कोशिका में 5 गुणसूत्र कार्य: यूकेरियोटिक, प्रोकैरियोटिक, विस्तृत तथ्य

इस ग्रह पर जीवन एक चमत्कारी चीज है, और जीवन कैसे विकसित हुआ यह एक और पहेली है जिसे पूरी तरह से सुलझाया जाना बाकी है। पृथ्वी पर पाए जाने वाले जीवन के सभी रूपों को व्यापक रूप से दो वर्गीकरणों में वर्गीकृत किया गया है: यूकेरियोट्स और प्रोकैरियोट्स।

क्रोमोसोम डीएनए और प्रोटीन व्यवस्था की सबसे बड़ी इकाइयाँ हैं। कोशिका में प्रमुख गुणसूत्र कार्य में डीएनए को ले जाना और माता-पिता से आनुवंशिक जानकारी को अगली पीढ़ी में उनकी संतानों तक पहुंचाना शामिल है। कोशिका विभाजन के दौरान, सबसे महत्वपूर्ण भूमिका गुणसूत्रों द्वारा निभाई जाती है।

का जीनोम प्रोकैरियोटिक कोशिकाएँ आम तौर पर a . के आकार में पाया जाता है वृत्ताकार गुणसूत्र गुणसूत्र के भीतर स्थित है। आनुवंशिक सामग्री यूकेरियोटिक कोशिकाएं नाभिक में पाया जाता है और कसकर पैक किया जाता है रैखिक गुणसूत्र.

गुणसूत्रों की संरचना में एक जटिल या मिश्रण होता है डीएनए और प्रोटीन, जिसे के रूप में जाना जाता है क्रोमेटिन. क्रोमेटिन को आगे छोटे उप-इकाइयों में व्यवस्थित किया जाता है जिन्हें न्यूक्लियोसोम के रूप में जाना जाता है। यूकेरियोट्स कसकर पैक किए जाते हैं और उनके क्रोमैटिन को इस तरह व्यवस्थित किया जाता है कि डीएनए की एक बड़ी मात्रा को एक छोटी सी जगह में समायोजित किया जा सकता है। यह सहायक भी है क्योंकि यह विनियमित कर सकता है जीन की अभिव्यक्ति.

कोशिका में, सेलुलर डीएनए कभी अकेला नहीं पाया जाता है और हमेशा विभिन्न प्रोटीनों के साथ होता है। बल्कि, सेलुलर डीएनए हमेशा प्रोटीन के अन्य भागीदारों के साथ एक जटिल या मिश्रण बना रहा है जो उन्हें एक छोटी सी जगह में फिट होने में मदद करता है। डीएनए-प्रोटीन के इस परिसर को क्रोमैटिन के रूप में जाना जाता है, जहां मौजूद न्यूक्लिक एसिड और प्रोटीन की मात्रा लगभग बराबर होती है. कोशिकाओं में, क्रोमैटिन कुछ विशिष्ट संरचनाओं में तह हो जाता है जिन्हें क्रोमोसोम के रूप में जाना जाता है. एक एकल गुणसूत्र में पहले बताए गए पैकेजिंग प्रोटीन के अलावा डबल स्ट्रैंडेड डीएनए का एक टुकड़ा होता है।

RSI यूकेरियोटिक कोशिकाओं के गुणसूत्रों में क्रोमैटिन की इकाइयाँ होती हैं जो खुद को दोहराता है और के रूप में जाना जाता है नाभिक. सेलुलर नाभिक को रासायनिक रूप से नीचा दिखाने और डीएनए से बाहरी प्रोटीन पैकिंग को जितना संभव हो उतना छीलने से इनकी खोज हुई। न्यूक्लियोसोम डीएनए से बनते हैं जो डबल स्ट्रैंडेड होते हैं. वे परिसरों का निर्माण करते हैं जिन्हें के रूप में जाना जाता है हिस्टोन, जो छोटे प्रोटीन के टुकड़े होते हैं।

प्रत्येक न्यूक्लियोसोम के कोर कण में होता है आठ हिस्टोन के अणु, चार में से दो विभिन्न प्रकार के हिस्टोन की एक जोड़ी के रूप में: H2A, H2B, H3 और H4. हिस्टोन की संरचना और आकार पूरे विकास में उल्लेखनीय रूप से सुसंगत रहा है, जिसका अर्थ है कि डीएनए की पैकिंग भूमिका सभी के लिए महत्वपूर्ण है यूकेरियोट्स से संबंधित कोशिकाएं. हिस्टोन आम तौर पर सकारात्मक चार्ज अणु होते हैं और वे डीएनए के साथ एक साथ जुड़ते हैं जो एक विशेष संरचना में नकारात्मक प्रभारी होता है.

एक विशिष्ट गुणसूत्र होता है निम्नलिखित भाग और उनके कार्य:

(ए) सेंट्रोमियर (प्राथमिक कसना):

मेटाफ़ेज़ के चरण में, la गुणसूत्र में दो जुड़वां बहनें होती हैं जिन्हें क्रोमैटिड्स कहा जाता है. ये प्राथमिक कसना या सेंट्रोमियर नामक बिंदु पर एक दूसरे से बंधते हैं। एनाफेज के चरण में, सेंट्रोमियर समान बहनों को दो एनाफैसिक गुणसूत्र बनाने के लिए विभाजित करता है. आर्म्स सेंट्रोमियर के दोनों ओर क्रोमोसोमल सेगमेंट को संदर्भित करता है।

तो हम कह सकते हैं कि मेटाफ़ेज़ के गुणसूत्र में चार भुजाएँ होती हैं, जबकि एनाफ़ेज़ के गुणसूत्रों में केवल दो भुजाएँ होती हैं। इसोब्राचियल गुणसूत्रों में समान भुजाएँ होती हैं, जबकि विषमलैंगिक गुणसूत्रों में विषम भुजाएँ होती हैं। जब बाहें असमान होती हैं, तो छोटी भुजा को "p" और लंबी भुजा को "q" के रूप में चिह्नित किया जाता है।

के स्थान पर सेंट्रोमियर, गुणसूत्रों के नाम हैं:

1. टेलोसेंट्रिक (सेंट्रोमियर टर्मिनल)
2.  एक्रोसेन्ट्रिक (सेंट्रोमियर सबटर्मिनल और टेलोमेयर द्वारा छाया हुआ),
3.  सब-मेटासेंट्रिक (सेंट्रोमियर सबमीडियन है),
4.  मेटासेंट्रिक (सेंट्रोमियर माध्यिका)।

आम तौर पर, गुणसूत्रों में एक सेंट्रोमियर होता है और उन्हें मोनोसेंट्रिक कहा जाता है। गुणसूत्र द्विकेंद्रीय हो सकते हैं, उदाहरण के लिए मक्का और गेहूं में; या कभी-कभी पॉलीसेंट्रिक। सेंट्रोमियर का प्रमुख उद्देश्य किनेटोकोर के लिए आधारभूत कार्य करना है, एक प्रोटीन कॉम्प्लेक्स जो कि समसूत्रण के दौरान सही क्रोमोसोमल अलगाव के लिए आवश्यक है।.

(बी) किनेटोकोर:

कीनेटोकोर, सेंट्रोमियर की सतह पर एक विशेष बहु-प्रोटीन परिसर है, जहां स्पिंडल फाइबर (सूक्ष्मनलिकाएं) संलग्न होते हैं. एक मेटाफ़ेज़ गुणसूत्र के सेंट्रोमियर में दो किन्टोकोर होते हैं जो विपरीत दिशाओं में सामना करते हैं। निचले पौधों में त्रिलामिलर कीनेटोकोर होता है, जबकि उच्च पौधों में गेंद और कप कीनेटोकोर होते हैं।

कीनेटोकोर यूकेरियोट्स में एक बहु-सबयूनिट प्रोटीनयुक्त निर्माण है जो पूरे कोशिका विभाजन में सूक्ष्मनलिकाएं फैलाने के लिए बहन क्रोमैटिड्स (प्रोटीन कॉम्प्लेक्स कोइसीन द्वारा एक साथ रखे गए प्रतिकृति गुणसूत्र) के लोड-असर अटैचमेंट उत्पन्न करता है।

(सी) माध्यमिक कसना:

सेंट्रोमियर के अलावा, एक्रोमोसोम में एक या अधिक माध्यमिक अवरोध हो सकते हैं। सैटेलाइट या ट्रैबेंट एक क्रोमोसोमल सेगमेंट को संदर्भित करता है जो क्रोमोसोम के मुख्य क्षेत्र से क्रोमैटिन थ्रेड द्वारा जुड़ा होता है। उपग्रहों वाले गुणसूत्र को वे बैठे गुणसूत्र कहते हैं।

द्वितीयक संकुचन दो प्रकार के होते हैं: NOR और जोड़। वे एक सुसंगत स्थान बनाए रखते हैं और अक्सर मार्कर के रूप में उपयोग किए जाते हैं। न्यूक्लियर ऑर्गनाइज़र रीजन (NOR) किसके उत्पादन के लिए जिम्मेदार है? न्यूक्लियोलस और आरआरएनए। गुणसूत्र खंडों के टूटने और संलयन से जोड़ों का निर्माण हो सकता है। वे मार्कर के रूप में काम करते हैं जहां न्यूक्लियोली इकट्ठे होते हैं। यह कोशिका विभाजन के अंत में न्यूक्लियोलस की पुनर्व्यवस्था में शामिल होता है और कोशिका विभाजन के पूरे इंटरफेज़ में न्यूक्लियोलस से जुड़ा होता है.

(डी) टेलोमेरेस:

गुणसूत्रों के अंतिम सिरे को टेलोमेरेस कहा जाता है। एक टेलोमेर प्रोटीन के साथ एक छोटा दोहराया डीएनए अनुक्रम (जीसी समृद्ध) जटिल है। उन्हें अलग से संश्लेषित किया जाता है और बाद में गुणसूत्र युक्तियों में जोड़ा जाता है। टेलोमेरेस का मुख्य कार्य कोशिका प्रतिकृति दौर के दौरान डीएनए हानि को रोकने के लिए क्रोमोसोमल सिरों को कैप करना है।

टेलोमेरेस विभिन्न तरीकों से मदद करते हैं:

(i) गुणसूत्रों के अंतिम संलयन को रोककर स्थिरता प्रदान करें,

(ii) सिनैप्सिस के आरंभकर्ता के रूप में कार्य करें,

(iii) टेलोमेरेस का छोटा होना बुढ़ापा और बुढ़ापा का कारण बनता है।

(ई) क्रोमो-मेरेस:

क्रोमैटिन निर्माण के कारण, इंटरफ़ेज़ क्रोमोसोम अपनी पूरी लंबाई के साथ मनके दिखाई दे सकते हैं। क्रोमो-मेरेज़ ये मनके जैसी संरचनाएँ हैं। क्रोमो-मेरेज़ दृढ़ता से कुंडलित होते हैं और मेटाफ़ेज़ के दौरान दिखाई नहीं देते हैं। जीन अभिव्यक्ति को नियंत्रित करने में लेआउट द्वारा सहायता प्राप्त की जा सकती है गुणसूत्र संरचना. आनुवंशिक और विकासवादी अनुसंधान में उपयोग के लिए क्रोमोसोम मानचित्र बनाए जा सकते हैं।

यूकेरियोटिक कोशिकाओं में गुणसूत्रों का कार्य:

यूकेरियोटिक कोशिकाओं में जीन होते हैं जिनमें वंशानुगत जानकारी होती है और वंशानुगत वाहन की तरह कार्य करती है। कोशिका विभाजन, वृद्धि, चयापचय और विभेदन सभी इन्हीं के द्वारा नियंत्रित होते हैं।

कोशिका के केंद्रक में होता है यूकेरियोटिक गुणसूत्र। इस केंद्रक को कोशिका के "नियंत्रण केंद्र" के रूप में जाना जाता है जो पूरे कोशिका की आनुवंशिक सामग्री या डीएनए के भंडारण में मदद करता है। परमाणु लिफाफा, जिसे परमाणु झिल्ली के रूप में भी जाना जाता है, में छिद्र के रूप में जाने वाले चैनल होते हैं जो नाभिक के माध्यम से अणुओं की गति को विनियमित करने में मदद करते हैं।

केन्द्रक में उपस्थित डीएनए गुणसूत्रों के रूप में व्यवस्थित होता है। क्रोमोसोम एक डीएनए अणु होता है जिसे बनाने के लिए प्रोटीन के चारों ओर बहुत कसकर कुंडलित किया जाता है हिस्टोन. यूकेरियोटिक कोशिकाओं में कई होते हैं गुणसूत्र जो संरचना में रैखिक होते हैं. क्रोमैटिन में नाभिक में मौजूद संपूर्ण डीएनए और उससे जुड़े प्रोटीन भी शामिल होते हैं। क्रोमैटिन में मचान की तीन बुनियादी परतें होती हैं जो एक को जन्म देती हैं डीएनए का संघनित अणु.

एक झिल्ली-बद्ध नाभिक की उपस्थिति सबसे महत्वपूर्ण विशेषता है जो एक प्रोकैरियोटिक को अलग करती है यूकेरियोटिक से कोशिका कक्ष। इस केन्द्रक को कोशिका का "नियंत्रण केंद्रचूंकि यह संपूर्ण कोशिका की आनुवंशिक सामग्री या डीएनए के भंडारण में सहायता करता है। परमाणु लिफाफे में छिद्र, जिसे परमाणु झिल्ली के रूप में भी जाना जाता है, नाभिक में आणविक परिवहन के नियमन में सहायता करता है।

डीएनए के दोहरे फंसे हुए हेलिक्स अणु मिलकर गुणसूत्र बनाते हैं लेकिन इससे पहले उन्हें हिस्टोन नामक प्रोटीन के समूह के चारों ओर कुंडलित किया जा रहा है। एक न्यूक्लियोसोम, जो डीएनए-पैकिंग संरचना की सबसे छोटी इकाई है, तब बनता है जब लगभग 200 डीएनए बेस जोड़े की एक इकाई आठ हिस्टोन प्रोटीन के चारों ओर कुंडलित हो जाती है.

लिंकर डीएनए और न्यूक्लियोसोम खुद को जोड़ते हैं, जैसे कि स्ट्रिंग पर मोतियों की तरह, बनाने के लिए 30-एनएम सोलनॉइड फाइबर जो कसकर पैक किया गया था। बनने वाले इन तंतुओं को आगे कुंडलित किया जाता है और उन छोरों में जोड़ दिया जाता है जो एक साथ कसकर पैक किए जाते हैं। यह मचान अंतिम चरण है जहां गुणसूत्रों को उस अवस्था में देखा जा सकता है जिसे के रूप में जाना जाता है अर्धसूत्रीविभाजन और समसूत्रीविभाजन का मेटाफ़ेज़.

की प्रक्रिया सुपर कॉइलिंग उन 30-एनएम फाइबर बनाता है। तनाव के अनुप्रयोग का उपयोग सुपरकोलिंग द्वारा किया जाता है ताकि यह डीएनए के एक अणु को मोड़ सके, इसलिए यह अपने चारों ओर लपेटते समय लूप बनाता है। साथ कोशिका विभाजन प्रक्रिया, समसूत्रण या अर्धसूत्रीविभाजन, व्यक्ति गुणसूत्रों को नाभिक में स्पष्ट रूप से उपस्थित देखा जाता है माइक्रोस्कोप की मदद से।

RSI प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं में गुणसूत्र के कार्य:

यूकेरियोटिक कोशिकाओं के गुणसूत्र के समान, प्रोकैरियोटिक गुणसूत्र कोशिकाएं आनुवंशिक सूचनाओं को अन्य कोशिकाओं में संग्रहीत करने और संचारित करने में मदद करती हैं। आरएनए, डीएनए और प्रोटीन बनाने के लिए, यह क्रमशः प्रतिलेखन, प्रतिकृति और अनुवाद करता है। 

प्रोकैरियोट्स में मौजूद गुणसूत्र अनियमित प्रकार की संरचना बनाते हैं जिसे न्यूक्लियॉइड कहा जाता है। कई प्रोकैरियोटिक कोशिकाएं गुणसूत्र बनाने के लिए सुपरकोलिंग की प्रक्रिया का पालन करती हैं। प्रोकैरियोट्स का एकल गुणसूत्र गोलाकार होता है, इसमें हिस्टोन की कमी होती है। वे कुंडलित करने और घुमाने की प्रक्रिया का पालन करते हैं और कॉम्पैक्ट हो जाते हैं ताकि वे न्यूक्लियॉइड में फिट हो सकें।

प्रोकैरियोटिक गुणसूत्र एकल डीएनए अणु होते हैं जो या तो रैखिक या गोलाकार होते हैं और एक प्रोकैरियोटिक जीव के कोशिका द्रव्य में पाए जाते हैं। प्रोकैरियोट्स सूक्ष्म जीव हैं जिनमें एकल कोशिका और प्रकृति में आदिम होते हैं। दूसरी ओर, यूकेरियोट्स में कई कोशिकाएं होती हैं और एक उच्च स्तरीय संगठन से संबंधित होती हैं। इसका मतलब प्रोकैरियोट्स "पहले" नाभिक के लिए खड़ा है. यह नाभिक से पहले भी विकसित हुआ था और इस प्रकार एक पहचानने योग्य नाभिक जैसे पैटर्न का अभाव है।

संपूर्ण जीनोम या प्रोकैरियोटिक आनुवंशिक जानकारी एक एकान्त गुणसूत्र पर स्थित होती है जो आकार में रैखिक होता है और कोशिकाद्रव्य में मौजूद होता है। यह प्रोकैरियोटिक गुणसूत्र संरचनात्मक रूप से यूकेरियोटिक से अलग है गुणसूत्र, हालांकि यह आनुवंशिक जानकारी को एक कोशिका से दूसरी कोशिका तक पहुंचाता है. प्रोकैरियोटिक जीनोम में न केवल शामिल हैं गुणसूत्र लेकिन यह भी प्लाज्मिड जो लक्षणों की विरासत के रूप में कार्य करता है।

प्लास्मिड का एक गोलाकार आकार होता है और यह एकल-फंसे डीएनए है. उन्हें जीवों के लिए कई महत्वपूर्ण जीन विरासत में मिलते हैं। यूकेरियोटिक कोशिकाओं के विपरीत, प्रोकैरियोट्स उनमें झिल्ली से बंधे हुए जीवों से वंचित होते हैं। प्रोकैरियोट्स के कुछ उदाहरणों में शामिल हो सकते हैं शैवाल, आर्किया, बैक्टीरिया, और a कुछ कवक.

प्रोकैरियोटिक के गुण क्रोमोसाम

• का एक गुणसूत्र प्रोकैरियोट्स या तो रैखिक या गोलाकार होते हैं आकार में।
• इसमें एक प्लास्मिड के संबंध में एक एक्स्ट्राक्रोमोसोमल डीएनए होता है।
• इसमें एक जीनोम होता है जो प्रकृति में अगुणित होता है। 
• गुणसूत्र में मौजूद जीन की केवल एक प्रति होती है।  
• प्रोकैरियोट्स में उनमें एक एकल गुणसूत्र शामिल होता है।

RSI गुणसूत्रों में मौजूद जीन प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं में एक विशेष प्रकार की क्रियाविधि होती है जिसे के रूप में जाना जाता है ओपेरोन. इस तंत्र का उपयोग करके कई जीन प्रोटीन का उत्पादन कर सकते हैं। जीन अनुक्रम जो उतने महत्वपूर्ण नहीं हैं वे गुणसूत्र पर नहीं पाए जाते हैं; बल्कि, वे प्लास्मिड पर पाए जाते हैं। प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं में मौजूद गुणसूत्र है दोहराव और कचरा डीएनए की कुछ संख्या उनमे।

गुणसूत्र पर मौजूद जीन प्रत्येक के बहुत करीब स्थित होते हैं। कुल में से केवल 12% कचरा डीएनए प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं के जीनोम में पाया जाता है। वे आम तौर पर एक-दूसरे से कसकर बंद होते हैं और उनमें कम कचरा आनुवंशिक सामग्री होती है। दोनों प्रक्रिया अर्थात् अनुवाद और प्रतिलेखन होता है साइटोप्लाज्म में।

यह कई द्वारा संभव बनाया गया है प्रोटीन और एंजाइमसहित, टोपोइज़ोमेरेज़ I और II, ज्ञ्रसे, HU, H0NS, तथा आईएचएफ. ये सभी प्रोकैरियोट्स में सुपरकोलिंग के नियमन और संरक्षण में मदद करते हैं।

सुपरकोइलिंग उसी क्रम या दिशा में हो सकती है जिसमें डबल फंसे डीएनए होते हैं, और इस प्रकार इसे "के रूप में जाना जाता है"नकारात्मक सुपरकोलिंग। ” जबकि, यदि सुपरकोइलिंग विपरीत दिशा में होती है, तो सुपरकोइलिंग को के रूप में जाना जाता है सकारात्मक सुपरकोलिंग. प्रोकैरियोट्स, विशेष रूप से बैक्टीरिया, नकारात्मक सुपरकोलिंग की प्रक्रिया का पालन करते हैं। टोपोइज़िमेरेज़ एंजाइमों के उस वर्ग का नाम है जो प्रतिकृति के दौरान सुपरकोइलिंग के तंत्र के कारण होने वाले तनाव के नियमन में मदद करता है।

प्रोकैरियोटिक गुणसूत्र कसकर सुपरकोल्ड होते हैं। इस प्रकार यूकेरियोट्स की तुलना में प्रतिकृति का मूल्य यहां बहुत धीमा है। इसके अलावा, साइटोप्लाज्म में इसके स्थान के कारण, अनुवाद और प्रतिलेखन के तंत्र एक ही स्थिति में साथ-साथ होते हैं।

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मिलनकोना दासो

नमस्ते, मैं मिलनकोना दास हूं और हेरिटेज इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी से बायोटेक्नोलॉजी में एम.टेक कर रहा हूं। अनुसंधान क्षेत्र के प्रति मेरा एक अनोखा जुनून है। मैं लैंबडागीक्स में जैव प्रौद्योगिकी में विषय विशेषज्ञ के रूप में काम कर रहा हूं।
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