આર. એન. એ.

આર. એન. એ. (Ribonucleic acid – RNA) : સજીવોનાં આનુવંશિક લક્ષણોના સંચારણ (transmission) માટે અગત્યના એવા રાઇબોન્યૂક્લિયોટાઇડ અણુએકમોના બહુલકો. પ્રત્યેક ન્યૂક્લિયોટાઇડમાં બેઇઝ તરીકે પ્યુરિન અથવા પિરિમિડાઇનનો એક અણુ હોય છે. તે રાઇબોઝ શર્કરા-અણુના પહેલા કાર્બન સાથે જોડાયેલો હોય છે, જ્યારે તેના પાંચમા કાર્બન સાથે ફૉસ્ફેટનો અણુ જોડાયેલો હોય છે. સામાન્યપણે પ્યુરિન બેઇઝ તરીકે એડિનાઇન અને ગ્વાનાઇન આવેલા હોય છે, જ્યારે પિરિમિડિન બેઇઝ તરીકે સાયટોસાઇન અને યુરેસિલ આવેલા હોય છે.

આર. એન. એ.ના અણુઓ કોષમાં સર્વત્ર પ્રસરેલા હોય છે. અંત:રસજાળ (endoplasmic reticulum) સાથે સંકળાયેલા રાઇબોઝોમોના 55 ટકા જેટલા ઘટકો આર. એન. એ.ના બનેલા હોય છે. કોષરસ(cytoplasm)ના પ્રવાહીમાં પણ જ્યાં ત્યાં આર. એન. એ.ના અણુઓ પ્રસરેલા હોય છે. ઉપરાંત, તે ઘટકો કોષકેન્દ્ર(nucleus)ની અંદર ખાસ કરીને કોષકેન્દ્રિકા(nucleolus)માં અલ્પ પ્રમાણમાં કેન્દ્રિત થયેલા હોય છે. કોષોમાં સામાન્ય રીતે m-RNA (મેસેન્જર આર.એન.એ.), r-RNA (રાઇબોઝોમલ આર.એન.એ.) અને t-RNA (ટ્રાન્સફર આર.એન.એ.) – એમ ત્રણ પ્રકારના આર.એન.એ.ના કોષ હોય છે.

વિષમકોષકેન્દ્રીય આર. એન. એ. (Heteronuclear RNA અથવા HnRNA) કહેવાતા m-RNAના પૂર્વગામી ઘટકોનું સંશ્લેષણ, કોષકેન્દ્રરસમાં આવેલા DNA(ડી. એન.એ.)ની અસર હેઠળ RNA-પૉલિમરેઝ ઉત્સેચકોની અસર હેઠળ થાય છે. ત્યારબાદ કોષકેન્દ્રના ન્યૂક્લિએઝ ઉત્સેચકો HnRNAનું m-RNAમાં નાના ઘટક રૂપે વિઘટન કરે છે. પછી m-RNAનું ત્યાંથી સ્થાનાંતર થાય છે અને તે કોષરસમાં આવેલા રાઇબોઝોમ તંત્રની સાથે સંકળાય છે. m-RNAની શૃંખલા એકસૂત્રીય હોય છે અને તે પૉલિપેપ્ટાઇડના સંશ્લેષણ માટે અગત્યના આનુવંશિક સંકેતો ધરાવે છે.

m-RNA અણુઓ વિવિધ લંબાઈ અને અણુભારના હોય છે. આ પ્રકારની ભિન્નતા માટે મુખ્યત્વે તેના સંકેતોની અસર હેઠળ ઉત્પન્ન થતા પ્રોટીનપદાર્થોની વિષમતા કારણભૂત હોય છે. પ્રત્યેક ઍમિનો-ઍસિડને લગતો સંકેત ત્રણ ન્યૂક્લિયોટાઇડોનો બનેલો હોય છે. તેથી જો પ્રોટીન પદાર્થ 1૦૦ ઍમિનોઍસિડોનો બનેલો હોય તો તેના સંશ્લેષણ માટે જવાબદાર m-RNAમાં ઓછામાં ઓછા 3૦૦ ન્યૂક્લિયોટાઇડો આવેલા હોય. સાદાં પ્રોટીનો ધરાવતા ઈ. કોલિ(E. coli) બૅક્ટેરિયામાં આવેલ m-RNAના અણુઓ 900-1500 જેટલા ન્યૂક્લિયોટાઇડોના બનેલા હોય છે. બૅક્ટેરિયા જેવા સૂક્ષ્મ જીવોમાં આવેલા m-RNAની આયુમર્યાદા ઘણી ટૂંકી એટલે કે જૂજ સેકંડોથી 2 મિનિટ જેટલી હોય છે; પરંતુ સસ્તનોમાં આવેલા m-RNA પ્રમાણમાં વધુ સ્થિર હોય છે અને તેમનું સંપૂર્ણ વિઘટન થવા માટે 2-3  દિવસ જેટલો સમય લાગે છે.

યુકેરિયોટામાં r-RNAનું સંશ્લેષણ કોષકેન્દ્રિકામાં થતું હોય છે. તેમાં આવેલા RNA-પૉલિમરેઝ ઉત્સેચકો કોષકેન્દ્રના DNAના સિસ્ટ્રૉન(અથવા જનીન)નું એક પૂર્વગામી r-RNAમાં રૂપાંતર કરે છે. જો કે આ r-RNAનું ઝડપથી વિઘટન થતાં તે 32s અને 20s ઘટકોમાં વિભાજિત થાય છે. ત્યારબાદ આ ઘટકોના પુનર્વિભાજનથી તે અનુક્રમે 28s અને 18s ઘટકોમાં પરિવર્તન પામે છે. આ પ્રક્રિયાની સાથે સાથે કેટલાક રાઇબોઝોમોનાં પ્રોટીનોનું સ્થાનાંતર કોષકેન્દ્રિકામાં થઈને તે r-RNAના 28s અને 18s ઘટકો સાથે સંયોજાતાં અનુક્રમે 60s અને 40s રાઇબોઝોમોના એકમો બને છે. ત્યારબાદ આ બેનું એકબીજા સાથે જોડાણ થતાં એક તેમાંથી 8૦s-એક m-RNA દ્વિલક બને છે. આ પ્રકારે રાઇબોઝોમોમાં તેમની પરસ્પર તેમજ m-RNA સાથે પુન: પુન: જોડાણ અને વિઘટનની પ્રક્રિયાઓ સતત ચાલ્યાં કરે છે અને આ રાઇબોઝોમોના વિવિધ m-RNA સાથેના સંયોજનથી વિભિન્ન પ્રકારનાં પ્રોટીનો ઉત્પન્ન થયાં કરે છે. આમ તો સામાન્યપણે r-RNAના અણુઓ એકસૂત્રીય હોય છે, પરંતુ સૂત્રમાં આવેલા સહસંબંધક ન્યૂક્લિયોટાઇડોનું જોડાણ એકબીજા સાથે થતાં તે અંશત: અથવા પૂર્ણ રીતે પોતાની આસપાસ વીંટળાયેલું (helical) જોવા મળે છે.

t-RNAનો અણુ આમ તો એક જ સૂત્રનો બનેલો હોય છે, પરંતુ કેટલીક જગ્યાએ તે છૂટો અને કેટલીક જગ્યાએ તે સહસંબંધક ન્યૂક્લિયોટાઇડ સાથે જોડાય છે. તેથી ઘણુંખરું એક ત્રિખંડી પાંદડા જેવો આકાર ધારણ કરે છે. અન્ય RNAમાં આવેલા ચાર સામાન્ય બેઇઝો ઉપરાંત, બિનજોડાયેલા કેટલાક બેઇઝોનું પરિવર્તન થતાં હાઇપોઝેંથાઇન, ડાયહાઇડ્રોયુરિડાઇન મિથાઇલ અને ડાયમિથાઇલ ગ્વાનાઇન, સ્યુડોયુરિડાઇન જેવા બેઇઝો અને ન્યૂક્લિયોટાઇડો બને છે, આ માત્ર t-RNA પૂરતા મર્યાદિત હોય છે.

પ્રત્યેક કોષકેન્દ્રના કેટલાક DNAના અણુઓમાં, t-RNAનું સંશ્લેષણ કરતાં જનીનો આવેલાં હોય છે. કોષકેન્દ્રરસમાં આવેલા RNA-પૉલિમરેઝ ઉત્સેચકો એક પૂર્વગામી t-RNAમાં આ જનીનોના સંકેતોનું રૂપાંતર કરે છે. પ્રત્યેક t-RNAમાં 120-130 જેટલા ન્યૂક્લિયોટાઇડો આવેલા હોય છે. આ પૂર્વગામી અણુઓનું સ્થાનાંતર કોષરસમાં થતાં વિઘટન થાય છે અને વિશિષ્ટ t-RNAમાં પરિવર્તન થાય છે. ત્યારબાદ કેટલાક બેઝોનું મિથાઇલીકરણ અને અન્ય ફેરફારો થવાથી તે એક સંપૂર્ણ t-RNAનું સ્વરૂપ ધારણ કરે છે. જુદા જુદા યુકેરિયોટામાં કુલ 100-120 જેટલા t-RNAના અણુઓ પ્રસરેલા હોય છે અને પ્રત્યેક t-RNAનો અણુ 73થી 88 જેટલા ન્યૂક્લિયોટાઇડો ધરાવે છે. તેનો અણુભાર 25,000-30,000  વચ્ચે આવેલો હોય છે. સ્થાનાંતર કરતા ઍમિનોઍસિડોને આધીન t-RNAનું નામકરણ કરવામાં આવ્યું છે; દાખલા તરીકે, કોષરસમાંથી એલૅનિન ઍમિનોઍસિડને મેળવીને રાઇબોઝોમ સાથે સંકળાયેલા m-RNA તરફ લઈ જનાર t-RNAને ઍલિન-t-RNA કહે છે.

t-RNAનું સંયોજન ઍમિનોઍસિડ સાથે થતાં સૌપ્રથમ ઍમિનોઍસાઇલ-t-RNA-સંકુલ નિર્માણ થાય છે. આ સંકુલનું સંયોજન પ્રત્યેક t-RNAની એક બાજુએ આવેલાં વિશિષ્ટ જનીનોના પ્રતિસંકેતો (anticodon) m-RNAના સંકેતો સાથે જોડાતાં થાય છે. આ પ્રક્રિયાની અસર હેઠળ ઉપર દર્શાવેલ સંકુલ સાથે સંકળાયેલો ઍમિનોઍસિડનો અણુ ત્યાં નિર્માણ થયેલ નત્રલ પદાર્થની સાંકળની સમીપ આવતાં, કેટલીક પ્રક્રિયાઓને આધીન રહીને તે સાંકળ સાથે જોડાય છે, જ્યારે ઍમિનોઍસિડ t-RNA સંકુલથી જુદો પડે છે. આવી રીતે ઍમિનોઍસિડના અણુઓ ત્યાં નિર્માણ થતા નત્રલ પદાર્થ સાથે ક્રમશ: ઉમેરાય છે. છેવટે આ સાંકળની રચના સંપૂર્ણ થતાં તે ત્યાંથી છૂટો પડે છે. એ રીતે એક પ્રોટીન પદાર્થ ઉમેરાય છે.

t-RNA ઉપર મુકરર થયેલું નિશ્ચિત સ્થાન, આ સંયોજનપ્રક્રિયા સાથે સંકળાયેલો ઉત્સેચક, આ નિશ્ચિત સ્થાન શોધી શકે તે માટેની વિશિષ્ટ ગોઠવણ તેમજ m-RNA પર આવેલાં જનીનોના સંકેતોને આકર્ષનાર નિયત પ્રતિસંકેતો એ સર્વપ્રક્રિયાઓ ઉપર ઍમિનોઍસિડનું સંયોજન આધાર રાખે છે.

RNA-વાઇરસમાં આવેલો RNAનો અણુ એકસૂત્રીય અથવા દ્વિસૂત્રીય શૃંખલા રૂપે હોઈ શકે છે. એકસૂત્રીય RNA-વાઇરસો બે પ્રકારના હોય છે : એક પ્રકાર તે માનવસહિત અંગુષ્ઠધારીઓના ચેતાતંત્ર પર આક્રમણ કરતા પોલિયોના વાઇરસો, આક્રમિત (attacked) કોષના સંપર્કમાં આવતાં અણુ ત્યાં આવેલા RNA-પૉલિમરેઝની અસર હેઠળ દ્વિસૂત્રીય અણુમાં પરિવર્તન પામે છે. ત્યારબાદ તેનાં બે સૂત્રો એકબીજાંથી છૂટાં પડે છે. પછી માત્ર પ્રતિકૃતિ દ્વારા નિર્માણ થયેલું નવું સૂત્ર RNA-રેપ્લિકેસ ઉત્સેચકની અસર હેઠળ એક નવા RNA-વાઇરસની રચના કરે છે.

એકસૂત્રીય RNAના બીજા પ્રકારમાં ઉંદર જેવાં પ્રાણીઓમાં લ્યુકેમિયા તેમજ સ્તનોના ટ્યૂમર માટે જવાબદાર એવા વાઇરસો છે. પરંતુ આ વાઇરસ સહસંબંધક સૂત્ર તરીકે એક DNAની સાંકળની રચના કરે છે. આ સાંકળ DNA પૉલિમરેઝની અસર હેઠળ સહસંબંધક DNAના સૂત્રની રચના થવાથી દ્વિસૂત્રીય DNAના અણુમાં પરિવર્તન પામે છે. આ DNAનો અણુ યજમાનના કોષમાં આવેલા રંગસૂત્રમાં પ્રવેશ કરીને RNA-પૉલિમરેઝની અસર હેઠળ નવા RNA વાઇરસની પ્રતિકૃતિ બનાવે છે.

દ્વિસૂત્રીય RNA-વાઇરસની રચના DNAના જેવી હોય છે. DNAની જેમ અહીં પણ આ બંને સૂત્રો વિભાજન દરમિયાન એકબીજાંથી અલગ પડે છે. આ એકલસૂત્રો પછી હાઇડ્રોજન-બંધનો વડે સહસંબંધક ન્યૂક્લિયોટાઇડોના એકમો સાથે જોડાય છે. RNA-રેપ્લિકેસની અસર હેઠળ આ ન્યૂક્લિયોટાઇડો એક શૃંખલામાં ફેરવાઈ જતાં નવો દ્વિસૂત્રીય RNA વાઇરસ ઉત્પન્ન થાય છે.

મ. શિ. દૂબળે