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जीवविज्ञान · शब्दावली

जीनोम, गुणसूत्र, केंद्रकाभ क्या है?

अन्य नाम: जीनोम · गुणसूत्र · केंद्रकाभ · प्लास्मिड

परिभाषा 17.1 विश्वविद्यालय जीवविज्ञान — वर्ष 1 · अध्याय 17 — कोशिकाओं और विषाणुओं के जीनोम

किसी कोशिका का जीनोम उसके सारे DNA का जोड़ है: यानी हर उस प्रोटीन तथा RNA की जानकारी जो वह बना सकती है, और वे अनुक्रम जो नियंत्रित करते हैं कि वे कब बनें। गुणसूत्र एक DNA अणु है, उन प्रोटीनों सहित जो उसे सजाते हैं। किसी जीवाणु में प्रायः एक होता है, वर्तुल, दस से चालीस लाख क्षारक युग्मों का (E. coli: 4.6×1064.6 \times 10^{6}, 1.5mm1.5\,\mathrm{mm} लंबा), जो कोशिकाद्रव्य के किसी क्षेत्र में मुड़ा रहता है, यानी केंद्रकाभ में, और जिसके चारों ओर कोई झिल्ली नहीं होती। गुणसूत्र के अलावा अनेक जीवाणु प्लास्मिड ढोते हैं: यानी कुछ हज़ार से कुछ लाख युग्मों के छोटे वृत्त, एक से लेकर सैकड़ों प्रतियों में, जो अपने आप प्रतिकृत होते हैं और वैकल्पिक जीन ढोते हैं — प्रतिजैविक प्रतिरोध, विषाक्त पदार्थ, और स्वयं को किसी दूसरी कोशिका में भेजने की मशीनरी।

कोई वर्तुल गुणसूत्र शिथिल, अतिकुंडलित, और फंदों में सजा हुआ। अतिकुंडलन अणु को संहत करता है और वह ऊर्जा संचित करता है जो उसे खोलने में मदद देती है; और फंदे एक बार में एक ही क्षेत्र खुलने देते हैं।
कोई वर्तुल गुणसूत्र शिथिल, अतिकुंडलित, और फंदों में सजा हुआ। अतिकुंडलन अणु को संहत करता है और वह ऊर्जा संचित करता है जो उसे खोलने में मदद देती है; और फंदे एक बार में एक ही क्षेत्र खुलने देते हैं।

उदाहरण

उदाहरण 17.3 (एक सघन जीनोम)

E. coli के गुणसूत्र की 4.6Mb4.6\,\mathrm{Mb} में से 88%88\,\% प्रोटीन के लिए कूट है: यानी लगभग 10001000 युग्मों के कोई 43004300 जीन, जो सिर से पूँछ जमे हैं और जिनके बीच सौ युग्म हैं, और जिनमें से अनेक ऑपेरॉनों में समूहबद्ध होकर साथ अनुलेखित होते हैं (अध्याय 20)। 5kb5\,\mathrm{kb} का कोई प्लास्मिड तीन जीन ढो सकता है और पचास प्रतियों में हो सकता है; और वह जो प्रतिरोध जीन ढोता है वह किसी अस्पताल के वार्ड के जीवाणुओं में हफ़्तों में संयुग्मन से फैल सकता है, यानी किसी भी उत्परिवर्तन के उठ सकने से तेज़।

उदाहरण 17.9 (किसी जीनोम का आकार पढ़ना)

बिना इंट्रॉन और थोड़ी पुनरावृत्तियों वाला 4.6Mb4.6\,\mathrm{Mb} का कोई जीनोम 43004300 जीन रखता है; लंबे इंट्रॉनों और आधी लंबाई पुनरावृत्तियों वाला 3200Mb3200\,\mathrm{Mb} का कोई जीनोम 2000020\,000 रखता है; और 130000Mb130\,000\,\mathrm{Mb} का कोई जीनोम वही बीस हज़ार। आकार यह मापता है कि किसी वंशरेखा के अकूटलेखी DNA में कितना जमा हो गया है, और उसे कितनी दक्षता से हटाया गया है, न कि यह कि जीव कितना करता है।

उदाहरण 17.13 (RNA जीनोम वाले विषाणु)

इन्फ़्लुएंज़ा एकलड़ी RNA के आठ खंड ढोता है और उन्हें नक़ल करने के लिए अपना ही पॉलिमरेज़, क्योंकि कोशिकाओं में RNA की नक़ल करने वाला कोई एंजाइम नहीं होता; उसका पॉलिमरेज़ प्रति 1000010\,000 क्षारक एक भूल करता है और विषाणु हर ऋतु में बदल जाता है। कोई प्रतिवर्ती विषाणु (HIV) RNA और एक प्रतीप अनुलेखेज़ ढोता है जो उसे DNA में नक़ल कर देता है, और वह पोषी गुणसूत्र में किसी पूर्वफ़ेज की तरह डाल दिया जाता है — यानी एक स्थायी संक्रमण। क्रियाविधियाँ, और उनके प्रति प्रतिरक्षा अनुक्रिया, वर्ष 3 के खंड की हैं; यहाँ वे बस यह दिखाते हैं कि जीनोम कितनी तरह का हो सकता है।

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