर श्रृंखलाओं के द्वैध में आयोजित हेक्सान्यूक्लियोटाइड्स के समूह द्वारा बनाया गया है। इस आकृति की सबसे उत्कृष्ट विशेषताओं में से एक यह है कि यह बाईं ओर मुड़ जाती है, जबकि अन्य दो तरीके इसे दाईं ओर करते हैं।

ज़ेड-डीएनए तब प्रकट होता है जब एक दूसरे के साथ बारी-बारी से पाइरिमिडाइन और प्यूरीन के छोटे क्रम होते हैं। बी-डीएनए की तुलना में प्रमुख सल्कस सपाट है और नाबालिग संकीर्ण और गहरा है।

यद्यपि शारीरिक परिस्थितियों में डीएनए अणु ज्यादातर अपने बी रूप में है, वर्णित दो वेरिएंट का अस्तित्व आनुवंशिक सामग्री के लचीलेपन और गतिशीलता को उजागर करता है।

विशेषताएं

डीएनए अणु में एक जीव के निर्माण के लिए आवश्यक सभी जानकारी और निर्देश शामिल हैं। जीवों में आनुवंशिक जानकारी के पूर्ण सेट को जीनोम कहा जाता है।

संदेश "जैविक वर्णमाला" द्वारा एन्कोड किया गया है: पूर्व, ए, टी, जी और सी के चार आधार।

संदेश कुछ नियामक तत्व के लिए विभिन्न प्रकार के प्रोटीन या कोड के गठन का कारण बन सकता है। जिस प्रक्रिया से ये डेटाबेस संदेश भेज सकते हैं, उसे नीचे समझाया गया है:

प्रतिकृति, प्रतिलेखन और अनुवाद

संदेश चार अक्षरों ए, टी, जी और सी में एन्क्रिप्ट किया गया है एक फेनोटाइप (प्रोटीन के लिए सभी डीएनए अनुक्रम कोड नहीं)। इसे प्राप्त करने के लिए, डीएनए को कोशिका विभाजन की प्रत्येक प्रक्रिया में खुद को दोहराना होगा।

डीएनए प्रतिकृति अर्ध-रूढ़िवादी है: एक स्ट्रैंड नई बेटी अणु के गठन के लिए एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करता है। डीएनए प्राइमेज, डीएनए हेलिसेज़, डीएनए लिगेज और टोपोइज़ोमेरेज़ सहित कई एंजाइमों द्वारा उत्प्रेरित प्रतिकृति।

इसके बाद, संदेश - एक आधार अनुक्रम भाषा में लिखा गया है - एक मध्यवर्ती अणु को प्रेषित किया जाना चाहिए: आरएनए (राइबोन्यूक्लिक एसिड)। इस प्रक्रिया को प्रतिलेखन कहा जाता है।

प्रतिलेखन होने के लिए, विभिन्न एंजाइमों को भाग लेना चाहिए, जिसमें आरएनए पोलीमरेज़ भी शामिल है।

यह एंजाइम डीएनए के संदेश की प्रतिलिपि बनाने और इसे एक दूत आरएनए अणु में परिवर्तित करने के लिए जिम्मेदार है। दूसरे शब्दों में, संदेशवाहक का लक्ष्य दूत को प्राप्त करना है।

अंत में, संदेशवाहक आरएनए अणुओं में संदेश का अनुवाद होता है, राइबोसोम के लिए धन्यवाद।

ये संरचनाएं दूत आरएनए को ले जाती हैं और अनुवाद मशीनरी के साथ मिलकर निर्दिष्ट प्रोटीन बनाती हैं।

आनुवंशिक कोड

संदेश "ट्रिपल" या तीन अक्षरों के समूहों में पढ़ा जाता है जो अमीनो एसिड के लिए निर्दिष्ट होते हैं - प्रोटीन के निर्माण खंड। जेनेटिक कोड पूरी तरह से सामने आने के बाद से ट्रिपल के संदेश को समझना संभव है।

अनुवाद हमेशा अमीनो एसिड मेथियोनीन से शुरू होता है, जो शुरुआती ट्रिपल द्वारा एन्कोड किया गया है: AUG। "यू" बेस यूरैसिल का प्रतिनिधित्व करता है और आरएनए की विशेषता है और थाइमिन को दबाता है।

उदाहरण के लिए, यदि संदेशवाहक RNA में निम्नलिखित अनुक्रम हैं: AUG CCU CUU UUU UUA, इसका अनुवाद निम्नलिखित एमिनो एसिड में किया जाता है: मेथिओनिन, प्रोलाइन, ल्यूसीन, फेनिलएलनिन और फेनिलएलनिन। ध्यान दें कि दो ट्रिपल - इस मामले में UUU और UUA - समान एमिनो एसिड के लिए कोड कर सकते हैं: फेनिलएलनिन।

इस संपत्ति के कारण, यह कहा जाता है कि आनुवंशिक कोड पतित है, क्योंकि अमीनो एसिड को ट्रिपल अनुक्रम के एक से अधिक अनुक्रमों द्वारा एन्कोड किया जाता है, केवल एमिनो एसिड मेथियोनीन को छोड़कर, जो अनुवाद की शुरुआत को निर्धारित करता है।

विशिष्ट स्टॉप या स्टॉप ट्रिपल के साथ प्रक्रिया को रोक दिया जाता है: UAA, UAG, और UGA। उन्हें क्रमशः गेरू, अंबर और ओपल के नामों से जाना जाता है। जब राइबोसोम उन्हें पता लगाता है कि वे अब श्रृंखला में कोई और अमीनो एसिड नहीं जोड़ सकते हैं।

रासायनिक और भौतिक गुण

न्यूक्लिक एसिड प्रकृति में अम्लीय होते हैं और पानी (हाइड्रोफिलिक) में घुलनशील होते हैं। फॉस्फेट समूहों और पानी के साथ pentoses के हाइड्रॉक्सिल समूहों के बीच हाइड्रोजन बांड का गठन हो सकता है। यह शारीरिक रूप से पीएच पर नकारात्मक रूप से आरोपित है।

दोहरे हेलिक्स की विरूपण प्रतिरोध क्षमता के कारण डीएनए समाधान अत्यधिक चिपचिपा है, जो बहुत कठोर है। यदि न्यूक्लिक एसिड एकल-फंसे हुए हैं, तो चिपचिपाहट कम हो जाती है।

वे अत्यधिक स्थिर अणु हैं। तार्किक रूप से, यह विशेषता आनुवांशिक जानकारी रखने वाली संरचनाओं में अपरिहार्य होनी चाहिए। आरएनए की तुलना में, डीएनए बहुत अधिक स्थिर है क्योंकि इसमें हाइड्रॉक्सिल समूह का अभाव है।

डीएनए को ऊष्मा विकृतीकृत किया जा सकता है, अर्थात, जब अणु उच्च तापमान के संपर्क में होता है, तो किस्में अलग हो जाती हैं।

गर्मी की मात्रा जिसे लागू किया जाना चाहिए, अणु के G - C प्रतिशत पर निर्भर करता है, क्योंकि ये आधार तीन हाइड्रोजन बंधों से जुड़े होते हैं, जिससे पृथक्करण का प्रतिरोध बढ़ जाता है।

प्रकाश के अवशोषण के संबंध में, उनके पास 260 नैनोमीटर पर एक शिखर है, जो न्यूक्लिक एसिड के फंसे होने के बाद न्यूक्लिक एसिड के फंसे होने पर बढ़ता है और ये अवशोषण के लिए जिम्मेदार होते हैं।

क्रमागत उन्नति

लाज़ानो एट अल के अनुसार। 1988 डीएनए आरएनए से संक्रमण के चरणों में उभरता है, जो जीवन के इतिहास में सबसे महत्वपूर्ण घटनाओं में से एक है।

लेखकों ने तीन चरणों का प्रस्ताव किया: एक पहली अवधि जहां न्यूक्लिक एसिड के समान अणु थे, बाद में जीनोम आरएनए से बने थे और अंतिम चरण के रूप में डबल बैंड डीएनए जीनोम दिखाई दिए।

कुछ सबूत आरएनए के आधार पर एक प्राथमिक दुनिया के सिद्धांत का समर्थन करते हैं। सबसे पहले, प्रोटीन संश्लेषण डीएनए की अनुपस्थिति में हो सकता है, लेकिन आरएनए के लापता होने पर नहीं। इसके अलावा, उत्प्रेरक गुणों वाले आरएनए अणुओं की खोज की गई है।

डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड्स (डीएनए में मौजूद) के संश्लेषण के बारे में वे हमेशा रिबोन्यूक्लियोटाइड्स (आरएनए में मौजूद) की कमी से आते हैं।

डीएनए अणु के विकासवादी नवाचार में डीएनए अग्रदूतों को संश्लेषित करने और आरएनए के रिवर्स ट्रांसक्रिप्शन में भाग लेने वाले एंजाइमों की उपस्थिति की आवश्यकता होनी चाहिए।

वर्तमान एंजाइमों का अध्ययन करके, यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि ये प्रोटीन कई बार विकसित हुए हैं और यह कि आरएनए से डीएनए में संक्रमण पहले की तुलना में अधिक जटिल है, जिसमें स्थानांतरण और जीन की हानि और गैर-ऑर्थोलॉगस प्रतिस्थापन शामिल हैं।

डीएनए श्रृंखला बनाना

डीएनए अनुक्रमण में शामिल चार आधारों के संदर्भ में डीएनए स्ट्रैंड के अनुक्रम को स्पष्ट करना शामिल है।

इस क्रम का ज्ञान जैविक विज्ञान में अत्यधिक महत्व है। इसका उपयोग दो रूपात्मक रूप से बहुत समान प्रजातियों के बीच भेदभाव करने के लिए किया जा सकता है, ताकि रोग, विकृति या परजीवियों का पता लगाया जा सके और यहां तक ​​कि फोरेंसिक प्रयोज्यता भी हो।

सेंगर अनुक्रमण को 1900 के दशक में विकसित किया गया था और यह एक अनुक्रम को स्पष्ट करने के लिए पारंपरिक तकनीक है। इसकी उम्र के बावजूद, यह एक वैध तरीका है और व्यापक रूप से शोधकर्ताओं द्वारा उपयोग किया जाता है।

सेंगर विधि

विधि डीएनए पोलीमरेज़ का उपयोग करती है, एक अत्यधिक विश्वसनीय एंजाइम जो कोशिकाओं में डीएनए की प्रतिकृति बनाता है, एक गाइड के रूप में पहले से मौजूद एक का उपयोग करके डीएनए के एक नए स्ट्रैंड का संश्लेषण करता है। एंजाइम को संश्लेषण शुरू करने के लिए एक प्राइमर की आवश्यकता होती है। प्राइमर डीएनए के पूरक का एक छोटा अणु है जिसे अणु को अनुक्रमित किया जाना है।

प्रतिक्रिया में, न्यूक्लियोटाइड को जोड़ा जाता है जिसे एंजाइम द्वारा नए डीएनए स्ट्रैंड में शामिल किया जाएगा।

"पारंपरिक" न्यूक्लियोटाइड्स के अलावा, विधि में प्रत्येक आधार के लिए डाइडॉक्सिन्यूक्लियोटाइड्स की एक श्रृंखला शामिल है। वे दो विशेषताओं में मानक न्यूक्लियोटाइड से भिन्न होते हैं: संरचनात्मक रूप से, वे डीएनए पोलीमरेज़ को बेटी स्ट्रैंड में अधिक न्यूक्लियोटाइड्स जोड़ने की अनुमति नहीं देते हैं और उनके पास प्रत्येक आधार के लिए एक अलग फ्लोरोसेंट मार्कर होता है।

परिणाम विभिन्न लंबाई के डीएनए अणुओं की एक किस्म है, क्योंकि dideoxynucleotides को यादृच्छिक पर शामिल किया गया था और विभिन्न चरणों में प्रतिकृति प्रक्रिया को रोक दिया गया था।

अणुओं की इस किस्म को उनकी लंबाई के अनुसार अलग किया जा सकता है और न्यूक्लियोटाइड पहचान को फ्लोरोसेंट लेबल से प्रकाश के उत्सर्जन के माध्यम से पढ़ा जाता है।

अगली पीढ़ी की सीक्वेंसिंग

हाल के वर्षों में विकसित अनुक्रमण तकनीक एक साथ लाखों नमूनों के बड़े पैमाने पर विश्लेषण की अनुमति देती है।

सबसे उत्कृष्ट तरीकों में पाइरोग्रेडिंग, संश्लेषण द्वारा अनुक्रमण, बंधाव द्वारा अनुक्रमण, और आयन टोरेंट द्वारा अगली पीढ़ी की अनुक्रमण हैं।

संदर्भ

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