आर-लूप



एक आर-लूप एक तीन-स्ट्रैंडेड न्यूक्लिक एसिड संरचना है, जो डीएनए आरएनए हाइब्रिड और संबद्ध गैर-टेम्प्लेट एकल-स्ट्रैंडेड डीएनए से बना है। इस प्रकार आर-लूप विभिन्न परिस्थितियों में बन सकते हैं और सेलुलर घटकों द्वारा सहन या साफ किया जा सकता है। "आर-लूप" शब्द इन संरचनाओं की डी-लूप से समानता को दर्शाने के लिए दिया गया था; इन स्थितियों में "आर" आरएनए भाग (रसायन विज्ञान) की भागीदारी का प्रतिनिधित्व करता है।

प्रयोगशाला में, डीएनए-आरएनए हाइब्रिड के निर्माण के लिए अनुकूल परिस्थितियों डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए के साथ परिपक्व एमआरएनए के संकरण द्वारा आर-लूप भी बनाए जा सकते हैं; इस प्रकार इन स्थितियों में, इंट्रॉन क्षेत्र (जो एमआरएनए से अलग (आनुवंशिकी) होते हैं) एकल-स्ट्रैंडेड हुए डीएनए लूप बनाते हैं, क्योंकि वे एमआरएनए में पूरक अनुक्रम के साथ संकरण नहीं कर सकते हैं।

इतिहास
आर-लूपिंग को पहली बार 1976 में वर्णित किया गया था। इस प्रकार रिचर्ड जे. रॉबर्ट्स और फिलिप ए. शार्प की प्रयोगशालाओं से स्वतंत्र आर-लूपिंग अध्ययनों से पता चला है कि प्रोटीन कोडिंग एडिनोवायरस जीन में डीएनए अनुक्रम होते हैं जो परिपक्व एमआरएनए में उपस्तिथ नहीं थे। इस प्रकार रॉबर्ट्स और शार्प को स्वतंत्र रूप से इंट्रोन्स की खोज के लिए साल 1993 में फिजियोलॉजी या मेडिसिन में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था। इस प्रकार एडेनोवायरस में उनकी खोज के बाद, कई यूकेरियोटिक जीनों में इंट्रॉन पाए गए, जैसे यूकेरियोटिक ओवलब्यूमिन जीन (पहले ओ'माली प्रयोगशाला द्वारा, फिर अन्य समूहों द्वारा पुष्टि की गई) हेक्सॉन प्रोटीन डीएनए, और  टेट्राहिमेना थर्मोफिला  के एक्स्ट्राक्रोमोसोमल डीएनए आरआरएनए जीन हैं। इस प्रकार साल 1980 के दशक के मध्य में, एक एंटीबॉडी का विकास जो विशेष रूप से आर-लूप संरचना से जुड़ता है, ने इम्यूनोफ्लोरेसेंस अध्ययन के लिए द्वार खोल दिया, साथ ही डीआरआईपी-सीक्यू द्वारा आर-लूप गठन के जीनोम-वाइड लक्षण वर्णन भी किया।।

आर-लूप मैपिंग
आर-लूप मैपिंग एक प्रयोगशाला तकनीक है जिसका उपयोग डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए में एक्सॉन से इंट्रोन्स को एक्सॉन से अलग करने के लिए किया जाता है। इस प्रकार इन आर-लूप्स को इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी द्वारा देखा जाता है और इन क्षेत्रों में अनबाउंड लूप बनाकर डीएनए के इंट्रॉन क्षेत्रों को प्रकट किया जाता है।

विवो में आर-लूप
आर-लूप्स की प्रतिकृति प्राइमर के रूप में काम करने की क्षमता का प्रदर्शन साल 1980 में किया गया था। इस प्रकार साल 1994 में, टोपोइज़ोमेरेज़ में म्यूटेशन ले जाने वाले ई. कोलाई म्यूटेंट से पृथक किए गए प्लास्मिड के विश्लेषण के माध्यम से आर-लूप को विवो में उपस्तिथ होने के लिए प्रदर्शित किया गया था। इस प्रकार एंडोजेनी (जीव विज्ञान) आर-लूप की इस खोज ने, जेनेटिक अनुक्रमण  तकनीकों में तेजी से प्रगति के संयोजन के साथ, वर्ष 2000 के दशक की शुरुआत में आर-लूप अनुसंधान को फलने-फूलने के लिए प्रेरित किया जो आज भी जारी है।

आर-लूप गठन और संकल्प का विनियमन
राइबोन्यूक्लिएज एच एंजाइम आर-लूप के विघटन के लिए जिम्मेदार प्राथमिक प्रोटीन हैं, जो दो पूरक डीएनए स्ट्रैंड्स को नष्ट करने की अनुमति देने के लिए आरएनए की मात्रा को कम करने का काम करते हैं। इस प्रकार पिछले एक दशक में अनुसंधान ने 50 से अधिक प्रोटीनों की पहचान की है जो आर-लूप संचय को प्रभावित करते प्रतीत होते हैं, और माना जाता है कि उनमें से कई आर-लूप के टेम्पलेट, तंत्र में पुन: एनीलिंग को रोकने के लिए नव लिखित आरएनए को अनुक्रमित या संसाधित करके योगदान करते हैं। इस प्रकार इनमें से कई प्रोटीनों की परस्पर क्रिया का निर्धारण किया जाना बाकी है।

आनुवंशिक नियमन में आर-लूप की भूमिका
आर-लूप गठन इम्युनोग्लोबुलिन वर्ग स्विचिंग में एक महत्वपूर्ण कदम है, एक प्रक्रिया जो सक्रिय बी कोशिकाओं को एंटीबॉडी उत्पादन को नियंत्रित करने की अनुमति देती है। इस प्रकार वे कुछ सक्रिय प्रमोटर (आनुवांशिकी) को मेथिलिकरण  से बचाने में भी भूमिका निभाते हैं। आर-लूप की उपस्थिति भी प्रतिलेखन को बाधित कर सकती है। इस प्रकार इसके अतिरिक्त, आर-लूप गठन "खुले" क्रोमेटिन से जुड़ा हुआ प्रतीत होता है, जो सक्रिय रूप से लिखित क्षेत्रों की विशेषता है।

आनुवंशिक क्षति के रूप में आर-लूप
जब अनिर्धारित आर-लूप्स बनते हैं, तो वे कई अलग-अलग तंत्रों द्वारा नुकसान पहुंचा सकते हैं। उजागर एकल-स्ट्रैंडेड डीएनए अंतर्जात उत्परिवर्तजनों द्वारा हमले में आ सकते हैं, जिसमें सक्रियण-प्रेरित साइटिडीन डेमिनमिनस जैसे डीएनए-संशोधित एंजाइम सम्मिलित हैं और फोर्क पतन और बाद में डबल-स्ट्रैंड ब्रेक को प्रेरित करने के लिए प्रतिकृति फोर्क्स को अवरुद्ध कर सकते हैं। साथ ही, आर-लूप एक प्राइमर (आण्विक जीव विज्ञान) के रूप में कार्य करके अनिर्धारित प्रतिकृति को प्रेरित कर सकते हैं।

इस प्रकार आर-लूप संचय कई बीमारियों से जुड़ा हुआ है, जिनमें प्रस्तुतीशोषी पार्श्व काठिन्य, एमियोट्रोफिक लेटरल स्क्लेरोसिस टाइप 4 (एएलएस 4), ओकुलोमोटर एप्रेक्सिया टाइप 2, एटैक्सिया ओकुलोमोटर एप्राक्सिया टाइप 2 (एओए 2), ऐकार्डी-गाउटिएरेस सिंड्रोम, एंजेलमैन सदस्यता, प्रेडर-विली सिंड्रोम, और कैंसर सम्मिलित हैं।

आर-लूप, इंट्रोन और डीएनए क्षति
इंट्रॉन जीन के भीतर गैर-कोडिंग क्षेत्र हैं जो जीन के कोडिंग क्षेत्रों के साथ-साथ स्थानांतरित होते हैं, किन्तु बाद में आरएनए स्पिलिंग द्वारा प्राथमिक प्रतिलेख से हटा दिए जाते हैं। इस प्रकार डीएनए के सक्रिय रूप से प्रतिलेखित क्षेत्र अधिकांशतः आर-लूप बनाते हैं जो डीएनए क्षति (स्वाभाविक रूप से होने वाली) के प्रति संवेदनशील होते हैं। इंट्रोन्स अत्यधिक अभिव्यक्त यीस्ट जीनों में आर-लूप गठन और डीएनए क्षति को कम करते हैं। इस प्रकार जीनोम-व्यापक विश्लेषण से पता चला है कि यीस्ट और मानव दोनों में समान अभिव्यक्ति के इंट्रो-कम जीन की तुलना में इंट्रो-युक्त जीन प्रदर्शन ने आर-लूप के स्तर को कम किया और डीएनए क्षति को कम किया हैं। इस प्रकार आर-लूप प्रोन जीन के भीतर एक इंट्रॉन डालने से आर-लूप गठन और आनुवंशिक पुनर्संयोजन को भी रोका जा सकता है। बोनट एट अल द्वारा साल 2017 में अनुमान लगाया गया है कि आनुवंशिक स्थिरता बनाए रखने में इंट्रॉन का कार्य कुछ स्थानों पर, विशेष रूप से अत्यधिक व्यक्त जीन में उनके विकासवादी रखरखाव की व्याख्या कर सकता है।

यह भी देखें

 * ड्रिप-सेक
 * राइबोन्यूक्लिज़ एच
 * इम्युनोग्लोबुलिन क्लास स्विचिंग
 * डी एन ए की नकल