आरएनए जीव विज्ञान और प्रसंस्करण

आरएनए जीव विज्ञान और प्रसंस्करण आणविक जीव विज्ञान का वह क्षेत्र है जो इस बात से संबंधित है कि राइबोन्यूक्लिक एसिड कोशिका के अंदर कैसे बनता है, परिपक्व होता है, संशोधित होता है, ले जाया जाता है, उपयोग किया जाता है और निम्नीकृत होता है। इसमें जीन और प्रोटीन के बीच मध्यस्थ के रूप में आरएनए की शास्त्रीय भूमिकाएँ शामिल हैं—मैसेंजर, ट्रांसफर और राइबोसोमल आरएनए—और नियामक गैर-कोडिंग आरएनए की बढ़ती दुनिया जो अपने आप में जीन अभिव्यक्ति को नियंत्रित करती है।

Definition

आरएनए जीव विज्ञान और प्रसंस्करण कोशिका के आरएनए अणुओं के संश्लेषण, प्रतिलेखन-पश्चात संशोधन, कार्य और टर्नओवर का अध्ययन है, जिसमें अनुवाद तंत्र के कोडिंग आरएनए और जीन अभिव्यक्ति को विनियमित करने वाले गैर-कोडिंग आरएनए शामिल हैं।

Scope

यह क्षेत्र पाठक को आरएनए के प्रमुख वर्गों और उन्हें आकार देने वाली प्रसंस्करण घटनाओं से परिचित कराता है: मैसेंजर आरएनए का कैपिंग, स्प्लिसिंग और पॉलीएडेनाइलेशन; ट्रांसफर और राइबोसोमल आरएनए का परिपक्वन; राइबोसोम असेंबली; और नियामक गैर-कोडिंग आरएनए का जैवजनन और कार्य। यह इन्हें नैदानिक मार्गदर्शन के बजाय आणविक जीव विज्ञान के भीतर शैक्षिक विषयों के एक जुड़े हुए समूह के रूप में प्रस्तुत करता है।

Sub-topics

• mRNA प्रसंस्करण और परिपक्वन
• गैर-कोडिंग आरएनए और नियामक कार्य
• राइबोसोमल आरएनए और राइबोसोम जैवजनन
• आरएनए स्प्लिसिंग और वैकल्पिक स्प्लिसिंग
• स्थानांतरण आरएनए और एमिनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेज़

Core questions

• एक प्राथमिक प्रतिलेख (प्राइमरी ट्रांसक्रिप्ट) को एक कार्यात्मक, परिपक्व आरएनए में कैसे परिवर्तित किया जाता है?
• आरएनए के विभिन्न वर्ग—एमआरएनए, टीआरएनए, आरआरएनए, और गैर-कोडिंग आरएनए—प्रत्येक जीन अभिव्यक्ति में कैसे योगदान करते हैं?
• आरएनए प्रसंस्करण चरणों का समन्वय, विनियमन और प्रूफरीडिंग कैसे की जाती है?
• उत्प्रेरक आरएनए (राइबोजाइम) गतिविधि आरएनए को एक निष्क्रिय संदेशवाहक से कहीं अधिक के रूप में देखने के दृष्टिकोण को कैसे बदलती है?

Key concepts

• प्रतिलेखन-पश्चात प्रसंस्करण
• मैसेंजर, ट्रांसफर, और राइबोसोमल आरएनए
• गैर-कोडिंग और नियामक आरएनए
• राइबोजाइम (उत्प्रेरक आरएनए)
• आरएनए-प्रोटीन कॉम्प्लेक्स (राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन)
• आरएनए परिपक्वन और टर्नओवर

Key theories

आरएनए जगत / उत्प्रेरक आरएनए

यह खोज कि आरएनए एक उत्प्रेरक (एक राइबोजाइम) के रूप में कार्य कर सकता है, जिसका उदाहरण स्व-स्प्लिसिंग टेट्राहाइमेना इंट्रॉन है, ने स्थापित किया कि आरएनए रसायन विज्ञान के साथ-साथ सूचना भी वहन करता है, इस विचार का समर्थन करता है कि प्रारंभिक जीव विज्ञान में आरएनए प्रोटीन और डीएनए से पहले था।

Mechanisms

आरएनए पॉलीमरेज़ प्राथमिक प्रतिलेख (प्राइमरी ट्रांसक्रिप्ट) उत्पन्न करते हैं जो शायद ही कभी बनते ही कार्यात्मक होते हैं। मैसेंजर आरएनए को कैप किया जाता है, स्प्लिस किया जाता है और पॉलीएडेनाइलेट किया जाता है; ट्रांसफर और राइबोसोमल आरएनए को क्लीव किया जाता है, ट्रिम किया जाता है, रासायनिक रूप से संशोधित किया जाता है और मोड़ा जाता है; और राइबोसोमल सबयूनिट्स को उनके आरएनए कोर के साथ इकट्ठा किया जाता है। इनमें से कई चरण आरएनए-प्रोटीन मशीनों द्वारा किए जाते हैं या सहायता प्राप्त होते हैं, और कुछ आरएनए उत्प्रेरण द्वारा ही, जैसा कि स्व-स्प्लिसिंग इंट्रॉन ने पहली बार दिखाया था। अनुवाद तंत्र से परे, जीनोम का एक बड़ा हिस्सा गैर-कोडिंग आरएनए उत्पन्न करता है जो अन्य अणुओं को निर्देशित, मचान या शांत करता है, जिससे आरएनए विनियमन का सब्सट्रेट और एजेंट दोनों बन जाता है।

Clinical relevance

चूंकि आरएनए प्रसंस्करण लगभग सभी जीन अभिव्यक्ति का आधार है, स्प्लिसिंग, आरएनए संशोधन, या राइबोसोम असेंबली में व्यवधान मानव रोगों की एक श्रृंखला से जुड़े हैं, और आरएनए स्वयं निदान और उपचार के लिए एक मंच बन गया है। यह क्षेत्र उस जीव विज्ञान का वर्णन करता है जिस पर ऐसे अनुप्रयोग आधारित हैं; यह शैक्षिक पृष्ठभूमि है न कि व्यक्तिगत निदान या उपचार का आधार।

History

डीएनए और प्रोटीन के बीच एक साधारण संदेशवाहक के रूप में आरएनए की बीसवीं सदी के मध्य की तस्वीर लगातार जटिल होती गई: 1970 के दशक के अंत में विभाजित जीन और स्प्लिसिंग की खोज की गई, 1980 के दशक की शुरुआत में उत्प्रेरक आरएनए की, और 1990 के दशक से नियामक गैर-कोडिंग आरएनए की लहरें। प्रत्येक खोज ने क्षेत्र को कोडिंग प्रतिलेखों के प्रसंस्करण से एक व्यापक जीव विज्ञान तक विस्तारित किया जिसमें आरएनए एक साथ सूचना, मशीन और नियामक है।

Key figures

• Thomas Cech
• Sidney Altman
• Phillip Sharp
• Richard Roberts
• Joan Steitz

Seminal works

• kruger-1982
• cech-2014

Frequently asked questions

क्या आरएनए केवल डीएनए और प्रोटीन के बीच एक संदेशवाहक है?

नहीं। जबकि मैसेंजर आरएनए कोडिंग जानकारी वहन करता है, कोशिका अनुवाद के लिए ट्रांसफर और राइबोसोमल आरएनए पर भी निर्भर करती है और कई गैर-कोडिंग आरएनए पर भी जो जीन अभिव्यक्ति को विनियमित करते हैं, और कुछ आरएनए उत्प्रेरक होते हैं।

आरएनए को संसाधित करने की आवश्यकता क्यों है?

प्राथमिक प्रतिलेख (प्राइमरी ट्रांसक्रिप्ट) आमतौर पर अपरिपक्व होते हैं; कैपिंग, स्प्लिसिंग, ट्रिमिंग और रासायनिक संशोधन उन्हें स्थिर, सही ढंग से मुड़े हुए, कार्यात्मक अणुओं में परिवर्तित करते हैं और विनियमन के बिंदु प्रदान करते हैं।