जेनेटिक कोड संदेश भेजें. आनुवंशिक कोड की स्पष्टता इस तथ्य में प्रकट होती है

आनुवंशिक कोड के तहत, डीएनए और आरएनए में न्यूक्लियोटाइड यौगिकों की अनुक्रमिक व्यवस्था को दर्शाने वाले संकेतों की ऐसी प्रणाली को समझने की प्रथा है, जो एक अन्य संकेत प्रणाली से मेल खाती है जो प्रोटीन अणु में अमीनो एसिड यौगिकों के अनुक्रम को प्रदर्शित करती है।

क्या यह महत्वपूर्ण है!

जब वैज्ञानिक आनुवंशिक कोड के गुणों का अध्ययन करने में कामयाब रहे, तो सार्वभौमिकता को मुख्य में से एक के रूप में मान्यता दी गई। हां, यह सुनने में भले ही अजीब लगे, लेकिन हर चीज एक, सार्वभौमिक, सामान्य आनुवंशिक कोड से एकजुट है। इसका निर्माण एक लंबी अवधि में हुआ और यह प्रक्रिया लगभग 3.5 अरब वर्ष पहले समाप्त हुई। इसलिए, कोड की संरचना में, इसकी स्थापना के क्षण से लेकर आज तक, इसके विकास के निशान का पता लगाया जा सकता है।

जब आनुवंशिक कोड में तत्वों के अनुक्रम के बारे में बात की जाती है, तो इसका मतलब है कि यह अराजक होने से बहुत दूर है, लेकिन इसका एक कड़ाई से परिभाषित क्रम है। और यह काफी हद तक आनुवंशिक कोड के गुणों को भी निर्धारित करता है। यह शब्दों में अक्षरों और अक्षरों की व्यवस्था के समतुल्य है। यह सामान्य क्रम को तोड़ने के लायक है, और हम किताबों या समाचार पत्रों के पन्नों पर जो कुछ भी पढ़ेंगे वह हास्यास्पद बकवास में बदल जाएगा।

आनुवंशिक कोड के मूल गुण

आमतौर पर कोड में कुछ जानकारी विशेष तरीके से एन्क्रिप्टेड होती है। कोड को समझने के लिए, आपको विशिष्ट विशेषताओं को जानना होगा।

तो, आनुवंशिक कोड के मुख्य गुण हैं:

• त्रिक;
• पतन या अतिरेक;
• विशिष्टता;
• निरंतरता;
• बहुमुखी प्रतिभा का उल्लेख पहले ही ऊपर किया जा चुका है।

आइए प्रत्येक संपत्ति पर करीब से नज़र डालें।

1. त्रिगुणता

ऐसा तब होता है जब तीन न्यूक्लियोटाइड यौगिक एक अणु (यानी डीएनए या आरएनए) के भीतर एक अनुक्रमिक श्रृंखला बनाते हैं। परिणामस्वरूप, एक त्रिक यौगिक बनता है या अमीनो एसिड में से एक को एनकोड करता है, इसका स्थान पेप्टाइड श्रृंखला में होता है।

कोडन (वे कोड शब्द हैं!) उनके कनेक्शन अनुक्रम और उन नाइट्रोजन यौगिकों (न्यूक्लियोटाइड्स) के प्रकार से भिन्न होते हैं जो उनका हिस्सा हैं।

आनुवंशिकी में, 64 कोडन प्रकारों को अलग करने की प्रथा है। वे चार प्रकार के न्यूक्लियोटाइड का संयोजन बना सकते हैं, प्रत्येक में 3। यह संख्या 4 को तीसरी घात तक बढ़ाने के बराबर है। इस प्रकार, 64 न्यूक्लियोटाइड संयोजनों का निर्माण संभव है।

2. आनुवंशिक कोड का अतिरेक

यह गुण तब देखा जाता है जब एक अमीनो एसिड को एन्क्रिप्ट करने के लिए कई कोडन की आवश्यकता होती है, आमतौर पर 2-6 के भीतर। और केवल ट्रिप्टोफैन को एकल ट्रिपलेट के साथ एन्कोड किया जा सकता है।

3. विशिष्टता

यह स्वस्थ जीन वंशानुक्रम के संकेतक के रूप में आनुवंशिक कोड के गुणों में शामिल है। उदाहरण के लिए, श्रृंखला में छठे स्थान पर मौजूद GAA ट्रिपलेट डॉक्टरों को रक्त की अच्छी स्थिति, सामान्य हीमोग्लोबिन के बारे में बता सकता है। यह वह है जो हीमोग्लोबिन के बारे में जानकारी रखता है, और यह उसके द्वारा एन्कोड भी किया जाता है। और यदि कोई व्यक्ति एनीमिक है, तो न्यूक्लियोटाइड्स में से एक को कोड के दूसरे अक्षर - यू से बदल दिया जाता है, जो बीमारी का संकेत है।

4. निरंतरता

आनुवंशिक कोड की इस संपत्ति को लिखते समय, यह याद रखना चाहिए कि कोडन, चेन लिंक की तरह, दूरी पर नहीं, बल्कि सीधे निकटता में, न्यूक्लिक एसिड श्रृंखला में एक के बाद एक स्थित होते हैं, और यह श्रृंखला बाधित नहीं होती है - यह है कोई शुरुआत या अंत नहीं.

5. बहुमुखी प्रतिभा

यह कभी नहीं भूलना चाहिए कि पृथ्वी पर सब कुछ एक सामान्य आनुवंशिक कोड द्वारा एकजुट है। और इसलिए, एक प्राइमेट और एक व्यक्ति में, एक कीट और एक पक्षी में, एक सौ साल पुराना बाओबाब और घास का एक ब्लेड जो मुश्किल से जमीन से बाहर निकला है, समान अमीनो एसिड समान त्रिक में एन्कोड किए गए हैं।

यह जीन में है कि किसी जीव के गुणों के बारे में बुनियादी जानकारी संग्रहीत होती है, एक प्रकार का कार्यक्रम जो जीव को उन लोगों से विरासत में मिलता है जो पहले रहते थे और जो आनुवंशिक कोड के रूप में मौजूद होते हैं।

व्याख्यान 5 जेनेटिक कोड

संकल्पना परिभाषा

आनुवंशिक कोड डीएनए में न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम का उपयोग करके प्रोटीन में अमीनो एसिड के अनुक्रम के बारे में जानकारी दर्ज करने की एक प्रणाली है।

चूंकि डीएनए सीधे प्रोटीन संश्लेषण में शामिल नहीं होता है, इसलिए कोड आरएनए की भाषा में लिखा जाता है। आरएनए में थाइमिन के स्थान पर यूरैसिल होता है।

आनुवंशिक कोड के गुण

1. त्रिगुणता

प्रत्येक अमीनो एसिड 3 न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम द्वारा एन्कोड किया गया है।

परिभाषा: एक ट्रिपलेट या कोडन तीन न्यूक्लियोटाइड का एक अनुक्रम है जो एक अमीनो एसिड के लिए कोड करता है।

कोड मोनोप्लेथ नहीं हो सकता, क्योंकि 4 (डीएनए में विभिन्न न्यूक्लियोटाइड की संख्या) 20 से कम है। कोड डबल नहीं हो सकता, क्योंकि 16 (2 से 4 न्यूक्लियोटाइड के संयोजन और क्रमपरिवर्तन की संख्या) 20 से कम है। कोड त्रिक हो सकता है, क्योंकि 64 (4 से 3 तक संयोजन और क्रमपरिवर्तन की संख्या) 20 से अधिक है।

2. पतनशीलता.

मेथिओनिन और ट्रिप्टोफैन को छोड़कर सभी अमीनो एसिड, एक से अधिक ट्रिपलेट द्वारा एन्कोड किए गए हैं:

1 त्रिक के लिए 2 एके = 2.

9 एके x 2 त्रिक = 18.

1 एके 3 त्रिक = 3.

5 एके x 4 त्रिक = 20.

3 एके x 6 त्रिक = 18.

20 अमीनो एसिड के लिए कुल 61 ट्रिपलेट कोड।

3. इंटरजेनिक विराम चिह्नों की उपस्थिति।

परिभाषा:

जीन डीएनए का एक खंड है जो एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला या एक अणु के लिए कोड करता है tPHK, आरआरएनए याएसपीएचके.

जीनtPHK, आरपीएचके, एसपीएचकेप्रोटीन कोड नहीं करते.

पॉलीपेप्टाइड को एन्कोड करने वाले प्रत्येक जीन के अंत में, आरएनए स्टॉप कोडन, या स्टॉप सिग्नल को एन्कोड करने वाले तीन ट्रिपल में से कम से कम एक होता है। एमआरएनए में वे इस तरह दिखते हैं:यूएए, यूएजी, यूजीए . वे प्रसारण समाप्त (ख़त्म) कर देते हैं।

परंपरागत रूप से, कोडन विराम चिह्नों पर भी लागू होता हैअगस्त - लीडर अनुक्रम के बाद पहला। (व्याख्यान 8 देखें) यह एक बड़े अक्षर का कार्य करता है। इस स्थिति में, यह फॉर्मिलमेथिओनिन (प्रोकैरियोट्स में) के लिए कोड करता है।

4. विशिष्टता.

प्रत्येक त्रिक केवल एक अमीनो एसिड को एन्कोड करता है या एक अनुवाद टर्मिनेटर है।

अपवाद कोडन हैअगस्त . प्रोकैरियोट्स में, पहली स्थिति (बड़े अक्षर) में, यह फॉर्मिलमेथिओनिन के लिए कोड करता है, और किसी अन्य स्थिति में, यह मेथियोनीन के लिए कोड करता है।

5. सघनता, या इंट्रेजेनिक विराम चिह्नों का अभाव।
एक जीन के भीतर, प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड एक महत्वपूर्ण कोडन का हिस्सा होता है।

1961 में, सेमुर बेंज़र और फ्रांसिस क्रिक ने प्रयोगात्मक रूप से साबित किया कि कोड ट्रिपल और कॉम्पैक्ट है।

प्रयोग का सार: "+" उत्परिवर्तन - एक न्यूक्लियोटाइड का सम्मिलन। "-" उत्परिवर्तन - एक न्यूक्लियोटाइड का नुकसान। किसी जीन की शुरुआत में एक एकल "+" या "-" उत्परिवर्तन पूरे जीन को दूषित कर देता है। दोहरा "+" या "-" उत्परिवर्तन भी पूरे जीन को ख़राब कर देता है।

जीन की शुरुआत में एक ट्रिपल "+" या "-" उत्परिवर्तन इसका केवल एक हिस्सा खराब करता है। एक चौगुना "+" या "-" उत्परिवर्तन फिर से पूरे जीन को खराब कर देता है।

प्रयोग यह साबित करता है कोड त्रिक है और जीन के अंदर कोई विराम चिह्न नहीं है।प्रयोग दो आसन्न फ़ेज़ जीनों पर किया गया और इसके अलावा दिखाया गया, जीनों के बीच विराम चिह्नों की उपस्थिति।

6. बहुमुखी प्रतिभा.

पृथ्वी पर रहने वाले सभी प्राणियों के लिए आनुवंशिक कोड समान है।

1979 में ब्यूरेल खुला आदर्शमानव माइटोकॉन्ड्रियल कोड।

परिभाषा:

"आदर्श" वह आनुवंशिक कोड है जिसमें अर्ध-दोहरे कोड की विकृति का नियम पूरा होता है: यदि दो त्रिक में पहले दो न्यूक्लियोटाइड मेल खाते हैं, और तीसरा न्यूक्लियोटाइड एक ही वर्ग के हैं (दोनों प्यूरीन हैं या दोनों पाइरीमिडीन हैं) , तो ये त्रिक एक ही अमीनो एसिड को कूटबद्ध करते हैं ।

जेनेरिक कोड में इस नियम के दो अपवाद हैं। सार्वभौमिक में आदर्श कोड से दोनों विचलन मूलभूत बिंदुओं से संबंधित हैं: प्रोटीन संश्लेषण की शुरुआत और अंत:

कोडोन	सार्वभौमिक कोड	माइटोकॉन्ड्रियल कोड
		रीढ़	अकशेरुकी	ख़मीर	पौधे
	रुकना				रुकना
यूए के साथ
ए जी ए		रुकना
		रुकना			230 प्रतिस्थापन एन्कोडेड अमीनो एसिड के वर्ग को नहीं बदलते हैं। फाड़ने योग्यता के लिए. 1956 में, जॉर्जी गामोव ने ओवरलैप्ड कोड का एक संस्करण प्रस्तावित किया। गामो कोड के अनुसार, प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड, जीन में तीसरे से शुरू होकर, 3 कोडन का हिस्सा होता है। जब आनुवंशिक कोड को समझा गया, तो यह पता चला कि यह गैर-अतिव्यापी था, अर्थात। प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड केवल एक कोडन का हिस्सा है। ओवरलैप्ड आनुवंशिक कोड के लाभ: सघनता, न्यूक्लियोटाइड के सम्मिलन या विलोपन पर प्रोटीन संरचना की कम निर्भरता। नुकसान: न्यूक्लियोटाइड प्रतिस्थापन और पड़ोसियों पर प्रतिबंध पर प्रोटीन संरचना की उच्च निर्भरता। 1976 में, φX174 फ़ेज़ के डीएनए को अनुक्रमित किया गया था। इसमें 5375 न्यूक्लियोटाइड्स का एक एकल फंसे हुए गोलाकार डीएनए है। फ़ेज़ को 9 प्रोटीनों को एन्कोड करने के लिए जाना जाता था। उनमें से 6 के लिए, एक के बाद एक स्थित जीन की पहचान की गई। यह पता चला कि वहाँ एक ओवरलैप है. ई जीन पूरी तरह से जीन के भीतर हैडी . इसका आरंभिक कोडन रीडिंग में एक न्यूक्लियोटाइड बदलाव के परिणामस्वरूप प्रकट होता है। जीनजे जीन वहीं से शुरू होता है जहां समाप्त होता हैडी . जीन दीक्षा कोडनजे जीन के समापन कोडन के साथ ओवरलैप होता हैडी दो न्यूक्लियोटाइड्स के बदलाव के कारण। डिज़ाइन को कई न्यूक्लियोटाइड्स द्वारा "रीडिंग फ्रेम शिफ्ट" कहा जाता है जो तीन का गुणक नहीं है। आज तक, ओवरलैप केवल कुछ चरणों के लिए दिखाया गया है। डीएनए की सूचना क्षमता पृथ्वी पर 6 अरब लोग हैं। उनके बारे में वंशानुगत जानकारी 6x10 9 शुक्राणुओं में संलग्न। विभिन्न अनुमानों के अनुसार, एक व्यक्ति की उम्र 30 से 50 तक होती है हजार जीन. सभी मनुष्यों में ~30x10 13 जीन, या 30x10 16 आधार जोड़े होते हैं, जो 10 17 कोडन बनाते हैं। औसत पुस्तक पृष्ठ में 25x10 2 अक्षर होते हैं। 6x10 9 शुक्राणुओं के डीएनए में लगभग मात्रा के बराबर जानकारी होती है 4x10 13 पुस्तक पृष्ठ। ये पन्ने 6 एनएसयू भवनों का क्षेत्रफल घेरेंगे। 6x10 9 शुक्राणु थिम्बल का आधा हिस्सा लेते हैं। उनका डीएनए एक चौथाई थिम्बल से भी कम समय लेता है।

यदि प्रोटीन को संश्लेषित करना आवश्यक है, तो कोशिका के सामने एक गंभीर समस्या उत्पन्न होती है - डीएनए में जानकारी एन्कोडेड अनुक्रम के रूप में संग्रहीत होती है 4 अक्षर(न्यूक्लियोटाइड्स) और प्रोटीन से बने होते हैं 20 विभिन्न प्रतीक(अमीनो अम्ल)। यदि आप अमीनो एसिड को एन्कोड करने के लिए एक साथ सभी चार प्रतीकों का उपयोग करने का प्रयास करते हैं, तो आपको केवल 16 संयोजन मिलेंगे, जबकि 20 प्रोटीनोजेनिक अमीनो एसिड होते हैं। पर्याप्त नहीं...

इस संबंध में सरल सोच का एक उदाहरण है:

"उदाहरण के लिए, ताश के पत्तों का एक डेक लें जिसमें हम केवल ताश के सूट पर ध्यान देते हैं। एक ही प्रजाति के कितने त्रिक प्राप्त किये जा सकते हैं? बेशक चार: तीन दिल, तीन हीरे, तीन हुकुम और तीन क्लब। एक ही सूट के दो कार्ड और दूसरे में से एक के साथ कितने त्रिक हैं? मान लीजिए कि हमारे पास तीसरे कार्ड के लिए चार विकल्प हैं। तो हमारे पास 4x3 = 12 संभावनाएँ हैं। इसके अलावा हमारे पास तीनों अलग-अलग कार्डों के साथ चार ट्रिपलेट हैं। तो, 4 + 12 + 4 = 20, और यह अमीनो एसिड की सटीक संख्या है जिसे हम प्राप्त करना चाहते थे "(जॉर्ज गामो, अंग्रेजी जॉर्ज गामो, 1904-1968, सोवियत और अमेरिकी सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी, खगोल भौतिकीविद् और विज्ञान के लोकप्रिय)।

वास्तव में, प्रयोगों से पता चला है कि प्रत्येक अमीनो एसिड के लिए दो अनिवार्य न्यूक्लियोटाइड और एक तीसरा चर, कम विशिष्ट होता है (" हिला देने वाला प्रभाव")। यदि आप चार में से तीन अक्षर लेते हैं, तो आपको 64 संयोजन मिलते हैं, जो अमीनो एसिड की संख्या को काफी हद तक ओवरलैप करते हैं। इस प्रकार, यह पाया गया कि कोई भी अमीनो एसिड तीन न्यूक्लियोटाइड द्वारा एन्कोड किया गया है। इस तिकड़ी को कहा जाता है कोडोन. जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, उनमें 64 विकल्प हैं। उनमें से तीन किसी भी अमीनो एसिड के लिए कोड नहीं करते हैं, ये तथाकथित हैं " बकवास कोडन"(फ्रेंच। गैर-इंद्रियाँ- बकवास) या "कोडन बंद करो"।

जेनेटिक कोड

आनुवंशिक (जैविक) कोड न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम के रूप में प्रोटीन की संरचना के बारे में जानकारी को एन्कोड करने का एक तरीका है। इसे न्यूक्लियोटाइड्स (ए, जी, यू, सी) की चार अंकों की भाषा को अमीनो एसिड की बीस अंकों की भाषा में अनुवाद करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसकी विशिष्ट विशेषताएं हैं:

• त्रिगुणतातीन न्यूक्लियोटाइड एक कोडन बनाते हैं जो एक अमीनो एसिड के लिए कोड करता है। कुल मिलाकर 61 इंद्रिय कोडोन हैं।
• विशेषता(या विशिष्टता) - प्रत्येक कोडन केवल एक अमीनो एसिड से मेल खाता है।
• पतनएक अमीनो एसिड में कई कोडन हो सकते हैं।
• बहुमुखी प्रतिभा- पृथ्वी पर सभी प्रकार के जीवों के लिए जैविक कोड समान है (हालांकि, स्तनधारियों के माइटोकॉन्ड्रिया में अपवाद हैं)।
• समरैखिकता- कोडन का क्रम एन्कोडेड प्रोटीन में अमीनो एसिड के अनुक्रम से मेल खाता है।
• गैर अतिव्यापी- त्रिक एक-दूसरे को ओवरलैप नहीं करते हैं, अगल-बगल स्थित होते हैं।
• विराम चिह्न गुम- त्रिक के बीच कोई अतिरिक्त न्यूक्लियोटाइड या कोई अन्य संकेत नहीं हैं।
• दिशाहीन- प्रोटीन संश्लेषण के दौरान, कोडन रीडिंग क्रमिक रूप से आगे बढ़ती है, बिना अंतराल या बैकट्रैकिंग के।

हालाँकि, यह स्पष्ट है कि जैविक कोड अतिरिक्त अणुओं के बिना स्वयं को प्रकट नहीं कर सकता है जो एक संक्रमणकालीन कार्य करते हैं या एडाप्टर फ़ंक्शन.

स्थानांतरण आरएनए की एडाप्टर भूमिका

स्थानांतरण आरएनए 4-अक्षर न्यूक्लिक एसिड अनुक्रम और 20-अक्षर प्रोटीन अनुक्रम के बीच एकमात्र मध्यस्थ हैं।

प्रत्येक स्थानांतरण आरएनए में एंटिकोडन लूप में एक विशिष्ट त्रिक अनुक्रम होता है ( anticodon) और केवल एक अमीनो एसिड संलग्न कर सकता है जो उस एंटिकोडन से मेल खाता है। यह टीआरएनए में एक या दूसरे एंटिकोडन की उपस्थिति है जो यह निर्धारित करती है कि प्रोटीन अणु में कौन सा अमीनो एसिड शामिल किया जाएगा। न तो राइबोसोम और न ही एमआरएनए अमीनो एसिड को पहचानता है।

इस प्रकार, टीआरएनए की एडाप्टर भूमिकाहै:

1. अमीनो एसिड के विशिष्ट बंधन में,
2. विशेष रूप से, कोडन-एंटीकोडोन इंटरैक्शन के अनुसार, एमआरएनए से जुड़कर,
3. और, परिणामस्वरूप, एमआरएनए जानकारी के अनुसार प्रोटीन श्रृंखला में अमीनो एसिड का समावेश होता है।

टीआरएनए से अमीनो एसिड का जुड़ाव एक एंजाइम द्वारा किया जाता है अमीनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेज़, जिसमें एक साथ दो यौगिकों के लिए विशिष्टता है: कोई भी अमीनो एसिड और उसके अनुरूप टीआरएनए। प्रतिक्रिया के लिए एटीपी के दो मैक्रोर्जिक बांड की आवश्यकता होती है। अमीनो एसिड अपने α-कार्बोक्सिल समूह के माध्यम से tRNA स्वीकर्ता लूप के 3' सिरे से जुड़ जाता है, और अमीनो एसिड और tRNA के बीच का बंधन बन जाता है मैक्रोर्जिक. α-अमीनो समूह मुक्त रहता है।

एमिनोएसिल-टीआरएनए संश्लेषण प्रतिक्रिया

चूंकि लगभग 60 अलग-अलग टीआरएनए हैं, कुछ अमीनो एसिड दो या दो से अधिक टीआरएनए से मेल खाते हैं। समान अमीनो एसिड जोड़ने वाले विभिन्न टीआरएनए कहलाते हैं आइसोस्वीकर्ता.

इन विषयों पर काम करने के बाद, आपको इसमें सक्षम होना चाहिए:

1. निम्नलिखित अवधारणाओं का वर्णन करें और उनके बीच संबंध स्पष्ट करें:
   • पॉलिमर, मोनोमर;
   • कार्बोहाइड्रेट, मोनोसैकेराइड, डिसैकराइड, पॉलीसैकेराइड;
   • लिपिड, फैटी एसिड, ग्लिसरॉल;
   • अमीनो एसिड, पेप्टाइड बॉन्ड, प्रोटीन;
   • उत्प्रेरक, एंजाइम, सक्रिय स्थल;
   • न्यूक्लिक एसिड, न्यूक्लियोटाइड।
2. 5-6 कारण सूचीबद्ध करें कि पानी जीवित प्रणालियों का इतना महत्वपूर्ण घटक क्यों है।
3. जीवित जीवों में पाए जाने वाले कार्बनिक यौगिकों के चार मुख्य वर्गों के नाम बताइए; प्रत्येक की भूमिका का वर्णन करें.
4. बताएं कि एंजाइम-नियंत्रित प्रतिक्रियाएं तापमान, पीएच और कोएंजाइम की उपस्थिति पर क्यों निर्भर करती हैं।
5. कोशिका की ऊर्जा अर्थव्यवस्था में एटीपी की भूमिका का वर्णन करें।
6. प्रकाश-प्रेरित प्रतिक्रियाओं और कार्बन स्थिरीकरण प्रतिक्रियाओं की प्रारंभिक सामग्रियों, मुख्य चरणों और अंतिम उत्पादों का नाम बताइए।
7. कोशिकीय श्वसन की सामान्य योजना का संक्षिप्त विवरण दीजिए, जिससे यह स्पष्ट हो जाएगा कि ग्लाइकोलाइसिस, जी क्रेब्स चक्र (साइट्रिक एसिड चक्र) और इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला की प्रतिक्रियाओं का क्या स्थान है।
8. श्वसन एवं किण्वन की तुलना करें।
9. डीएनए अणु की संरचना का वर्णन करें और बताएं कि क्यों एडेनिन अवशेषों की संख्या थाइमिन अवशेषों की संख्या के बराबर है, और गुआनिन अवशेषों की संख्या साइटोसिन अवशेषों की संख्या के बराबर है।
10. प्रोकैरियोट्स में आरएनए से डीएनए (प्रतिलेखन) के संश्लेषण के लिए एक संक्षिप्त योजना बनाएं।
11. आनुवंशिक कोड के गुणों का वर्णन करें और बताएं कि इसे त्रिक क्यों होना चाहिए।
12. इस डीएनए श्रृंखला और कोडन तालिका के आधार पर, मैट्रिक्स आरएनए के पूरक अनुक्रम को निर्धारित करें, स्थानांतरण आरएनए के कोडन और अनुवाद के परिणामस्वरूप बनने वाले अमीनो एसिड अनुक्रम को इंगित करें।
13. राइबोसोम के स्तर पर प्रोटीन संश्लेषण के चरणों की सूची बनाएं।

समस्याओं को हल करने के लिए एल्गोरिदम.

टाइप 1. डीएनए स्व-प्रतिलिपि।

डीएनए श्रृंखलाओं में से एक में निम्नलिखित न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम होता है:
AGTACCGATACCGATTTCG...
उसी अणु की दूसरी श्रृंखला में न्यूक्लियोटाइड का कौन सा क्रम होता है?

डीएनए अणु के दूसरे स्ट्रैंड के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को लिखने के लिए, जब पहले स्ट्रैंड का अनुक्रम ज्ञात होता है, तो थाइमिन को एडेनिन से, एडेनिन को थाइमिन से, ग्वानिन को साइटोसिन से और साइटोसिन को ग्वानिन से बदलना पर्याप्त होता है। यह प्रतिस्थापन करने पर, हमें अनुक्रम प्राप्त होता है:
TACTGGCTATGAGCTAATG...

टाइप 2. प्रोटीन कोडिंग।

राइबोन्यूक्लीज प्रोटीन की अमीनो एसिड श्रृंखला की शुरुआत निम्नलिखित है: लाइसिन-ग्लूटामाइन-थ्रेओनीन-अलैनिन-अलैनिन-अलैनिन-लाइसिन ...
न्यूक्लियोटाइड का कौन सा क्रम इस प्रोटीन से संबंधित जीन को शुरू करता है?

ऐसा करने के लिए, आनुवंशिक कोड की तालिका का उपयोग करें। प्रत्येक अमीनो एसिड के लिए, हम न्यूक्लियोटाइड्स की संगत तिकड़ी के रूप में इसका कोड पदनाम पाते हैं और इसे लिखते हैं। इन त्रिक को एक के बाद एक उसी क्रम में व्यवस्थित करने से, जिस क्रम में संबंधित अमीनो एसिड जाते हैं, हम मैसेंजर आरएनए अनुभाग की संरचना के लिए सूत्र प्राप्त करते हैं। एक नियम के रूप में, ऐसे कई त्रिक हैं, चुनाव आपके निर्णय के अनुसार किया जाता है (लेकिन त्रिक में से केवल एक ही लिया जाता है)। क्रमशः कई समाधान हो सकते हैं।
AAACAAATSUGTSGGTSUGTSGAAG

एक प्रोटीन किस अमीनो एसिड अनुक्रम से शुरू होता है यदि यह न्यूक्लियोटाइड के ऐसे अनुक्रम द्वारा एन्कोड किया गया है:
ACGCCATGGCCGGT...

संपूरकता के सिद्धांत के अनुसार, हम डीएनए अणु के दिए गए खंड पर गठित सूचनात्मक आरएनए खंड की संरचना पाते हैं:
यूजीसीजीजीगुआएसीसीजीसीसीसीए...

फिर हम आनुवंशिक कोड की तालिका की ओर मुड़ते हैं और न्यूक्लियोटाइड की प्रत्येक तिकड़ी के लिए, पहले से शुरू करके, हम उसके अनुरूप अमीनो एसिड ढूंढते हैं और लिखते हैं:
सिस्टीन-ग्लाइसिन-टायरोसिन-आर्जिनिन-प्रोलाइन-...

इवानोवा टी.वी., कलिनोवा जी.एस., मायगकोवा ए.एन. "सामान्य जीवविज्ञान"। मॉस्को, "ज्ञानोदय", 2000

• विषय 4. "कोशिका की रासायनिक संरचना।" §2-§7 पृ. 7-21
• विषय 5. "प्रकाश संश्लेषण।" §16-17 पृ. 44-48
• विषय 6. "सेलुलर श्वसन।" §12-13 पृ. 34-38
• विषय 7. "आनुवंशिक जानकारी।" §14-15 पृ. 39-44

आनुवंशिक कोड एक न्यूक्लिक एसिड अणु में न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम का उपयोग करके एक प्रोटीन अणु में अमीनो एसिड के अनुक्रम को एन्कोड करने का एक तरीका है। आनुवंशिक कोड के गुण इस कोडिंग की विशेषताओं से अनुसरण करते हैं।

प्रोटीन का प्रत्येक अमीनो एसिड लगातार तीन न्यूक्लिक एसिड न्यूक्लियोटाइड से जुड़ा होता है - त्रिक, या कोडोन. प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड में चार नाइट्रोजनस आधारों में से एक हो सकता है। आरएनए में, ये एडेनिन (ए), यूरैसिल (यू), गुआनिन (जी), साइटोसिन (सी) हैं। नाइट्रोजनस आधारों को अलग-अलग तरीकों से संयोजित करके (इस मामले में, न्यूक्लियोटाइड युक्त), आप कई अलग-अलग त्रिक प्राप्त कर सकते हैं: एएए, जीएयू, यूसीसी, जीसीए, एयूसी, आदि। संभावित संयोजनों की कुल संख्या 64 है, यानी 43।

जीवित जीवों के प्रोटीन में लगभग 20 अमीनो एसिड होते हैं। यदि प्रकृति ने प्रत्येक अमीनो एसिड को तीन के साथ नहीं, बल्कि दो न्यूक्लियोटाइड के साथ एन्कोड करने की "कल्पना" की, तो ऐसे जोड़े की विविधता पर्याप्त नहीं होगी, क्योंकि उनमें से केवल 16 होंगे, अर्थात। 42.

इस प्रकार, आनुवंशिक कोड का मुख्य गुण उसका त्रिक है. प्रत्येक अमीनो एसिड न्यूक्लियोटाइड के त्रिक द्वारा एन्कोड किया गया है।

चूँकि जैविक अणुओं में उपयोग किए जाने वाले अमीनो एसिड की तुलना में भिन्न त्रिगुणों की संभावना काफी अधिक होती है, जैसे गुण फालतूपनजेनेटिक कोड। कई अमीनो एसिड को एक कोडन द्वारा नहीं, बल्कि कई द्वारा एन्कोड किया जाने लगा। उदाहरण के लिए, अमीनो एसिड ग्लाइसिन चार अलग-अलग कोडन द्वारा एन्कोड किया गया है: जीजीयू, जीजीसी, जीजीए, जीजीजी। अतिरेक भी कहा जाता है पतन.

अमीनो एसिड और कोडन के बीच पत्राचार तालिकाओं के रूप में परिलक्षित होता है। उदाहरण के लिए, ये:

न्यूक्लियोटाइड्स के संबंध में, आनुवंशिक कोड में निम्नलिखित गुण होते हैं: विशिष्टता(या विशेषता): प्रत्येक कोडन केवल एक अमीनो एसिड से मेल खाता है। उदाहरण के लिए, जीजीयू कोडन केवल ग्लाइसिन के लिए कोड कर सकता है और किसी अन्य अमीनो एसिड के लिए नहीं।

दोबारा। अतिरेक इस तथ्य के बारे में है कि कई त्रिक एक ही अमीनो एसिड को एनकोड कर सकते हैं। विशिष्टता - प्रत्येक विशिष्ट कोडन केवल एक अमीनो एसिड के लिए कोड कर सकता है।

आनुवंशिक कोड में कोई विशेष विराम चिह्न नहीं हैं (स्टॉप कोडन को छोड़कर जो पॉलीपेप्टाइड संश्लेषण के अंत का संकेत देते हैं)। विराम चिह्नों का कार्य त्रिक द्वारा स्वयं किया जाता है - एक के अंत का अर्थ है कि अगला अगला प्रारंभ होगा। इसका तात्पर्य आनुवंशिक कोड के निम्नलिखित दो गुणों से है: निरंतरताऔर गैर अतिव्यापी. निरंतरता को एक के बाद एक तुरंत त्रिक के पढ़ने के रूप में समझा जाता है। नॉन-ओवरलैपिंग का मतलब है कि प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड केवल एक ट्रिपलेट का हिस्सा हो सकता है। तो अगले त्रिक का पहला न्यूक्लियोटाइड हमेशा पिछले त्रिक के तीसरे न्यूक्लियोटाइड के बाद आता है। एक कोडन पिछले कोडन के दूसरे या तीसरे न्यूक्लियोटाइड पर शुरू नहीं हो सकता है। दूसरे शब्दों में, कोड ओवरलैप नहीं होता है.

आनुवंशिक कोड में गुण होता है सार्वभौमिकता. यह पृथ्वी पर सभी जीवों के लिए समान है, जो जीवन की उत्पत्ति की एकता को इंगित करता है। इसके बहुत ही दुर्लभ अपवाद हैं। उदाहरण के लिए, माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट के कुछ त्रिक अपने सामान्य अमीनो एसिड के अलावा अन्य अमीनो एसिड के लिए कोड करते हैं। इससे संकेत मिल सकता है कि जीवन के विकास की शुरुआत में, आनुवंशिक कोड में थोड़ी भिन्नताएं थीं।

अंत में, आनुवंशिक कोड है शोर उन्मुक्ति, जो अतिरेक के रूप में इसकी संपत्ति का परिणाम है। कभी-कभी डीएनए में होने वाले बिंदु उत्परिवर्तन के परिणामस्वरूप आमतौर पर एक नाइट्रोजनस बेस को दूसरे के साथ बदल दिया जाता है। इससे त्रिक बदल जाता है। उदाहरण के लिए, यह AAA था, उत्परिवर्तन के बाद यह AAG बन गया। हालाँकि, ऐसे परिवर्तन हमेशा संश्लेषित पॉलीपेप्टाइड में अमीनो एसिड में बदलाव का कारण नहीं बनते हैं, क्योंकि दोनों त्रिक, आनुवंशिक कोड की अतिरेक की संपत्ति के कारण, एक अमीनो एसिड के अनुरूप हो सकते हैं। यह देखते हुए कि उत्परिवर्तन अक्सर हानिकारक होते हैं, शोर प्रतिरक्षा गुण उपयोगी है।

आनुवंशिक, या जैविक, कोड जीवित प्रकृति के सार्वभौमिक गुणों में से एक है, जो इसकी उत्पत्ति की एकता को साबित करता है। जेनेटिक कोड- यह न्यूक्लिक एसिड न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम (सूचनात्मक आरएनए या एक पूरक डीएनए अनुभाग जिस पर एमआरएनए संश्लेषित होता है) का उपयोग करके पॉलीपेप्टाइड के अमीनो एसिड अनुक्रम को एन्कोड करने की एक विधि है।

अन्य परिभाषाएँ भी हैं।

जेनेटिक कोड- यह तीन न्यूक्लियोटाइड के एक निश्चित अनुक्रम के प्रत्येक अमीनो एसिड (जो जीवित प्रोटीन का हिस्सा है) का पत्राचार है। जेनेटिक कोडन्यूक्लिक एसिड बेस और प्रोटीन अमीनो एसिड के बीच संबंध है।

वैज्ञानिक साहित्य में, आनुवंशिक कोड को किसी भी जीव के डीएनए में न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम के रूप में नहीं समझा जाता है, जो उसके व्यक्तित्व को निर्धारित करता है।

यह मान लेना गलत है कि एक जीव या प्रजाति का एक कोड होता है और दूसरे का दूसरा। आनुवंशिक कोड यह है कि अमीनो एसिड को न्यूक्लियोटाइड्स (यानी सिद्धांत, तंत्र) द्वारा कैसे एन्कोड किया जाता है; यह सभी जीवित चीजों के लिए सार्वभौमिक है, सभी जीवों के लिए समान है।

इसलिए, यह कहना गलत है, उदाहरण के लिए, "किसी व्यक्ति का आनुवंशिक कोड" या "किसी जीव का आनुवंशिक कोड", जिसका उपयोग अक्सर निकट-वैज्ञानिक साहित्य और फिल्मों में किया जाता है।

इन मामलों में, हमारा मतलब आमतौर पर किसी व्यक्ति, जीव आदि के जीनोम से होता है।

जीवित जीवों की विविधता और उनकी महत्वपूर्ण गतिविधि की विशेषताएं मुख्य रूप से प्रोटीन की विविधता के कारण हैं।

प्रोटीन की विशिष्ट संरचना इसकी संरचना बनाने वाले विभिन्न अमीनो एसिड के क्रम और मात्रा से निर्धारित होती है। पेप्टाइड का अमीनो एसिड अनुक्रम जैविक कोड का उपयोग करके डीएनए में एन्क्रिप्ट किया गया है। मोनोमर्स के सेट की विविधता के दृष्टिकोण से, डीएनए पेप्टाइड की तुलना में अधिक आदिम अणु है। डीएनए केवल चार न्यूक्लियोटाइड्स के विभिन्न प्रकार के विकल्प हैं। इसने लंबे समय तक शोधकर्ताओं को डीएनए को आनुवंशिकता की सामग्री मानने से रोका है।

अमीनो एसिड न्यूक्लियोटाइड्स द्वारा कैसे एन्कोड किए जाते हैं

1) न्यूक्लिक एसिड (डीएनए और आरएनए) न्यूक्लियोटाइड से बने पॉलिमर हैं।

प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड में चार नाइट्रोजनस आधारों में से एक शामिल हो सकता है: एडेनिन (ए, एन: ए), गुआनिन (जी, जी), साइटोसिन (सी, एन: सी), थाइमिन (टी, एन: टी)। आरएनए के मामले में, थाइमिन को यूरैसिल (वाई, यू) द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।

आनुवंशिक कोड पर विचार करते समय, केवल नाइट्रोजनस आधारों को ध्यान में रखा जाता है।

फिर डीएनए श्रृंखला को उनके रैखिक अनुक्रम के रूप में दर्शाया जा सकता है। उदाहरण के लिए:

इस कोड का पूरक mRNA क्षेत्र इस प्रकार होगा:

2) प्रोटीन (पॉलीपेप्टाइड्स) अमीनो एसिड से बने पॉलिमर हैं।

जीवित जीवों में, पॉलीपेप्टाइड्स के निर्माण के लिए 20 अमीनो एसिड का उपयोग किया जाता है (कुछ और बहुत दुर्लभ हैं)। उन्हें निर्दिष्ट करने के लिए एक अक्षर का भी उपयोग किया जा सकता है (हालाँकि तीन का अधिक उपयोग किया जाता है - अमीनो एसिड के नाम का संक्षिप्त रूप)।

पॉलीपेप्टाइड में अमीनो एसिड भी पेप्टाइड बॉन्ड द्वारा रैखिक रूप से जुड़े होते हैं। उदाहरण के लिए, मान लीजिए कि अमीनो एसिड के निम्नलिखित अनुक्रम के साथ एक प्रोटीन का एक क्षेत्र है (प्रत्येक अमीनो एसिड को एक अक्षर द्वारा दर्शाया गया है):

3) यदि कार्य न्यूक्लियोटाइड्स का उपयोग करके प्रत्येक अमीनो एसिड को एन्कोड करना है, तो यह 4 अक्षरों का उपयोग करके 20 अक्षरों को एन्कोड करने के तरीके पर आकर टिक जाता है।

यह 20-अक्षर वर्णमाला के अक्षरों को 4-अक्षर वर्णमाला के कई अक्षरों से बने शब्दों से मिलान करके किया जा सकता है।

यदि एक अमीनो एसिड को एक न्यूक्लियोटाइड द्वारा एन्कोड किया जाता है, तो केवल चार अमीनो एसिड को एनकोड किया जा सकता है।

यदि प्रत्येक अमीनो एसिड आरएनए श्रृंखला में दो लगातार न्यूक्लियोटाइड से मेल खाता है, तो सोलह अमीनो एसिड को एन्कोड किया जा सकता है।

दरअसल, यदि चार अक्षर (ए, यू, जी, सी) हैं, तो उनके विभिन्न जोड़ी संयोजनों की संख्या 16 होगी: (एयू, यूए), (एजी, जीए), (एसी, सीए), (यूजी, जीयू), (यूसी, सीयू), (जीसी, सीजी), (एए, यूयू, जीजी, सीसी)।

[कोष्ठक का उपयोग धारणा की सुविधा के लिए किया जाता है।] इसका मतलब है कि केवल 16 अलग-अलग अमीनो एसिड को ऐसे कोड (दो-अक्षर शब्द) के साथ एन्कोड किया जा सकता है: प्रत्येक का अपना शब्द होगा (दो लगातार न्यूक्लियोटाइड)।

गणित से, संयोजनों की संख्या निर्धारित करने का सूत्र इस तरह दिखता है: ab = n।

यहां n विभिन्न संयोजनों की संख्या है, a वर्णमाला के अक्षरों की संख्या है (या संख्या प्रणाली का आधार), b एक शब्द में अक्षरों की संख्या है (या किसी संख्या में अंक)। यदि हम इस सूत्र में 4 अक्षर वाले वर्णमाला और दो अक्षरों वाले शब्दों को प्रतिस्थापित करते हैं, तो हमें 42 = 16 मिलता है।

यदि प्रत्येक अमीनो एसिड के लिए कोड शब्द के रूप में तीन लगातार न्यूक्लियोटाइड का उपयोग किया जाता है, तो 43 = 64 अलग-अलग अमीनो एसिड को एन्कोड किया जा सकता है, क्योंकि 64 अलग-अलग संयोजन तीन में लिए गए चार अक्षरों से बन सकते हैं (उदाहरण के लिए, AUG, GAA, CAU, जीजीयू, आदि)।

डी।)। यह पहले से ही 20 अमीनो एसिड को कोड करने के लिए पर्याप्त से अधिक है।

बिल्कुल आनुवंशिक कोड में तीन अक्षर वाले कोड का उपयोग किया जाता है. एक ही अमीनो एसिड के लिए कोड करने वाले तीन लगातार न्यूक्लियोटाइड कहलाते हैं त्रिक(या कोडोन).

प्रत्येक अमीनो एसिड न्यूक्लियोटाइड के एक विशिष्ट त्रिक से जुड़ा होता है।

इसके अलावा, चूंकि त्रिक का संयोजन अमीनो एसिड की संख्या को ओवरलैप करता है, इसलिए कई अमीनो एसिड एकाधिक त्रिक द्वारा एन्कोड किए जाते हैं।

तीन त्रिक किसी भी अमीनो एसिड (यूएए, यूएजी, यूजीए) के लिए कोड नहीं करते हैं।

वे प्रसारण के अंत को चिह्नित करते हैं और बुलाए जाते हैं कोडन बंद करो(या बकवास कोडन).

AUG ट्रिपलेट न केवल अमीनो एसिड मेथियोनीन को एनकोड करता है, बल्कि अनुवाद भी शुरू करता है (स्टार्ट कोडन की भूमिका निभाता है)।

न्यूक्लियोटाइड ट्रिपलेट्स के लिए अमीनो एसिड के पत्राचार की तालिकाएँ नीचे दी गई हैं।

पहली तालिका के अनुसार, किसी दिए गए त्रिक से संबंधित अमीनो एसिड निर्धारित करना सुविधाजनक है। दूसरे के लिए - किसी दिए गए अमीनो एसिड के लिए, इसके अनुरूप त्रिक।

आनुवंशिक कोड के कार्यान्वयन के एक उदाहरण पर विचार करें. निम्नलिखित सामग्री के साथ mRNA होने दें:

आइए न्यूक्लियोटाइड के क्रम को तीन भागों में तोड़ें:

आइए प्रत्येक त्रिक की तुलना उसके द्वारा एन्कोड किए गए पॉलीपेप्टाइड के अमीनो एसिड से करें:

मेथियोनीन - एसपारटिक एसिड - सेरीन - थ्रेओनीन - ट्रिप्टोफैन - ल्यूसीन - ल्यूसीन - लाइसिन - एस्परजीन - ग्लूटामाइन

अंतिम त्रिक एक स्टॉप कोडन है।

आनुवंशिक कोड के गुण

आनुवंशिक कोड के गुण काफी हद तक अमीनो एसिड को कोड करने के तरीके का परिणाम हैं।

पहली और स्पष्ट संपत्ति है त्रिगुणता.

इसे इस तथ्य के रूप में समझा जाता है कि कोड इकाई तीन न्यूक्लियोटाइड का अनुक्रम है।

आनुवंशिक कोड का एक महत्वपूर्ण गुण है गैर अतिव्यापी. एक त्रिक में शामिल न्यूक्लियोटाइड को दूसरे में शामिल नहीं किया जा सकता है।

अर्थात्, अनुक्रम AGUGAA को केवल AGU-GAA के रूप में पढ़ा जा सकता है, लेकिन उदाहरण के लिए, इस तरह नहीं: AGU-GUG-GAA। अर्थात्, यदि एक GU जोड़ी को एक त्रिक में शामिल किया जाता है, तो यह पहले से ही दूसरे का अभिन्न अंग नहीं हो सकता है।

अंतर्गत विशिष्टताआनुवंशिक कोड समझता है कि प्रत्येक त्रिक केवल एक अमीनो एसिड से मेल खाता है।

उदाहरण के लिए, एजीयू ट्रिपलेट अमीनो एसिड सेरीन को एनकोड करता है और कोई अन्य अमीनो एसिड नहीं।

जेनेटिक कोड

यह त्रिक विशिष्ट रूप से केवल एक अमीनो एसिड से मेल खाता है।

दूसरी ओर, कई त्रिक एक अमीनो एसिड के अनुरूप हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, वही सेरीन, AGU के अलावा, कोडन AGC से मेल खाता है। इस संपत्ति को कहा जाता है पतनजेनेटिक कोड।

अध:पतन आपको कई उत्परिवर्तनों को हानिरहित छोड़ने की अनुमति देता है, क्योंकि अक्सर डीएनए में एक न्यूक्लियोटाइड के प्रतिस्थापन से त्रिक के मूल्य में बदलाव नहीं होता है। यदि आप त्रिक के साथ अमीनो एसिड के पत्राचार की तालिका को करीब से देखते हैं, तो आप देख सकते हैं कि यदि एक अमीनो एसिड कई त्रिक द्वारा एन्कोड किया गया है, तो वे अक्सर अंतिम न्यूक्लियोटाइड में भिन्न होते हैं, अर्थात यह कुछ भी हो सकता है।

आनुवंशिक कोड के कुछ अन्य गुण भी नोट किए गए हैं (निरंतरता, शोर प्रतिरक्षा, सार्वभौमिकता, आदि)।

अस्तित्व की स्थितियों के लिए पौधों के अनुकूलन के रूप में स्थिरता। प्रतिकूल कारकों की कार्रवाई के प्रति पौधों की मुख्य प्रतिक्रियाएँ।

पौधों का प्रतिरोध अत्यधिक पर्यावरणीय कारकों (मिट्टी और वायु सूखा) के प्रभावों को झेलने की क्षमता है।

Ge-not-ti-che-th कोड की स्पष्टता इस तथ्य में प्रकट होती है

यह गुण विकास की प्रक्रिया में विकसित हुआ है और आनुवंशिक रूप से स्थिर है। प्रतिकूल परिस्थितियों वाले क्षेत्रों में, स्थिर सजावटी रूपों और खेती वाले पौधों की स्थानीय किस्मों - सूखा प्रतिरोधी - का गठन किया गया। पौधों में निहित प्रतिरोध का एक विशेष स्तर अत्यधिक पर्यावरणीय कारकों के प्रभाव में ही प्रकट होता है।

ऐसे कारक की शुरुआत के परिणामस्वरूप, जलन का चरण शुरू होता है - कई शारीरिक मापदंडों के आदर्श से तेज विचलन और उनकी तेजी से सामान्य स्थिति में वापसी। फिर चयापचय की तीव्रता में बदलाव होता है और इंट्रासेल्युलर संरचनाओं को नुकसान होता है। साथ ही, सभी सिंथेटिक दबा दिए जाते हैं, सभी हाइड्रोलाइटिक सक्रिय हो जाते हैं, और शरीर की समग्र ऊर्जा आपूर्ति कम हो जाती है। यदि कारक का प्रभाव सीमा मूल्य से अधिक नहीं है, तो अनुकूलन चरण शुरू होता है।

एक अनुकूलित पौधा किसी चरम कारक के बार-बार या बढ़ते जोखिम पर कम प्रतिक्रिया करता है। जीव स्तर पर, अनुकूलन के तंत्र में एम/वाई अंगों की परस्पर क्रिया को जोड़ा जाता है। पौधे के माध्यम से पानी, खनिज और कार्बनिक यौगिकों का प्रवाह कमजोर होने से अंगों के बीच प्रतिस्पर्धा तेज हो जाती है और उनका विकास रुक जाता है।

पौधों में जैव-प्रतिरोध निर्धारित किया गया। अधिकतम उस चरम कारक का मूल्य है जिस पर पौधे अभी भी व्यवहार्य बीज बनाते हैं। कृषि संबंधी स्थिरता उपज में कमी की डिग्री से निर्धारित होती है। पौधों को एक विशिष्ट प्रकार के चरम कारक के प्रति उनके प्रतिरोध की विशेषता होती है - शीतकालीन, गैस प्रतिरोधी, नमक प्रतिरोधी, सूखा प्रतिरोधी।

फ्लैटवर्म के विपरीत, प्रकार के राउंडवॉर्म में एक प्राथमिक शरीर गुहा होता है - एक स्किज़ोसेले, जो पैरेन्काइमा के विनाश के कारण बनता है जो शरीर की दीवार और आंतरिक अंगों के बीच अंतराल को भरता है - इसका कार्य परिवहन है।

यह होमियोस्टैसिस को बनाए रखता है। शरीर का आकार गोल व्यास का होता है। पूर्णांक त्वचीय होता है। मांसलता को अनुदैर्ध्य मांसपेशियों की एक परत द्वारा दर्शाया जाता है। आंत अंत से अंत तक होती है और इसमें 3 खंड होते हैं: पूर्वकाल, मध्य और पश्च। मुंह खोलना शरीर के अग्र सिरे की उदर सतह पर स्थित होता है। ग्रसनी में एक विशिष्ट त्रिकोणीय लुमेन होता है। उत्सर्जन प्रणाली को प्रोटोनफ्रिडिया या विशेष त्वचा - हाइपोडर्मल ग्रंथियों द्वारा दर्शाया जाता है। अधिकांश प्रजातियाँ द्विअर्थी हैं, जिनमें केवल लैंगिक प्रजनन होता है।

विकास प्रत्यक्ष होता है, शायद ही कभी कायापलट के साथ। उनके शरीर की कोशिकीय संरचना स्थिर होती है और उनमें पुनरुत्पादन की क्षमता का अभाव होता है। पूर्वकाल आंत में मौखिक गुहा, ग्रसनी और अन्नप्रणाली होती है।

उनके पास कोई मध्य या पिछला भाग नहीं है। उत्सर्जन तंत्र में हाइपोडर्मिस की 1-2 विशाल कोशिकाएँ होती हैं। अनुदैर्ध्य उत्सर्जन नलिकाएं हाइपोडर्मिस की पार्श्व लकीरों में स्थित होती हैं।

आनुवंशिक कोड के गुण. त्रिक संहिता का प्रमाण. कोडन को समझना। समाप्ति कोडन. आनुवंशिक दमन की अवधारणा.

यह विचार कि जानकारी प्रोटीन की प्राथमिक संरचना में जीन में एन्कोडेड है, एफ द्वारा निर्दिष्ट किया गया था।

क्रिक ने अपनी अनुक्रम परिकल्पना में, जिसके अनुसार जीन तत्वों का अनुक्रम पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में अमीनो एसिड अवशेषों के अनुक्रम को निर्धारित करता है। अनुक्रम परिकल्पना की वैधता जीन की संरचनाओं और उसके द्वारा एन्कोड किए गए पॉलीपेप्टाइड की संरेखता से सिद्ध होती है। 1953 में सबसे महत्वपूर्ण उपलब्धि यह विचार था। यह कोड संभवतः त्रिक है।

; डीएनए बेस जोड़े: ए-टी, टी-ए, जी-सी, सी-जी - केवल 4 अमीनो एसिड को एन्कोड कर सकते हैं यदि प्रत्येक जोड़ी एक अमीनो एसिड से मेल खाती है। जैसा कि आप जानते हैं, प्रोटीन में 20 मूल अमीनो एसिड होते हैं। यदि हम मान लें कि प्रत्येक अमीनो एसिड 2 बेस जोड़े से मेल खाता है, तो 16 अमीनो एसिड (4 * 4) को एन्कोड किया जा सकता है - यह फिर से पर्याप्त नहीं है।

यदि कोड ट्रिपलेट है, तो 4 बेस जोड़े से 64 कोडन (4 * 4 * 4) बनाए जा सकते हैं, जो 20 अमीनो एसिड को एनकोड करने के लिए पर्याप्त से अधिक है। क्रीक और उसके सहकर्मियों ने मान लिया कि कोड त्रिक था, कि कोडन के बीच कोई "अल्पविराम" नहीं था, यानी, वर्णों को अलग करना; जीन के भीतर कोड की रीडिंग एक निश्चित बिंदु से एक दिशा में होती है। 1961 की गर्मियों में, किरेनबर्ग और मैटेई ने पहले कोडन की व्याख्या पर रिपोर्ट दी और प्रोटीन संश्लेषण की कोशिका-मुक्त प्रणाली में कोडन की संरचना का निर्धारण करने के लिए एक विधि का प्रस्ताव रखा।

तो, फेनिलएलनिन के कोडन को एमआरएनए में यूयूयू के रूप में परिभाषित किया गया था। इसके अलावा, 1965 में कुरान, निरेनबर्ग और लेडर द्वारा विकसित विधियों को लागू करने के परिणामस्वरूप।

एक कोड शब्दकोश को उसके आधुनिक रूप में संकलित किया गया था। इस प्रकार, आधारों को हटाने या जोड़ने के कारण टी4 चरणों में उत्परिवर्तन का अधिग्रहण ट्रिपलेट कोड (संपत्ति 1) का प्रमाण था। ये ड्रॉपआउट और परिवर्धन, जो कोड को "पढ़ने" के दौरान फ्रेम में बदलाव की ओर ले जाते थे, केवल कोड की शुद्धता को बहाल करके समाप्त कर दिए गए, इससे म्यूटेंट की उपस्थिति को रोका गया। इन प्रयोगों से यह भी पता चला कि त्रिक ओवरलैप नहीं होते हैं, यानी, प्रत्येक आधार केवल एक त्रिक से संबंधित हो सकता है। (संपत्ति 2)।

अधिकांश अमीनो एसिड में एक से अधिक कोडन होते हैं। वह कोड जिसमें अमीनो एसिड की संख्या कोडन की संख्या से कम होती है, डीजेनरेट (गुण 3) कहलाता है, अर्थात।

ई. किसी दिए गए अमीनो एसिड को एक से अधिक ट्रिपलेट द्वारा कोडित किया जा सकता है। इसके अलावा, तीन कोडन किसी भी अमीनो एसिड ("बकवास कोडन") के लिए कोड नहीं करते हैं और "स्टॉप सिग्नल" के रूप में कार्य करते हैं। स्टॉप कोडन डीएनए कार्यात्मक इकाई, सिस्ट्रोन का अंतिम बिंदु है। समाप्ति कोडन सभी प्रजातियों में समान हैं और इन्हें यूएए, यूएजी, यूजीए के रूप में दर्शाया गया है। कोड की एक उल्लेखनीय विशेषता यह है कि यह सार्वभौमिक है (संपत्ति 4)।

सभी जीवित जीवों में, समान त्रिक समान अमीनो एसिड के लिए कोड करते हैं।

ई. कोली और यीस्ट में तीन प्रकार के उत्परिवर्ती कोडन - टर्मिनेटर और उनके दमन का अस्तित्व दिखाया गया है। जीन की खोज - दबाने वाले, "समझने वाली" बकवास - विभिन्न जीनों के एलील, इंगित करते हैं कि आनुवंशिक कोड का अनुवाद बदल सकता है।

टीआरएनए एंटिकोडन को प्रभावित करने वाले उत्परिवर्तन उनकी कोडन विशिष्टता को बदलते हैं और ट्रांसलेशनल स्तर पर उत्परिवर्तन दमन का अवसर पैदा करते हैं। कुछ राइबोसोम प्रोटीन को एन्कोड करने वाले जीन में उत्परिवर्तन के कारण अनुवाद के स्तर पर दमन हो सकता है। इन उत्परिवर्तनों के परिणामस्वरूप, राइबोसोम "गलतियाँ" करता है, उदाहरण के लिए, बकवास कोडन को पढ़ने में और कुछ गैर-उत्परिवर्ती टीआरएनए की कीमत पर उन्हें "समझता" है। जीनोटाइपिक दमन के साथ-साथ, अनुवाद के स्तर पर कार्य करते हुए, बकवास एलील का फेनोटाइपिक दमन भी संभव है: तापमान में कमी के साथ, एमिनोग्लाइकोसाइड एंटीबायोटिक दवाओं की कार्रवाई के साथ जो कोशिकाओं पर स्ट्रेप्टोमाइसिन जैसे राइबोसोम से बंधते हैं।

22. उच्च पौधों का प्रजनन: वानस्पतिक और अलैंगिक। बीजाणु निर्माण, बीजाणु संरचना, समान और विषमबीजाणु। जीवित पदार्थ की संपत्ति के रूप में प्रजनन, यानी किसी व्यक्ति की अपनी तरह के बीजाणु को जन्म देने की क्षमता, विकास के शुरुआती चरणों में मौजूद थी।

प्रजनन के रूपों को 2 प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: अलैंगिक और लैंगिक। दरअसल, अलैंगिक प्रजनन विशेष कोशिकाओं - बीजाणुओं की मदद से, रोगाणु कोशिकाओं की भागीदारी के बिना किया जाता है। वे माइटोटिक विभाजन के परिणामस्वरूप अलैंगिक प्रजनन के अंगों - स्पोरैंगिया में बनते हैं।

बीजाणु अपने अंकुरण के दौरान, बीज पौधों के बीजाणुओं को छोड़कर, माता-पिता के समान एक नए व्यक्ति को पुन: उत्पन्न करता है, जिसमें बीजाणु ने प्रजनन और निपटान का कार्य खो दिया है। बीजाणु न्यूनीकरण विभाजन द्वारा भी बन सकते हैं, जिसमें एकल-कोशिका वाले बीजाणु बाहर निकल जाते हैं।

वानस्पतिक (अंकुर, पत्ती, जड़ का भाग) या एककोशिकीय शैवाल को आधे में विभाजित करके पौधों का प्रसार वानस्पतिक (बल्ब, कटिंग) कहलाता है।

यौन प्रजनन विशेष यौन कोशिकाओं - युग्मकों द्वारा किया जाता है।

अर्धसूत्रीविभाजन के परिणामस्वरूप युग्मक बनते हैं, इनमें मादा और नर होते हैं। उनके संलयन के परिणामस्वरूप, एक युग्मनज प्रकट होता है, जिससे बाद में एक नया जीव विकसित होता है।

पौधे युग्मक के प्रकार में भिन्न होते हैं। कुछ एककोशिकीय जीवों में यह एक निश्चित समय पर युग्मक के रूप में कार्य करता है। भिन्न-लिंगी जीवों (युग्मक) का विलय - यह यौन प्रक्रिया कहलाती है होलोगामीयदि नर और मादा युग्मक रूपात्मक रूप से समान, गतिशील हैं - तो ये आइसोगैमेट हैं।

और यौन प्रक्रिया समविवाही. यदि मादा युग्मक नर युग्मक की तुलना में कुछ बड़े और कम गतिशील होते हैं, तो ये विषमयुग्मक होते हैं और यह प्रक्रिया विषमयुग्मक होती है। ऊगामी - मादा युग्मक बहुत बड़े और गतिहीन होते हैं, नर युग्मक छोटे और गतिशील होते हैं।

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आनुवंशिक कोड - डीएनए ट्रिपलेट्स और प्रोटीन के अमीनो एसिड के बीच पत्राचार

एमआरएनए और डीएनए न्यूक्लियोटाइड के रैखिक अनुक्रम में प्रोटीन की संरचना को एनकोड करने की आवश्यकता इस तथ्य से तय होती है कि अनुवाद के दौरान:

• एमआरएनए मैट्रिक्स में मोनोमर्स की संख्या और उत्पाद - संश्लेषित प्रोटीन के बीच कोई पत्राचार नहीं है;
• आरएनए और प्रोटीन मोनोमर्स के बीच कोई संरचनात्मक समानता नहीं है।

यह मैट्रिक्स और उत्पाद के बीच पूरक संपर्क को समाप्त कर देता है, वह सिद्धांत जिसके द्वारा प्रतिकृति और प्रतिलेखन के दौरान नए डीएनए और आरएनए अणुओं का निर्माण किया जाता है।

इससे यह स्पष्ट हो जाता है कि एक "शब्दकोश" होना चाहिए जो यह पता लगाना संभव बनाता है कि प्रोटीन में दिए गए अनुक्रम में अमीनो एसिड को शामिल करने के लिए कौन सा एमआरएनए न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम प्रदान करता है। इस "शब्दकोश" को आनुवंशिक, जैविक, न्यूक्लियोटाइड या अमीनो एसिड कोड कहा जाता है। यह आपको डीएनए और एमआरएनए में न्यूक्लियोटाइड के एक विशिष्ट अनुक्रम का उपयोग करके प्रोटीन बनाने वाले अमीनो एसिड को एनकोड करने की अनुमति देता है। इसमें कुछ गुण होते हैं.

त्रिगुणता.कोड के गुणों को स्पष्ट करने में मुख्य प्रश्नों में से एक न्यूक्लियोटाइड की संख्या का प्रश्न था, जिसे प्रोटीन में एक अमीनो एसिड के समावेश का निर्धारण करना चाहिए।

यह पाया गया कि अमीनो एसिड अनुक्रम के एन्कोडिंग में कोडिंग तत्व वास्तव में न्यूक्लियोटाइड के ट्रिपल हैं, या त्रिक,जिनका नामकरण किया गया है "कोडन"।

कोडन का अर्थ.

यह स्थापित करना संभव था कि 64 कोडन में से, संश्लेषित पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में अमीनो एसिड का समावेश 61 ट्रिपल को एनकोड करता है, और शेष 3 - यूएए, यूएजी, यूजीए प्रोटीन में अमीनो एसिड के समावेश को एनकोड नहीं करते हैं और मूल रूप से कहलाते थे। अर्थहीन या निरर्थक कोडन। हालाँकि, बाद में यह दिखाया गया कि ये त्रिक अनुवाद के पूरा होने का संकेत देते हैं, और इसलिए उन्हें समाप्ति या स्टॉप कोडन के रूप में जाना जाने लगा।

5' से 3'-अंत की दिशा वाले डीएनए कोडिंग स्ट्रैंड में एमआरएनए कोडन और न्यूक्लियोटाइड ट्रिपल में नाइट्रोजन बेस का समान क्रम होता है, सिवाय इसके कि डीएनए में यूरैसिल (यू) के बजाय, एमआरएनए की विशेषता, थाइमिन (टी) है।

विशेषता.

प्रत्येक कोडन केवल एक विशिष्ट अमीनो एसिड से मेल खाता है। इस अर्थ में, आनुवंशिक कोड पूरी तरह से स्पष्ट है।

तालिका 4-3.

अस्पष्टता आनुवंशिक कोड के गुणों में से एक है, जो इस तथ्य में प्रकट होती है कि...

प्रोटीन संश्लेषण प्रणाली के मुख्य घटक

आवश्यक घटक	कार्य
1 . अमीनो अम्ल	प्रोटीन संश्लेषण के लिए सब्सट्रेट्स
2. टीआरएनए	टीआरएनए एडाप्टर के रूप में कार्य करते हैं। वे अमीनो एसिड के साथ स्वीकर्ता अंत के साथ और एंटिकोडन के साथ - एमआरएनए कोडन के साथ बातचीत करते हैं।
3. एमिनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेज़	प्रत्येक एए-टीआरएनए सिंथेटेज़ संबंधित टीआरएनए के साथ 20 अमीनो एसिड में से एक की विशिष्ट बंधन प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है।
4.एमआरएनए	मैट्रिक्स में कोडन का एक रैखिक अनुक्रम होता है जो प्रोटीन की प्राथमिक संरचना निर्धारित करता है
5. राइबोसोम	राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन उपकोशिकीय संरचनाएँ जो प्रोटीन संश्लेषण का स्थल हैं
6.	ऊर्जा स्रोतों
7. आरंभ, बढ़ाव, समाप्ति के प्रोटीन कारक	अनुवाद प्रक्रिया के लिए आवश्यक विशिष्ट एक्स्ट्राराइबोसोमल प्रोटीन (12 दीक्षा कारक: ईएलएफ; 2 बढ़ाव कारक: ईईएफ1, ईईएफ2, और समाप्ति कारक: ईआरएफ)
8. मैग्नीशियम आयन	सहकारक जो राइबोसोम की संरचना को स्थिर करता है

टिप्पणियाँ:योगिनी( यूकेरियोटिक दीक्षा कारक) दीक्षा कारक हैं; ईईएफ( यूकेरियोटिक बढ़ाव कारक) बढ़ाव कारक हैं; ईआरएफ ( यूकेरियोटिक रिलीजिंग कारक) समाप्ति कारक हैं।

पतन. एमआरएनए और डीएनए में, 61 त्रिक समझ में आते हैं, जिनमें से प्रत्येक प्रोटीन में 20 अमीनो एसिड में से एक को शामिल करने को एन्कोड करता है।

इससे यह निष्कर्ष निकलता है कि सूचनात्मक अणुओं में एक प्रोटीन में एक ही अमीनो एसिड का समावेश कई कोडन द्वारा निर्धारित होता है। जैविक संहिता के इस गुण को अध:पतन कहा जाता है।

मनुष्यों में, केवल 2 अमीनो एसिड एक कोडन के साथ एन्क्रिप्ट किए जाते हैं - मेट और ट्राई, जबकि लेउ, सेर और अप्रैल - छह कोडन के साथ, और अला, वैल, ग्लि, प्रो, ट्रे - चार कोडन के साथ (तालिका 1)।

कोडिंग अनुक्रमों की अतिरेक कोड की सबसे मूल्यवान संपत्ति है, क्योंकि यह बाहरी और आंतरिक वातावरण के प्रतिकूल प्रभावों के लिए सूचना प्रवाह के प्रतिरोध को बढ़ाती है। प्रोटीन में शामिल किए जाने वाले अमीनो एसिड की प्रकृति का निर्धारण करने में, कोडन में तीसरा न्यूक्लियोटाइड पहले दो जितना महत्वपूर्ण नहीं है। जैसा कि तालिका से देखा जा सकता है। 4-4, कई अमीनो एसिड के लिए, कोडन की तीसरी स्थिति में न्यूक्लियोटाइड का प्रतिस्थापन इसके अर्थ को प्रभावित नहीं करता है।

सूचना रिकॉर्डिंग की रैखिकता.

अनुवाद के दौरान, एमआरएनए कोडन एक निश्चित प्रारंभिक बिंदु से क्रमिक रूप से "पढ़े" जाते हैं और ओवरलैप नहीं होते हैं। सूचना के रिकॉर्ड में एक कोडन के अंत और अगले की शुरुआत का संकेत देने वाले कोई संकेत नहीं हैं। एयूजी कोडन आरंभ हो रहा है और शुरुआत में और एमआरएनए के अन्य क्षेत्रों में मेट के रूप में पढ़ा जाता है। इसके बाद के त्रिक को स्टॉप कोडन तक बिना किसी अंतराल के क्रमिक रूप से पढ़ा जाता है, जिस पर पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला का संश्लेषण पूरा हो जाता है।

बहुमुखी प्रतिभा.

हाल तक, यह माना जाता था कि कोड बिल्कुल सार्वभौमिक है, अर्थात। कोड शब्दों का अर्थ अध्ययन किए गए सभी जीवों के लिए समान है: वायरस, बैक्टीरिया, पौधे, उभयचर, स्तनधारी, मानव सहित।

हालाँकि, एक अपवाद बाद में ज्ञात हुआ, यह पता चला कि माइटोकॉन्ड्रियल एमआरएनए में 4 ट्रिपलेट्स होते हैं जिनका परमाणु मूल के एमआरएनए से अलग अर्थ होता है। इस प्रकार, माइटोकॉन्ड्रियल एमआरएनए में, यूजीए ट्रिपलेट ट्राई को एनकोड करता है, मेट के लिए एयूए कोड, और एसीए और एजीजी को अतिरिक्त स्टॉप कोडन के रूप में पढ़ा जाता है।

जीन और उत्पाद सहरेखता.

प्रोकैरियोट्स में, जीन के कोडन के अनुक्रम और प्रोटीन उत्पाद में अमीनो एसिड के अनुक्रम के बीच एक रैखिक पत्राचार पाया गया, या, जैसा कि वे कहते हैं, जीन और उत्पाद के बीच कोलिनियरिटी है।

तालिका 4-4.

जेनेटिक कोड

प्रथम फाउंडेशन	दूसरा आधार
	यू	साथ	ए	जी
यू	यूयूयू हेयर ड्रायर	यूसीयू सेप	यूएयू टायर	यूजीयू सीआईएस
यूयूसी हेयर ड्रायर	यूसीसी सेर	आईएएसटीर	यूजीसी सीआईएस
यूयूए लेई	यूसीए सेप	यूएए*	यूजीए*
यूयूजी लेई	यूसीजी सेर	यूएजी*	यूजीजी अप्रैल
साथ	क्यू लेई	सीसीयू प्रो	सीएयू जीआईएस	सीजीयू अप्रैल
सीयूसी लेई	एसएसएस प्रो	एसएएस जीआईएस	सीजीसी अप्रैल
कुआ लेई	एसएसए प्रो	सीएए ग्लेन	सीजीए अप्रैल
सीयूजी लेई	सीसीजी प्रो	सीएजी जीएलएन	सीजीजी अप्रैल
ए	एयूयू इले	एसीयू टी.पी.ई	एएयू असन	एजीयू सेर
एयूसी इले	एसीसी ट्रे	एएएस असन	एजीजी सेर
एयूए मेट	एएसए ट्रे	एएए लिज़	एजीए अप्रैल
अगस्त मौसम	एसीजी ट्रे	एएजी लिज़	एजीजी अप्रैल
जी	जीयूयू प्रतिबंध	जीसीयू अला	जीएयू एएसपी	जीजीयू उल्लास
जीयूसी दस्ता	जीसीसी अला	जीएसी एएसपी	जीजीसी उल्लास
गुआ वैल	जीएसए अला	जीएए ग्लू	जीजीए उल्लास
जीयूजी दस्ता	जीСजी अला	जीएजी ग्लू	जीजीजी उल्लास

टिप्पणियाँ:यू, यूरैसिल; सी - साइटोसिन; ए - एडेनिन; जी, गुआनाइन; * - समाप्ति कोडन।

यूकेरियोट्स में, जीन में आधार अनुक्रम, प्रोटीन में सह-रैखिक अमीनो एसिड अनुक्रम, इंट्रॉन द्वारा बाधित होते हैं।

इसलिए, यूकेरियोटिक कोशिकाओं में, प्रोटीन का अमीनो एसिड अनुक्रम इंट्रोन्स के पोस्ट-ट्रांसक्रिप्शनल निष्कासन के बाद जीन या परिपक्व एमआरएनए में एक्सॉन के अनुक्रम के साथ सह-रैखिक होता है।