गैप जीन

गैप जीन एक प्रकार का जीन है जो कुछ आर्थ्रोपोड्स के सेगमेंटेशन (जीव विज्ञान) भ्रूण के विकास (जीव विज्ञान) में सम्मिलित होता है। गैप जीन को उस जीन में उत्परिवर्तन के प्रभाव से परिभाषित किया जाता है, जो सामान्य शरीर योजना में अंतराल के समान, सन्निहित शरीर खंडों के हानि का कारण बनता है। इसलिए, प्रत्येक गैप जीन जीव के भाग के विकास के लिए आवश्यक है। गैप जीन का वर्णन पहली बार 1980 में क्रिस्टियन नुसलीन-वोल्हार्ड और एरिक विस्चॉस द्वारा किया गया था। उन्होंने फल मक्खी ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर में भ्रूण के विकास के लिए आवश्यक जीन की पहचान करने के लिए आनुवंशिक स्क्रीन का उपयोग किया था। उन्हें तीन जीन मिले निरप्स, क्रुप्पेल और हंचबैक जहां उत्परिवर्तन के कारण खंडों के विशेष खंड नष्ट हो गए थे। इसके पश्चात् कार्य में ड्रोसोफिला प्रारंभिक भ्रूण में अधिक गैप जीन की पहचान की गई विशाल, हकबीन और टेललेस ड्रोसोफिला हेड के विकास के लिए ऑर्थोडेंटिकल और बटनहेड सहित अतिरिक्त गैप जीन की आवश्यकता होती है।

एक बार आणविक स्तर पर गैप जीन की पहचान हो जाने के बाद यह पाया गया कि प्रत्येक गैप जीन प्रारंभिक भ्रूण में बैंड में जीन अभिव्यक्ति है जो सामान्यतः उस क्षेत्र से संबंधित होता है जो उत्परिवर्ती में अनुपस्थित है। ड्रोसोफिला में गैप जीन प्रतिलेखन कारकों को एनकोड करते हैं, और वे सीधे विभाजन में सम्मिलित जीन के दूसरे सेट, युग्म-नियम जीन की अभिव्यक्ति को नियंत्रित करते हैं।  गैप जीन स्वयं मैटर्नल प्रभाव जीन जैसे बाइकोइड और ड्रोसोफिला भ्रूणजनन मैटर्नल प्रभाव जीन के नियंत्रण में व्यक्त किए जाते हैं, और अपने स्पष्ट अभिव्यक्ति क्रम को प्राप्त करने के लिए दूसरे को विनियमित करते हैं।

जीन सक्रियण
टेललेस की अभिव्यक्ति भ्रूण के ध्रुवों में धड़ प्रोटीन द्वारा सक्रिय होती है। टेललेस को मैटर्नल-प्रभाव जीन बाइकोइड द्वारा सम्मिश्र विधि से भी विनियमित किया जाता है।

भ्रूण रूप से प्रतिलेखित हंचबैक और मैटर्नल रूप से प्रतिलेखित हंचबैक दोनों पूर्वकाल में बाइकोइड प्रोटीन द्वारा सक्रिय होते हैं और पीछे नैनोस प्रोटीन द्वारा बाधित होते हैं। भ्रूण रूप से प्रतिलेखित हंचबैक प्रोटीन क्रुप्पेल और निप्स पर मैटर्नल रूप से प्रतिलेखित हंचबैक के समान प्रभाव प्रदर्शित करने में सक्षम है।

क्रुप्पेल जीन तब सक्रिय होता है जब भ्रूण के मध्य भाग में बाइकॉइड प्रोटीन ग्रेडिएंट में तेजी से गिरावट आती है। इस प्रकार क्रुप्पेल को पांच नियामक प्रोटीनों द्वारा नियंत्रित किया जाता है: बाइकॉइड, हंचबैक, टेललेस, निरप्स और जाइंट क्रुप्पेल को कूबड़ के उच्च स्तर, विशाल के उच्च स्तर और टेललेस द्वारा बाधित किया जाता है, जो क्रुप्पेल अभिव्यक्ति की पूर्वकाल सीमा को स्थापित करता है। क्रुप्पेल को निर्प्स द्वारा भी बाधित किया जाता है और बाइकॉइड के निम्न स्तर और हंचबैक के निम्न स्तर द्वारा सक्रिय किया जाता है, जो क्रुप्पेल अभिव्यक्ति की पिछली सीमा को स्थापित करता है।

ऐसा प्रतीत होता है कि निरप्स जीन स्वतः ही सक्रिय हो जाता है। यह कुबड़े द्वारा दबाया जाता है। इस प्रकार हंचबैक दमन इस प्रकार निर्प्स जीन की पूर्वकाल सीमा को परिभाषित करता है। हंचबैक द्वारा निरप्स जीन के अधिक कुशल निषेध के कारण, क्रुप्पेल की तुलना में भ्रूण में निरप्स को अधिक पीछे से व्यक्त किया जाता है। टेललेस प्रोटीन भ्रूण के पिछले भाग में निर्प्स जीन की अभिव्यक्ति को रोकता है, जिससे किर्नप्स प्रोटीन केवल भ्रूण के मध्य भाग में व्यक्त होता है (किन्तु क्रुप्पेल की तुलना में अधिक पीछे)। यह हंचबैक और टेललेस दोनों की नाइरप्स के बढ़ाने वाले क्षेत्रों से जुड़ने की क्षमता के कारण है।

क्रिया का तंत्र
गैप जीन प्रतिलेखन कारकों के लिए कोड करता है जो जोड़ी-नियम जीन और होमोटिक जीन की अभिव्यक्ति को नियंत्रित करता है अपने बढ़ाने वाले क्षेत्रों से जुड़ने के लिए प्रतिस्पर्धा करके प्राप्त किया जाता है। यह प्रदर्शित किया गया है कि ड्रोसोफिला ब्लास्टोडर्म में गैप जीन अभिव्यक्ति कैनालाइज़ेशन नामक प्रोपर्टी प्रदर्शित करती है, जो जीनोटाइप या पर्यावरण में भिन्नता के अतिरिक्त सुसंगत फेनोटाइप उत्पन्न करने के लिए विकासशील जीवों की प्रोपर्टी है। यह प्रस्तावित किया गया है कि कैनालाइज़ेशन गैप जीन अभिव्यक्ति के क्रॉस विनियमन की अभिव्यक्ति है और इसे गैप जीन डायनेमिक सिस्टम में आकर्षित करने वालों के कार्यों से उत्पन्न होने के रूप में समझा जा सकता है।

यह भी देखें

 * ड्रोसोफिला भ्रूणजनन
 * युग्म-नियम जीन

बाहरी संबंध

 * The Interactive Fly: http://www.sdbonline.org/fly/aignfam/gapnprl.htm