Nucleoporin
ન્યુક્લિયોપોરિન એ પ્રોટીનનું એક કુટુંબ છે જે ન્યુક્લિયર પોર કોમ્પ્લેક્સ (એનપીસી) ના ઘટક બિલ્ડિંગ બ્લોક્સ છે. પરમાણુ છિદ્ર સંકુલ એ એક વિશાળ માળખું છે જે પરમાણુ પરબિડીયુંમાં એવી જગ્યાઓ પર જડિત છે જ્યાં આંતરિક અને બાહ્ય પરમાણુ પટલ ભળી જાય છે, જે એક પ્રવેશદ્વાર બનાવે છે જે કોષના કેન્દ્રક અને કોષરસ વચ્ચેના મેક્રોમોલેક્યુલ્સના પ્રવાહને નિયંત્રિત કરે છે. પરમાણુ છિદ્રો પરમાણુ પરબિડીયુંમાં અણુઓના નિષ્ક્રિય અને સરળ પરિવહનને સક્ષમ કરે છે. ન્યુક્લિયોપોરિન, લગભગ 30 પ્રોટીનનું કુટુંબ, યુકેરીયોટિક કોષોમાં પરમાણુ છિદ્ર સંકુલના મુખ્ય ઘટકો છે. ન્યુક્લિયોપોરિન 62 આ પરિવારનો સૌથી વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં જોવા મળતો સભ્ય છે. ન્યુક્લિયોપોરિન્સ અણુઓને પરમાણુ પરબિડીયુંમાં ખૂબ ઊંચા દરે પરિવહન કરવામાં સક્ષમ છે. એક જ એનપીસી દર મિનિટે પરમાણુ પરબિડીયુંમાં 60,000 પ્રોટીન અણુઓનું પરિવહન કરવામાં સક્ષમ છે. માળખું ન્યુક્લિયોપોરીન પરમાણુ છિદ્ર સંકુલ રચવા માટે એકત્રિત થાય છે, એક અષ્ટકોણીય વીંટી જે પરમાણુ પરબિડીયુંમાંથી પસાર થાય છે. આ વીંટીમાં આઠ સ્કેફોલ્ડ સબ-કોમ્પ્લેક્સ હોય છે, જેમાં સી. ઓ. પી. આઈ. આઈ. જેવા કોટિંગ સેન્ડવીચના બે માળખાકીય સ્તરો હોય છે, જેમાં કેટલાક પ્રોટીન હોય છે જે છિદ્રને રેખા કરે છે. કોષરસથી ન્યુક્લિયોપ્લાઝમ સુધી, રિંગ કોમ્પ્લેક્સના ત્રણ સ્તરોને અનુક્રમે કોષરસ, આંતરિક છિદ્ર અને ન્યુક્લિયોપ્લાઝમ રિંગ્સ નામ આપવામાં આવ્યું છે. પ્રોટીનના વિવિધ સમૂહો કાં તો વર્તુળ પર જોડાય છે, અને કેટલાક ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન પ્રોટીન લિપિડ બાયલેયરમાં એસેમ્બલીને એન્કર કરે છે. સ્કેફોલ્ડ સબકોમ્પ્લેક્સમાં, કોષરસ અને ન્યુક્લિયોપ્લાઝમ રિંગ્સ બંને વાય-કોમ્પ્લેક્સથી બનેલા હોય છે, જે અન્ય લોકો વચ્ચે, એનયુપી133 અને એનયુપી107 માંથી બનેલું પ્રોટીન સંકુલ છે. આઠ સ્કેફોલ્ડ્સમાંથી દરેકના દરેક છેડે બે વાય-કોમ્પ્લેક્સ હોય છે, જે છિદ્ર દીઠ 32 કોમ્પ્લેક્સ સુધી ઉમેરે છે. વાય-કોમ્પ્લેક્સ સાથે પરમાણુ છિદ્રોના પટલના વળાંકનો સંબંધ સીઓપીઆઈઆઈ કોટેડ વેસિકલની ઉભરતી રચનાને અનુરૂપ તરીકે જોઈ શકાય છે. આંતરિક છિદ્રને અસ્તર કરતા પ્રોટીન એનયુપી62 સંકુલ બનાવે છે. ન્યુક્લિયોપ્લાઝમ બાજુએ, રિંગ સાથે સંકળાયેલા વધારાના પ્રોટીન "ન્યુક્લિયર બાસ્કેટ" બનાવે છે, જે ન્યુક્લિયોપોરિનને ન્યુક્લિયર લેમિના અને જીનોમના ચોક્કસ ભાગોમાં પણ ગોઠવવા માટે સક્ષમ છે. કોષરસનો અંત ઓછો વિસ્તૃત હોય છે, જેમાં આઠ તંતુઓ કોષરસમાં પ્રક્ષેપિત થાય છે. પરમાણુ આયાતમાં તેમની કોઈ ભૂમિકા હોય તેવું લાગતું નથી. કેટલાક ન્યુક્લિયોપોરિનમાં એફ. જી. પુનરાવર્તન હોય છે. ફેનાઇલાલેનાઇન અને ગ્લાયસીન પરથી નામ આપવામાં આવ્યું છે, એફ. જી. રિપીટ્સ નાના હાઇડ્રોફોબિક સેગમેન્ટ્સ છે જે હાઇડ્રોફિલિક એમિનો એસિડ્સના લાંબા પટ્ટાને તોડે છે. આ લવચીક ભાગો નિશ્ચિત માળખા વિના ખુલ્લા અથવા અવ્યવસ્થિત ભાગો બનાવે છે. તેઓ સાંકળોનો સમૂહ બનાવે છે જે નાના અણુઓને ફેલાવા દે છે, પરંતુ મોટા હાઇડ્રોફિલિક મેક્રોમોલેક્યુલ્સને બાકાત રાખે છે. આ મોટા અણુઓ માત્ર ત્યારે જ પરમાણુ છિદ્રને પાર કરી શકે છે જો તેઓ સંકેત પરમાણુ સાથે હોય જે અસ્થાયી રૂપે ન્યુક્લિયોપોરિનના એફ. જી. પુનરાવર્તન વિભાગ સાથે સંપર્ક કરે. એફ. જી. ન્યુક્લિયોપોરિન્સમાં ગોળાકાર ભાગ પણ હોય છે જે પરમાણુ છિદ્ર સંકુલ સાથે જોડાણ માટે લંગર તરીકે કામ કરે છે. મેમ્બ્રેન ન્યુક્લિયોપોરિન્સ સ્કેફોલ્ડ અને ન્યુક્લિયર મેમ્બ્રેન બંને સાથે જોડાય છે. તેમાંના કેટલાક, જેમ કે જી. પી. 210, સમગ્ર પટલને પાર કરે છે, અન્ય (જેમ કે એન. યુ. પી. 98) અસ્તર માટે માળખાકીય ભાગો તેમજ પટલમાં પંચ કરતા ભાગો સાથે નખની જેમ કાર્ય કરે છે. એનયુપી98ને અગાઉ એફજી ન્યુક્લિયોપોરિન માનવામાં આવતું હતું, જ્યાં સુધી તે દર્શાવવામાં આવ્યું ન હતું કે તેમાં "એફજી" કોઇલ-કોઇલ ફોલ્ડ ધરાવે છે. ન્યુક્લિયોપોરિન્સ એકબીજા સાથે વિવિધ ઉપકોમ્પ્લેક્સ રચતા હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે. આ સંકુલમાં સૌથી સામાન્ય છે એન. યુ. પી. 62 સંકુલ, જે એન. યુ. પી. 62, એન. યુ. પી. 58, એન. યુ. પી. 54 અને એન. યુ. પી. 45થી બનેલું સંયોજન છે. આવા સંકુલનું બીજું ઉદાહરણ વાય (એનયુપી <આઇડી1>) સંકુલ છે, જે ઘણાં વિવિધ ન્યુક્લિયોપોરિનથી બનેલું છે. એન. યુ. પી. <આઇ. ડી. 1> સંકુલને કાઇનેટોકોરસ માટે સ્થાનિક બનાવવામાં આવ્યું છે અને તે માઇટોસિસમાં ભૂમિકા ભજવે છે. ઉત્ક્રાંતિ ઘણા માળખાકીય ન્યુક્લિયોપોરિન્સમાં સોલેનોઇડ પ્રોટીન ડોમેન્સ હોય છે, જેમાં પુનરાવર્તનો હોય છે જેને બલ્ક બિલ્ડિંગ બ્લોક્સ તરીકે એકસાથે ગોઠવી શકાય છે. ડબલ્યુ. ડી. 40 પુનરાવર્તનો સાથે સમાનતા ધરાવતા બીટા-પ્રોપેલર ડોમેન છે, અને વધુ રસપ્રદ રીતે, આલ્ફા સોલેનોઇડ (હેલિક્સના બંડલ) પુનરાવર્તનોના અનન્ય પ્રકારો કે જે તેમના પોતાના વર્ગ, પૂર્વજોના કોટોમર તત્વો (એસીઈ) ની રચના કરે છે. અત્યાર સુધીમાં, ACE ના બે વર્ગોની ઓળખ કરવામાં આવી છે. ACE1 એ 28-હેલિક્સ ડોમેન છે જે ઘણા સ્કેફોલ્ડિંગ ન્યુક્લિયોપ્રોટીન તેમજ COPII ના ઘટક SEC31 માં જોવા મળે છે. ઇન્ફોબોક્સમાં દર્શાવેલ ACE2, યીસ્ટ Nup157/Nup170 (માનવ Nup155) અને Nup133માં જોવા મળે છે. બંને કિસ્સાઓમાં, વહેંચાયેલ ક્ષેત્રો, જેમ કે તેમના નામો સૂચવે છે, ન્યુક્લિયોપ્રોટીનની અંદર અને ન્યુક્લિયોપ્રોટીન અને કોટામર્સ વચ્ચે વહેંચાયેલ વંશ સૂચવે છે. તમામ જીવંત યુકેરીયોટ્સ એન. પી. સી. ના ઘણા મહત્વપૂર્ણ ઘટકો ધરાવે છે, જે સૂચવે છે કે તેમના સામાન્ય પૂર્વજમાં એક સંપૂર્ણ સંકુલ હાજર છે. કાર્ય ન્યુક્લિયોપોરિન્સ યુકેરીયોટ્સમાં સેલ ન્યુક્લિયસ અને કોષરસ વચ્ચે મેક્રોમોલેક્યુલ્સના પરિવહનમાં મધ્યસ્થી કરે છે. ન્યુક્લિયોપોરિન પરિવારના અમુક સભ્યો પરમાણુ છિદ્ર સંકુલનું માળખાકીય માળખું બનાવે છે. જો કે, ન્યુક્લિયોપોરિન મુખ્યત્વે કેરીઓફેરિન તરીકે ઓળખાતા પરિવહન અણુઓ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરીને કાર્ય કરે છે. આ કેરીઓફેરિન્સ ન્યુક્લિયોપોરિન્સ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે જેમાં એમિનો એસિડ ફેનાઇલાલેનાઇન (એફ) અને ગ્લાયસીન (જી) (એફજી પુનરાવર્તન) ની પુનરાવર્તિત શ્રેણી હોય છે. આમ કરવાથી, કેરીઓફેરિન્સ તેમના માલસામાનને પરમાણુ પરબિડીયું તરફ મોકલી શકે છે. ન્યુક્લિયોપોરિન માત્ર 40 કેડીએથી ઉપરના મોટા હાઇડ્રોફિલિક અણુઓના પરિવહન માટે જરૂરી છે, કારણ કે નાના અણુ નિષ્ક્રિય પ્રસરણ દ્વારા પરમાણુ છિદ્રોમાંથી પસાર થાય છે. ટ્રાન્સક્રિપ્શન પછી ન્યુક્લિયસથી કોષરસમાં એમ. આર. એન. એ. ના પરિવહનમાં ન્યુક્લિયોપોરિન્સ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. તેમના કાર્યને આધારે, અમુક ન્યુક્લિયોપોરિન પરમાણુ છિદ્રોના સંકુલની સાયટોસોલિક અથવા ન્યુક્લિયોપ્લાઝમિક બાજુ પર સ્થાનાંતરિત થાય છે. અન્ય ન્યુક્લિયોપોરિન બંને બાજુઓ પર મળી શકે છે. તાજેતરમાં એવું દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે એફ. જી. ન્યુક્લિયોપોરિન્સમાં તેમના ક્રમમાં એન્કોડેડ ચોક્કસ ઉત્ક્રાંતિ સંરક્ષિત લક્ષણો હોય છે જે તેઓ પરમાણુ છિદ્ર સંકુલ દ્વારા અણુઓના પરિવહનને કેવી રીતે નિયંત્રિત કરે છે તેની સમજ આપે છે. પરિવહન પદ્ધતિ ન્યુક્લિયોપોરિન્સ ટ્રાન્સપોર્ટર પરમાણુઓ કેરીઓફેરિન્સ સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા પરમાણુ પરબિડીયું દ્વારા મેક્રોમોલેક્યુલ્સના પરિવહનનું નિયમન કરે છે. કેરીઓફેરિન્સ તેમના કાર્ગો સાથે જોડાઈ જશે, અને ન્યુક્લિયોપોરિન્સમાં એફ. જી. પુનરાવર્તન સાથે ઉલટાવી શકાય તેવી રીતે સંપર્ક કરશે. કેરીઓફેરિન અને તેમનો માલ એફ. જી. પુનરાવર્તનો વચ્ચે પસાર થાય છે જ્યાં સુધી તેઓ તેમના સાંદ્રતા ઢાળને નીચે અને પરમાણુ છિદ્ર સંકુલમાંથી ફેલાતા નથી. કેરીઓફેરિન ઇમ્પોર્ટિન (પ્રોટીનને ન્યુક્લિયસમાં પરિવહન) અથવા એક્સપોર્ટિન (પ્રોટીનને ન્યુક્લિયસમાંથી બહાર પરિવહન) તરીકે કામ કરી શકે છે. કેરીઓફેરિન તેમના માલનું પ્રકાશન જી પ્રોટીન, રન દ્વારા ચલાવવામાં આવે છે. રન એટલું નાનું છે કે તે ન્યુક્લિયોપોરિન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કર્યા વિના તેના સાંદ્રતાના ઢાળમાં પરમાણુ છિદ્રો દ્વારા ફેલાઈ શકે છે. રન ક્યાં તો જી. ટી. પી. અથવા જી. ડી. પી. સાથે જોડાઈ જશે અને તેના કાર્ગો માટે કેરીઓફેરિનના આકર્ષણને બદલવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. ન્યુક્લિયસની અંદર, આર. એન. જી. ટી. પી. ઇમ્પોર્ટિન કેરીઓફેરિનને રચના બદલવાનું કારણ બને છે, જેનાથી તેનો માલ છોડવામાં આવે છે. આર. એન. જી. ટી. પી. કેરીઓફેરિનની નિકાસ સાથે પણ જોડાઈ શકે છે અને પરમાણુ છિદ્રમાંથી પસાર થઈ શકે છે. એકવાર તે સાયટોસોલ સુધી પહોંચી જાય પછી, આર. એ. એન. જી. ટી. પી. ને આર. એ. એન. જી. ડી. પી. માં હાઇડ્રોલાઇઝ કરી શકાય છે, જેનાથી નિકાસનો માલ છોડવામાં આવે છે. પેથોલોજી કેટલાક રોગોને ન્યુક્લિયોપોરિનની વિકૃતિઓ સાથે જોડવામાં આવ્યા છે, ખાસ કરીને ડાયાબિટીસ, પ્રાથમિક પિત્તરસ સિરોસિસ, પાર્કિન્સન રોગ અને અલ્ઝાઇમર રોગ. વિવિધ ન્યુક્લિયોપોરિન માટે સંકેતલિપી કરતા જનીનોની અતિશય અભિવ્યક્તિ પણ કેન્સરગ્રસ્ત ગાંઠોની રચના સાથે સંબંધિત હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે. ન્યુક્લિયોપોરિન ગ્લુકોઝની સાંદ્રતામાં થતા ફેરફારો માટે અત્યંત સંવેદનશીલ હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે. તેથી, ડાયાબિટીસથી અસરગ્રસ્ત વ્યક્તિઓ ઘણીવાર ન્યુક્લિયોપોરિનનું વધેલું ગ્લાયકોસિલેશન દર્શાવે છે, ખાસ કરીને ન્યુક્લિયોપોરિન 62. એન્ટિ-પી62 એન્ટિબોડીઝ જેવી સ્વયંપ્રતિરક્ષા સ્થિતિઓ, જે પી62 સંકુલને અટકાવે છે, તે પ્રાથમિક પિત્તરસ સિરોસિસ સાથે જોડાયેલી હોય છે જે યકૃતની પિત્ત નળીઓનો નાશ કરે છે. પી62 સંકુલના ઉત્પાદનમાં ઘટાડો ઘણા ન્યુરોડિજનરેટિવ રોગો માટે સામાન્ય છે. ઓક્સિડેશન દ્વારા પી62 પ્રમોટરમાં ફેરફાર અન્ય ન્યુરોડિજનરેટિવ વિકૃતિઓ વચ્ચે અલ્ઝાઇમર રોગ, હંટીંગ્ટન રોગ અને પાર્કિન્સન રોગ સાથે સંકળાયેલો છે. એનયુપી88 જનીનની વધેલી અભિવ્યક્તિ, જે ન્યુક્લિયોપોરિન 88 માટે સંકેત આપે છે, તે સામાન્ય રીતે પૂર્વ-કેન્સરયુક્ત ડિસપ્લેસિયા અને જીવલેણ નિયોપ્લાઝમમાં જોવા મળે છે. ન્યુક્લિયોપોરિન પ્રોટીન અલાડિન એ પરમાણુ છિદ્ર સંકુલનો એક ઘટક છે. અલાડિન જનીનમાં પરિવર્તન ટ્રિપલ-એ સિન્ડ્રોમ માટે જવાબદાર છે, જે ઓટોસોમલ અપ્રભાવી ન્યુરોએન્ડોક્રાઇનોલોજીકલ રોગ છે. મ્યુટન્ટ અલાડિન પરમાણુ પ્રોટીન આયાતની પસંદગીયુક્ત નિષ્ફળતા અને ઓક્સિડેટીવ તણાવ પ્રત્યે અતિસંવેદનશીલતાનું કારણ બને છે. ડીએનએ રિપેર પ્રોટીન એપ્રાટક્સિન અને ડીએનએ લિગેઝ I ની આયાતમાં પસંદગીયુક્ત ઘટાડો થાય છે, અને આ કોષના ડીએનએની ઓક્સિડેટીવ તણાવ પ્રેરિત નુકસાનની નબળાઈમાં વધારો કરી શકે છે જે કોષના મૃત્યુને ટ્રિગર કરે છે. ઉદાહરણો દરેક વ્યક્તિગત ન્યુક્લિયોપોરિનનું નામ તેના પરમાણુ વજન (કિલો ડાલ્ટનમાં) અનુસાર રાખવામાં આવ્યું છે. ન્યુક્લિયોપોરિન કુટુંબમાં પ્રોટીનના કેટલાક ઉદાહરણો નીચે મુજબ છેઃ એન. યુ. પી. 35, એન. યુ. પી. 37, એન. યુ. પી. 43, એન. યુ. પી. 50 એન. યુ. પી. 54, એન. યુ. પી. 62, એન. યુ. પી. 85, એન. યુ. પી. 88, એન. યુ. પી. 93, એન. યુ. પી. 98 એન. યુ. પી. 107, એન. યુ. પી. 133, એન. યુ. પી. 155, એન. યુ. પી. 160, એન. યુ. પી. 188 એન. યુ. પી. 205, એન. યુ. પી. 210, એન. યુ. પી. 214 સંદર્ભો ન્યુક્લિયોપોરિન (ઇન્ટરપ્રો સર્ચ) પ્રોટીન પરિવારો ન્યુક્લિયર પોર કોમ્પ્લેક્સ