जीन अभिव्यक्ति: जीन अभिव्यक्ति के विनियमन पर नोट्स
जीन अभिव्यक्ति के बारे में जानने के लिए यह लेख पढ़ें: जीन अभिव्यक्ति के विनियमन पर नोट्स!
जीन अभिव्यक्ति आणविक स्तर पर वह तंत्र है जिसके द्वारा एक जीन एक जीव के फेनोटाइप में खुद को व्यक्त करने में सक्षम है।
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जीन अभिव्यक्ति के तंत्र में जैव रासायनिक आनुवंशिकी शामिल है। इसमें विशिष्ट आरएनए, पॉलीपेप्टाइड्स, संरचनात्मक प्रोटीन, प्रोटीनयुक्त जैव-रसायन या एंजाइम के संश्लेषण होते हैं जो विशिष्ट लक्षणों की संरचना या कार्यप्रणाली को नियंत्रित करते हैं। जीन से आरएनए के गठन को प्रतिलेखन कहा जाता है। कुछ जीन rRNAs, tRNA और अन्य छोटे RNAs बनाते हैं।
अन्य जीन mRNAs को स्थानांतरित करते हैं जिसमें पॉलीपेप्टाइड्स के संश्लेषण के लिए कोडित जानकारी होती है। डीएनए के दो स्ट्रैंड्स में से, केवल एक स्ट्रैंड ही किसी दिए गए सिस्ट्रॉन में mRNA के उत्पादन में प्रभावी है। इसे एंटीसेंस स्ट्रैंड कहते हैं। mRNA राइबोसोम तक सूचना पहुँचाता है और इसे tRNA की मदद से पॉलीपेप्टाइड के एमिनो एसिड अनुक्रम में परिवर्तित करता है। पॉलीपेप्टाइड जीन को एक संरचनात्मक प्रोटीन, एक प्रोटीनयुक्त जैव रासायनिक या एंजाइम बनाकर व्यक्त करता है।
जीन और पॉलीपेप्टाइड संरचना की सह-रैखिकता:
एक जीन (सिस्ट्रॉन) के दोनों कोडन और एक पॉलीपेप्टाइड के अमीनो एसिड को एक रैखिक अनुक्रम में व्यवस्थित किया जाता है। जीन के कोडन की रैखिक व्यवस्था में एक सह-रैखिकता या समानता है और इसके द्वारा निर्मित एक पॉलीपेप्टाइड में अमीनो एसिड का अनुक्रम है। Cistron के एंटीसेंस स्ट्रैंड अपनी कोडित जानकारी को ट्रांसक्रिप्शन की प्रक्रिया में mRNA स्ट्रैंड में स्थानांतरित करते हैं।
अनुवाद के दौरान, mRNA स्ट्रैंड अपने कोडन की व्यवस्था के अनुसार एक पॉलीपेप्टाइड में अमीनो एसिड की व्यवस्था को निर्धारित करता है। चूंकि एक कोडन लगातार तीन न्यूक्लियोटाइड्स या नाइट्रोजन बेस से बना होता है, इसलिए पॉलीपेप्टाइड का कहना है कि 100 अमीनो एसिड 300 न्यूक्लियोटाइड लंबाई के एक सिस्टरॉन या जीन द्वारा निर्धारित किया जाएगा।
एक जीन में न्यूक्लियोटाइड्स की व्यवस्था में कोई दोष या परिवर्तन भी एक पॉलीपेप्टाइड में अमीनो एसिड की व्यवस्था में परिवर्तन से दिखाया गया है। एस्चेरिचिया कोलाई के मामले में यह सबसे पहले यानोफ्स्की और अन्य (1965) ने साबित किया था।
जीन अभिव्यक्ति का विनियमन:
जीन के कामकाज पर नियंत्रण को जीन अभिव्यक्ति का विनियमन कहा जाता है। यह पाया गया है कि एस्चेरिचिया कोलाई में, कुछ प्रोटीनों की केवल 5-10 प्रतियां हैं, जबकि अन्य की 1, 00, 000 प्रतियां तक हो सकती हैं। जीन अभिव्यक्ति के विनियमन को चार स्तरों पर समाप्त किया जा सकता है:
(i) प्राथमिक प्रतिलेख के निर्माण के दौरान ट्रांसक्रिप्शनल स्तर,
(ii) प्रसंस्करण जैसे splicing, टर्मिनल परिवर्धन या संशोधन,
(iii) नाभिक से साइटोप्लाज्म तक आरएनए का परिवहन और
(iv) अनुवाद स्तर। जीन की अभिव्यक्ति तीन प्रकार की होती है - अमिट, संवैधानिक और दमनकारी।
विनियमन नकारात्मक या सकारात्मक नियंत्रण में हो सकता है,
(ए) Inducible:
यह एक विनियमन है जो सब्सट्रेट की उपस्थिति के जवाब में स्विच किया जाता है। यह 1900 से जाना जाता है कि खमीर में, लैक्टोज चयापचय एंजाइम केवल तभी विकसित होते हैं जब कवक लैक्टोज वाले माध्यम में उगाया जाता है। बाद में बैक्टीरिया को सब्सट्रेट के आधार पर एंजाइम को संश्लेषित करने के लिए भी दिखाया गया,
(बी) कांस्टेक्टिव:
एक विनियमन अनुपस्थित है। जीन और इसलिए उनके एंजाइम पूरे क्रियाशील रहते हैं,
(ग) दमनकारी:
यह विनियमन है जिसमें जीन गतिविधि का उत्पाद, यदि पहले से मौजूद है, तो उक्त जीन की गतिविधि को रोक देता है,
(डी) नकारात्मक नियंत्रण:
एक नियामक जीन का उत्पाद इसके नियंत्रण में जीन की अभिव्यक्ति को बंद कर देता है,
(ई) सकारात्मक नियंत्रण:
नियामक जीन का उत्पाद इसके नियंत्रण में जीन की अभिव्यक्ति को सक्रिय करता है। इसलिए, जीन अभिव्यक्ति को चयापचय, शारीरिक और पर्यावरणीय परिस्थितियों द्वारा नियंत्रित किया जाता है।
