अस्सी मिलियन साल पहले मनुष्यों, चूहों और चूहों ने समान साझा किया स्तनधारी पूर्वज।
हाल ही में, शोधकर्ताओं ने आश्चर्यजनक खोज की कि आज भी हमारे जीनोम में 500 सेगमेंट के करीब हैं जो तब से पूरी तरह से अपरिवर्तित हैं। इन खंडों को अल्ट्रा-कंसर्व्ड तत्व (UCE) कहा जाता है। लगभग सभी यूसीई भी चिकन और डॉग जीनोम में अत्यधिक अपरिवर्तित हैं, और कई मछली में महत्वपूर्ण रूप से संरक्षित हैं।
क्या जैविक बाधा ने इन दसियों लाखों वर्षों के लिए इतने अलग -अलग जीनोम में यूसीई को बरकरार रखा?
लंबे समय तक वैज्ञानिकों को कोई पता नहीं था – इतना कि हमारी अज्ञानता थी गहरा माना जाता है।
लेकिन एक टीम ने इस साल सफलता हासिल की। यूके में न्यूकैसल विश्वविद्यालय के डेविड जे। इलियट के नेतृत्व में शोधकर्ता में रिपोर्ट किया गया इम्बो जर्नल इस जीन द्वारा एन्कोड किए गए प्रोटीन के उत्पादन को सीमित करने में एक माउस जीन में एक यूसीई की महत्वपूर्ण भूमिका है।
जेनेटिक इंजीनियरिंग का उपयोग करते हुए, उन्होंने इस जीन को माउस टेस्ट में हटा दिया, और पाया कि इन चूहों ने अपने परीक्षणों में संबंधित प्रोटीन को अधिक उत्पादन किया। ओवरप्रोडक्शन के परिणामस्वरूप शुक्राणु-उत्पादक कोशिकाओं की मृत्यु हो गई और चूहों बांझ हो गए।
इस परिणाम ने सुझाव दिया कि यदि UCE ने किसी भी परिवर्तन को कम कर दिया, जो उस प्रोटीन के स्तर को सीमित करने में अपनी भूमिका में हस्तक्षेप करता है, तो इसके परिणामस्वरूप शुक्राणु उत्पादन का नुकसान होगा। इस प्रकार परिवर्तित यूसीई को अगली पीढ़ी में प्रेषित नहीं किया जाएगा, प्रजातियों में यूसीई के रखरखाव के लिए लेखांकन।
जीन से प्रोटीन तक
डीएनए एक डबल-हेलिक्स अणु है। प्रत्येक हेलिक्स चार ठिकानों का एक स्ट्रिंग है। डबल हेलिक्स को एक साथ आयोजित किया जाता है क्योंकि दूसरे पर एक आधार के साथ एक स्ट्रैंड बॉन्ड पर एक आधार। प्रत्येक बॉन्ड एक बेस-जोड़ी का प्रतिनिधित्व करता है। एक जीन डीएनए अणु का अपेक्षाकृत छोटा खिंचाव है, आमतौर पर केवल कुछ हजार बेस-जोड़े लंबे होते हैं।
जब एक जीन को ‘व्यक्त’ किया जाता है, तो सेल एक मैसेंजर आरएनए (mRNA) में ठिकानों के अनुक्रम को कॉपी करता है और इसे राइबोसोम नामक एक सेलुलर मशीन पर लोड करता है। वहाँ इसका आधार अनुक्रम निर्दिष्ट करता है कि अनुक्रम अमीनो एसिड को जीन द्वारा एन्कोड किए गए प्रोटीन को बनाने के लिए एक साथ सिले किया जाना चाहिए।
MRNA में स्टॉप कोडन नामक तीनों में से तीन छोटे अनुक्रम हैं। जब राइबोसोम एक स्टॉप कोडन का सामना करता है, तो यह अधिक अमीनो एसिड जोड़ना बंद कर देता है और नए संश्लेषित प्रोटीन को जारी करता है।
हमारे जीनोम में 20,000 जीन होते हैं जो प्रोटीन के लिए कोड और अन्य 20,000 का उपयोग आरएनए बनाने के लिए किया जाता है जो अन्य जीनों की अभिव्यक्ति को प्रभावित करता है।
(कुछ डीएनए अनुक्रम, जिन्हें प्रमोटर और एन्हांसर कहा जाता है, नियामक प्रोटीनों से बांधते हैं, जो निर्दिष्ट करते हैं कि कब और जहां अन्य जीनों को mRNA में कॉपी किया जाता है। इन्हें भी जीन कहा जाता है क्योंकि उनके अनुक्रम में परिवर्तन जीव पर दिखाई दे सकते हैं।)
जहर एक्सॉन
शोधकर्ताओं ने पहले 200 बेस-जोड़े से अधिक समय तक डीएनए अनुक्रम के रूप में यूसीई की पहचान की, जो मानव, चूहे और माउस जीनोम में सही अनुक्रम पहचान को बनाए रखते थे। यही है, उन्होंने पिछले 80 मिलियन वर्षों में एक भी आधार-जोड़ी परिवर्तन को भी बर्दाश्त नहीं किया था।
अधिकांश uces प्रोटीन के लिए कोड नहीं करते हैं। प्रारंभ में शोधकर्ताओं ने सोचा कि UCEs असाधारण रूप से लंबे समय तक बढ़ सकते हैं। एक सबसेट ने माउस में बढ़ाने वाली गतिविधि को भी दिखाया। हालांकि, UCE के परिवर्तित संस्करणों को प्रभावित करने वाले चूहों में काफी वृद्धि हुई है, इसलिए एन्हांसर भूमिका चरम संरक्षण के लिए जिम्मेदार नहीं हो सकती है।
तथ्य यह है कि कुछ uces को जीनोम से किसी भी अवलोकन परिणाम के बिना केवल उनकी साज़िश में जोड़ा जा सकता है।
आरएनए के जीन के डीएनए स्ट्रैंड से कॉपी किए जाने के बाद, सेल इसे एक परिपक्वता कदम के लिए प्रस्तुत करता है जिसे स्प्लिसिंग कहा जाता है: स्प्लिसिंग हटाता है, या स्प्लिस आउट, सेगमेंट को नए निर्मित mRNA से इंट्रॉन कहा जाता है। परिपक्व mRNA में बनाए गए खंडों को एक्सॉन कहा जाता है।
कुछ जीनों के लिए, एक इंट्रॉन को केवल mRNA अणुओं के एक सबसेट से हटा दिया जाता है, लेकिन बाकी हिस्सों में बनाए रखा जाता है। यह mRNA के वैकल्पिक रूपों को जन्म देता है जिसे स्प्लिस वेरिएंट कहा जाता है: वे भिन्न होते हैं कि क्या वे एक इंट्रॉन होते हैं।
माउस Tra2b जीन में आठ इंट्रॉन और नौ एक्सॉन हैं। दिलचस्प बात यह है कि TRA2β प्रोटीन जो जीन के लिए एन्कोड करता है, उसका उपयोग splicing के लिए किया जाता है। वहाँ के पहले इंट्रॉन के भीतर एक UCE एम्बेडेड है Tra2b जीन। एक बार जब Tra2β प्रोटीन का स्तर सेल में एक निश्चित सीमा से ऊपर उठता है, तो यह इस UCE को एक अतिरिक्त एक्सॉन के रूप में पहचानता है जिसे जीन के mRNA के एक नए स्प्लिस वेरिएंट में शामिल किया जाता है।
नया एक्सॉन नए प्रोटीन-कोडिंग अनुक्रमों को पेश नहीं करता है। इसके बजाय, इसमें कई स्टॉप कोडन होते हैं जो प्रोटीन संश्लेषण को समाप्त करने का कारण बनते हैं, mRNA राइबोसोम से गिरने के लिए, और फिर mRNA एक गिरावट मार्ग में प्रवेश करने के लिए।
प्रभावी रूप से, नया एक्सॉन TRA2। प्रोटीन के आगे संचय को रोकता है। इसलिए इसे जहर एक्सॉन भी कहा जाता है।
संक्षेप में, में uce Tra2b जीन का पहला इंट्रॉन एक जहर एक्सॉन के रूप में कार्य करता है जो TRA2β प्रोटीन के उत्पादन को सीमित करता है।
एक सटीक हस्तक्षेप
CRE नाम का एक प्रोटीन डीएनए में कुछ छोटे अनुक्रमों को पहचान सकता है और उन्हें बांध सकता है। बाइंडिंग दो छोटे अनुक्रमों के बीच स्थित डीएनए अनुक्रम का कारण बनता है।
शोधकर्ताओं ने इन अनुक्रमों को पहले इंट्रॉन में डाला Tra2b जीन, यूसीई के दोनों ओर। इसके बाद, उन्होंने चूहों को केवल वृषण के शुक्राणु-उत्पादक कोशिकाओं में CRE व्यक्त करने के लिए चूहों को इंजीनियर किया। इस प्रकार इन चूहों में जहर एक्सॉन का अभाव था और वे अपने वृषण में Tra2 the प्रोटीन के उत्पादन को सीमित करने में असमर्थ थे। इससे शुक्राणु-उत्पादक कोशिकाओं की मृत्यु हो गई।
बेशक, जीनोम से एक यूसीई को पूरी तरह से काट देना एक या कुछ बेस-जोड़े को बदलने के समान नहीं है। अब तक, हम कोई भी जैविक कार्य नहीं जानते हैं जो एक अद्वितीय 200 बेस-पेयर डीएनए अनुक्रम पर निर्भर करता है। यदि यूसीई के एक भी बेस-जोड़ी को बदलना भी इसे जहर एक्सॉन के रूप में शामिल होने से रोकता है Tra2b स्प्लिस वेरिएंट और माउस बांझ को पूरा करता है, फिर एक 80 मिलियन साल पुराना रहस्य टूट जाएगा।
नया अध्ययन इस लक्ष्य को प्राप्त करने की दिशा में एक बड़ा कदम है।
डीपी कास्बेकर एक सेवानिवृत्त वैज्ञानिक हैं।
प्रकाशित – 26 फरवरी, 2025 05:30 AM IST
