प्रतिकृतीयन की उत्पत्ति

प्रतिकृति की उत्पत्ति डीएनए का एक विशिष्ट अनुक्रम है जहाँ डीएनए प्रतिकृति की प्रक्रिया शुरू होती है। यह सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है कि कोशिका विभाजन के दौरान किसी कोशिका के पूरे जीनोम की सटीक प्रतिलिपि बनाई जाए।

प्रतिकृति की उत्पत्ति डीएनए में एक विशेष स्थान है जहाँ प्रतिकृति मशीनरी डीएनए संश्लेषण शुरू करने के लिए एकत्रित होती है। इस स्थान पर, डीएनए डबल हेलिक्स को खोल दिया जाता है, और प्रतिकृति प्रक्रिया शुरू होती है।

उत्पत्ति की संरचना

• प्रोकैरियोट्स (जैसे, ई. कोलाई) में, प्रतिकृति की उत्पत्ति एक एकल, परिभाषित स्थान है जिसे ओरीसी कहा जाता है।
• यूकेरियोट्स में, प्रत्येक गुणसूत्र के साथ प्रतिकृति की कई उत्पत्ति होती हैं, क्योंकि बड़े जीनोम की प्रतिकृति को कई साइटों पर एक साथ होने की आवश्यकता होती है। इन्हें प्रतिकृति उत्पत्ति कहा जाता है।

प्रतिकृति आरंभ की प्रक्रिया

आरंभकर्ता प्रोटीन: प्रतिकृति की उत्पत्ति को आरंभकर्ता प्रोटीन (जैसे बैक्टीरिया में DnaA) द्वारा पहचाना जाता है, जो मूल से बंधते हैं और डीएनए को खोलते हैं।

हेलीकेस: हेलीकेस एंजाइम फिर डीएनए को खोलकर एकल-स्ट्रैंडेड क्षेत्र बनाते हैं।

प्राइमेज: एंजाइम प्राइमेज द्वारा एक प्राइमर जोड़ा जाता है, जो डीएनए संश्लेषण के लिए एक प्रारंभिक बिंदु प्रदान करता है।

डीएनए पोलीमरेज़: डीएनए पोलीमरेज़ फिर नए डीएनए स्ट्रैंड को 5’ से 3’ दिशा में विस्तारित करता है।

प्रोकैरियोटिक प्रतिकृति (उदाहरण के लिए, ई. कोली): ई. कोली में प्रतिकृति की उत्पत्ति को ओरीसी कहा जाता है, जो डीएनए का एक अच्छी तरह से अध्ययन किया गया अनुक्रम है जिसमें कई छोटे, दोहराए गए अनुक्रम शामिल हैं जहां आरंभकर्ता प्रोटीन बंधते हैं। ई. कोली में प्रतिकृति की एक ही उत्पत्ति है, जो इसके छोटे जीनोम के लिए पर्याप्त है। यूकेरियोटिक प्रतिकृति: यूकेरियोट्स में, प्रतिकृति की उत्पत्ति अधिक जटिल होती है, जिसमें बड़े यूकेरियोटिक जीनोम की समय पर प्रतिकृति के लिए गुणसूत्रों के साथ कई उत्पत्ति बिखरी होती हैं। उत्पत्ति पहचान और सक्रियण की प्रक्रिया में कई प्रोटीन शामिल होते हैं, जिसमें मूल पहचान परिसर (ORC) प्रोटीन शामिल हैं। यूकेरियोटिक कोशिकाओं में प्रतिकृतिकरण कोशिका चक्र के एस चरण के दौरान होता है, और प्रतिकृति मूल इस चरण के दौरान विशिष्ट बिंदुओं पर सक्रिय होते हैं।

विनियमन:

प्रतिकृतिकरण की शुरुआत को कड़ाई से विनियमित किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि डीएनए प्रतिकृति प्रत्येक कोशिका चक्र में एक बार हो। यूकेरियोट्स में, मूल फायरिंग के समय को विनियमित किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि सभी मूल एस चरण के दौरान प्रतिकृति करें और कोई भी मूल एक से अधिक बार फायर न हो।

डीएनए प्रतिकृति कांटा:

मूल को खोलने और प्राइमर लगाने के बाद, प्रतिकृति दो दिशाओं में आगे बढ़ती है, जिससे दो प्रतिकृति कांटे बनते हैं जो मूल से बाहर की ओर बढ़ते हैं।

प्रतिकृति बुलबुले:

डीएनए के उन क्षेत्रों में जहां प्रतिकृति बनाई जा रही है, दो प्रतिकृति कांटे विपरीत दिशाओं में चलते हैं, जिससे एकल-रज्जुक वाले डीएनए का "बुलबुला" बनता है। ये बुलबुले अंततः प्रतिकृति प्रक्रिया को पूरा करने के लिए विलीन हो जाते हैं।

प्रतिकृति की उत्पत्ति का महत्व:

प्रतिकृति की उत्पत्ति जीनोम के सटीक दोहराव के लिए आवश्यक है। प्रतिकृति उत्पत्ति के उचित विनियमन के बिना, आनुवंशिक सामग्री में त्रुटियाँ हो सकती हैं, जिससे संभावित रूप से उत्परिवर्तन या जीनोमिक अस्थिरता हो सकती है।

कोशिका विभाजन के दौरान जीनोम की अखंडता को बनाए रखने के लिए डीएनए प्रतिकृति का समय और दक्षता महत्वपूर्ण है।

वस्तुनिष्ठ प्रश्न /MCQs:

1.) डीएनए प्रतिकृति कहाँ से शुरू होती है?

a) प्रतिकृति कांटे पर

b) टेलोमेर पर

c) प्रतिकृति के मूल पर

d) सेंट्रोमियर पर

2.) ई. कोली में, प्रतिकृति की उत्पत्ति को इस रूप में जाना जाता है:

a) oriR

b) oriC

c) oriT

d) oriE

3.) निम्न में से कौन सा एंजाइम प्रतिकृति के मूल में डीएनए को खोलने के लिए जिम्मेदार है?

a) डीएनए पोलीमरेज़

b) हेलीकेस

c) लिगेज

d) प्राइमेज

4.) डीएनए प्रतिकृति में आरंभकर्ता प्रोटीन का मुख्य कार्य क्या है?

a) आरएनए प्राइमर को संश्लेषित करना

b) प्रतिकृति के मूल में डीएनए को खोलना

c) बढ़ते डीएनए स्ट्रैंड में नए न्यूक्लियोटाइड जोड़ना

d) डीएनए टुकड़ों को जोड़ना

5.) यूकेरियोटिक कोशिकाओं में प्रतिकृति की उत्पत्ति के बारे में निम्न में से कौन सा सत्य है? a) प्रत्येक गुणसूत्र में प्रतिकृति की केवल एक उत्पत्ति होती है।

b) प्रत्येक गुणसूत्र पर प्रतिकृति की कई उत्पत्तियाँ पाई जाती हैं।

c) यूकेरियोट्स में प्रतिकृति की कोई उत्पत्ति नहीं होती।

d) प्रतिकृति की उत्पत्ति केवल नाभिक में स्थित होती है।

6.) यूकेरियोटिक DNA प्रतिकृति में मूल पहचान परिसर (ORC) की क्या भूमिका है?

a) DNA में प्राइमर जोड़ना

b) DNA के दो स्ट्रैंड को अलग करना

c) प्रतिकृति की उत्पत्ति से जुड़ना और प्रतिकृति के लिए इसे चिह्नित करना

d) RNA प्राइमर को हटाना

लघु उत्तर प्रश्न:

• DNA प्रतिकृति की प्रक्रिया में प्रतिकृति की उत्पत्ति का क्या कार्य है?
• प्रतिकृति की प्रोकैरियोटिक और यूकेरियोटिक उत्पत्ति के बीच अंतर का वर्णन करें।
• प्रतिकृति की उत्पत्ति में हेलीकेस की क्या भूमिका है?
• प्रतिकृति की उत्पत्ति का विनियमन कोशिका के लिए क्यों महत्वपूर्ण है?
• यदि कोशिका विभाजन के दौरान प्रतिकृति की उत्पत्ति में कोई समस्या होती है तो क्या होता है?