UPSC MainsMEDICAL-SCIENCE-PAPER-I202210 Marks
Q8.

सुकेंद्रकी जीवों में प्रोटीन संश्लेषण प्रारंभन की प्रक्रिया की व्याख्या कीजिए। किन्हीं चार प्रोटीन संश्लेषण संदमकों के नाम गिनाइए और उनके कार्य करने की क्रियाविधि उल्लिखित कीजिए।

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, सुकेंद्रकी जीवों (Prokaryotes) में प्रोटीन संश्लेषण की प्रक्रिया को चरणबद्ध तरीके से समझाना होगा। शुरुआत में प्रोटीन संश्लेषण की मूलभूत अवधारणा और इसकी आवश्यकता बतानी होगी। फिर, आरएनए (RNA) के विभिन्न प्रकारों - mRNA, tRNA, rRNA - की भूमिका स्पष्ट करनी होगी। इसके बाद, ट्रांसक्रिप्शन (Transcription) और ट्रांसलेशन (Translation) की प्रक्रिया को विस्तार से समझाना होगा। अंत में, प्रोटीन संश्लेषण संदमकों (Protein Synthesis Inhibitors) के नाम और उनकी क्रियाविधि का वर्णन करना होगा। उत्तर को स्पष्ट और सुव्यवस्थित बनाने के लिए उपशीर्षकों का उपयोग करना उचित होगा।

Model Answer

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Introduction

प्रोटीन संश्लेषण, जीवन के लिए आवश्यक सभी जैविक प्रक्रियाओं का आधार है। यह प्रक्रिया कोशिकाओं में प्रोटीन के निर्माण की प्रक्रिया है, जो एंजाइम, संरचनात्मक प्रोटीन और हार्मोन सहित विभिन्न कार्यों को करने के लिए आवश्यक होते हैं। सुकेंद्रकी जीवों (जैसे बैक्टीरिया और आर्किया) में, प्रोटीन संश्लेषण यूकेंद्रकी जीवों (जैसे पौधे और जानवर) की तुलना में थोड़ा अलग होता है। सुकेंद्रकी जीवों में, ट्रांसक्रिप्शन और ट्रांसलेशन एक साथ होते हैं, क्योंकि नाभिक (nucleus) अनुपस्थित होता है। यह प्रक्रिया कोशिका की वृद्धि, मरम्मत और सामान्य कामकाज के लिए महत्वपूर्ण है।

सुकेंद्रकी जीवों में प्रोटीन संश्लेषण की प्रक्रिया

प्रोटीन संश्लेषण दो मुख्य चरणों में होता है: ट्रांसक्रिप्शन और ट्रांसलेशन।

1. ट्रांसक्रिप्शन (Transcription)

ट्रांसक्रिप्शन वह प्रक्रिया है जिसमें डीएनए (DNA) से mRNA (messenger RNA) का निर्माण होता है। यह प्रक्रिया डीएनए-निर्भर आरएनए पोलीमरेज़ (DNA-dependent RNA polymerase) नामक एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित होती है। आरएनए पोलीमरेज़ डीएनए के एक विशिष्ट क्षेत्र से जुड़ता है जिसे प्रमोटर (promoter) कहा जाता है, और डीएनए के एक स्ट्रैंड को टेम्पलेट के रूप में उपयोग करके mRNA का संश्लेषण करता है।

2. ट्रांसलेशन (Translation)

ट्रांसलेशन वह प्रक्रिया है जिसमें mRNA में निहित आनुवंशिक कोड को प्रोटीन में परिवर्तित किया जाता है। यह प्रक्रिया राइबोसोम (ribosome) नामक कोशिकांग में होती है। ट्रांसलेशन के लिए tRNA (transfer RNA) अणुओं की आवश्यकता होती है, जो mRNA में कोडन (codon) के अनुरूप अमीनो एसिड (amino acid) को राइबोसोम तक पहुंचाते हैं। राइबोसोम mRNA के साथ आगे बढ़ता है, और tRNA द्वारा लाए गए अमीनो एसिड को एक साथ जोड़कर पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला (polypeptide chain) बनाता है। यह पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला अंततः एक कार्यात्मक प्रोटीन में बदल जाती है।

प्रोटीन संश्लेषण संदमक (Protein Synthesis Inhibitors)

प्रोटीन संश्लेषण संदमक ऐसे पदार्थ हैं जो प्रोटीन संश्लेषण की प्रक्रिया को बाधित करते हैं। ये संदमक विभिन्न तंत्रों के माध्यम से कार्य कर सकते हैं, जैसे कि mRNA से जुड़ना, tRNA से जुड़ना, या राइबोसोम के कार्य को बाधित करना।

संदमक (Inhibitor) क्रियाविधि (Mechanism of Action)
टेट्रासाइक्लिन (Tetracycline) राइबोसोम के A-साइट (A-site) से जुड़कर tRNA के बंधन को रोकता है, जिससे अमीनो एसिड का जोड़ नहीं हो पाता।
स्ट्रेप्टोमाइसिन (Streptomycin) राइबोसोम के 30S सबयूनिट से जुड़कर mRNA के गलत पठन (misreading) का कारण बनता है।
क्लोरामफेनिकोल (Chloramphenicol) राइबोसोम के 50S सबयूनिट से जुड़कर पेप्टाइड बॉन्ड (peptide bond) के गठन को रोकता है।
एरिथ्रोमाइसिन (Erythromycin) राइबोसोम के 50S सबयूनिट से जुड़कर पेप्टाइड श्रृंखला के बढ़ने को रोकता है।

ये संदमक आमतौर पर जीवाणु संक्रमण (bacterial infections) के इलाज के लिए एंटीबायोटिक दवाओं के रूप में उपयोग किए जाते हैं।

Conclusion

सुकेंद्रकी जीवों में प्रोटीन संश्लेषण एक जटिल प्रक्रिया है जो कोशिका के अस्तित्व और कार्य के लिए आवश्यक है। ट्रांसक्रिप्शन और ट्रांसलेशन के माध्यम से, डीएनए में निहित आनुवंशिक जानकारी को प्रोटीन में परिवर्तित किया जाता है। प्रोटीन संश्लेषण संदमक इस प्रक्रिया को बाधित करके जीवाणु संक्रमण के इलाज में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। प्रोटीन संश्लेषण की प्रक्रिया को समझना, नई एंटीबायोटिक दवाओं के विकास और रोगों के उपचार के लिए महत्वपूर्ण है।

Answer Length

This is a comprehensive model answer for learning purposes and may exceed the word limit. In the exam, always adhere to the prescribed word count.

Additional Resources

Key Definitions

कोडन (Codon)
कोडन mRNA पर तीन न्यूक्लियोटाइड का एक क्रम है जो एक विशिष्ट अमीनो एसिड को निर्दिष्ट करता है।
ट्रांसलेशन (Translation)
ट्रांसलेशन वह प्रक्रिया है जिसमें mRNA में निहित आनुवंशिक कोड को प्रोटीन में परिवर्तित किया जाता है।

Key Statistics

विश्व स्वास्थ्य संगठन (WHO) के अनुसार, एंटीबायोटिक प्रतिरोध (antibiotic resistance) एक बढ़ती हुई वैश्विक स्वास्थ्य समस्या है, जिससे हर साल लाखों लोगों की मृत्यु हो जाती है।

Source: WHO, 2023 (knowledge cutoff)

2020 में, वैश्विक एंटीबायोटिक खपत में 65% की वृद्धि हुई, जो एंटीबायोटिक प्रतिरोध के बढ़ते खतरे को दर्शाता है।

Source: CDC, 2022 (knowledge cutoff)

Examples

पेनिसिलिन (Penicillin)

पेनिसिलिन एक एंटीबायोटिक है जो बैक्टीरिया की कोशिका भित्ति (cell wall) के संश्लेषण को बाधित करके कार्य करता है, जिससे बैक्टीरिया मर जाते हैं। यह प्रोटीन संश्लेषण को सीधे प्रभावित नहीं करता है, लेकिन यह बैक्टीरिया के विकास को रोकता है।

Frequently Asked Questions

प्रोटीन संश्लेषण में राइबोसोम की भूमिका क्या है?

राइबोसोम प्रोटीन संश्लेषण के लिए एक मंच के रूप में कार्य करता है। यह mRNA को बांधता है और tRNA द्वारा लाए गए अमीनो एसिड को एक साथ जोड़कर पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला बनाता है।