Seminal RNase
બોવાઇન સેમિનલ આરએનએઝ (બીએસ-આરએનએઝ) એ બોવાઇન સેમિનલ વેસિકલ્સ દ્વારા ઉત્પાદિત રિબોન્યુક્લીઝ સુપરફેમિલીનો સભ્ય છે. આ ઉત્સેચકને તેના સભ્યોથી સ્પષ્ટ રીતે અલગ કરી શકાતું નથી કારણ કે આ ઉત્સેચક તેના પરિવારના સભ્યો સાથે જે લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે તેના કરતાં વધુ લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે. ઉત્ક્રાંતિમાં પ્રોટીનમાં નવા કાર્યો કેવી રીતે આવે છે તે પ્રશ્ન પરના સંશોધનથી વૈજ્ઞાનિકોએ રિબોન્યુક્લીઝ (આરએનએઝ) પ્રોટીન પરિવારના કિસ્સામાં જનીન રૂપાંતરણ નામની સામાન્ય જૈવિક ઘટના માટે અસામાન્ય પરિણામ શોધી કાઢ્યું. આ પરિવારનો સૌથી જાણીતો સભ્ય, આરએનએઝ એ (જેને સ્વાદુપિંડનું આરએનએઝ પણ કહેવાય છે), બળદોના સ્વાદુપિંડમાં વ્યક્ત થાય છે. તે આંતરડામાં આર. એન. એ. નું પાચન કરે છે, અને પ્રથમ બળદના પેટમાં આથો લાવતા બેક્ટેરિયામાંથી વિકસિત થાય છે. સમરૂપ RNase, જેને સેમિનલ RNase કહેવાય છે, તે RNase A થી 23 એમિનો એસિડ દ્વારા અલગ પડે છે અને 1-1.5 mg/ml ની સાંદ્રતામાં સેમિનલ પ્લાઝ્મામાં વ્યક્ત થાય છે, જે પ્રવાહી પ્રોટીન સામગ્રીના 3 ટકાથી વધુ હિસ્સો ધરાવે છે. બોવાઇન સેમિનલ રિબોન્યુક્લીઝ (બીએસ-આરએનએઝ) એ ચોક્કસ એન્ટિટ્યુમર પ્રવૃત્તિ સાથે આરએનએઝ એ નું સમરૂપ છે. બોવાઇન સેમિનલ આરએનએઝના કાર્યાત્મક ગુણધર્મો આ એન્ઝાઇમની શારીરિક ભૂમિકા હજુ સુધી મળી નથી અને તેથી તે હજુ પણ એક રહસ્ય છે કે શા માટે બોવાઇનમાં સેમિનલ પ્રવાહીમાં આ એન્ઝાઇમની આટલી વધુ સાંદ્રતા છે. ઉત્ક્રાંતિ પ્રક્રિયામાં, તેણે નવી વર્તણૂકો પ્રાપ્ત કરી છે જેમ કે એનાયોનિક ગ્લાયકોલિપિડ્સ સાથે નિશ્ચિતપણે જોડાયેલી સંયુક્ત સક્રિય સાઇટ્સ સાથે ડાઇમર બનવું, જેમાં બોવાઇન સ્પર્માટોઝોઆ સેમિનોલિપિડ, ઇમ્યુનોસપ્રેસિવ અને સાયટોસ્ટેટિક પ્રવૃત્તિઓ ધરાવતું ફ્યુઝોજેનિક સલ્ફેટેડ ગેલેક્ટોલિપિડનો સમાવેશ થાય છે, જ્યારે પૂર્વજોની આરએનએઝ આ વર્તણૂકો ધરાવતું નથી. આરએનએઝ એ, બોવાઇન સેમિનલ રિબોન્યુક્લીઝ (બીએસ-આરએનએઝ) ના હોમોલોગમાં ચોક્કસ એન્ટિટ્યુમર પ્રવૃત્તિ છે. પુરુષ અને સ્ત્રી બંને જનનાંગ પ્રણાલીઓના રોગપ્રતિકારક નિયમનમાં, સેમિનલ પ્લાઝ્મા ઇમ્યુનોસપ્રેશનમાં અગ્રણી ભૂમિકા ભજવે છે. ટી કોષો, બી કોષો, એનકે કોષો અને મેક્રોફેજ સહિત ઘણા પ્રકારના રોગપ્રતિકારક કોષોના કાર્ય સાથે સેમિનલ પ્લાઝ્માની પ્રત્યક્ષ અથવા પરોક્ષ દખલ દર્શાવવામાં આવી છે. ઇમ્યુનોસપ્રેશનની આ અસરો પ્રજાતિ-વિશિષ્ટ નથી અને તે શારીરિક સાંદ્રતામાં જોવા મળે છે જે સામાન્ય રીતે સ્ત્રીઓના મૂત્રમાર્ગમાં જોવા મળે છે. અન્ય કોઈપણ સસ્તન પ્રાણીના વીર્ય પ્રવાહીમાં આર. એન. એસ. સ્ત્રાવ જોવા મળ્યો નથી. સેમિનલ આરએનએઝ જનીનની ઉત્પત્તિ જનીન ડુપ્લિકેશન પછી સ્થાપિત પ્રોટીનની ભરતી કેટલાક નવા બાયોમોલેક્યુલર કાર્યો કરવા તરફ દોરી જાય છે. અસ્તિત્વમાં રહેલા વિવિધ મોડેલોમાં, એક મોડેલ સૂચવે છે કે જનીન ડુપ્લિકેશન પછી, જનીનની બે નકલોમાંથી, એક પૂર્વજો દ્વારા નિર્ધારિત કાર્યાત્મક અવરોધો હેઠળ સતત ઉત્ક્રાંતિને આધિન રહેશે, જ્યારે ડુપ્લિકેટ દરમિયાન કાર્યાત્મક ભૂમિકા દ્વારા પ્રતિબંધિત નહીં થાય અને પ્રોટીન "સ્ટ્રક્ચર સ્પેસ" શોધવા માટે નિઃસંકોચ લાગે છે. અંતે, તે એન્કોડેડ નવી વર્તણૂકો સાથે આવી શકે છે જે નવા શારીરિક કાર્ય માટે જરૂરી છે અને તેથી પસંદગીયુક્ત લાભની ચર્ચા કરે છે. કોઈ પણ સંજોગોમાં, આપણે તેને એક અસ્પષ્ટ મોડેલ તરીકે ગણી શકીએ કારણ કે મોટાભાગની નકલો સ્યુડોજેન્સ બનવી પડે છે, જેને માત્ર થોડા મિલિયન વર્ષોમાં અવર્ણનીય આનુવંશિક માહિતી (જેને "જંક ડીએનએ" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે) તરીકે ગણવામાં આવે છે. કારણ કે પસંદગીયુક્ત દબાણ ડુપ્લિકેટ જનીનો સાથે વધુ કંઇ કરી શકતું નથી, તેઓ હાનિકારક પરિવર્તન માટે સંવેદનશીલ હોય છે જે કોઈપણ કાર્ય માટે ઉપયોગી પ્રોટીનને એન્કોડ કરવાની તેમની અસમર્થતા રજૂ કરે છે. આ નવી વર્તણૂકોની પ્રોટીન માળખાની જગ્યાની તપાસ કરવા માટેના સાધન તરીકે કાર્યાત્મક રીતે અનિયંત્રિત જનીન ડુપ્લિકેટનો ઉપયોગ કરવા માટે પ્રતિબંધિત કરે છે જે પસંદગીપાત્ર શારીરિક કાર્યને ચર્ચા કરી શકે છે. તો પછી પ્રોટીનમાં નવા કાર્યો કેવી રીતે ઉત્પન્ન થશે? જનીન રૂપાંતરણ જેવી કેટલીક જૈવિક ઘટનાઓને કારણે સ્યુડોજેન્સનું પુનરુત્થાન એ એક શક્યતા છે. આવું જ એક ઉદાહરણ બોવાઇન સેમિનલ આરએનએઝ જનીનનું પુનરુત્થાન છે. પ્રાચીન આરએનએઝના પ્રયોગશાળાના પુનર્નિર્માણમાંથી, એવું દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે આ દરેક લક્ષણો સેમિનલ અને સ્વાદુપિંડના આરએનએઝના સૌથી તાજેતરના સામાન્ય પૂર્વજોમાં ગેરહાજર હતા અને થોડા સમય પછી ઉપરોક્ત બે પ્રોટીન પરિવારોના વિચલન પછી સેમિનલ વંશમાં ઉભરી આવ્યા હતા. પાર્સિમોની વિશ્લેષણ દ્વારા બનાવવામાં આવેલા સાચા રુમિનન્ટ ફિલોજેનેટિક વૃક્ષમાં તમામ ટેક્સામાંથી આરએનએઝ જનીનોનું સંશોધકો દ્વારા વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું, અને તેઓએ જાહેર કર્યું હતું કે જનીન ડુપ્લિકેશન પછી શરૂઆતમાં, સ્વાદુપિંડના આરએનએઝ અને સેમિનલ આરએનએઝ લગભગ 35 મિલિયન વર્ષો પહેલા (એમવાયએ) અલગ થયા હતા. પ્રો 19, સિસ 32 અને લિસ 62 સહિત કેટલાક માર્કર અવેજી, સેમિનલ આરએનએઝ જનીનોમાં રજૂ કરવામાં આવ્યા છે, જેના કારણે તેમને તેમના સ્વાદુપિંડના પિતરાઈ ભાઈઓથી અલગ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. આના આધારે, મૂળ RNase પરિવારમાં સૈગા, ઘેટાં, ડુઇકર, કુડુ અને કેપ ભેંસ નામના ટેક્સાનો સમાવેશ થાય છે, જ્યારે પેક્કેરીને તેમાંથી બાકાત રાખવામાં આવી છે. પાછળથી, અનુક્રમ વિશ્લેષણ, માસ સ્પેક્ટ્રોફોટોમેટ્રી અને વેસ્ટર્ન બ્લોટિંગ અભ્યાસો કે જે સેમિનલ આરએનએઝ જનીન પરિવાર હેઠળ આવે છે, તેમાંથી જાણવા મળ્યું છે કે તેઓ તે મોડેલ સાથે સુસંગત છે જે ધારે છે કે ડુપ્લિકેશન પછી તરત જ સેમિનલ આરએનએઝ જનીને શારીરિક કાર્ય પ્રાપ્ત કર્યું અને આ કાર્ય સમગ્ર અલગ ઉત્ક્રાંતિ દરમિયાન ચાલુ રહ્યું છે (જનીનની દરેક નકલ સ્વતંત્ર રીતે વિકસિત થાય છે) અને પછીથી તે આધુનિક બળદો સિવાય આધુનિક કુડુ અને કેપ ભેંસ સહિત અન્ય તમામ પ્રજાતિઓમાં ખોવાઈ ગયું હતું. જો કે, આ માટે જરૂરી છે કે આ કાર્ય વિવિધ વંશમાં સ્વતંત્ર રીતે ઘણી વખત ખોવાઈ ગયું હતું. આધુનિક બળદો તરફ દોરી જતી વંશમાં કેપ ભેંસના વિચલન પછી, સેમિનલ આરએનએઝ જનીનને તાજેતરમાં જ પુનર્જીવિત કરવામાં આવ્યું હતું. તે પૂછવું રસપ્રદ છે કે શું બળદનું પાળતું એક કાર્યરત પ્રોટીન તરીકે સેમિનલ આરએનએઝના ઉદભવ સાથે સંબંધિત છે. આધુનિક બળદોમાં, શું સેમિનલ આરએનએઝ જનીન કાર્ય કરે છે? આ તે પ્રશ્ન છે જે હવે ઊભો થાય છે. આ પ્રશ્નને ઉકેલવા માટે આપણે આ જનીન પરિવારોમાં નોન-સાયલન્ટ ટુ સાયલન્ટ અવેજી ગુણોત્તરને ધ્યાનમાં લઈ શકીએ છીએ. બિન-મૂંગી અને મૂંગી અવેજીનો સરેરાશ ગુણોત્તર બિન-અભિવ્યક્ત મૂંગી આર. એન. એ. એસ. સિક્વન્સ માટે 2:1 છે, જે આ નમૂના સાથે સુસંગત છે કે આ મૂંગી આર. એન. એ. એસ. સ્યુડોજીન્સ છે અને જનીનમાં રેન્ડમ અવેજી માટે અપેક્ષિત તેની નજીક છે જે કોઈ પસંદ કરેલ કાર્ય વિના કાર્ય કરે છે. બીજી બાજુ, સ્વાદુપિંડના આર. એન. એસ. ના કિસ્સામાં સરેરાશ ગુણોત્તર 1:1 કરતા ઓછો છે, જે નમૂના સાથે સુસંગતતા દર્શાવે છે જે જણાવે છે કે સ્વાદુપિંડના આર. એન. એસ. કાર્યરત છે જ્યાં પસંદગીયુક્ત દબાણ એમિનો એસિડના સ્થાનાંતરણને અવરોધે છે. જો કે, જ્યારે વ્યક્ત કરાયેલ ઓક્સ સેમિનલ આરએનએઝની સરખામણી ભેંસ અને કુડુમાં તેના નજીકના અપ્રકાશિત સમરૂપ (સમરૂપ રંગસૂત્રો) સાથે કરવામાં આવે છે, ત્યારે બિન-મૌન અને મૌન અવેજીનો સૌથી નોંધપાત્ર ગુણોત્તર, 4:1 જોવા મળે છે. સ્યુડોજીન્સ નવું કાર્ય કરવા માટે અને નવા પસંદ કરેલા ગુણધર્મો પૂરા પાડવા માટે તેઓ ઝડપથી રજૂ કરાયેલા એમિનો એસિડ રિપ્લેસમેન્ટ સાથે પ્રોટીન "સ્ટ્રક્ચર સ્પેસ" શોધે છે અને આવા સ્યુડોજીન્સમાં માત્ર નોન-સાયલન્ટ અને સાયલન્ટ અવેજીનો ઉપરોક્ત નોંધપાત્ર ગુણોત્તર હોવાની અપેક્ષા રાખવામાં આવે છે. સેમિનલ આરએનએઝ જનીનનું પુનરુત્થાન દેખીતી રીતે સીઆઇએસ 31 ની રજૂઆત સાથે સંકળાયેલું છે. તો પછી આ સ્યુડોજેનનું પુનરુત્થાન કેવી રીતે થયું? તે કહેવું એટલું સ્પષ્ટ નથી અને કોઈ પણ નોંધ કરી શકે છે કે કુડુ કાઢી નાંખવાના પ્રદેશ અને વ્યક્ત સેમિનલ આરએનએઝ સ્યુડોજેનનો ક્રમ વચ્ચેની સમાનતા લગભગ 70 બેઝ જોડીને 3 '-અનટ્રાન્સલેટેડ પ્રદેશમાં વિસ્તરે છે જે 89 ટકા સમાન છે (70 ન્યુક્લિયોટાઇડ્સમાંથી 62 સાથે). આપણે અપેક્ષા રાખી શકીએ કે ક્ષતિગ્રસ્ત સેમિનલ આરએનએઝને સુધારવા માટે એક નવી શારીરિક ઉત્ક્રાંતિ બનાવવા માટે તેની અને સ્વાદુપિંડના જનીન વચ્ચે જનીન રૂપાંતરણની ઘટના બની શકે છે. જનીન રૂપાંતરણ બે પ્રકારનું હોય છે-ઇન્ટરએલેલિક અને ઇન્ટરલોકસ જનીન રૂપાંતરણ. સેમિનલ આરએનએઝ જનીન કાર્યનું પુનરુત્થાન તેના સમાન કાર્યાત્મક જનીન સાથે સેમિનલ આરએનએઝ સ્યુડોજેનની ઇન્ટરલોકસ જનીન રૂપાંતરણ ઘટનાનું અનપેક્ષિત પરિણામ હોવાનું માનવામાં આવે છે. આ પુનઃસંયોજનની ઘટનાઓમાં, આનુવંશિક માહિતી દાતા કાર્યાત્મક સ્થાનમાંથી સ્વીકારનાર સ્યુડોજેનમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે જે બિન-કાર્યાત્મક હોય છે. આમ બિન-કાર્યાત્મક સેમિનલ આરએનએઝ સ્યુડોજીને લાખો વર્ષોથી મૃત સ્થિતિમાં કેટલાક નવા શારીરિક કાર્યો પ્રાપ્ત કર્યા છે. જનીન રૂપાંતર ઘટના દ્વારા સ્યુડોજેનના પુનરુત્થાન માટેનું સાહિત્યમાં આ પ્રથમ ઉદાહરણ હોઈ શકે છે અને વધુ અનુક્રમણિકા માહિતી સાથે આ માહિતીનું વધુ પરીક્ષણ કરવું રસપ્રદ રહેશે. પાછળથી સેમિનલ આરએનએઝના કિસ્સામાં અન્ય ઉત્ક્રાંતિ પાસાની દરખાસ્ત કરવામાં આવી છે જે દર્શાવે છે કે સેમિનલ આરએનએઝને બે ચતુર્થાંશ સ્વરૂપો સાથે છોડી દેવામાં આવ્યા છેઃ એક વિશેષ જૈવિક ક્રિયાઓ પ્રદર્શિત કરવાનું છે અને બીજું માત્ર આરએનએ-ડિગ્રેડિંગ એન્ઝાઇમ છે. આ દરખાસ્તના આધારે આ બે માળખામાં સેમિનલ આરએનએઝની ઉત્ક્રાંતિ કે જે સહઅસ્તિત્વ ધરાવે છે અને માળખાકીય અને જૈવિક રીતે વધુ બહુમુખી છે તેને ઉત્ક્રાંતિ પ્રગતિ તરીકે ગણી શકાય. વિશ્વભરના વૈજ્ઞાનિકોએ પુષ્કળ સ્યુડોજીન્સનો અભ્યાસ કર્યો અને ઓળખી કાઢ્યા. તેમણે સ્યુડોજીન્સની સંભવિત ભૂમિકાઓને ઓળખવા અને તેનો અભ્યાસ કરવા માટે વિશ્વભરમાં અનેક પરિયોજનાઓ શરૂ કરી છે. ENCODE એ આવા પ્રોજેક્ટમાંથી એક છે. તેમ છતાં સ્યુડોજીન્સ મુદ્દાઓના પરમાણુ વિશ્લેષણને વેગ આપે છે, તેમ છતાં તેમને હજુ પણ જીનોમ અવશેષો તરીકે ગણવામાં આવે છે જે ઉત્ક્રાંતિનો સારો રેકોર્ડ પ્રદાન કરે છે કારણ કે તેઓ પરમાણુ વિશ્લેષણ માટે વિવિધ માહિતી પ્રદાન કરે છે. વિશ્વભરના સંશોધકો વિવિધ યોજનાઓ અને ગણતરી માટેના માપદંડ દ્વારા સ્યુડોજેન્સને ઓળખવા માટે વિવિધ રીતો બનાવી રહ્યા છે જેમ કે તેઓ સ્યુડોજેન્સનો સમૂહ આપે છે જે સુસંગત છે. કેટલીકવાર, સજીવન થયેલા સ્યુડોજીન્સને કાર્યાત્મક તરીકે ઓળખવામાં આવે છે અને તેમને બિન-કાર્યાત્મક તરીકે પણ બદલી શકાય છે, જેને ફરીથી ઉલટાવી શકાય છે. જીનોમના તમામ સ્યુડોજીન્સને "જંક ડીએનએ" તરીકે ગણવા જોઈએ નહીં. કાર્યાત્મક સ્યુડોજીન્સ માટેના પુરાવા તેમના મહત્વને મજબૂત કરે છે, અને તેઓ તેમના મહત્વ અને સંભવિત પુનરુત્થાનને કારણે સંશોધનમાં એક મુખ્ય સ્થળ પણ બની ગયા છે. માનવ અને અન્ય સજીવોમાં આ ધ્વનિહીન અશ્મિભૂતની લાક્ષણિકતાઓનો અભ્યાસ કરવા માટે, સંશોધકો તેમના પ્રયાસોમાં યોગદાન આપી રહ્યા છે. નજીકના ભવિષ્યમાં, સ્યુડોજીન્સની વાસ્તવિક ઉત્ક્રાંતિ ભવિષ્ય જીનોમ એનોટેશનના એમ્બેડેડ ચિત્ર સાથે મળી આવશે. મોલેક્યુલર ઇવોલ્યુશન જનીન ડુપ્લિકેશન જનીન રૂપાંતરણ સ્યુડોજીન્સ પૂર્વજ જનીન પુનરુત્થાન બોવિના રિબોન્યુક્લીઝ એ એનકોડ ડીકેપેસિટેશન પરિબળ સંદર્ભો મોલેક્યુલર ઇવોલ્યુશન ઇવોલ્યુશનરી બાયોલોજી જુઓ.