प्रोटीन की प्राथमिक संरचना: विशेषताएं - जीवविज्ञान - 2025

प्रोटीन की प्राथमिक संरचना वह क्रम है जिसमें पॉलीपेप्टाइड या पॉलीपेप्टाइड के अमीनो एसिड होते हैं जो उन्हें व्यवस्थित करते हैं। एक प्रोटीन एक बायोपॉलिमर है जो पेप्टाइड बॉन्ड्स द्वारा जुड़े α-एमिनो एसिड मोनोमर्स से बना होता है। प्रत्येक प्रोटीन में इन अमीनो एसिड का परिभाषित अनुक्रम होता है।

प्रोटीन, जैविक कार्यों की एक विस्तृत विविधता का प्रदर्शन करते हैं, जिसमें साइटोस्केलेटन के माध्यम से कोशिकाओं की अखंडता को आकार देना और बनाए रखना, एंटीबॉडीज के माध्यम से विदेशी एजेंटों से शरीर का बचाव करना और एंजाइमों के माध्यम से शरीर में रासायनिक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करना शामिल है।

प्रोटीन की प्राथमिक, माध्यमिक, तृतीयक और चतुर्धातुक संरचनाएं, त्रि-आयामी रचना। से लिया और संपादित: एलेजांद्रो पोर्टो।

आज, प्रोटीन की संरचना का निर्धारण और वह क्रम जिसमें अमीनो एसिड की व्यवस्था की जाती है (अनुक्रमण) वर्षों पहले की तुलना में तेज है। यह जानकारी अंतरराष्ट्रीय इलेक्ट्रॉनिक डेटाबेस में जमा की जाती है, जिसे इंटरनेट (जेनबैंक, पीआईआर, अन्य लोगों के माध्यम से) तक पहुँचा जा सकता है।

अमीनो अम्ल

एमिनो एसिड अणु होते हैं जिनमें एक एमिनो समूह और एक कार्बोक्जिलिक एसिड समूह होता है। Α- अमीनो एसिड के मामले में, उनके पास एक केंद्रीय कार्बन परमाणु (α कार्बन) होता है, जिसमें एक हाइड्रोजन परमाणु और एक विशिष्ट आर समूह के अलावा, दोनों एमिनो समूह और कार्बोक्सिल समूह जुड़े होते हैं, जिसे कहा जाता है पक्ष श्रृंखला।

Α- कार्बन के इस विन्यास के कारण, बनने वाले अमीनो एसिड, जिन्हें α- अमीनो एसिड के रूप में जाना जाता है, चिरल हैं। दो रूपों का उत्पादन किया जाता है जो एक दूसरे की दर्पण छवियां होती हैं और इन्हें एल और डी एनैन्टीओमर कहा जाता है।

जीवित प्राणियों में सभी प्रोटीन एल कॉन्फ़िगरेशन के 20 α- अमीनो एसिड से बने होते हैं। इन 20 अमीनो एसिड की साइड चेन अलग-अलग हैं और रासायनिक समूहों की एक महान विविधता है।

मूल रूप से, α- अमीनो एसिड को निम्नलिखित तरीके से साइड चेन के प्रकार के आधार पर समूहित (मनमाने ढंग से) किया जा सकता है।

एलिफैटिक अमीनो एसिड

कुछ लेखकों के अनुसार, इस समूह में शामिल हैं, ग्लाइसिन (ग्लि), अलैनिन (अला), वैलिन (वैल), ल्यूसीन (ल्यू) और इलोस्यूसिन (इले)। अन्य लेखकों में मेथियोनीन (मेट) और प्रोलाइन (प्रो) भी शामिल हैं।

अमीनो एसिड हाइड्रॉक्सिल- या सल्फर युक्त साइड चेन के साथ

इसमें सेरीन (Ser), Cysteine ​​(Cys), Threonine (Thr) और मेथिओनिन भी होता है। कुछ लेखकों के अनुसार, समूह में केवल Ser और Thr शामिल होना चाहिए।

चक्रीय अमीनो एसिड

पूरी तरह से प्रोलिन से बना है, जो पहले से ही उल्लेख किया गया है, अन्य लेखकों द्वारा एलिफैटिक अमीनो एसिड में शामिल है।

सुगंधित अमीनो एसिड

फेनिलएलनिन (Phe), टायरोसिन (Tyr) और ट्रिप्टोफैन (Trp)।

मूल अमीनो एसिड

हिस्टडीन (उसका), लाइसिन (लाइस) और आर्जिनिन (आर्ग)

अम्लीय अमीनो एसिड और उनके एमाइड

इसमें एसपारटिक (एस्प) और ग्लूटामिक (ग्लू) एसिड होते हैं और एमपरगाइन (एसएन) और ग्लूटामाइन (ग्लन) भी होते हैं। कुछ लेखक इस अंतिम समूह को दो में अलग करते हैं; एक तरफ अम्लीय अमीनो एसिड (पहले दो), और दूसरे उन पर जो कार्बोक्सामाइड (शेष दो) होते हैं।

पेप्टाइड बॉन्ड्स

अमीनो एसिड को पेप्टाइड बॉन्ड के माध्यम से एक दूसरे से जोड़ा जा सकता है। इन बॉन्ड, जिन्हें एमाइड बॉन्ड भी कहा जाता है, एक एमिनो एसिड के α-amino समूह और दूसरे के α-carboxyl समूह के बीच स्थापित होते हैं। यह संघ एक पानी के अणु के नुकसान के साथ बनता है।

दो अमीनो एसिड के बीच संघ एक परिणाम के रूप में एक dipeptide, और अगर नए अमीनो एसिड जोड़ रहे हैं, tripeptides, tetrapeptides, और इतने पर क्रमिक रूप से बनाया जा सकता है।

अमीनो एसिड की एक छोटी संख्या से बने पॉलीपेप्टाइड्स को आमतौर पर ऑलिगोपेप्टाइड कहा जाता है, और अगर एमिनो एसिड की संख्या अधिक है, तो उन्हें पॉलीपेप्टाइड्स कहा जाता है।

प्रत्येक अमीनो एसिड जो पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में जोड़ा जाता है, पानी का एक अणु जारी करता है। अमीनो एसिड का वह भाग जो H + या OH- को बाँधने के दौरान खो गया है उसे एमिनो एसिड अवशेष कहा जाता है।

इनमें से अधिकांश ऑलिगोपेप्टाइड और पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं में एक छोर पर, एक एमिनो-टर्मिनल समूह (एन-टर्मिनल), और दूसरे में टर्मिनल कार्बोक्सिल (सी-टर्मिनल) होगा। इसके अलावा, वे अमीनो एसिड अवशेषों की साइड चेन के बीच कई आयताकार समूह शामिल कर सकते हैं जो उन्हें बनाते हैं। इसके कारण, उन्हें पॉलीएम्पोलिथ माना जाता है।

दो अमीनो एसिड के बीच एक पेप्टाइड बंधन का गठन। से लिया और संपादित: एलेजांद्रो पोर्टो।

अमीनो एसिड अनुक्रम

प्रत्येक प्रोटीन में अमीनो एसिड के अवशेषों का एक निश्चित अनुक्रम होता है। यह आदेश प्रोटीन की प्राथमिक संरचना के रूप में जाना जाता है।

प्रत्येक जीव में प्रत्येक व्यक्ति प्रोटीन विशिष्ट है। अर्थात्, एक मनुष्य का मायोग्लोबिन दूसरे मनुष्य के समान है, लेकिन अन्य स्तनधारियों के मायोग्लोबिन के साथ इसके छोटे अंतर हैं।

एक प्रोटीन में अमीनो एसिड की मात्रा और प्रकार पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के भीतर इन अमीनो एसिड के स्थान के रूप में महत्वपूर्ण है। प्रोटीन को समझने के लिए, बायोकेमिस्ट को पहले प्रत्येक विशेष प्रोटीन को अलग करना और शुद्ध करना होगा, फिर एक एमिनो एसिड सामग्री विश्लेषण करना होगा, और अंत में इस क्रम को निर्धारित करना होगा।

प्रोटीन को अलग और शुद्ध करने के लिए अलग-अलग तरीके हैं, जिनमें से हैं: सेंट्रीफ्यूगेशन, क्रोमैटोग्राफी, जेल निस्पंदन, डायलिसिस और अल्ट्राफिल्ट्रेशन, साथ ही अध्ययन के तहत प्रोटीन की घुलनशीलता गुणों का उपयोग।

प्रोटीन में मौजूद अमीनो एसिड का निर्धारण तीन चरणों के बाद किया जाता है। सबसे पहले पेप्टाइड बॉन्ड को हाइड्रोलिसिस द्वारा तोड़ना है। बाद में, मिश्रण में विभिन्न प्रकार के अमीनो एसिड अलग हो जाते हैं; और अंत में, प्राप्त अमीनो एसिड के प्रत्येक प्रकार की मात्रा निर्धारित की जाती है।

प्रोटीन की प्राथमिक संरचना निर्धारित करने के लिए, विभिन्न तरीकों का उपयोग किया जा सकता है; लेकिन वर्तमान में सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला एडमैन पद्धति है, जिसमें मूल रूप से बार-बार श्रृंखला के बाकी हिस्सों से एन-टर्मिनल अमीनो एसिड को चिह्नित करना और अलग करना है, और व्यक्तिगत रूप से जारी प्रत्येक अमीनो एसिड की पहचान करना है।

प्रोटीन कोडिंग

प्रोटीन की प्राथमिक संरचना जीवों के जीन में कूटबद्ध होती है। आनुवंशिक जानकारी डीएनए में निहित है, लेकिन प्रोटीन में इसके अनुवाद के लिए इसे पहले mRNA अणुओं में बदलना चाहिए। अमीनो एसिड के लिए प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड ट्रिपलेट (कोडन) कोड।

क्योंकि 64 संभावित कोडन हैं और प्रोटीन के निर्माण में केवल 20 अमीनो एसिड का उपयोग किया जाता है, प्रत्येक अमीनो एसिड को एक से अधिक कोडन द्वारा एन्कोड किया जा सकता है। वस्तुतः सभी जीवित चीजें समान अमीनो एसिड के लिए कोड करने के लिए एक ही कोडन का उपयोग करती हैं। इसलिए, आनुवंशिक कोड को लगभग सार्वभौमिक भाषा माना जाता है।

इस कोड में, शुरू करने के लिए उपयोग किए गए कोडन हैं और पॉलीपेप्टाइड के अनुवाद को भी रोकते हैं। स्टॉप कोडन किसी भी एमिनो एसिड के लिए कोड नहीं करते हैं, बल्कि श्रृंखला के सी-टर्मिनस पर अनुवाद को रोकते हैं, और ट्रिपल यूएए, यूएजी और यूजीए द्वारा दर्शाए जाते हैं।

दूसरी ओर, AUG कोडन सामान्य रूप से एक स्टार्ट सिग्नल के रूप में कार्य करता है और मेथिओनिन के लिए कोड भी।

अनुवाद के बाद, प्रोटीन कुछ प्रसंस्करण या संशोधन से गुजर सकता है, जैसे कि विखंडन द्वारा छोटा करना, उनके अंतिम कॉन्फ़िगरेशन को प्राप्त करने के लिए।

संदर्भ

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