न्यूक्लिइक अम्ले

न्यूक्लिइक अम्‍ले : प्राणिज आणि वनस्पतिज कोशिकांमध्ये (पेशींमध्ये) आणि ⇨व्हायरसांमध्ये आढळून येणाऱ्या उच्च रेणुभाराच्या कार्बनी संयुगांच्या एका मोठ्या गटाला न्यूक्लिइक अम्‍ले असे म्हणतात. कोशिकांमध्ये प्रथिने तयार करणे, त्यांवर नियंत्रण ठेवणे व आनुवंशिक गुणधर्मांचे [→ आनुवंशिकता] वहन यांमध्ये ह्या अम्‍लांचे महत्त्व आहे. रासायनिक दृष्ट्या त्यांचे दोन भाग पडतात : (१) रिबोन्यूक्लिइक अम्‍ल (आरएनए, RNA) व (२) डीऑक्सिरिबोन्यूक्लिइक अम्‍ल (डी एन ए, DNA). वनस्पतिज व प्राणिज कोशिकांमध्ये आणि व्हायरसांव्यतिरिक्त इतर सूक्ष्मजीवांमध्ये दोन्ही प्रकारची अम्‍ले आढळतात, तर वनस्पतिज व्हायरसात आरएनए, सूक्ष्मजैवक व्हायरसात डीएनए आणि प्राणिज व्हायरसात आरएनए (बालपक्षाघाताचा – पोलिओचा – व्हायरस) अथवा डीएनए (व्हॅक्सिनिया व्हायरस) आढळते.

ही अम्‍ले निसर्गात फॉस्फरसाच्या जटिल (गुंतागुंतीची संरचना असलेल्या) संयुगांच्या स्वरूपात आढळत असून ती अम्‍लधर्मी आहेत. त्यांचे अपघटन होऊन (मोठ्या रेणूचे लहान लहान रेणूंत तुकडे होऊन) फॉस्फोरिक अम्‍ल, शर्करा आणि प्यूरिने व पिरिमिडिने यांचे मिश्रण मिळते. १८६८ च्या सुमारास पूयकोशिकेतून (पूयुक्त कोशिकेतून) ही अम्‍ले एफ्. मिशर यांनी वेगळी केली. ती फॉस्फरसयुक्त संयुगे असून त्यांना न्यूक्लिइन हे नाव देण्यात आले. पुढे विविध कोशिकांतून फॉस्फरसयुक्त अम्‍ले वेगळी करण्यात आली. त्यांचे स्वरूप न्यूक्लिइनासारखेच होते. पुढे या सर्वांना न्यूक्लिइक अम्‍ले असे संबोधण्यात येऊ लागले.

घटक : न्यूक्लिइक अम्‍लांचे जलीय विच्छेदन केल्यास (पाण्याची संयुगावर विक्रिया करून मोठ्या रेणूचे लहान रेणूंत तुकडे केल्यास) पुढील घटक मिळतात.

यांपैकी रिबोज व डीऑक्सिरिबोज या पंचशर्करा (पेंटोज), ॲडेनीन व ग्वानीन ही प्यूरीन गटातील तर सायटोसीन, थायमीन, युरॅसिल ही पिरिमिडीन गटातील संयुगे आहेत.

या निरनिराळ्या घटकांपासून न्यूक्लिइक अम्‍लांची उभारणी कशी होते हे लक्षात घेतल्यास न्यूक्लिइक अम्‍लांची संरचना व कार्यपद्धती समजणे सोपे जाईल. पंचशर्करेचा प्यूरीन किंवा पिरिमिडीन गटाशी संयोग होऊन तयार झालेल्या संयुगांना न्यूक्लिओसाइडे म्हणतात. न्यूक्लिओसाइडांचा फॉस्फोरिक अम्‍लाशी संयोग होऊन तयार झालेल्या संयुगांना न्यूक्लिओटाइडे म्हणतात. अशी अनेक न्यूक्लिओटाइडे एकत्र येऊन बहुन्यूक्लिओटाइडे म्हणजेच न्यूक्लिइक अम्‍ले तयार होतात. या अम्‍लांचा प्रथिनांशी संयोग होऊन न्यूक्लिओप्रथिने संश्लेषित होतात (घटक एकत्र येऊन संयुगे तयार होतात). त्यांच्यामध्ये जैव क्रियाशीलता असते. आ. २ वरून न्यूक्लिओटाइडे कशी जुळलेली असतात याची कल्पना येईल.

न्यूक्लिइक अम्‍लांच्या जुळणीत हे महत्त्वाचे घटक पुढीलप्रमाणे जुळलेले असतात. पंचशर्करेच्या पहिल्या कार्बन अणूचा, पिरिमिडिनाच्या ३ या स्थानातील, तर प्यूरिनाच्या ९ या स्थानातील नायट्रोजन अणूशी संयोग होतो. फॉस्फोरिक अम्‍लाचा पंचशर्करेच्या २^′, ३^′, किंवा ५^′ या स्थानातील कार्बन अणूशी संयोग घडतो आणि अशा प्रकारे एक न्यूक्लिओटाइड तयार होते. निरनिराळ्या न्यूक्लिओटाइड एककांचा फॉस्फोरिक अम्ल व पंचशर्करा यांमधून संयोग होऊन न्यूक्लिइक अम्ले तयार होतात. एका न्यूक्लिओटाइडातील पंचशर्करेचा ५^′ कार्बन अणू फॉस्फेट एस्टर बंधाद्वारे दुसऱ्या न्यूक्लिओटाइडातील पंचशर्करेच्या ३^′ कार्बन अणूशी जोडलेला असतो. न्यूक्लिओप्रथिनांचे संश्लेषण होतानासुद्धा प्रथिने फॉस्फेटाद्वारेच जोडली जातात. ही प्रथिने हिस्टोन, प्रोटामीन या गटांतील असतात.

डीऑक्सिरिबोन्यूक्लिइक प्रथिने रिबोन्यूक्लिइक प्रथिनांपासून वेगळी करण्याच्या अनेक पद्धती उपयोगात आणतात. लवणाची निरनिराळी संहती (विद्रावातील प्रमाण) वापरून (डीएनए प्रथिनांचा अवक्षेप म्हणजे न विरघळणारा साका लवणांच्या विरल संहतीत सुटा होतो) किंवा अलीकडील पद्धतीत या दोन प्रकारच्या प्रथिनांच्या घनता व आकारमान यांमधील फरकाचा उपयोग करून ती एकमेकांपासून वेगळी करतात. दुसऱ्या एका पद्धतीत कोशिकांचा अर्क क्षारधर्मी (अल्कलाइन) विद्रावात तापवितात. त्यामध्ये आरएनएचे विभाजन होते व डीएनए तसेच राहते. योग्य ती प्रक्रिया करून डीएनए वेगळे केले जाते. उरलेल्या मिश्रणात आरएनएची न्यूक्लिओसाइडे व फॉस्फोरिक अम्‍ले असतात. त्यातील फॉस्फोरिक अम्‍लांचे मापन करून आरएनएचे प्रमाण ठरवितात. न्यूक्लिइक अम्‍लांत साधारणतः ९% फॉस्फरस व १५% नायट्रोजन असतो. मापनाच्या आणखी एका पद्धतीत कोशिकां ट्रायक्लोरोॲसिटिक अम्‍लाबरोबर तापवितात व त्या विद्रावाची डायफिनिल-अमाइनाबरोबर रासायनिक विक्रिया घडवितात. या विक्रियाकारकाची क्रिया ही फक्त प्यूरीन डीऑक्सिरिबोसाइडाशी होते आणि रंगीत विद्राव तयार होतो. वर्णमापकाच्या [→ वर्ण व वर्णमापन] साहाय्याने त्याची तीव्रता मोजून डीएनएचे मापन करतात.

निरनिराळ्या न्यूक्लिइक अम्‍लांत क्षारकीय (अम्‍लाशी विक्रिया झाल्यास लवणे देण्याचा गुणधर्म असलेल्या बेसिक) एककाची (प्यूरीन अगर पिरिमिडीन गट) संख्या भिन्न असते. उदा., डीएनएमध्ये त्याचे प्रमाण १०^७ ते १०^८ इतके असू शकते, तर वाहक आरएनएमध्ये ते प्रमाण ८० इतपतच असते. प्यूरीन-पिरिमिडीन गटांची एकंदर संख्या निरनिराळ्या डीएनएमध्ये वेगवेगळी असते. कुठल्याही विशिष्ट डीएनएच्या रेणूमध्ये जेवढे ॲडेनीन गट असतात तेवढेच थायमीन गट असतात, तर ग्वानीनएवढे सायटोसीन गट असतात. म्हणजेच ॲडेनिनाचे थायमिनाशी व ग्वानिनाचे सायटोसिनाशी प्रमाण नेहमी १:१ असते. काही व्हायरसांमधील आरएनएचा अपवाद सोडता इतके साधे प्रमाण आरएनएमध्ये असत नाही.

डीऑक्सिरिबोन्यूक्लिइक अम्ल : (डीएनए). फक्त आरएनए च असलेल्या काही व्हायरसांचा अपवाद सोडता डीएनए प्रत्येक सजीवामध्ये आढळते. कोशिकेच्या केंद्रस्थानी (कोशिकेतील प्रक्रियांवर नियंत्रण ठेवणाऱ्या जटिल गोलसर पुंजामध्ये) ते असते. सूक्ष्मजंतू व नील-हरित शैवले यांसारख्या केंद्रकाभोवती पापुद्रा (पटल) नसलेल्या सजीवांना अनावृत्त केंद्रकी सजीव म्हणतात, तर केंद्रकाभोवती पापुद्रा असलेल्यांना आवृत्त केंद्रकी सजीव म्हणतात. या दोन्ही प्रकारच्या सजीवांच्या कोशिकांतील केंद्रकांमधील रंगसूत्रांच्या (एका पिढीतील आनुवंशिक गुणधर्म पुढील पिढीत नेणाऱ्या सुतासारख्या सूक्ष्म घटकांच्या गुणसूत्रांच्या) संरचनेत व घटकांमध्ये फरक आढळतो. आवृत्त केंद्रकी सजीवांच्या रंगसूत्रांची संरचना जटिल असून त्यांमध्ये डीएनए तसेच आरएनए आणि प्रथिने असतात. अनावृत्त केंद्रकी सजीवांमधील केंद्रकात एकच रंगसूत्र असून त्यामध्ये फक्त डीएनए असते. त्यांपैकी काही जातींच्या सूक्ष्मजंतूंमधील रंगसूत्र हे दोन पेड असलेला डीएनएचा रेणू असते. अर्थात सर्वच व्हायरसांच्या किंवा सूक्ष्मजंतूंच्या रंगसूत्रांमध्ये एकच मोठा रेणू असतो, असे म्हणता येत नाही. आवृत्त केंद्रकी सजीवांच्या सूत्रकणिका (कोशिकेतील द्रवामध्ये असणाऱ्या त्याच्या जैव कार्यामध्ये भाग घेणाऱ्या तंतूंसारख्या आणि गोलाकार काया) व हरितकणू (हरितद्रव्ययुक्त जीवद्रव्याचा विशेषित भाग) यांमध्येसुद्धा डीएनए असते, असे अलीकडेच आढळले आहे पण त्याचे रासायनिक संघटन केंद्रकातील संघटनापेक्षा वेगळे असते.

भौतिक गुणधर्म : डीएनएच्या शुद्धीकरणासाठी वापरण्यात आलेल्या पद्धतीवर हे गुणधर्म अवलंबून असतात. जर एंझाइमांनी (सजीव कोशिकांमध्ये तयार होणाऱ्या प्रथिनयुक्त व रासायनिक विक्रिया घडविण्यास मदत करणाऱ्या संयुगांनी) अगर त्यासारख्याच प्रकाराने होणारे डीएनएचे खंडन होण्याचे टाळले, तर मिळालेल्या डीएनएचा रेणुभार (१२,००,००,०००) फारच मोठा असतो. त्याची बरोबरी रंगसूत्रातील अथवा व्हायरस किंवा सूक्ष्मजंतूंतील न्यूक्लिइक अम्लाच्या रेणूबरोबरच होऊ शकते. त्याचा विद्राव अगदी श्यान (दाट) असतो. त्याच्यावर काहीही प्रक्रिया केली असता (उदा., थोडे ढवळले असतानासुद्धा) त्या डीएनए रेणूचे कमी रेणुभार असलेल्या छोट्या छोट्या घटकांत अपघटन होते. डीएनए रेणूत प्यूरीन व पिरिमिडिनाची क्षारकीय संयुगे असल्यामुळे त्याचा विद्राव जंबुपार (वर्णपटाच्या जांभळ्या रंगापलीकडील अदृश्य) किरणांचे शोषण करतो. हा विद्राव विशिष्ट तापमानापर्यंत तापविला असता, तो कमी श्यान होतो व जंबुपार किरणांचे अधिक शोषण करतो. या वेळी रेणूमधील डीएनएची सर्पिल (मळसूत्री) संरचना तुटून अनियमित वलययुक्त अशा संरचना होतात. या प्रक्रियेला ऊष्मीय विकृतीकरण असे म्हणतात. ऊष्मीय विकृतीकरणास लागणारे तापमान डीएनए रेणूमधील क्षारकीय संयुगांच्या प्रमाणावर अवलंबून असते. सायटोसीन व ग्वानीन यांमधील बंध ॲडेनीन आणि थायमीन यांमधील बंधापेक्षा अधिक दृढ असतात (आ. ४). त्यामुळे सायटोसीन व ग्वानीन यांचे प्रमाण अधिक असलेला डीएनए रेणू उच्च तापमानाला अधिक स्थिर असतो.

संरचना : डीएनएचे कार्य समजण्यासाठी प्रथम त्यांची संरचना नीट समजली पाहिजे. डीएनएचा रेणू लांबट असून त्याचा व्यास २ मिलिमायक्रॉन (१ मायक्रॉन = १०^-३ मिमी.) व लांबी २०० मायक्रॉन असते. रंगसूत्राच्या धाग्याचा व्यास १०० ते २०० मायक्रॉन असून त्यामध्ये डीएनएचे अनेक रेणू सामावलेले असतात. डीएनए रेणूमध्ये क्षारकीय संयुगाच्या दोन साखळ्या असतात. त्या एका आसाभोवती एकाच दिशेने गुंडाळलेल्या असतात. त्यांत आसाला काटकोनात न्यूक्लिओटाइडांच्या खुंट्या बसविल्यासारख्या वाटतात. क्षारकीय संयुगे ही आतल्या बाजूला असून फॉस्फेट गट बाहेरच्या बाजूला असतात. काही अतिसूक्ष्मजीवांच्या डीएनएमध्ये (उदा., फायएक्स – १७४ नावाचा व्हायरस) एकच साखळी असते. त्यांच्यामध्ये ऊष्मीय विकृतीकरणाचा गुणधर्म दिसून येत नाही. क्ष-किरण विश्लेषण, अवरक्त (वर्णपटातील तांबड्या रंगाच्या अलीकडील अदृश्य) किरण शोषण, इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शक इ. तंत्रांच्या साहाय्याने रेणूची संरचना निश्चित करण्यात आली. पुढे विद्युत् अनुमापन पद्धतीने [→ अनुमापन] दोन साखळ्यांतील क्षारकीय संयुगांना जोडणारे बंध हायड्रोजनाचे असल्याचे सिद्ध झाले. हायड्रोजन बंधाने जेव्हा क्षारकीय संयुगे जोडली जातात तेव्हा त्यांच्या ॲडेनीन-थायमीन आणि ग्वानीन-सायटोसीन अशाच फक्त जोड्या होतात.

या सर्व माहितीच्या आधारे १९५३ सालाच्या सुमारास जे. डी. वॉटसन व एफ्. एच्. सी. क्रिक यांनी डीएनए रेणूच्या संरचनेसंबंधी हायड्रोजनबंधयुक्त दुहेरी साखळीच्या पिळाची संकल्पना मांडली (आ. ५). या संकल्पनेला पुढे ई. चार्गाफ व ई. जे. विल्यम्स यांनी  केलेल्या रासायनिक विश्लेषणाचा व एम्. एच्. एफ्. विल्किन्झ यांच्या क्ष-किरण विवर्तन [→ क्ष-किरण] अभ्यासाचा आधार मिळाला. या संरचनेनुसार रेणूतील पिळाची त्रिज्या ४० Å [Åम्हणजे अँगस्ट्रॉम = १०^-८ सेंमी.] असते. प्रत्येक न्यूक्लिओटाइड हे जुनी वेटोळी (वरचा भाग) सुटी होतात त्यातील प्रत्येक भाग नवीन वेटोळ्याचे संश्लेषण होण्यासाठी साचा म्हणून वापरले जाते. या संश्लेषणात क्षारकांची संयोग यंत्रणा (म्हणजे ॲडेनिनाशी थायमीन आणि ग्वानिनाशी सायटोसीन) काटेकोरपणे पाळली जाते. प्रत्येक न्यूक्लिओटाइड आसाच्या दिशेत ३-४ Åअंतराने येते. एकाच साखळीत लागून जवळ असलेल्या दोन न्यूक्लिओटाइडांमधील कोन ३६^° असतो. प्रत्येक आवर्तन ३४ Åअंतरावर पुरे होते. म्हणजे साधारणतः एका आवर्तनात १० न्यूक्लिओटाइडे असतात. क्षारकीय संयुगांच्या विशिष्ट जोड्यांमुळे दोन्ही साखळ्या एकमेकींना पूरक ठरतात. त्यांतील अंतर १० Åएवढे असते. या साखळ्यांच्या आणि त्यांतील क्षारकीय संयुगांच्या विशिष्ट संरचनेत पुनरुत्पादनाची गुरुकिल्ली सापडते. पुनरुत्पादनाच्या कार्यात डीएनए हे सूत्रचालक असून आरएनएच्या आधारे हे कार्य अप्रत्यक्ष रीत्या केले जाते. या संदर्भात क्षारकीय संयुगांचा साखळीतील अनुक्रम हा एक महत्त्वाचा भाग आहे. साखळीतील क्षारकीय संयुगांची रचना आणि दोन साखळ्यांतील दुवे कसे असतात याची कल्पना आ. ५ वरून येईल.

रिबोन्यूक्लिइक अम्ले : (आरएनए). रिबोन्यूक्लिओटाइडांची जुळणी होऊन तयार झालेल्या बहुवारिक गटाच्या (अनेक रेणूंच्या संयोगाने तयार झालेल्या जटिल संयुगांच्या गटाच्या) संयुगांना आरएनए हे जातिपद लावण्यात येते. या न्यूक्लिओटाइडांमध्ये मुख्यतः ॲडेनीन, ग्वानीन, युरॅसिल आणि सायटोसीन असतात, तर कधीकधी थायमीन, प्यूरीन आणि पिरिमिडिनाचे मिथिल अनुजात (उदा., डायहायड्रोयुरॅसिल, स्यूडोयुरिडीन वगैरे) आढळतात. ३·५ फॉस्फोडायएस्टर बंधाने रिबोन्यूक्लिओटाइडाचे घटक रिबोज अर्धकांशी जोडलेले असतात. निसर्गातील आरएनए रेणूमध्ये ७० ते ५,०००  रिबोन्यूक्लिओटाइडांचे गट असतात. क्षारकीय संयुगांच्या पूरक जोड्यांतील हायड्रोजनाच्या बंधामुळे काही आरएनएमध्ये विशिष्ट अनुषंगी (दुय्यम) संरचना निर्माण होते.

आरएनएचे अनेक प्रकार आहेत. जननिक कार्यात त्यांचा उपयोग होतो [→ आनुवंशिकी]. गरजेप्रमाणे बहुतेक आरएनए बहुजिनसी असतात, तर संदेशग्राहक आरएनए, व्हायरसातील आरएनए यांमध्ये एक प्रकारचा एकजिनसीपणा आढळतो.

भौतिक गुणधर्म : बहुतेक डीएनए रेणूंचे जननिक कार्य व संरचना समानधर्मी असतात. कोशिकांमध्ये आरएनएचे रेणू अनेक प्रकारचे काम करतात. त्यामुळे त्या त्या विशिष्ठ आरएनएच्या गुणधर्मांतही फरक झालेला आढळतो. तीन पद्धतीच्या आरएनए रेणूंचा रासायनिक दृष्ट्या अभ्यास झालेला आहे. काही व्हायरसांमधील (उदा., रिओव्हायरस, अर्बुद – नवीन कोशिकांच्या अत्यधिक वाढीमुळे निर्माण झालेल्या व शरीरक्रियेला निरुपयोगी असलेल्या गाठीच्या – जखमेतील व्हायरस) आरएनएचे गुणधर्म डीएनएप्रमाणेच असतात. त्यांच्यामध्ये द्विसर्पिल संरचना व ऊष्मीय विकृतीकरण हे डीएनएचे गुणधर्म दिसून येतात पण इतर व्हायरसांमधील (उदा., तंबाखूच्या पानांवरील केवडा रोगास कारणीभूत असणारा मोझाइक व्हायरस) किंवा रिबोसोमामधील [→ कोशिका] आरएनएमध्ये ऊष्मीय विकृतीकरण कमी प्रमाणात दिसते, तर संरचनेत द्विसर्पिल विशिष्टतेचा पूर्णपणे अभाव दिसतो. या आरएनएमध्ये बहुन्यूक्लिओटाइड साखळ्यांच्या एकमेकींवर घड्या पडून क्षारकीय संयुगे जोडलेली असतात. त्यामुळे हायड्रोजनाचे बंध आणि सर्पिल संरचनेच्या छोट्या छोट्या शाखा होणे शक्य असते.

संदेशक (मेसेंजर) आरएनए : प्रथिनांच्या संश्लेषणासाठी आवश्यक असणाऱ्या ⇨ॲमिनो अम्लांची माहिती कोशिकेमध्ये डीएनएच्या साच्यावर असते. आरएनए पॉलिमरेज या एंझाइमाच्या साहाय्याने त्या साच्यावर न्यूक्लिओटाइडाचे बहुवारिकीकरण होऊन संदेशक आरएनएचे कोशिकेमध्ये संश्लेषण होते. डीएनए साखळीतील ॲडेनीन, ग्वानीन, सायटोसीन, थायमीन ……….. ऐवजी अनुक्रमे युरॅसिल, सायटोसीन, ग्वानीन, ॲडेनीन………. अशा न्यूक्लिओटाइडांची जुळणी होऊन विशिष्ट प्रथिनाची माहिती असलेली संदेशक आरएनएची साखळी तयार होते. प्रत्येक ॲमिनो अम्लासाठी तीन न्यूक्लिओटाइडांचा ‘संकेतशब्द’ असतो. कोशिकेमध्ये संदेशक आरएनए एकंदर आरएनएच्या ५% असते. पॉलियुरिडिलिक अम्ल व पॉलि-ॲडिनिलिक अम्ल अशी संदेशक आरएनए संश्लेषित करून त्यांच्या कार्याची अधिक माहिती मिळविण्यात आली.

रिबोसोमाचे आरएनए : हे कोशिकेतील आरएनएच्या सु. ६०% असते. प्रथिने व आरएनए यांचे प्रमाण १ : २ असलेल्या कोशिकेतील प्रथिनांचे संश्लेषण करणाऱ्या कार्यकारी घटकाला रिबोसोम म्हणतात. तो कणीदार असून कोशिकेतील अंतःप्राकल जालकाशी [→ कोशिका] जोडलेला असतो. क्षारकीय संयुगांचे क्वचित आढळणारे अनुजात रिबोसोमाच्या आरएनएमध्ये थोड्या प्रमाणात आढळतात. रिबोसोमाचा रेणुभार साधारणपणे ३० लक्ष असतो. हा ७० S [अतिकेंद्रोत्सारक यंत्रात पदार्थाचे अलगीकरण केल्यास अवसादन–पदार्थ अलग होण्याच्या क्रियेचा–गुणांक S या स्व्हेडबॅरी एककात (१०^-१३ सेकंद) मोजतात टी. स्व्हेडबॅरी या स्वीडिश रसायनशास्त्रज्ञांच्या नावावरून] घनतेचा असून त्यामध्ये लघू ३० S व गुरू ५० S असे उपघटक असतात. त्यांचे रेणुभार अनुक्रमे ६ व १२ लक्ष असतात. त्यांमधील प्रथिनेही एकसारखी नसतात. मॅग्‍नेशियम आयनाच्या द्वारे (विद्युत् भारित अणूच्या द्वारे) हे उपघटक एकत्र बांधले जाऊन क्रियाशील रिबोसोम तयार झालेले असतात. हे दोन उपघटक रिबोसोमामध्ये इतके पक्के बसलेले असतात. कोशिकेचा नाश केल्याशिवाय ते वेगळे करता येत नाहीत. संदेशक आरएनए, संदेशग्राहक आरएनए (ॲमिनो-ॲसिल आरएनए) आणि आवश्यक ती एंझाइमे यांची रिबोसोमाशी जुळणी होऊन कोशिकेमध्ये प्रथिनांचे संश्लेषण होते. प्रथिनाच्या रेणूवर संदेशक आरएनएची लांबी अवलंबून असते. तो जर लांब असेल, तर त्यावर एकाच वेळी अनेक रिबोसोम जुळले जातात व त्यांवर पॉलिपेप्टाइडांच्या साखळ्यांचे स्वतंत्र संश्लेषण होते (उदा., हीमोग्‍लोबिनाचे संश्लेषण होताना एकाच वेळी संदेशक आरएनएच्या रेणूशी ५-५ रिबोसोम जोडले जातात).

विद्राव्य स्वीकारी किंवा संदेशग्राहक आरएनए : हे सर्वांत लहान रेणू व विशिष्ट गुणधर्म असलेले आरएनए आहे. इतरांच्या मानाने याची विद्राव्यता (विरघळण्याची क्षमता) जास्त आहे. रेणुभार २५,००० ते ३०,००० असतो. त्यामध्ये जवळजवळ ८० न्यूक्लिओटाइडे असतात. कोशिकेतील एकंदर आरएनएच्या सु. १५% याचे प्रमाण असते. प्रथिनांच्या संश्लेषणासाठी साधारणतः २० प्रकारची ॲमिनो अम्ले लागतात. या प्रत्येक ॲमिनो अम्लाला रिबोसोमाकडे प्रथिनांच्या संश्लेषणासाठी वाहून नेण्यासाठी स्वीकारी आरएनएची गरज असते. अशी जवळजवळ ६० स्वीकारी आरएनए माहीत आहेत. एकाच ॲमिनो अम्लासाठी ६ पर्यंत स्वीकारी आरएनए असू शकतात. क्वचित आढळणाऱ्या इतर न्यूक्लिओटाइडांचे (स्यूडोयुरिडीन, क्षारकीय संयुगांचे मिथिल अनुजात) प्रमाण यामध्ये जास्त असते. ही इतर न्यूक्लिओटाइडे सुलभ रीतीने ओळखता येतात. त्यामुळे आरएनएमधील न्यूक्लिओटाइडांचे क्रम माहीत होणे सोपे जाते. या आरएनएची संरचना क्लोव्हरच्या पानासारखी [→ क्लोव्हर] असून हायड्रोजन बंधांच्या साहाय्याने त्यामधील क्षारकीय संयुगांची जोडणी होऊन केसातील आकड्यासारखे सर्पिल विभाग पडतात. ए. रिच व एस्. एच्. किम यांनी १९७२ मध्ये यीस्टमधील फिनिल ॲलॅनिनाच्या स्वीकारी आरएनएच्या संरचनेचा अभ्यास केला. या आरएनएची संरचना बहुतांशी क्लोव्हरच्या पानासारखी असली, तरी त्यामध्ये काही फरकही आढळतो व संरचना त्रिमितीय असते. स्वीकारी किंवा संदेशग्राहक आरएनएच्या रेणूला जोडणी होण्यासाठी दोन प्राथमिक जागा असतात. त्यांपैकी एक जागा विशिष्ट ॲमिनो अम्लाला ओळखते व त्याला जोडून घेते, तर दुसरी जागा संदेशक आरएनएतील सांकेतिक माहितीचा अर्थ समजून घेते (निःसंकेतन) आणि तेथे जोडली जाते. संदेशग्राहक आरएनएमध्ये असलेल्या ह्या संदेश ओळखण्याच्या दुहेरी गुणधर्मामुळे संदेशक आरएनएतील माहितीनुसार रिबोसोमावर प्रथिन संश्लेषणासाठी ॲमिनो अम्ले जोडण्याचे काम चालते.

व्हायरस आरएनए : वनस्पती, प्राणी व व्हायरस यांपासून अनेक व्हायरस आरएनए अलग केलेली आहेत. संदेशक आरएनएप्रमाणे त्यांचे गुणधर्म असल्याचे दिसून आले आहे. त्यांच्या रेणूभार १० ते २० लक्ष असतो. साधारणतः संसर्गी व्हायरसाच्या एका कणावर एक आरएनए रेणू असून उरलेल्या प्रथिनापासून तो सुटा करता येतो. सुट्या स्थितीतही तो संसर्गी असून त्यापासून मूळ व्हायरस परत निर्माण होऊ शकतो. सूक्ष्मजंतू किंवा प्राणी यांच्याशी संबंधित असलेल्या मोठ्या व्हायरसांभोवती प्रथिनांची किंवा न्यूक्लिइक अम्लाची वेटोळी असलेली रक्षक आवरणे असतात पण आतमध्ये मात्र डीएनए किंवा आरएनएचे एक अथवा दोन पेड असलेले मुख्य कार्यकारी घटक असतात [→ व्हायरस].

जैव महत्त्व : न्यूक्लिइक अम्लांच्या जैव महत्त्वासंबंधी बरीच माहिती उपलब्ध झालेली आहे. कोशिका, त्यांचे पुनरुत्पादन, रंगसूत्रे, जनुके (आनुवंशिक लक्षणे निदर्शित करणारी रंगसूत्रावरील एकके जीन्स), प्रथिने, व्हायरस वगैरे अत्यंत महत्त्वाच्या गोष्टींशी त्यांचा संबंध आहे असे आढळून आले आहे. त्यांचे जैव महत्त्व अत्यंत मूलभूत स्वरूपाचे आहे. कोशिकेतील न्यूक्लिइक अम्लांचे वाटप पुढीलप्रमाणे होते. (१) कोशिका केंद्रकातील रंगसूत्रात डीएनए असते. (२) यकृत कोशिकेतील आरएनएपैकी ७०% कोशिकाद्रवात (त्यापैकी ५०% सूक्ष्मपिंडांमध्ये – अतिशय सूक्ष्म आकारमानाच्या दाणेदार किंवा फुगीर पिंडांमध्ये – तर २०% सूत्रकणिकांमध्ये) उरलेले ३०% हे कोशिका केंद्रकात असते (२०% केंद्रकांमध्ये – केंद्रकातील गोलाकार पिंडांमध्ये – तर १०% रंगसूत्रांमध्ये).

या दोन न्यूक्लिइक अम्लांमध्ये डीएनए अधिक महत्त्वाचे आहे. कोशिकेचे विभाजन होताना डीएनएतील साखळ्या प्रथम एकमेकींपासून अलग होतात. सुटी झालेली साखळी पूरक साखळीचे संश्लेषण करण्याच्या कार्यात मार्गदर्शन करते (आ. ५). प्रत्येक सुटी साखळी ही पूरक साखळीचे ठराविक पद्धतीने संश्लेषण करते व डीएनएयुक्त नवीन कोशिका तयार होते. हे नवीन संश्लेषित डीएनए मूळ डीएनएप्रमाणेच असल्यामुळे जुन्या कोशिकेचे सर्वच्या सर्व गुणधर्म नवीन कोशिकेमध्ये उतरतात. प्रथिनांच्या संश्लेषणाचे नियंत्रण डीएनएकडून होते आणि या कार्यात त्याला आरएनए व इतर एंझाइमे यांची मदत होते. कोशिकेमधील या व्यवहाराता न्यूक्लिओटाइडांची एक संकेतलिपी असते. ॲडेनीन, ग्वानीन, सायटोसीन आणि थायमीन यांची न्यूक्लिओटाइडे ही डीएनएच्या संकेतलिपीतील ‘अक्षरे’ होत. आरएनएमध्ये मात्र थायमिनाच्याऐवजी युरॅसिल असते. या चार अक्षरांसमान न्यूक्लिओटाइडांपैकी तीन न्यूक्लिओटाइडांद्वारे विशिष्ट ॲमिनो अम्लाचा ‘शब्द’ तयार होतो. अशा प्रकारच्या त्रिसूत्रीच्या जुळण्या एकंदर ४^३ (= ६४) होऊ शकतात. ही प्रत्येक जुळणी कुठल्या ॲमिनो अम्लासाठी असते किंवा त्यापासून कोणता विशिष्ट अर्थ निघतो हे आता ज्ञात झाले आहे. मिथिओनीन, ट्रिप्टोफेन या ॲमिनो अम्लांसाठी एक एक त्रिसूत्री संकेत आहे. काहींना दोन, तर ल्युसीन या ॲमिनो अम्लाला ६ त्रिसूत्री संकेतशब्द आहेत. तीन त्रिसूत्री संकेतशब्द ‘प्रथिनाचे संश्लेषण पुरे झाले, थांबवा’ हे सुचविण्यासाठी आहेत. सूक्ष्मजंतू ते उच्च वनस्पती, प्राणी इ. पृथ्वीवरील सर्व सजीवांची संकेतलिपी एकच आहे. इतर एखाद्या ग्रहावर जीवसृष्टी आढळली, तर तेथेसुद्धा हीच संकेतलिपी वापरली जाते की काय यासंबंधी शास्त्रज्ञांना अत्यंत उत्सुकता आहे.

डीएनएमध्ये सुट्या झालेल्या साखळीतील न्यूक्लिओटाइडांच्या द्वारे विशिष्ट प्रथिनांची माहिती संदेशक आरएनएमध्ये पूर्वी सांगितल्याप्रमाणे रेखाटली जाते. केंद्रकातून संदेशक आरएनए हा संदेश घेऊन कोशिकाद्रव्यात असलेल्या रिबोसोमाकडे जाते. तेथे हा संदेश लक्षात घेऊन त्यानुसार ॲमिनो अम्लांना उद्युक्त करून त्यांना रिबोसोमावर आणण्याचे कार्य संदेशग्राहक आरएनए व विशिष्ट एंझाइमे यांच्या साहाय्याने चालते. संदेशग्राहक आरएनए एका बाजूने संदेशक आरएनएशी संपर्क साधते. या ठिकाणी दोन्ही आरएनएतील संकेतलिपीची त्रिसूत्री एकमेकांना पूरक असते. दुसऱ्या बाजूने ते रिबोसोमाशी संपर्क साधते. रिबोसोमावर संदेशक आरएनएवरील माहितीप्रमाणे ॲमिनो अम्लाची साखळी तयार होत असते. संदेशग्राहक आरएनएने आणलेल्या ॲमिनो अम्लाचा स्वीकार करून रिबोसोम त्याची गुंफण ॲमिनो अम्लाच्या साखळीत योग्य ठिकाणी करतो. अशा तऱ्हेने गुंफण होत होत रिबोसोमावरील ॲमिनो अम्लांची साखळी वाढत जाते. वर सांगितलेला ‘प्रथिनाचे संश्लेषण पुरे झाले, थांबवा’ हा त्रिसूत्री संकेतशब्द संदेशक आरएनएवर आला की, त्या साखळीत ॲमिनो अम्ले गुंफण्याचे काम थांबते व ती ॲमिनो अम्लांची साखळी म्हणजेच विशिष्ट प्रथिन रिबोसोमापासून सुटे होते. अशा तऱ्हेने न्यूक्लिइक अम्लांच्या साहाय्याने प्रथिनांच्या संश्लेषणाचे कार्य कोशिकेमध्ये चालते.

पुनरुत्पादनाच्या कार्यात कोशिकेचे विभाजन व रंगसूत्रांची विभागणी या अत्यंत महत्त्वाच्या गोष्टी आहेत [→ कोशिका आनुवंशिकी]. आनुवंशिक गुणधर्म जनुकामध्ये साठविलेले असतात [→ जीन]. हे गुणधर्म रंगसूत्रांमध्ये रेखाटलेले असतात. या दोन्ही गोष्टींमध्ये डीएनएचे कार्य महत्त्वाचे आहे. डीएनएतील क्षारकीय संयुगांच्या विशिष्ट रचनेमुळे ठराविक माहिती रंगसूत्रात रेखाटली जाते. प्रत्येक एंझाइम हे प्रथिन असते आणि ते संश्लेषित करण्यासाठी कोशिकेमध्ये स्वतंत्र जनुक असते. एका एंझाइमासाठी एक जनुक हा सिद्धांत आता सर्वमान्य झाला आहे. आनुवंशिक दोषामुळे एखादे जनुक जर नसेल, तर ते विशिष्ट एंझाइम शरीराला मिळत नाही. त्यामुळे चयापचयावर (शरीरात सतत होणाऱ्या भौतिक-रासायनिक घडामोडींवर) विपरीत परिणाम होतो [→ चयापचय].

सामान्यतः प्रत्येक प्राणिमात्राचे विशिष्ट गुणधर्म पिढ्यान्‌पिढ्या चालत आलेले असतात. त्यामध्ये काही वेळा बदल होतात, यालाच ⇨उत्परिवर्तन असे म्हणतात. बदलत्या परिस्थितीशी झगडताना अगर जुळते घेताना असे कोशिकेतील बदल निसर्गात नेहमीच होत असतात. हे बदल रंगसूत्रातील डीएनएमध्ये होतात. त्यानंतरची निघणारी डीएनएची प्रतिकृती पूर्वीसारखी नसते. जे. बी. एस्. हाल्डेन यांच्या अनुमानाप्रमाणे मानवामध्ये काही कारण नसले, तरी दशलक्ष वर्षांत अगदी नैसर्गिक रीत्या उत्परिवर्तने घडून येतात.

क्ष-किरण किंवा तत्सम किरणांच्यामुळे शुक्रकोशिकेचे (पुं-जनन कोशिकेचे) उत्परिवर्तन घडते. कोशिका केंद्रकातील डीएनएच्या क्षारकीय संयुगांच्या मांडणीत बदल होतो. काही वेळा कोशिकेचा नाशही होतो. क्षारकीय संयुगांच्या मांडणीतील फरक म्हणजेच रंगसूत्रांतील फरक आणि या फरकामुळेच कोशिकेच्या पुनरुत्पादनातील फेरफार दिसून येतात.

पहिल्या महायुद्धात जो मस्टर्ड वायू (डायक्लोरोडायएथिल सल्फाइड) वापरला गेला त्यामध्ये गंधक व क्लोरीन ही मूलद्रव्ये होती. या वायूचा शुक्रकोशिकांवर होणारा परिणाम क्ष-किरणांप्रमाणेच असतो. मस्टर्ड वायूमुळे ग्वानीन अस्थिर होते. शेवटी ग्वानिनाचा नाश होऊन डीएनए साखळीची मोडतोड होते. मस्टर्ड वायूचा विध्वंसक परिणाम लक्षात घेऊन वैद्यकशास्त्रात त्याचा उपयोग शरीरात वाढणाऱ्या हानिकारक गाठींचा नाश करण्यासाठी केला जातो. अणुबाँबमुळे जीवसृष्टीवर होणारे दुष्परिणाम हे कोशिकेच्या मौलिक परिवर्तनामुळेच होतात. तसेच योग्य तऱ्हेने वापरल्यास अणुऊर्जा मानवाला रोगमुक्त करण्यास मदत करू शकेल [→ अणुऊर्जेचे शांततामय उपयोग]. क्षारकीय संयुगांच्या संरचना सूत्रांशी साम्य असणाऱ्या इतर संयुगांचाही वैद्यकशास्त्रात उपयोग केला जातो. उदा., ५-ब्रोमोयुरॅसिल या संयुगाचे ग्वानिनाशी साम्य आहे. मिथिल गटाऐवजी यात ब्रोमीन आहे. डीएनएच्या पुनरुत्पादनाच्या वेळी ग्वानिनाची जागा ५-ब्रोमोयुरॅसिल हे घेते. हा नवीन जोड अस्थिर असतो त्यामुळे कोशिकेचा गुणधर्म बदलला जाऊन तीमध्ये उत्परिवर्तन घडून येते.

कोशिकेमध्ये उत्परिवर्तन झाले, तर ते परिणाम सुधारून घेण्याची योजना कोशिकेमध्ये असते असे आता लक्षात येऊ लागले आहे. कोशिकेचे गुणधर्म शक्यतो पूर्ववत ठेवण्याचा कोशिकेचा कल असतो. समजा, डीएनए सर्पिलाच्या एका पेडामध्ये दोष निर्माण झाला, तर उरलेल्या निर्दोष पेडामधून योग्य माहिती असलेले डीएनए संश्लेषित होते व कोशिकेचे मूळ गुणधर्म तसेच कायम राखले जातात. अशाच आणखीही काही यंत्रणा कोशिकेमध्ये असतात. एश्चेरिकिया कोलाय या सूक्ष्मजंतूतील डीएनएवर प्रयोग करून कोशिकेचे हे गुणधर्म माहीत झाले. या यंत्रणेची कार्यक्षमता कोशिके-कोशिकेमध्ये निराळी असावी. मानवी कोशिकेमध्येही अशीच यंत्रणा असावी. वृद्धत्वाची लक्षणे दिसण्यास कोशिकांचे उत्परिवर्तन हेही एक कारण आहे. तसेच कर्करोगाचा प्रादुर्भाव, व्हायरसजन्य रोग हेही उत्परिवर्तनामुळेच होतात पण वृद्धत्वाची लक्षणे दिसणे किंवा उत्परिवर्तनामुळे कर्करोगाचा त्रास होणे यामध्ये मानवा-मानवामध्ये फरक दिसतो. यावरून प्रत्येकात ही शक्ती वेगवेगळ्या प्रमाणात असते या अनुमानाला पुष्टी मिळते.

व्हायरसाच्या अभ्यासातही न्यूक्लिइक अम्लाचे अत्यंत महत्त्व आहे [→ व्हायरस]. जनुकाची व्हायरसाबरोबर तुलना केली जाते. कारण (१) दोहोंमध्येही स्वयंजननक्षमता असते. (२) स्वयंजनन होताना दोहोंमध्येही उत्परिवर्तन होण्याची शक्यता असते.

कर्करोगाच्या अभ्यासातही न्यूक्लिइक अम्लांचे महत्त्व आहे. ज्या कारकामुळे (जंबुपार किरण, क्ष-किरण वगैरे) कोशिकेमध्ये उत्परिवर्तन होते, त्यामुळेच कर्करोग होतो असे दिसून येते. व्हायरसामुळेही कर्करोग होऊ शकतो. ही कारके किंवा व्हायरस यांमुळे न्यूक्लिओप्रथिनांचे उत्परिवर्तन होते व नंतर न्यूक्लिइक अम्लांचा अस्वाभाविक चयापचय चालू होतो आणि यातूनच कर्करोगाची उत्पत्ती होते.

वरवर पाहता न्यूक्लिइक अम्ले ही सर्वसाधारण रासायनिक संयुगे दिसतात पण या रासायनिक संयुगांमुळे कोशिकेला विशिष्ट गुणधर्म प्राप्त होतात. आतापर्यंत मानवाला निर्जीव रसायनांपासून सजीव कोशिका संश्लेषित करता येत नसत पण कोशिकेच्या अंतरंगासंबंधी जससशी अधिक माहिती होत चालली तसतशी प्रयोगशाळेत सजीव कोशिका संश्लेषित करण्याच्या प्रयत्‍नांत बरीच प्रगती होत आहे. याबाबत एस्. स्पिगेलमान व त्यांचे सहाध्यायी तसेच ⇨ आर्थर कोर्नबर्ग यांचे संशोधन विशेष उल्लेखनीय आहे. ⇨ हरगोविंद खोराना यांनी प्रयोगशाळेत कृत्रिम रीत्या १९६८ मध्ये जनुकाचे संश्लेषण केले. न्यूक्लिइक अम्लांसंबंधी जसजशी अधिकाधिक माहिती उपलब्ध होत आहे तसतशी मानवाला दुर्धर रोगांच्या अनेक समस्यांवर मात करता येईल अशी आशा वाटत आहे. कोशिकेच्या कार्यावर नियंत्रण ठेवण्याची शक्यता आता शास्त्रज्ञांना वाटत आहे पण त्यातूनच उद्‍भवणारे संभाव्य धोके दुर्लक्षून चालणार नाहीत याचीही आता जाणीव होत आहे. संकरण करून कर्करोग उत्पन्न करणारे डीएनएयुक्त सूक्ष्मजंतू (समजा, ए. कोलाय) प्रयोगशाळेत भविष्यकाळात निर्माण केले गेले आणि चुकून किंवा बुद्धिपुरस्सर या सूक्ष्मजंतूंचा मानवाला संसर्ग झाला व त्यामुळे विशिष्ट रोगाची साथ पसरली, तर हाहाःकारच उडेल. अशा संभाव्य धोक्याच्या भीतीमुळे या शास्त्रातील विचारवंतांनी मानवाच्या सुरक्षिततेची खात्री असल्याशिवाय विशिष्ट कोशिका संकरित करण्यास बंदी असावी अशी मागणी केली आहे. या प्रश्नाचा विचार करण्यासाठी १९७५ मध्ये शास्त्रज्ञांची एक आंतरराष्ट्रीय परिषद कॅलिफोर्नियात भरली होती. त्या परिषदेत या प्रश्नासंबंधी मार्गदर्शन करून प्रयोगासंबंधी काही मर्यादा सुचविण्यात आल्या. या मर्यादा पाळणे पूर्णपणे ऐच्छिक असल्यामुळे आणि त्या पाळण्यासंबंधी कायद्याचे काहीच बंधन नसल्यामुळे हे शास्त्रज्ञ अशा प्रयोगांनी मानवजातीचे कल्याण साधतात की अनहित करतात, हे आताच सांगणे शक्य नाही.

न्यूक्लिओटाइडे :जर्मन शास्त्रज्ञ युस्टुस फोन लीबिक यांनी १८४७ मध्ये मांसाच्या अर्कापासून इनोसिनिक अम्‍ल निराळे केले. त्या वेळेपासून न्यूक्लिओटाइडांच्या रसायनशास्त्राचा अभ्यास सुरू झाला. न्यूक्लिइक अम्ले त्यानंतर जवळजवळ २० वर्षांनी मिळविली गेली. त्यांचा न्यूक्लिओटाइडांशी संबंध १९०० सालानंतर स्पष्ट करण्यात आला. न्यूक्लिओटाइडाच्या को-एंझाइमाचा (क्रियाशील एंझाइमे तयार करणाऱ्या विशिष्ट प्रथिनांशी जोडले जाऊ शकणाऱ्या सापेक्षतः कमी रेणुभाराच्या कार्बनी पदार्थाचा) शोध १९०४ मध्ये लागला. ई. एच्. फिशर यांनी न्यूक्लिओटाइडांची प्रायोगिक निर्मिती १९१४ मध्ये केली. पुढे १९३० पर्यंत सी. एच्. फिस्क, वाय्. सुब्बाराव इत्यादींनी न्यूक्लिओटाइडांची मालिकाच प्रकाशात आणली.

न्यूक्लिओटाइडे किंवा तत्सम संयुगे न्यूक्लिक अम्लांशी संलग्न नसतानासुद्धा स्वतंत्र रीत्या शरीरात महत्त्वाचे कार्य करतात. उदा., काही उत्प्रेरण (प्रत्यक्ष विक्रियेत भाग न घेता ती घडवून आणण्यास मदत करण्याचे) कार्य, काही एंझाइमांच्या क्रियांना को-एंझाइमाच्या साहाय्याने मदत करणे. ब गटातील जीवनसत्त्वांची शरीरातील कार्ये न्यूक्लिओटाइडांच्या मदतीनेच चालतात. उदा., (१) रिबोफ्लाविनाचे फ्लाविन ॲडेनीन डायन्यूक्लिओटाइड, (२) निॲसिनाचे को-एंझाइम – १ म्हणजेच निकोटिनामाइड ॲडेनीन डायन्यूक्लिओटाइड आणि को-एंझाइम – २ म्हणजेच निकोटिनामाइड ॲडेनीन डायन्यूक्लिओटाइड फॉस्फेट, (३) पँटोथिनिक अम्लाचे को-एंझाइम-ए म्हणजेच पँटोथिनिकपायरोफॉस्फेट-रिबोजफॉस्फेट-ॲडेनीन. ब_१२ जीवनसत्त्वाच्या क्रियायंत्रणेत न्यूक्लिओटाइडांचे महत्त्व आहे. न्यूक्लिओटाइडांचे प्रमुख कार्य म्हणजे फॉस्फोरिल गट, हायड्रोजन, इलेक्ट्रॉन यांची देवाण घेवाण करणे. ए. हार्डन यांनी १९०५ मध्ये यीस्टपासून को-एंझाइम – १ मिळविले. पुढे घोड्याच्या रक्तापासून को-एंझाइम – २ वेगळे केले गेले. ही को-एंझाइमे जैव ऑक्सिडीकरण [→ ऑक्सिडीभवन] क्रियेत महत्त्वाचे कार्य करतात. यामद्ये त्यांना फ्लाविन ॲडेनीन न्यूक्लिओटाइडाची मदत होते. १९२९ मध्ये स्नायूपासून ॲडिनोसीन ट्रायफॉस्फेट (ATP) मिळविण्यात आले. याचे मुख्य कार्य म्हणजे चयापचयातील विक्रियांना ऊर्जा पुरविणे. ॲडिनोसीन डायफॉस्फेटसुद्धा ऊर्जा पुरविण्याचे कार्य करते. ई. डब्ल्यू. सदरलँड व त्यांच्या सहकाऱ्यांनी १९५८ मध्ये चक्रीय एएमपीचा (ॲडिनोसीन ३^′, ५^′ – फॉस्फेट) शोध लावला. शरीरातील ⇨ हॉर्मोनांच्या प्रक्रिया या न्यूक्लिओटाइडाच्या माध्यमातून होतात असे आता दिसून आले आहे. फॉस्फोरायलेजकायनेज हे एंझाइम क्रियाशील करण्याचे ते काम करते. ग्‍लायकोजेन ⇌ ग्‍लुकोज ही शरीरातील महत्त्वाची प्रक्रिया त्यायोगे नियंत्रित होते. अग्‍निपिंडातून (उदराच्या वरच्या भागात असलेल्या व पचन क्रियेसाठी आवश्यक असणाऱ्या ग्रंथीतून) स्रवणाऱ्या इन्शुलीन या हॉर्मोनाचे नियंत्रणही चक्रीय एएमपी करते. शरीरात इतरही काही महत्त्वाची न्यूक्लिओटाइडे आहेत. ती म्हणजे हायपोझँथीन – १, २, ३ – फॉस्फेट, तसेच युरिडीन – १, २, ३ – फॉस्फेट ही होत. युरिडिनाची काही को-एंझाइमे महत्त्वाची आहेत. मुख्यतः यकृतात तयार होणाऱ्या गॅलॅक्टोजाचा चयापचय व ग्‍लुकुरॉनाइडांची निर्मिती यांच्याशी त्यांचे कार्य निगडित आहे. ग्वानिनाची डाय- आणि ट्राय-फॉस्फेटे लिपॉइक अम्लाच्या साहाय्याने शर्करेच्या चयापचयाला मदत करतात.

न्यूक्लिओसाइड डायफॉस्फेट शर्करा :अनेक न्यूक्लिओसाइड डायफॉस्फेट शर्करा को-एंझाइमे म्हणून कार्य करतात. शरीरामध्ये विशिष्ट शर्करेचे ‘वाहक’ म्हणून यांचा उपयोग होतो. चयापचयात्मक प्रक्रियांमध्ये शर्करा गटाच्या संरचनेत या एंझाइमांच्या साहाय्याने बदल होतो (उदा., ग्‍लुकोज, गॅलॅक्टोज). अविभाजन अथवा ग्‍लुकोजासारख्या शर्करेच्या एकवारिक उपघटकांचे बहुवारिकीकरण या न्यूक्लिओसाइडांच्या एंझाइमांच्या मदतीने होते (उदा., ग्‍लायकोजेनाचे संश्लेषण). न्यूक्लिओसाइडांच्या संरचनेत प्यूरीन किंवा पिरिमिडीन ही क्षारकीय संयुगे असतात (उदा., युरिडीन डाय-फॉस्फेट ग्‍लुकोज, UDPG).

न्यूक्लिओप्रथिने :न्यूक्लिइक अम्ले किंवा पॉलिन्युक्लिओटाइडे यांची प्रथिनांशी जोडणी होऊन तयार झालेल्या संयुगांना न्यूक्लिओप्रथिने म्हणतात. मिशर यांनी प्रथम जेव्हा यांचा शोध लावला तेव्हा त्यांना न्यूक्लिइने असे नाव देण्यात आले पण आता या जटिल संयुगांत असलेल्या विशिष्ट प्रथिनावरून ती न्यूक्लिओहिस्टोन अथवा न्यूक्लिओप्रोटामीन अशी ओळखली जातात. वनस्पती आणि प्राणी या दोहोंच्याही कोशिकांत ते आढळते. त्यांचे प्रमाण कोशिकेच्या केंद्रकात अधिक असते, तर कोशिकाद्रवात कमी असते. कोशिकेच्या केंद्रकात ते डीएनएशी जोडलेले असते, तर कोशिका द्रवात ते आरएनएशी जोडलेले असते.

प्राण्यांच्या आणि वनस्पतींच्या कोशिकासमूहापासून निष्कर्षणाने न्यूक्लिओप्रथिने मिळवितात. त्याकरिता मिठाचा अथवा सोडियम हायड्रॉक्साइडाचा कमी संहतीचा विद्राव वापरतात. योग्य त्या अम्लाच्या साहाय्याने निष्कर्षित न्यूक्लिओप्रथिनांचा साका खाली बसविला जातो. या साक्यापासून पुढे शुद्ध न्यूक्लिओप्रथिने मिळवितात.

न्यूक्लिओप्रथिनातील न्यूक्लिइक अम्‍लांचे प्रमाण साधारणतः १० ते ४०% असते पण तंबाखूवरील मोझाइक व्हायरसामध्ये मात्र ६% एवढे असते. न्यूक्लिओप्रथिनातील प्रथिनाचे मापन करण्यासाठी जंबुपार किरणांच्या शोषण तंत्राचा उपयोग करतात.

फॉस्फेटावरील ऋण विद्युत् भार व प्रथिनावरील धन विद्युत् भार यांमधील स्थिरविद्युत् प्रेरणेमुळे हे दोन घटक एकमेकांना धरून ठेवतात. तसेच न्यूक्लिइक अम्लांची क्षारकीय संयुगे व प्रथिन रेणूतील काही ठिकाणी यांमधील हायड्रोजन बंध हे दोन घटक एकत्र राहण्याच्या दृष्टीने मजबुती आणतात. त्यांना एकमेकांपासून विभक्त करण्यासाठी पूर्वी तीव्र पद्धती वापरल्या जात पण अलीकडील पद्धतीत मात्र या दोन घटकांत असलेले स्थिरविद्युत् बंध व हायड्रोजन बंध नष्ट करून घटक एकमेकांपासून सुटे करतात.

आरएनए लायपोप्रथिनाशी जोडलेले असेल, तर अविद्राव्य असते पण ते जर प्रोटामीन, हिस्टोन, स्पर्मीन, स्पर्मीडीन, प्युट्रेसीन इत्यादींबरोबर संलग्‍न असेल, तर ते विद्राव्य स्वरूपात असते.

हिस्टोन, प्रोटामीन, पॉलिलायसीन, पॉलिव्हिनिल अमाइन, प्युट्रेसीन, कॅडेव्हरीन, स्पर्मिडीन इत्यादींबरोबर डीएनए संलग्‍न होऊन डीएनए प्रथिने मिळतात. प्युट्रेसीन व स्पर्मीडीन यांच्या संयुगांमुळे एक प्रकारची संरक्षण योजना तयार होते. स्पर्मिनामुळे स्वीकारी आरएनएला मजबुती येऊन उष्णतेने ते खराब होत नाही.

हिस्टोन व प्रोटामीन ही साधी क्षारधर्मी प्रथिने आहेत. त्यांमध्ये प्रामुख्याने आर्जिनीन, लायसीन आणि हिस्टिडीन ही ॲमिनो अम्ले असतात. शुक्राणुकोशिकांमध्ये (पुं-जनन कोशिकांमध्ये) प्रोटामीन अधिक असते, तर ⇨ यौवनलोपी ग्रंथी व अग्‍निपिंड यांच्या कोशिकांमध्ये हिस्टोन अधिक असते. रंगसूत्रांमध्ये क्षारधर्मी नसलेले असे हिस्टोनाशिवाय दुसरे प्रथिनही आढळते. त्यामध्ये ट्रिप्टोफेन हे ॲमिनो अम्ल प्रामुख्याने असते. क्षयाच्या जंतूमध्ये क्षारधर्मी नसणाऱ्या प्रथिनाशी न्यूक्लिइक अम्लांचा संयोग झालेला असतो. त्याचप्रमाणे शुक्राणुकोशिकांच्या आवरणामध्ये केराटिनासारख्या प्रथिनाशी न्यूक्लिइक अम्लांचा संयोग झालेला असतो.

कोशिकेतील रंगसूत्रद्रव्य डीएनए प्रथिनांचे बनलेले असते. त्यापैकी डीएनए या मूळ जननिक द्रव्याचा प्रत्येक रेणू हिस्टोनासारख्या व इतर प्रकारच्या प्रथिनांशी जोडलेला असतो. त्यामध्ये थोडेसे आरएनएही असते. उच्च प्रकारच्या सजीवांमध्ये रंगसूत्रद्रव्य कोशिकेच्या केंद्रकात असते. तेथेच त्यापासून रंगसूत्रे होतात. रंगसूत्रांमुळे आनुवंशिक गुणधर्म राखले जातात. केंद्रकातील एंझाइमांच्या हल्ल्यापासून डीएनएचे रक्षण करणे हे कोशिकेतील प्रथिनांचे एक काम असते, तर डीएनएतील निवडक माहिती संदेशक आरएनएकडे पोहचविणे, त्याचे नियमन करणे वगैरे कामे हिस्टोने करतात. विशिष्ट स्थितीत हिस्टोने डीएनएच्या ठराविक भागाचे आरएनए पॉलिमरेज या एंझाइमापासून रक्षण करतात. त्यामुळे संदेशक आरएनएचे संश्लेषण न झाल्यामुळे विशिष्ट प्रथिनाचे संश्लेषण होत नाही. उच्च सजीवांमध्ये असंख्य कोशिका असतात. जर त्यामधील एखादा सजीव विचारात घेतला, तर त्याच्या विविध कोशिकांतील डीएनए सारखेच असते पण तरीसुद्धा कोशिका-कोशिकांच्या गुणधर्मांत फरक आढळतो (उदा., अग्निपिंडाच्या काही कोशिका इन्शुलीन तर काही ग्लुकागॉन अशी हॉर्मोने बनवितात). तो प्रथिनांद्वारे होत असलेल्या कोशिकांमधील प्रक्रियांच्या नियंत्रणामुळेच होय. सूक्ष्मजंतूंमध्ये केंद्रक नसल्यामुळे रंगसूत्रद्रव्य कोशिकाद्रव्यात सुटेच असते.

बहुतेक आरएनए प्रथिने कोशिकाद्रव्यातील रिबोसोमामध्ये असतात. त्यासंबंधीची माहिती प्रस्तुत नोंदीत वर (रिबोसोमाचे आरएनए) आलेली आहेच.

काही मोठे व्हायरस सोडले, तर बहुसंख्य व्हायरस फक्त न्यूक्लिइक अग्ले व प्रथिने यांपासून तयार झालेले असतात पण काही वनस्पतींचे व सूक्ष्मजंतूंचे व्हायरस न्यूक्लिओप्रथिनांचे बनलेले असतात.

अशा प्रकारे कोशिकांची संरचना व क्रियायंत्रण यांमध्ये न्यूक्लिओप्रथिनांचे फारच महत्त्व असून त्याविषयीच्या ज्ञानात दिवसेंदिवस अधिक भर पडत आहे.

पहा : आनुवंशिकी गुणसूत्र जीन रेणवीय जीवविज्ञान व्हायरस.

संदर्भ : 1. Chargaff, E. Davidson, J. N. The Nucleic Acid, 3 Vols., New York, 1955.

           2. Davidson, J. N. The Biochemistry of Nucleic Acids, New York, 1969.

           3. Davidson, J. N. Cohn, W. E., Eds. Progress in Nucleic Acid Research and Molecular Biology, 11 Vols., New York, 1963-74.

           4. Harbers, E. Domagk, G. F. Muller, W. Introduction to Nucleic Acids : Chemistry, Biochemistry and Functions, New York, 1968.

           5. Ingram, V. M. The Biosynthesis of Macromolecules, New York, 1966.

           6. Kleiner, I. S. Orten, J. M. Biochemistry, Tokyo, 1966.

           7. Michelson, A. M. The Chemistry of Nucleosides and Nucleotides, New York, 1963.

           8. Peterman, M. L. The Physical and Chemical Properties of Ribosomes, Amsterdam, 1964.

           9. Steiner, R. E. Beers, R. F. Jr. Polynucleotides, New York, 1961.

जोगळेकर, ब. दा. हेगिष्टे, म. द.

“