डी एन ए की नकल

डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड, यानी डीएनए ( डीएनए अंग्रेजी में इसका संक्षिप्त नाम है), प्रत्येक कोशिका की पहचान का गठन करता है, क्योंकि यह इसकी आनुवंशिक सामग्री है। जब एक कोशिका दो कोशिकाओं को बनाने के लिए विभाजित होती है, या तो माइटोसिस या अर्धसूत्रीविभाजन के माध्यम से, प्रत्येक नए सेल को बनाने के लिए बायोमोलेक्युलस और ऑर्गेनेल को डुप्लिकेट करना चाहिए। यूकेरियोटिक कोशिकाओं में, डीएनए कोशिका के नाभिक के भीतर पाया जाता है, और यह सुनिश्चित करने के लिए बिल्कुल दोहराया जाना चाहिए कि दो नई कोशिकाएं उसी के समान हैं जो उन्हें उत्पन्न करती हैं, और यह भी कि उनके पास गुणसूत्रों की सही संख्या है। डीएनए के दोहराव की प्रक्रिया को  प्रतिकृति कहा जाता है।; यह सेल के विकास और प्रजनन के साथ-साथ सेल की मरम्मत प्रक्रियाओं में एक आवश्यक प्रक्रिया है। डीएनए प्रतिकृति प्रक्रिया में कई चरण होते हैं और इसमें विभिन्न प्रोटीन शामिल होते हैं जिन्हें प्रतिकृति एंजाइम कहा जाता है , साथ ही आरएनए , राइबोन्यूक्लिक एसिड भी।  यूकेरियोटिक कोशिकाओं में , कोशिकाएं जो जानवरों और पौधों को बनाती हैं, डीएनए प्रतिकृति कोशिका चक्र के एस चरण में होती है ।

ये डीएनए प्रतिकृति के प्रमुख पहलू हैं:

• डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड, जिसे आमतौर पर डीएनए के रूप में जाना जाता है, एक न्यूक्लिक एसिड है जिसमें तीन मुख्य घटक होते हैं: एक चीनी, डीऑक्सीराइबोज; एक फॉस्फेट समूह; और एक नाइट्रोजनस बेस।
• चूंकि डीएनए में किसी जीव की आनुवंशिक सामग्री होती है, इसलिए यह महत्वपूर्ण है कि जब कोशिका विभाजित होती है तो इसकी नकल की जाती है। डीएनए की नकल करने वाली जटिल जैव रासायनिक प्रक्रिया को प्रतिकृति कहा जाता है।
• प्रतिकृति में एक डबल हेलिक्स डीएनए अणु से डीएनए के समान किस्में का उत्पादन शामिल है।
• डीएनए प्रतिकृति के लिए एंजाइम महत्वपूर्ण हैं, क्योंकि वे प्रक्रिया में बहुत महत्वपूर्ण चरणों को उत्प्रेरित करते हैं।
• कोशिका वृद्धि और जीवों के प्रजनन दोनों के लिए डीएनए प्रतिकृति की सामान्य प्रक्रिया अत्यंत महत्वपूर्ण है। यह सेल की मरम्मत प्रक्रिया में भी महत्वपूर्ण है।

डीएनए की संरचना

डीएनए या डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड एक प्रकार का अणु है जिसे न्यूक्लिक एसिड के रूप में जाना जाता है। यह डीऑक्सीराइबोस से बना है, एक चीनी जिसमें पाँच कार्बन परमाणु (C ₅ H ₁₀ O ₄ ), एक फॉस्फेट और एक नाइट्रोजनस बेस होता है। डीएनए न्यूक्लिक एसिड के दो सर्पिल आकार के तंतुओं से बना होता है जो एक डबल हेलिक्स बनाने के लिए एक साथ जुड़े होते हैं। आपस में गुँथा हेलिक्स आकार डीएनए को क्रोमैटिन नामक एक अणु होने की अनुमति देता है और यह गुणसूत्रों का घटक है। डीएनए प्रतिकृति से पहले, क्रोमेटिन डीएनए स्ट्रैंड की सेलुलर प्रतिकृति प्रक्रियाओं को संभालने की अनुमति देता है।

नकल की तैयारी

चरण 1: प्रतिकृति फोर्क का गठन

डीएनए प्रतिकृति की प्रक्रिया शुरू होने से पहले, इसे बनाने वाले दो आपस में जुड़े हुए तारों को अलग किया जाना चाहिए। डीएनए एडेनिन (ए), थाइमिन (टी), साइटोसिन (सी) और गुआनिन (जी) नामक चार आधारों से बना होता है, जो जोड़े में व्यवस्थित होते हैं जो दो श्रृंखलाओं को एक साथ जोड़ते हैं, पुल बनाते हैं। एडेनिन केवल थाइमिन के साथ बंधता है, और साइटोसिन केवल गुआनिन के साथ बंधता है। डीएनए के दो तंतुओं को अलग करने के लिए आधारों द्वारा बनाए गए इन पुलों को तोड़ा जाना चाहिए। यह प्रक्रिया एक एंजाइम द्वारा की जाती है जिसे डीएनए हेलिकेज़ कहा जाता है। डीएनए हेलिकेज़ अनुक्रमिक रूप से उन आधारों के बीच हाइड्रोजन बंधन को बाधित करता है जो प्रत्येक पुल को दो तारों के बीच बनाते हैं, उन्हें अलग करते हैं और इस प्रक्रिया में, डबल हेलिक्स को एक वाई-आकार की शाखाओं वाली असेंबली में बदलते हैं, जिसे प्रतिकृति फोर्क के रूप में जाना जाता है, जैसा कि दिखाया गया है। आकृति।

जंजीरों के अलग होने के परिणामस्वरूप और यह ध्यान में रखते हुए कि प्रत्येक श्रृंखला में पुल बनाने वाले आधार अलग-अलग हैं, विभाजन के बाद प्रत्येक की एक अलग रचना होगी। अलग होने के बाद प्रत्येक स्ट्रैंड पर बने रहने वाले पुल का अंत 5′ या 3′ के रूप में व्यक्त किया जाता है। 5′ सिरे में फॉस्फेट (P) समूह होता है जबकि 3′ सिरे पर हाइड्रॉक्सिल (OH) समूह होता है। प्रतिकृति प्रक्रिया में यह दिशात्मकता महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह केवल 5′ से 3′ दिशा में होती है। हालाँकि, जैसा कि कहा गया है, फोर्किंग विभाजन प्रत्येक श्रृंखला पर अलग-अलग छोर उत्पन्न करता है। एक स्ट्रिंग 3′ से 5′ दिशा में उन्मुख होगी, अग्रणी स्ट्रिंग, जबकि दूसरी 5′ से 3′, लैगिंग स्ट्रिंग की ओर उन्मुख होगी। इसलिए,

प्रतिकृति शुरू होती है

चरण 2: दीक्षा बंधन

मुख्य श्रृंखला दोहराने में सबसे आसान है। एक बार डीएनए स्ट्रैंड अलग हो जाने के बाद, आरएनए का एक छोटा टुकड़ा, एक स्टार्टर अणु, स्ट्रैंड के 3′ छोर से जुड़ जाता है, जो प्रतिकृति के लिए शुरुआती बिंदु प्रदान करता है। ये दीक्षा अणु एंजाइम डीएनए प्राइमेज द्वारा उत्पन्न होते हैं।

डीएनए प्रतिकृति: बढ़ाव

चरण 3: बढ़ाव

डीएनए पोलीमरेज़ के रूप में जाना जाने वाला एंजाइम बढ़ाव नामक प्रक्रिया के माध्यम से नए स्ट्रैंड को बनाने के लिए जिम्मेदार होता है। बैक्टीरिया और मानव कोशिकाओं दोनों में पांच अलग-अलग प्रकार के डीएनए पोलीमरेज़ हैं। ई. कोलाई जैसे बैक्टीरिया में, पोलीमरेज़ III मुख्य प्रतिकृति एंजाइम है, जबकि पोलीमरेज़ I, II, IV और V श्रृंखला में होने वाली किसी भी त्रुटि की जाँच और मरम्मत के लिए ज़िम्मेदार हैं। डीएनए पोलीमरेज़ III दीक्षा स्थल पर स्ट्रैंड को बांधता है और प्रतिकृति स्ट्रैंड में नए पूरक आधार जोड़े जोड़ना शुरू करता है। यूकेरियोटिक कोशिकाओं में, अल्फा, डेल्टा और एप्सिलॉन पोलीमरेज़ डीएनए प्रतिकृति में शामिल प्रमुख पोलीमरेज़ हैं। क्योंकि प्रतिकृति मुख्य स्ट्रैंड पर 5′ से 3′ दिशा में आगे बढ़ती है, नया स्ट्रैंड लगातार बनता है।

लैगिंग चेन कई आरंभकर्ताओं से प्रतिकृति शुरू करती है। प्रत्येक प्राइमर को कई आधारों से अलग किया जाता है। डीएनए पोलीमरेज़ प्राइमरों के बीच स्थित स्ट्रैंड के हिस्सों में डीएनए के टुकड़े, ओकाज़ाकी टुकड़े कहते हैं, जोड़ता है। इस प्रकार, प्रतिकृति प्रक्रिया बंद है, क्योंकि यह आरंभकर्ताओं के बीच श्रृंखला की लंबाई में वैकल्पिक है।

चरण 4: समाप्ति

एक बार निरंतर और असंतुलित स्ट्रैंड बनने के बाद, एक्सोन्यूक्लिज़ नामक एंजाइम मूल स्ट्रैंड्स से सभी आरएनए प्राइमरों को हटा देता है। फिर इन प्राइमरों को संबंधित आधारों से बदल दिया जाता है। एक अन्य एक्सोन्यूक्लिज़ प्रक्रिया में हुई किसी भी त्रुटि को हटाने और बदलने के लिए इसे सत्यापित करने के लिए नवगठित डीएनए को प्रूफरीड करता है। डीएनए लिगेज नामक एक अन्य एंजाइम ओकाजाकी के टुकड़ों को एक ही स्ट्रैंड में जोड़ता है। रैखिक डीएनए अंत एक समस्या पेश करता है, क्योंकि डीएनए पोलीमरेज़ केवल 5′ से 3′ दिशा में न्यूक्लियोटाइड जोड़ सकता है। मूल किस्में के सिरों में दोहराए जाने वाले डीएनए अनुक्रम होते हैं जिन्हें टेलोमेरेस कहा जाता है। टेलोमेरेस क्रोमोसोम के अंत में सुरक्षात्मक कैप के रूप में कार्य करता है ताकि पास के क्रोमोसोम को फ़्यूज़िंग से रोका जा सके। एक विशेष प्रकार का डीएनए पोलीमरेज़ एंजाइम जिसे टेलोमेरेज़ कहा जाता है, डीएनए के सिरों पर टेलोमेयर अनुक्रमों के संश्लेषण को उत्प्रेरित करता है। एक बार पूरा हो जाने पर, मूल स्ट्रैंड और इसके पूरक डीएनए स्ट्रैंड को प्रसिद्ध डबल हेलिक्स फैशन में एक साथ जोड़ा जाता है। प्रतिकृति प्रक्रिया के अंत में, दो डीएनए अणु उत्पन्न होते हैं, प्रत्येक में मूल अणु से एक स्ट्रैंड होता है और प्रतिकृति प्रक्रिया में एक नया स्ट्रैंड उत्पन्न होता है।

प्रतिकृति एंजाइम

प्रक्रिया में विभिन्न चरणों को उत्प्रेरित करने वाले एंजाइमों की भागीदारी के बिना डीएनए प्रतिकृति नहीं होगी। यूकेरियोटिक डीएनए प्रतिकृति प्रक्रिया में शामिल मुख्य एंजाइम हैं:

• डीएनए हेलिकेज़: डीएनए के डबल स्ट्रैंड को खोलता है और अलग करता है क्योंकि यह अणु की लंबाई के साथ चलता है। इस प्रकार यह डीएनए न्यूक्लियोटाइड के जोड़े के बीच पुल बनाने वाले हाइड्रोजन बांड को तोड़कर प्रतिकृति कांटा बनाता है।
• डीएनए प्राइमेज़: एक प्रकार का आरएनए पोलीमरेज़ जो प्रक्रिया के लिए प्राइमर उत्पन्न करता है। प्राइमर छोटे आरएनए अणु होते हैं जो डीएनए प्रतिकृति के शुरुआती बिंदु पर टेम्पलेट के रूप में कार्य करते हैं।
• डीएनए पोलीमरेज़: अग्रणी और पिछड़े हुए डीएनए स्ट्रैंड में न्यूक्लियोटाइड जोड़कर नए डीएनए अणुओं को संश्लेषित करता है।
• टोपोइज़ोमेरेज़ या डीएनए गाइरेज़: डीएनए को उलझने से रोकने के लिए डीएनए स्ट्रैंड्स को अनफोल्ड और इंटरवेट करता है।
• एक्सोन्यूक्लिएज: एंजाइमों का एक समूह जो डीएनए स्ट्रैंड के अंत से न्यूक्लियोटाइड बेस को हटा देता है।
• डीएनए लिगेज: न्यूक्लियोटाइड्स के बीच फॉस्फोडिएस्टर बॉन्ड बनाने वाले डीएनए के टुकड़ों में शामिल होता है।

सारांश

डीएनए प्रतिकृति एक ऐसी प्रक्रिया है जो एकल डबल हेलिक्स डीएनए अणु से समान डीएनए किस्में उत्पन्न करती है। प्रत्येक नए डीएनए अणु में मूल अणु से एक किनारा होता है और प्रतिकृति की प्रक्रिया में एक किनारा बनता है। प्रतिकृति से पहले, डीएनए सामने आता है और डबल हेलिक्स की किस्में अलग हो जाती हैं। एक वाई-आकार का प्रतिकृति कांटा बनता है जो प्रतिकृति के लिए एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करता है। प्राइमर अणु अलग-अलग डीएनए स्ट्रैंड से जुड़ते हैं, और डीएनए पोलीमरेज़ 5′ से 3′ दिशा में नए न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम जोड़ते हैं।

यह न्यूक्लियोटाइड निगमन प्रमुख स्ट्रैंड पर निरंतर है और लैगिंग स्ट्रैंड पर खंडित है। एक बार जब डीएनए स्ट्रैंड्स का विस्तार पूरा हो जाता है, तो त्रुटियों के लिए नए स्ट्रैंड्स की जाँच की जाती है, मरम्मत की जाती है, और डीएनए के सिरों पर टेलोमेयर सीक्वेंस जोड़े जाते हैं।

झरना

• रीस, जेन बी, और नील ए कैम्पबेल। कैम्पबेल जीव विज्ञान । बेंजामिन कमिंग्स, 2011।
• लेहिंगर। जैव रसायन के सिद्धांत – ओमेगा, छठा संस्करण 2014