Transcription mechanism of Genetic Material
UPDATED ON:- 01-01-2024
आनुवंशिक पदार्थ की अनुलेखन क्रियाविधि (Transcription mechanism of Genetic Material):-
परिचय (Introduction):-
· यह DNA की एक श्रंखला से आनुवंशिक सूचना को RNA के रूप में कॉपी करने की प्रक्रिया है।
(It is the process of copying genetic information from one strand of the DNA into RNA.)
· यहां, एडेनिन थायमिन की बजाय यूरेसिल के साथ बन्ध बनाता है।
(Here, adenine pairs with uracil instead of thymine.)
· अनुलेखन के दौरान दोनों श्रंखलाएं कॉपी नहीं की जाती हैं, क्योंकि:-
(Both strands are not copied during transcription, because:-)
- दोनों श्रंखलाओं में प्रोटीन का कोड अलग होता है। यह अनुवाद को जटिल बनाता है।
(The code for proteins is different in both strands. This complicates the translation.)
- यदि 2 RNA अणु एक साथ उत्पन्न होते हैं तो ये एक दूसरे के संपूरक होंगे, इसलिए एक द्विश्रंखलीय RNA बनाते हैं। यह अनुवाद को रोकता है।
(If 2 RNA molecules are produced simultaneously this would be complimentary to each other, hence form a double stranded RNA. This prevents translation.)
अनुलेखन इकाई (Transcription Unit):-
· यह अनुलेखन प्रारम्भ और समाप्ति के स्थलों के बीच DNA का खंड है। इसमें 3 क्षेत्र शामिल हैं: -
(It is the segment of DNA between the sites of initiation and termination of transcription. It consists of 3 regions:-)
- एक प्रमोटर (अनुलेखन प्रारंभन स्थल):- RNA पॉलीमरेज के लिए बंधन स्थल।
[A promoter (Transcription start site):- Binding site for RNA polymerase.]
- संरचनात्मक जीन:- प्रमोटर और टर्मिनेटर के बीच का क्षेत्र जहां अनुलेखन होता है।
[Structural gene:- The region between promoter and terminator where transcription takes place.]
- एक टर्मिनेटर :- वह स्थान जहाँ अनुलेखन रुक जाता है।
[A terminator:- The site where transcription stops.]
· DNA आधारित RNA पॉलीमरेज केवल 5'→3' दिशा में बहुलकीकरण को उत्प्रेरित करता है।
(The DNA- dependent RNA polymerase catalyzes the polymerization only in 5’→3’direction.)
· 3'→5' श्रंखला टेम्पलेट स्ट्रैंड के रूप में कार्य करती है और 5'→3' श्रंखला कोडिंग स्ट्रैंड के रूप में कार्य करती है।
(3’→5’ acts as template strand and 5’→3’ acts as coding strand.)
3’-ATGCATGCATGCATGCATGCATGC-5’ template strand.
5’-TACGTACGTACGTACGTACGTACG-3’ coding strand.
अनुलेखन इकाई और जीन (Transcription unit and gene):-
· जीन (Gene):- यह आनुवंशिकी की कार्यात्मक इकाई है। यह DNA अनुक्रम है जो RNA अणु के लिए कोड करता है।
(Functional unit of inheritance. It is the DNA sequence coding for RNA molecule.)
· सिस्ट्रोन (Cistron):- DNA का एक खंड जो एक पॉलीपेप्टाइड के लिए कोड करता है।
(A segment of DNA coding for a polypeptide.)
· एक अनुलेखन इकाई में 2 प्रकार के संरचनात्मक जीन होते हैं: -
(Structural gene in a transcription unit is of 2 types:-)
i. मोनोसिस्ट्रोनिक संरचनात्मक जीन (विभाजित जीन):- यह यूकेरियोट्स में देखा जाता है। यहां, कोडिंग अनुक्रम एक्सॉन, इंट्रोन्स द्वारा बाधित होते हैं।
[Monocistronic structural genes (split genes):- It is seen in eukaryotes. Here, the coding sequences exons are interrupted by introns.]
ii. पॉलीसिस्ट्रोनिक संरचनात्मक जीन:- यह प्रोकैरियोट्स में देखा जाता है। यहां, कोई विभाजित जीन नहीं होता है।
[Polycistronic structural genes:- It is seen in prokaryotes. Here, there are no split genes.]
प्रोकेरियोट्स में अनुलेखन के चरण (Steps of transcription in prokaryotes):-
· प्रारंभन (Initiation):- इसमें, एंजाइम RNA पॉलीमरेज DNA के प्रमोटर स्थल पर बंध जाता है। इससे DNA द्विकुण्डल का स्थानीय रूप से उधड़ जाता है। RNA पॉलीमरेज में उपस्थित एक प्रारंभन कारक (σ - कारक) RNA संश्लेषण को प्रारम्भ करता है।
(Here, the enzyme RNA polymerase binds at the promoter site of DNA. This causes the local unwinding of the DNA double helix. An initiation factor (σ factor) present in RNA polymerase initiates the RNA synthesis.)
· दीर्घीकरण (Elongation):- RNA श्रृंखला 5'-3' दिशा में संश्लेषित होती है। इस प्रक्रिया में, सक्रिय राइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट (ATP, GTP, UTP व CTP) जोड़े जाते हैं। यह DNA टेम्पलेट के क्षार अनुक्रम के संपूरक होता है।
(The RNA chain is synthesized in the 5’-3’ direction. In this process, activated ribonucleoside triphosphates (ATP, GTP, UTP & CTP) are added. This is complementary to the base sequence in the DNA template.)
· अंतीकरण (Termination):- एक समाप्ति कारक (ρ - कारक) RNA पॉलीमरेज को बांधता है और अनुलेखन को अन्त करता है।
(A termination factor (ρ factor) binds to the RNA polymerase and terminates the transcription.)
नोट (NOTE):- जीवाणुओं (प्रोकैरियोट्स) में अनुलेखन और अनुवादन को युग्मित किया जा सकता है (mRNA पूरी तरह से लिखित होने से पहले ही अनुवादन शुरू हो सकता है) क्योंकि: -
[In bacteria (Prokaryotes) transcription and translation can be coupled (Translation can begin before mRNA is fully transcribed) because:-]
- mRNA को सक्रिय होने के लिए किसी संसाधन की आवश्यकता नहीं होती है।
(mRNA requires no processing to become active.)
- अनुलेखन और अनुवादन एक ही प्रकोष्ठ में होता है (कोशिकाद्रव्य और केंद्रक का अलगाव नहीं होता है)।
[Transcription and translation take place in the same compartment (no separation of cytosol and nucleus).]
यूकेरियोटिक अनुलेखन (Eukaryotic transcription):-
यूकेरियोट्स में, 2 अतिरिक्त जटिलताएं होती हैं-
(In eukaryotes, there are 2 additional complexities-)
1. 3 RNA पॉलीमरेज होते हैं (There are 3 RNA polymerases):-
· RNA polymerase I:- यह rRNAs (28S, 18S और 5.8S) का अनुलेखन करता है।
[Transcribes rRNAs (28S, 18S & 5.8S).]
· RNA polymerase II:- यह mRNA का अनुलेखन करता है।
[Transcribes mRNA.]
· RNA polymerase III:- यह tRNA, 5S rRNA और snRNAs का अनुलेखन करता है।
[Transcribes tRNA, 5S rRNA and snRNAs.]
2. प्राथमिक अनुलेख (hnRNA) [The primary transcripts (hnRNA)]:- इसमें एक्सॉन और इंट्रॉन दोनों होते हैं और यह कार्यहीन होता है। अत: इंट्रोन्स को हटाना होता है। इसके लिए यह निम्नलिखित प्रक्रियाओं से गुजरता है-
(It contain both the exons and introns and is non-functional. Hence introns have to be removed. For this, it undergoes the following processes-)
· स्प्लाइसिंग (Splicing):- hnRNA से इंट्रोन्स को स्प्लाईसीओसोम के द्वारा हटा दिया जाता है और एक्सॉन को एक साथ जोड़ दिया जाता है।
[From hnRNA introns are removed by the spliceosome and exons are joined together.]
· कैपिंग (Capping):- यहाँ, एक न्यूक्लियोटाइड मिथाइल गुआनोसिन ट्राइफॉस्फेट (कैप) को hnRNA के 5' छोर पर जोड़ दिया जाता है।
[Here, a nucleotide methyl guanosine triphosphate (cap) is added to the 5’ end of hnRNA.]
· टेलिंग [Tailing (Polyadenylation)]:- यहां, एडिनाइलेट अवशेष (200-300) 3'-छोर पर जोड़ दिये जाते हैं। यह पूर्ण रूप से संसाधित hnRNA होता है, जिसे अब mRNA कहा जाता है।
[Here, adenylate residues (200-300) are added at 3’-end. It is the fully processed hnRNA, now called mRNA.]
