DNA की संरचना और पैकेजिंग

महत्वपूर्ण नोट्स (Study Notes)

1. DNA की संरचना

• 1953 ई० में जेम्स वाटसन और फ्रांसिस क्रिक ने DNA का द्विकुंडिलित मॉडल (Double Helix Model) दिया।
• DNA की चौड़ाई (व्यास) 20Å या 2nm होती है।
• DNA के एक कुंडल (turn) में 10 नाइट्रोजन क्षार का जोड़ा (Base pairs) होता है।
• एक कुंडल की लंबाई 34Å या 3.4nm होती है।
• दो क्षार युग्मों के बीच की दूरी 3.4Å या 0.34nm होती है।
• DNA का बैकबोन शर्करा + फॉस्फेट समूह से बना होता है।
• क्षार युग्मों के बीच हाइड्रोजन बंध (Hydrogen bonD) पाए जाते हैं।
• नियम: A = T, और G ≡ C होता है।
• DNA की कुल लंबाई 2.2m होती है।
• X-ray विवर्तन डेटा (X-ray Diffraction Data): वाटसन और क्रिक ने मॉडल तैयार करने में X-ray विवर्तन डेटा का उपयोग किया था, जिसे मौरिस विल्किन्स और रोजलिंड फ्रैंकलिन द्वारा तैयार किया गया था। फ्रैंकलिन ने DNA के रेशे पर X-ray डालकर उनकी छाया की तस्वीर ली थी।
• चारगाफ का नियम (Chargaff's Rule): एर्विन चारगाफ ने DNA में मौजूद नाइट्रोजन क्षारों के अनुपात के लिए महत्वपूर्ण नियम दिए:
  • प्यूरीन (A + G) और पिरिमिडीन (C + T) की मात्रा हमेशा बराबर होती है (A + G = C + T)।
  • एडेनिन हमेशा थाइमिन के बराबर (A% = T%) और साइटोसिन हमेशा ग्वानिन के बराबर (C% = G%) होता है।
  • सभी क्षारों का कुल योग 100% होता है (A% + G% + C% + T% = 100%)।

2. DNA पैकेजिंग

• प्रोकैरियोट्स में पैकेजिंग: प्रोकैरियोट्स (जैसे ई. कोलाई बैक्टीरिया) में स्पष्ट केन्द्रक नहीं होते हैं, यानि DNA कोशिका द्रव्य में बिखरा रहता है।
• ऋणावेशित DNA कुछ धनावेशित प्रोटीन (Non-Histone Protein) के साथ जुड़कर एक संरचना बनाती है जिसे केन्द्रकाभ (NucleoiD) कहते हैं।

3. यूकेरियोट्स में पैकेजिंग (Packaging in Eukaryotes)

• हिस्टोन प्रोटीन (Histone Proteins): हिस्टोन प्रोटीन मुख्य रूप से क्षारीय अमीनो अम्ल (Lysine और Arginine) से बने होते हैं, जिसके कारण इन पर धनावेश (+ve charge) होता है। यह 5 प्रकार के होते हैं: H1, H2A, H2B, H3, और H4।

• हिस्टोन अष्टक (Histone Octamer): 4 प्रकार के हिस्टोन प्रोटीन (H2A, H2B, H3, और H4) के दो-दो अणु मिलकर 8 अणुओं का एक समूह बनाते हैं, जिसे हिस्टोन अष्टक (Histone Octamer) कहते हैं।

न्यूक्लियोसोम (Nucleosome)

ऋणावेशित DNA धनावेशित हिस्टोन अष्टक पर धागे के जैसे लिपट जाती है, इस नए बने संरचना को न्यूक्लियोसोम कहते हैं।

• एक न्यूक्लियोसोम पर लगभग 200 क्षार युग्म (Base pair) लिपटा होता है।
• कई सारे न्यूक्लियोसोम मोती की माला के जैसे एक दूसरे से जुड़े होते हैं।
• दो न्यूक्लियोसोम को जोड़ने वाली DNA को लिंकर DNA (Linker DN(A) कहते हैं।
• लिंकर DNA के साथ H1 हिस्टोन जुड़ा होता है जो न्यूक्लियोसोम को लॉक करने का काम करता है ताकि DNA खुल ना जाए।
• न्यूक्लियोसोम 10-11 nm व्यास वाला फाइबर है।