आरएनए पोलीमरेज़: संरचना, कार्य, प्रोकैरियोट्स, यूकेरियोट्स - जीवविज्ञान - 2025

आरएनए पोलीमरेज़ एक एंजाइम जटिल है कि, एक आरएनए अणु का बहुलकीकरण मध्यस्थता एक डीएनए के रूप में इस्तेमाल अनुक्रम से के लिए जिम्मेदार है एक टेम्पलेट। यह प्रक्रिया जीन अभिव्यक्ति में पहला कदम है, और इसे प्रतिलेखन कहा जाता है। आरएनए पोलीमरेज़ एक विशेष क्षेत्र में डीएनए को बांधता है, जिसे प्रवर्तक के रूप में जाना जाता है।

यह एंजाइम - और सामान्य रूप से प्रतिलेखन प्रक्रिया - प्रोकैरियोट्स की तुलना में यूकेरियोट्स में अधिक जटिल है। यूकेरियोट्स में कई आरएनए पोलीमरेज़ होते हैं जो प्रोकैरियोट्स के विपरीत कुछ विशेष प्रकार के जीनों के विशेषज्ञ होते हैं, जहाँ सभी जीनों को पोलीमरेज़ के एकल वर्ग द्वारा स्थानांतरित किया जाता है।

कार्रवाई में आरएनए पोलीमरेज़ की संरचना।

स्रोत: I, Splette

प्रतिलेखन से संबंधित तत्वों में यूकेरियोटिक वंश के भीतर बढ़ी हुई जटिलता संभवतः एक अधिक परिष्कृत जीन विनियमन प्रणाली से संबंधित है, जो बहुकोशिकीय जीवों की विशिष्ट है।

पुरातनता में, प्रतिलेखन एक प्रक्रिया के समान है जो यूकेरियोट्स में होती है, इस तथ्य के बावजूद कि उनके पास केवल एक पोलीमरेज़ है।

पॉलिमरेज़ अकेले कार्य नहीं करते हैं। प्रतिलेखन प्रक्रिया को सही ढंग से शुरू करने के लिए, प्रतिलेखन कारकों नामक प्रोटीन परिसरों की उपस्थिति आवश्यक है।

संरचना

आरएनए पोलीमरेज़ की सबसे अच्छी विशेषता बैक्टीरिया के पोलीमरेज़ हैं। इसमें कई पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाएं होती हैं। एंजाइम में कई सबयूनिट होते हैं, जिन्हें α, β, sub σ और σ के रूप में सूचीबद्ध किया जाता है। यह दिखाया गया है कि यह अंतिम सबयूनिट कैटेलिसिस में सीधे भाग नहीं लेता है, लेकिन डीएनए के लिए विशिष्ट बंधन में शामिल है।

वास्तव में, यदि हम un सबयूनिट को हटा दें तो पोलीमरेज़ अभी भी इसकी संबद्ध प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित कर सकता है, लेकिन यह गलत क्षेत्रों में ऐसा करता है।

Α सबयूनिट का द्रव्यमान 40,000 डेल्टोन है और इसमें दो हैं। There और β un सबयूनिट्स में से केवल 1 है, और उनके पास क्रमशः 155,000 और 160,000 डेल्टोन का द्रव्यमान है।

ये तीन संरचनाएं एंजाइम के नाभिक में स्थित हैं, जबकि it सबयूनिट आगे दूर है, और इसे सिग्मेंट कारक कहा जाता है। पूर्ण एंजाइम - या होलोनीजाइम - का कुल वजन 480,000 daltons के करीब है।

आरएनए पोलीमरेज़ की संरचना व्यापक रूप से परिवर्तनशील है, और अध्ययन किए गए समूह पर निर्भर करती है। हालांकि, सभी कार्बनिक प्राणियों में यह एक जटिल एंजाइम है, जो कई इकाइयों से बना होता है।

विशेषताएं

आरएनए पोलीमरेज़ का कार्य डीएनए टेम्पलेट से निर्मित आरएनए श्रृंखला के न्यूक्लियोटाइड्स का बहुलककरण है।

जीव के निर्माण और विकास के लिए आवश्यक सभी जानकारी उसके डीएनए में लिखी जाती है। हालांकि, जानकारी का सीधे प्रोटीन में अनुवाद नहीं किया गया है। एक दूत आरएनए अणु के लिए मध्यवर्ती कदम आवश्यक है।

डीएनए से आरएनए तक भाषा के इस परिवर्तन की मध्यस्थता आरएनए पोलीमरेज़ द्वारा की जाती है और घटना को प्रतिलेखन कहा जाता है। यह प्रक्रिया डीएनए प्रतिकृति के समान है।

प्रोकैरियोट्स में

प्रोकैरियोट एक परिभाषित नाभिक के बिना एककोशिकीय जीव हैं। सभी प्रोकैरियोट्स में से, सबसे अधिक अध्ययन किया गया जीव एस्चेरिचिया कोलाई है। यह जीवाणु हमारे माइक्रोबायोटा का एक सामान्य निवासी है और आनुवंशिकीविदों के लिए आदर्श मॉडल है।

आरएनए पोलीमरेज़ को पहले इस जीव से अलग किया गया था, और ई। कोलाई में अधिकांश प्रतिलेखन अध्ययन किए गए हैं। इस जीवाणु की एक कोशिका में हम 7000 पोलीमरेज़ अणु तक पा सकते हैं।

यूकेरियोट्स के विपरीत, जिनमें तीन प्रकार के आरएनए पोलीमरेज़ हैं, प्रोकैरियोट्स में सभी जीनों को एक प्रकार के पोलीमरेज़ द्वारा संसाधित किया जाता है।

यूकेरियोट्स में

एक जीन क्या है?

यूकेरियोट्स ऐसे जीव हैं जिनके पास एक झिल्ली द्वारा विभाजित एक नाभिक होता है और विभिन्न अंग होते हैं। यूकेरियोटिक कोशिकाओं को तीन प्रकार के परमाणु आरएनए पोलीमरेज़ की विशेषता है, और प्रत्येक प्रकार विशेष जीन के प्रतिलेखन के लिए जिम्मेदार है।

एक "जीन" परिभाषित करने के लिए एक आसान शब्द नहीं है। आमतौर पर, हम किसी भी डीएनए अनुक्रम को कॉल करने के लिए उपयोग किए जाते हैं जो अंततः एक प्रोटीन "जीन" में अनुवादित होता है। यद्यपि पिछला कथन सत्य है, ऐसे जीन भी हैं जिनका अंतिम उत्पाद एक आरएनए (और प्रोटीन नहीं) है, या वे जीन हैं जो अभिव्यक्ति के नियमन में शामिल हैं।

तीन प्रकार के बहुलक हैं, जिन्हें I, II और III के रूप में नामित किया गया है। हम नीचे इसके कार्यों का वर्णन करेंगे:

आरएनए पोलीमरेज़ II

जीन जो प्रोटीन के लिए कोड करते हैं - और एक दूत आरएनए को शामिल करते हैं - आरएनए पोलीमरेज़ II द्वारा प्रेषित होते हैं। प्रोटीन संश्लेषण में इसकी प्रासंगिकता के कारण, यह शोधकर्ताओं द्वारा सबसे अधिक अध्ययन किया गया पोलीमरेज़ है।

प्रतिलेखन के कारक

ये एंजाइम स्वयं द्वारा प्रतिलेखन प्रक्रिया को निर्देशित नहीं कर सकते हैं, उन्हें प्रतिलेखन कारकों नामक प्रोटीन की उपस्थिति की आवश्यकता होती है। दो प्रकार के प्रतिलेखन कारकों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है: सामान्य और अतिरिक्त।

पहले समूह में प्रोटीन शामिल हैं जो पोलीमरेज़ II के सभी प्रमोटरों के प्रतिलेखन में शामिल हैं। ये प्रतिलेखन की बुनियादी मशीनरी का गठन करते हैं।

इन विट्रो सिस्टम में, आरएनए पोलीमरेज़ II द्वारा प्रतिलेखन की दीक्षा के लिए अपरिहार्य पांच सामान्य कारकों को चित्रित किया गया है। इन प्रमोटरों के पास एक सर्वसम्मति अनुक्रम है जिसे "TATA बॉक्स" कहा जाता है।

प्रतिलेखन में पहले चरण में TFIID नामक कारक का बंधन TATA बॉक्स में शामिल होता है। यह प्रोटीन कई सबयूनिट्स के साथ एक जटिल है - एक विशिष्ट बाध्यकारी बॉक्स सहित। यह टीएएफ (टीबीपी-जुड़े कारकों) नामक एक दर्जन पेप्टाइड्स से भी बना है।

एक तीसरा कारक TFIIF है। पोलीमरेज़ II की भर्ती होने के बाद, प्रतिलेखन की दीक्षा के लिए कारक TFIIE और TFIIH आवश्यक हैं।

आरएनए पोलीमरेज़ I और III

राइबोसोमल आरएनए राइबोसोम के संरचनात्मक तत्व हैं। राइबोसोमल आरएनए के अलावा, राइबोसोम प्रोटीन से बने होते हैं और एक दूत आरएनए अणु को प्रोटीन में अनुवाद करने के लिए जिम्मेदार होते हैं।

ट्रांसफर आरएनए भी इस अनुवाद प्रक्रिया में भाग लेते हैं, जिसके कारण अमीनो एसिड बनता है जिसे बनाने वाले पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में शामिल किया जाएगा।

ये आरएनए (राइबोसोमल और ट्रांसफर) आरएनए पॉलीमरेज़ I और III द्वारा स्थानांतरित होते हैं। आरएनए पोलीमरेज़ I सबसे बड़े राइबोसोमल आरएनए के ट्रांसक्रिप्शन के लिए विशिष्ट है, जिसे 28 एस, 28 एस और 5.8 एस के रूप में जाना जाता है। S का तात्पर्य अवसादन गुणांक से है, अर्थात सेंट्रीफ्यूजेशन प्रक्रिया के दौरान अवसादन दर।

आरएनए पोलीमरेज़ III जीन के प्रतिलेखन के लिए जिम्मेदार है जो सबसे छोटे राइबोसोमल आरएनए (5 एस) के लिए कोड है।

इसके अलावा, छोटे आरएनए की एक श्रृंखला (याद रखें कि कई प्रकार के आरएनए हैं, न केवल सबसे अच्छे ज्ञात संदेशवाहक, राइबोसोमल और ट्रांसफर आरएनए) जैसे कि छोटे परमाणु आरएनए, आरएनए पोलीमरेज़ III द्वारा स्थानांतरित होते हैं।

प्रतिलेखन के कारक

आरएनए पोलीमरेज़ I, विशेष रूप से राइबोसोमल जीन के प्रतिलेखन के लिए आरक्षित है, इसकी गतिविधि के लिए कई प्रतिलेखन कारकों की आवश्यकता होती है। राइबोसोमल आरएनए के जीनिंग एन्कोडिंग में एक प्रमोटर होता है जो ट्रांसक्रिप्शनल स्टार्ट साइट से लगभग 150 बेस जोड़े "अपस्ट्रीम" होता है।

प्रमोटर को दो प्रतिलेखन कारकों द्वारा मान्यता प्राप्त है: यूबीएफ और एसएल 1। ये सहकारी प्रवर्तक बांधते हैं और पोलीमरेज़ I की भर्ती करते हैं, जो दीक्षा परिसर का निर्माण करते हैं।

ये कारक कई प्रोटीन सबयूनिट से बने होते हैं। इसी तरह, टीबीपी यूकेरियोट्स में सभी तीन पॉलिमर गैसों के लिए एक साझा प्रतिलेखन कारक प्रतीत होता है।

आरएनए पोलीमरेज़ III के लिए, प्रतिलेखन कारक TFIIIA, TFIIIB और TFIIIC की पहचान की गई है। ये क्रमबद्ध रूप से प्रतिलेखन परिसर में बाँधते हैं।

ऑर्गेनेल में आरएनए पोलीमरेज़

यूकेरियोट्स की विशिष्ट विशेषताओं में से एक है सबसेल्यूलर डिब्बे जिसे ऑर्गेनेल कहा जाता है। माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट में एक अलग आरएनए पोलीमरेज़ होता है जो बैक्टीरिया में इस एंजाइम की याद दिलाता है। ये पोलीमरेज़ सक्रिय हैं, और वे इन जीवों में पाए जाने वाले डीएनए को स्थानांतरित करते हैं।

एंडोसिम्बायोटिक सिद्धांत के अनुसार, यूकेरियोट्स एक सहजीवन घटना से आते हैं, जहां एक जीवाणु एक छोटे से जुड़ा हुआ है। यह प्रासंगिक विकासवादी तथ्य बैक्टीरिया के पोलीमरेज़ के साथ माइटोकॉन्ड्रिया के पोलीमरेज़ के बीच समानता की व्याख्या करता है।

आर्किया में

बैक्टीरिया की तरह, आर्किया में भी एक प्रकार का पोलीमरेज़ होता है जो एककोशिकीय जीव के सभी जीनों के प्रतिलेखन के लिए जिम्मेदार होता है।

हालांकि, आर्किया का आरएनए पोलीमरेज़ यूकेरियोट्स में पोलीमरेज़ की संरचना के समान है। वे विशेष रूप से एक TATA बॉक्स और प्रतिलेखन कारक, TBP और TFIIB प्रस्तुत करते हैं।

सामान्य शब्दों में, यूकेरियोट्स में प्रतिलेखन प्रक्रिया आर्किया में पाए जाने वाले समान है।

डीएनए पोलीमरेज़ के साथ अंतर

डीएनए प्रतिकृति को डीएनए पोलीमरेज़ नामक एंजाइम कॉम्प्लेक्स द्वारा ऑर्केस्ट्रेटेड किया जाता है। यद्यपि यह एंजाइम अक्सर आरएनए पोलीमरेज़ की तुलना में होता है - दोनों 5 ′ से 3 - दिशा में एक न्यूक्लियोटाइड श्रृंखला के बहुलककरण को उत्प्रेरित करते हैं - वे कई मामलों में भिन्न होते हैं।

डीएनए पोलीमरेज़ को अणु की प्रतिकृति शुरू करने के लिए एक छोटे से न्यूक्लियोटाइड टुकड़े की आवश्यकता होती है, जिसे प्राइमर या प्राइमर कहा जाता है। आरएनए पोलीमरेज़ संश्लेषण डे नोवो शुरू कर सकता है, और इसकी गतिविधि के लिए प्राइमर की आवश्यकता नहीं है।

डीएनए पोलीमरेज़ एक क्रोमोसोम के साथ विभिन्न साइटों के लिए बाध्य करने में सक्षम है, जबकि पोलीमरेज़ केवल जीन प्रमोटरों को बांधता है।

एंजाइमों के प्रूफरीडिंग तंत्र के लिए, डीएनए पोलीमरेज़ के उन लोगों को बेहतर रूप से जाना जाता है, जो गलत न्यूक्लियोटाइड्स को सही करने में सक्षम हैं, जो गलती से पॉलिमराइज़ हो गए हैं।

संदर्भ

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