स्नातकोत्तर

स्नातकोत्तरजैव रसायन विज्ञानमॉलिकुलर बायोलॉजी


प्रोटीन संश्लेषण


प्रोटीन संश्लेषण एक मूलभूत जैविक प्रक्रिया है जो कोशिकाओं को प्रोटीन बनाने में सक्षम बनाती है, जो कई कोशिकीय कार्यों के लिए आवश्यक हैं। प्रोटीन जीवित जीवों के कार्यकारी अणु के रूप में कार्य करते हैं, जो एंजाइम, संरचनात्मक घटकों, और सिग्नलिंग अणु के रूप में कार्य करते हैं, और अन्य महत्वपूर्ण भूमिकाओं में। प्रोटीन संश्लेषण की प्रक्रिया विभिन्न प्रजातियों में उच्च रूप से संरक्षित है, जो जीवन की आणविक मशीनरी में इसकी महत्ता को दर्शाती है। प्रोटीन संश्लेषण को पारंपरिक रूप से दो मुख्य चरणों में विभाजित किया जाता है: ट्रांसक्रिप्शन और अनुवाद। अगले, हम इन प्रक्रियाओं को विस्तार से जांचेंगे, सरल भाषा का उपयोग करके इस जटिल विषय को प्रभावी ढंग से व्यक्त करेंगे।

ट्रांसक्रिप्शन: डीएनए से आरएनए तक

ट्रांसक्रिप्शन प्रोटीन संश्लेषण का पहला चरण है। ट्रांसक्रिप्शन के दौरान, डीएनए के एक विशेष खंड, जिसे जीन कहा जाता है, की जानकारी को ट्रांसक्रिप्ट किया जाता है जिससे एक मैसेंजर आरएनए (mRNA) अणु बनता है। यह प्रक्रिया युकैरियोट्स में कोशिका के नाभिक में होती है। ट्रांसक्रिप्शन प्रक्रिया में कई चरण होते हैं, जिनमें से प्रत्येक जीन की जानकारी की सटीक कॉपी बनाने के लिए महत्वपूर्ण है।

ट्रांसक्रिप्शन: डीएनए → mRNA
ट्रांसक्रिप्शन: डीएनए → mRNA
    

आरंभ

ट्रांसक्रिप्शन की शुरुआत आरंभ के साथ होती है। इस चरण में, आरएनए पोलीमरेज़, वह एंजाइम जो डीएनए को पढ़ने और आरएनए को संश्लेषित करने के लिए जिम्मेदार होता है, डीएनए के एक भाग जिसे प्रमोटर कहा जाता है, पर बंधता है। प्रमोटर एक विशेष न्यूक्लियोटाइड्स का क्रम है जो जीन की शुरुआत को दर्शाता है। एक बार जब आरएनए पोलीमरेज़ प्रमोटर के साथ बंध जाता है, तब डीएनए स्ट्रैंड्स खुल जाते हैं, जिससे एंजाइम को जीन के व्यक्तिगत न्यूक्लियोटाइड्स की पहुंच मिल जाती है।

विस्तार

विस्तार के दौरान, आरएनए पोलीमरेज़ डीएनए टेम्पलेट स्ट्रैंड को 3' से 5' दिशा में पढ़ता है और 5' से 3' दिशा में एक पूरक आरएनए स्ट्रैंड बनाता है। डीएनए टेम्पलेट के प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड के लिए, एक संबंधित राइबोन्यूक्लियोटाइड विकसित होते हुए आरएनए श्रृंखला में जोड़ दिया जाता हैः

डीएनए टेम्पलेट स्ट्रैंड: 3'-TACGGTAC-5' mRNA स्ट्रैंड: 5'-AUGCCAUG-3'

डीएनए टेम्पलेट का प्रत्येक आधार आरएनए में एक संबंधित साथी के पास होता है: डीएनए में एडेनिन (A) आरएनए में यूरासिल (U) के साथ युग्म बनाता है, डीएनए में थाइमिन (T) आरएनए में एडेनिन (A) के साथ युग्म बनाता है, डीएनए में साइटोसीन (C) आरएनए में गुआनिन (G) के साथ युग्म बनाता है, और गुआनिन (G) साइटोसीन (C) के साथ युग्म बनाता है।

समापन

ट्रांसक्रिप्शन तब समाप्त होता है जब आरएनए पोलीमरेज़ डीएनए पर एक समापन क्रम तक पहुँच जाता है। यह क्रम आरएनए पोलीमरेज़ को डीएनए से अलग करने का संकेत देता है, जिससे नव संश्लेषित mRNA स्ट्रैंड छूट जाती है। युकैरियोट्स में, mRNA में भी अतिरिक्त संशोधनों जैसे कि 5' कैप का जुड़ाव, पॉली-ए टेल, और इंट्रॉन का स्प्लाइसिंग होती है, इसके पहले कि यह नाभिक को छोड़ दे।

अनुवाद: mRNA से प्रोटीन तक

प्रोटीन संश्लेषण का दूसरा मुख्य चरण अनुवाद है। अनुवाद वह प्रक्रिया है जिसके माध्यम से mRNA द्वारा ले जाई गई जानकारी को डीकोड किया जाता है ताकि एक निश्चित एमिनो एसिडों का अनुक्रम तैयार किया जा सके, जो अंततः एक प्रोटीन बनता है। यह कोशिका के साइटोप्लाज्म में होता है, जहां राइबोसोम, tRNA अणु, और कई अन्य कारक एक भूमिका निभाते हैं।

अनुवाद: mRNA → प्रोटीन
अनुवाद: mRNA → प्रोटीन
    

राइबोसोम संरचना और कार्य

राइबोसोम आणविक मशीनें हैं जो अनुवाद प्रक्रिया को सुविधाजनक बनाने में मदद करती हैं। इनमें दो उपखंड होते हैं: एक छोटा उपखंड जो mRNA के साथ बंधन करता है और एक बड़ा उपखंड जहाँ एमिनो एसिडों के बीच पेप्टाइड बंधन बनते हैं।

छोटा उपखंड बड़ा उपखंड

अनुवाद की शुरुआत

अनुवाद तब शुरू होता है जब छोटा राइबोसोमल उपखंड mRNA के स्टार्ट कोडन (आम तौर पर AUG) के निकट बंधता है। इनिसिएटर ट्रांसफर RNA (tRNA), जो पहले एमिनो एसिड मेथियोनीन (Met) को ले जाता है, स्टार्ट कोडन के साथ युग्म बनाता है।

पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला का विस्तार

विस्तार के दौरान, tRNA अणु rRNA को जोड़ने के लिए mRNA कोडन क्रम के आधार पर राइबोसोम तक एमिनो एसिडों को लाते हैं। प्रत्येक tRNA के पास एक एंटीकोडन होता है जो mRNA कोडन के पूरक होता है। राइबोसोम tRNA एंटीकोडनों को उनके संबंधित mRNA कोडनों के साथ जोड़ने में मदद करता है, ताकि एमिनो एसिडों का सही क्रम सुनिश्चित हो सकेः

mRNA: 5'-AUG|CGA|UUC-3' tRNA: UAC GCU AAG

प्रत्येक mRNA कोडन, तीन न्यूक्लियोटाइड्स का एक क्रम, एक विशेष एमिनो एसिड का प्रतिनिधित्व करता है। उदाहरण के लिए, AUG मेथियोनीन के लिए कोड करता है, CGA आर्जिनिन के लिए कोड करता है, और UUC फिनायलएलनिन के लिए कोड करता है। इस प्रकार, राइबोसोम mRNA के साथ चलता है, पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला का संश्लेषण करता है।

पेप्टाइड बंधन का निर्माण

जैसे ही tRNA अणु mRNA के साथ संरेखित होते हैं, राइबोसोम लगातार बनने वाले एमिनो एसिडों के बीच पेप्टाइड बंधनों के निर्माण को उत्प्रेरित करता हैः

H2N-CH(R)-COOH + H2N-CH(R')-COOH → H2N-CH(R)-CONH-CH(R')-COOH
H2N-CH(R)-COOH + H2N-CH(R')-COOH → H2N-CH(R)-CONH-CH(R')-COOH
    

प्रत्येक नया जोड़ा गया एमिनो एसिड बढ़ती हुई पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के साथ जुड़ता है, जो एक पेप्टाइड बंधन को एक अमाइनो एसिड के कार्बॉक्सिल समूह और अगले के अमीनो समूह के बीच बनाता है।

अनुवाद का समापन

अनुवाद तब समाप्त होता है जब राइबोसोम mRNA पर एक स्टॉप कोडन (UAA, UAG, या UGA) पर पहुँचता है। ये कोडन किसी भी एमिनो एसिड का प्रतिनिधित्व नहीं करते हैं। इसके बजाय, वे राइबोसोम से पूर्ण पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला की रिलीज़ का संकेत देते हैं। राइबोसोम उपखंड तब अलग हो जाते हैं और प्रोटीन संश्लेषण के दूसरे राउंड के लिए पुनः उपयोग किए जा सकते हैं।

अनुवाद के बाद संशोधन

एक बार जब एक प्रोटीन का संश्लेषण हो जाता है, तो यह विभिन्न अनुवाद के बाद के संशोधनों से गुजर सकता है जो इसके अंतिम कार्य के लिए महत्वपूर्ण होते हैं। इन संशोधनों में फॉस्फोरिलेशन, ग्लाइकोसिलेशन, मिथाइलेशन, और कुछ खंडों की कटाई शामिल हो सकती है। इन परिवर्तनों की आवश्यकता होती है ताकि प्रोटीन अपना कार्यात्मक त्रि-आयामी संरचना और गतिविधियाँ प्राप्त कर सके।

निष्कर्ष

प्रोटीन संश्लेषण एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है जो सुनिश्चित करती है कि डीएनए में संग्रहीत जीन जानकारी कार्यात्मक प्रोटीन के रूप में व्यक्त होती है। ट्रांसक्रिप्शन और अनुवाद के चरणों के माध्यम से, कोशिकाएँ वृद्धि, मरम्मत, और जीवन को बनाए रखने के लिए आवश्यक प्रोटीनों को संश्लेषित कर सकती हैं। प्रत्येक घटक और चरण को समझने से आणविक जीवविज्ञान के चमत्कार और जटिलताओं में अंतर्दृष्टि मिलती है।


स्नातकोत्तर → 6.3.2


U
username
0%
में पूरा हुआ स्नातकोत्तर


टिप्पणियाँ