डीएनए रेणू दुप्पट करण्याचा अर्थ काय आहे. डीएनए आणि जीन्स

क्रोमोसोम बनलेले आहेत:

आरएनए आणि प्रथिने

डीएनए आणि आरएनए

डीएनए आणि प्रथिने

गुणसूत्र बनलेले असते डीएनए आणि प्रथिने. डीएनएशी संबंधित प्रथिनांचे संकुल क्रोमॅटिन बनवते. न्यूक्लियसमधील डीएनए रेणूंच्या पॅकेजिंगमध्ये प्रथिने महत्त्वाची भूमिका बजावतात. पेशी विभाजनापूर्वी, डीएनए घट्ट वळवतो, गुणसूत्र तयार करतो आणि परमाणु प्रथिने - हिस्टोन्स - डीएनएच्या योग्य फोल्डिंगसाठी आवश्यक असतात, परिणामी त्याचे प्रमाण अनेक वेळा कमी होते. प्रत्येक गुणसूत्र हा एका डीएनए रेणूपासून बनलेला असतो.

प्रजनन प्रक्रिया आहे ...

दोन्ही उत्तरे बरोबर आहेत

पुनरुत्पादन - सजीवांच्या सर्वात महत्वाच्या गुणधर्मांपैकी एक. पुनरुत्पादन, किंवा त्यांच्या स्वत: च्या प्रकारचे स्वयं-पुनरुत्पादन, सर्व सजीवांची मालमत्ता जी जीवनाची सातत्य आणि सातत्य सुनिश्चित करते. अपवाद न करता सर्व जीव पुनरुत्पादन करण्यास सक्षम आहेत. वेगवेगळ्या जीवांमध्ये पुनरुत्पादनाच्या पद्धती एकमेकांपासून खूप भिन्न असू शकतात, परंतु पेशी विभाजन हा कोणत्याही प्रकारच्या पुनरुत्पादनाचा आधार आहे. पेशींचे विभाजन केवळ जीवांच्या पुनरुत्पादनादरम्यानच होत नाही, जसे एककोशिकीय प्राण्यांमध्ये - जीवाणू आणि प्रोटोझोआमध्ये होते. एकापासून बहुपेशीय जीवाचा विकास एकल सेलकोट्यवधी पेशी विभागांचा समावेश होतो. याव्यतिरिक्त, बहुपेशीय जीवांचे आयुष्य त्याच्या बहुतेक घटक पेशींच्या आयुर्मानापेक्षा जास्त असते. म्हणून, मरणा-या पेशी बदलण्यासाठी बहुपेशीय प्राण्यांच्या जवळजवळ सर्व पेशींचे विभाजन करणे आवश्यक आहे. खराब झालेले अवयव आणि ऊती पुनर्संचयित करणे आवश्यक असताना शरीराच्या जखमांच्या बाबतीत गहन पेशी विभाजन आवश्यक आहे.

जर मानवी झिगोटमध्ये 46 गुणसूत्र असतात, तर मानवी अंड्यामध्ये किती गुणसूत्र असतात?

मानवी गुणसूत्रांमध्ये जीन्स (46 युनिट्स) असतात. 23 जोड्या तयार करणे. या सेटची एक जोडी एखाद्या व्यक्तीचे लिंग ठरवते. स्त्रीच्या गुणसूत्रांच्या संचामध्ये दोन X गुणसूत्र असतात, पुरुष - एक X आणि एक Y. मानवी शरीराच्या इतर सर्व पेशींमध्ये शुक्राणू आणि अंडी यांच्या दुप्पट असतात.

दुप्पट गुणसूत्रात DNA चे किती स्ट्रँड असतात.

एक

दोन

चार

प्रतिकृती (दुप्पट) दरम्यान, “आई” डीएनए रेणूचा एक भाग एका विशेष एंझाइमच्या मदतीने दोन स्ट्रँडमध्ये न वळवला जातो. पुढे, तुटलेल्या डीएनए स्ट्रँडच्या प्रत्येक न्यूक्लियोटाइडला पूरक न्यूक्लियोटाइड समायोजित केले जाते. अशा प्रकारे, ते तयार होतात दोन डबल-स्ट्रँड डीएनए रेणू, (4 स्ट्रँड), ज्यातील प्रत्येकामध्ये "पालक" रेणूची एक साखळी आणि एक नवीन संश्लेषित ("मुलगी") साखळी समाविष्ट आहे. हे दोन डीएनए रेणू पूर्णपणे एकसारखे आहेत.

मायटोसिसच्या इंटरफेसमध्ये गुणसूत्र दुप्पट होण्याचा जैविक अर्थ.

डुप्लिकेट केलेले गुणसूत्र अधिक चांगले पाहिले जातात

आनुवंशिक माहिती बदलताना

क्रोमोसोम डुप्लिकेशनच्या परिणामी, नवीन पेशींची आनुवंशिक माहिती अपरिवर्तित राहते

क्रोमोसोम दुप्पट होण्याचा जैविक अर्थ आनुवंशिक माहिती पुढील पिढीकडे हस्तांतरित करणे होय. हे कार्य डीएनएच्या दुप्पट करण्याच्या क्षमतेमुळे (पुनरावृत्ती) केले जाते. पुनरुत्पादन प्रक्रियेच्या अचूकतेमध्ये एक खोल जैविक अर्थ आहे: कॉपी करण्याचे उल्लंघन केल्याने पेशींना आनुवंशिक माहिती विकृत होईल आणि परिणामी, कन्या पेशींचे कार्य आणि संपूर्ण जीव संपूर्णपणे व्यत्यय आणेल. जर डीएनए डुप्लिकेशन उद्भवले नाही, तर प्रत्येक पेशी विभाजनासह.

गुणसूत्रांची संख्या निम्मी केली जाईल आणि लवकरच प्रत्येक पेशीमध्ये एकही गुणसूत्र शिल्लक राहणार नाही. तथापि, आपल्याला माहित आहे की बहुपेशीय जीवांच्या शरीराच्या सर्व पेशींमध्ये गुणसूत्रांची संख्या समान आहे आणि पिढी दर पिढी बदलत नाही. ही स्थिरता माइटोटिक पेशी विभाजनाद्वारे प्राप्त होते.

मायटोसिसच्या या टप्प्यात, क्रोमेटिड्स पेशीच्या ध्रुवांकडे जातात.

prophase

अॅनाफेस

टेलोफेस

एटी अॅनाफेस(4) सिस्टर क्रोमेटिड्स स्पिंडलच्या क्रियेखाली वेगळे केले जातात: प्रथम सेंट्रोमेअर प्रदेशात आणि नंतर संपूर्ण लांबीच्या बाजूने. त्या क्षणापासून ते स्वतंत्र गुणसूत्र बनतात. स्पिंडल थ्रेड्स त्यांना वेगवेगळ्या खांबापर्यंत पसरवतात. अशाप्रकारे, कन्या क्रोमेटिड्सच्या ओळखीमुळे, पेशीच्या दोन ध्रुवांमध्ये समान अनुवांशिक सामग्री असते: मायटोसिसच्या प्रारंभाच्या आधी सेलमध्ये होती तशीच.

मायटोसिसचे मुख्य कार्य.

डीएनए स्टॅकिंग

गुणसूत्रांच्या संपूर्ण संचासह नवीन पेशी प्रदान करा

अतिरिक्त माहितीसह नवीन पेशी प्रदान करा

विभाजनाची पद्धत ज्यामध्ये प्रत्येक कन्या पेशींना मूळ पेशीच्या अनुवांशिक सामग्रीची अचूक प्रत मिळते तिला मायटोसिस म्हणतात. त्याचा मुख्य कार्य — खात्री करादोन्ही पेशी समान आहेत गुणसूत्रांचा संपूर्ण संच.

मायटोसिसच्या या टप्प्याच्या केंद्रकामध्ये डीएनए कॉइलिंग होते.

prophase

मेटाफेस

साइटोकिनेसिस

मुळात, टप्प्यावर prophase(2), डीएनए सर्पिलीकरण होते. न्यूक्लियोली अदृश्य होते. सेन्ट्रीओल्स सेलच्या ध्रुवाकडे जातात. त्यांच्यापासून विस्तारलेले सूक्ष्मनलिका एक विखंडन स्पिंडल बनवू लागतात. आण्विक लिफाफा नष्ट होतो.

डुप्लिकेट होण्यापूर्वी प्रत्येक क्रोमोसोममध्ये किती क्रोमेटिड्स असतात?

प्रत्येक गुणसूत्रात, त्याच्या डुप्लिकेशनपूर्वी, असते एक क्रोमॅटिड. इंटरफेस दरम्यान, गुणसूत्र दोन क्रोमेटिड्समध्ये विभाजित होते.

थेट पेशी विभाजन, किंवा...

ऍमिटोसिस

मायटोसिस

मेयोसिस

थेट पेशी विभाजन, किंवा ऍमिटोसिस, तुलनेने दुर्मिळ आहे. अमिटोसिससह, न्यूक्लियस दृश्यमान प्राथमिक बदलांशिवाय विभाजित होऊ लागते. या प्रकरणात, दोन कन्या पेशींमध्ये डीएनएचे एकसमान वितरण सुनिश्चित केले जात नाही, कारण डीएनए एमिटोसिस दरम्यान सर्पिल होत नाही आणि गुणसूत्र तयार होत नाहीत. कधीकधी ऍमिटोसिस दरम्यान साइटोकिनेसिस होत नाही. या प्रकरणात, द्विन्यूक्लियर सेल तयार होतो. जर सायटोप्लाझमचे विभाजन झाले असेल, तर दोन्ही कन्या पेशी दोषपूर्ण असण्याची शक्यता आहे. अमिटोसिस बहुतेकदा मरणा-या ऊतींमध्ये तसेच ट्यूमर पेशींमध्ये आढळते.

मायटोसिसच्या इंटरफेसमध्ये होणारी प्रक्रिया.

प्रथिने संश्लेषण, पेशींची वाढ

गुणसूत्रांची नक्कल

दोन्ही उत्तरे बरोबर आहेत

इंटरफेस - दोन विभागांमधील कालावधी (1). या कालावधीत, पेशी विभाजनाची तयारी करते. दुप्पटरक्कम गुणसूत्रांमध्ये डीएनए. इतर ऑर्गेनेल्सची संख्या दुप्पट करणे प्रथिने संश्लेषित केली जातात, आणि त्यापैकी सर्वात सक्रिय, जे फिशनचे स्पिंडल बनवते, उद्भवते पेशींची वाढ.

मायटोसिसवर आधारित प्रक्रिया.

वाढ; झिगोट क्रशिंग; ऊतींचे पुनरुत्पादन

गुणसूत्रांचा क्रॉसओवर, गेमेट्सची निर्मिती

दोन्ही उत्तरे बरोबर आहेत

पेशींची क्रिया त्यांच्या आकारात बदल करून प्रकट होते. सर्व पेशी सक्षम आहेत वाढ. तथापि, त्यांची वाढ विशिष्ट मर्यादेपर्यंत मर्यादित आहे. काही पेशी, जसे की अंडी, त्यांच्यामध्ये अंड्यातील पिवळ बलक जमा झाल्यामुळे, मोठ्या आकारात पोहोचू शकतात. सामान्यतः, पेशींच्या वाढीसह सायटोप्लाझमच्या आकारमानात प्रामुख्याने वाढ होते, तर न्यूक्लियसचा आकार कमी प्रमाणात बदलतो. पेशी विभाजन अधोरेखित होते वाढ, विकास, पुनर्जन्मउती आणि बहुपेशीय जीव, म्हणजे मायटोसिस. माइटोसिस जखमेच्या उपचार आणि अलैंगिक पुनरुत्पादनाच्या प्रक्रियेस अधोरेखित करते.

उजवीकडे वर्णा (बल्गेरिया) मधील समुद्रकिनाऱ्यावरील लोकांपासून बनवलेले सर्वात मोठे मानवी डीएनए हेलिक्स आहे, ज्याचा 23 एप्रिल 2016 रोजी गिनीज बुक ऑफ रेकॉर्डमध्ये समावेश करण्यात आला होता.

डीऑक्सीरिबोन्यूक्लिक अॅसिड. सामान्य माहिती

DNA (deoxyribonucleic acid) हा जीवनाचा एक प्रकारचा ब्लूप्रिंट आहे, एक जटिल कोड ज्यामध्ये आनुवंशिक माहितीचा डेटा असतो. हे जटिल मॅक्रोमोलेक्युल वंशानुगत अनुवांशिक माहिती पिढ्यानपिढ्या संग्रहित आणि प्रसारित करण्यास सक्षम आहे. DNA कोणत्याही सजीवाचे आनुवंशिकता आणि परिवर्तनशीलता असे गुणधर्म ठरवते. त्यात एन्कोड केलेली माहिती कोणत्याही सजीवाचा संपूर्ण विकास कार्यक्रम ठरवते. अनुवांशिकरित्या एम्बेड केलेले घटक एखाद्या व्यक्तीच्या आणि इतर कोणत्याही जीवांच्या जीवनाचा संपूर्ण मार्ग पूर्वनिर्धारित करतात. कृत्रिम किंवा नैसर्गिक प्रभाव बाह्य वातावरणफक्त सक्षम क्षुल्लक पदवीवैयक्तिक अनुवांशिक वैशिष्ट्यांच्या एकूण तीव्रतेवर परिणाम करतात किंवा प्रोग्राम केलेल्या प्रक्रियेच्या विकासावर परिणाम करतात.

डीऑक्सीरिबोन्यूक्लिक अॅसिड(DNA) एक मॅक्रोमोलेक्यूल आहे (तीन मुख्यांपैकी एक, इतर दोन आरएनए आणि प्रथिने आहेत), जे सजीवांच्या विकासासाठी आणि कार्यासाठी अनुवांशिक कार्यक्रमाची अंमलबजावणी आणि पिढ्यानपिढ्या संचयन, प्रसार आणि अंमलबजावणी प्रदान करते. डीएनएमध्ये संरचनेची माहिती असते विविध प्रकारचेआरएनए आणि प्रथिने.

युकेरियोटिक पेशींमध्ये (प्राणी, वनस्पती आणि बुरशी), डीएनए सेल न्यूक्लियसमध्ये गुणसूत्रांचा भाग म्हणून तसेच काही पेशी ऑर्गेनेल्समध्ये (माइटोकॉन्ड्रिया आणि प्लास्टीड्स) आढळतात. प्रोकेरियोटिक जीवांच्या पेशींमध्ये (बॅक्टेरिया आणि आर्किया), एक वर्तुळाकार किंवा रेषीय डीएनए रेणू, तथाकथित न्यूक्लॉइड, आतून जोडलेला असतो. पेशी आवरण. त्यांच्यात आणि खालच्या युकेरियोट्समध्ये (उदाहरणार्थ, यीस्ट) लहान स्वायत्त, बहुतेक वर्तुळाकार डीएनए रेणू असतात ज्यांना प्लास्मिड म्हणतात.

रासायनिक दृष्टिकोनातून, डीएनए एक लांब पॉलिमरिक रेणू आहे ज्यामध्ये पुनरावृत्ती होणारे ब्लॉक्स - न्यूक्लियोटाइड्स असतात. प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड नायट्रोजनयुक्त बेस, साखर (डीऑक्सीरिबोज) आणि फॉस्फेट गटाने बनलेला असतो. साखळीतील न्यूक्लियोटाइड्समधील बंध डीऑक्सीरिबोजद्वारे तयार होतात ( सह) आणि फॉस्फेट ( एफ) गट (फॉस्फोडीस्टर बाँड्स).

तांदूळ. 2. न्यूक्लर्टाइडमध्ये नायट्रोजनयुक्त बेस, साखर (डीऑक्सीरिबोज) आणि फॉस्फेट गट असतो

बहुसंख्य प्रकरणांमध्ये (सिंगल-स्ट्रॅंडेड डीएनए असलेले काही विषाणू वगळता), डीएनए मॅक्रोमोलेक्युलमध्ये दोन साखळ्या असतात ज्या एकमेकांकडे नायट्रोजनयुक्त तळाशी असतात. हा दुहेरी अडकलेला रेणू हेलिक्समध्ये वळलेला असतो.

डीएनए (एडेनाइन, ग्वानिन, थायमिन आणि सायटोसिन) मध्ये चार प्रकारचे नायट्रोजनयुक्त तळ आढळतात. पूरकतेच्या तत्त्वानुसार एका साखळीचे नायट्रोजनयुक्त तळ दुसऱ्या साखळीच्या नायट्रोजनयुक्त तळाशी हायड्रोजन बाँडद्वारे जोडलेले असतात: अॅडेनाइन केवळ थायमिनशी जोडते ( ए-टी), ग्वानिन - केवळ सायटोसिनसह ( जी-सी). या जोड्या DNA च्या हेलिकल "शिडी" च्या "रंग्स" बनवतात (पहा: चित्र 2, 3 आणि 4).

तांदूळ. 2. नायट्रोजनयुक्त तळ

न्यूक्लियोटाइड्सचा क्रम आपल्याला याबद्दल माहिती "एनकोड" करण्याची परवानगी देतो विविध प्रकार RNA, त्यातील सर्वात महत्वाचे म्हणजे माहिती किंवा टेम्पलेट (mRNA), ribosomal (rRNA) आणि वाहतूक (tRNA). हे सर्व प्रकारचे आरएनए डीएनए टेम्प्लेटवर लिप्यंतरण दरम्यान संश्लेषित केलेल्या आरएनए अनुक्रमात डीएनए अनुक्रम कॉपी करून संश्लेषित केले जातात आणि प्रोटीन बायोसिंथेसिस (अनुवाद प्रक्रिया) मध्ये भाग घेतात. कोडिंग अनुक्रमांव्यतिरिक्त, सेल डीएनएमध्ये नियामक आणि संरचनात्मक कार्ये करणारे अनुक्रम असतात.

तांदूळ. 3. डीएनए प्रतिकृती

डीएनए रासायनिक संयुगांच्या मूलभूत संयोगांचे स्थान आणि या संयोगांमधील परिमाणात्मक गुणोत्तर आनुवंशिक माहितीचे एन्कोडिंग प्रदान करतात.

शिक्षण नवीन डीएनए (प्रतिकृती)

1. प्रतिकृतीची प्रक्रिया: डीएनए दुहेरी हेलिक्सचे अनवाइंडिंग - डीएनए पॉलिमरेझद्वारे पूरक स्ट्रँडचे संश्लेषण - एकापासून दोन डीएनए रेणूंची निर्मिती.
2. दुहेरी हेलिक्स दोन शाखांमध्ये "अनझिप" करते जेव्हा एंजाइम रासायनिक संयुगांच्या बेस जोड्यांमधील बंध तोडतात.
3. प्रत्येक शाखा एक नवीन डीएनए घटक आहे. नवीन बेस जोड्या मूळ शाखेप्रमाणेच त्याच क्रमाने जोडल्या जातात.

डुप्लिकेशन पूर्ण झाल्यावर, दोन स्वतंत्र हेलिकेस तयार होतात, जे मूळ डीएनएच्या रासायनिक संयुगेपासून तयार होतात आणि त्यांच्यासह समान अनुवांशिक कोड असतात. अशाप्रकारे, डीएनए माहितीद्वारे सेलमधून सेलपर्यंत फाडण्यास सक्षम आहे.

अधिक तपशीलवार माहिती:

न्यूक्लीक ऍसिडची रचना

तांदूळ. ४ . नायट्रोजन बेस: अॅडेनाइन, ग्वानिन, सायटोसिन, थायमिन

डीऑक्सीरिबोन्यूक्लिक अॅसिड(DNA) म्हणजे न्यूक्लिक अॅसिड. न्यूक्लिक ऍसिडस्अनियमित बायोपॉलिमरचा एक वर्ग आहे ज्याचे मोनोमर न्यूक्लियोटाइड्स आहेत.

न्यूक्लियोटाइड्सबनलेले नायट्रोजनयुक्त बेस, पाच-कार्बन कार्बोहायड्रेट (पेंटोज) शी जोडलेले - डीऑक्सीरिबोज(डीएनएच्या बाबतीत) किंवा ribose(RNA च्या बाबतीत), जे फॉस्फोरिक ऍसिडच्या अवशेषांसह एकत्रित होते (H 2 PO 3 -).

नायट्रोजनयुक्त तळदोन प्रकार आहेत: पायरीमिडीन बेस - युरेसिल (केवळ आरएनएमध्ये), सायटोसिन आणि थायमिन, प्युरिन बेस - एडेनिन आणि ग्वानिन.

तांदूळ. अंजीर 5. न्यूक्लियोटाइड्सची रचना (डावीकडे), डीएनए मधील न्यूक्लियोटाइडचे स्थान (तळाशी) आणि नायट्रोजनयुक्त तळांचे प्रकार (उजवीकडे): पायरीमिडीन आणि प्युरीन

पेंटोज रेणूमधील कार्बन अणूंची संख्या 1 ते 5 पर्यंत असते. फॉस्फेट तिसर्‍या आणि पाचव्या कार्बन अणूंसह एकत्र होते. अशाप्रकारे न्यूक्लिक अॅसिड एकमेकांशी जोडून न्यूक्लिक अॅसिडची साखळी तयार होते. अशा प्रकारे, आपण डीएनए स्ट्रँडचे 3' आणि 5' टोक वेगळे करू शकतो:

तांदूळ. 6. डीएनए स्ट्रँडच्या 3' आणि 5' टोकांचे पृथक्करण

डीएनएचे दोन स्ट्रँड तयार होतात दुहेरी हेलिक्स. सर्पिल मधील या साखळ्या विरुद्ध दिशेने केंद्रित आहेत. डीएनएच्या वेगवेगळ्या स्ट्रँड्समध्ये नायट्रोजनयुक्त तळ एकमेकांशी जोडलेले असतात हायड्रोजन बंध. अॅडेनाइन नेहमी थायमिनसह एकत्र होते आणि सायटोसिन नेहमी ग्वानिनसह एकत्र होते. असे म्हणतात पूरकता नियम.

पूरकता नियम:

A-T G-C

उदाहरणार्थ, जर आम्हाला डीएनए स्ट्रँड दिलेला असेल ज्याचा क्रम असेल

3'-ATGTCCTAGCTGCTCG - 5',

मग दुसरी साखळी त्याला पूरक असेल आणि विरुद्ध दिशेने निर्देशित करेल - 5'-एंडपासून 3'-एंडपर्यंत:

5'- TACAGGATCGACGAGC- 3'.

तांदूळ. 7. डीएनए रेणूच्या साखळीची दिशा आणि हायड्रोजन बंध वापरून नायट्रोजनयुक्त तळाशी जोडणे

डीएनए प्रतिकृती

डीएनए प्रतिकृतीटेम्पलेट संश्लेषणाद्वारे डीएनए रेणू दुप्पट करण्याची प्रक्रिया आहे. नैसर्गिक डीएनए प्रतिकृतीच्या बहुतेक प्रकरणांमध्येप्राइमरडीएनए संश्लेषणासाठी आहे लहान स्निपेट (पुन्हा तयार केले). असा रिबोन्यूक्लियोटाइड प्राइमर एंझाइम प्राइमेज (प्रोकेरियोट्समधील डीएनए प्राइमेज, युकेरियोट्समधील डीएनए पॉलिमरेझ) द्वारे तयार केला जातो आणि नंतर डीऑक्सीरिबोन्यूक्लियोटाइड पॉलिमरेझने बदलला जातो, जो सामान्यत: दुरुस्तीचे कार्य करतो (डीएनए रेणूमधील रासायनिक नुकसान आणि ब्रेक सुधारणे).

प्रतिकृती अर्ध-पुराणमतवादी पद्धतीने होते. याचा अर्थ असा की डीएनएचे दुहेरी हेलिक्स उघडते आणि पूरकतेच्या तत्त्वानुसार त्याच्या प्रत्येक साखळीवर एक नवीन साखळी पूर्ण होते. अशा प्रकारे कन्या डीएनए रेणूमध्ये मूळ रेणूतील एक स्ट्रँड आणि एक नवीन संश्लेषित असतो. प्रतिकृती पॅरेंट स्ट्रँडच्या 3' ते 5' दिशेने होते.

तांदूळ. 8. डीएनए रेणूची प्रतिकृती (दुप्पट करणे).

डीएनए संश्लेषण- ही इतकी क्लिष्ट प्रक्रिया नाही कारण ती पहिल्या दृष्टीक्षेपात दिसते. आपण याबद्दल विचार केल्यास, प्रथम आपल्याला संश्लेषण म्हणजे काय हे शोधणे आवश्यक आहे. काहीतरी एकत्र आणण्याची प्रक्रिया आहे. नवीन डीएनए रेणूची निर्मिती अनेक टप्प्यात होते:

1) डीएनए टोपोइसोमेरेस, प्रतिकृती काट्याच्या समोर स्थित, डीएनए कापून टाकते जेणेकरून ते वळण आणि वळण न घेता येईल.
२) डीएनए हेलीकेस, टोपोइसोमेरेझ नंतर, डीएनए हेलिक्स "अनवाइंडिंग" करण्याच्या प्रक्रियेवर परिणाम करते.
3) डीएनए-बाइंडिंग प्रथिने डीएनए स्ट्रँडचे बंधन पार पाडतात आणि त्यांचे स्थिरीकरण देखील करतात, त्यांना एकमेकांना चिकटण्यापासून प्रतिबंधित करतात.
4) डीएनए पॉलिमरेज δ(डेल्टा) , प्रतिकृती काट्याच्या हालचालीच्या गतीशी समन्वय साधून, संश्लेषण करतेअग्रगण्यसाखळ्याउपकंपनी मॅट्रिक्सवर 5" → 3" दिशेने DNAमातृत्व डीएनएचे स्ट्रँड त्याच्या 3" टोकापासून 5" टोकापर्यंत (प्रति सेकंद 100 बेस जोड्यांपर्यंत गती). यावर या घटना मातृत्वडीएनएचे स्ट्रेंड मर्यादित आहेत.

तांदूळ. 9. डीएनए प्रतिकृती प्रक्रियेचे योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व: (1) लॅगिंग स्ट्रँड (लॅग स्ट्रँड), (2) लीडिंग स्ट्रँड (लीडिंग स्ट्रँड), (3) डीएनए पॉलिमरेज α (पोलα), (4) डीएनए लिगेस, (5) आरएनए -प्राइमर, (6) प्राइमेज, (7) ओकाझाकी तुकडा, (8) डीएनए पॉलिमरेज δ (पोलδ), (9) हेलिकेस, (10) सिंगल-स्ट्रँडेड डीएनए-बाइंडिंग प्रथिने, (11) टोपोइसोमेरेझ.

लॅगिंग कन्या डीएनए स्ट्रँडचे संश्लेषण खाली वर्णन केले आहे (खाली पहा). योजनाप्रतिकृती काटा आणि प्रतिकृती एंजाइमचे कार्य)

डीएनए प्रतिकृतीबद्दल अधिक माहितीसाठी, पहा

5) मूळ रेणूच्या दुसर्‍या स्ट्रँडच्या वळणानंतर आणि स्थिरीकरणानंतर लगेच ते सामील होतेडीएनए पॉलिमरेज α(अल्फा)आणि दिशेने 5 "→3" एक प्राइमर (RNA प्राइमर) संश्लेषित करते - 10 ते 200 न्यूक्लियोटाइड्सच्या लांबीसह DNA टेम्पलेटवर एक RNA अनुक्रम. त्यानंतर, सजीवांच्या शरीरात निर्मार्ण होणारे द्रव्यडीएनए स्ट्रँडमधून काढले.

च्या ऐवजी डीएनए पॉलिमरेजα प्राइमरच्या 3" टोकाशी संलग्नडीएनए पॉलिमरेजε .

6) डीएनए पॉलिमरेजε (एप्सिलॉन) जसे की प्राइमर लांब करणे सुरू ठेवते, परंतु सब्सट्रेट एम्बेड करतेdeoxyribonucleotides(150-200 न्यूक्लियोटाइड्सच्या प्रमाणात). परिणामी, दोन भागांमधून एक घन धागा तयार होतो -आरएनए(म्हणजे प्राइमर) आणि डीएनए. डीएनए पॉलिमरेज εमागील प्राइमरचा सामना होईपर्यंत कार्य करतेओकाझाकीचा तुकडा(थोडे आधी संश्लेषित). हे एन्झाइम नंतर साखळीतून काढून टाकले जाते.

7) डीएनए पॉलिमरेज β(बीटा) च्या जागी उभा आहेडीएनए पॉलिमरेज ε,त्याच दिशेने (5" → 3") हलते आणि त्यांच्या जागी डीऑक्सीरिबोन्यूक्लियोटाइड्स घालताना प्राइमर रिबोन्यूक्लियोटाइड काढून टाकते. एंजाइम प्राइमर पूर्णपणे काढून टाकेपर्यंत कार्य करते, म्हणजे. डीऑक्सीरिबोन्यूक्लियोटाइड पर्यंत (अगदी आधी संश्लेषितडीएनए पॉलिमरेज ε). सजीवांच्या शरीरात निर्मार्ण होणारे द्रव्य त्याच्या कार्याचा परिणाम आणि समोरील डीएनए जोडण्यास सक्षम नाही, म्हणून ते साखळी सोडते.

परिणामी, मुलीच्या डीएनएचा एक तुकडा मदर थ्रेडच्या मॅट्रिक्सवर "खोटे" आहे. असे म्हणतातओकाझाकीचा तुकडा.

8) DNA ligase ligates दोन समीप ओकाझाकीचे तुकडे , म्हणजे 5 "-खंडाचा शेवट, संश्लेषितडीएनए पॉलिमरेज ε,आणि 3" चेन एंड बिल्ट-इनडीएनए पॉलिमरेजβ .

RNA ची रचना

रिबोन्यूक्लिक अॅसिड(आरएनए) हे तीन मुख्य अणूंपैकी एक आहे (इतर दोन डीएनए आणि प्रथिने आहेत) जे सर्व सजीवांच्या पेशींमध्ये आढळतात.

डीएनए प्रमाणेच, आरएनए एका लांब साखळीने बनलेला असतो ज्यामध्ये प्रत्येक दुवा म्हणतात न्यूक्लियोटाइड. प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड नायट्रोजनयुक्त बेस, राइबोज साखर आणि फॉस्फेट गटाने बनलेला असतो. तथापि, डीएनएच्या विपरीत, आरएनएमध्ये सामान्यतः दोन ऐवजी एक असतो. RNA मधील पेंटोज हे रायबोज द्वारे दर्शविले जाते, डीऑक्सीरिबोज नाही (राइबोजचा दुसर्‍या कार्बोहायड्रेट अणूवर अतिरिक्त हायड्रॉक्सिल गट असतो). शेवटी, नायट्रोजन बेसच्या रचनेत डीएनए आरएनएपेक्षा वेगळा आहे: थायमिन ऐवजी ( टआरएनएमध्ये युरेसिल असते यू) , जे अॅडेनाइनला देखील पूरक आहे.

न्यूक्लियोटाइड्सचा क्रम RNA ला अनुवांशिक माहिती एन्कोड करण्यास अनुमती देतो. सर्व सेल्युलर जीवप्रथिने संश्लेषण कार्यक्रम करण्यासाठी RNA (mRNA) वापरा.

सेल्युलर आरएनए नावाच्या प्रक्रियेत तयार होतात प्रतिलेखन , म्हणजे, डीएनए टेम्पलेटवर आरएनएचे संश्लेषण, विशेष एन्झाइम्सद्वारे केले जाते - आरएनए पॉलिमरेज.

मेसेंजर RNAs (mRNAs) नंतर नावाच्या प्रक्रियेत भाग घेतात प्रसारित करणे, त्या राइबोसोमच्या सहभागासह mRNA टेम्पलेटवर प्रथिने संश्लेषण. इतर आरएनए लिप्यंतरणानंतर रासायनिक बदल करतात आणि दुय्यम आणि तृतीयक संरचना तयार झाल्यानंतर, ते आरएनएच्या प्रकारावर अवलंबून असलेली कार्ये करतात.

तांदूळ. 10. नायट्रोजन बेसच्या दृष्टीने डीएनए आणि आरएनएमधील फरक: थायमिन (टी) ऐवजी, आरएनएमध्ये युरासिल (यू) असते, जे अॅडेनाइनला देखील पूरक असते.

ट्रान्सक्रिप्शन

ही डीएनए टेम्पलेटवर आरएनए संश्लेषणाची प्रक्रिया आहे. डीएनए साइटपैकी एकावर आराम करतो. साखळींपैकी एकामध्ये माहिती असते जी आरएनए रेणूवर कॉपी करणे आवश्यक असते - या साखळीला कोडिंग म्हणतात. डीएनएचा दुसरा स्ट्रँड, जो कोडिंग स्ट्रँडला पूरक आहे, त्याला टेम्प्लेट स्ट्रँड म्हणतात. टेम्पलेट साखळीवर 3'-5' दिशेने (डीएनए साखळीसह) प्रतिलेखनाच्या प्रक्रियेत, त्यास पूरक असलेली आरएनए साखळी संश्लेषित केली जाते. अशा प्रकारे, कोडिंग स्ट्रँडची आरएनए प्रत तयार केली जाते.

तांदूळ. 11. ट्रान्सक्रिप्शनचे योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व

उदाहरणार्थ, जर आपल्याला कोडिंग स्ट्रँडचा क्रम दिला असेल

3'-ATGTCCTAGCTGCTCG - 5',

नंतर, पूरकतेच्या नियमानुसार, मॅट्रिक्स साखळी अनुक्रम धारण करेल

5'- TACAGGATCGACGAGC- 3',

आणि त्यातून संश्लेषित केलेला आरएनए हा क्रम आहे

ब्रॉडकास्ट

यंत्रणा विचारात घ्या प्रथिने संश्लेषणआरएनए मॅट्रिक्सवर, तसेच अनुवांशिक कोड आणि त्याचे गुणधर्म. तसेच, स्पष्टतेसाठी, खाली दिलेल्या लिंकवर, आम्ही जिवंत सेलमध्ये होणार्‍या ट्रान्सक्रिप्शन आणि भाषांतराच्या प्रक्रियेबद्दल एक छोटा व्हिडिओ पाहण्याची शिफारस करतो:

तांदूळ. 12. प्रथिने संश्लेषणाची प्रक्रिया: आरएनएसाठी डीएनए कोड, प्रथिनांसाठी आरएनए कोड

अनुवांशिक कोड

अनुवांशिक कोड- न्यूक्लियोटाइड्सचा क्रम वापरून प्रथिनांच्या अमीनो ऍसिड अनुक्रम एन्कोडिंगची पद्धत. प्रत्येक अमिनो आम्ल तीन न्यूक्लियोटाइड्सच्या अनुक्रमाने एन्कोड केलेले असते - एक कोडोन किंवा ट्रिपलेट.

अनुवांशिक कोड बहुतेक प्रो- आणि युकेरियोट्ससाठी सामान्य आहे. सारणी सर्व 64 कोडॉन्सची सूची देते आणि संबंधित अमीनो ऍसिडची यादी करते. बेस ऑर्डर mRNA च्या 5" ते 3" च्या टोकापर्यंत आहे.

तक्ता 1. मानक अनुवांशिक कोड

१ला आधार nie	2रा बेस								3रा आधार nie
	यू		सी		ए		जी
यू	उ उ उ	(Phe/F)	U C U	(Ser/S)	U A U	(Tyr/Y)	U G U	(Cys/C)	यू
	U U C		U C C		यू ए सी		यू जी सी		सी
	U U A	(Leu/L)	U C A		U A A	कोडॉन थांबवा**	यू जी ए	कोडॉन थांबवा**	ए
	U U G		यू सी जी		यू ए जी	कोडॉन थांबवा**	U G G	(Trp/W)	जी
सी	C U U		C C U	(प्रो/पी)	C A U	(त्याचे/एच)	सी जी यू	(Arg/R)	यू
	C U C		C C C C		C A C		सी जी सी		सी
	C U A		C C A		C A A	(Gln/Q)	CGA		ए
	C U G		C C G		सी ए जी		C G G		जी
ए	A U U	(Ile/I)	A C U	(Thr/T)	A A U	(Asn/N)	ए जी यू	(Ser/S)	यू
	A U C		A C C		A A C		ए जी सी		सी
	A U A		A C A		A A A	(Lys/K)	ए जी ए		ए
	ए यू जी	(Met/M)	ए सी जी		ए ए जी		ए जी जी		जी
जी	G U U	(Val/V)	जी सी यू	(Ala/A)	G A U	(Asp/D)	G G U	(Gly/G)	यू
	G U C		G C C		जी ए सी		G G C		सी
	G U A		जी सी ए		जी ए ए	(सरस)	G G A		ए
	G U G		G C G		G A G		G G G		जी

त्रिगुणांमध्ये, 4 विशेष क्रम आहेत जे "विरामचिन्हे" म्हणून कार्य करतात:

• * तिहेरी AUG, एन्कोडिंग मेथिओनाइन देखील म्हणतात कोडॉन सुरू करा. हा कोडोन प्रोटीन रेणूचे संश्लेषण सुरू करतो. अशा प्रकारे, प्रथिने संश्लेषणादरम्यान, अनुक्रमातील पहिले अमीनो ऍसिड नेहमीच मेथिओनाइन असेल.

• ** तिप्पट UAA, UAGआणि UGAम्हणतात कोडन थांबवाआणि कोणत्याही अमीनो ऍसिडसाठी कोड करू नका. या क्रमांवर, प्रथिने संश्लेषण थांबते.

अनुवांशिक कोडचे गुणधर्म

1. त्रिगुणता. प्रत्येक अमिनो आम्ल तीन न्यूक्लियोटाइड्सच्या अनुक्रमाने एन्कोड केलेले असते - एक ट्रिपलेट किंवा कोडोन.

2. सातत्य. तिहेरी दरम्यान कोणतेही अतिरिक्त न्यूक्लियोटाइड नाहीत, माहिती सतत वाचली जाते.

3. नॉन-ओव्हरलॅपिंग. एक न्यूक्लियोटाइड एकाच वेळी दोन त्रिगुणांचा भाग असू शकत नाही.

4. विशिष्टता. एक कोडोन फक्त एका अमीनो आम्लासाठी कोड करू शकतो.

5. अध:पतन. एक अमिनो आम्ल अनेक भिन्न कोडनद्वारे एन्कोड केले जाऊ शकते.

6. अष्टपैलुत्व. अनुवांशिक कोड सर्व सजीवांसाठी समान आहे.

उदाहरण. आम्हाला कोडिंग स्ट्रँडचा क्रम दिला आहे:

3’- CCGATTGCACGTCGATCGTATA- 5’.

मॅट्रिक्स साखळीचा क्रम असेल:

5’- GGCTAACGTGCAGCTAGCATAT- 3’.

आता आम्ही या साखळीतून माहितीच्या आरएनएचे "संश्लेषण" करतो:

3’- CCGAUUGCACGUCGAUCGUAUA- 5’.

प्रथिने संश्लेषण 5' → 3' दिशेने जाते, म्हणून, अनुवांशिक कोड "वाचण्यासाठी" आम्हाला अनुक्रम फ्लिप करणे आवश्यक आहे:

5’- AUAUGCUAGCUGCACGUUAGCC- 3’.

आता प्रारंभ कोडन AUG शोधा:

5’- ए.यू ऑगस्ट CUAGCUGCACGUUAGCC- 3’.

क्रम त्रिगुणांमध्ये विभाजित करा:

असे वाटते: डीएनए मधील माहिती आरएनए (ट्रान्सक्रिप्शन) मध्ये हस्तांतरित केली जाते, आरएनए मधून प्रोटीनमध्ये (अनुवाद). डीएनए प्रतिकृतीद्वारे देखील डुप्लिकेट केले जाऊ शकते आणि रिव्हर्स ट्रान्सक्रिप्शनची प्रक्रिया देखील शक्य आहे, जेव्हा डीएनए आरएनए टेम्पलेटमधून संश्लेषित केला जातो, परंतु अशी प्रक्रिया प्रामुख्याने व्हायरसची वैशिष्ट्यपूर्ण असते.

तांदूळ. 13. आण्विक जीवशास्त्राचा मध्यवर्ती सिद्धांत

जीनोम: जीन्स आणि क्रोमोसोम

(सामान्य संकल्पना)

जीनोम - एखाद्या जीवाच्या सर्व जनुकांची संपूर्णता; त्याचा संपूर्ण गुणसूत्र संच.

जी. विंकलर यांनी 1920 मध्ये "जीनोम" हा शब्द समान जैविक प्रजातींच्या जीवांच्या गुणसूत्रांच्या हॅप्लॉइड संचामध्ये असलेल्या जनुकांच्या संपूर्णतेचे वर्णन करण्यासाठी प्रस्तावित केला होता. या शब्दाचा मूळ अर्थ सूचित करतो की जीनोमची संकल्पना, जीनोटाइपच्या विरूद्ध, संपूर्ण प्रजातींचे अनुवांशिक वैशिष्ट्य आहे, व्यक्तीचे नाही. आण्विक अनुवांशिकतेच्या विकासासह, या शब्दाचा अर्थ बदलला आहे. हे ज्ञात आहे की डीएनए, जो बहुतेक जीवांमध्ये अनुवांशिक माहितीचा वाहक आहे आणि म्हणूनच, जीनोमचा आधार बनतो, शब्दाच्या आधुनिक अर्थाने केवळ जनुकांचा समावेश नाही. डीएनए बहुतेक युकेरियोटिक पेशीन्यूक्लियोटाइड्सच्या नॉन-कोडिंग ("रिडंडंट") अनुक्रमांद्वारे प्रस्तुत केले जाते ज्यामध्ये प्रथिने आणि न्यूक्लिक अॅसिडची माहिती नसते. अशा प्रकारे, कोणत्याही जीवाच्या जीनोमचा मुख्य भाग हा त्याच्या क्रोमोसोमच्या हॅप्लॉइड संचाचा संपूर्ण डीएनए असतो.

जीन्स डीएनए रेणूंचे विभाग आहेत जे पॉलीपेप्टाइड्स आणि आरएनए रेणूंसाठी कोड करतात.

गेल्या शतकात, जनुकांबद्दलची आपली समज लक्षणीयरीत्या बदलली आहे. पूर्वी, जीनोम हा गुणसूत्राचा एक प्रदेश होता जो एक गुणसूत्र एन्कोड करतो किंवा निर्धारित करतो किंवा फेनोटाइपिक(दृश्यमान) मालमत्ता, जसे की डोळ्याचा रंग.

1940 मध्ये, जॉर्ज बीडल आणि एडवर्ड टॅथम यांनी जनुकाची आण्विक व्याख्या प्रस्तावित केली. शास्त्रज्ञांनी बुरशीच्या बीजाणूंवर प्रक्रिया केली न्यूरोस्पोरा क्रॅसा क्षय किरणआणि इतर एजंट जे डीएनए अनुक्रमात बदल घडवून आणतात ( उत्परिवर्तन), आणि बुरशीचे उत्परिवर्ती स्ट्रेन आढळले ज्याने काही विशिष्ट एंजाइम गमावले, ज्यामुळे काही प्रकरणांमध्ये संपूर्ण चयापचय मार्गात व्यत्यय आला. बीडल आणि टॅथम या निष्कर्षापर्यंत पोहोचले की जनुक हा अनुवांशिक सामग्रीचा एक विभाग आहे जो एका एंझाइमची व्याख्या किंवा कोड करतो. असे गृहीतक आहे "एक जनुक, एक एंझाइम". ही संकल्पना नंतर व्याख्येपर्यंत विस्तारली "एक जनुक - एक पॉलीपेप्टाइड", कारण अनेक जीन्स एंजाइम नसलेल्या प्रथिने एन्कोड करतात आणि पॉलीपेप्टाइड हे जटिल प्रोटीन कॉम्प्लेक्सचे सबयुनिट असू शकते.

अंजीर वर. 14 डीएनए मधील न्यूक्लियोटाइड्सचे तिप्पट पॉलीपेप्टाइड, एमआरएनए द्वारे मध्यस्थी असलेल्या प्रोटीनचा अमीनो ऍसिड क्रम कसा ठरवतात याचे आकृती दाखवते. डीएनए स्ट्रँडपैकी एक एमआरएनएच्या संश्लेषणासाठी टेम्पलेटची भूमिका बजावते, त्यातील न्यूक्लियोटाइड ट्रिपलेट (कोडॉन) डीएनए ट्रिपलेट्सला पूरक असतात. काही बॅक्टेरिया आणि अनेक युकेरियोट्समध्ये, कोडिंग अनुक्रम नॉन-कोडिंग क्षेत्रांमुळे व्यत्यय आणतात (म्हणतात इंट्रोन्स).

जीनची आधुनिक बायोकेमिकल व्याख्या आणखी विशेषतः. जीन्स हे डीएनएचे सर्व विभाग आहेत जे अंतिम उत्पादनांचा प्राथमिक क्रम एन्कोड करतात, ज्यामध्ये पॉलीपेप्टाइड्स किंवा आरएनए समाविष्ट असतात ज्यांचे संरचनात्मक किंवा उत्प्रेरक कार्य असते.

जीन्ससह, डीएनएमध्ये इतर अनुक्रम देखील असतात जे केवळ नियामक कार्य करतात. नियामक अनुक्रमजीन्सची सुरूवात किंवा शेवट चिन्हांकित करू शकते, लिप्यंतरण प्रभावित करू शकते किंवा प्रतिकृती किंवा पुनर्संयोजन सुरू करण्याचे ठिकाण सूचित करू शकते. काही जनुके वेगवेगळ्या प्रकारे व्यक्त केली जाऊ शकतात, डीएनएचा एकच तुकडा वेगवेगळ्या उत्पादनांच्या निर्मितीसाठी टेम्पलेट म्हणून काम करतो.

आपण अंदाजे गणना करू शकतो किमान जनुक आकारइंटरमीडिएट प्रोटीनसाठी कोडिंग. पॉलीपेप्टाइड साखळीतील प्रत्येक अमिनो आम्ल तीन न्यूक्लियोटाइड्सच्या अनुक्रमाने एन्कोड केलेले असते; या त्रिगुणांचे (कोडॉन) अनुक्रम दिलेल्या जनुकाद्वारे एन्कोड केलेल्या पॉलीपेप्टाइडमधील अमीनो ऍसिडच्या साखळीशी संबंधित आहेत. पॉलीपेप्टाइड साखळी 350 एमिनो ऍसिडचे अवशेष (मध्यम लांबीची साखळी) 1050 bp च्या अनुक्रमाशी संबंधित आहेत. ( bp). तथापि, अनेक युकेरियोटिक जीन्स आणि काही प्रोकेरियोटिक जीन्स डीएनए सेगमेंटमध्ये व्यत्यय आणतात जे प्रथिनांविषयी माहिती देत ​​नाहीत आणि त्यामुळे साध्या गणनेपेक्षा जास्त लांब असतात.

एका गुणसूत्रावर किती जीन्स असतात?

तांदूळ. 15. प्रोकेरियोटिक (डावीकडे) आणि युकेरियोटिक पेशींमधील गुणसूत्रांचे दृश्य. हिस्टोन्स हा न्यूक्लियस प्रथिनांचा एक विस्तृत वर्ग आहे जो दोन मुख्य कार्ये करतो: ते न्यूक्लियसमधील डीएनए स्ट्रँडच्या पॅकेजिंगमध्ये आणि प्रतिलेखन, प्रतिकृती आणि दुरुस्ती यासारख्या आण्विक प्रक्रियांच्या एपिजेनेटिक नियमनमध्ये गुंतलेले असतात.

तुम्हाला माहिती आहेच, जिवाणू पेशींमध्ये डीएनए स्ट्रँडच्या स्वरूपात एक गुणसूत्र असते, ते कॉम्पॅक्ट स्ट्रक्चरमध्ये पॅक केलेले असते - एक न्यूक्लॉइड. प्रोकेरियोटिक गुणसूत्र एस्चेरिचिया कोली, ज्याचा जीनोम पूर्णपणे डीकोड केलेला आहे, तो एक गोलाकार डीएनए रेणू आहे (खरेतर, हे नियमित वर्तुळ नाही, तर सुरुवात आणि शेवट नसलेले लूप आहे), ज्यामध्ये 4,639,675 bp असतात. या क्रमामध्ये स्थिर आरएनए रेणूंसाठी अंदाजे 4300 प्रथिने जीन्स आणि आणखी 157 जीन्स आहेत. एटी मानवी जीनोम 24 भिन्न गुणसूत्रांवर स्थित जवळजवळ 29,000 जीन्सशी संबंधित अंदाजे 3.1 अब्ज बेस जोड्या.

प्रोकेरियोट्स (बॅक्टेरिया).

जिवाणू ई कोलाय्एक डबल-स्ट्रँडेड वर्तुळाकार DNA रेणू आहे. त्यात 4,639,675 b.p. आणि अंदाजे 1.7 मिमी लांबीपर्यंत पोहोचते, जी स्वतः सेलच्या लांबीपेक्षा जास्त आहे ई कोलाय्सुमारे 850 वेळा. न्यूक्लॉइडचा भाग म्हणून मोठ्या गोलाकार गुणसूत्राव्यतिरिक्त, अनेक जीवाणूंमध्ये एक किंवा अधिक लहान गोलाकार डीएनए रेणू असतात जे मुक्तपणे सायटोसोलमध्ये असतात. या एक्स्ट्राक्रोमोसोमल घटकांना म्हणतात प्लाझमिड्स(अंजीर 16).

बहुतेक प्लास्मिड्समध्ये फक्त काही हजार बेस जोड्या असतात, काहींमध्ये 10,000 bp पेक्षा जास्त असते. ते अनुवांशिक माहिती घेऊन जातात आणि कन्या प्लाझमिड तयार करण्यासाठी प्रतिकृती तयार करतात, जे पालक पेशीच्या विभाजनादरम्यान कन्या पेशींमध्ये प्रवेश करतात. प्लाझमिड केवळ जीवाणूंमध्येच नाही तर यीस्ट आणि इतर बुरशींमध्ये देखील आढळतात. बर्‍याच प्रकरणांमध्ये, प्लाझमिड्स यजमान पेशींना कोणताही फायदा देत नाहीत आणि त्यांचे एकमेव कार्य स्वतंत्रपणे पुनरुत्पादन करणे आहे. तथापि, काही प्लाझमिड यजमानासाठी उपयुक्त जीन्स घेऊन जातात. उदाहरणार्थ, प्लास्मिड्समध्ये असलेली जीन्स जिवाणू पेशींमध्ये बॅक्टेरियाच्या वाढीस प्रतिबंध करणारा पदार्थ एजंटला प्रतिकार देऊ शकतात. β-lactamase जनुक वाहून नेणारे प्लाझमिड्स पेनिसिलिन आणि अमोक्सिसिलिन सारख्या β-lactam प्रतिजैविकांना प्रतिकार देतात. प्लाझमिड प्रतिजैविक-प्रतिरोधक पेशींमधून समान किंवा भिन्न जीवाणू प्रजातींच्या इतर पेशींमध्ये जाऊ शकतात, ज्यामुळे त्या पेशी देखील प्रतिरोधक बनतात. प्रतिजैविकांचा सखोल वापर हा एक शक्तिशाली निवडक घटक आहे जो रोगजनक बॅक्टेरियामध्ये प्रतिजैविक प्रतिरोधक एन्कोडिंग प्लाझमिड्स (तसेच समान जीन्स एन्कोड करणारे ट्रान्सपोसन्स) पसरवण्यास प्रोत्साहन देतो आणि अनेक प्रतिजैविकांना प्रतिरोधक असलेल्या जिवाणू स्ट्रेनचा उदय होतो. डॉक्टरांना अँटिबायोटिक्सच्या व्यापक वापराचे धोके समजू लागले आहेत आणि ते अगदी आवश्यक असेल तेव्हाच लिहून देतात. तत्सम कारणांमुळे, शेतातील प्राण्यांच्या उपचारांसाठी प्रतिजैविकांचा व्यापक वापर मर्यादित आहे.

हे देखील पहा: रविन एन.व्ही., शेस्ताकोव्ह एस.व्ही. प्रोकेरियोट्सचे जीनोम // वाव्हिलोव्ह जर्नल ऑफ जेनेटिक्स अँड ब्रीडिंग, 2013. व्ही. 17. क्रमांक 4/2. पृ. ९७२-९८४.

युकेरियोट्स.

तक्ता 2. काही जीवांचे डीएनए, जीन्स आणि गुणसूत्र

	सामायिक डीएनए, b.s	गुणसूत्रांची संख्या*	जीन्सची अंदाजे संख्या
एस्चेरिचिया कोली(जीवाणू)	4 639 675		4 435
Saccharomyces cerevisiae(यीस्ट)	12 080 000	16**	5 860
Caenorhabditis elegans(निमॅटोड)	90 269 800	12***	23 000
अरेबिडोप्सिस थालियाना(वनस्पती)	119 186 200		33 000
ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर(फळ माशी)	120 367 260		20 000
ओरिझा सॅटिवा(तांदूळ)	480 000 000		57 000
Mus स्नायू(माऊस)	2 634 266 500		27 000
होमो सेपियन्स(मानवी)	3 070 128 600		29 000

नोंद.माहिती सतत अद्यतनित केली जाते; अधिक अद्ययावत माहितीसाठी, वैयक्तिक जीनोमिक प्रकल्प वेबसाइट्स पहा.

* यीस्ट वगळता सर्व युकेरियोट्ससाठी, गुणसूत्रांचा द्विगुणित संच दिला जातो. द्विगुणितकिट क्रोमोसोम (ग्रीक डिप्लोजमधून - दुहेरी आणि इडोस - दृश्य) - गुणसूत्रांचा दुहेरी संच (2n), ज्यापैकी प्रत्येकामध्ये एकसमान आहे.
** हॅप्लॉइड सेट. यीस्टच्या जंगली जातींमध्ये या गुणसूत्रांचे आठ (ऑक्टोप्लॉइड) किंवा अधिक संच असतात.
*** दोन एक्स गुणसूत्र असलेल्या महिलांसाठी. पुरुषांमध्ये X गुणसूत्र असते, परंतु Y नसतात, म्हणजे केवळ 11 गुणसूत्र असतात.

यीस्ट सेल, सर्वात लहान युकेरियोट्सपैकी एक, सेलपेक्षा 2.6 पट जास्त डीएनए आहे ई कोलाय्(टेबल 2). फळ माशी पेशी ड्रोसोफिला, अनुवांशिक संशोधनाची एक उत्कृष्ट वस्तू, ज्यामध्ये 35 पट अधिक डीएनए असते आणि मानवी पेशींमध्ये पेशींपेक्षा सुमारे 700 पट अधिक डीएनए असते ई कोलाय्.बर्‍याच वनस्पती आणि उभयचरांमध्ये आणखी डीएनए असतो. युकेरियोटिक पेशींची अनुवांशिक सामग्री गुणसूत्रांच्या स्वरूपात आयोजित केली जाते. गुणसूत्रांचा डिप्लोइड संच (2 n) जीवाच्या प्रकारावर अवलंबून असते (तक्ता 2).

उदाहरणार्थ, मानवी सोमॅटिक सेलमध्ये 46 गुणसूत्र असतात ( तांदूळ १७). युकेरियोटिक सेलमधील प्रत्येक गुणसूत्र, अंजीर मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे. १७, a, मध्ये एक खूप मोठा डबल-स्ट्रँडेड DNA रेणू असतो. चोवीस मानवी गुणसूत्रे (22 जोडलेले गुणसूत्र आणि दोन लैंगिक गुणसूत्र X आणि Y) 25 पेक्षा जास्त वेळा लांबीमध्ये भिन्न आहेत. प्रत्येक युकेरियोटिक क्रोमोसोममध्ये विशिष्ट जनुकांचा संच असतो.

तांदूळ. १७. युकेरियोटिक गुणसूत्र.a- मानवी क्रोमोसोममधील जोडलेल्या आणि कंडेन्स्ड सिस्टर क्रोमेटिड्सची जोडी. या स्वरूपात, युकेरियोटिक गुणसूत्र प्रतिकृतीनंतर आणि मायटोसिस दरम्यान मेटाफेजमध्ये राहतात. b- पुस्तकाच्या लेखकांपैकी एकाच्या ल्युकोसाइटमधील गुणसूत्रांचा संपूर्ण संच. प्रत्येक सामान्य मानवी सोमॅटिक सेलमध्ये 46 गुणसूत्र असतात.

जर तुम्ही मानवी जीनोमचे डीएनए रेणू (22 गुणसूत्र आणि गुणसूत्र X आणि Y किंवा X आणि X) एकमेकांशी जोडले तर तुम्हाला सुमारे एक मीटर लांबीचा क्रम मिळेल. टीप: सर्व सस्तन प्राण्यांमध्ये आणि इतर विषम पुरुष जीवांमध्ये, माद्यांमध्ये दोन X गुणसूत्र (XX) असतात आणि पुरुषांमध्ये एक X गुणसूत्र आणि एक Y गुणसूत्र (XY) असते.

बहुतेक मानवी पेशी, त्यामुळे अशा पेशींची एकूण DNA लांबी सुमारे 2m आहे. एका प्रौढ माणसामध्ये सुमारे 10 14 पेशी असतात, त्यामुळे सर्व DNA रेणूंची एकूण लांबी 2・10 11 किमी आहे. तुलनेसाठी, पृथ्वीचा घेर 4・10 4 किमी आहे आणि पृथ्वीपासून सूर्यापर्यंतचे अंतर 1.5・10 8 किमी आहे. आपल्या पेशींमध्ये किती आश्चर्यकारकपणे कॉम्पॅक्टपणे पॅकेज केलेले डीएनए आहे!

युकेरियोटिक पेशींमध्ये, डीएनए असलेले इतर ऑर्गेनेल्स आहेत - हे माइटोकॉन्ड्रिया आणि क्लोरोप्लास्ट आहेत. माइटोकॉन्ड्रियल आणि क्लोरोप्लास्ट डीएनएच्या उत्पत्तीबद्दल अनेक गृहितकं मांडली गेली आहेत. आज सामान्यतः स्वीकृत दृष्टिकोन असा आहे की ते प्राचीन जीवाणूंच्या गुणसूत्रांचे मूळ आहेत जे यजमान पेशींच्या साइटोप्लाझममध्ये घुसले आणि या ऑर्गेनेल्सचे अग्रदूत बनले. माइटोकॉन्ड्रियल टीआरएनए आणि आरआरएनए तसेच अनेक माइटोकॉन्ड्रियल प्रोटीनसाठी माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए कोड. 95% पेक्षा जास्त माइटोकॉन्ड्रियल प्रथिने अणु DNA द्वारे एन्कोड केलेली असतात.

जीन्सची रचना

प्रोकेरियोट्स आणि युकेरियोट्समधील जनुकांची रचना, त्यांची समानता आणि फरक विचारात घ्या. जनुक हा डीएनएचा एक विभाग असूनही केवळ एक प्रोटीन किंवा आरएनए एन्कोडिंग करतो, थेट कोडिंग भागाव्यतिरिक्त, त्यात नियामक आणि इतर संरचनात्मक घटक देखील समाविष्ट असतात ज्यात भिन्न रचनाप्रोकेरियोट्स आणि युकेरियोट्समध्ये.

कोडिंग क्रम- जनुकाचे मुख्य स्ट्रक्चरल आणि फंक्शनल युनिट, त्यात न्यूक्लियोटाइड्सचे ट्रिपलेट एन्कोडिंग आहेअमीनो ऍसिड क्रम. हे स्टार्ट कोडॉनने सुरू होते आणि स्टॉप कोडॉनने समाप्त होते.

कोडिंग क्रम आधी आणि नंतर आहेत अनुवादित 5' आणि 3' अनुक्रम. ते नियामक आणि सहाय्यक कार्ये करतात, उदाहरणार्थ, mRNA वर राइबोसोमचे लँडिंग सुनिश्चित करा.

अनुवादित न केलेले आणि कोडिंग अनुक्रम एक ट्रान्सक्रिप्शन युनिट बनवतात - एक लिप्यंतरित डीएनए क्षेत्र, म्हणजेच, एक डीएनए प्रदेश ज्यामधून mRNA संश्लेषित केले जाते.

टर्मिनेटरजनुकाच्या शेवटी DNA चा नॉन-ट्रांस्क्राइब केलेला प्रदेश जिथे RNA संश्लेषण थांबते.

जीनच्या सुरूवातीस आहे नियामक क्षेत्र, ज्यामध्ये अंतर्भूत आहे प्रवर्तकआणि ऑपरेटर.

प्रवर्तक- ट्रान्सक्रिप्शन दीक्षा दरम्यान पॉलिमरेझ बांधला जाणारा क्रम. ऑपरेटर- हे असे क्षेत्र आहे ज्यात विशेष प्रथिने बांधू शकतात - दमन करणारे, जे या जनुकातून आरएनए संश्लेषणाची क्रिया कमी करू शकते - दुसऱ्या शब्दांत, ते कमी करा अभिव्यक्ती.

प्रोकेरियोट्समधील जनुकांची रचना

प्रोकेरियोट्स आणि युकेरियोट्समधील जनुकांच्या संरचनेसाठी सामान्य योजना भिन्न नाही - त्या दोघांमध्ये प्रवर्तक आणि ऑपरेटरसह एक नियामक क्षेत्र, कोडिंग आणि अनुवादित नसलेल्या अनुक्रमांसह एक ट्रान्सक्रिप्शन युनिट आणि टर्मिनेटर असतात. तथापि, प्रोकेरियोट्स आणि युकेरियोट्समधील जनुकांची संघटना वेगळी आहे.

तांदूळ. 18. प्रोकेरियोट्स (बॅक्टेरिया) मधील जनुकाच्या संरचनेची योजना -प्रतिमा वाढवली आहे

ऑपेरॉनच्या सुरूवातीस आणि शेवटी, अनेक संरचनात्मक जनुकांसाठी सामान्य नियामक क्षेत्रे आहेत. ओपेरॉनच्या लिप्यंतरण केलेल्या प्रदेशातून, एक mRNA रेणू वाचला जातो, ज्यामध्ये अनेक कोडिंग अनुक्रम असतात, ज्यापैकी प्रत्येकाची स्वतःची सुरुवात आणि स्टॉप कोडॉन असते. या प्रत्येक क्षेत्रातूनएक प्रोटीन संश्लेषित केले जाते. अशा प्रकारे, अनेक प्रथिने रेणू एका i-RNA रेणूपासून संश्लेषित केले जातात.

प्रोकेरिओट्स अनेक जनुकांच्या संयोगाने एकाच कार्यात्मक युनिटमध्ये वैशिष्ट्यीकृत आहेत - ऑपेरॉन. ओपेरॉनचे कार्य इतर जनुकांद्वारे नियंत्रित केले जाऊ शकते, जे ओपेरॉनमधूनच सहज काढले जाऊ शकते - नियामक. या जनुकातून अनुवादित केलेल्या प्रथिनाला म्हणतात दाबणारा. हे ओपेरॉनच्या ऑपरेटरशी बांधले जाते, त्यात समाविष्ट असलेल्या सर्व जनुकांच्या अभिव्यक्तीचे एकाच वेळी नियमन करते.

Prokaryotes देखील इंद्रियगोचर द्वारे दर्शविले आहेत लिप्यंतरण आणि भाषांतर संयोजन.

तांदूळ. 19 प्रोकॅरिओट्समध्ये ट्रान्सक्रिप्शन आणि अनुवादाच्या संयोगाची घटना - प्रतिमा वाढवली आहे

साइटोप्लाझम वेगळे करणार्‍या विभक्त लिफाफाच्या उपस्थितीमुळे युकेरियोट्समध्ये ही जोडणी होत नाही, जिथे भाषांतर होते, अनुवांशिक सामग्रीपासून, ज्यावर लिप्यंतरण होते. प्रोकेरियोट्समध्ये, डीएनए टेम्पलेटवर आरएनएच्या संश्लेषणादरम्यान, राइबोसोम त्वरित संश्लेषित आरएनए रेणूला बांधू शकतो. अशा प्रकारे, ट्रान्सक्रिप्शन पूर्ण होण्यापूर्वीच भाषांतर सुरू होते. शिवाय, अनेक राइबोसोम एकाच वेळी एका RNA रेणूला बांधू शकतात, एकाच वेळी एका प्रोटीनचे अनेक रेणू संश्लेषित करू शकतात.

युकेरियोट्समधील जनुकांची रचना

युकेरियोट्सची जीन्स आणि क्रोमोसोम अतिशय गुंतागुंतीच्या पद्धतीने व्यवस्थित असतात.

अनेक प्रजातींच्या जीवाणूंमध्ये फक्त एक गुणसूत्र असते आणि जवळजवळ सर्व प्रकरणांमध्ये प्रत्येक गुणसूत्रावर प्रत्येक जनुकाची एक प्रत असते. आरआरएनए जीन्ससारखी फक्त काही जीन्स अनेक प्रतींमध्ये असतात. जीन्स आणि नियामक अनुक्रम प्रोकेरिओट्सचे जवळजवळ संपूर्ण जीनोम बनवतात. शिवाय, जवळजवळ प्रत्येक जनुक हे एन्कोड केलेल्या अमिनो आम्ल अनुक्रमाशी (किंवा आरएनए अनुक्रम) काटेकोरपणे जुळते (चित्र 14).

युकेरियोटिक जनुकांची संरचनात्मक आणि कार्यात्मक संघटना अधिक जटिल आहे. युकेरियोटिक क्रोमोसोम्सचा अभ्यास आणि नंतर संपूर्ण युकेरियोटिक जीनोम सिक्वेन्सिंगमुळे अनेक आश्चर्य घडले. बर्‍याच जणांमध्ये युकेरियोटिक जनुके असतात मनोरंजक वैशिष्ट्य: त्यांच्या न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमांमध्ये एक किंवा अधिक DNA क्षेत्र असतात जे पॉलीपेप्टाइड उत्पादनाच्या अमीनो ऍसिड अनुक्रमास एन्कोड करत नाहीत. अशा गैर-अनुवादित इन्सर्टमुळे जनुकाचा न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम आणि एन्कोडेड पॉलीपेप्टाइडचा अमीनो ऍसिड अनुक्रम यांच्यातील थेट पत्रव्यवहारात व्यत्यय येतो. जनुकांमधील या अनुवादित खंडांना म्हणतात इंट्रोन्स, किंवा अंगभूत क्रम, आणि कोडिंग विभाग आहेत exons. प्रोकेरियोट्समध्ये, फक्त काही जनुकांमध्ये इंट्रोन्स असतात.

तर, युकेरियोट्समध्ये, ऑपेरॉनमध्ये जीन्सचे व्यावहारिकपणे कोणतेही संयोजन नसते आणि युकेरियोटिक जनुकाचा कोडिंग क्रम बहुतेक वेळा अनुवादित प्रदेशांमध्ये विभागलेला असतो. - exons, आणि अनुवाद न केलेले विभाग - इंट्रोन्स

बहुतेक प्रकरणांमध्ये, इंट्रोन्सचे कार्य स्थापित केले गेले नाही. सर्वसाधारणपणे, मानवी डीएनएचे फक्त 1.5% "कोडिंग" असते, म्हणजेच ते प्रथिने किंवा आरएनए बद्दल माहिती घेते. तथापि, मोठ्या इंट्रोन्स लक्षात घेऊन, असे दिसून येते की मानवी डीएनएच्या 30% मध्ये जीन्स असतात. जनुके मानवी जीनोमचा तुलनेने लहान प्रमाणात बनतात, डीएनएची महत्त्वपूर्ण रक्कम बेहिशेबी राहते.

तांदूळ. 16. युकेरियोट्समधील जनुकाच्या संरचनेची योजना - प्रतिमा वाढवली आहे

प्रत्येक जनुकातून, एक अपरिपक्व, किंवा प्री-आरएनए, प्रथम संश्लेषित केले जाते, ज्यामध्ये इंट्रोन्स आणि एक्सॉन्स दोन्ही असतात.

त्यानंतर, स्प्लिसिंग प्रक्रिया होते, परिणामी इंट्रोन क्षेत्रे काढून टाकली जातात आणि एक परिपक्व mRNA तयार होतो, ज्यामधून प्रथिने संश्लेषित केले जाऊ शकतात.

तांदूळ. 20. पर्यायी स्प्लिसिंग प्रक्रिया - प्रतिमा वाढवली आहे

जनुकांची अशी संघटना, उदाहरणार्थ, एका जनुकातून संश्लेषित केले जाऊ शकते तेव्हा अंमलबजावणी करण्यास अनुमती देते विविध रूपेप्रथिने, या वस्तुस्थितीमुळे की स्प्लिसिंग प्रक्रियेत एक्सॉन्स वेगवेगळ्या अनुक्रमांमध्ये एकत्र केले जाऊ शकतात.

तांदूळ. 21. प्रोकेरियोट्स आणि युकेरियोट्सच्या जनुकांच्या संरचनेत फरक - प्रतिमा वाढवली आहे

उत्परिवर्तन आणि उत्परिवर्तन

उत्परिवर्तनयाला जीनोटाइपमधील सतत बदल म्हणतात, म्हणजेच न्यूक्लियोटाइड क्रमातील बदल.

उत्परिवर्तनाकडे नेणारी प्रक्रिया म्हणतात mutagenesis, आणि जीव सर्वज्यांच्या पेशी समान उत्परिवर्तन करतात उत्परिवर्ती.

उत्परिवर्तन सिद्धांत 1903 मध्ये ह्यू डी व्रीज यांनी प्रथम तयार केले होते. त्याच्या आधुनिक आवृत्तीमध्ये खालील तरतुदींचा समावेश आहे:

1. उत्परिवर्तन अचानक, अचानक घडतात.

2. उत्परिवर्तन पिढ्यानपिढ्या होत असतात.

3. उत्परिवर्तन फायदेशीर, हानिकारक किंवा तटस्थ, प्रभावशाली किंवा मागे पडणारे असू शकतात.

4. उत्परिवर्तन शोधण्याची संभाव्यता अभ्यास केलेल्या व्यक्तींच्या संख्येवर अवलंबून असते.

5. समान उत्परिवर्तन वारंवार होऊ शकतात.

6. उत्परिवर्तन निर्देशित केले जात नाहीत.

विविध घटकांच्या प्रभावाखाली उत्परिवर्तन होऊ शकते. मुळे होणाऱ्या उत्परिवर्तनांमधील फरक ओळखा उत्परिवर्ती प्रभाव: भौतिक (जसे की अल्ट्राव्हायोलेट किंवा रेडिएशन), रासायनिक (जसे की कोल्चिसिन किंवा सक्रिय फॉर्मऑक्सिजन) आणि जैविक (उदाहरणार्थ, व्हायरस). उत्परिवर्तन देखील होऊ शकते प्रतिकृती त्रुटी.

उत्परिवर्तन दिसण्यासाठी परिस्थितीवर अवलंबून विभागले जातात उत्स्फूर्त- म्हणजे, सामान्य परिस्थितीत उद्भवलेली उत्परिवर्तन, आणि प्रेरित- म्हणजे, विशेष परिस्थितीत उद्भवणारे उत्परिवर्तन.

उत्परिवर्तन केवळ आण्विक डीएनएमध्येच नाही तर, उदाहरणार्थ, मायटोकॉन्ड्रिया किंवा प्लास्टीड्सच्या डीएनएमध्ये देखील होऊ शकते. त्यानुसार, आम्ही फरक करू शकतो आण्विकआणि सायटोप्लाज्मिकउत्परिवर्तन

उत्परिवर्तनांच्या घटनेच्या परिणामी, नवीन अॅलेल्स अनेकदा दिसू शकतात. जर उत्परिवर्ती ऍलील सामान्य ऍलीलला ओव्हरराइड करते, तर उत्परिवर्तन म्हणतात प्रबळ. जर सामान्य ऍलील उत्परिवर्तित एकाला दाबत असेल तर उत्परिवर्तन म्हणतात मागे पडणारा. नवीन अ‍ॅलेल्सला जन्म देणारी बहुतेक उत्परिवर्तन रेक्सेटिव्ह असतात.

उत्परिवर्तन प्रभावाने ओळखले जातात अनुकूल, ज्यामुळे जीवाची पर्यावरणाशी जुळवून घेण्याची क्षमता वाढते, तटस्थज्याचा जगण्यावर परिणाम होत नाही हानिकारकजे पर्यावरणीय परिस्थितीशी जीवांची अनुकूलता कमी करतात आणि प्राणघातकजीवाचा मृत्यू होतो प्रारंभिक टप्पेविकास

परिणामांनुसार, उत्परिवर्तन वेगळे केले जातात, ज्यामुळे अग्रगण्य होते प्रथिने कार्य कमी होणे, उत्परिवर्तन अग्रगण्य उदय गिलहरी येथे नवीन गुणविशेष , तसेच उत्परिवर्तन जे जनुकाचा डोस बदला, आणि, त्यानुसार, त्यातून संश्लेषित प्रोटीनचा डोस.

शरीराच्या कोणत्याही पेशीमध्ये उत्परिवर्तन होऊ शकते. जंतू पेशीमध्ये उत्परिवर्तन झाल्यास त्याला म्हणतात जंतूजन्य(जंतूजन्य, किंवा जनरेटिव्ह). असे उत्परिवर्तन ज्या जीवामध्ये ते दिसले त्यामध्ये दिसून येत नाहीत, परंतु संततीमध्ये उत्परिवर्ती दिसण्यास कारणीभूत ठरतात आणि वारशाने मिळतात, म्हणून ते अनुवांशिक आणि उत्क्रांतीसाठी महत्त्वपूर्ण आहेत. इतर कोणत्याही पेशीमध्ये उत्परिवर्तन घडल्यास त्याला म्हणतात दैहिक. असे उत्परिवर्तन ज्या जीवात उद्भवले त्यामध्ये काही प्रमाणात स्वतःला प्रकट करू शकते, उदाहरणार्थ, निर्मिती होऊ शकते कर्करोगाच्या ट्यूमर. तथापि, असे उत्परिवर्तन वारशाने मिळत नाही आणि संततीवर परिणाम करत नाही.

उत्परिवर्तन वेगवेगळ्या आकाराच्या जीनोमच्या भागांवर परिणाम करू शकतात. वाटप अनुवांशिक, गुणसूत्रआणि जीनोमिकउत्परिवर्तन

जीन उत्परिवर्तन

एका जनुकापेक्षा लहान प्रमाणात होणाऱ्या उत्परिवर्तनांना म्हणतात अनुवांशिक, किंवा ठिपके असलेला (बिंदु असलेला). अशा उत्परिवर्तनांमुळे अनुक्रमात एक किंवा अधिक न्यूक्लियोटाइड्समध्ये बदल होतो. जनुक उत्परिवर्तन यांचा समावेश होतोपर्याय, एक न्यूक्लियोटाइड दुसर्या द्वारे बदलण्यासाठी अग्रगण्य,हटवणेन्यूक्लियोटाइड्सपैकी एक नष्ट होण्यास अग्रगण्य,दाखल, अनुक्रमात अतिरिक्त न्यूक्लियोटाइड जोडण्यासाठी अग्रगण्य.

तांदूळ. 23. जीन (बिंदू) उत्परिवर्तन

प्रथिनांवर क्रिया करण्याच्या पद्धतीनुसार, जनुक उत्परिवर्तन विभागले जातात:समानार्थी, जे (अनुवांशिक कोडच्या ऱ्हासाचा परिणाम म्हणून) प्रथिने उत्पादनाच्या अमीनो ऍसिडच्या रचनेत बदल घडवून आणत नाही,चुकीचे उत्परिवर्तन, ज्यामुळे एक अमीनो आम्ल दुसर्‍याद्वारे बदलते आणि संश्लेषित प्रथिनांच्या संरचनेवर परिणाम करू शकते, जरी ते बहुतेक वेळा क्षुल्लक असतात,निरर्थक उत्परिवर्तन, कोडिंग कोडॉनला स्टॉप कोडॉनसह बदलण्यासाठी अग्रगण्य,उत्परिवर्तने अग्रगण्य स्प्लिसिंग विकार:

तांदूळ. 24. उत्परिवर्तन योजना

तसेच, प्रथिनांवर क्रिया करण्याच्या पद्धतीनुसार, उत्परिवर्तन वेगळे केले जातात, ज्यामुळे अग्रगण्य होते फ्रेम शिफ्ट वाचनजसे की समाविष्ट करणे आणि हटवणे. अशा प्रकारचे उत्परिवर्तन, जसे की निरर्थक उत्परिवर्तन, जरी ते जनुकाच्या एका टप्प्यावर उद्भवतात, परंतु बहुतेकदा प्रथिनांच्या संपूर्ण संरचनेवर परिणाम करतात, ज्यामुळे त्याच्या संरचनेत संपूर्ण बदल होऊ शकतो.

तांदूळ. 29. डुप्लिकेशन आधी आणि नंतर गुणसूत्र

जीनोमिक उत्परिवर्तन

शेवटी, जीनोमिक उत्परिवर्तनसंपूर्ण जीनोमवर परिणाम होतो, म्हणजेच गुणसूत्रांची संख्या बदलते. पॉलीप्लॉइडी वेगळे केले जाते - सेलच्या प्लॉइडीमध्ये वाढ आणि एन्युप्लॉइडी, म्हणजेच गुणसूत्रांच्या संख्येत बदल, उदाहरणार्थ, ट्रायसोमी (गुणसूत्रांपैकी एकामध्ये अतिरिक्त समरूपताची उपस्थिती) आणि मोनोसोमी (याची अनुपस्थिती) गुणसूत्रातील एक होमोलॉग).

डीएनएशी संबंधित व्हिडिओ

डीएनए प्रतिकृती, आरएनए कोडिंग, प्रोटीन संश्लेषण

प्रश्न 1. पेशीचे जीवन चक्र काय आहे?
जीवनचक्रपेशी- विभाजनाच्या प्रक्रियेतील घटनेच्या क्षणापासून मृत्यूपर्यंत किंवा त्यानंतरच्या विभाजनाच्या समाप्तीपर्यंतचा हा तिच्या आयुष्याचा कालावधी आहे. जीवन चक्राचा कालावधी मोठ्या प्रमाणात बदलतो आणि पेशींच्या प्रकारावर आणि पर्यावरणीय परिस्थितींवर अवलंबून असतो: तापमान, ऑक्सिजन आणि पोषक तत्वांची उपलब्धता. अमिबाचे जीवनचक्र ३६ तासांचे असते, तर काही जीवाणूंसाठी २० मिनिटे असते. च्या साठी मज्जातंतू पेशीकिंवा, उदाहरणार्थ, लेन्सच्या पेशी, त्याचा कालावधी वर्षे आणि दशके आहे.

प्रश्न 2. माइटोटिक सायकलमध्ये डीएनए डुप्लिकेशन कसे होते? या प्रक्रियेचा अर्थ काय आहे?
डीएनए डुप्लिकेशन इंटरफेस दरम्यान होते. प्रथम, डीएनए रेणूच्या दोन साखळ्या वेगळ्या होतात आणि नंतर त्या प्रत्येकावर, पूरकतेच्या तत्त्वानुसार, एक नवीन पॉलीन्यूक्लियोटाइड अनुक्रम संश्लेषित केला जातो. ही प्रक्रिया एटीपी उर्जेच्या खर्चासह विशेष एंजाइमच्या नियंत्रणाखाली आहे. नवीन डीएनए रेणू मूळ (मातृ) च्या अगदी सारख्याच प्रती आहेत. जनुकांमध्ये कोणतेही बदल नाहीत, जे आनुवंशिक माहितीची स्थिरता सुनिश्चित करते, कन्या पेशी आणि संपूर्ण जीवाच्या कार्यामध्ये व्यत्यय टाळतात. डीएनए डुप्लिकेशन हे देखील सुनिश्चित करते की गुणसूत्रांची संख्या पिढ्यानपिढ्या स्थिर राहते.

प्रश्न 3. मायटोसिससाठी सेलची तयारी काय आहे?
मायटोसिससाठी सेलची तयारी इंटरफेजमध्ये होते. इंटरफेस दरम्यान, जैवसंश्लेषण प्रक्रिया सक्रियपणे चालू असते, सेल वाढतो, ऑर्गेनेल्स बनवते, ऊर्जा जमा करते आणि सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे डीएनए दुप्पट (पुन्हा डुप्लिकेट) केला जातो. रीडुप्लिकेशनच्या परिणामी, दोन समान डीएनए रेणू तयार होतात, सेंट्रोमेअरवर जोडलेले असतात. अशा रेणूंना क्रोमेटिड्स म्हणतात. दोन जोडलेले क्रोमेटिड्स एक गुणसूत्र तयार करतात.

प्रश्न 4. मायटोसिसच्या टप्प्यांचे क्रमवार वर्णन करा.
माइटोसिस आणि त्याचे टप्पे.
माइटोसिस (कॅरियोकिनेसिस) हा एक अप्रत्यक्ष सेल विभाग आहे ज्यामध्ये टप्पे वेगळे केले जातात: प्रोफेस, मेटाफेस, अॅनाफेस आणि टेलोफेस.
1. प्रोफेस द्वारे दर्शविले जाते:
1) क्रोमोनेमाटा सर्पिल, घट्ट आणि लहान होतो.
2) न्यूक्लियोली अदृश्य होते, म्हणजे क्रोमोनेमा न्यूक्लिओलस दुय्यम आकुंचन असलेल्या गुणसूत्रांमध्ये पॅक केलेले असते, ज्याला न्यूक्लियोलर ऑर्गनायझर म्हणतात.
३) सायटोप्लाझममध्ये दोन पेशी केंद्रे (सेंट्रीओल्स) तयार होतात आणि स्पिंडल तंतू तयार होतात.
4) प्रोफेसच्या शेवटी, विभक्त पडदा फुटतो आणि गुणसूत्रे सायटोप्लाझममध्ये असतात.
प्रोफेस गुणसूत्रांचा संच आहे - 2n4s.
2. मेटाफेस द्वारे दर्शविले जाते:
1) स्पिंडल तंतू गुणसूत्रांच्या सेंट्रोमेरेसशी जोडलेले असतात आणि गुणसूत्रे पेशीच्या विषुववृत्तावर हलू लागतात आणि रेषेत येऊ लागतात.
2) मेटाफेजला "सेल पासपोर्ट" म्हणतात, कारण हे स्पष्टपणे दिसून येते की गुणसूत्रात दोन क्रोमेटिड्स असतात. क्रोमोसोम्स जास्तीत जास्त सर्पिल केले जातात, क्रोमेटिड्स एकमेकांना मागे टाकू लागतात, परंतु तरीही सेंट्रोमेअर प्रदेशात जोडलेले असतात. या टप्प्यावर, सेल कॅरिओटाइपचा अभ्यास केला जातो, कारण गुणसूत्रांची संख्या आणि आकार स्पष्टपणे दृश्यमान आहेत. टप्पा खूप लहान आहे.
मेटाफेस गुणसूत्रांचा संच आहे - 2n4s.
3. अॅनाफेस द्वारे दर्शविले जाते:
1) क्रोमोसोम्सचे सेंट्रोमेरेस विभाजित होतात आणि सिस्टर क्रोमेटिड्स सेलच्या ध्रुवाकडे वळतात आणि स्वतंत्र क्रोमेटिड्स बनतात, ज्याला कन्या गुणसूत्र म्हणतात. सेलमधील प्रत्येक ध्रुवावर गुणसूत्रांचा एक द्विगुणित संच असतो.
अॅनाफेस गुणसूत्र संच 4n4s आहे.
4. टेलोफेसचे वैशिष्ट्य आहे:
सिंगल-क्रोमॅटिड क्रोमोसोम सेलच्या ध्रुवांवर निराश केले जातात, न्यूक्लियोली तयार होतात आणि परमाणु लिफाफा पुनर्संचयित केला जातो.
टेलोफेस गुणसूत्रांचा संच आहे - 2n2s.
टेलोफेस सायटोकिनेसिससह समाप्त होते. सायटोकिनेसिस ही दोन कन्या पेशींमधील सायटोप्लाझमच्या विभाजनाची प्रक्रिया आहे. वनस्पती आणि प्राण्यांमध्ये साइटोकिनेसिस वेगळ्या प्रकारे होतो.
एटी प्राण्यांचा पिंजरा. पेशीच्या विषुववृत्तावर एक कुंडलाकार आकुंचन दिसून येते, जे सेल बॉडीला खोल आणि पूर्णपणे लेस करते. परिणामी, दोन नवीन पेशी तयार होतात, मातृ पेशीच्या अर्ध्या आकाराच्या. आकुंचन क्षेत्रात भरपूर ऍक्टिन आहे; मायक्रोफिलामेंट्स हालचालीमध्ये भूमिका बजावतात.
सायटोकिनेसिस आकुंचनने पुढे जाते.
एटी वनस्पती सेल. विषुववृत्तावर, सेलच्या मध्यभागी, गोलगी कॉम्प्लेक्सच्या डिक्टिओसोम्सच्या वेसिकल्सच्या संचयनाच्या परिणामी, एक सेल प्लेट तयार होते, जी केंद्रापासून परिघापर्यंत वाढते आणि मदर सेलचे विभाजन करते. दोन पेशींमध्ये. भविष्यात, सेल्युलोज जमा झाल्यामुळे, सेप्टम जाड होते, सेल भिंत बनते.
सायटोकिनेसिस सेप्टमद्वारे पुढे जाते.

प्रश्न 5. काय आहे जैविक महत्त्वमायटोसिस?
Mitosis अर्थ:
1. अनुवांशिक स्थिरता, जसे क्रोमेटिड्स प्रतिकृतीच्या परिणामी तयार होतात, म्हणजे. त्यांची वंशपरंपरागत माहिती आईच्या माहितीसारखीच असते.
2. जीवांची वाढ, कारण मायटोसिसच्या परिणामी, पेशींची संख्या वाढते.
3. अलैंगिक पुनरुत्पादन - अनेक वनस्पती आणि प्राण्यांच्या प्रजाती माइटोटिक विभाजनाद्वारे पुनरुत्पादन करतात.
4. पेशींचे पुनरुत्पादन आणि प्रतिस्थापन माइटोसेसमुळे होते.
मायटोसिसचा जैविक अर्थ.
मायटोसिसच्या परिणामी, मातृ पेशी सारख्याच गुणसूत्रांच्या संचासह दोन कन्या पेशी तयार होतात.

मी करू शकतो. प्रश्न किती सोपा आहे

DNA मध्ये दोन स्ट्रँड्स असतात जे एका ऐवजी कमकुवत बंधाने जोडलेले असतात (हायड्रोजन ब्रिज), हेलिक्समध्ये वळवले जातात. प्रत्येक शृंखला हा न्यूक्लियोटाइड नावाच्या विशेष जटिल पदार्थांचा एक क्रम असतो, ज्याचा मुख्य भाग नायट्रोजनयुक्त आधार असतो. डीएनएचे चार प्रकार आहेत: ए (एडेनाइन), टी (थायमिन), जी (ग्वानीन), सी (साइटोसिन). डीएनएच्या विरुद्ध स्ट्रँडमधील न्यूक्लियोटाइड्स यादृच्छिकपणे व्यवस्थित केले जात नाहीत, परंतु एका विशिष्ट तत्त्वानुसार (पूरकता): "A" "T" शी जोडतो, "G" "C" शी जोडतो. खरं तर, फक्त एका साखळीमध्ये कोणतीही अनुवांशिक माहिती असते, आणि दुसऱ्याची गरज असते ती एखाद्या गोष्टीच्या बाबतीत पहिली दुरुस्ती करण्यासाठी (पूरकतेच्या तत्त्वानुसार)

आता स्व-दुप्पट करण्याबद्दल. शास्त्रीय नावही प्रक्रिया प्रतिकृती आहे, परिणामी दोन डीएनए रेणू तयार होतात, परंतु प्रत्येक नवीन डीएनएमध्ये एक जुना मातृ स्ट्रँड (अर्ध-पुराणमतवादी यंत्रणा) असतो.

हे लक्षात घेण्यासारखे आहे की नॉन-न्यूक्लियर जीवांमध्ये (प्रोकेरियोट्स) आणि न्यूक्लियस (युकेरियोट्स) मध्ये, ही प्रक्रिया त्याच प्रकारे पुढे जाते, परंतु विविध एन्झाईम्सच्या सहभागासह. फक्त बाबतीत, मी म्हणेन की एंजाइम एक प्रोटीन रेणू आहे जो विशिष्ट विशिष्ट जैवरासायनिक कार्य करतो.

तर, प्रथम तुम्हाला हेलिक्स अनवाइंड करणे आवश्यक आहे, यासाठी एक विशेष एन्झाइम (टोपोइसोमेरेझ) आहे, ते डीएनए साखळ्यांच्या बाजूने फिरते, त्यांना स्वतःच्या मागे सरळ करते, परंतु त्याच वेळी त्याच्या समोर अधिक जोरदारपणे फिरते जेव्हा वळण्याची डिग्री असते. ठराविक पर्यंत पोहोचते गंभीर पातळी, topoisomerase चेनपैकी एक कापतो आणि, अनवाइंडिंगमुळे, व्होल्टेज कमी करतो, नंतर पुन्हा लिंक होतो आणि पुढे जातो. त्याच्या संयोगाने, दुसरा एंजाइम (हेलिकेस) कार्य करतो, जो सरळ डीएनएच्या स्ट्रँडमधील हायड्रोजन बंध नष्ट करतो, त्यानंतर ते वेगवेगळ्या दिशेने वळतात.

पुढे, प्रक्रिया भिन्नतेसह होते: एक अग्रगण्य साखळी आहे आणि एक मागे आहे.
अनवाइंडिंगच्या दिशेने अग्रगण्य स्ट्रँडवर, पूरकतेच्या तत्त्वानुसार एनजाइम डीएनए पॉलिमरेझ 3 द्वारे न्यूक्लियोटाइड जोडले जातात - एक डीएनए रेणू तयार आहे.

लॅगिंग साखळीवर, सर्वकाही अधिक कठीण आहे. डीएनए पॉलिमरेसमध्ये दोन अप्रिय वैशिष्ट्ये आहेत: प्रथम, ते डीएनए साखळ्यांसह केवळ एका विशिष्ट दिशेने फिरण्यास सक्षम आहेत आणि जर अग्रभागी स्ट्रँडवर ही हालचाल अनवाइंडिंगच्या दिशेने असेल, तर मागे पडलेल्यावर ती उलट दिशेने असली पाहिजे. ; दुसरा - काम सुरू करण्यासाठी, तिला काहीतरी चिकटून राहणे आवश्यक आहे (वैज्ञानिकदृष्ट्या, बियाणे). येथे बीजाची भूमिका आरएनए पॉलिमरेझद्वारे संश्लेषित केलेल्या लहान आरएनए रेणूंद्वारे खेळली जाते तसेच डीएनए साखळीच्या पूरकतेच्या तत्त्वानुसार (या एन्झाईमला बियाणे आवश्यक नसते), त्यापैकी मोठ्या संख्येने संश्लेषित केले जातात आणि ते लॅगिंगला चिकटून राहतात. अनेक ठिकाणी साखळी. पुढे, DNA पॉलिमरेझ 3 त्यांच्या जवळ येतो आणि त्यांच्यातील अंतर भरतो. RNA + DNA च्या अशा तुकड्याला ओकाझाकी तुकडा म्हणतात. पुढील पायरी म्हणजे लॅगिंग डीएनए स्ट्रँडमधून आरएनए अनुक्रम काढून टाकणे: डीएनए पॉलिमरेझ 1 यशस्वीरित्या याचा सामना करते, जे एका न्यूक्लियोटाइडला दुसर्‍यासह बदलते (डीएनए आणि आरएनएसाठी, ते रासायनिक संरचनेत भिन्न आहेत). त्यानंतर, डिस्कनेक्ट केलेले विभाग एन्झाइम लिगेससह बांधलेले आहेत - दुसरा डीएनए रेणू तयार आहे.

10.03.2015 13.10.2015

डीएनएमध्ये एक अद्भुत गुणधर्म आहे जो आज ज्ञात असलेल्या इतर रेणूंमध्ये आढळत नाही - स्वत: ची प्रतिकृती बनवण्याची क्षमता.
डीएनए डुप्लिकेशन ही त्याच्या स्वयं-पुनरुत्पादनाची एक जटिल प्रक्रिया आहे. डीएनए रेणूंच्या स्वत: ची प्रतिकृती बनवण्याच्या गुणधर्मामुळे, पुनरुत्पादन शक्य आहे, तसेच एखाद्या जीवाद्वारे त्याच्या संततीमध्ये आनुवंशिकतेचे हस्तांतरण शक्य आहे, कारण रचना आणि कार्यप्रणालीवरील संपूर्ण डेटा जीवांच्या जनुक माहितीमध्ये एन्कोड केलेला असतो. डीएनए हा बहुतेक सूक्ष्म आणि मॅक्रो-जीवांच्या आनुवंशिक सामग्रीचा आधार आहे. डीएनए डुप्लिकेशन प्रक्रियेचे योग्य नाव प्रतिकृती (पुनः प्रतिकृती) आहे.

अनुवांशिक माहिती कशी प्रसारित केली जाते?

जेव्हा पेशी स्वयं-डुप्लिकेशन वापरून पुनरुत्पादन करतात, तेव्हा ते त्यांच्या स्वतःच्या जीनोमची अचूक प्रत तयार करतात आणि जेव्हा पेशी विभाजित होतात तेव्हा प्रत्येकाला एक प्रत मिळते. हे पालकांच्या पेशींमध्ये असलेली अनुवांशिक माहिती गायब होण्यास प्रतिबंधित करते, ज्यामुळे आनुवंशिक डेटा संग्रहित केला जाऊ शकतो आणि संततीमध्ये प्रसारित केला जाऊ शकतो.
आनुवंशिकतेच्या प्रसाराची प्रत्येक जीवाची स्वतःची वैशिष्ट्ये आहेत. एक बहुपेशीय जीव मेयोसिस दरम्यान तयार झालेल्या जंतू पेशींद्वारे त्याचा जीनोम प्रसारित करतो. जेव्हा ते विलीन होतात, तेव्हा झिगोटच्या आत पॅरेंटल जीनोमचे कनेक्शन असते, ज्यामधून दोन्ही पालकांकडून अनुवांशिक माहिती असलेल्या जीवाचा विकास होतो.
हे लक्षात घेण्यासारखे आहे की वंशानुगत माहितीच्या अचूक प्रसारणासाठी, त्याची संपूर्णपणे कॉपी करणे आवश्यक आहे आणि त्रुटीशिवाय देखील. विशेष एंजाइममुळे हे शक्य आहे. एक मनोरंजक वस्तुस्थिती अशी आहे की या अद्वितीय रेणूंमध्ये जीन्स असतात जे शरीराला संश्लेषणासाठी आवश्यक एंजाइम तयार करण्यास अनुमती देतात, म्हणजेच त्यांच्या स्वयं-प्रतिकृतीसाठी आवश्यक असलेली प्रत्येक गोष्ट त्यात असते.

स्व-दुप्पट गृहीतके

जीनोम प्रतिकृतीच्या यंत्रणेचा प्रश्न बराच काळ खुला राहिला. संशोधकांनी 3 गृहितके प्रस्तावित केली जी जीनोम डुप्लिकेशनचे मुख्य संभाव्य मार्ग देतात - हा अर्ध-पुराणमतवादी सिद्धांत आहे, एक पुराणमतवादी गृहितक किंवा विखुरलेली यंत्रणा आहे.
पुराणमतवादी गृहीतकानुसार, आनुवंशिक डेटाच्या प्रतिकृतीच्या प्रक्रियेत, डीएनएचा मूळ स्ट्रँड नवीन स्ट्रँडसाठी टेम्पलेट म्हणून काम करतो, म्हणून याचा परिणाम असा होतो की एक स्ट्रँड पूर्णपणे जुना होईल, दुसरा - नवीन. अर्ध-पुराणमतवादी गृहीतकानुसार, जीन्स तयार होतात ज्यामध्ये पालक आणि मूल दोन्ही थ्रेड्स समाविष्ट असतात. विखुरलेल्या यंत्रणेसह, असे मानले जाते की जीन्समध्ये नवीन आणि जुने तुकडे असतात.
मेसेल्सन आणि स्टॅहल या शास्त्रज्ञांनी 1958 मध्ये केलेल्या प्रयोगात असे दिसून आले की अनुवांशिक सामग्रीचे डीएनए डुप्लिकेशन म्हणजे प्रत्येक जुन्या (मॅट्रिक्स) स्ट्रँडसह नवीन संश्लेषित एकाची उपस्थिती दर्शवते. अशाप्रकारे, या प्रयोगाच्या परिणामांनी अनुवांशिक माहितीच्या स्वयं-दुप्पटीकरणाची अर्ध-पुराणमतवादी गृहीते सिद्ध केली.

दुप्पट कसे होते?

जीनोम कॉपी करण्याची प्रक्रिया मॅट्रिक्स तत्त्वानुसार रेणूपासून आनुवंशिक माहितीच्या एन्झाइमॅटिक संश्लेषणावर आधारित आहे.
हे ज्ञात आहे की हेलिकल डीएनए पूरकतेच्या सिद्धांतानुसार दोन न्यूक्लियोटाइड स्ट्रँडपासून तयार केले गेले आहे - तर न्यूक्लियोटाइड बेस सायटोसिन ग्वानिडाइनला पूरक आहे आणि अॅडेनाइन थायमिनला पूरक आहे. सेल्फ-डबलिंगसाठी हेच तत्त्व आहे.
प्रथम, प्रतिकृती दरम्यान साखळ्यांची सुरुवात दिसून येते. डीएनए पॉलिमरेसेस, एंजाइम जे साखळीच्या 3' टोकापासून दिशेने नवीन न्यूक्लियोटाइड जोडू शकतात, ते येथे कार्य करतात. डीएनएच्या पूर्व-संश्लेषित स्ट्रँडला, ज्यामध्ये न्यूक्लियोटाइड जोडले जातात, त्याला बीज म्हणतात. त्याचे संश्लेषण डीएनए प्राइमेज एन्झाइमद्वारे केले जाते, ज्यामध्ये रिबोन्यूक्लियोटाइड्स असतात. बियाण्यापासूनच जीन डेटा दुप्पट होण्यास सुरुवात होते. जेव्हा संश्लेषण प्रक्रिया आधीच सुरू होते, तेव्हा प्राइमर काढला जाऊ शकतो आणि पॉलिमरेझ त्याच्या जागी नवीन न्यूक्लियोटाइड्स घालतो.

पुढची पायरी म्हणजे हेलिकल डीएनए रेणूचे अनवाइंडिंग, यासह हायड्रोजन बंध तुटणे जे डीएनए हेलिकेसेसद्वारे स्ट्रँडला बांधतात. हेलिकेस एकाच साखळीने फिरतात. जेव्हा दुहेरी हेलिकल प्रदेश एकत्र येतो, तेव्हा न्यूक्लियोटाइड्समधील हायड्रोजन बंध पुन्हा तुटतात, ज्यामुळे प्रतिकृती काटा पुढे जाऊ शकतो. याव्यतिरिक्त, शास्त्रज्ञांना विशेष प्रथिने सापडली आहेत - डीएनए टोपोइसोमेरेसेस जी जीन स्ट्रिंग तोडू शकतात, त्यांना वेगळे करण्याची परवानगी देतात आणि आवश्यक असल्यास, त्यांनी आधी केलेल्या थ्रेड ब्रेक्सशी दुवा साधतात.
मग धागे वेगळे होतात, एक प्रतिकृती काटा तयार होतो - मूळ साखळीच्या बाजूने फिरण्यास सक्षम एक स्वयं-दुप्पट प्रदेश, जो त्याच्या दुभाजकांसारखा दिसतो. येथेच पॉलिमरेज जनुक साखळी कॉपी करतात. प्रतिकृती केलेले प्रदेश रेणूमध्ये असलेल्या डोळ्यांसारखे दिसतात. ते तयार होतात जेथे प्रतिकृतीच्या उत्पत्तीचे विशेष बिंदू स्थित असतात. अशा डोळ्यांमध्ये एक किंवा दोन प्रतिकृती काट्यांचा समावेश असू शकतो.
पुढील पायरी म्हणजे पूरकतेच्या तत्त्वानुसार मूळ पॅरेंटल सेकंड (मुलगी) स्ट्रँडमध्ये न्यूक्लियोटाइड पॉलिमरेसेस पूर्ण करणे.
सर्व धागे एकमेकांना समांतर विरोधी आहेत. नव्याने संश्लेषित स्ट्रँडची वाढ 5'च्या टोकापासून 3' पर्यंतच्या दिशेने दिसून येते (म्हणजे, 3' टोक लांबवलेले आहे), आणि डीएनए पॉलिमरेझद्वारे प्रारंभिक टेम्पलेट स्ट्रँडचे वाचन 5' टोकापर्यंत दिसून येते. स्ट्रँड
जनुकांचे डुप्लिकेशन केवळ 3'-एंडपासून शक्य आहे या वस्तुस्थितीसह, प्रतिकृती काट्याच्या साखळ्यांपैकी एकावर संश्लेषण एकाच वेळी होऊ शकते. अनुवांशिक सामग्रीचे संश्लेषण मूळ थ्रेडवर होते. समांतर शृंखलावर, संश्लेषण लहान (ज्याची लांबी 200 न्यूक्लियोटाइड्सपेक्षा जास्त नाही) तुकड्यांमध्ये होते (ओकाझाकी). नवीन संश्लेषित साखळी, सतत मिळवलेली, अग्रगण्य आहे, आणि ओकाझाकी तुकड्यांद्वारे एकत्रित केलेली मागे आहे. ओकाझाकी तुकड्यांचे संश्लेषण एका विशेष आरएनए प्राइमरने सुरू होते, जे काही काळानंतर वापरल्यानंतर काढले जाते आणि रिकाम्या जागापॉलिमरेज न्यूक्लियोटाइड्सने भरते. हे तुकड्यांमधून एक संपूर्ण सतत धागा तयार करण्यास योगदान देते.
हेलिकेसच्या सहभागासह विशेष प्राइमेज एन्झाईम प्रोटीनच्या माहितीचा वापर करून अशी प्रत पाळली जाते, जे एक जटिल प्राइमोसोम बनवते, जे ओकाझाकी तुकड्यांच्या संश्लेषणासाठी आवश्यक प्रतिकृती फोर्क आणि आरएनए प्राइमरच्या उघडण्याच्या दिशेने जाते. एकूण, जवळजवळ वीस भिन्न प्रथिने गुंतलेली असतात आणि एकाच वेळी स्वयं-दुप्पट करताना येथे कार्य करतात.
संश्लेषणाच्या किण्वन प्रक्रियेचा परिणाम म्हणजे नवीन जनुक साखळी तयार होणे ज्या प्रत्येक विभक्त साखळीला पूरक आहेत.
यावरून असे घडते की अनुवांशिक सामग्रीच्या स्व-डुप्लिकेशन दरम्यान, दोन नवीन दुहेरी हेलिकल कन्या रेणूंची निर्मिती दिसून येते, ज्यामध्ये एका नवीन संश्लेषित स्ट्रँडची माहिती आणि मूळ रेणूमधील दुसरा स्ट्रँड समाविष्ट आहे.

वेगवेगळ्या जीवांमध्ये जनुक सामग्रीच्या दुप्पटपणाची वैशिष्ट्ये

जीवाणूंमध्ये, जनुक सामग्रीच्या स्व-डुप्लिकेशन प्रक्रियेत, संपूर्ण जीनोम संश्लेषित केले जाते.
व्हायरस आणि फेजेस, ज्यात त्यांच्या संरचनेत एकल-अडकलेल्या रेणूपासून अनुवांशिक सामग्री समाविष्ट आहे, स्वयं-डुप्लिकेशनच्या प्रक्रिया लक्षणीय भिन्न आहेत. ज्या क्षणी ते यजमान जीवाच्या पेशींमध्ये प्रवेश करतात त्या क्षणी, सिंगल-स्ट्रँडेड रेणूपासून दुहेरी-अडकलेला रेणू तयार होतो, जो पूरकतेच्या तत्त्वानुसार पूर्ण होतो.
नव्याने तयार झालेल्या रेणूवर (त्याचे तथाकथित विशेष प्रतिकृती फॉर्म), नवीन साखळ्यांचे संश्लेषण, आधीच एकल-अडकलेले, पाहिले जाते, जे नवीन विषाणू पेशींचा भाग आहेत.
त्याचप्रमाणे, व्हायरस किंवा फेजच्या RNA-युक्त पेशींमध्ये स्वयं-दुप्पट होण्याची प्रक्रिया घडते.
युकेरियोट्स - उच्च जीवांमध्ये जीन प्रतिकृती प्रक्रिया असतात जी पेशी विभाजनापूर्वीच्या इंटरफेस दरम्यान होतात. त्यानंतर कॉपी केलेल्या अनुवांशिक घटकांचे - गुणसूत्र, तसेच जीन्समधील त्यांच्या स्वतःच्या संततींमधील त्यांचे एकसमान विभाजन, अपरिवर्तित जतन करण्यासाठी आणि संतती आणि नवीन पिढ्यांमध्ये प्रसारित करण्यासाठी आणखी वेगळे केले जाते.

जनुकाच्या रेणूच्या प्रतीची अचूकता

हे लक्षात घ्यावे की पुन्हा जनुक सामग्रीच्या संश्लेषित साखळ्या मॅट्रिक्सपेक्षा भिन्न नाहीत. म्हणून, प्रक्रिया दरम्यान
पेशी विभाजन, प्रत्येक मुलगी मातृ जनुकीय माहितीची अचूक प्रत प्राप्त करण्यास सक्षम असेल, जी पिढ्यान्पिढ्या आनुवंशिकतेचे संरक्षण करण्यास योगदान देते.
कॉम्प्लेक्समधील सर्व पेशी बहुपेशीय जीवएकाच भ्रूण पेशीपासून अनेक विभागांमधून उद्भवते. म्हणूनच एका जीवातील त्या सर्वांमध्ये जीन्सची समान रचना समाविष्ट आहे. याचा अर्थ असा की रेणूंच्या संश्लेषणात त्रुटी आढळल्यास, त्याचा परिणाम पुढील सर्व पिढ्यांवर होईल.
तत्सम उदाहरणे औषधांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर ज्ञात आहेत. शेवटी, म्हणूनच सिकल सेल अॅनिमियाने ग्रस्त लोकांच्या सर्व लाल रक्तपेशींमध्ये समान "बिघडलेले" हिमोग्लोबिन असते. यामुळे, मुलांना त्यांच्या जंतू पेशींद्वारे प्रसारित करून त्यांच्या पालकांकडून विचलनासह जनुकांची रचना प्राप्त होते.
तथापि, जीनोमची डुप्लिकेशन योग्यरित्या आणि त्रुटींशिवाय झाली की नाही हे जीनच्या अनुक्रमानुसार निश्चित करणे आजही व्यावहारिकदृष्ट्या अशक्य आहे. सराव मध्ये, वारशाने प्राप्त झालेल्या वंशानुगत माहितीची गुणवत्ता केवळ संपूर्ण जीवाच्या विकासादरम्यानच ओळखली जाऊ शकते.

अनुवांशिक माहितीच्या प्रतिकृतीचा दर

असे शास्त्रज्ञांनी दाखवून दिले आहे अनुवांशिक माहितीडीएनए डुप्लिकेशन उच्च दराने होते. येथे जिवाणू पेशीरेणूंचा दुप्पट होण्याचा दर 30 µm प्रति मिनिट आहे. या अल्प कालावधीत, जवळजवळ 500 न्यूक्लियोटाइड्स मॅट्रिक्स थ्रेडला जोडू शकतात, व्हायरसमध्ये - सुमारे 900 न्यूक्लियोटाइड्स. युकेरियोट्समध्ये, जीनोम डुप्लिकेशनची प्रक्रिया अधिक हळू चालते - फक्त 1.5 - 2.5 मायक्रॉन प्रति मिनिट. तथापि, प्रत्येक गुणसूत्रात त्यांच्या प्रतिकृतीचे उत्पत्तीचे अनेक बिंदू आहेत आणि त्यापैकी प्रत्येक जनुक संश्लेषणाचे 2 काटे तयार करतो हे लक्षात घेता, पूर्ण जनुक प्रतिकृती एका तासापेक्षा जास्त वेळ घेत नाही.

व्यावहारिक वापर

प्रतिकृती प्रक्रियेचे व्यावहारिक महत्त्व काय आहे? या प्रश्नाचे उत्तर सोपे आहे - त्याशिवाय जीवन अशक्य आहे.
प्रतिकृतीची यंत्रणा उलगडल्यानंतर, शास्त्रज्ञांनी अनेक शोध लावले, त्यापैकी सर्वात लक्षणीय नोबेल पारितोषिक- पॉलिमरेझ चेन रिएक्शन (PCR) पद्धतीचा शोध. हे 1983 मध्ये अमेरिकन कॅरी मुलिस यांनी शोधले होते, ज्यांचे मुख्य कार्य आणि ध्येय असे तंत्र तयार करणे हे होते जे विशेष एन्झाइम, डीएनए पॉलिमरेझ वापरून अभ्यासात आवश्यक असलेल्या जीनोमच्या तुकड्याची पुनरावृत्ती आणि अनुक्रमिक प्रतिकृती तयार करण्यास अनुमती देते.
पीसीआर तुम्हाला प्रतिकृती बनवण्याची परवानगी देतो जनुक सामग्रीप्रयोगशाळेत आणि संश्लेषणासाठी आवश्यक मोठ्या संख्येनेजैविक नमुन्यातील त्यांच्यापैकी थोड्या संख्येतील डीएनएच्या प्रती. प्रयोगशाळेत अनुवांशिक नमुन्याचे इतके वाढलेले प्रमाण त्याचा अभ्यास करणे शक्य करते, जे कारणे, निदान पद्धती आणि जटिल रोगांवर उपचार करण्याच्या पद्धती (आनुवंशिक आणि संसर्गजन्य रोगांसह) च्या अभ्यासासाठी आवश्यक आहे.
तसेच, PCR ला पितृत्व स्थापित करण्यासाठी, जनुकांचे क्लोनिंग आणि नवीन जीवांच्या निर्मितीमध्ये उपयोग सापडला आहे.