Homing endonuclease
হোমিং এন্ডোনিউক্লিয়াস হল এন্ডোনিউক্লিয়াসগুলির একটি সংগ্রহ যা ইন্ট্রনের মধ্যে ফ্রিস্ট্যান্ডিং জিন হিসাবে, হোস্ট প্রোটিনের সাথে ফিউশন হিসাবে বা স্ব-স্প্লাইসিং ইন্টিন্স হিসাবে এনকোড করা হয়। তারা কোষের মধ্যে জিনোমিক ডি. এন. এ-র হাইড্রোলাইসিসকে অনুঘটক করে যা তাদের সংশ্লেষিত করে, কিন্তু খুব কম, এমনকি একক অবস্থানেও তা করে। পোষক কোষ দ্বারা হাইড্রোলাইজড ডি. এন. এ মেরামতের ফলে প্রায়শই হোমিং এন্ডোনিউক্লিজকে জিন এনকোডিং করে ক্লিভেজ সাইটে অনুলিপি করা হয়, তাই এই জিনের গতিবিধি বর্ণনা করার জন্য 'হোমিং' শব্দটি ব্যবহার করা হয়। হোমিং এন্ডোনিউক্লিয়াসগুলি একটি পোষক জনসংখ্যার মধ্যে অনুভূমিকভাবে তাদের জিন প্রেরণ করতে পারে, যা মেন্ডেলিয়ান হারের চেয়ে বেশি হারে তাদের অ্যালিল ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধি করে। উৎপত্তি এবং প্রক্রিয়া যদিও হোমিং এন্ডোনিউক্লিয়াসের উৎপত্তি এবং কার্যকারিতা নিয়ে এখনও গবেষণা করা হচ্ছে, তবে সর্বাধিক প্রতিষ্ঠিত অনুমানটি এগুলিকে ট্রান্সপোসনের মতো স্বার্থপর জেনেটিক উপাদান হিসাবে বিবেচনা করে, কারণ তারা জেনেটিক উপাদানগুলির স্থায়ীকরণকে সহজতর করে যা হোস্ট জীবকে একটি কার্যকরী বৈশিষ্ট্য সরবরাহ করার থেকে স্বাধীনভাবে তাদের এনকোড করে। হোমিং এন্ডোনিউক্লিজ স্বীকৃতি ক্রমগুলি খুব কম সম্ভাবনার (প্রায় প্রতিবার একবার) সঙ্গে এলোমেলোভাবে ঘটতে যথেষ্ট দীর্ঘ, এবং সাধারণত প্রতি জিনোমে এক বা খুব কম ক্ষেত্রে পাওয়া যায়। সাধারণত, হোমিং পদ্ধতির কারণে, এন্ডোনিউক্লিয়েজ (এইচ. ই. জি, "হোমিং এন্ডোনিউক্লিয়েজ জিন")-কে এনকোডিং করা জিনটি সনাক্তকরণ ক্রমের মধ্যে অবস্থিত যা এনজাইম কেটে দেয়, এইভাবে হোমিং এন্ডোনিউক্লিয়েজ স্বীকৃতি ক্রমকে বাধা দেয় এবং ডি. এন. এ কাটিংকে কেবল সেই জায়গাগুলিতে সীমাবদ্ধ করে যা (এখনও) এইচ. ই. জি বহন করে না। সংক্রমণের আগে, একটি অ্যালিল জিন (এইচইজি +) বহন করে এবং অন্যটি (এইচইজি-) বহন করে না, এবং তাই এনজাইম দ্বারা কেটে যাওয়ার জন্য সংবেদনশীল। একবার এনজাইমটি সংশ্লেষিত হয়ে গেলে, এটি এইচ. ই. জি-অ্যালিলে ক্রোমোজোমটি ভেঙে দেয়, যা সেলুলার ডি. এন. এ মেরামত ব্যবস্থা থেকে একটি প্রতিক্রিয়া শুরু করে। বিপরীত, অক্ষত ডি. এন. এ অ্যালিল, এইচ. ই. জি +-এর প্যাটার্ন গ্রহণ করে, যা এন্ডোনিউক্লিজের জন্য জিন ধারণ করে, পুনর্মিলন ব্যবহার করে ক্ষতিটি মেরামত করা হয়। এইভাবে, জিনটি অ্যালিলে অনুলিপি করা হয় যা প্রাথমিকভাবে এটি ছিল না এবং এটি পরবর্তী প্রজন্মের মাধ্যমে প্রচারিত হয়। এই প্রক্রিয়াকে "হোমিং" বলা হয়। নামকরণ হোমিং এন্ডোনিউক্লিয়াসগুলি সর্বদা একটি উপসর্গ দিয়ে নির্দেশিত হয় যা তাদের জিনোমিক উৎসকে চিহ্নিত করে, তারপরে একটি হাইফেন থাকেঃ "আই-" একটি ইন্ট্রনের মধ্যে এনকোড করা হোমিং এন্ডোনিউক্লিয়াসগুলির জন্য, "পিআই-" ("প্রোটিন সন্নিবেশ" এর জন্য) একটি ইন্টিনের মধ্যে এনকোড করা। কিছু লেখক ভাইরাল এনজাইম এবং অন্যান্য প্রাকৃতিক এনজাইমগুলির জন্য উপসর্গ "এফ-" ("ফ্রিস্ট্যান্ডিং") ব্যবহার করার প্রস্তাব করেছেন যা ইন্ট্রন বা ইন্টিনের দ্বারা এনকোড করা হয় না এবং পরীক্ষাগারে সংশ্লেষিত এনজাইমগুলির জন্য "এইচ-" ("হাইব্রিড") ব্যবহার করার প্রস্তাব দিয়েছেন। এরপরে, একটি তিন-অক্ষরের নাম জীবের দ্বিপদী নাম থেকে উদ্ভূত হয়, যা বংশের নাম থেকে একটি বড় হাতের অক্ষর এবং নির্দিষ্ট নাম থেকে দুটি ছোট হাতের অক্ষর নেয়। (কিছু মিশ্রণ সাধারণত হাইব্রিড এনজাইমের জন্য করা হয়।) পরিশেষে, একটি রোমান সংখ্যা একই জীবের মধ্যে পাওয়া বিভিন্ন উৎসেচককে আলাদা করেঃ পিআই-টিআইআইআই () হল আর্কিয়া থার্মোকোকাস লিটোরালিস-এ পাওয়া একটি ইন্টেন দ্বারা এনকোড করা দ্বিতীয় চিহ্নিত উৎসেচক। এইচ-ড্রেআই () হল প্রথম সিন্থেটিক হোমিং এন্ডোনিউক্লিজ, যা পরীক্ষাগারে আই-ডিমোআই () এবং আই-ক্রেআই () উৎসেচক থেকে তৈরি করা হয়, যা যথাক্রমে ডেসালফুরোকোকাস মোবিলিস এবং ক্ল্যামিডোমোনাস রিন্হার্ড্টি থেকে নেওয়া হয়। সীমাবদ্ধতা এনজাইমের সাথে তুলনা হোমিং এন্ডোনিউক্লিয়াসগুলি বিভিন্ন দিক থেকে টাইপ II সীমাবদ্ধতা এনজাইমের থেকে পৃথকঃ যেখানে টাইপ II সীমাবদ্ধতা এনজাইমগুলি 4 থেকে 8 বিপি-র সংক্ষিপ্ত, সাধারণত প্রতিসম, স্বীকৃতি ক্রমকে আবদ্ধ করে, হোমিং এন্ডোনিউক্লিয়াসগুলি খুব দীর্ঘ এবং অনেক ক্ষেত্রে 12 থেকে 40 বিপি-এর অসমমিত স্বীকৃতি ক্রমকে আবদ্ধ করে। হোমিং এন্ডোনিউক্লিয়াসগুলি সাধারণত স্বীকৃতি ক্রমে প্রতিস্থাপনের প্রতি বেশি সহনশীল। স্বীকৃতি অনুক্রমের ছোটখাটো বৈচিত্র্য সাধারণত হোমিং এন্ডোনিউক্লিয়াসের ক্রিয়াকলাপকে হ্রাস করে, তবে প্রায়শই এটি সম্পূর্ণরূপে বিলুপ্ত হয় না কারণ প্রায়শই সীমাবদ্ধ এনজাইমগুলির ক্ষেত্রে ঘটে। হোমিং এন্ডোনিউক্লিয়াসগুলি কাঠামোগত মোটিফগুলি ভাগ করে নেয় যা পরামর্শ দেয় যে চারটি পরিবার রয়েছে, যেখানে টাইপ II সীমাবদ্ধতা এনজাইমগুলির কেবল স্বীকৃত এবং স্বতন্ত্র পরিবার নির্ধারণ করা সম্ভব হয়নি। হোমিং এন্ডোনিউক্লিয়াসগুলি মনোমার বা হোমোডিমার হিসাবে কাজ করে এবং প্রায়শই তাদের ক্রিয়াকলাপ নিয়ন্ত্রণ করতে বা রাইবোনিউক্লিওপ্রোটিন কমপ্লেক্স গঠনের জন্য সম্পর্কিত প্রোটিনের প্রয়োজন হয়, যেখানে আরএনএ অনুঘটক যন্ত্রের একটি অবিচ্ছেদ্য উপাদান। টাইপ II সীমাবদ্ধতা এনজাইমগুলি মনোমার বা হোমোডিমার হিসাবে বা অতিরিক্ত প্রোটিন সাবইউনিটের সাথে একা কাজ করতে পারে, তবে আনুষঙ্গিক সাবইউনিটগুলি হোমিং এন্ডোনিউক্লিয়াসের থেকে আলাদা। সুতরাং, তাদের কর্মের জন্য সীমাবদ্ধতা, পরিবর্তন এবং নির্দিষ্ট উপ-ইউনিটের প্রয়োজন হতে পারে। পরিশেষে, হোমিং এন্ডোনিউক্লিয়াসের একটি বিস্তৃত ফাইলোজেনেটিক বিতরণ রয়েছে, যা তিনটি জৈবিক ক্ষেত্রেই ঘটে-আর্কিয়া, ব্যাকটেরিয়া এবং ইউকারিয়া। টাইপ II সীমাবদ্ধতা এনজাইম শুধুমাত্র আর্কিয়া, ব্যাকটেরিয়া এবং নির্দিষ্ট ভাইরাসগুলিতে ঘটে। হোমিং এন্ডোনিউক্লিয়াসগুলি ইউক্যারিওটিক কোষের তিনটি বিভাগেও প্রকাশিত হয়ঃ নিউক্লিয়াস, মাইটোকন্ড্রিয়া এবং ক্লোরোপ্লাস্ট। ওপেন রিডিং ফ্রেম এনকোডিং হোমিং এন্ডোনিউক্লিয়াসগুলি ইন্ট্রন, ইন্টিনে এবং জিনের মধ্যে ফ্রিস্ট্যান্ডিং আকারে পাওয়া গেছে, যেখানে জিন এনকোডিং টাইপ II সীমাবদ্ধতা এনজাইম জিনগুলি কেবল ফ্রিস্ট্যান্ডিং আকারে পাওয়া গেছে, প্রায় সর্বদা জিন এনকোডিং জ্ঞানীয় ডিএনএ সংশোধনকারী এনজাইমগুলির সাথে ঘনিষ্ঠ সহযোগিতায়। এইভাবে, টাইপ II সীমাবদ্ধতা এনজাইম এবং হোমিং এন্ডোনিউক্লিয়াসগুলি ডাবল-স্ট্র্যান্ডেড ডিএনএ বিভক্ত করার কাজ ভাগ করে নেয়, তবে তারা স্বাধীনভাবে বিকশিত হয়েছে বলে মনে হয়। বর্তমানে ছয়টি পরিচিত কাঠামোগত পরিবার রয়েছে। তাদের সংরক্ষিত কাঠামোগত মোটিফগুলি হলঃ ল্যাগলিড্যাডজিঃ প্রতিটি পলিপেপটাইডের 1 বা 2টি ল্যাগলিড্যাডজি মোটিফ থাকে। এল. এ. জি. এল. আই. ডি. এ. ডি. জি ক্রমটি অ্যামিনো অ্যাসিডের একটি সংরক্ষিত ক্রম যেখানে প্রতিটি অক্ষর একটি নির্দিষ্ট কোড যা একটি নির্দিষ্ট অবশিষ্টাংশ চিহ্নিত করে। এই ক্রমটি সরাসরি ডি. এন. এ কাটার প্রক্রিয়ার সঙ্গে জড়িত। যে এনজাইমগুলির শুধুমাত্র একটি মোটিফ থাকে তারা হোমোডিমার হিসাবে কাজ করে, একটি স্যাডল তৈরি করে যা প্রতিটি ডিএনএ অর্ধ-সাইটের প্রধান খাঁজটির সাথে যোগাযোগ করে। ল্যাগলিড্যাডজি মোটিফগুলি প্রোটিন ডোমেন বা সাবইউনিটগুলির মধ্যে প্রোটিন-প্রোটিন ইন্টারফেস এবং এনজাইমের সক্রিয় সাইটগুলিতে অ্যামিনো অ্যাসিডের অবশিষ্টাংশ অবদান রাখে। একটি একক প্রোটিন শৃঙ্খলে দুটি মোটিফ ধারণকারী এনজাইমগুলি মনোমার হিসাবে কাজ করে, একইভাবে স্যাডল তৈরি করে। হোমিং এন্ডোনিউক্লিয়াসের প্রথম কাঠামো নির্ধারণ করা হয়েছিল (পি. আই-এস. সি. ই. আই এবং আই-সি. আর. ই. আই, উভয়ই 1997 সালে রিপোর্ট করা হয়েছিল) উভয়ই এল. এ. জি. এল. আই. ডি. এ. ডি. জি কাঠামোগত পরিবারের ছিল।, পরের বছর, হোমিং এন্ডোনিউক্লিয়াসের (আই-সি. আর. ই. আই) প্রথম কাঠামোটি তার ডি. এন. এ লক্ষ্যস্থলে আবদ্ধ ছিল বলেও রিপোর্ট করা হয়েছিল। জিআইওয়াই-ওয়াইআইজিঃ এন-টার্মিনাল অঞ্চলে এগুলির শুধুমাত্র একটি জিআইওয়াই-ওয়াইআইজি মোটিফ রয়েছে, যা কাটিং সাইটে ডিএনএর সাথে যোগাযোগ করে। এই পরিবারের প্রোটোটাইপিক এনজাইম হল আই-টেভআই যা মনোমার হিসাবে কাজ করে। আই-টিভআই-এর ডিএনএ-বাইন্ডিং এবং অনুঘটক ক্ষেত্র সম্পর্কে পৃথক কাঠামোগত গবেষণার খবর পাওয়া গেছে, প্রথমটি তার ডিএনএ লক্ষ্যের সাথে আবদ্ধ এবং পরেরটি ডিএনএ-র অনুপস্থিতিতে। হিস-সিস বক্স (): এই উৎসেচকগুলিতে 30টি অ্যামিনো অ্যাসিডের একটি অঞ্চল রয়েছে যার মধ্যে 5টি সংরক্ষিত অবশিষ্টাংশ রয়েছেঃ দুটি হিস্টিডিন এবং তিনটি সিস্টিন। তারা অনুঘটকের জন্য প্রয়োজনীয় ধাতব ক্যাটায়নকে সমন্বয় করে। আই-পি. পি. ও. আই হল এই পরিবারের সেরা বৈশিষ্ট্যযুক্ত উৎসেচক এবং একটি হোমোডিমার হিসাবে কাজ করে। এর কাঠামো 1998 সালে রিপোর্ট করা হয়েছিল। এটি সম্ভবত এইচ-এন-এইচ পরিবারের সাথে সম্পর্কিত, কারণ তারা সাধারণ বৈশিষ্ট্যগুলি ভাগ করে নেয়। এইচ-এন-এইচঃ (): এগুলির প্রায় 30টি অ্যামিনো অ্যাসিডের একটি সর্বসম্মত ক্রম রয়েছে। এর মধ্যে রয়েছে দুই জোড়া সংরক্ষিত হিস্টিডিন এবং একটি অ্যাসপারাজিন যা জিঙ্ক ফিঙ্গার ডোমেন তৈরি করে। আই-এইচএমইউআই () এই পরিবারের সেরা বৈশিষ্ট্যযুক্ত উৎসেচক, এবং একটি মনোমার হিসাবে কাজ করে। এর কাঠামো 2004 সালে রিপোর্ট করা হয়েছিল। পিডি-(ডি/ই) এক্সকে (): এই উৎসেচকগুলিতে একটি ক্যানোনিকাল নিউক্লিয়াস অনুঘটক ক্ষেত্র থাকে যা সাধারণত টাইপ II সীমাবদ্ধতা এন্ডোনিউক্লিয়াসগুলিতে পাওয়া যায়। এই পরিবারের সেরা বৈশিষ্ট্যযুক্ত উৎসেচক, আই-এসএসপি6803আই (), একটি টেট্রামার হিসাবে কাজ করে। এর কাঠামো 2007 সালে রিপোর্ট করা হয়েছিল। সামগ্রিক ভাঁজটি অনেক এন্ডোনিউক্লিয়াস পরিবারে সংরক্ষিত থাকে, যার সবগুলিই পিডি-(ডি/ই) এক্সকে সুপারফ্যামিলির অন্তর্গত। ভিএসআর-সদৃশ/ইডিএক্সএইচডি (ডিইউএফ559,): এই এনজাইমগুলি গ্লোবাল ওশান স্যাম্পলিং মেটাজেনমিক ডাটাবেসে আবিষ্কৃত হয়েছিল এবং 2009 সালে প্রথম বর্ণনা করা হয়েছিল। 'ভি. এস. আর-সদৃশ' শব্দটি একটি সি-টার্মিনাল নিউক্লিজ ডোমেনের উপস্থিতিকে বোঝায় যা ব্যাকটেরিয়ার খুব ছোট প্যাচ মেরামত (ভি. এস. আর) এন্ডোনিউক্লিজগুলির স্বীকৃত সমরূপতা প্রদর্শন করে। এই কাঠামোটি 2011 সালে সমাধান করা হয়েছে, যা ভি. এস. আর সমসংস্থানকে নিশ্চিত করে। এটি পিডি-(ডি/ই) এক্সকে সুপারফ্যামিলির অংশ হিসাবে বিবেচিত হয়। ডোমেইন আর্কিটেকচার ইস্ট হোমিং এন্ডোনিউক্লিজ পিআই-স্কে একটি ল্যাগলিডাডজি-টাইপ এন্ডোনিউক্লিজ যা একটি ইনটিন হিসাবে এনকোড করা হয় যা অন্য প্রোটিন () থেকে নিজেকে বিভক্ত করে। উচ্চ-রেজোলিউশন কাঠামো দুটি ডোমেন প্রকাশ করেঃ হেজহোগ প্রোটিনের সি-টার্মিনাল ডোমেনের অনুরূপ একটি এন্ডোনিউক্লিয়োলাইটিক কেন্দ্র এবং প্রোটিন-স্প্লাইসিং সক্রিয় সাইট ধারণকারী একটি হিন্ট ডোমেন (হেজহোগ/ইন্টেন)। আরও দেখুন REBASE, নিউ ইংল্যান্ড বায়োল্যাবস থেকে সম্পর্কিত সাহিত্যের লিঙ্ক সহ একটি বিস্তৃত সীমাবদ্ধতা এনজাইম ডাটাবেস। হোমিং এন্ডোনিউক্লিয়াস কাটিং সাইটের তালিকা আই-সিআরইআই হোমিং এন্ডোনিউক্লিয়াস মেগানুক্লিয়াস রিস্ট্রিক্শন এনজাইম ইন্ট্রন এবং ইন্টিনের ইন্ট্রাজেনমিক দ্বন্দ্বঃ হোমিং এন্ডোনিউক্লিয়াস জিন ট্রান্সপোসন রেফারেন্স বাহ্যিক লিঙ্ক প্রোটিন ডোমেন আণবিক জীববিজ্ঞান জৈবপ্রযুক্তি সীমাবদ্ধতা এনজাইম