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थाइमिन
लेगर का शोध थाइमस की संरचना और गुणों पर केंद्रित था, जो उच्च जानवरों की छाती में स्थित एक ग्रंथि है जो प्रतिरक्षा प्रणाली के विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। लेगर ने देखा कि एक पदार्थ, जिसे बाद में थाइमिन नाम दिया गया, थाइमस ऊतक में मौजूद था, साथ ही साथ मवाद कोशिकाओं और युवा जानवरों की श्वेत रक्त कोशिकाओं से निकाले गए डीएनए में भी। थाइमस ग्रंथि और डीएनए के इस घटक के बीच के संबंध ने शुरू में शोधकर्ताओं को भ्रमित कर दिया कि क्या यह यौगिक केवल एक संदूषण था या डीएनए का एक वास्तविक घटक था। 1919 में, एक अमेरिकी जैव रसायनज्ञ फोएबस लेवेन ने थाइमिन को कृत्रिम रूप से संश्लेषित किया और डीएनए में इसकी पहचान की पुष्टि की। तब से, आनुवंशिक कोड में थाइमिन की भूमिका और डीएनए संरचना के साथ इसके जुड़ाव का बड़े पैमाने पर अध्ययन किया गया है। थाइमिन एक डीएनए श्रृंखला में आसन्न डीऑक्सीराइबोज शर्करा को एक विरोधी श्रृंखला में आसन्न एडेनिन बेस के साथ हाइड्रोजन बॉन्डिंग के माध्यम से जोड़ता है, जिससे डबल-हेलिक्स संरचना के पायदान बनते हैं। डीएनए में थाइमिन संशोधनों को आनुवंशिक विकारों, वायरल संक्रमण और कैंसर सहित विभिन्न बीमारियों के कारण या परिणाम के रूप में पहचाना गया है। संक्षेप में, शब्द "thymine" को लेगर द्वारा थाइमस ऊतक में पाए जाने वाले एक यौगिक का वर्णन करने के लिए गढ़ा गया था, जिसे बाद में डीएनए के एक मौलिक घटक के रूप में मान्यता दी गई, क्योंकि डीएनए की डबल-हेलिक्स संरचना को स्थिर करने में इसकी महत्वपूर्ण भूमिका थी।
थाइमिन उन चार न्यूक्लियोटाइड में से एक है जो डीएनए की रासायनिक संरचना बनाते हैं। उदाहरण के लिए, ATCGACT अनुक्रम में, तीसरा न्यूक्लियोटाइड थाइमिन है जिसे अक्षर T द्वारा दर्शाया जाता है।
थाइमिन की आधार युग्मन विशेषता यह है कि यह पूरक डीएनए स्ट्रैंड में एक अन्य न्यूक्लियोटाइड, एडेनिन के साथ लगातार हाइड्रोजन बॉन्ड बनाता है।
कोशिका प्रतिकृति के दौरान, हेलिकेज़ नामक एंजाइम सबसे पहले डीएनए के दोहरे हेलिक्स को खोलते हैं, जिससे न्यूक्लियोटाइड उजागर हो जाते हैं, और फिर डीएनए पॉलीमरेज़ एक विशिष्ट क्रम में न्यूक्लियोटाइड को जोड़कर रिक्त स्थान को भर देते हैं, जिसमें थाइमिन को हमेशा वहीं डाला जाता है जहां वह होना चाहिए।
थाइमिन के बिना, डीएनए संरचना नष्ट हो जाएगी, और इसमें मौजूद आनुवंशिक जानकारी सही ढंग से प्रतिकृति बनाने और भावी पीढ़ियों में स्थानांतरित करने में असमर्थ होगी।
थाइमिन अनुक्रम में उत्परिवर्तन के कारण विनाशकारी परिणाम हो सकते हैं, क्योंकि वे आनुवंशिक कोड को बदल देते हैं, जिससे संभावित रूप से बीमारियां, जन्म दोष और समय से पहले बुढ़ापा आ सकता है।
कुछ जीवों में, जैसे कि बैक्टीरिया, थाइमिन जैसे न्यूक्लियोटाइड दोहरी भूमिका निभाते हैं। dUMP नामक थाइमिन व्युत्पन्न के रूप में, यह चयापचय पथ में प्रवेश कर सकता है, ऊर्जा और अमीनो एसिड और विटामिन जैसे निर्माण ब्लॉक का उत्पादन कर सकता है।
कई दशकों से, शोधकर्ता थाइमिन एनालॉग्स, सिंथेटिक अणुओं का उपयोग कर रहे हैं जो व्यवहारिक रूप से डीएनए में थाइमिन की नकल करते हैं, ताकि उत्परिवर्तन, डीएनए की मरम्मत और जीवाणुरोधी और एंटीवायरल उपचारों में इसकी भूमिका का पता लगाया जा सके।
विलयन में, थाइमिन एक अत्यधिक स्थिर संरचना बनाता है जिसे आधार युग्म कहा जाता है, जो डीएनए की यांत्रिक शक्ति और स्थिरता के लिए महत्वपूर्ण है, तथा इसे क्षरण से बचाता है।
थाइमिन का महत्व केवल डीएनए तक ही सीमित नहीं है; इसका आधार, थाइमिन, राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरएनए) में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जो एक अणु है जो कोशिकाओं में प्रोटीन संश्लेषण और विनियमन जैसे विभिन्न कार्य करता है।
अंत में, थाइमिन और अन्य न्यूक्लियोटाइड आनुवंशिक कोड के महत्वपूर्ण घटक हैं, जिसके कारण विज्ञान की एक पूरी शाखा आणविक स्तर पर उनके विशिष्ट गुणों, भूमिकाओं और व्यवहारों को समझने के लिए समर्पित है।
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