राइबोसोम: विशेषताएं, प्रकार, संरचना, कार्य - जीवविज्ञान - 2025

राइबोसोम सबसे प्रचुर मात्रा में सेल organelles हैं और प्रोटीन संश्लेषण में शामिल हैं। वे एक झिल्ली से घिरे नहीं होते हैं और दो प्रकार के सबयूनिट से बने होते हैं: एक बड़ा और एक छोटा, एक सामान्य नियम के रूप में बड़ा सबयूनिट लगभग दो बार छोटा होता है।

प्रोकैरियोटिक वंश के पास 70S राइबोसोम होता है जो एक बड़े 50S और छोटे 30S सबयूनिट से बना होता है। इसी तरह, यूकेरियोटिक वंश के राइबोसोम एक बड़े 60S और एक छोटे से 40S सबयूनिट से बने होते हैं।

राइबोसोम एक चलती हुई फैक्ट्री के अनुरूप है, जो मैसेंजर आरएनए को पढ़ने में सक्षम है, इसे अमीनो एसिड में अनुवाद करके, और उन्हें पेप्टाइड बॉन्ड द्वारा एक साथ जोड़ना है।

राइबोसोम एक जीवाणु के कुल प्रोटीन के लगभग 10% और आरएनए की कुल मात्रा के 80% से अधिक के बराबर हैं। यूकेरियोट्स के मामले में, वे अन्य प्रोटीनों के संबंध में प्रचुर मात्रा में नहीं हैं, लेकिन उनकी संख्या अधिक है।

1950 में, शोधकर्ता जॉर्ज पालडे ने पहली बार राइबोसोम की कल्पना की और इस खोज को शरीर विज्ञान या चिकित्सा में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया।

सामान्य विशेषताएँ

राइबोसोम सभी कोशिकाओं के आवश्यक घटक हैं और प्रोटीन संश्लेषण से संबंधित हैं। वे आकार में बहुत छोटे होते हैं इसलिए वे केवल एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के प्रकाश के तहत देखे जा सकते हैं।

राइबोसोम सेल के साइटोप्लाज्म में मुक्त पाए जाते हैं, जो किसी न किसी एंडोप्लाज़मिक रेटिकुलम में लंगर डाले होते हैं - राइबोसोम यह देते हैं कि "झुर्रीदार" उपस्थिति - और कुछ जीवों में, जैसे माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट।

मेम्ब्रान-बाउंड राइबोसोम प्रोटीन के संश्लेषण के लिए जिम्मेदार होते हैं जो प्लाज्मा झिल्ली में डाले जाएंगे या सेल के बाहर भेजे जाएंगे।

नि: शुल्क राइबोसोम, जो साइटोप्लाज्म में किसी भी संरचना से जुड़े नहीं होते हैं, प्रोटीन को संश्लेषित करते हैं, जिसका गंतव्य कोशिका के अंदर होता है। अंत में, माइटोकॉन्ड्रियल राइबोसोम माइटोकॉन्ड्रियल उपयोग के लिए प्रोटीन का संश्लेषण करते हैं।

उसी तरह, कई राइबोसोम जुड़ सकते हैं और "पॉलीरिबोसोम" का निर्माण कर सकते हैं, जो एक मैसेंजर आरएनए को युग्मित श्रृंखला बनाते हैं, एक ही प्रोटीन का संश्लेषण करते हुए, कई बार और एक साथ।

वे सभी दो सबयूनिट्स से बने होते हैं: एक को बड़ा या बड़ा और दूसरे को छोटा या छोटा कहा जाता है।

कुछ लेखक राइबोसोम को गैर-समसामयिक अंग मानते हैं, क्योंकि उनके पास इन लिपिड संरचनाओं की कमी होती है, हालांकि अन्य शोधकर्ता उन्हें स्वयं अंग के रूप में नहीं मानते हैं।

संरचना

राइबोसोम छोटे सेलुलर संरचनाएं हैं (जीव के समूह के आधार पर 29 से 32 एनएम तक), गोल और घने, राइबोसोमल आरएनए और प्रोटीन अणुओं से बना होता है, जो एक दूसरे से जुड़े होते हैं।

सबसे अधिक अध्ययन किए गए राइबोसोम यूबेरिया, आर्किया और यूकेरियोट्स हैं। पहले वंश में राइबोसोम सरल और छोटे होते हैं। यूकेरियोटिक राइबोसोम, उनके भाग के लिए, अधिक जटिल और बड़े हैं। आर्किया में, राइबोसोम कुछ मामलों में दोनों समूहों के समान होते हैं।

कशेरुक और एंजियोस्पर्म राइबोसोम (फूल वाले पौधे) विशेष रूप से जटिल हैं।

प्रत्येक राइबोसोमल सबयूनिट मुख्य रूप से राइबोसोमल आरएनए और प्रोटीन की एक विस्तृत विविधता से बना होता है। बड़े सबयूनिट राइबोसोमल आरएनए के अलावा छोटे आरएनए अणुओं से बना हो सकता है।

प्रोटीन एक आदेश के बाद विशिष्ट क्षेत्रों में राइबोसोमल आरएनए के लिए युग्मित होते हैं। राइबोसोम के भीतर, कई सक्रिय साइटों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है, जैसे कि उत्प्रेरक ज़ोन।

राइबोसोमल आरएनए सेल के लिए महत्वपूर्ण महत्व है और इसे इसके अनुक्रम में देखा जा सकता है, जो कि विकास के दौरान लगभग अपरिवर्तित रहा है, किसी भी परिवर्तन के खिलाफ उच्च चयनात्मक दबाव को दर्शाता है।

राइबोसोम के कार्य

राइबोसोम एक सार्वभौमिक जैविक मशीनरी होने के नाते, सभी जीवों की कोशिकाओं में प्रोटीन संश्लेषण प्रक्रिया की मध्यस्थता के लिए जिम्मेदार हैं।

राइबोसोम - ट्रांसफर आरएनए और मैसेंजर आरएनए के साथ - डीएनए संदेश को डीकोड करने और इसे अमीनो एसिड के अनुक्रम में व्याख्या करने का प्रबंधन करते हैं, जो एक अनुवाद में एक प्रक्रिया में, एक जीव में सभी प्रोटीन का निर्माण करेगा।

जीव विज्ञान के प्रकाश में, शब्द अनुवाद न्यूक्लियोटाइड ट्रिपल से अमीनो एसिड में "भाषा" के परिवर्तन को संदर्भित करता है।

ये संरचनाएं अनुवाद का केंद्रीय हिस्सा हैं, जहां अधिकांश प्रतिक्रियाएं होती हैं, जैसे पेप्टाइड बॉन्ड का गठन और नए प्रोटीन की रिहाई।

प्रोटीन अनुवाद

प्रोटीन बनाने की प्रक्रिया एक दूत आरएनए और एक राइबोसोम के बीच मिलन से शुरू होती है। संदेशवाहक इस संरचना के माध्यम से एक विशिष्ट छोर पर "चेन सर्जक कोडन" कहते हैं।

जैसे ही संदेशवाहक आरएनए राइबोसोम से गुजरता है, एक प्रोटीन अणु बनता है, क्योंकि राइबोसोम संदेशवाहक में एन्कोड किए गए संदेश की व्याख्या करने में सक्षम है।

यह संदेश न्यूक्लियोटाइड ट्रिपल में एन्कोडेड है, जिसमें हर तीन आधार एक विशेष अमीनो एसिड का संकेत देते हैं। उदाहरण के लिए, यदि संदेशवाहक आरएनए अनुक्रम का पालन करता है: AUG AUU CUU UUG GCU, पेप्टाइड का गठन अमीनो एसिड से मिलकर होगा: मेथिओनिन, आइसोलेसीन, ल्यूसीन, ल्यूसीन और एलनिन।

यह उदाहरण आनुवंशिक कोड की "अध: पतन" दिखाता है, क्योंकि एक से अधिक कोडन - इस मामले में CUU और UUG - एक ही प्रकार के एमिनो एसिड के लिए कोडिंग है। जब राइबोसोम दूत आरएनए में स्टॉप कोडन का पता लगाता है, तो अनुवाद समाप्त हो जाता है।

राइबोसोम में ए साइट और पी साइट होती है। पी साइट में पेप्टिडाइल-टीआरएनए होता है और एमिनोएसिल-टीआरएनए ए साइट में प्रवेश करता है।

आरएनए को स्थानांतरित करें

ट्रांसफर आरएनए रिबोसोम में अमीनो एसिड के परिवहन के लिए जिम्मेदार हैं और ट्रिपल के अनुक्रम पूरक हैं। प्रोटीन बनाने वाले 20 अमीनो एसिड में से प्रत्येक के लिए एक स्थानांतरण आरएनए है।

प्रोटीन संश्लेषण के रासायनिक चरण

प्रक्रिया प्रत्येक अमीनो एसिड के सक्रियण से शुरू होती है, जो एडेनोसिन मोनोफॉस्फेट परिसर में एटीपी के बंधन के साथ, उच्च-ऊर्जा फॉस्फेट को जारी करता है।

अतिरिक्त ऊर्जा के साथ अमीनो एसिड के पिछले चरण के परिणाम और बंधन अपने संबंधित स्थानांतरण आरएनए के साथ होता है, एक एमिनो एसिड-टीआरएनए कॉम्प्लेक्स बनाने के लिए। यहां एडेनोसिन मोनोफॉस्फेट की रिहाई होती है।

राइबोसोम में, स्थानांतरण आरएनए दूत आरएनए से मिलता है। इस स्तर पर अंतरण या एंटिकोडोन आरएनए का अनुक्रम मैसेंजर आरएनए के कोडन या ट्रिपल के साथ संकरण करता है। यह अपने उचित अनुक्रम के साथ अमीनो एसिड के संरेखण की ओर जाता है।

एंजाइम पेप्टिडाइल ट्रांसफ़ेज़, अमीनो एसिड को बाँधने वाले पेप्टाइड बांड के गठन को उत्प्रेरित करने के लिए जिम्मेदार है। इस प्रक्रिया में बड़ी मात्रा में ऊर्जा की खपत होती है, क्योंकि इसमें चेन से जुड़े प्रत्येक अमीनो एसिड के लिए चार उच्च-ऊर्जा बांड के गठन की आवश्यकता होती है।

प्रतिक्रिया अमीनो एसिड के COOH अंत में एक हाइड्रॉक्सिल कट्टरपंथी को हटाती है और NH ₂ छोर पर अन्य अमीनो एसिड के हाइड्रोजन को हटाती है । दो अमीनो एसिड के प्रतिक्रियाशील क्षेत्र एक साथ आते हैं और पेप्टाइड बॉन्ड बनाते हैं।

राइबोसोम और एंटीबायोटिक्स

प्रोटीन संश्लेषण बैक्टीरिया के लिए एक अनिवार्य घटना है, कुछ एंटीबायोटिक्स राइबोसोम और अनुवाद प्रक्रिया के विभिन्न चरणों को लक्षित करते हैं।

उदाहरण के लिए, स्ट्रेप्टोमाइसिन अनुवाद प्रक्रिया में हस्तक्षेप करने के लिए छोटे सबयूनिट को बांधता है, जिससे दूत आरएनए के पढ़ने में त्रुटियां होती हैं।

अन्य एंटीबायोटिक्स, जैसे कि नियोमाइसीन और जेंटामाइसिन, अनुवाद में त्रुटियां भी पैदा कर सकते हैं, छोटे सबयूनिट के लिए युग्मन।

राइबोसोम के प्रकार

प्रोकैरियोट्स में राइबोसोम

ई। कोलाई की तरह बैक्टीरिया में 15,000 से अधिक राइबोसोम होते हैं (अनुपात में यह बैक्टीरिया सेल के शुष्क भार के लगभग एक चौथाई के बराबर होता है)।

बैक्टीरिया में राइबोसोम का व्यास लगभग 18 एनएम होता है और यह 65% राइबोसोमल आरएनए और विभिन्न आकारों के केवल 35% प्रोटीन से बना होता है, 6,000 और 75,000 केडीए के बीच।

बड़े सबयूनिट को 50S और छोटा 30S कहा जाता है, जो एक 70S संरचना बनाने के लिए 2.5 × 10 ⁶ kDa के आणविक द्रव्यमान के साथ जुड़ते हैं ।

30S सबयूनिट आकार में लम्बी है और सममित नहीं है, जबकि 50S मोटा और छोटा है।

ई। कोलाई की छोटी सबयूनिट 16S राइबोसोमल आरएनए (1542 बेस) और 21 प्रोटीन से बनी होती है, और बड़े सबयूनिट में 23 एस राइबोसोमल आरएनए (2904 आधार), 5 एस (1542 आधार) और 31 प्रोटीन होते हैं। उनकी रचना करने वाले प्रोटीन बुनियादी हैं और संरचना के अनुसार संख्या भिन्न होती है।

राइबोसोमल आरएनए अणु, प्रोटीन के साथ, अन्य प्रकार के आरएनए के समान माध्यमिक संरचना में एक साथ समूहीकृत होते हैं।

यूकेरियोट्स में राइबोसोम

यूकेरियोट्स (80 एस) में राइबोसोम आरएनए और प्रोटीन की उच्च सामग्री के साथ बड़े होते हैं। आरएनए लंबे होते हैं और 18S और 28S कहलाते हैं। प्रोकैरियोट्स की तरह, राइबोसोम की संरचना में राइबोसोमल आरएनए का प्रभुत्व है।

इन जीवों में, राइबोसोम का आणविक द्रव्यमान 4.2 × 10 ⁶ केडीए होता है और 40S और 60S सबयूनिट में विघटित हो जाता है।

40S सबयूनिट में एक एकल आरएनए अणु, 18S (1874 आधार), और लगभग 33 प्रोटीन होते हैं। इसी तरह, 60S सबयूनिट में RNAs 28S (4718 बेस), 5.8S (160 बेस) और 5S (120 बेस) शामिल हैं। इसके अलावा, यह मूल प्रोटीन और अम्लीय प्रोटीन से बना है।

आर्किया में राइबोसोम

आर्किया सूक्ष्म जीवों का एक समूह है जो बैक्टीरिया से मिलता जुलता है, लेकिन इतनी विशेषताओं में भिन्न है कि वे एक अलग डोमेन बनाते हैं। वे विविध वातावरण में रहते हैं और चरम वातावरण को उपनिवेश बनाने में सक्षम हैं।

आर्किया में पाए जाने वाले राइबोसोम के प्रकार यूकेरियोटिक जीवों के राइबोसोम के समान होते हैं, हालांकि उनमें बैक्टीरिया राइबोसोम की कुछ विशेषताएं भी होती हैं।

अध्ययन की प्रजातियों के आधार पर, तीन प्रकार के राइबोसोमल आरएनए अणु होते हैं: 16S, 23S और 5S, जो 50 या 70 प्रोटीनों से मिलकर बनता है। आकार के संदर्भ में, आर्किया राइबोसोम बैक्टीरिया वाले (70 एस दो सबयूनिट 30 एस और 50 एस) के करीब हैं, लेकिन उनकी प्राथमिक संरचना के संदर्भ में वे यूकेरियोट्स के करीब हैं।

जैसा कि उच्च तापमान और उच्च नमक सांद्रता के साथ आर्किया वातावरण में रहते हैं, उनके राइबोसोम अत्यधिक प्रतिरोधी होते हैं।

अवसादन गुणांक

S या Svedbergs, कण के अवसादन गुणांक को संदर्भित करता है। यह अवसादन की निरंतर गति और लागू त्वरण के बीच संबंध को व्यक्त करता है। इस उपाय में समय के आयाम हैं।

ध्यान दें कि स्वेदबर्ग एडिटिव नहीं हैं, क्योंकि वे कण के द्रव्यमान और आकार को ध्यान में रखते हैं। इस कारण से, बैक्टीरिया में 50S और 30S सबयूनिट्स से बना राइबोसोम 80S तक नहीं जुड़ता है, इसी तरह 40S और 60S सबयूनिट्स 90S राइबोसोम नहीं बनाते हैं।

राइबोसोम संश्लेषण

राइबोसोम के संश्लेषण के लिए आवश्यक सभी सेलुलर मशीनरी नाभिक में पाए जाते हैं, नाभिक का घना क्षेत्र जो झिल्लीदार संरचनाओं से घिरा नहीं है।

न्यूक्लियोलस सेल प्रकार के आधार पर एक चर संरचना है: यह उच्च प्रोटीन आवश्यकताओं वाले कोशिकाओं में बड़ा और विशिष्ट है और यह कोशिकाओं में लगभग अगोचर क्षेत्र है जो थोड़ा प्रोटीन को संश्लेषित करता है।

राइबोसोमल आरएनए का प्रसंस्करण इस क्षेत्र में होता है, जहां यह राइबोसोमल प्रोटीन के साथ युगल होता है और दानेदार संघनन उत्पादों को जन्म देता है, जो कि अपरिपक्व उप-प्रकार होते हैं जो कार्यात्मक राइबोसोम बनाते हैं।

सबयूनिट्स को नाभिक के बाहर ले जाया जाता है - परमाणु छिद्रों के माध्यम से - साइटोप्लाज्म तक, जहां उन्हें परिपक्व राइबोसोम में इकट्ठा किया जाता है जो प्रोटीन संश्लेषण शुरू कर सकते हैं।

राइबोसोमल आरएनए जीन

मनुष्यों में, राइबोसोमल आरएनए के लिए कोड वाले जीन पांच विशिष्ट गुणसूत्र जोड़े पर पाए जाते हैं: 13, 14, 15, 21, और 22। चूंकि कोशिकाओं को बड़ी संख्या में राइबोसोम की आवश्यकता होती है, इसलिए जीन कई बार क्रोमोसोम पर दोहराए जाते हैं। ।

न्यूक्लियोलस जीन 5.8S, 18S और 28S राइबोसोमल RNA के लिए सांकेतिक शब्दों में बदलना और RNA पोलीमरेज़ द्वारा 45S अग्रदूत प्रतिलेख में स्थानांतरित होते हैं। 5S राइबोसोमल आरएनए नाभिक में संश्लेषित नहीं होता है।

उत्पत्ति और विकास

आधुनिक राइबोसोम, LUCA के समय में प्रकट हुए होंगे, जो कि अंतिम सार्वभौमिक सामान्य पूर्वज है, शायद RNA की काल्पनिक दुनिया में। यह प्रस्तावित है कि ट्रांसफर आरएनए राइबोसोम के विकास के लिए मौलिक थे।

यह संरचना आत्म-प्रतिकृति कार्यों के साथ एक जटिल के रूप में उत्पन्न हो सकती है जिसने बाद में अमीनो एसिड के संश्लेषण के लिए कार्यों का अधिग्रहण किया। आरएनए की सबसे उत्कृष्ट विशेषताओं में से एक इसकी अपनी प्रतिकृति को उत्प्रेरित करने की क्षमता है।

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