H3S28P
H3S28P એ DNA પેકેજિંગ પ્રોટીન હિસ્ટોન H3 માં એક એપિજેનેટિક ફેરફાર છે. તે એક ચિહ્ન છે જે ફોસ્ફોરાયલેશનને હિસ્ટોન H3 પ્રોટીનના 28મા સેરીન અવશેષને સૂચવે છે. H3S10 અને H3S28 માટે પ્રારંભિક માઇટોસિસ ફોસ્ફોરાયલેશન પેટર્ન તદ્દન સમાન છે, જે પ્રોફેઝ દરમિયાન રંગસૂત્ર ઘનીકરણની શરૂઆતથી શરૂ થાય છે. H3S28નું ફોસ્ફોરાયલેશન ટ્રાન્સક્રિપ્શન અસરો ધરાવે છે અને અન્ય હિસ્ટોન્સને એસિટિલેટ કરે છે. નામકરણ આ ફેરફારનું નામ હિસ્ટોન એચ3 પ્રોટીન પેટા એકમ પર સેરીન 28નું પ્રોટીન ફોસ્ફોરાયલેશન સૂચવે છેઃ સેરીન/થ્રેઓનિન/ટાયરોસિન ફોસ્ફોરાયલેશન નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ ફોસ્ફેટ જૂથનો ઉમેરો પ્રોટીન માળખામાં મોટા ફેરફારો તરફ દોરી શકે છે, જે પ્રોટીન કાર્યને નિયંત્રિત કરવામાં ફોસ્ફોરાયલેશનની સારી લાક્ષણિકતા તરફ દોરી જાય છે. હિસ્ટોન ફોસ્ફોરાયલેશનની માળખાકીય અસરો શું છે તે સ્પષ્ટ નથી, પરંતુ હિસ્ટોન ફોસ્ફોરાયલેશન અનુવાદ પછીના ફેરફાર તરીકે સ્પષ્ટ કાર્યો ધરાવે છે. ફેરફારની અસર નોંધપાત્ર સંખ્યામાં ફોસ્ફોરિલેટેડ હિસ્ટોન અવશેષો જનીન અભિવ્યક્તિ સાથે સંકળાયેલા છે. રસપ્રદ વાત એ છે કે, આ ઘણીવાર પ્રજનનશીલ જનીનોના નિયમન સાથે સંબંધિત હોય છે. એચ 3 ના સેરીન 10 અને 28 અને એચ 2 બી ના સેરીન 32 નું ફોસ્ફોરાયલેશન બાહ્ય વૃદ્ધિ પરિબળ (ઇજીએફ)-પ્રતિભાવશીલ જનીન અનુલેખનના નિયમન સાથે સંકળાયેલું છે. તે જે વાતાવરણમાં થાય છે તેના આધારે, તે જ ફોસ્ફોરિલેટેડ અવશેષો ક્રોમેટિન માળખા પર ભારે અલગ પરિણામો લાવી શકે છે. H3S10 અને H3S28 ફોસ્ફોરાયલેશન એ આ દ્વૈતતાનું ઉત્તમ ઉદાહરણ છેઃ બંને ફોસ્ફોરાયલેટેડ અવશેષો મિટોસિસ અને અર્ધસૂત્રણ દરમિયાન ક્રોમેટિનના સંકોચનમાં તેમજ અનુલેખન સક્રિયકરણ પછી ક્રોમેટિનની છૂટછાટમાં સામેલ છે. આ ફોસ્ફોરાયલેશન ઘટનાઓ ભજવે છે તે વિવિધ ભૂમિકાઓને કારણે, વ્યક્તિગત અવશેષો ફોસ્ફોરાયલેશનની અલગથી તપાસ કરી શકાતી નથી. અસર સેલ્યુલર વાતાવરણ અને અન્ય સિસ અથવા ટ્રાન્સ ફેરફારો સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા નક્કી થાય છે. ટ્રાન્સક્રિપ્શન અસર H3S10 અને H3S28 માટે પ્રારંભિક મિટોસિસ ફોસ્ફોરાયલેશન પેટર્ન તદ્દન સમાન છે, જે પ્રોફેઝ દરમિયાન રંગસૂત્રના ઘનીકરણની શરૂઆતથી શરૂ થાય છે. જનીન પ્રવર્તકો પર, H3S28 ફોસ્ફોરાયલેશન ક્રોમેટિનમાંથી પોલિકોમ્બ પ્રતિબંધિત સંકુલને દૂર કરે તેવી અપેક્ષા છે, જે નજીકના K27 અવશેષોનું ડિમિથાઇલેશન અને એસિટાયલેશન કરે છે, જેથી ટ્રાન્સક્રિપ્શન સક્રિય થાય છે. આ સંક્રમણ H3K27 ની બાજુના સ્થળ પર H3S28 ના ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા મધ્યસ્થી કરવામાં આવે છે. એવું જાણવા મળ્યું હતું કે સી-ફોસ અને-ગ્લોબિન જેવા જનીનોના પ્રવર્તકોમાં ફોસ્ફોરાયલેટિંગ H3S28 તેમના સક્રિયકરણને નિયંત્રિત કરે છે. એસિટિલેશન અસરો H3K27ac ઉપરાંત, H3S28p ટ્રાન્સક્રિપ્શન સક્રિયકરણમાં ભૂમિકા ભજવે છે. H3S28p એ H3K27me3 ને સંચય કરતા અટકાવે છે, જેનાથી H3K27 એસિટિલેશન થાય છે. તેવી જ રીતે, એવું જાણવા મળ્યું હતું કે H3S28નું ફોસ્ફોરાયલેશન K9 એસિટાયલેશનને પ્રોત્સાહન આપે છે. UVB કિરણોત્સર્ગ ફોસ્ફોરાયલેટ્સ H3S10 અને H3S28 માં ફેરફાર માટે ચોક્કસ કાઇનેઝ, જ્યારે H3S28 વધુમાં કાઇનેઝ MSK1, ERK1, p38, FYN, MLTK, ERK2, અને ઓછા પ્રમાણમાં JNK1 અને JNK2 દ્વારા ફોસ્ફોરાયલેટેડ છે. હિસ્ટોન ફેરફારો યુકેરીયોટિક કોષોનું જીનોમિક ડીએનએ હિસ્ટોન્સ તરીકે ઓળખાતા વિશેષ પ્રોટીન અણુઓની આસપાસ આવરિત હોય છે. ડીએનએના લૂપિંગ દ્વારા રચાયેલા સંકુલને ક્રોમેટિન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. હિસ્ટોન ફોસ્ફોરાયલેશન જેવા હિસ્ટોન્સના અનુવાદ પછીના ફેરફારો પ્રોટીનઃ ડીએનએ અથવા પ્રોટીનઃ પ્રોટીન ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ બદલીને ક્રોમેટિન માળખામાં ફેરફાર કરવા દર્શાવવામાં આવ્યા છે. હિસ્ટોન અનુવાદ પછીના ફેરફારો ક્રોમેટિન માળખામાં ફેરફાર કરે છે. સૌથી સામાન્ય રીતે સંકળાયેલ હિસ્ટોન ફોસ્ફોરાયલેશન ડીએનએ નુકસાન માટે સેલ્યુલર પ્રતિક્રિયાઓ દરમિયાન થાય છે, જ્યારે ફોસ્ફોરાઇલેટેડ હિસ્ટોન એચ 2 એ ડીએનએ તૂટવાના સ્થળની આસપાસ મોટા ક્રોમેટિન ડોમેન્સને અલગ કરે છે. સંશોધકોએ તપાસ કરી હતી કે હિસ્ટોન્સના ફેરફારો આરએનએ પોલિમરેઝ II નિર્દેશિત ટ્રાન્સક્રિપ્શનને સીધી અસર કરે છે કે કેમ. સંશોધકો એવા પ્રોટીન પસંદ કરે છે જે ટ્રાન્સક્રિપ્શન પર તેમની અસરો ચકાસવા માટે હિસ્ટોન્સમાં ફેરફાર કરવા માટે જાણીતા છે, અને જાણવા મળ્યું કે તણાવ-પ્રેરિત કિનેઝ, એમએસકે 1, આરએનએ સંશ્લેષણને અટકાવે છે. જ્યારે નમૂના ક્રોમેટિનમાં હતા ત્યારે એમ. એસ. કે. 1 દ્વારા અનુલેખનનું અવરોધ સૌથી વધુ સંવેદનશીલ હતું, કારણ કે ક્રોમેટિનમાં ન હોય તેવા ડીએનએ નમૂનાઓ એમ. એસ. કે. 1ની અસરો સામે પ્રતિરોધક હતા. એવું દર્શાવવામાં આવ્યું હતું કે સેરીન 1 પર MSK1 ફોસ્ફોરિલેટેડ હિસ્ટોન H2A, અને સેરીન 1 નું એલેનિનમાં પરિવર્તન MSK1 દ્વારા ટ્રાન્સક્રિપ્શનના અવરોધને અવરોધે છે. આમ પરિણામો સૂચવે છે કે હિસ્ટોન્સનું એસિટાયલેશન એમ. એસ. કે. 1 તરીકે કિનેઝ દ્વારા અવરોધક ફોસ્ફોરાયલેશનને દબાવીને ટ્રાન્સક્રિપ્શનને ઉત્તેજીત કરી શકે છે. ફોસ્ફોરાયલેશન એ એમિનો એસિડની બાજુની સાંકળમાં ચાર્જ અને હાઇડ્રોફિલિક જૂથનો પરિચય આપે છે, જે સંભવતઃ નજીકના એમિનો એસિડ સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાં ફેરફાર કરીને પ્રોટીનની રચનામાં ફેરફાર કરે છે. પી53 જેવા કેટલાક પ્રોટીનમાં બહુવિધ ફોસ્ફોરાયલેશન સાઇટ્સ હોય છે, જે જટિલ, બહુ-સ્તરના નિયમનને સરળ બનાવે છે. પ્રોટીનને ફોસ્ફોરિલેટેડ અને ડીફોસ્ફોરિલેટેડ કરી શકાય તે સરળતાને કારણે, આ પ્રકારનો ફેરફાર કોષો માટે બાહ્ય સંકેતો અને પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓને પ્રતિસાદ આપવા માટે એક લવચીક પદ્ધતિ છે. કાઇનેઝ ફોસ્ફોરાયલેટ પ્રોટીન અને ફોસ્ફેટેઝ ડીફોસ્ફોરાયલેટ પ્રોટીન. ઘણા ઉત્સેચકો અને રીસેપ્ટર્સને ફોસ્ફોરાયલેશન અને ડીફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા "ચાલુ" અથવા "બંધ" કરવામાં આવે છે. ઉલટાવી શકાય તેવું ફોસ્ફોરાયલેશન ઘણા ઉત્સેચકો અને રીસેપ્ટર્સમાં માળખામાં રચનાત્મક પરિવર્તનમાં પરિણમે છે, જેના કારણે તેઓ સક્રિય અથવા નિષ્ક્રિય થઈ જાય છે. ફોસ્ફોરાયલેશન સામાન્ય રીતે યુકેરીયોટિક પ્રોટીનમાં સેરીન, થ્રેઓનિન, ટાયરોસિન અને હિસ્ટિડીન અવશેષો પર થાય છે. યુકેરીયોટિક પ્રોટીનનું હિસ્ટિડાઇન ફોસ્ફોરાયલેશન ટાયરોસિન ફોસ્ફોરાયલેશન કરતાં વધુ વારંવાર જોવા મળે છે. પ્રોકેરીયોટિક પ્રોટીનમાં ફોસ્ફોરાયલેશન સેરીન, થ્રેઓનિન, ટાયરોસિન, હિસ્ટિડીન અથવા આર્જિનિન અથવા લાઇસિન અવશેષો પર થાય છે. એમિનો એસિડ અવશેષોના બિન-ધ્રુવીય આર જૂથમાં ફોસ્ફેટ (પી. ઓ. 43-) અણુનો ઉમેરો પ્રોટીનના હાઇડ્રોફોબિક ભાગને પરમાણુના ધ્રુવીય અને અત્યંત હાઇડ્રોફિલિક ભાગમાં ફેરવી શકે છે. આ રીતે પ્રોટીનની ગતિશીલતા પ્રોટીનમાં અન્ય હાઇડ્રોફોબિક અને હાઇડ્રોફિલિક અવશેષો સાથે લાંબા અંતરની એલોસ્ટરી દ્વારા પ્રોટીનની રચનામાં રચનાત્મક પરિવર્તન લાવી શકે છે. એપિજેનેટિક અસરો હિસ્ટોન-મોડિફાઇંગ કોમ્પ્લેક્સ અથવા ક્રોમેટિન રિમોડેલિંગ કોમ્પ્લેક્સ દ્વારા હિસ્ટોન પૂંછડીના અનુવાદ પછીના ફેરફારનું કોષ દ્વારા અર્થઘટન કરવામાં આવે છે અને તે જટિલ, સંયુક્ત ટ્રાન્સક્રિપ્શનલ આઉટપુટ તરફ દોરી જાય છે. એવું માનવામાં આવે છે કે હિસ્ટોન કોડ ચોક્કસ પ્રદેશમાં હિસ્ટોન્સ વચ્ચેની જટિલ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા જનીનોની અભિવ્યક્તિને નિર્ધારિત કરે છે. હિસ્ટોન્સની વર્તમાન સમજણ અને અર્થઘટન બે મોટા પાયે પ્રોજેક્ટ્સમાંથી આવે છેઃ ENCODE અને એપિજેનોમિક રોડમેપ. એપિજેનોમિક અભ્યાસનો હેતુ સમગ્ર જિનોમમાં એપિજેનેટિક ફેરફારોની તપાસ કરવાનો હતો. આ ક્રોમેટિન સ્થિતિ તરફ દોરી ગયું, જે વિવિધ પ્રોટીન અને/અથવા હિસ્ટોન ફેરફારોને એકસાથે જૂથબદ્ધ કરીને જીનોમિક પ્રદેશોને વ્યાખ્યાયિત કરે છે. જિનોમમાં પ્રોટીનના બંધનકર્તા સ્થાનને જોઈને ડ્રોસોફિલા કોષોમાં ક્રોમેટિનની સ્થિતિઓની તપાસ કરવામાં આવી હતી. ચીપ-સિક્વન્સિંગનો ઉપયોગ જિનોમમાં વિવિધ બેન્ડિંગ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ પ્રદેશોને દર્શાવે છે. ડ્રોસોફિલામાં વિવિધ વિકાસલક્ષી તબક્કાઓ પણ વર્ણવવામાં આવ્યા હતા, જેમાં હિસ્ટોન ફેરફારની સુસંગતતા પર ભાર મૂકવામાં આવ્યો હતો. પ્રાપ્ત માહિતી પર એક નજર નાખવાથી હિસ્ટોન ફેરફારોના આધારે ક્રોમેટિનની સ્થિતિઓની વ્યાખ્યા તરફ દોરી જાય છે. કેટલાક ફેરફારોનો નકશો તૈયાર કરવામાં આવ્યો હતો અને ચોક્કસ જીનોમિક પ્રદેશોમાં સંવર્ધન સ્થાનિક થતું જોવા મળ્યું હતું. માનવ જીનોમને ક્રોમેટિન સ્થિતિઓ સાથે વર્ણવવામાં આવે છે. આ એનોટેટેડ સ્થિતિઓનો ઉપયોગ અંતર્ગત જીનોમ ક્રમથી સ્વતંત્ર રીતે જીનોમની એનોટેટ કરવાની નવી રીતો તરીકે થઈ શકે છે. ડીએનએ ક્રમથી આ સ્વતંત્રતા હિસ્ટોન ફેરફારોની એપિજેનેટિક પ્રકૃતિને લાગુ કરે છે. ક્રોમેટિન સ્થિતિઓ એવા નિયમનકારી તત્વોને ઓળખવામાં પણ ઉપયોગી છે કે જેમની પાસે કોઈ વ્યાખ્યાયિત ક્રમ નથી, જેમ કે એન્હાન્સર્સ. એનોટેશનનું આ વધારાનું સ્તર કોષ વિશિષ્ટ જનીન નિયમનની ઊંડી સમજણ માટે પરવાનગી આપે છે. પદ્ધતિઓ હિસ્ટોન ચિહ્નને વિવિધ રીતે શોધી શકાય છેઃ ક્રોમેટિન ઇમ્યુનોપ્રેસિપિટેશન સિક્વન્સિંગ (ચીપ-સિક્વન્સિંગ) એકવાર લક્ષિત પ્રોટીન સાથે બંધાયેલ અને ઇમ્યુનોપ્રેસિપિટેડ ડીએનએ સંવર્ધનની માત્રાને માપે છે. તે સારા ઓપ્ટિમાઇઝેશનમાં પરિણમે છે અને કોષોમાં થતા ડીએનએ-પ્રોટીન બંધનને જાહેર કરવા માટે વિવોમાં વપરાય છે. ચીપ-સેકનો ઉપયોગ જીનોમિક પ્રદેશમાં વિવિધ હિસ્ટોન ફેરફારો માટે વિવિધ ડીએનએ ટુકડાઓને ઓળખવા અને તેનું પ્રમાણ નક્કી કરવા માટે થઈ શકે છે. 2. માઇક્રોકોકલ ન્યુક્લિયસ સિક્વન્સિંગ (એમએનએઝ-સેક) નો ઉપયોગ એવા પ્રદેશોની તપાસ કરવા માટે થાય છે જે સારી સ્થિતિમાં ન્યુક્લિયોસોમ્સ દ્વારા બંધાયેલા હોય છે. ન્યુક્લિયોસોમની સ્થિતિને ઓળખવા માટે માઇક્રોકોકલ ન્યુક્લિયસ એન્ઝાઇમનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. સારી સ્થિતિમાં રહેલા ન્યુક્લિયોસોમ્સમાં અનુક્રમોનું સંવર્ધન જોવા મળે છે. 3. ટ્રાન્સપોઝેઝ એક્સેસિબલ ક્રોમેટિન સિક્વન્સિંગ (એટીએસી-સેક) માટે પરીક્ષણનો ઉપયોગ ન્યુક્લિયોસોમ મુક્ત (ઓપન ક્રોમેટિન) પ્રદેશોમાં જોવા માટે થાય છે. તે ન્યુક્લિયોસોમ સ્થાનિકીકરણને પ્રકાશિત કરવા માટે અતિસક્રિય Tn5 ટ્રાન્સપોસનનો ઉપયોગ કરે છે. સંદર્ભો એપિજેનેટિક્સ પોસ્ટ-ટ્રાન્સલેશનલ ફેરફાર