राइबोसोम संश्लेषण में शामिल होते हैं। राइबोसोम की संरचना और कार्य
राइबोसोम- 20-22 एनएम के व्यास वाले इंट्रासेल्युलर ऑर्गेनेल जो प्रोटीन जैवसंश्लेषण करते हैं। ये सभी जीवित जीवों की कोशिकाओं में पाए जाते हैं। राइबोसोम का आकार गोलाकार के करीब होता है। प्रोकैरियोटिक कोशिकाएं (बैक्टीरिया, नीला-हरा शैवाल), साथ ही यूकेरियोट्स के क्लोरोप्लास्ट और माइटोकॉन्ड्रिया, 70 एस राइबोसोम की विशेषता रखते हैं; 80 एस राइबोसोम सभी यूकेरियोट्स के साइटोप्लाज्म में पाए जाते हैं। एस जमाव (अवसादन) की दर का सूचक है, एस संख्या जितनी अधिक होगी, जमाव की दर उतनी ही अधिक होगी। साइटोप्लाज्म में राइबोसोम का स्थान मुक्त हो सकता है, लेकिन अक्सर वे ईपीएस से जुड़े होते हैं, जिससे पॉलीसोम (राइबोसोम का संघ) बनता है।साइटोप्लाज्म में बोसोम मुक्त हो सकते हैं, लेकिन अक्सर वे ईपीएस से जुड़े होते हैं, जिससे पॉलीसोम (मैसेंजर आरएनए का उपयोग करके राइबोसोम की इकाइयां) बनती हैं।
राइबोसोम की संरचना और संरचना. राइबोसोम में दो उपइकाइयाँ होती हैं: बड़ी और छोटी। प्रत्येक राइबोसोम का बड़ा सबयूनिट सबसे मोटे ईआर की झिल्ली से जुड़ा होता है, और छोटा सबयूनिट साइटोप्लाज्मिक मैट्रिक्स में फैला होता है। छोटा वाला 1 आरआरएनए अणु और विभिन्न प्रोटीन के 33 अणुओं को जोड़ता है, बड़ा वाला - तीन आरआरएनए अणु और लगभग 40 प्रोटीन। आरआरएनए (राइबोसोमल) प्रोटीन के लिए एक ढांचे के रूप में कार्य करता है (वे एक संरचनात्मक और एंजाइमेटिक भूमिका निभाते हैं), और राइबोसोम को एमआरएनए (सूचना आरएनए के) के एक विशिष्ट न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम से बांधना भी सुनिश्चित करता है। शिक्षा
कोशिकाओं में राइबोसोम पूर्व-संश्लेषित आरएनए और प्रोटीन से स्व-संयोजन द्वारा आगे बढ़ते हैं। राइबोसोमल आरएनए अग्रदूतों को न्यूक्लियोलर डीएनए पर न्यूक्लियोलस में संश्लेषित किया जाता है।
राइबोसोम के कार्य:
. प्रोटीन संश्लेषण प्रणाली के घटकों का विशिष्ट बंधन और प्रतिधारण (मैसेंजर आरएनए; ट्रांसपोर्ट आरएनए, (जीटीपी) और प्रोटीन अनुवाद कारक);
. उत्प्रेरक कार्य (पेप्टाइड बांड का निर्माण, ग्वानोसिन ट्राइफॉस्फेट का हाइड्रोलिसिस);
. सब्सट्रेट्स (मैसेंजर और ट्रांसपोर्ट आरएनए), या ट्रांसलोकेशन के यांत्रिक आंदोलन के कार्य।
प्रसारण- मैट्रिक्स और आरएनए पर पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के निर्माण की प्रक्रिया। प्रोटीन अणुओं का संश्लेषण या तो साइटोप्लाज्म में या खुरदरे ईआर पर स्वतंत्र रूप से स्थित राइबोसोम पर होता है।
अनुवाद चरण (चित्र 13):
चावल। 13. प्रसारण योजना
पॉलीपेप्टाइड संश्लेषण के लगातार चरण:
. छोटी राइबोसोमल सबयूनिट पहले मेट-टीआरएनए से जुड़ती है, फिर एमआरएनए से;
. राइबोसोम को आरएनए के साथ मिश्रित किया जाता है, जो बढ़ती पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में अगले अमीनो एसिड को जोड़ने के चक्र के कई दोहराव के साथ होता है;
. राइबोसोम एमआरएनए के स्टॉप कोडन में से एक तक पहुंचता है, और पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला जारी होती है और राइबोसोम से अलग हो जाती है।
अमीनो एसिड का सक्रियण. प्रोटीन के 20 अमीनो एसिड में से प्रत्येक एटीपी की ऊर्जा का उपयोग करके सहसंयोजक बंधों द्वारा एक विशिष्ट टीआरएनए से जुड़ा होता है। प्रतिक्रिया एक विशेष एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित होती है जिसके लिए मैग्नीशियम आयनों - एमिनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेज़ की उपस्थिति की आवश्यकता होती है।
प्रोटीन श्रृंखला की शुरूआत. राइबोसोम की छोटी उपइकाई में दो खंडों वाला एक कार्यात्मक केंद्र होता है - पेप्टिडाइल (पी-सेक्शन) और एमिनोएसिल (ए-सेक्शन)। पहली स्थिति में एक टीआरएनए है जो एक विशिष्ट अमीनो एसिड ले जाता है, दूसरे में एक टीआरएनए है जो अमीनो एसिड की एक श्रृंखला से भरा हुआ है। एमआरएनए का 5" सिरा, जिसमें इस प्रोटीन के बारे में जानकारी होती है, राइबोसोम के एक छोटे कण के साथ पी-साइट से जुड़ता है और प्रारंभिक अमीनो एसिड (प्रोकैरियोट्स में फॉर्मिलमेथिओनिन; यूकेरियोट्स में मेथियोनीन) के साथ संबंधित टीआरएनए से जुड़ा होता है। टीआरएनए एमआरएनए में निहित त्रिक का पूरक है, जो प्रोटीन श्रृंखला की शुरुआत का संकेत देता है।
बढ़ाव एक चक्रीय रूप से दोहराई जाने वाली घटना है जिसमें पेप्टाइड का लंबा होना होता है। पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला को अमीनो एसिड के क्रमिक जोड़ से लंबा किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक को राइबोसोम तक पहुंचाया जाता है और संबंधित टीआरएनए का उपयोग करके एक विशिष्ट स्थिति में डाला जाता है। पेप्टाइड श्रृंखला से अमीनो एसिड और टीआरएनए से जुड़े अमीनो एसिड के बीच एक पेप्टाइड बंधन बनता है। राइबोसोम एमआरएनए के साथ चलता है और टीआरएनए अमीनो एसिड की एक श्रृंखला के साथ ए-साइट में प्रवेश करता है। घटनाओं का यह क्रम तब तक दोहराया जाता है जब तक राइबोसोम एक टर्मिनेटर कोडन तक नहीं पहुंच जाते जिसके लिए कोई संगत टीआरएनए नहीं है।
समाप्ति. श्रृंखला संश्लेषण के पूरा होने के बाद, जिसे तथाकथित द्वारा संकेत दिया जाता है। एमआरएनए (यूएए, यूएजी, यूजीए) के कोडन को रोकें। इस मामले में, पेप्टाइड श्रृंखला में अंतिम अमीनो एसिड में पानी जोड़ा जाता है और इसका कार्बोक्सिल अंत टीआरएनए से अलग हो जाता है, और राइबोसोम दो उपकणों में टूट जाता है।
पेप्टाइड संश्लेषण एक राइबोसोम द्वारा नहीं, बल्कि कई हज़ार राइबोसोम द्वारा होता है, जो एक जटिल - एक पॉलीसोम बनाते हैं।
तह करना और प्रसंस्करण करना। अपना सामान्य आकार लेने के लिए, प्रोटीन को एक विशिष्ट स्थानिक विन्यास में बदलना होगा। मोड़ने से पहले या बाद में, पॉलीपेप्टाइड प्रसंस्करण से गुजर सकता है, जो एंजाइमों द्वारा किया जाता है और इसमें अतिरिक्त अमीनो एसिड को हटाने, फॉस्फेट, मिथाइल और अन्य समूहों को शामिल करना आदि शामिल होता है।
सभी जीवित जीवों की विशेषता होती हैकड़ाई से आदेशित संरचना। यह सुव्यवस्थादर्ज की गई आनुवंशिक जानकारी द्वारा निर्धारितप्रत्येक जीव में एक विशिष्ट और सख्त के रूप मेंडीएनए न्यूक्लियोटाइड का विशिष्ट अनुक्रम।प्रोकैरियोट्स में वंशानुगत जानकारी होती हैपरमाणु पदार्थ (जीवाणु गुणसूत्र) में, और यूका मेंरयोतोव - मूल में। इसमें मौजूद होने के कारण यह मूल हैडीएनए यूकेरियोट्स का सूचना केंद्र हैटिक सेल, वंशानुगत जानकारी के भंडारण और पुनरुत्पादन का स्थान, जो सब कुछ निर्धारित करता हैकिसी दी गई कोशिका और संपूर्ण जीव की विशेषताएं और कोशिका में चयापचय के लिए नियंत्रण केंद्र के रूप में कार्य करता है।
केन्द्रक कोशिका का सबसे महत्वपूर्ण अंग है। अधिकांश कोशिकाओं में एक केन्द्रक होता है। अक्सर पिंजरे में होता हैदो या तीन (उदाहरण के लिए, यकृत कोशिकाओं में) या अधिक नाभिक।केन्द्रक का आकार गोलाकार, लेंटिक्यूलर, वेर होता है।छाया के आकार का या बहु-लोबदार।
केन्द्रक दो झिल्लियों से युक्त एक केन्द्रक आवरण द्वारा साइटोप्लाज्म से अलग होता है। झिल्लियों के बीच के स्थान को पेरिन्यूक्लियर कहा जाता है। बाहरी झिल्ली सीधे एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम में गुजरती है।अदला-बदली नाभिक और साइटोप्लाज्म के बीच पदार्थों का संचलन दो मुख्य तरीकों से होता है। सबसे पहले, परमाणु आवरण कई छिद्रों द्वारा प्रवेश करता है जिसके माध्यम से नाभिक और साइटोप्लाज्म के बीच अणुओं का आदान-प्रदान होता है। दूसरे, नाभिक से साइटोप्लाज्म और पीछे के पदार्थ नाभिकीय झिल्ली के फैलाव और वृद्धि के माध्यम से प्रवेश कर सकते हैं।
केन्द्रक की आंतरिक सामग्री को कैरियोप्लाज्म (परमाणु रस), क्रोमैटिन और न्यूक्लियोलस में विभाजित किया गया है।
कैरियोप्लाज्मएक जेल-जैसे मैट्रिक्स (आरएनए, प्रोटीन, मुक्त न्यूक्लियोटाइड और अन्य पदार्थ) द्वारा दर्शाया जाता है, जिसमें क्रोमैटिन और एक या अधिक न्यूक्लियोली स्थित होते हैं।
क्रोमेटिनप्रोटीन से जुड़े डीएनए अणुओं का प्रतिनिधित्व करता है। यह पतले धागों के रूप में हो सकता है, जो प्रकाश सूक्ष्मदर्शी (यूक्रोमैटिन) में अप्रभेद्य होते हैं और गुच्छों के रूप में होते हैं, जो मुख्य रूप से नाभिक की परिधि (हेटरोक्रोमैटिन) के साथ स्थित होते हैं। क्रोमैटिन के संघनन (सर्पिलीकरण) की विभिन्न डिग्री किसके कारण होती है?इसमें स्थित लोगों की विभिन्न आनुवंशिक गतिविधिडीएनए के अनुभाग.
न्यूक्लियस- एक घना गोल शरीर, एक झिल्ली द्वारा सीमित नहीं। केन्द्रक में न्यूक्लिओली की संख्या एक से पाँच, सात या अधिक तक होती है। न्यूक्लियोलस नहीं दिखताएक स्वतंत्र कोर संरचना के साथ। यह बनता हैगुणसूत्र के उस क्षेत्र के आसपास जिसमें यह एन्कोड किया गया हैआरआरएनए संरचना के बारे में जानकारी. यह क्षेत्र लंगड़ा हैसोम को कहा जाता है न्यूक्लियर आयोजकउस परआरआरएनए संश्लेषण होता है। न्यूक्लियोलस में rRNA के अलावाराइबोसोमल सबयूनिट बनते हैं (आरआरएनए जुड़ते हैं)।प्रोटीन अणुओं के साथ)।इस प्रकार, न्यूक्लियोलस गठन के विभिन्न चरणों में आरआरएनए और राइबोसोमल सबयूनिट का एक संचय है, जो गुणसूत्र के एक खंड - न्यूक्लियोलर आयोजक पर आधारित है।मुख्य कार्यगुठली हैं:
1) आनुवंशिक जानकारी का भंडारण और उसका स्थानांतरणविभाजन की प्रक्रिया में पुत्री कोशिकाएँ;
2) किस प्रोटीन को किस समय और कितनी मात्रा में संश्लेषित किया जाना चाहिए, यह निर्धारित करके कोशिका चयापचय का नियंत्रण। यह एमआरएनए के संश्लेषण और अनुवाद के दौरान आनुवंशिक जानकारी के कार्यान्वयन के माध्यम से किया जाता है।
वे सभी कोशिकाएँ जिनमें केन्द्रक होते हैं, कहलाती हैंयूकैर्योसाइटोंतार्किक,और ऐसी कोशिकाओं वाले जीव -यूकेरियोट्सइनमें पौधे, जानवर, प्रोटिस्ट शामिल हैंऔर मशरूम.
राइबोसोम (चित्र 1) यूकेरियोट्स और प्रोकैरियोट्स दोनों की कोशिकाओं में मौजूद होते हैं, क्योंकि वे एक महत्वपूर्ण कार्य करते हैं प्रोटीन का जैवसंश्लेषण.प्रत्येक कोशिका में दसियों, सैकड़ों हजारों (कई लाखों तक) ये छोटे गोल अंग होते हैं। यह एक गोल राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन कण है। इसका व्यास 20-30 एनएम है। राइबोसोम में बड़े और छोटे सबयूनिट होते हैं, जो एम-आरएनए (मैसेंजर, या सूचना, आरएनए) के एक स्ट्रैंड की उपस्थिति में संयुक्त होते हैं। मोतियों की एक माला की तरह एक एम-आरएनए अणु द्वारा एकजुट राइबोसोम के समूह का एक कॉम्प्लेक्स कहा जाता है पॉलीसोम. ये संरचनाएं या तो साइटोप्लाज्म में स्वतंत्र रूप से स्थित होती हैं या दानेदार ईपीएस की झिल्लियों से जुड़ी होती हैं (दोनों ही मामलों में, प्रोटीन संश्लेषण उन पर सक्रिय रूप से होता है)।
चित्र .1। एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्ली पर बैठे राइबोसोम की संरचना का आरेख: 1 - छोटी सबयूनिट; 2 एमआरएनए; 3 - एमिनोएसिल-टीआरएनए; 4 - अमीनो एसिड; 5 - बड़ी सबयूनिट; 6 - - एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्ली; 7 - संश्लेषित पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला
दानेदार ईपीएस के पॉलीसोम प्रोटीन बनाते हैं जो कोशिका से उत्सर्जित होते हैं और पूरे जीव की जरूरतों के लिए उपयोग किए जाते हैं (उदाहरण के लिए, पाचन एंजाइम, मानव स्तन के दूध में प्रोटीन)। इसके अलावा, राइबोसोम माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली की आंतरिक सतह पर मौजूद होते हैं, जहां वे प्रोटीन अणुओं के संश्लेषण में भी सक्रिय भाग लेते हैं।
राइबोसोम, इंट्रासेल्युलर कण जो प्रोटीन जैवसंश्लेषण करते हैं
कार्य करने की प्रक्रिया में (अर्थात् प्रोटीन संश्लेषण)
राइबोसोम कई कार्य करते हैं:
1) प्रोटीन संश्लेषण प्रणाली के घटकों का विशिष्ट बंधन और प्रतिधारण [सूचना, या टेम्पलेट, आरएनए (एमआरएनए): एमिनोएसिल-टीआरएनए; पेप्टिडाइल-टीआरएनए; गुआनोसिन ट्राइफॉस्फेट (जीटीपी); प्रोटीन अनुवाद कारक EF - T और EF - G]:
2) उत्प्रेरक कार्य (पेप्टाइड बांड का निर्माण, जीटीपी का हाइड्रोलिसिस): 3) सब्सट्रेट्स (एमआरएनए, टीआरएनए), या ट्रांसलोकेशन के यांत्रिक आंदोलन के कार्य। घटकों के बंधन (धारण) और उत्प्रेरण के कार्य दो राइबोसोमल उपइकाइयों के बीच वितरित होते हैं। छोटे राइबोसोमल सबयूनिट में एमआरएनए और एमिनोएसिल-टीआरएनए को बांधने के लिए साइटें होती हैं और, जाहिर है, इसमें उत्प्रेरक कार्य नहीं होते हैं। बड़े उपकण में पेप्टाइड बॉन्ड के संश्लेषण के लिए एक उत्प्रेरक साइट होती है, साथ ही जीटीपी के हाइड्रोलिसिस में शामिल एक केंद्र होता है: इसके अलावा, प्रोटीन जैवसंश्लेषण के दौरान, यह पेप्टिडाइल-टीआरएनए के रूप में बढ़ती प्रोटीन श्रृंखला को धारण करता है।
प्रत्येक उपइकाई किसी अन्य उपकण से जुड़े बिना, उससे जुड़े कार्यों को अलग से प्रदर्शित कर सकती है। हालाँकि, किसी भी उपकण में व्यक्तिगत रूप से स्थानान्तरण का कार्य नहीं होता है, जो केवल पूर्ण राइबोसोम द्वारा किया जाता है
यह अंगक कैसा दिखता है? यह एक रिसीवर वाले टेलीफोन जैसा दिखता है। (चित्र 6) यूकेरियोट्स और प्रोकैरियोट्स के राइबोसोम में दो भाग होते हैं, जिनमें से एक बड़ा होता है, दूसरा छोटा होता है। लेकिन जब वह शांत अवस्था में होती है तो ये दोनों घटक एक साथ नहीं आते हैं। ऐसा तभी होता है जब कोशिका का राइबोसोम सीधे अपना कार्य करना शुरू कर देता है। राइबोसोम में मैसेंजर आरएनए और ट्रांसफर आरएनए भी होते हैं। ये पदार्थ कोशिका के लिए आवश्यक प्रोटीन के बारे में जानकारी दर्ज करने के लिए आवश्यक हैं। राइबोसोम की अपनी झिल्ली नहीं होती है। इसकी उपइकाइयाँ (जैसा कि इसके दो हिस्सों को कहा जाता है) किसी भी चीज़ से संरक्षित नहीं हैं।
चित्र 6. राइबोसोम की उपस्थिति।
बदले में, बड़े उपकण में निम्न शामिल हैं:
- · राइबोसोमल आरएनए का एक अणु, जो अत्यधिक बहुलक है;
- · एक आरएनए अणु, जो कम-बहुलक है;
- · प्रोटीन अणुओं की एक निश्चित संख्या, आमतौर पर लगभग तीन दर्जन।
जहां तक छोटे उपकण का सवाल है, यह थोड़ा सरल है। (चित्र 7) इसमें शामिल हैं:
- · उच्च-बहुलक आरएनए अणु;
- · कई दर्जन प्रोटीन अणु, आमतौर पर लगभग 40 (अणु संरचना और आकार में भिन्न होते हैं)।
चित्र 7. छोटी राइबोसोमल सबयूनिट।
कोशिका के एक अभिन्न राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन घटक में मौजूद सभी प्रोटीनों को संयोजित करने के लिए एक उच्च-बहुलक आरएनए अणु आवश्यक है।
राइबोसोम के कार्य
यह कोशिकांग कोशिका में क्या कार्य करता है? राइबोसोम प्रोटीन संश्लेषण के लिए जिम्मेदार है। यह तथाकथित मैसेंजर आरएनए (राइबोन्यूक्लिक एसिड) पर दर्ज की गई जानकारी के आधार पर होता है। राइबोसोम केवल प्रोटीन संश्लेषण के दौरान अपनी दो उपइकाइयों को एकजुट करता है, इस प्रक्रिया को अनुवाद कहा जाता है। (चित्र 8) इस प्रक्रिया के दौरान, संश्लेषित पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला दो राइबोसोमल सबयूनिटों के बीच स्थित होती है।
चित्र 8. अनुवाद प्रक्रिया.
अपना मुख्य कार्य करने की प्रक्रिया में, यानी प्रोटीन संश्लेषण के दौरान, राइबोसोम कई अतिरिक्त कार्य भी करता है:
- · लिगामेंट, साथ ही तथाकथित प्रोटीन संश्लेषण प्रणाली के सभी घटकों का प्रतिधारण। इस फ़ंक्शन को सूचनात्मक या मैट्रिक्स कहने की प्रथा है। राइबोसोम इन कार्यों को अपने दो उपकणों के बीच वितरित करता है, जिनमें से प्रत्येक इस प्रक्रिया में अपना विशिष्ट कार्य करता है।
- · राइबोसोम एक उत्प्रेरक कार्य करते हैं, जिसमें एक विशेष पेप्टाइड बॉन्ड (एमाइड बॉन्ड, जो प्रोटीन के निर्माण के दौरान और पेप्टाइड्स के निर्माण के दौरान दोनों होता है) का निर्माण होता है। इसमें जीटीपी (आरएनए संश्लेषण के लिए सब्सट्रेट) का हाइड्रोलिसिस भी शामिल है। राइबोसोम की बड़ी उपइकाई इस कार्य को करने के लिए जिम्मेदार है। यह इसमें है कि विशेष क्षेत्र हैं जिनमें पेप्टाइड बॉन्ड संश्लेषण की प्रक्रिया होती है, साथ ही जीटीपी के हाइड्रोलिसिस के लिए आवश्यक केंद्र भी होता है। इसके अलावा, यह राइबोसोम की बड़ी उप-इकाई है, जो प्रोटीन जैवसंश्लेषण के दौरान अपने ऊपर एक श्रृंखला रखती है जो धीरे-धीरे बढ़ती है।
- · राइबोसोम सब्सट्रेट्स के यांत्रिक आंदोलन का कार्य करता है, जिसमें एमआरएनए और टीआरएनए शामिल हैं। दूसरे शब्दों में, वे स्थानान्तरण के लिए जिम्मेदार हैं।
चित्र 9. प्रोटीन संश्लेषण।
प्रोटीन कैसे बनते हैं? (चित्र 9, 10, 11) प्रोटीन जैवसंश्लेषण कई चरणों में होता है। इनमें से पहला है अमीनो एसिड की सक्रियता। उनमें से कुल बीस हैं; विभिन्न तरीकों का उपयोग करके उन्हें संयोजित करने पर, आप अरबों विभिन्न प्रोटीन प्राप्त कर सकते हैं। इस चरण के दौरान, अमीनो एसिड से एमिनोअल्क-टीआरएनए बनता है।
चित्र 10. प्रोटीन संश्लेषण (फोटो)।
एटीपी (एडेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड) की भागीदारी के बिना यह प्रक्रिया असंभव है। साथ ही, इस प्रक्रिया को पूरा करने के लिए मैग्नीशियम धनायनों की आवश्यकता होती है। दूसरा चरण पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला की शुरुआत है, या राइबोसोम की दो उप-इकाइयों के संयोजन और इसे आवश्यक अमीनो एसिड की आपूर्ति करने की प्रक्रिया है। मैग्नीशियम आयन और जीटीपी (गुआनोसिन ट्राइफॉस्फेट) भी इस प्रक्रिया में भाग लेते हैं। तीसरे चरण को बढ़ाव कहा जाता है। यह पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला का प्रत्यक्ष संश्लेषण है। प्रसारण विधि से होता है। समाप्ति - अगला चरण - राइबोसोम के अलग-अलग उपइकाइयों में विघटन और पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के संश्लेषण की क्रमिक समाप्ति की प्रक्रिया है। इसके बाद अंतिम चरण आता है - पाँचवाँ - यह प्रसंस्करण है। इस स्तर पर, अमीनो एसिड की एक सरल श्रृंखला से जटिल संरचनाएं बनती हैं, जो पहले से ही तैयार प्रोटीन हैं। इस प्रक्रिया में विशिष्ट एंजाइम और सहकारक शामिल होते हैं।
चित्र 11. प्रोटीन संश्लेषण (योजना)।
चूँकि राइबोसोम प्रोटीन के संश्लेषण के लिए जिम्मेदार है, आइए उनकी संरचना पर करीब से नज़र डालें। यह प्राथमिक, द्वितीयक, तृतीयक और चतुर्धातुक हो सकता है। प्रोटीन की प्राथमिक संरचना एक विशिष्ट अनुक्रम है जिसमें किसी दिए गए कार्बनिक यौगिक को बनाने वाले अमीनो एसिड स्थित होते हैं। प्रोटीन की द्वितीयक संरचना में पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं से निर्मित अल्फा हेलिकॉप्टर और बीटा फोल्ड होते हैं। प्रोटीन की तृतीयक संरचना में अल्फा हेलिकॉप्टर और बीटा शीट का एक विशिष्ट संयोजन शामिल होता है। चतुर्धातुक संरचना में एकल मैक्रोमोलेक्युलर गठन का निर्माण होता है। (चित्र 12) अर्थात, अल्फा हेलिकॉप्टर और बीटा संरचनाओं के संयोजन से ग्लोब्यूल्स या फ़ाइब्रिल्स बनते हैं। इस सिद्धांत के आधार पर, दो प्रकार के प्रोटीन को प्रतिष्ठित किया जा सकता है: फाइब्रिलर और गोलाकार।
पहले में एक्टिन और मायोसिन शामिल हैं, जिनसे मांसपेशियां बनती हैं। उत्तरार्द्ध के उदाहरणों में हीमोग्लोबिन, इम्युनोग्लोबुलिन और अन्य शामिल हैं। फाइब्रिलर प्रोटीन एक धागे या फाइबर जैसा दिखता है। गोलाकार वाले आपस में गुंथे हुए अल्फा हेलिकॉप्टर और बीटा फोल्ड की एक गेंद की तरह होते हैं। विकृतीकरण क्या है? ये शब्द शायद हर किसी ने सुना होगा.
चित्र 12. प्रोटीन की चतुर्धातुक संरचना।
राइबोसोम कोशिका प्रोटीन आनुवंशिक
विकृतीकरण प्रोटीन संरचना के विनाश की प्रक्रिया है - पहले चतुर्धातुक, फिर तृतीयक, और फिर द्वितीयक। कुछ मामलों में, प्रोटीन की प्राथमिक संरचना भी समाप्त हो जाती है। यह प्रक्रिया इस कार्बनिक पदार्थ के उच्च तापमान के संपर्क में आने के कारण हो सकती है। इस प्रकार, चिकन अंडे उबालते समय प्रोटीन विकृतीकरण देखा जा सकता है। अधिकांश मामलों में, यह प्रक्रिया अपरिवर्तनीय है. तो, बयालीस डिग्री से ऊपर के तापमान पर, हीमोग्लोबिन का विकृतीकरण शुरू हो जाता है, इसलिए गंभीर अतिताप जीवन के लिए खतरा है। व्यक्तिगत न्यूक्लिक एसिड में प्रोटीन का विकृतीकरण पाचन प्रक्रिया के दौरान देखा जा सकता है, जब एंजाइमों की मदद से, शरीर जटिल कार्बनिक यौगिकों को सरल यौगिकों में तोड़ देता है।
राइबोसोम प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स दोनों की कोशिकाओं के सबसे महत्वपूर्ण घटक हैं। राइबोसोम की संरचना और कार्य कोशिका में प्रोटीन संश्लेषण से जुड़े होते हैं, यानी, अनुवाद प्रक्रिया।
रासायनिक संरचना के अनुसार राइबोसोम होते हैं राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन, यानी इनमें आरएनए और प्रोटीन होते हैं। राइबोसोम में केवल एक प्रकार का आरएनए होता है - आरआरएनए (राइबोसोमल आरएनए)। हालाँकि, इसके अणु 4 प्रकार के होते हैं।
उनकी संरचना के अनुसार, राइबोसोम छोटे, गोल आकार के, गैर-झिल्ली कोशिका अंग होते हैं। विभिन्न कोशिकाओं में इनकी संख्या हजारों से लेकर कई लाख तक होती है। राइबोसोम एक अखंड संरचना नहीं है, इसमें दो कण होते हैं जिन्हें कहा जाता है बड़ी और छोटी उपइकाइयाँ.
यूकेरियोटिक कोशिकाओं में, अधिकांश राइबोसोम ईआर से जुड़े होते हैं, जिससे बाद वाला खुरदरा हो जाता है।
राइबोसोम बनाने वाले अधिकांश आरआरएनए न्यूक्लियोलस में संश्लेषित होते हैं। न्यूक्लियोलस विभिन्न गुणसूत्रों के कुछ वर्गों द्वारा बनता है, जिसमें जीन की कई प्रतियां होती हैं जिन पर आरआरएनए अणुओं के अग्रदूत को संश्लेषित किया जाता है। अग्रदूत के संश्लेषण के बाद, इसे संशोधित किया जाता है और तीन भागों में विभाजित किया जाता है - विभिन्न आरआरएनए अणु।
चार प्रकार के आरआरएनए अणुओं में से एक को न्यूक्लियोलस में नहीं, बल्कि क्रोमोसोम के अन्य भागों में न्यूक्लियस में संश्लेषित किया जाता है।
नाभिक में, व्यक्तिगत राइबोसोमल सबयूनिट इकट्ठे होते हैं, जो फिर साइटोप्लाज्म में प्रवेश करते हैं, जहां वे प्रोटीन संश्लेषण के दौरान संयुक्त होते हैं।
संरचना में, दोनों राइबोसोमल सबयूनिट आरआरएनए अणु हैं जो कुछ तृतीयक संरचनाएं (गुना) लेते हैं और दर्जनों विभिन्न प्रोटीनों से घिरे होते हैं। इसी समय, राइबोसोम की बड़ी उप-इकाई में तीन आरआरएनए अणु होते हैं (प्रोकैरियोट्स में, दो), जबकि छोटी उप-इकाई में केवल एक होता है।
राइबोसोम का एकमात्र कार्य कोशिका में प्रोटीन जैवसंश्लेषण के दौरान होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं को सक्षम करना है। मैसेंजर आरएनए, ट्रांसफर आरएनए और कई प्रोटीन कारक राइबोसोम में कुछ निश्चित स्थान रखते हैं, जिससे रासायनिक प्रतिक्रियाओं को कुशलतापूर्वक करना संभव हो जाता है।
जब उपइकाइयाँ राइबोसोम में संयोजित होती हैं, तो "स्थान" बनते हैं - स्थल। राइबोसोम एमआरएनए के साथ चलता है और कोडन द्वारा कोडन को "पढ़ता है"। अमीनो एसिड के साथ एक टीआरएनए एक साइट पर आता है, और दूसरी साइट पर पहले से आया हुआ टीआरएनए होता है, जिसमें पहले से संश्लेषित पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला जुड़ी होती है। राइबोसोम में, एक अमीनो एसिड और एक पॉलीपेप्टाइड के बीच एक पेप्टाइड बंधन बनता है। परिणामस्वरूप, पॉलीपेप्टाइड "नए" टीआरएनए पर समाप्त हो जाता है, और "पुराना" राइबोसोम छोड़ देता है। शेष टीआरएनए अपनी "पूंछ" (पॉलीपेप्टाइड) के साथ अपने स्थान पर विस्थापित हो जाता है। राइबोसोम एक त्रिक द्वारा एमआरएनए के साथ आगे बढ़ता है, और इसमें एक पूरक टीआरएनए जोड़ा जाता है, आदि।
कई राइबोसोम एमआरएनए के एक स्ट्रैंड के साथ एक के बाद एक आगे बढ़ सकते हैं, जिससे उनका निर्माण होता है पॉलीसोम.
एक जीवाणु कोशिका में, राइबोसोम उसके शुष्क द्रव्यमान का 30% तक बनाते हैं: प्रति जीवाणु कोशिका में लगभग 10 4 राइबोसोम होते हैं। यूकेरियोटिक में कोशिकाएँ (बैक्टीरिया और नीले-हरे शैवाल को छोड़कर सभी जीवों की कोशिकाएँ) को संदर्भित करती हैं। राइबोसोम की सामग्री छोटी होती है, और उनकी संख्या संबंधित ऊतक या व्यक्तिगत कोशिका की प्रोटीन-संश्लेषण गतिविधि के आधार पर बहुत भिन्न होती है।
यूकेरियोटिक में एक कोशिका में, सभी साइटोप्लाज्मिक राइबोसोम (झिल्ली से बंधे और मुक्त दोनों) न्यूक्लियोलस में बनते हैं; उन्हें वहां निष्क्रिय माना जाता है. यूकेरियोटिक. कोशिका में माइटोकॉन्ड्रिया (जानवरों और पौधों में) और क्लोरोप्लास्ट (पौधों में) में विशेष राइबोसोम भी होते हैं। इन अंगों के राइबोसोम आकार और कुछ कार्यों में साइटोप्लाज्मिक राइबोसोम से भिन्न होते हैं। पवित्र तुम. वे सीधे इन अंगों में बनते हैं।
दो मुख्य हैं. राइबोसोम के प्रकार. प्रोकैरियोटिक हर कोई. जीवों (बैक्टीरिया और नीले-हरे शैवाल) की विशेषता तथाकथित है। 70S राइबोसोम, गुणांक द्वारा विशेषता। (निरंतर) अवसादन लगभग। 70 स्वेडबर्ग इकाइयाँ, या 70एस (अवसादन गुणांक के आधार पर, अन्य प्रकार के राइबोसोम को भी प्रतिष्ठित किया जाता है, साथ ही उपकण और बायोपॉलिमर जो राइबोसोम बनाते हैं)। कहते हैं मी 2.5 · 10 6 है, रैखिक आयाम 20-25 एनएम है। रसायनशास्त्र के अनुसार रचना राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन है; इनमें केवल आरआरएनए और प्रोटीन होते हैं (इन घटकों का अनुपात 2:1 है)। राइबोसोमल आरएनए राइबोसोम में मौजूद होता है। गिरफ्तार. एमजी-नमक के रूप में (जाहिरा तौर पर, आंशिक रूप से सीए-नमक के रूप में भी); राइबोसोम में मैग्नीशियम शुष्क भार का 2% तक होता है। इसके अलावा, अलग-अलग मात्रा (2.5% तक) अमीन धनायन जैसे स्पर्मीन एच 2 एन (सीएच 2) 3 एनएच (सीएच 2) 4 एनएच (सीएच 2) 3 एनएच 2 और स्पर्मिडाइन एच 2 एन (सीएच 2) 3 एनएच भी मौजूद हो सकते हैं ( सीएच 2) 4 एनएच 2 आदि।
जाहिर है, आरआरएनए मूल निर्धारित करता है संरचनात्मक और कार्यात्मक. राइबोसोम के गुण, विशेष रूप से, राइबोसोमल सबयूनिट की अखंडता सुनिश्चित करते हैं, उनके आकार और कई संरचनात्मक विशेषताओं को निर्धारित करते हैं। विशिष्ट रिक्त स्थान आरआरएनए संरचना सभी राइबोसोमल प्रोटीन के स्थानीयकरण को निर्धारित करती है और कार्यों के संगठन में अग्रणी भूमिका निभाती है। राइबोसोम केंद्र.
राइबोसोमल प्रोटीन संश्लेषण एक बहुचरणीय प्रक्रिया है। पहला चरण (दीक्षा) मैसेंजर आरएनए (एमआरएनए) को छोटे राइबोसोमल सबयूनिट से जोड़ने से शुरू होता है, जो बड़े सबयूनिट से जुड़ा नहीं है। यह विशेषता है कि प्रक्रिया शुरू करने के लिए एक पृथक राइबोसोम की आवश्यकता होती है। परिणामी तथाकथित के लिए एक बड़ी राइबोसोमल सबयूनिट दीक्षा परिसर से जुड़ी होती है। विशेषज्ञ दीक्षा चरण में भाग लेते हैं। दीक्षा कोडन (जेनेटिक कोड देखें), दीक्षा स्थानांतरण आरएनए (टीआरएनए) और विशिष्ट। प्रोटीन (तथाकथित दीक्षा कारक)। आरंभिक चरण को पार करने के बाद, राइबोसोम अनुक्रम पर आगे बढ़ता है। एमआरएनए के कोडन को 5" से 3" सिरे की दिशा में पढ़ना, जो इस एमआरएनए द्वारा एन्कोड किए गए प्रोटीन की पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के संश्लेषण के साथ होता है (पॉलीपेप्टाइड संश्लेषण के तंत्र के बारे में अधिक जानकारी के लिए, लेख अनुवाद देखें) . इस प्रक्रिया में राइबोसोम एक चक्रीय अणु के रूप में कार्य करता है। कार। बढ़ाव के दौरान राइबोसोम के कार्य चक्र में तीन चक्र होते हैं: 1) अमीनोएसिल-टीआरएनए का कोडन-निर्भर बंधन (राइबोसोम को अमीनो एसिड की आपूर्ति), 2) ट्रांसपेप्टिडेशन - बढ़ते पेप्टाइड के सी-टर्मिनस का अमीनोएसिल-टीआरएनए में स्थानांतरण , अर्थात। एक लिंक द्वारा निर्माणाधीन प्रोटीन श्रृंखला का विस्तार, 3) राइबोसोम के सापेक्ष मैट्रिक्स (एमआरएनए) और पेप्टिडाइल-टीआरएनए का ट्रांसलोकेशन-मूवमेंट और राइबोसोम का अपनी मूल स्थिति में संक्रमण, जब यह ट्रेस को समझ सकता है। अमीनोएसिल-टीआरएनए। जब राइबोसोम विशेष तक पहुँच जाता है
