जैसे-जैसे हमारी उम्र बढ़ती है, हम कंकाल की मांसपेशी और मस्तिष्क जैसे ऊतकों में अपने जीनोम के टुकड़े खो देते हैं। ये नुकसान, जिन्हें विलोपन उत्परिवर्तन कहा जाता है, धीरे-धीरे माइटोकॉन्ड्रियन नामक कोशिका घटक के कार्य को नष्ट कर देते हैं।
मांसपेशियों की कोशिकाओं में उनके सिकुड़ा कार्य को समर्थन देने के लिए पर्याप्त संख्या में कार्यात्मक माइटोकॉन्ड्रिया की कमी होती है और यह मर जाता है मांसपेशियों का नुकसान.
विलोपन उत्परिवर्तन का कारण बनने वाली प्रक्रिया की बेहतर समझ प्राप्त करने से हमें इसे रोकने या कम से कम विलंबित करने में मदद मिल सकती है।
हमारे जीनोम (डीएनए) का अत्यधिक बड़ा अंश कोशिका के केंद्रक में रहता है। बाकी, परमाणु जीनोम का मात्र पाँच-मिलियनवाँ हिस्सा, माइटोकॉन्ड्रियन में स्थित है। उम्र से संबंधित विलोपन उत्परिवर्तन माइटोकॉन्ड्रियल जीनोम (एमटीडीएनए) में जमा होते हैं।
27 नवंबर को यूनिवर्सिटी ऑफ कैलिफोर्निया लॉस एंजिल्स और यूनिवर्सिटी ऑफ अल्बर्टा, कनाडा के शोधकर्ताओं ने जर्नल में रिपोर्ट दी जीनोम अनुसंधान वह – विलोपन के साथ – कई माइटोकॉन्ड्रियल जीन भी असामान्य रूप से व्यक्त हो गए। एमटीडीएनए के विलोपन उत्परिवर्तन और असामान्य अभिव्यक्ति दोनों ही मनुष्यों और कृंतकों में जैविक उम्र बढ़ने के साथ सहसंबद्ध हैं।
इसलिए यद्यपि एमटीडीएनए हमारे जीनोम के केवल एक छोटे से अंश का प्रतिनिधित्व करता है, इसके विलोपन उत्परिवर्तन बुढ़ापे के साथ आने वाली गिरावट का एक प्रमुख ट्रिगर प्रतीत होता है।
माइटोकॉन्ड्रिया क्या हैं?
माइटोकॉन्ड्रिया कोशिका के पावरहाउस हैं। वे वहां हैं जहां यौगिक एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) का अधिकांश संश्लेषण होता है। एटीपी कोशिका के सभी कार्यों के लिए ऊर्जा स्रोत है।
एमटीडीएनए माइटोकॉन्ड्रियल फ़ंक्शन के लिए आवश्यक प्रोटीन के केवल एक छोटे उपसमूह को एन्कोड करता है। कई और माइटोकॉन्ड्रियल प्रोटीन परमाणु जीनोम द्वारा एन्कोड किए जाते हैं, और माइटोकॉन्ड्रिया और न्यूक्लियस (यानी साइटोप्लाज्म) के बाहर स्थित कोशिका के हिस्से में बनने के बाद माइटोकॉन्ड्रिया में प्रवेश करते हैं।
माइटोकॉन्ड्रिया मुक्त-जीवित बैक्टीरिया के वंशज हैं जिन्हें हमारे शुरुआती एकल-कोशिका वाले पूर्वजों ने अवशोषित कर लिया था। तब से, बैक्टीरिया के कई जीन परमाणु जीनोम में स्थानांतरित हो गए हैं, जिससे एमटीडीएनए में केवल एक छोटी सी गांठ रह गई है। आज, माइटोकॉन्ड्रिया अपने मेजबान कोशिका से स्वतंत्र रूप से जीवित नहीं रह सकते हैं।
व्यक्तियों को अपना माइटोकॉन्ड्रिया केवल मां के अंडे के माध्यम से विरासत में मिलता है। जहां तक माइटोकॉन्ड्रिया का सवाल है, पुरुष एक मृत-अंत हैं, क्योंकि वे शुक्राणु कोशिकाओं द्वारा बच्चे तक नहीं पहुंचते हैं। हममें से हर कोई अपने मातृ संबंधियों के केवल एक उपसमूह के साथ एमटीडीएनए साझा करता है, उदाहरण के लिए अपनी मां की बहन के बच्चों के साथ, लेकिन अपनी मां के भाई के बच्चों के साथ नहीं।
इसके विपरीत, परमाणु जीनोम में हमारे 23 गुणसूत्रों में से प्रत्येक की दो प्रतियां शामिल होती हैं, जिनकी संख्या 1 से 23 तक होती है। प्रत्येक जोड़ी का एक गुणसूत्र हमारी मां के अंडे के माध्यम से और दूसरा हमारे पिता के शुक्राणु के माध्यम से हमारे पास आया। बदले में हम प्रत्येक जोड़े के केवल एक गुणसूत्र को हमारे द्वारा बनाए गए शुक्राणु या अंडे तक पहुंचाते हैं। शुक्राणु और अंडे का संलयन एक युग्मनज बनाता है, एक कोशिका जिसमें प्रत्येक गुणसूत्र की दो प्रतियां होती हैं। फिर यह कोशिका विभाजित होकर शिशु के शरीर में अन्य सभी कोशिकाएँ उत्पन्न करती है।
दूसरे शब्दों में, परमाणु और माइटोकॉन्ड्रियल जीनोम की वंशावली अलग-अलग होती है।
डीएनए, एमआरएनए और जीन
प्रत्येक गुणसूत्र में एक लंबा डीएनए अणु होता है। अणु में दो धागे होते हैं। प्रत्येक स्ट्रैंड चार यौगिकों का एक क्रम है, जिन्हें आधार कहा जाता है, और स्ट्रैंड इन यौगिकों के जोड़े के बीच बंधन द्वारा एक साथ बंधे होते हैं। इन जोड़ियों को सामूहिक रूप से आधार-जोड़ियाँ कहा जाता है।
23 गुणसूत्रों में कुल मिलाकर 3.2 बिलियन आधार-जोड़े होते हैं। यह परमाणु जीनोम लगभग 20,000 जीनों को एनकोड करता है जिनमें प्रोटीन बनाने के निर्देश होते हैं, साथ ही अन्य 15,000-20,000 जीन होते हैं जो प्रोटीन के लिए एनकोड नहीं करते हैं। इसके विपरीत, हमारा एमटीडीएनए मात्र 16,569 बेस-जोड़े लंबा है, और इसका आकार गोलाकार है। यह 13 प्रोटीन-कोडिंग जीन और 24 गैर-कोडिंग जीन को एनकोड करता है। हालाँकि, अधिकांश कोशिकाओं में कई माइटोकॉन्ड्रिया होते हैं और प्रत्येक माइटोकॉन्ड्रियन में एमटीडीएनए अणु की कई प्रतियां होती हैं। इसलिए एमटीडीएनए किसी कोशिका के कुल डीएनए का 1% या उससे अधिक हिस्सा बना सकता है।
एक जीन डीएनए अणु का एक खंड है, जो आमतौर पर कुछ हजार आधार-जोड़े लंबा होता है। जब एक जीन व्यक्त किया जाता है, तो कोशिका डीएनए पर आधारों के अनुक्रम को मैसेंजर आरएनए (एमआरएनए) नामक एक नए अणु में आधारों के अनुक्रम में स्थानांतरित करने की व्यवस्था करती है। एमआरएनए नाभिक से साइटोप्लाज्म में चला जाता है, जहां कोशिका नए प्रोटीन बनाने के लिए इसे ‘पढ़ती’ है।
एक कील के अभाव में एक मांसपेशी नष्ट हो गई
कई एमटीडीएनए अणुओं में से कोई भी विलोपन उत्परिवर्तन से पीड़ित हो सकता है। विलोपन उत्परिवर्तन तब होता है जब एक जीन से एक से कुछ हज़ार आधार-जोड़े नष्ट हो जाते हैं। एमटीडीएनए जो विलोपन उत्परिवर्तन को सहन करता है, इस प्रकार आकार में छोटा होता है, और परिणामस्वरूप ये अणु धीरे-धीरे गैर-उत्परिवर्तित एमटीडीएनए से प्रतिस्पर्धा करते हैं जब कोशिका प्रजनन के दौरान उनकी प्रतियां बनाती है, और अंततः उन्हें माइटोकॉन्ड्रिया से विस्थापित कर देती है।
जब कोशिका को माइटोकॉन्ड्रियल प्रोटीन बनाने में मदद करने के लिए पूरी तरह से बरकरार एमटीडीएनए अणुओं की संख्या बहुत कम हो जाती है, तो माइटोकॉन्ड्रियन एटीपी का उत्पादन बंद कर देता है। यदि कार्यशील माइटोकॉन्ड्रिया, यानी एटीपी का उत्पादन करने वालों की संख्या भी बहुत कम हो जाती है, तो मांसपेशी कोशिका ठीक से अनुबंध करने में असमर्थ हो जाती है और मर जाती है। यह मांसपेशियों के नुकसान का कारण बनता है।
विलोपन उत्परिवर्तन उपन्यास काइमेरिक जीन बनाने के लिए दो अलग-अलग एमटीडीएनए जीनों के अनुक्रमों को एक-दूसरे के संपर्क में लाते हैं। जब ये जीन व्यक्त होते हैं, तो प्रभाव उस सामान्य एमआरएनए में हस्तक्षेप कर सकते हैं जो कोशिका ने अवशिष्ट अक्षुण्ण एमटीडीएनए से बनाया है। इस प्रकार, विलोपन उत्परिवर्तन सामान्य एमटीडीएनए की अभिव्यक्ति को प्रभावित कर सकते हैं और इस प्रकार अप्रत्यक्ष रूप से माइटोकॉन्ड्रियल हानि को भी तेज कर सकते हैं।
शोधकर्ताओं ने 30 वर्ष से कम उम्र के व्यक्तियों की कंकाल मांसपेशी बायोप्सी के एमआरएनए की तुलना 65 वर्ष से अधिक उम्र के लोगों से की। उन्होंने पाया कि वृद्ध व्यक्तियों में काइमेरिक माइटोकॉन्ड्रियल एमआरएनए में दोगुनी वृद्धि देखी गई। काइमेरिक एमटीआरएनए वास्तव में एमटीडीएनए विलोपन घटनाओं के उत्पाद थे।
यह देखते हुए कि एमटीडीएनए विलोपन उत्परिवर्तन और काइमेरिक एमआरएनए जैविक उम्र के उपयोगी भविष्यवक्ता हैं, वे शोधकर्ताओं को एमटीडीएनए गुणवत्ता में उम्र से संबंधित गिरावट को विलंबित करने के नए तरीके विकसित करने में मदद कर सकते हैं। जब किशोर शराब की दुकान में प्रवेश करते हैं, उसके अलावा कोई नहीं चाहता कि उनकी जैविक उम्र उनकी कालानुक्रमिक उम्र से अधिक हो जाए।
डीपी कस्बेकर एक सेवानिवृत्त वैज्ञानिक हैं।
प्रकाशित – 25 दिसंबर, 2024 05:30 पूर्वाह्न IST
