LIG3
ডি. এন. এ লাইগেজ 3 হল একটি উৎসেচক যা মানুষের মধ্যে এল. আই. জি 3 জিন দ্বারা এনকোড করা হয়। মানুষের এল. আই. জি. 3 জিন এটিপি-নির্ভর ডি. এন. এ লিগাজগুলিকে এনকোড করে যা ডুপ্লেক্স ডি. এন. এ-র ফসফডিয়েস্টার মেরুদণ্ডে বাধা বন্ধ করে দেয়। ইউক্যারিওটসে এটিপি-নির্ভর ডিএনএ লিগাজের তিনটি পরিবার রয়েছে। এই উৎসেচকগুলি একই তিন ধাপের প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়া ব্যবহার করে; (i) একটি সমযোজী উৎসেচক-অ্যাডেনাইলেট মধ্যবর্তী গঠন; (ii) একটি ডি. এন. এ নিকের 5 'ফসফেট টার্মিনাস-এ অ্যাডেনাইলেট গ্রুপের স্থানান্তর; (iii) ফসফডাইস্টার বন্ধন গঠন। প্রায় সমস্ত ইউক্যারিওটে পাওয়া এল. আই. জি1 এবং এল. আই. জি4 পরিবারের সদস্যদের বিপরীতে, এল. আই. জি3 পরিবারের সদস্যরা কম ব্যাপকভাবে বিতরণ করা হয়। এল. আই. জি. 3 জিনটি বিকল্প অনুবাদ সূচনা এবং বিকল্প স্প্লাইসিং প্রক্রিয়া দ্বারা বেশ কয়েকটি স্বতন্ত্র ডি. এন. এ লাইগেজ প্রজাতিকে এনকোড করে যা নীচে বর্ণনা করা হয়েছে। কাঠামো, ডিএনএ বাঁধাই এবং অনুঘটক ক্রিয়াকলাপ ইউক্যারিওটিক এটিপি-নির্ভর ডিএনএ লিগাজগুলির সম্পর্কিত অনুঘটক অঞ্চল রয়েছে যার মধ্যে তিনটি ডোমেন রয়েছে, একটি ডিএনএ বাঁধাই ডোমেন, একটি অ্যাডেনাইলেশন ডোমেন এবং একটি অলিগোনিউক্লিওটাইড/অলিগোস্যাকারাইড বাঁধাই-ভাঁজ ডোমেন। যখন এই এনজাইমগুলি ডুপ্লেক্স ডি. এন. এ-তে একটি নিক নিযুক্ত করে, তখন এই ডোমেনগুলি ডি. এন. এ ডুপ্লেক্সকে ঘিরে ফেলে এবং প্রতিটি ডি. এন. এ-র সংস্পর্শে আসে। নিকড ডি. এন. এ-র সাথে জটিল ডি. এন. এ লিগাজ III-এর অনুঘটক অঞ্চলের কাঠামো এক্স-রে স্ফটিকবিদ্যা দ্বারা নির্ধারিত হয়েছে এবং এটি মানব ডি. এন. এ লিগাজ I-এর অনুঘটক অঞ্চল দ্বারা গঠিত নিকড ডি. এন. এ-র সাথে উল্লেখযোগ্যভাবে অনুরূপ। এলআইজি3 জিন দ্বারা এনকোড করা ডিএনএ লিগাজের একটি অনন্য বৈশিষ্ট্য হল একটি এন-টার্মিনাল দস্তা আঙুল যা পলি (এডিপি-রাইবোজ) পলিমারেজ 1 (পিএআরপি1)-এর এন-টার্মিনাসের দুটি দস্তা আঙুলের অনুরূপ। পি. এ. আর. পি1 দস্তা আঙ্গুলের মতো, ডি. এন. এ লিগাজ III দস্তা আঙুল ডি. এন. এ স্ট্র্যান্ড ভাঙার সাথে আবদ্ধ হওয়ার সাথে জড়িত। ডিএনএ লিগাজ III পলিপেপটাইডের মধ্যে, জিঙ্ক ফিঙ্গার ডিএনএ বাইন্ডিং ডোমেনের সাথে সহযোগিতা করে একটি ডিএনএ বাইন্ডিং মডিউল গঠন করে। উপরন্তু, অ্যাডেনাইলেশন ডোমেন এবং একটি অলিগোনিউক্লিওটাইড/অলিগোস্যাকারাইড বাঁধাই-ভাঁজ ডোমেন একটি দ্বিতীয় ডিএনএ বাঁধাই মডিউল গঠন করে। এলেনবার্গার ল্যাবরেটরি দ্বারা প্রস্তাবিত জ্যাকনাইফ মডেলে, জিঙ্ক ফিঙ্গার-ডিএনএ বাইন্ডিং ডোমেন মডিউল একটি স্ট্র্যান্ড ব্রেক সেন্সর হিসাবে কাজ করে যা স্ট্র্যান্ড ব্রেক টার্মিনির প্রকৃতি নির্বিশেষে ডিএনএ একক স্ট্র্যান্ড বিঘ্নের সাথে আবদ্ধ হয়। যদি এই বিরতিগুলি লিগ্যাটেবল হয়, তবে এগুলি অ্যাডেনাইলেশন ডোমেন-অলিগোনিউক্লিওটাইড/অলিগোস্যাকারাইড বাইন্ডিং-ফোল্ড ডোমেন মডিউলে স্থানান্তরিত হয় যা বিশেষভাবে লিগ্যাটেবল নিক্সের সাথে আবদ্ধ হয়। ডি. এন. এ লিগাজ I এবং IV-এর তুলনায়, ডি. এন. এ লিগাজ III হল ডি. এন. এ ডুপ্লেক্সের আন্তঃআণবিক সংযোগে সবচেয়ে সক্রিয় উৎসেচক। এই ক্রিয়াকলাপ মূলত ডি. এন. এ লিগাজ III দস্তা আঙুলের উপর নির্ভরশীল যা পরামর্শ দেয় যে ডি. এন. এ লিগাজ III-এর দুটি ডি. এন. এ বাঁধাই মডিউল একই সাথে দ্বৈত ডি. এন. এ প্রান্তগুলিকে জড়িত করতে সক্ষম হতে পারে। বিকল্প বিভাজন বিকল্প অনুবাদ সূচনা এবং বিভাজন প্রক্রিয়া অ্যামিনো-এবং কার্বক্সি-টার্মিনাল ক্রমকে পরিবর্তন করে যা ডিএনএ লিগাজ III অনুঘটক অঞ্চলের পার্শ্ববর্তী। বিকল্প স্প্লাইসিং পদ্ধতিতে, ডিএনএ লিগাজ III-আলফার সি-টার্মিনাসের একটি সি-টার্মিনাল স্তন ক্যান্সার সংবেদনশীলতা প্রোটিন 1 সি-টার্মিনাল (বি. আর. সি. টি) ডোমেনের এনকোডিং এক্সন একটি সংক্ষিপ্ত ধনাত্মক চার্জযুক্ত ক্রম দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয় যা পারমাণবিক স্থানীয়করণ সংকেত হিসাবে কাজ করে, ডি. এন. এ লিগাজ III-বিটা তৈরি করে। এই বিকল্পভাবে বিভক্ত রূপটি আজ অবধি শুধুমাত্র পুরুষ জীবাণু কোষে সনাক্ত করা হয়েছে। স্পার্মাটোজেনেসিসের সময় এর অভিব্যক্তি প্যাটার্নের উপর ভিত্তি করে, এটি সম্ভবত দেখা যায় যে ডিএনএ লিগাজ IIIbeta হ্যাপ্লয়েড শুক্রাণুতে মায়োটিক পুনঃসংযোগ এবং/অথবা ডিএনএ মেরামতের সাথে জড়িত তবে এটি সুনির্দিষ্টভাবে প্রদর্শিত হয়নি। যদিও একটি অভ্যন্তরীণ এটিজি হল ডিএনএ লিগাজ III ওপেন রিডিং ফ্রেমের মধ্যে অনুবাদ সূচনা করার জন্য পছন্দের স্থান, তবে অনুবাদ সূচনাগুলি ওপেন রিডিং ফ্রেমের মধ্যে প্রথম এটিজিতেও ঘটে, যার ফলে একটি এন-টার্মিনাল মাইটোকন্ড্রিয়াল টার্গেটিং সিকোয়েন্সের সাথে একটি পলিপেপটাইড সংশ্লেষণ হয়। সেলুলার ফাংশন উপরে উল্লিখিত হিসাবে, ডিএনএ লিগাজ III-আলফা এমআরএনএ ডিএনএ লিগাজ III-আলফার পারমাণবিক এবং মাইটোকন্ড্রিয়াল সংস্করণগুলিকে এনকোড করে। নিউক্লিয়ার ডিএনএ লাইগেজ III-আলফা বিদ্যমান এবং ডিএনএ মেরামত প্রোটিন এক্সআরসিসি1-এর সাথে একটি স্থিতিশীল কমপ্লেক্সে কাজ করে। এই প্রোটিনগুলি তাদের সি-টার্মিনাল বি. আর. সি. টি ডোমেনের মাধ্যমে মিথস্ক্রিয়া করে। এক্সআরসিসি1-এর কোনও উৎসেচক ক্রিয়াকলাপ নেই তবে এর পরিবর্তে বেস এক্সসিশন এবং একক-স্ট্র্যান্ড ব্রেক মেরামতের সাথে জড়িত বিপুল সংখ্যক প্রোটিনের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে একটি স্ক্যাফোল্ড প্রোটিন হিসাবে কাজ করে বলে মনে হয়। এই পথগুলিতে এক্সআরসিসি1-এর অংশগ্রহণ এক্সআরসিসি1 কোষের ফেনোটাইপের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। নিউক্লিয়ার ডিএনএ লাইগেজ III-আলফার বিপরীতে, মাইটোকন্ড্রিয়াল ডিএনএ লাইগেজ III-আলফা এক্সআরসিসি1 থেকে স্বাধীনভাবে কাজ করে, যা মাইটোকন্ড্রিয়ায় পাওয়া যায় না। এটি প্রতীয়মান হয় যে পারমাণবিক ডিএনএ লিগাজ III-আলফা সাইটোপ্লাজমে এক্সআরসিসি1 সহ একটি জটিল গঠন করে এবং ফলস্বরূপ জটিলতার পরবর্তী পারমাণবিক লক্ষ্যমাত্রা এক্সআরসিসি1 পারমাণবিক স্থানীয়করণ সংকেত দ্বারা পরিচালিত হয়। যদিও মাইটোকন্ড্রিয়াল ডিএনএ লিগাজ III-আলফা এক্সআরসিসি1-এর সাথেও মিথস্ক্রিয়া করে, তবে সম্ভবত ডিএনএ লিগাজ III-আলফার মাইটোকন্ড্রিয়াল টার্গেটিং সিকোয়েন্সের ক্রিয়াকলাপ এক্সআরসিসি1 পারমাণবিক স্থানীয়করণ সংকেতের ক্রিয়াকলাপের চেয়ে বেশি এবং মাইটোকন্ড্রিয়াল ডিএনএ লিগাজ III-আলফা মাইটোকন্ড্রিয়াল ঝিল্লির মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় ডিএনএ লিগাজ III-আলফা/এক্সআরসিসি1 কমপ্লেক্স ব্যাহত হয়। যেহেতু এল. আই. জি. 3 জিন মাইটোকন্ড্রিয়ায় একমাত্র ডি. এন. এ লিগাজকে এনকোড করে, তাই এল. আই. জি. 3 জিন নিষ্ক্রিয় করার ফলে মাইটোকন্ড্রিয়াল ডি. এন. এ হ্রাস পায় যার ফলে মাইটোকন্ড্রিয়াল ফাংশন হ্রাস পায়। নিষ্ক্রিয় লিগ 3 জিন সহ ফাইব্রোব্লাস্টগুলি ইউরিডিন এবং পাইরুভেটের সাথে পরিপূরক মাধ্যমে প্রচারিত হতে পারে। তবে, এই কোষগুলিতে এম. টি. ডি. এন. এ-র অভাব রয়েছে। মাইটোকন্ড্রিয়াল ডিএনএ লিগাজ III-এর শারীরবৃত্তীয় মাত্রা অত্যধিক দেখা যায় এবং মাইটোকন্ড্রিয়াল ডিএনএ লিগাজ III-আলফার 100 গুণ হ্রাসপ্রাপ্ত মাইটোকন্ড্রিয়াল উপাদান সহ কোষগুলি স্বাভাবিক এমটিডিএনএ অনুলিপি সংখ্যা বজায় রাখে। মাইটোকন্ড্রিয়াল ডিএনএ বিপাকের ক্ষেত্রে ডিএনএ লিগাজ III-আলফার অপরিহার্য ভূমিকা অন্যান্য ডিএনএ লিগাজ দ্বারা পূরণ করা যেতে পারে, যার মধ্যে ই. কোলাইয়ের এন. এ. ডি-নির্ভর ডি. এন. এ লিগাজ রয়েছে, যদি সেগুলি মাইটোকন্ড্রিয়ার দিকে লক্ষ্য করা হয়। এইভাবে, পারমাণবিক ডিএনএ লাইগেজ III-আলফা-এর অভাব রয়েছে এমন কার্যকর কোষ তৈরি করা যেতে পারে। যদিও ডি. এন. এ লিগাজ-1 হল প্রধান উৎসেচক যা ডি. এন. এ প্রতিলিপির সময় ওকাজাকি টুকরোগুলিতে যোগ দেয়, এটি এখন স্পষ্ট যে ডি. এন. এ লিগাজ-3-আলফা/এক্স. আর. সি. সি-1 জটিল কোষগুলিকে সক্ষম করে যা ডি. এন. এ প্রতিলিপি সম্পূর্ণ করার জন্য ডি. এন. এ লিগাজ-1 ক্রিয়াকলাপের অভাব বা হ্রাস করে। ডিএনএ লিগাজ III-আলফা/এক্সআরসিসি1 কমপ্লেক্সকে ছেদন মেরামত এবং ডিএনএ একক স্ট্র্যান্ড ব্রেক মেরামতের সাথে সংযুক্ত জৈব রাসায়নিক এবং কোষ জীববিজ্ঞান অধ্যয়নের পরিপ্রেক্ষিতে, এটি বিস্ময়কর ছিল যে পারমাণবিক ডিএনএ লিগাজ III-আলফার অভাবযুক্ত কোষগুলি ডিএনএ ক্ষতিকারক এজেন্টের প্রতি উল্লেখযোগ্যভাবে সংবেদনশীলতা প্রদর্শন করেনি। এই গবেষণাগুলি থেকে জানা যায় যে এই পারমাণবিক ডিএনএ মেরামতের পথগুলিতে ডিএনএ লিগাজ I এবং ডিএনএ লিগাজ III-আলফার মধ্যে উল্লেখযোগ্য কার্যকরী অপ্রয়োজনীয়তা রয়েছে। স্তন্যপায়ী কোষে, বেশিরভাগ ডি. এন. এ ডাবল স্ট্র্যান্ড ব্রেক ডি. এন. এ লাইগেজ IV-ডিপেন্ডেন্ট নন-হোমোলোগাস এন্ড জয়েনিং (এন. এইচ. ই. জে) দ্বারা মেরামত করা হয়। ডি. এন. এ লিগাজ III-আলফা একটি ছোট বিকল্প এন. এইচ. ই. জে পথে অংশগ্রহণ করে যা ক্রোমোসোমাল ট্রান্সলোকেশন তৈরি করে। অন্যান্য পারমাণবিক ডি. এন. এ মেরামত ক্রিয়াকলাপের বিপরীতে, এটি প্রদর্শিত হয় যে বিকল্প এন. এইচ. ই. জে-তে ডি. এন. এ লিগাজ III-আলফার ভূমিকা এক্স. আর. সি. সি1 থেকে স্বাধীন। ক্লিনিকাল তাৎপর্য এল. আই. জি1 এবং এল. আই. জি4 জিনের বিপরীতে, এল. আই. জি3 জিনে উত্তরাধিকারসূত্রে প্রাপ্ত মিউটেশনগুলি মানব জনসংখ্যার মধ্যে চিহ্নিত করা যায়নি। ডিএনএ লিগাজ III-আলফা অবশ্য পরোক্ষভাবে ক্যান্সার এবং নিউরোডিজেনারেটিভ রোগে জড়িত। ক্যান্সারে, ডিএনএ লিগাজ III-আলফা প্রায়শই অতিরিক্ত প্রকাশিত হয় এবং এটি ডিএনএ ডাবল স্ট্র্যান্ড ব্রেক মেরামতের জন্য বিকল্প এন. এইচ. ই. জে পথের উপর বেশি নির্ভরশীল কোষগুলি সনাক্ত করার জন্য একটি বায়োমার্কার হিসাবে কাজ করে। যদিও বিকল্প এন. এইচ. ই. জে পথের বর্ধিত ক্রিয়াকলাপ জিনোমিক অস্থিতিশীলতার কারণ হয় যা রোগের অগ্রগতিকে চালিত করে, এটি ক্যান্সার কোষ-নির্দিষ্ট থেরাপিউটিক কৌশলগুলির বিকাশের জন্য একটি অভিনব লক্ষ্যও গঠন করে। বেশ কয়েকটি জিন এনকোডিং প্রোটিন যা ডিএনএ লিগাজ III-আলফা বা পরোক্ষভাবে এক্সআরসিসি1-এর সাথে মিথস্ক্রিয়ার মাধ্যমে সরাসরি মিথস্ক্রিয়া করে তা উত্তরাধিকারসূত্রে প্রাপ্ত নিউরোডিজেনারেটিভ রোগে পরিবর্তিত হিসাবে চিহ্নিত করা হয়েছে। সুতরাং, এটি প্রতীয়মান হয় যে ডিএনএ লিগাজ III-আলফা জড়িত ডিএনএ লেনদেন স্নায়বিক কোষের কার্যকারিতা বজায় রাখতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। ডাবল স্ট্র্যান্ড ব্রেক মেরামতের ক্ষেত্রে মাইক্রোহোমোলজি-মিডিয়েটেড এন্ড জয়েনিং (এম. এম. ই. জে)-এ এল. আই. জি3-এর ভূমিকা রয়েছে। এই ত্রুটি প্রবণ ডিএনএ মেরামতের পথের জন্য প্রয়োজনীয় 6টি উৎসেচকের মধ্যে এটি একটি। দীর্ঘস্থায়ী মায়েলয়েড লিউকেমিয়া, মাল্টিপল মায়েলোমা এবং স্তন ক্যান্সারে এল. আই. জি3 নিয়ন্ত্রিত হয়। ক্যান্সার প্রায়শই এক বা একাধিক ডিএনএ মেরামত জিনের অভিব্যক্তিতে ঘাটতি হয়, তবে ডিএনএ মেরামত জিনের অতিরিক্ত অভিব্যক্তি ক্যান্সারে কম দেখা যায়। উদাহরণস্বরূপ, কমপক্ষে 36টি ডিএনএ মেরামতকারী এনজাইম, যখন জীবাণু লাইনের কোষে পরিবর্তিতভাবে ত্রুটিযুক্ত হয়, তখন ক্যান্সারের (বংশগত ক্যান্সার সিন্ড্রোম) ঝুঁকি বৃদ্ধি করে। (ডিএনএ মেরামত-ঘাটতি ব্যাধিও দেখুন।) একইভাবে, কমপক্ষে 12 টি ডিএনএ মেরামতের জিন প্রায়শই এক বা একাধিক ক্যান্সারে এপিজেনেটিকভাবে দমন করা হয়েছে। (এপিজেনেটিক্যালি হ্রাসকৃত ডিএনএ মেরামত এবং ক্যান্সারও দেখুন।) সাধারণত, ডি. এন. এ মেরামতকারী উৎসেচকের ঘাটতি প্রকাশের ফলে মেরামত না করা ডি. এন. এ-র ক্ষতি বৃদ্ধি পায় যা প্রতিলিপি ত্রুটির (ট্রান্সলেশন সংশ্লেষণ) মাধ্যমে মিউটেশন এবং ক্যান্সারের দিকে পরিচালিত করে। যাইহোক, এল. আই. জি. 3 মধ্যস্থতাকারী এম. এম. ই. জে মেরামত অত্যন্ত ভুল, তাই এই ক্ষেত্রে, কম প্রকাশের পরিবর্তে অতিরিক্ত অভিব্যক্তি, স্পষ্টতই ক্যান্সারের দিকে পরিচালিত করে। দ্রষ্টব্য তথ্যসূত্র বাইরের লিঙ্ক ইসি 6.5.1