2023 लेखक: Bryan Walter | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-05-21 22:25
साइंस जर्नल में प्रकाशित एक अध्ययन के मुताबिक, विखंडन से पहले डीएनए के अलग-अलग टुकड़े अपनी एपिजेनेटिक स्थिति को बनाए रखने में महत्वपूर्ण साबित हुए हैं। जीवविज्ञानी प्रतिकृति के समय को कम करने और RIF1 जीन को बाधित करके डीएनए खंडों को बेतरतीब ढंग से डुप्लिकेट करने का एक तरीका लेकर आए हैं। प्रतिकृति के डाउन टाइमिंग के कारण एपिजेनेटिक मापदंडों का उल्लंघन किया गया था: डीएनए पैकेजिंग प्रोटीन का मिथाइलेशन और जीनोम की त्रि-आयामी संरचना।
पिछली शताब्दी के जीव विज्ञान में सबसे महत्वपूर्ण खोज जीवों की विशेषताओं के निर्माण और आनुवंशिक कोड को समझने में डीएनए की भूमिका की व्याख्या थी। हाल ही में, हालांकि, शोधकर्ता न केवल जीनोम के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम पर अधिक से अधिक ध्यान दे रहे हैं, बल्कि एपिजेनेटिक कारकों पर भी - वे न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को प्रभावित नहीं करते हैं, लेकिन इसके साथ समान आधार पर जीन की गतिविधि को प्रभावित करते हैं और विरासत में मिलते हैं. इन कारकों में मिथाइल और एसिटाइल लेबल शामिल हैं, जो न्यूक्लियोटाइड और डीएनए पैकेजिंग प्रोटीन पर लटकाए जाते हैं। यह लेबलिंग एंजाइमेटिक ट्रांसक्रिप्शन मशीन के काम को प्रभावित करता है: उदाहरण के लिए, यह माना जाता है कि मिथाइलेटेड जीन के लिए इसकी आत्मीयता कम हो जाती है और वे बदतर काम करते हैं।
एपिजेनेटिक्स में सबसे दिलचस्प मुद्दों में से एक सेल प्रजनन के दौरान डीएनए और प्रोटीन लेबल की अवधारण है। यदि एक बेटी कोशिका में डीएनए अनुक्रम की प्रतिलिपि बनाना अपेक्षाकृत सरल है - प्रतिकृति की प्रक्रिया में, पूरा जीनोम दोगुना हो जाता है और दो नई कोशिकाओं के बीच विभाजित हो जाता है - तो एपिजेनोम के साथ सब कुछ इतना सरल नहीं होता है। यह ज्ञात है कि नए संश्लेषित डीएनए को प्रतिकृति के बाद फिर से लेबल किया जाता है, लेकिन इस प्रक्रिया का सटीक तंत्र अभी तक स्पष्ट नहीं है।
काइल एन. क्लेन के नेतृत्व में फ्लोरिडा विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एपिजेनोम गठन और प्रतिकृति समय के बीच संबंधों का अध्ययन किया - एक "अनुसूची" जिसके द्वारा विभाजन से पहले डीएनए के विभिन्न खंडों को दोगुना कर दिया जाता है। उन्होंने RIF1 प्रोटीन को हटा दिया, जो विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं से प्रतिकृति में शामिल है, और दिखाया कि यह पूरी तरह से समय को कम कर देता है: डीएनए के खंड एक यादृच्छिक क्रम में संश्लेषित करना शुरू करते हैं। जीवविज्ञानियों ने इन कोशिकाओं का उपयोग यह अध्ययन करने के लिए किया है कि समय कोशिका में अन्य प्रक्रियाओं को कैसे प्रभावित करता है।
वैज्ञानिकों ने परीक्षण किया है कि डीएनए पैकेजिंग प्रोटीन पर मिथाइल टैग के साथ समय कैसे जुड़ा है। आम तौर पर, उनकी आवश्यकता होती है, जिसमें अनावश्यक जीन को चिह्नित करना और बंद करना शामिल है। यह पता चला कि प्रतिकृति के समय के बिना, जीनोम के सभी क्षेत्रों में मिथाइलेशन बदल गया।
ऐसा माना जाता है कि घनी तरह से भरे हुए क्षेत्र - डीएनए स्ट्रैंड्स के वे टेंगल्स जिनमें जीन काम नहीं करते हैं - विभाजन से पहले दोगुने होने वाले अंतिम हैं। जीनोम के खुले और पैक किए गए हिस्सों में संगठन और विभाजन का अध्ययन हाई-सी मानचित्रों का उपयोग करके किया जाता है, जो जीनोम के क्षेत्रों के बीच बातचीत की आवृत्ति दिखाते हैं - यानी इसकी त्रि-आयामी संरचना। उदाहरण के लिए, जहां डीएनए को कसकर पैक किया जाता है, वहां साइटों के बीच अधिक संपर्क होंगे।
वैज्ञानिकों ने कोशिकाओं के लिए ऐसे मानचित्र बनाए हैं जिनमें प्रतिकृति के समय का उल्लंघन होता है। यह पता चला कि इन कोशिकाओं के जीनोम की त्रि-आयामी संरचना सामान्य से भिन्न होती है। दिलचस्प बात यह है कि यह परिवर्तित हिस्टोन मेथिलिकरण के साथ सहसंबद्ध है: घनी पैक वाले क्षेत्रों को दो प्रकारों में विभाजित किया गया था - मिथाइलेटेड और अनमेथिलेटेड।
इसलिए वैज्ञानिक यह दिखाने में सक्षम थे कि प्रतिकृति का समय एपिजेनेटिक लेबल के सही वितरण और जीनोम के त्रि-आयामी संगठन दोनों के लिए आवश्यक है। उनके परिणामों के अनुसार, सेल के लिए समय अभी भी प्राथमिक है, त्रि-आयामी संरचना नहीं। अब जीवविज्ञानियों को स्वदेशी पर समय के प्रभाव के तंत्र का पता लगाना है।
एपिजेनेटिक परिवर्तन अब सबसे अधिक खोजे गए क्षेत्रों में से एक है। सबसे पहले, उम्र बढ़ने के तंत्र के संबंध में एपिजेनेटिक्स का अध्ययन किया जाता है।हाल ही में, एपिजेनेटिक उम्र बढ़ने को हार्मोन और एंटीडायबिटिक एजेंटों के कॉकटेल के साथ उलट दिया गया है। और उन कठिनाइयों के बारे में जो आधुनिक विज्ञान उम्र बढ़ने की परिभाषा खोजने की कोशिश में अनुभव कर रहा है, हमारे पाठ को पढ़ें "यह झुर्रियों के बारे में नहीं है।"
