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जीवविज्ञान · शब्दावली

न्यूक्लियोटाइड क्या है?

अन्य नाम: क्षारक (DNA) · नाइट्रोजनी क्षारक · प्यूरीन · पिरिमिडीन

परिभाषा 3.4 माध्यमिक जीवविज्ञान · अध्याय 3 — DNA: एक सार्वत्रिक आनुवंशिक अणु

DNA न्यूक्लियोटाइडों की एक शृंखला है। हर न्यूक्लियोटाइड तीन हिस्सों से बना है: एक फ़ॉस्फ़ेट समूह, एक शर्करा (डिऑक्सीराइबोस) और नाइट्रोजनयुक्त चार में से एक क्षारक: एडेनीन (A), थाइमीन (T), ग्वानीन (G) और साइटोसीन (C)। शर्कराएँ और फ़ॉस्फ़ेट बारी-बारी से आकर शृंखला की रीढ़ बनाते हैं; क्षारक उससे बाहर निकले रहते हैं, हर न्यूक्लियोटाइड पर एक। चारों न्यूक्लियोटाइड केवल अपने क्षारक से अलग हैं, इसलिए DNA की किसी लड़ी का वर्णन उसके क्षारकों के अनुक्रम से किया जाता है, जिसे अक्षरों की एक माला की तरह लिखा जाता है: ATGGCTTAC…

DNA की दोनों लड़ियाँ, चपटी खींची हुई। हर लड़ी न्यूक्लियोटाइडों (फ़ॉस्फ़ेट, शर्करा, क्षारक) की एक शृंखला है। दोनों लड़ियाँ उल्टी दिशाओं में चलती हैं और क्षारक-जोड़ों से आपस में बँधी रहती हैं: A हमेशा T के सामने, G हमेशा C के सामने। हर 0.34\, nm पर अगला क्षारक-जोड़ा आता है।
DNA की दोनों लड़ियाँ, चपटी खींची हुई। हर लड़ी न्यूक्लियोटाइडों (फ़ॉस्फ़ेट, शर्करा, क्षारक) की एक शृंखला है। दोनों लड़ियाँ उल्टी दिशाओं में चलती हैं और क्षारक-जोड़ों से आपस में बँधी रहती हैं: A हमेशा T के सामने, G हमेशा C के सामने। हर 0.34nm0.34\,\mathrm{nm} पर अगला क्षारक-जोड़ा आता है।
चार जातियों के DNA का क्षारक-संघटन। हर एक में A और T की पट्टियाँ आपस में मेल खाती हैं और G तथा C की भी — यही क्षारक-जोड़ी बनने का लक्षण है — जबकि A+T का हिस्सा एक जाति से दूसरी में बदल जाता है।
चार जातियों के DNA का क्षारक-संघटन। हर एक में A और T की पट्टियाँ आपस में मेल खाती हैं और G तथा C की भी — यही क्षारक-जोड़ी बनने का लक्षण है — जबकि A+T का हिस्सा एक जाति से दूसरी में बदल जाता है।

उदाहरण

उदाहरण 3.6 (अंकों में शारगाफ़ का नियम)

मानव DNA: A 30.9%, T 29.4%, G 19.9%, C 19.8% — यानी माप की यथार्थता के भीतर A\,\approx\,T और G\,\approx\,C, और A+T =60%= 60\%E. coli: A 24.7%, T 23.6%, G 26.0%, C 25.7%, A+T =48%= 48\%। खमीर: A+T =64%= 64\%। यदि किसी DNA नमूने में 32% A हो, तो पूरकता से 32% T और G तथा C में से हर एक का (10064)/2=18%(100 - 64)/2 = 18\% निकलता है।

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परिभाषा 11.1 विश्वविद्यालय जीवविज्ञान — वर्ष 1 · अध्याय 11 — न्यूक्लियोटाइड और न्यूक्लिक अम्ल

कोई न्यूक्लियोटाइड तीन भागों का बना है: एक नाइट्रोजनी क्षारक — कोई प्यूरीन (ऐडेनीन A, ग्वानीन G: दो संगलित वलय) या कोई पिरिमिडीन (साइटोसीन C, थाइमीन T, यूरैसिल U: एक वलय); पाँच कार्बन की एक शर्करा, RNA में राइबोस या DNA में 2'-डिऑक्सीराइबोस (जिसमें कार्बन 22' पर हाइड्रॉक्सिल नहीं होता); और शर्करा के कार्बन 55' पर एक से तीन तक फ़ॉस्फ़ेट समूह। क्षारक कार्बन 11' से जुड़ता है; और शर्करा के कार्बनों को क्षारक के कार्बनों से अलग दिखाने के लिए अंकों पर प्राइम लगाया जाता है। क्षारक और शर्करा मिलकर कोई न्यूक्लियोसाइड (ऐडेनोसिन, ग्वानोसिन, साइटिडीन, थाइमिडीन, यूरिडीन) हैं; और फ़ॉस्फ़ेटों के साथ वह न्यूक्लियोटाइड (AMP, ADP, ATP और उनके सजातीय)।

किसी न्यूक्लियोटाइड के भाग: किसी पेंटोस के कार्बन 1' पर एक क्षारक, और कार्बन 5' पर फ़ॉस्फ़ेट। 3' हाइड्रॉक्सिल वह जगह है जहाँ शृंखला का अगला न्यूक्लियोटाइड जुड़ेगा; और 2' स्थान RNA (OH) को DNA (H) से अलग करता है।
किसी न्यूक्लियोटाइड के भाग: किसी पेंटोस के कार्बन 11' पर एक क्षारक, और कार्बन 55' पर फ़ॉस्फ़ेट। 33' हाइड्रॉक्सिल वह जगह है जहाँ शृंखला का अगला न्यूक्लियोटाइड जुड़ेगा; और 22' स्थान RNA (OH) को DNA (H) से अलग करता है।

उदाहरण

उदाहरण 11.4 (RNA नाज़ुक है, DNA टिकाऊ)

राइबोस का 22' हाइड्रॉक्सिल पड़ोसी फ़ॉस्फ़ोडाइएस्टर बंध पर हमला कर सकता है: हल्के क्षार में RNA घंटों के भीतर जल-अपघटित होकर न्यूक्लियोटाइड बन जाता है, जबकि DNA, जिसमें वह हाइड्रॉक्सिल नहीं है, क्षार में उबाल सह लेता है और दसियों हज़ार वर्ष पुरानी हड्डियों से साबुत निकाला जा चुका है। RNA का यूरैसिल बिना मेथिल समूह का थाइमीन है; DNA थाइमीन इसलिए काम में लेता है कि साइटोसीन, जो धीरे-धीरे अपना ऐमीनो समूह खोकर यूरैसिल बन जाता है, क्षति के रूप में पहचाना और मरम्मत किया जा सके — DNA में कोई यूरैसिल सदा एक भूल है।

उदाहरण 11.7 (किसी लड़ी को पढ़ना)

यदि एक लड़ी 55'-ATGGCATTC-33' पढ़ी जाए, तो उसकी साथी, जिसे 535' \to 3' लिखा जाता है, 55'-GAATGCCAT-33' है: हर क्षारक का पूरक लीजिए, फिर क्रम उलट दीजिए। नौ युग्म, 3.1nm3.1\,\mathrm{nm} कुंडली, बाईस हाइड्रोजन बंध (पाँच G–C, चार A–T)। 2.5×1082.5 \times 10^{8} युग्मों का कोई मानव गुणसूत्र इस रूप में 8.5cm8.5\,\mathrm{cm} लंबा है और किसी केंद्रक में समाने के लिए उसे एक लाख गुना मुड़ना पड़ता है (अध्याय 17)।

उदाहरण 11.11 (कोई प्रोब किसी जीन को खोज लेता है)

किसी एक जीन की पूरक बीस न्यूक्लियोटाइडों की कोई प्रोब, अपने ही TmT_m से 5C5\,{}^{\circ}\mathrm{C} नीचे, तीन अरब क्षारक युग्मों में अपना ठीक पूरक बाँधती है और कुछ नहीं: बीस में एक भी बेमेल TmT_m को कई डिग्री गिरा देता है और बेमेल संकर पिघल जाता है। बीस स्थानों पर गुणित क्षारक-युग्मन की यही विशिष्टता वह चीज़ है जिस पर पितृत्व से लेकर रोगजनक-पहचान तक हर DNA जाँच टिकी है।

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