प्रतिकृति कांटा क्या है? - जीवविज्ञान - 2025

प्रतिकृति कांटा बिंदु है जिस पर डीएनए प्रतिकृति होता है, यह भी विकास बिंदु कहा जाता है। यह वाई के आकार का है, और जैसे ही प्रतिकृति होती है, हेयरपिन डीएनए अणु के माध्यम से चलता है।

डीएनए प्रतिकृति सेल्युलर प्रक्रिया है जिसमें कोशिका में आनुवंशिक सामग्री के दोहराव को शामिल किया जाता है। डीएनए की संरचना एक डबल हेलिक्स है, और इसकी सामग्री को दोहराने के लिए इसे खोला जाना चाहिए। प्रत्येक स्ट्रैंड नई डीएनए श्रृंखला का हिस्सा होगा, क्योंकि प्रतिकृति एक अर्ध-रूढ़िवादी प्रक्रिया है।

स्रोत: मसूर ग्लूऑन पर आधारित (स्पैनिश संस्करण एलेजैंड्रो पोर्टो द्वारा)

प्रतिकृति कांटा नवगठित टेम्पलेट या टेम्पलेट स्ट्रैंड्स और डुप्लेक्स डीएनए के बीच जंक्शन के बीच सटीक रूप से बनता है जो अभी तक डुप्लिकेट नहीं किया गया है। डीएनए प्रतिकृति की शुरुआत करते समय, किसी एक स्ट्रैंड को आसानी से डुप्लिकेट किया जा सकता है, जबकि दूसरे स्ट्रैंड में ध्रुवीयता की समस्या होती है।

श्रृंखला को पोलीमराइज़ करने के लिए एंजाइम - डीएनए पोलीमरेज़ - केवल 5'-3 'दिशा में डीएनए स्ट्रैंड को संश्लेषित करता है। इस प्रकार, एक कतरा निरंतर है और दूसरा बंद प्रतिकृति से गुजरता है, जिससे ओकाजाकी टुकड़े उत्पन्न होते हैं।

डीएनए प्रतिकृति और प्रतिकृति कांटा

डीएनए वह अणु है जो सभी जीवित जीवों के लिए आवश्यक आनुवंशिक जानकारी संग्रहीत करता है - कुछ वायरस के अपवाद के साथ।

यह विशाल बहुलक चार अलग-अलग न्यूक्लियोटाइड (ए, टी, जी और सी) से बना है, यूकेरियोट्स के नाभिक में रहता है, प्रत्येक कोशिका में इन प्राणियों के ऊतक होते हैं (स्तनधारियों के परिपक्व लाल रक्त कोशिकाओं को छोड़कर) कोर)।

हर बार जब एक कोशिका विभाजित होती है, तो डीएनए को आनुवंशिक सामग्री के साथ एक बेटी कोशिका बनाने के लिए दोहराया जाना चाहिए।

एक-तरफ़ा और दो-तरफ़ा प्रतिकृति

उत्पत्ति के बिंदु पर प्रतिकृति कांटा के गठन के आधार पर, प्रतिकृति अप्रत्यक्ष या द्विदिश हो सकती है।

तार्किक रूप से, एक दिशा में प्रतिकृति के मामले में, केवल एक हेयरपिन बनता है, जबकि द्विदिश प्रतिकृति में, दो हेयरपिन बनते हैं।

एंजाइम शामिल हैं

इस प्रक्रिया के लिए, एक जटिल एंजाइमेटिक मशीनरी आवश्यक है, जो जल्दी से काम करती है और जो डीएनए को सटीक रूप से दोहरा सकती है। सबसे महत्वपूर्ण एंजाइम डीएनए पोलीमरेज़, डीएनए प्राइमेज़, डीएनए हेलिकेज़, डीएनए लिगेज़ और टोपोइज़ोमेरेज़ हैं।

प्रतिकृति और हेयरपिन के गठन की शुरुआत

अणु में किसी भी यादृच्छिक स्थान पर डीएनए प्रतिकृति शुरू नहीं होती है। डीएनए में विशिष्ट क्षेत्र हैं जो प्रतिकृति की शुरुआत को चिह्नित करते हैं।

अधिकांश बैक्टीरिया में, बैक्टीरिया के गुणसूत्र में एक ही एटी-रिच प्रारंभ बिंदु होता है। यह रचना तर्कसंगत है, क्योंकि यह क्षेत्र के उद्घाटन की सुविधा देता है (एटी जोड़े दो हाइड्रोजन बांडों से जुड़े हुए हैं, जबकि जीसी जोड़ी तीन से)।

जैसे ही डीएनए खुलने लगता है, एक वाई-आकार की संरचना बन जाती है: प्रतिकृति कांटा।

कांटा बढ़ाव और आंदोलन

डीएनए पोलीमरेज़ खरोंच से बेटी श्रृंखला संश्लेषण शुरू नहीं कर सकता। आपको एक अणु की आवश्यकता होती है जिसमें 3 'अंत होता है ताकि पोलीमरेज़ में पॉलीमराइज़िंग शुरू करने के लिए एक जगह हो।

यह नि: शुल्क 3 'अंत प्राइमर या प्राइमर नामक एक छोटे से न्यूक्लियोटाइड अणु द्वारा पेश किया जाता है। पहला पोलीमरेज़ के लिए एक प्रकार के हुक के रूप में कार्य करता है।

प्रतिकृति के दौरान, प्रतिकृति कांटा में डीएनए के साथ स्थानांतरित करने की क्षमता होती है। प्रतिकृति कांटा के पारित होने से दो एकल-बैंड डीएनए अणु निकलते हैं जो डबल-बैंड बेटी के अणुओं के गठन को निर्देशित करते हैं।

हेयरपिन हेलिकेज़ एंजाइम की कार्रवाई के लिए आगे बढ़ सकता है जो डीएनए अणु को खोलते हैं। यह एंजाइम बेस जोड़े के बीच हाइड्रोजन बांड को तोड़ता है और हेयरपिन को स्थानांतरित करने की अनुमति देता है।

समाप्ति

जब दो हेयरपिन मूल से 180 ° C पर हों, तो प्रतिकृति पूर्ण हो जाती है।

इस मामले में, हम इस बारे में बात कर रहे हैं कि प्रतिकृति प्रक्रिया बैक्टीरिया में कैसे बहती है और परिपत्र अणु की पूरी मरोड़ प्रक्रिया को उजागर करना आवश्यक है जो प्रतिकृति का अर्थ है। टोपोइलोमेरेसिस अणु के बंधन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

डीएनए प्रतिकृति अर्ध-रूढ़िवादी है

क्या आपने कभी सोचा है कि डीएनए में प्रतिकृति कैसे होती है? दूसरे शब्दों में, डबल हेलिक्स से एक और डबल हेलिक्स उभरना चाहिए, लेकिन यह कैसे होता है? कई वर्षों से जीव विज्ञानियों के बीच यह एक खुला प्रश्न था। कई क्रमपरिवर्तन हो सकते हैं: दो पुराने स्ट्रैंड एक साथ और दो नए स्ट्रैंड एक साथ, या एक नए स्ट्रैंड और एक पुराने डबल हेलिक्स बनाने के लिए।

1957 में, इस सवाल का जवाब मैथ्यू मेसल्सन और फ्रैंकलिन स्टाल ने दिया था। लेखकों द्वारा प्रस्तावित प्रतिकृति मॉडल अर्ध-रूढ़िवादी था।

मेसल्सन और स्टाल ने तर्क दिया कि प्रतिकृति का परिणाम दो डीएनए डबल हेलिक्स अणु हैं। परिणामी अणुओं में से प्रत्येक एक पुराने स्ट्रैंड (माता-पिता या प्रारंभिक अणु से) और एक नए संश्लेषित नए स्ट्रैंड से बना होता है।

ध्रुवता की समस्या

पोलीमरेज़ कैसे काम करता है?

डीएनए हेलिक्स दो श्रृंखलाओं से बना है जो एंटीपैरल समानांतर चलती हैं: एक 5'-3 'दिशा में जाती है और दूसरी 3'-5'।

प्रतिकृति प्रक्रिया में सबसे प्रमुख एंजाइम डीएनए पोलीमरेज़ है, जो श्रृंखला में जोड़े जाने वाले नए न्यूक्लियोटाइड्स के संघ को उत्प्रेरित करने के लिए जिम्मेदार है। डीएनए पोलीमरेज़ केवल 5'-3 'दिशा में श्रृंखला का विस्तार कर सकता है। यह तथ्य प्रतिकृति फोर्क में जंजीरों के एक साथ दोहराव में बाधा डालता है।

क्यों? न्यूक्लियोटाइड्स का जोड़ मुक्त अंत 3 पर होता है जहां एक हाइड्रॉक्सिल समूह (-OH) होता है। इस प्रकार, केवल एक स्ट्रैंड को न्यूक्लियोटाइड के टर्मिनल जोड़ द्वारा 3 'छोर तक आसानी से बढ़ाया जा सकता है। इसे प्रवाहकीय या निरंतर स्ट्रैंड कहा जाता है।

ओकाजाकी शार्ड्स का उत्पादन

अन्य स्ट्रैंड को समाप्त नहीं किया जा सकता है, क्योंकि मुक्त छोर 5 'है और 3' नहीं है और न ही पोलीमरेज़ न्यूक्लियोटाइड्स को 5 'छोर तक जोड़ने के लिए उत्प्रेरित करता है। समस्या को कई छोटे टुकड़ों (130 से 200 न्यूक्लियोटाइड्स से) के संश्लेषण के साथ हल किया जाता है, प्रत्येक प्रतिकृति 5 repl से 3´ की सामान्य दिशा में होती है।

टुकड़ों का यह असंतोषजनक संश्लेषण प्रत्येक भाग के संघात के साथ समाप्त होता है, डीएनए लिगेज द्वारा उत्प्रेरित एक प्रतिक्रिया। इस तंत्र के खोजकर्ता के सम्मान में, रीजी ओकाजाकी, छोटे संश्लेषित खंडों को ओकाजाकी टुकड़े कहा जाता है।

संदर्भ

1. अल्बर्ट, बी।, ब्रे, डी।, हॉपकिन, के।, जॉनसन, ई।, लुईस, जे।, रफ़, एम।,… और वाल्टर, पी। (2015)। आवश्यक कोशिका जीव विज्ञान। माला विज्ञान।
2. कैन, आईके, और इशिनो, वाई। (1999)। आर्कियल डीएनए प्रतिकृति: एक पहेली को हल करने के लिए टुकड़ों की पहचान करना। जेनेटिक्स, 152 (4), 1249-67।
3. कूपर, जीएम और हौसमैन, आरई (2004)। सेल: आणविक दृष्टिकोण। मेडिसिनका नकलदा।
4. गार्सिया-डियाज़, एम।, और बेबेनेक, के। (2007)। डीएनए पोलीमरेज़ के कई कार्य। पौधे विज्ञान में महत्वपूर्ण समीक्षा, 26 (2), 105-122।
5. लेविन, बी। (2008)। जीन IX। Mc Graw-Hill Interamericana।
6. शेरबेरकोवा, पीवी, बेबेनेक, के। और कुंकेल, टीए (2003)। यूकेरियोटिक डीएनए पोलीमरेज़ के कार्य। विज्ञान का SAGE KE, 2003 (8), 3।
7. स्टेइट्ज़, टीए (1999)। डीएनए पोलीमरेज़: संरचनात्मक विविधता और सामान्य तंत्र। जर्नल ऑफ बायोलॉजिकल केमिस्ट्री, 274 (25), 17395-17398।
8. वाटसन, जेडी (2006)। जीन की आणविक जीव विज्ञान। पैनामेरिकान मेडिकल एड।
9. वू, एस।, बियर्ड, डब्ल्यूए, पेडरसन, एलजी, और विल्सन, एसएच (2013)। डीएनए पोलीमरेज़ वास्तुकला की संरचनात्मक तुलना पोलीमरेज़ सक्रिय साइट के लिए एक न्यूक्लियोटाइड प्रवेश द्वार का सुझाव देती है। रासायनिक समीक्षा, 114 (5), 2759-74।