टेलोमेर: Difference between revisions

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टेलोमेरेस (सफेद) द्वारा छाया हुआ मानव गुणसूत्र (ग्रे)

टेलोमेयर (/ˈtɛləmɪər, ˈtiːlə-/; from Ancient Greek τέλος (télos) 'end', and μέρος (méros) 'part') रैखिक गुणसूत्रों के सिरों पर विशेष प्रोटीन से जुड़े दोहराव वाले न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों का एक क्षेत्र है। टेलोमेरेस एक व्यापक आनुवंशिक विशेषता है जो सामान्य रूप से यूकेरियोट्स में पाई जाती है। अधिकांश में, यदि सभी प्रजातियां उन्हें नहीं रखती हैं तो वे क्रोमोसोमल डीएनए के टर्मिनल क्षेत्रों की प्रगतिशील क्षरण से रक्षा करते हैं और डीएनए की सुधार प्रणाली को डबल-स्ट्रैंड ब्रेक के लिए डीएनए स्ट्रैंड के कई सिरों को अशुद्धि से रोकने हेतु रैखिक क्रोमोसोम की अखंडता सुनिश्चित करते है।

खोज

1970 के दशक के प्रारम्भ में सोवियत सिद्धांतकार एलेक्सी ओलोवनिकोव ने पहली बार माना कि गुणसूत्र अपने सिरों को पूरी तरह से दोहरा नहीं सकते, इसे अंत प्रतिकृति समस्या के रूप में जाना जाता है। इस क्रम में आगे लियोनार्ड हेफ्लिक के सीमित दैहिक कोशिका विभाजन के विचार को समायोजित करते हुए ओलोवनिकोव ने सुझाव दिया कि डीएनए अनुक्रम हर बार लुप्त हो जाता है जब तक कि सेल प्रतिकृति एक महत्वपूर्ण स्तर तक नहीं पहुंच जाती है जिस बिंदु पर कोशिका विभाजन समाप्त हो जाता है।[1][original research?]

सन 1975-1977 में एलिजाबेथ ब्लैकबर्न (जोसफ जी. गैल के साथ येल विश्वविद्यालय में पोस्टडॉक्टोरल फेलो के रूप में काम कर रही थीं) ने टेलोमेरेस की असामान्य प्रकृति की खोज की। उनके सरल दोहराए गए डीएनए अनुक्रमों से क्रोमोसोम सिरों की रचना हुई।[2] 2001 में नोबेल पुरस्कार ब्लैकबर्न, कैरल ग्रीडर, और जैक शोस्तक को फिजियोलॉजी या मेडिसिन, टेलोमिरेज और एंजाइम टेलोमेरेस द्वारा गुणसूत्रों की रक्षा कैसे की जाती है, इसकी खोज के लिए फिजियोलॉजी या वर्तमान में मेडिसिन नोबेल पुरस्कार[3] से सम्मानित किया गया था।

सन 1983 में बारबरा मैक्लिंटॉक (अमेरिकी साइटोजेनेटिकिस्ट और फिजियोलॉजी या मेडिसिन में साझा नोबेल पुरस्कार प्राप्त करने वाली पहली महिला) को यह देखने के लिए नोबेल पुरस्कार मिला कि अंत भागों की कमी वाले गुणसूत्र चिपचिपे हो गए और गुणसूत्र टिप जो क्रोमोसोम स्थिरता बनाए रखेगी, पर एक विशेष संरचना के अस्तित्व की परिकल्पना की।[4]


संरचना और कार्य

सिरों की प्रतिकृति समस्या

Main article: डी एन ए प्रतिकृति
डीएनए प्रतिकृति के दौरान लैगिंग स्ट्रैंड

डीएनए प्रतिकृति के समय डीएनए पोलीमरेज़, पैरेंट स्ट्रैंड के 3' सिरों पर उपस्थित अनुक्रमों को दोहरा नहीं सकता है। यह डीएनए संश्लेषण के अपने यूनिडायरेक्शनल मोड का परिणाम है। यह केवल नए न्यूक्लियोटाइड्स को उपस्थित 3'-सिरे (यानी संश्लेषण 5'-3' की प्रगति करता है) से जोड़ सकता है और इस प्रकार इसे प्रतिकृति आरंभ करने के लिए एक प्राइमर की आवश्यकता होती है। अग्रणी स्ट्रैंड पर (प्रतिकृति फोर्क के भीतर उन्मुख 5'-3'), डीएनए-पोलीमरेज़ लगातार आरंभ के बिंदु से प्राइमर के साथ स्ट्रैंड के अंत तक सभी तरह से प्रतिकृति करता है (आरएनए से बना) उसके उपरांत एक्साइज़ और डीएनए द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है।जबकि लैगिंग स्ट्रैंड प्रतिकृति फोर्क के संबंध में 3'-5' उन्मुख है इसलिए डीएनए-पोलीमरेज़ द्वारा निरंतर प्रतिकृति असंभव है जबकि प्रारंभिक साइट के 5' सिरे आगे प्राइमरों के बार-बार संश्लेषण को समाहित करते हुए निरंतर प्रतिकृति की आवश्यकता होती है (लैगिंग देखें ) स्ट्रैंड प्रतिकृति )। लैगिंग-स्ट्रैंड प्रतिकृति में सम्मिलित होने वाला अंतिम प्राइमर टेम्पलेट के 3' सिरे के पास बैठता है (लैगिंग-स्ट्रैंड के संभावित 5'-सिरे के अनुरूप)। इस प्रकार मूल रूप से यह माना जाता था कि अंतिम प्राइमर टेम्पलेट के बिल्कुल अंत में होगा, एक बार डीएनए-पोलीमरेज़ को हटा दिया जाता है जो डीएनए के साथ प्राइमरों को प्रतिस्थापित करता है (यूकेरियोट्स में डीएनए-पोल δ)[note 1] लैगिंग स्ट्रैंड के 5'-सिरे से प्रतिस्थापन डीएनए को संश्लेषित करने में असमर्थ होगा ताकि टेम्पलेट न्यूक्लियोटाइड्स को पहले अंतिम प्राइमर में जोड़ा जा सके।[5] इसके बाद से यह प्रश्न किया गया है कि क्या अंतिम लैगिंग स्ट्रैंड प्राइमर को टेम्पलेट के 3'-सिरे में निश्चित रखा गया है और यह प्रदर्शित किया गया था कि यह लगभग 70-100 न्यूक्लियोटाइड्स की दूरी पर संश्लेषित है जो खोज के अनुरूप है कि सुसंस्कृत मानव कोशिका में डीएनए प्रति कोशिका विभाजन 50-100 आधार जोड़े द्वारा छोटा किया जाता है।[6]

यदि इस प्रक्रिया में कोडिंग अनुक्रमों को अवक्रमित किया जाता है तो संभावित रूप से महत्वपूर्ण आनुवंशिक कोड लुप्त हो जाएगा। टेलोमेरेस गैर-कोडिंग दोहराए जाने वाले अनुक्रम हैं जो रैखिक गुणसूत्रों के टर्मिनी पर स्थित होते हैं जो उन कोडिंग अनुक्रमों के लिए बफ़र्स के रूप में कार्य करते हैं जो आगे-पीछे होते हैं। वे सिरे-अनुक्रमों को "कैप" करते हैं और डीएनए प्रतिकृति की प्रक्रिया में उत्तरोत्तर पदावनत होते हैं।

सिरों की प्रतिकृति समस्या रैखिक गुणसूत्रों के लिए अनन्य है क्योंकि वृत्ताकार गुणसूत्रों में डीएनए-पोलीमरेज़ की पहुंच के बिना सिरे नहीं होते हैं। अधिकांश प्रोकैरियोट्स परिपत्र गुणसूत्रों पर निर्भर करते हैं तदनुसार टेलोमेरेस नहीं रखते हैं।[7] जीवाणु गुणसूत्रों का एक छोटा सा अंश (जैसे कि स्ट्रेप्टोमीस, एग्रोबैक्टीरियम और बोरेलिया में), जबकि ये रैखिक और टेलोमेरेस होते हैं जो संरचना और कार्य में यूकेरियोटिक गुणसूत्रों से बहुत अलग होते हैं। बैक्टीरियल टेलोमेरेस की ज्ञात संरचनाएं रैखिक गुणसूत्रों के सिरों पर बंधे प्रोटीन का रूप लेती हैं या रैखिक गुणसूत्रों के सिरों पर एकल-फंसे डीएनए के हेयरपिन लूप होते हैं।[8]


टेलोमेयर सिरे और शेल्टरइन

शेल्टरिन टेलोमेरेस के टी-लूप गठन का समन्वय करता है।
Main article: शेल्टरइन

टेलोमेयर के बिल्कुल 3'-सिरे में 300 बेस पेयर ओवरहैंग होता है जो टेलोमेयर के डबल-स्ट्रैंडेड हिस्से पर आक्रमण कर सकता है जो टी-लूप के रूप में जाना जाता है। यह लूप एक गाँठ के समान है जो टेलोमेयर को स्थिर करता है और टेलोमेयर के सिरों को डीएनए सुधार मशीनरी द्वारा ब्रेकप्वाइंट के रूप में पहचाने जाने से रोकता है। टेलोमेरिक सिरों पर गैर-होमोलॉगस एंड जॉइनिंग होनी चाहिए जो क्रोमोसोमल विलय का परिणाम होगा। टी-लूप को कई प्रोटीनों द्वारा बनाए रखा जाता है जिसे सामूहिक रूप से शेल्टरिन कॉम्प्लेक्स कहा जाता है। मनुष्यों में शेल्टरिन कॉम्प्लेक्स टीईआरएफ1, टीईआरएफ2, टीआईएनएफ2, पीओटी1, एसीडी (जीन) और टीईआरएफ2आईपी के रूप में पहचाना जाता है।[9] कई प्रजातियों में अनुक्रम दोहराता ग्वानिन में समृद्ध होता है, उदाहरण के लिए कशेरुकियों में टीटीएजीजीजी[10] जो जी-क्वाड्रुप्लेक्स के गठन की अनुमति देता है जो गैर-वाटसन-क्रिक बेस पेयरिंग से जुड़े डीएनए की एक विशेष रचना है। अन्य बातों के साथ-साथ एकल या दोहरे-फंसे डीएनए की भागीदारी के आधार पर विभिन्न उपप्रकार हैं। सिलिअट्स में 3'-ओवरहैंग के लिए प्रमाण हैं (जो कि टेलोमेयर रिपीट को कशेरुक में पाए जाने वाले लोगों के समान दोहराते हैं ) ऐसे जी-क्वाड्रुप्लेक्स बनाने के लिए जो टी-लूप की जगह इसे समायोजित करते हैं। जी-क्वाड्रुप्लेक्स, डीएनए-पोलीमरेज़ जैसे एंजाइमों के लिए एक बाधा प्रस्तुत करते हैं और इस प्रकार प्रतिकृति और प्रतिलेखन के नियमन में सम्मिलित होने के बारे में विचार किया जाता है।[11]


टेलोमेरेस

गुणसूत्रों का संश्लेषण टेलोमेरेज़ द्वारा समाप्त होता है
Main article: टेलोमेरेस

कई जीवों में टेलोमेरेज़ नामक राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन एंजाइम होता है जो डीएनए के सिरों पर दोहराए जाने वाले न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों को जोड़ने का कार्य करता है। टेलोमेरेस टेलोमेयर "कैप" की "प्रतिपूर्ति" करता है और इसके लिए किसी एटीपी की आवश्यकता नहीं होती है।[1] अधिकांश बहुकोशिकीय यूकेरियोटिक जीवों में टेलोमेरेस केवल रोगाणु कोशिकाओं व कुछ प्रकार की स्टेम कोशिकाओं जैसे भ्रूण स्टेम कोशिकाओं और कुछ सफेद रक्त कोशिकाओं में सक्रिय होता है। टेलोमेरेस को पुन: सक्रिय किया जा सकता है और टेलोमेरेस दैहिक सेल परमाणु हस्तांतरण द्वारा एक भ्रूण अवस्था में वापस आ जाता है।[12] दैहिक (शरीर) कोशिकाओं में और कैंसर की रोकथाम में[13][14] प्रत्येक प्रतिकृति के साथ टेलोमेरेस की स्थिर कमी की भूमिका हो सकती है।[15] यह इसलिए है क्योंकि टेलोमेरेस एक प्रकार के समय-विलंब "फ्यूज" के रूप में कार्य करते हैं एवं अंत में कोशिका विभाजन की एक निश्चित संख्या के बाद समाप्त हो जाते हैं और इसके परिणामस्वरूप भविष्य के विभाजनों के साथ कोशिका के गुणसूत्र से महत्वपूर्ण आनुवंशिक जानकारी की हानि होती है।[16] [17]


लंबाई

टेलोमेयर की लंबाई प्रजातियों के बीच बहुत भिन्न होती है। खमीर में लगभग 300 आधार जोड़े[18] से लेकर मनुष्यों में कई किलोबेस तक और सामान्य रूप से ग्वानिन -समृद्ध, छह से आठ-बेस-जोड़ी-लंबे दोहराव के सरणियों से बना होता है। यूकेरियोटिक टेलोमेरेस सामान्यतः 75-300 आधारों से लेकर 3-सिंगल-स्ट्रैंडेड-डीएनए ओवरहैंग के साथ समाप्त होते हैं जो टेलोमेयर रखरखाव और कैपिंग के लिए आवश्यक है। सिंगल- और डबल-स्ट्रैंडेड टेलोमेयर डीएनए को बांधने वाले कई प्रोटीनों की पहचान की गई है।[19] ये टेलोमेयर रखरखाव और कैपिंग दोनों में कार्य करते हैं। टेलोमेरेस बड़े लूप स्ट्रक्चर बनाते हैं जिन्हें टेलोमेयर लूप या टी-लूप कहा जाता है। एकल-फंसे डीएनए एक लंबे घेरे में घूमता है जो टेलोमेयर-बाइंडिंग प्रोटीन द्वारा स्थिर होता है।[20] टी-लूप के बिल्कुल अंत में सिंगल-स्ट्रैंडेड टेलोमेयर डीएनए को टेलोमेयर स्ट्रैंड द्वारा डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए के एक क्षेत्र पर रखा जाता है जो डबल-हेलिकल डीएनए को बाधित करता है और दो स्ट्रैंड में से एक के लिए बेस पेयरिंग करता है। इस ट्रिपल-स्ट्रैंडेड संरचना को विस्थापन लूप या डी-लूप कहा जाता है।[21]


शॉर्टनिंग (लघुता)

अक्सीकृत क्षति

अंत प्रतिकृति की समस्या के साथ इन विट्रो अध्ययनों से ज्ञात हुआ है कि टेलोमेरेस ऑक्सीडेटिव तनाव के कारण हानि संग्रहण करते हैं और ऑक्सीडेटिव तनाव-मध्यस्थ डीएनए क्षति का विवो में टेलोमेयर को छोटा करने पर बड़ा प्रभाव पड़ता है। प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों (आरओएस) द्वारा मध्यस्थ किए गए ऑक्सीडेटिव तनाव के अनेक प्रकार हैं जिससे डीएनए को नुकसान हो सकता है; जबकि यह अभी तक स्पष्ट नहीं है कि टेलोमेरेस में उच्च दर उनकी अंतर्निहित संवेदनशीलता या इन क्षेत्रों में डीएनए मरम्मत प्रणालियों की कम गतिविधि के कारण लाई गई है या नहीं।[22] निष्कर्षों के व्यापक समझौते के बाद भी माप और नमूनाकरण के संबंध में व्यापक त्रुटियां बताई गई हैं; उदाहरण के लिए, टेलोमेरेस को अक्सीकृत क्षति की एक संदिग्ध प्रजाति और ऊतक निर्भरता को अपर्याप्त रूप से दोषी बताया गया है।[23]जनसंख्या आधारित अध्ययनों ने एंटी-ऑक्सीडेंट सेवन और टेलोमेयर की लंबाई के बीच परस्पर क्रिया का संकेत दिया है। लॉन्ग आइलैंड ब्रेस्ट कैंसर स्टडी प्रोजेक्ट (एलआईबीसीएसपी) में लेखकों ने पाया कि कम टेलोमेरेस वाली महिलाओं और बीटा कैरोटीन, विटामिन सी या ई के कम आहार सेवन वाली महिलाओं में स्तन कैंसर के खतरे में कम वृद्धि हुई है। [24] ये परिणाम [25] सुझाव देते हैं कि टेलोमेयर छोटा होने के कारण कैंसर का संकट डीएनए क्षति के अन्य तंत्रों, विशेष रूप से ऑक्सीडेटिव तनाव के साथ संपर्क कर सकता है।

उम्र बढ़ने के साथ संबंध

टेलोमेयर छोटा होना उम्र बढ़ने, मृत्यु दर और उम्र बढ़ने से संबंधित बीमारियों से जुड़ा है। विभिन्न आयु के व्यक्तियों के बीच तुलना के आधार पर, टेलोमेयर की लंबाई जर्म और ट्यूमर कोशिकाओं में कोशिका विभाजन की संख्या के साथ नकारात्मक रूप से जुड़ी होती है। यह उम्र और टेलोमेयर की लंबाई के बीच की कड़ी की ओर जाता है जो की अपेक्षाकृत  है, एक व्यक्ति जितना बड़ा होता है उतनी ही बार उनकी कोशिकाओं ने उनके जीनोम को दोहराया और विभाजित किया होता है। मनुष्यों के विपरीत, चूहों में उल्लेखनीय रूप से लंबे टेलोमेरेस प्रदर्शित किए गए हैं। यह प्रदर्शित कर सकता है कि टेलोमेयर शॉर्टिंग के प्रभाव का अन्य यूकेरियोट्स पर अलग या कोई प्रभाव नहीं पड़ सकता है क्योंकि पुराने चूहों में छोटे चूहों की तुलना में टेलोमेयर की लंबाई में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं था।[2] इसके अतिरिक्त टेलोमेरेस की भूमिका और महत्व मॉडल जीवों के बीच अलग-अलग डिग्री के महत्व के लिए प्रतीत होता है। सामान्य जीव जैसे कि चूहे, एस. सेरेविसिया और सी. एलिगेंस, कई पीढ़ियों के लिए बहुत कम प्रभाव के साथ टेलोमेरेस की दस्तक का सामना करने में सक्षम थे। इन यूकेरियोट्स के लचीलेपन के बाद भी मनुष्यों में टेलोमेरेस क्रियाशीलता में कमी के परिणामस्वरूप केवल कुछ पीढ़ियों के बाद कई संकटजनक जटिलताएं उत्पन्न हुईं।[2] यह मानव स्वास्थ्य में टेलोमेरेस के संरक्षण के महत्व पर प्रभाव डालता है।

पिता की उम्र बच्चे के टेलोमेरेस की लंबाई में एक भूमिका निभाती है जिसका विकासवादी प्रभाव पड़ता है। यद्यपि ल्यूकोसाइट टेलोमेरेस उम्र के साथ छोटा हो जाता है तथा शुक्राणु टेलोमेरेस उम्र के साथ लंबा हो जाता है। छोटे टेलोमेरेस को कम ऊर्जा लागत (कम प्रतिकृति के कारण) लगाने के लिए सिद्धांतित किया जाता है परंतु प्रतिरक्षा प्रणाली से संबंधित और अन्य उम्र बढ़ने और बीमारी से संबंधित लागतें भी होती हैं इसलिए टेलोमेयर की लंबाई पर पैतृक आयु का प्रभाव संभावनाओं को बढ़ाने के लिए एक अनुकूलन हो सकता है। बच्चा उस वातावरण के लिए अनुरूप होगा जिसमें उसने जन्म लिया है।[26][27] टेलोमेरेस सामान्य रूप से कैंसर कोशिकाओं द्वारा प्रेरित किया जाता है जबकि कुछ क्षेत्रों में कैंसर कोशिकाएं टेलोमेरेस को बनाए रखने के लिए वैकल्पिक टेलोमेयर लेंथिंग नामक तंत्र का उपयोग करती हैं।Lua error: Internal error: The interpreter exited with status 1.


मनोवैज्ञानिक तनाव का संभावित प्रभाव

मेटा-विश्लेषण में पाया गया कि बढ़ा हुआ मनोवैज्ञानिक तनाव टेलोमेयर की लंबाई में एक छोटी सी कमी के साथ जुड़ा हुआ था। परन्तु प्रकाशन पूर्वाग्रह के लिए आंकणन करते समय ये संघ कोई महत्वपूर्ण जुड़ाव नहीं रखते हैं। तनाव और प्रतिकूलता के संपर्क में एकीकृत बायोमार्कर के रूप में टेलोमेरेस से संबंधित साहित्य में क्रॉस-सेक्शनल और सहसंबंधी अध्ययनों का प्रभुत्व है जो व्यखात्मक कारण को समस्याग्रस्त बनाता है।[25][28] सन 2020 की एक समीक्षा द्वारा तर्क दिया गया कि मनोसामाजिक तनाव और टेलोमेयर की लंबाई के बीच संबंध गर्भाशय या प्रारंभिक जीवन में अनुभव किए गए तनाव के लिए सबसे शक्तिशाली प्रतीत होता है।[29]


लंबा करना

कोशिका मृत्यु से पहले औसत कोशिका 50 और 70 के बीच विभाजित होगी। जैसे-जैसे कोशिका विभाजित होती है गुणसूत्र के अंत में टेलोमेरेस छोटे होते जाते हैं। हेफ्लिक सीमा एक सैद्धांतिक सीमा है कि एक कोशिका कितनी बार विभाजित हो सकती है जब तक कि टेलोमेयर इतना छोटा नहीं हो जाता कि विभाजन बाधित हो जाता है और कोशिका जीर्णता में प्रवेश कर जाती है।

सीमित कोशिकीय विभाजन की परिघटना सर्वप्रथम लियोनार्ड हेफ्लिक द्वारा देखी गई थी और अब इसे हेफ्लिक सीमा के रूप में संदर्भित किया जाता है।[30][31] इसके पश्चात गेरोन के संस्थापक माइकल डी. वेस्ट द्वारा गेरोन कॉर्पोरेशन में आयोजित वैज्ञानिकों के एक समूह द्वारा महत्वपूर्ण खोजें की गईं जो हेफ्लिक सीमा के साथ टेलोमेयर को छोटा करने से जुड़ा था।[32] टेलोमेरेज़ के उत्प्रेरक घटक की क्लोनिंग ने प्रयोगों को यह परीक्षण करने में सक्षम बनाया कि क्या टेलोमेरस की अभिव्यक्ति टेलोमेयर को छोटा करने से रोकने के लिए पर्याप्त स्तरों पर मानव कोशिकाओं को अमर करने में सक्षम थी। विज्ञान में सन 1998 के प्रकाशन में टेलोमेरेस का प्रदर्शन किया गया था कोशिका जीवनकाल को बढ़ाने में सक्षम होने के लिए और अब मानव दैहिक कोशिकाओं को अमर बनाने में सक्षम के रूप में अच्छी तरह से पहचाना जाता है।[33]

लंबे समय तक जीवित रहने वाले समुद्री पक्षी पर दो अध्ययनों से पता चलता है कि टेलोमेरेस की भूमिका को समझा जाना बहुत दूर है। 2003 में वैज्ञानिकों ने देखा कि लीच के स्टॉर्म-पेट्रेल (ओशनोड्रोमा ल्यूकोरोआ) के टेलोमेरेस कालानुक्रमिक उम्र के साथ लंबे होने लगते हैं। टेलोमेरेस के इस तरह के व्यवहार का प्रथम उदाहरण देखा गया।[34]

एक अध्ययन ने बताया कि विभिन्न स्तनधारी प्रजातियों की टेलोमेयर लंबाई सीधे जीवन काल के बजाय व्युत्क्रमानुपाती होती है और निष्कर्ष निकाला कि जीवन काल में टेलोमेयर की लंबाई का योगदान विवादास्पद बना हुआ है।[35] इस बात के बहुत कम प्रमाण हैं कि मनुष्यों में टेलोमेयर की लंबाई महत्वपूर्ण संज्ञानात्मक और शारीरिक क्षमताओं के संबंध में सामान्य उम्र बढ़ने का एक महत्वपूर्ण बायोमार्कर है।[36]


अनुक्रम

अभी तक ज्ञात टेलोमेयर न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम टेलोमेरेज़ डेटाबेस वेबसाइट में सूचीबद्ध हैं।

Some known telomere nucleotide sequences
समूह जीव टेलोमेरिक रिपीट (5' से 3' सिरे की ओर)
रीढ़ मानव, चूहे, ज़ेनोपस टीटीएजीजीजी
रेशायुक्त कवक न्यूरोस्पोरा क्रासा टीटीएजीजीजी
कीचड़ के सांचे फिजरम, डाइडीमियम टीटीएजीजीजी
डिक्टियोस्टीलियम AG(1-8)
काइनेटोप्लास्टिड प्रोटोजोआ ट्रिपैनोसोमा, क्रिथिडिया टीटीएजीजीजी
सरोम प्रोटोजोआ टेट्राहिमेना, ग्लोकोमा टीटीजीजीजीजी
पैरामीशियम टीटीजीजीजी(टी/जी)
ऑक्सीट्रिचा, स्टाइलोनीचिया, यूप्लोट्स टीटीटीटीजीजीजी
एपिकोमप्लेक्सन प्रोटोजोआ प्लाज्मोडियम टीटीएजीजीजी(टी/सी)
ऊँचे पौधे अरबीडोफिसिस थालीआना टीटीटीएजीजीजी
सेस्ट्रम एलिगेंस टीटीटीटीटीएजीजीजी[37]
एलियम सीटीसीजीजीटीटीएटीजीजीजी[38]
हरा शैवाल क्लैमाइडोमोनस टीटीटीटीएजीजीजी
कीट बॉम्बिक्स मोरी टीटीएजीजी
गोलकृमि आंत्र परजीवी टीटीएजीजीसी
विखंडित ख़मीर स्किज़ोसैक्रोमाइसेस पोम्ब टीटीएसी(ए)(सी)जी(1-8)
नवोदित ख़मीर सैकरोमाइसीज सेरेविसीअ टीजीटीजीजीजीटीजीटीजीजीटीजी (आरएनए टेम्पलेट से)
या जी(2-3)(टीजी)(1-6)टी (सर्वसम्मति)
सैकरोमाइसीज कॉस्टेलि टीसीटीजीजीजीटीजी
कैंडिडा ग्लेब्रेटा जीजीजीजीटीसीटीजीजीजीटीजीसीटीजी
कैंडिडा एल्बीकैंस जीजीटीजीटीएसीजीजीएटीजीटीसीटीएएसीटीटीसीटीटी
कैंडिडा ट्रॉपिकलिस जीजीटीजीटीए[सी/ए]जीजीएटीजीटीसीएसीजीएटीसीएटीटी
कैंडिडा माल्टोसा जीजीटीजीटीएसीजीजीएटीजीसीएजीएसीटीसीजीसीटीटी
कैंडिडा गुइलरमोंडी जीजीटीजीटीएसी
कैंडिडा स्यूडोट्रॉपिकलिस जीजीटीजीटीएसीजीजीएटीटीजीएटीएजीटीटीएटीजीटी
लुवेरोमिसेस लैक्टिस जीजीटीजीटीएसीजीजीएटीटीटीजीएटीटीएजीजीटीएटीजीटी


रोग संकट पर अनुसंधान

टेलोमेरेस जीनोमिक अखंडता को बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण हैं और उम्र से संबंधित बीमारियों के कारक हो सकते हैं। प्रयोगशाला अध्ययनों से पता चलता है कि सेलुलर उम्र बढ़ने और ट्यूमर के विकास की प्रक्रिया के कारण टेलोमेयर डिसफंक्शन या शॉर्टिंग सामान्य रूप से प्राप्त किया जाता है। गुणसूत्र संरचना की रक्षा के लिए और प्रतिकृति के दौरान महत्वपूर्ण आनुवंशिक जानकारी के नुकसान को रोकने के लिए टेलोमेरेस के कार्य को ट्यूमर के विकास के विरुद्ध एक बफर के रूप में व्यापक रूप से स्वीकार किया जाता है। जबकि टेलोमेरेस दैहिक कोशिकाओं के विकास और विभाजन को रोककर रखते हैं यह अनजाने में तीव्रता से विभाजित होने वाली कोशिकाओं के लिए चयन कर सकता है जिन्हें टेलोमेयर क्षति हुई है। जैसा कि अन्य कोशिकाएं विभाजित होती हैं, जैसा कि उन्हें माना जाता है असामान्य कोशिकाएं अधिक तेज़ी से विभाजित होती हैं व अप्रतिबंधित कोशिकाओं को पीछे छोड़ती हैं जब अधिक डीएनए क्षति प्राप्त करता हैं जो आगे बढ़ने की उनकी क्षमता को बढ़ा सकता हैं।[2]इससे ट्यूमर का निर्माण होता है।

कुछ जीवन शैली कारकों को समय से पहले टेलोमेयर की लंबाई कम करने के लिए प्रदर्शित किया गया है। धूम्रपान का टेलोमेयर की लंबाई से नकारात्मक संबंध है। टेलोमेयर छोटा होने के कारण औसत मानव प्रति वर्ष लगभग 25-27 आधार जोड़े खो देता है। पुराने धूम्रपान करने वालों की श्वेत रक्त कोशिकाओं में टेलोमेयर की लंबाई के एक अध्ययन से पता चला कि प्रति वर्ष अतिरिक्त 5 आधार जोड़े खो गए। मोटापा एक अन्य कारक है जो त्वरित टेलोमेयर को छोटा करने में योगदान देता है। यह अच्छी तरह से स्थापित है कि मोटापा ऑक्सीडेटिव तनाव को बढ़ाता है। अंततः यह बढ़ी हुई ऑक्सीडेटिव क्षति डीएनए को ख़राब कर सकती है और इसके परिणामस्वरूप टेलोमेयर की लंबाई कम हो जाती है। इसके अतिरिक्त आहार का सेवन और शारीरिक गतिविधि टेलोमेयर के छोटा होने की दर को कम करती है। ओमेगा-3 फैटी एसिड, विटामिन ई, सी और बीटा-कैरोटीन जैसे एंटीऑक्सिडेंट की खपत में वृद्धि डीएनए पर ऑक्सीडेटिव तनाव को कम कर सकती है। जिन महिलाओं ने इन एंटीऑक्सिडेंट्स के उच्च सेवन वाले आहार का सेवन किया उनमें लंबे समय तक टेलोमेयर की लंबाई और स्तन कैंसर के कम जोखिम का पता चला। मोटापे के संबंध में व्यायाम वसा और हानिकारक अपशिष्ट उत्पादों के चयापचय को गति देता है साथ ही साथ टेलोमेरेज़ की गतिविधि को बढ़ाता है। इसके अतिरिक्त शारीरिक गतिविधि चूहों की जनसंख्या में एपोप्टोसिस (पी53 और पी16) से जुड़े प्रोटीन की अभिव्यक्ति को कम करती है जो अक्सीकृत तनाव के कम स्तर को इंगित करता है और जिससे टेलोमेयर छोटा हो जाता है।

अवलोकन संबंधी अध्ययनों में कई प्रकार के प्रायोगिक कैंसर में छोटे टेलोमेरेस पाए गए हैं। इसके अतिरिक्त कैंसर से पीड़ित लोगों में स्वस्थ नियंत्रण की तुलना में छोटे ल्यूकोसाइट टेलोमेरेस पाए गए हैं। सन 2011 में मेटा-विश्लेषण ने सुझाव दिया कि सबसे छोटे बनाम सबसे लंबे टेलोमेरेस वाले लोगों के लिए कैंसर का खतरा 1.4 से 3.0 गुना अधिक होता है।

संभावित दवा लक्ष्य के रूप में टेलोमेरेस भी उपलब्ध हैं। जबकि टेलोमेरेस मनुष्यों में एक महत्वपूर्ण कार्य करता है। टेलोमेरेज़ गतिविधि सामान्य रूप से अधिकांश दैहिक कोशिकाओं और ऊतकों में कम होती है। यह यूकेरियोटिक रोगजनकों को लक्षित करने के लिए एक अनूठा अवसर प्रदान करता है। प्रोटोजोआ और संक्रामक खमीर जैसे यूकेरियोट्स के कई परजीवी उपभेद हैं जो अपने जीनोम की निगरानी के लिए टेलोमेरेज़ गतिविधि पर बहुत अधिक निर्भर करते हैं। चूँकि अधिकांश मानव कोशिकाओं में सामान्य टेलोमेरेज़ गतिविधि कम होती है इसलिए परजीवी टेलोमेरेस फ़ंक्शन को लक्षित करना रोगजनक यूकेरियोट्स के विरुद्ध बिना मेजबान को हानि पहुंचाए एक सफल अल्पकालिक उपचार हो सकता है।[2]

माप

यूकेरियोटिक कोशिकाओं में औसत टेलोमेयर लंबाई का आकलन करने के लिए वर्तमान में कई तकनीकें कार्यरत हैं जिसमें टर्मिनल रेस्ट्रिक्शन फ़्रैगमेंट (TRF) सदर्न ब्लॉट एक प्रकार है। [39][40] टेलोमेयर लंबाई के लिए रीयल-टाइम पोलीमरेज श्रृंखला अभिक्रिया परख में टेलोमेयर-टू-सिंगल कॉपी जीन (टी/एस) अनुपात निर्धारित करना निहित है जो एक सेल में औसत टेलोमेयर लंबाई के अनुपात में प्रदर्शित होता है।[41]

संपूर्ण जीनोम अनुक्रमण (WGS) प्रयोगों से टेलोमेयर की लंबाई का अनुमान लगाने के लिए उपकरण भी विकसित किए गए हैं । इनमें टेलसेक,[42] टेलोमेरेकैट[43] और टेलोमेयरहंटर।[44] WGS से लंबाई का सामान्य रूप से टेलोमेयर सीक्वेंसिंग रीड्स को अलग करके काम करता है और फिर टेलोमेयर की लंबाई का अनुमान लगाता है जो रीड्स की संख्या का उत्पादन करता है। इन तरीकों को पीसीआर और टीआरएफ जैसे आकलन के पहले से उपस्थित तरीकों से सहसंबंधित दिखाया गया है। फ्लो-फिश का उपयोग मानव श्वेत रक्त कोशिकाओं में टेलोमेरेस की लंबाई निर्धारित करने के लिए किया जाता है। फ्लो फिश के साथ टेलोमेरेस की औसत लंबाई को मापने के लिए एक अर्ध-स्वचालित विधि सन 2006 में नेचर प्रोटोकॉल में प्रकाशित हुई थी।[45]

जबकि कई कंपनियां टेलोमेयर लंबाई माप सेवाओं को प्रस्तुत करती हैं एवं व्यापक नैदानिक ​​​​या व्यक्तिगत उपयोग के लिए इन मापों की उपयोगिता पर सवाल उठाया गया है।[46][47] नोबेल पुरस्कार विजेता एलिजाबेथ ब्लैकबर्न, जो एक कंपनी की सह-संस्थापक थीं, ने टेलोमेयर लंबाई उपायों की नैदानिक ​​उपयोगिता को बढ़ावा दिया।[48]

वन्य जीवन में

पिछले दो दशकों में पर्यावरण-विकासवादी अध्ययनों ने वन्यजीवों के टेलोमेरेस पर जीवन-इतिहास के लक्षणों और पर्यावरणीय परिस्थितियों की प्रासंगिकता की जांच की है। इनमें से अधिकांश अध्ययन एंडोथर्म अर्थात पक्षियों और स्तनधारियों में किए गए हैं। उन्होंने टेलोमेयर की लंबाई की विरासत के लिए साक्ष्य प्रदान किया है जबकि आनुवांशिकता का अनुमान प्रजातियों के भीतर और बीच में बहुत भिन्न होता है।[49] उम्र और टेलोमेयर की लंबाई प्रायः कशेरुकियों में नकारात्मक रूप से सहसंबंधित होती है परंतु यह गिरावट टैक्सा के बीच परिवर्तनशील होती है और टेलोमेयर की लंबाई का अनुमान लगाने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली विधि से जुड़ी होती है।[50] इसके विपरीत उपलब्ध जानकारी कशेरुकियों में टेलोमेयर की लंबाई में कोई सेक्स ( लिंग) अंतर नहीं दिखाती है।[51] फाइलोजेनी और जीवन इतिहास के लक्षण जैसे शरीर का आकार या जीवन की गति भी टेलोमेयर की गतिशीलता को प्रभावित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए यह पक्षियों की प्रजातियों और स्तनधारी[52] में वर्णित किया गया है।[53] सन2019 में एक मेटा-विश्लेषण ने पुष्टि की कि तनाव (जैसे रोगज़नक़ संक्रमण, प्रतियोगिता, प्रजनन प्रयास और उच्च गतिविधि स्तर) के संपर्क में विभिन्न जानवरों के छोटे टेलोमेरेस के साथ सम्बंधित था।[54] इकोटॉक्सिकोलॉजी अध्ययन के लिए टेलोमेरेस एक उम्मीदवार स्वास्थ्य बायोमार्कर भी हैं जबकि उनके उपयोग को अभी भी और सत्यापन की आवश्यकता है क्योंकि वर्तमान साहित्य टैक्सोनॉमिक रूप से पक्षपाती है और प्रयोगात्मक और अनुदैर्ध्य दृष्टिकोणों की कम संख्या से सीमित है।[55]

जबकि सीए. 80% जीवित जानवर बाह्यउष्मीय हैं इन प्रजातियों में टेलोमेयर की गतिशीलता के बारे में ज्ञान अभी भी सरीसृप, मछली और उभयचरों में कुछ अध्ययनों तक सीमित है जबकि अकशेरूकीय टेलोमेरेस का वास्तव में पता नहीं लगाया गया है।[56] एंडोथर्म की तुलना में एक्टोथर्म की सोमैटिक टेलोमेरेस अभिव्यक्ति में भिन्नता होने की अधिक संभावना है। उदाहरण के लिएकई मछलियों में टेलोमेरेज़ पूरे शरीर में होता है (टेलोमेयर की लंबाई इसके सभी ऊतकों में लगभग समान होती है और यह इसके साथ जुड़ा हुआ है)। एक्टोथर्म और अन्य गैर-स्तनधारी जीवों पर किए गए अध्ययन से पता चलता है कि टेलोमेयर अपरदन का एक भी सार्वभौमिक मॉडल नहीं है बल्कि मेटाज़ोआ में प्रासंगिक गतिकी में व्यापक भिन्नता है और यहां तक ​​कि छोटे टैक्सोनोमिक समूहों के भीतर भी ये पैटर्न विविध दिखाई देते हैं। कुछ एक्टोथर्म की विभिन्न प्रजनन समय-सीमाओं के कारण रोग पर चयन इन प्राणियों के जीवन के बहुत बड़े अंश के लिए प्रासंगिक है। यह स्तनधारियों की तुलना में है इसलिए शुरुआती और अधिक समय से जीवन वाले टेलोमेयर की लंबाई, और कैंसर के संभावित कड़ी विशेष रूप से प्रतीत होते हैं एवं जीवन इतिहास सिद्धांत के दृष्टिकोण से इन प्रजातियों में महत्वपूर्ण है।[56] जबकि एक्टोथर्म एंडोथर्म की तुलना में पर्यावरणीय भिन्नता के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं और तापमान जैसे कारक उनकी वृद्धि और परिपक्वता दर के लिए जाने जाते हैं। इस प्रकार एक्टोथर्मिक टेलोमेरेस को जलवायु परिवर्तन से बहुत प्रभावित होने की भविष्यवाणी की जाती है।[57]


यह भी देखें

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टिप्पणियाँ

  1. ↑ During replication, multiple DNA-polymerases are involved.

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संदर्भ

  1. ↑ 1.0 1.1 Lua error: Internal error: The interpreter exited with status 1.
  2. ↑ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 Lua error: Internal error: The interpreter exited with status 1.
  3. ↑ Lua error: Internal error: The interpreter exited with status 1.
  4. ↑ Lua error: Internal error: The interpreter exited with status 1.
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  17. ↑ Barnes, R.P., de Rosa, M., Thosar, S.A., et al., Telomeric 8-oxo-guanine drives rapid premature senescence in the absence of telomere shortening, Nature, June 30, 2022; Nat Struct Mol Biol 29, 639–652 (2022). https://doi.org/10.1038/s41594-022-00790-y
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  49. ↑ Lua error: Internal error: The interpreter exited with status 1.
  50. ↑ Lua error: Internal error: The interpreter exited with status 1.
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  54. ↑ Lua error: Internal error: The interpreter exited with status 1.
  55. ↑ Lua error: Internal error: The interpreter exited with status 1.
  56. ↑ 56.0 56.1 Lua error: Internal error: The interpreter exited with status 1.
  57. ↑ Lua error: Internal error: The interpreter exited with status 1.

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बाहरी संबंध

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