पॉलिमरेज़: विशेषताएँ, संरचना और कार्य - जीवविज्ञान - 2025

पोलिमेरासिज़ एंजाइमों समारोह जिसका प्रतिकृति और न्यूक्लिक एसिड के प्रतिलेखन की प्रक्रिया से संबंधित है कर रहे हैं। इन एंजाइमों के दो मुख्य प्रकार हैं: डीएनए पोलीमरेज़ और आरएनए पोलीमरेज़।

डीएनए पोलीमरेज़ प्रतिकृति प्रक्रिया के दौरान नई न्यूक्लियोटाइड को जोड़ने के दौरान नई डीएनए श्रृंखला को संश्लेषित करने के लिए जिम्मेदार है। वे बड़े, जटिल एंजाइम होते हैं, और संरचना में भिन्न होते हैं, इस पर निर्भर करता है कि वे यूकेरियोटिक या प्रोकैरियोटिक जीव में पाए जाते हैं।

टैक पोलीमरेज़: पीसीआर में उपयोग किया जाने वाला एंजाइम।

स्रोत: लिजेल्सो

इसी तरह, आरएनए पोलीमरेज़ डीएनए ट्रांसक्रिप्शन के दौरान काम करता है, आरएनए अणु को संश्लेषित करता है। डीएनए पोलीमरेज़ की तरह, यह यूकेरियोट्स और प्रोकैरियोट्स दोनों में पाया जाता है और समूह के आधार पर इसकी संरचना और जटिलता अलग-अलग होती है।

विकासवादी दृष्टिकोण से, यह सोचना प्रशंसनीय है कि पहले एंजाइमों में पोलीमरेज़ गतिविधि होनी चाहिए थी, क्योंकि जीवन के विकास के लिए आंतरिक आवश्यकताओं में से एक जीनोम की प्रतिकृति क्षमता है।

आणविक जीव विज्ञान की केंद्रीय हठधर्मिता

आणविक जीव विज्ञान के तथाकथित "हठधर्मिता" में डीएनए में एन्क्रिप्ट किए गए जीन से प्रोटीन के गठन का वर्णन है: प्रतिकृति, प्रतिलेखन और अनुवाद।

प्रक्रिया डीएनए अणु की प्रतिकृति के साथ शुरू होती है, जहां इसकी दो प्रतियां एक अर्ध-रूढ़िवादी तरीके से उत्पन्न होती हैं। डीएनए से संदेश तब आरएनए अणु में स्थानांतरित होता है, जिसे मैसेंजर आरएनए कहा जाता है। अंत में, मेसेंजर को राइबोसोमल मशीनरी द्वारा प्रोटीन में अनुवादित किया जाता है।

इस लेख में हम पहले वर्णित दो प्रक्रियाओं में शामिल दो महत्वपूर्ण एंजाइमों का पता लगाएंगे।

यह ध्यान देने योग्य है कि केंद्रीय हठधर्मिता के अपवाद हैं। कई जीन प्रोटीन में अनुवादित नहीं होते हैं, और कुछ मामलों में सूचना का प्रवाह आरएनए से डीएनए तक होता है (जैसा रेट्रोवायरस में)।

डीएनए पोलीमरेज़

विशेषताएं

डीएनए पोलीमरेज़ जीनोम की सटीक प्रतिकृति के लिए जिम्मेदार एंजाइम है। आनुवांशिक जानकारी के रखरखाव और अगली पीढ़ियों तक इसके संचरण को सुनिश्चित करने के लिए एंजाइम का कार्य पर्याप्त रूप से कुशल होना चाहिए।

अगर हम जीनोम के आकार पर विचार करते हैं, तो यह काफी चुनौतीपूर्ण काम है। उदाहरण के लिए, यदि हम अपने कंप्यूटर पर 100-पेज के दस्तावेज़ को ट्रांसक्रिप्ट करने का कार्य स्वयं निर्धारित करते हैं, तो हम निश्चित रूप से प्रत्येक पृष्ठ के लिए एक त्रुटि (या अधिक, हमारी एकाग्रता के आधार पर) करेंगे।

पोलीमरेज़ प्रत्येक सेकंड में 700 से अधिक न्यूक्लियोटाइड जोड़ सकता है, और यह केवल 10 ⁹ या 10 ¹⁰ निगमित न्यूक्लियोटाइड्स, एक असाधारण संख्या में गलत है ।

पोलीमरेज़ में ऐसे तंत्र होने चाहिए जो जीनोम की जानकारी को बिल्कुल कॉपी करने की अनुमति दें। इसलिए, विभिन्न बहुलक हैं जो डीएनए को दोहराने और मरम्मत करने की क्षमता रखते हैं।

विशेषताएँ और संरचना

डीएनए पोलीमरेज़ एक एंजाइम है जो 5'-3 'दिशा में काम करता है, और फ्री-एचओ समूह के साथ टर्मिनल छोर पर न्यूक्लियोटाइड जोड़कर काम करता है।

इस सुविधा के तात्कालिक परिणामों में से एक यह है कि किसी भी असुविधा के बिना किसी भी अजनबी को संश्लेषित किया जा सकता है, लेकिन उस स्ट्रैंड के बारे में क्या है जिसे 3'-5 'दिशा में संश्लेषित करने की आवश्यकता है?

इस श्रृंखला को ओकाजाकी अंशों के रूप में जाना जाता है में संश्लेषित किया जाता है। इस प्रकार, छोटे खंडों को सामान्य दिशा में संश्लेषित किया जाता है, 5'-3 ', जो बाद में लिगेज नामक एंजाइम से जुड़ जाता है।

संरचनात्मक रूप से, डीएनए पोलीमरेज़ में आम दो सक्रिय साइटें होती हैं जो धातु आयनों के पास होती हैं। उनमें हमें एस्पार्टेट और अन्य अमीनो एसिड अवशेष मिलते हैं जो धातुओं का समन्वय करते हैं।

प्रकार

परंपरागत रूप से, प्रोकैरियोट्स में, तीन प्रकार के पोलीमरेज़ की पहचान की गई है जिन्हें रोमन अंकों के साथ नाम दिया गया है: I, II और III। यूकेरियोट्स में, पांच एंजाइमों को पहचाना जाता है और ग्रीक वर्णमाला के अक्षरों के साथ नाम दिया गया है, अर्थात्: α, γ,,, γ और,।

सबसे हालिया जांच में एस्चेरिचिया कोलाई में पांच प्रकार के डीएनए की पहचान की गई है, 8 खमीर सैचरोमाइसिस सेरेविसिया और 15 से अधिक मनुष्यों में। पौधे के वंश में, एंजाइम का कम अध्ययन किया गया है। हालांकि, मॉडल जीव Arabidopsis thaliana में लगभग 12 एंजाइमों का वर्णन किया गया है।

अनुप्रयोग

आणविक जीव विज्ञान प्रयोगशालाओं में सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली तकनीकों में से एक पीसीआर या पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन है। यह प्रक्रिया डीएनए पोलीमरेज़ की पोलीमराइज़ेशन क्षमता का लाभ उठाती है, परिमाण के कई आदेशों द्वारा, एक डीएनए अणु जिसे हम अध्ययन करना चाहते हैं।

दूसरे शब्दों में, प्रक्रिया के अंत में हमारे पास हमारे लक्ष्य डीएनए की हजारों प्रतियां होंगी। पीसीआर के उपयोग बहुत विविध हैं। यह कुछ रोगों के निदान के लिए या पारिस्थितिकी में भी वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए लागू किया जा सकता है।

आरएनए पोलीमरेज़

विशेषताएं

आरएनए पोलीमरेज़ एक डीएनए टेम्पलेट से शुरू होने वाले आरएनए अणु पैदा करने के लिए जिम्मेदार है। परिणामी प्रतिलेख एक प्रतिलिपि है जो डीएनए खंड को एक टेम्पलेट के रूप में उपयोग करने के लिए पूरक है।

मैसेंजर आरएनए राइबोसोम की जानकारी ले जाने, प्रोटीन उत्पन्न करने के लिए जिम्मेदार है। वे अन्य प्रकार के आरएनए के संश्लेषण में भी भाग लेते हैं।

यह अकेले कार्य नहीं कर सकता है, इसे प्रोटीन की आवश्यकता होती है जिसे प्रतिलेखन कारक कहा जाता है जो अपने कार्यों को सफलतापूर्वक करने में सक्षम हो।

विशेषताएँ और संरचना

आरएनए पोलीमरेज़ बड़े एंजाइम कॉम्प्लेक्स हैं। वे प्रोकैरियोटिक की तुलना में यूकेरियोटिक वंश में अधिक जटिल हैं।

यूकेरियोट्स में, तीन प्रकार के पोलीमरेज़ हैं: पोल I, II और III, जो राइबोसोमल, मैसेंजर के संश्लेषण के लिए केंद्रीय मशीनरी हैं, और क्रमशः आरएनए को स्थानांतरित करते हैं। इसके विपरीत, प्रोकैरियोट्स में उनके सभी जीन एक प्रकार के पोलीमरेज़ द्वारा संसाधित होते हैं।

डीएनए और आरएनए पोलीमरेज़ के बीच अंतर

यद्यपि दोनों एंजाइम डीएनए एनेलिंग का उपयोग करते हैं, वे तीन प्रमुख तरीकों से भिन्न होते हैं। सबसे पहले, डीएनए पोलीमरेज़ को प्रतिकृति शुरू करने और न्यूक्लियोटाइड्स को जोड़ने के लिए एक प्राइमर की आवश्यकता होती है। प्राइमर या प्राइमर कुछ न्यूक्लियोटाइड से बना एक अणु है, जिसके अनुक्रम डीएनए में एक विशिष्ट साइट के पूरक हैं।

प्राइमर अपनी उत्प्रेरक प्रक्रिया शुरू करने के लिए पोलीमरेज़ को एक मुक्त -OH देता है। इसके विपरीत, आरएनए पोलीमरेज़ प्राइमर की आवश्यकता के बिना अपना काम शुरू कर सकते हैं।

दूसरा, डीएनए पोलीमरेज़ के डीएनए अणु पर कई बाध्यकारी क्षेत्र हैं। आरएनए पोलीमरेज़ केवल जीन के प्रमोटर अनुक्रमों को बांध सकता है।

अंत में, डीएनए पोलीमरेज़ एक एंजाइम है जो उच्च निष्ठा के साथ अपना काम करता है। आरएनए पोलीमरेज़ अधिक त्रुटियों के लिए अतिसंवेदनशील है, हर 10 ⁴ न्यूक्लियोटाइड में एक गलत न्यूक्लियोटाइड का परिचय ।

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