Model Answer
0 min readIntroduction
प्रोटीन संश्लेषण, जिसे अनुवादन (Translation) भी कहते हैं, वह मौलिक प्रक्रिया है जिसके द्वारा आनुवंशिक जानकारी (जो mRNA में निहित होती है) को कार्यात्मक प्रोटीन में परिवर्तित किया जाता है। यह सभी जीवित कोशिकाओं में होता है और जीवन के लिए आवश्यक विभिन्न कार्यों को करने वाले प्रोटीन के निर्माण को सुनिश्चित करता है। प्राक्केन्द्रकी (प्रोकैरियोटिक) कोशिकाओं में, यह प्रक्रिया कोशिकाद्रव्य (Cytoplasm) में होती है और सुकेन्द्रकी (यूकैरियोटिक) कोशिकाओं की तुलना में अधिक तीव्र होती है। प्रोटीन संश्लेषण के तीन मुख्य चरण होते हैं: प्रारंभन (Initiation), दीर्धीकरण (Elongation) और समापन (Termination)। प्रस्तुत प्रश्न प्राक्केन्द्रकी कोशिकाओं में दीर्धीकरण (Elongation) चरण पर केंद्रित है, जो पॉलिपेप्टाइड श्रृंखला के क्रमिक विस्तार की प्रक्रिया है।
प्राक्केन्द्रकी कोशिकाओं में प्रोटीन संश्लेषण के दौरान श्रृंखला दीर्घीकरण एक जटिल और अत्यधिक समन्वित प्रक्रिया है जिसमें राइबोसोम, tRNA, mRNA और कई दीर्घीकरण कारक शामिल होते हैं। यह वह चरण है जहाँ अमीनो अम्ल एक-एक करके पॉलिपेप्टाइड श्रृंखला में जुड़ते जाते हैं।
श्रृंखला दीर्घीकरण के मुख्य चरण
दीर्घीकरण प्रक्रिया को मुख्य रूप से तीन उप-चरणों में विभाजित किया जा सकता है:
1. अमीनोएसाइल-tRNA का जुड़ना (Aminoacyl-tRNA Binding)
- A-स्थल में प्रवेश: दीर्घीकरण का पहला चरण यह सुनिश्चित करना है कि राइबोसोम के A-स्थल (Aminoacyl site) पर सही अमीनोएसाइल-tRNA (चार्ज किया गया tRNA) प्रवेश करे।
- EF-Tu की भूमिका: एलॉन्गेशन फैक्टर Tu (EF-Tu), एक G प्रोटीन, GTP से बंधकर एक टर्नरी कॉम्प्लेक्स (EF-Tu-GTP-aminoacyl-tRNA) बनाता है। यह कॉम्प्लेक्स A-स्थल में प्रवेश करता है। [1] [4]
- कोडॉन-एंटीकोडॉन पहचान: A-स्थल में, tRNA का एंटीकोडॉन mRNA के अगले कोडॉन के साथ युग्मित होता है। यदि कोडॉन-एंटीकोडॉन युग्मन सही होता है, तो EF-Tu GTP को GDP और अकार्बनिक फॉस्फेट (Pi) में हाइड्रोलाइज़ करता है। [3] [4]
- EF-Tu का निकलना: GTP के हाइड्रोलाइसिस के बाद, EF-Tu-GDP कॉम्प्लेक्स tRNA से अलग हो जाता है। एलॉन्गेशन फैक्टर Ts (EF-Ts) EF-Tu-GDP से GDP को मुक्त करने में मदद करता है और GTP के साथ EF-Tu के पुनर्जीवन में सहायक होता है, जिससे यह अगले अमीनोएसाइल-tRNA को ला सके। [4]
2. पेप्टाइड बंध का निर्माण (Peptide Bond Formation)
- पेप्टिडाइल ट्रांसफरेंस गतिविधि: जैसे ही सही अमीनोएसाइल-tRNA A-स्थल में स्थित हो जाता है, राइबोसोम की 50S उप-इकाई में राइबोज़ाइम गतिविधि (जिसे पेप्टिडाइल ट्रांसफरेंस गतिविधि कहते हैं) द्वारा P-स्थल (Peptidyl site) पर स्थित पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला का कार्बोक्सिल समूह A-स्थल पर स्थित नए अमीनो अम्ल के अमीनो समूह से जुड़ जाता है। [3]
- पॉलीपेप्टाइड का स्थानांतरण: इस प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, P-स्थल पर स्थित पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला A-स्थल पर स्थानांतरित हो जाती है, जो अब एक अमीनो अम्ल लंबी हो गई है। P-स्थल पर अब एक डी-एसाइलेटेड tRNA (अमीनो अम्ल रहित tRNA) रह जाता है।
3. स्थानान्तरण (Translocation)
- राइबोसोम की गति: इस चरण में, राइबोसोम mRNA पर एक कोडॉन आगे (3' दिशा में) बढ़ता है। यह गति एलॉन्गेशन फैक्टर G (EF-G) द्वारा उत्प्रेरित होती है, जो GTP के हाइड्रोलाइसिस से ऊर्जा प्राप्त करता है। [3] [4]
- tRNA का स्थानांतरण:
- A-स्थल पर स्थित tRNA, जो अब पॉलिपेप्टाइड से जुड़ा है, P-स्थल में चला जाता है।
- P-स्थल पर स्थित डी-एसाइलेटेड tRNA E-स्थल (Exit site) में चला जाता है।
- E-स्थल से tRNA राइबोसोम से मुक्त हो जाता है।
- चक्र की पुनरावृत्ति: स्थानान्तरण के बाद, A-स्थल खाली हो जाता है और राइबोसोम अगले अमीनोएसाइल-tRNA के आगमन के लिए तैयार होता है, जिससे दीर्घीकरण चक्र फिर से शुरू होता है।
दीर्घीकरण कारक (Elongation Factors)
प्राक्केन्द्रकी कोशिकाओं में दीर्घीकरण के लिए तीन प्रमुख एलॉन्गेशन कारक आवश्यक होते हैं: [1] [4]
| दीर्घीकरण कारक | भूमिका |
|---|---|
| EF-Tu (Elongation Factor Tu) | सही अमीनोएसाइल-tRNA को GTP-बाउंड कॉम्प्लेक्स के रूप में राइबोसोम के A-स्थल तक पहुंचाता है। यह कोडॉन-एंटीकोडॉन पहचान में सटीकता सुनिश्चित करता है। |
| EF-Ts (Elongation Factor Ts) | EF-Tu-GDP से GDP को मुक्त करके और GTP के साथ EF-Tu को पुनर्चक्रित करके EF-Tu के लिए ग्वानिन न्यूक्लियोटाइड एक्सचेंज फैक्टर के रूप में कार्य करता है। |
| EF-G (Elongation Factor G) | राइबोसोम की mRNA पर 3' दिशा में स्थानान्तरण (ट्रांसलोकेशन) को उत्प्रेरित करता है, जिससे A-स्थल खाली होता है और पेप्टाइड श्रृंखला आगे बढ़ती है। यह GTP हाइड्रोलाइसिस का उपयोग करता है। |
इसके अतिरिक्त, एलॉन्गेशन फैक्टर P (EF-P) भी प्रारंभिक पेप्टाइड बंध निर्माण को उत्तेजित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, खासकर कुछ विशिष्ट कोडॉन के लिए। [2] [5]
Conclusion
प्राक्केन्द्रकी कोशिकाओं में प्रोटीन संश्लेषण का दीर्घीकरण चरण एक अत्यधिक कुशल और ऊर्जा-निर्भर प्रक्रिया है जो तेजी से कार्यशील प्रोटीन बनाने में सक्षम है। EF-Tu, EF-Ts, और EF-G जैसे दीर्घीकरण कारकों की समन्वित क्रिया राइबोसोम को mRNA टेम्पलेट पर सटीक रूप से आगे बढ़ने, सही अमीनो अम्लों को शामिल करने और पेप्टाइड बंधों को कुशलता से बनाने में सक्षम बनाती है। यह प्रक्रिया प्राक्केन्द्रकी जीवों के त्वरित विकास और अनुकूलन के लिए महत्वपूर्ण है, और जीवन की आणविक मशीनरी की जटिलता और सुंदरता का एक उत्कृष्ट उदाहरण प्रस्तुत करती 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.