DNA repair protein XRCC4
ડીએનએ રિપેર પ્રોટીન XRCC4, જેને એક્સ-રે રિપેર ક્રોસ-કોમ્પ્લીમેન્ટિંગ પ્રોટીન 4 અથવા XRCC4 તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે એક પ્રોટીન છે જે મનુષ્યમાં XRCC4 જનીન દ્વારા એન્કોડ કરવામાં આવે છે. મનુષ્યો ઉપરાંત, XRCC4 પ્રોટીન અન્ય ઘણા મેટાઝોઅન્સ, ફૂગ અને છોડમાં પણ વ્યક્ત થાય છે. એક્સ-રે રિપેર ક્રોસ-કોમ્પ્લીમેન્ટિંગ પ્રોટીન 4 એ ડીએનએ ડબલ સ્ટ્રાન્ડ બ્રેક્સ (ડીએસબી) ને સુધારવા માટે નોન-હોમોલોગસ એન્ડ જોઇનિંગ (એનએચઇજે) માર્ગમાં સામેલ કેટલાક મુખ્ય પ્રોટીનમાંથી એક છે. સફળ સમાપ્તિ હાંસલ કરવા માટે એન. એચ. ઇ. જે. ને બે મુખ્ય ઘટકોની જરૂર છે. પ્રથમ ઘટક એ ડીએનએ-આધારિત પ્રોટીન કિનેઝ (ડીએનએ-પીકેસી) ના ઉત્પ્રેરક પેટા એકમ દ્વારા આર્ટેમિસનું સહકારી બંધન અને ફોસ્ફોરાયલેશન છે. આર્ટેમિસ ક્ષતિગ્રસ્ત ડીએનએના છેડાઓને કાપીને તેને બંધન માટે તૈયાર કરે છે. બીજા ઘટકમાં XRCC4 દ્વારા Cernunnos-XLFની મદદથી DNAને DNA Ligase IV (LigIV) સાથે જોડવાનો સમાવેશ થાય છે. ડી. એન. એ.-પી. કે. સી. અને એક્સ. આર. સી. સી. 4 એ કેયુ70/કેયુ80 હેટેરોડાઇમર પર લંગર કરે છે, જે ડી. એન. એ. ના છેડા સાથે બંધાયેલા હોય છે. XRCC4 એ મુખ્ય પ્રોટીન છે જે LigIV ની ક્ષતિગ્રસ્ત DNA સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને સક્ષમ કરે છે અને તેથી છેડાઓનું બંધન કરે છે, XRCC4 જનીનમાં પરિવર્તન ઉંદરમાં ગર્ભ ઘાતકતા અને મનુષ્યમાં વિકાસલક્ષી અવરોધ અને રોગપ્રતિકારક શક્તિની ઉણપનું કારણ બને છે. વધુમાં, XRCC4 જનીનમાં અમુક પરિવર્તન કેન્સરના વધતા જોખમ સાથે સંકળાયેલા છે. ડબલ સ્ટ્રાન્ડ બ્રેક ડી. એસ. બી. મુખ્યત્વે પર્યાવરણમાં આયનીકરણ કિરણોત્સર્ગમાંથી પેદા થતા મુક્ત રેડિકલ અને સેલ્યુલર ચયાપચય દરમિયાન સતત મુક્ત થતા ઉપ-ઉત્પાદનોને કારણે થાય છે. ડી. એસ. બી. કે જેનું અસરકારક રીતે સમારકામ કરવામાં આવતું નથી તે મહત્વપૂર્ણ પ્રોટીન કોડિંગ જનીનો અને કોષના જીવન માટે જરૂરી જનીન અભિવ્યક્તિ માટે જરૂરી નિયમનકારી ક્રમમાં પરિણમી શકે છે. ડીએસબી કે જે અંતર ભરવા માટે ડીએનએ પ્રતિકૃતિ દ્વારા પેદા થયેલા નવા નકલ કરેલા બહેન રંગસૂત્ર પર આધાર રાખી શકતા નથી તે એનએચઇજે માર્ગમાં જશે. સમારકામની આ પદ્ધતિ આવશ્યક છે કારણ કે તે રંગસૂત્રના લાંબા ભાગોના નુકસાનને રોકવા માટેનો છેલ્લો ઉપાય છે. એન. એચ. ઇ. જે. નો ઉપયોગ વી (ડી) જે પુનઃસંયોજન દરમિયાન પેદા થયેલા ડી. એસ. બી. ને સુધારવા માટે પણ થાય છે જ્યારે જનીન પ્રદેશોને એન્ટિબોડીઝ અને ટી-સેલ રીસેપ્ટર્સની અનન્ય એન્ટિજેન બંધનકર્તા સાઇટ્સ બનાવવા માટે ફરીથી ગોઠવવામાં આવે છે. ડીએનએ નુકસાનના સ્ત્રોતો ડીએનએ નુકસાન ખૂબ જ વારંવાર થાય છે અને વિવિધ બાહ્ય અને અંતજનિત જીનોટોક્સિક સ્રોતોના સંપર્કમાં આવવાથી ઉત્પન્ન થાય છે. આમાંના એકમાં આયનીકરણ કિરણોત્સર્ગનો સમાવેશ થાય છે, જેમ કે γ કિરણોત્સર્ગ અને એક્સ-રે, જે ડીએનએ બેકબોનમાં ડિઓક્સિરાઇબોઝ જૂથોને આયનીકરણ કરે છે અને ડીએસબીને પ્રેરિત કરી શકે છે. પ્રતિક્રિયાશીલ ઓક્સિજન પ્રજાતિઓ, આરઓએસ, જેમ કે સુપરઓક્સાઇડ (ઓ 2-), હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ (એચ 2 ઓ 2), હાઇડ્રોક્સિલ રેડિકલ (એચ ઓ 1), અને સિંગલેટ ઓક્સિજન (1 ઓ 2) પણ આયનીકરણ કિરણોત્સર્ગ તેમજ સેલ્યુલર ચયાપચય પ્રક્રિયાઓના પરિણામે ડીએસબી ઉત્પન્ન કરી શકે છે જે કુદરતી રીતે થાય છે. ડીએનએ નુકસાનના પરિણામે રજૂ કરવામાં આવેલા નિક પર ડીએનએની પ્રતિકૃતિ બનાવવાનો પ્રયાસ કરતી વખતે ડીએનએ પોલિમરેઝની ક્રિયાને કારણે પણ ડીએસબી થઈ શકે છે. ડી. એસ. બી. ના પરિણામો ડીએનએ નુકસાનના ઘણા પ્રકારો છે, પરંતુ ડી. એસ. બી., ખાસ કરીને, સૌથી વધુ હાનિકારક છે કારણ કે બંને સેર બાકીના રંગસૂત્રોથી સંપૂર્ણપણે અલગ પડે છે. જો કાર્યક્ષમ રિપેર મિકેનિઝમ અસ્તિત્વમાં ન હોય, તો ડીએનએના છેડા આખરે અધોગતિ પામી શકે છે, જે ક્રમની કાયમી ખોટ તરફ દોરી જાય છે. ડીએનએમાં ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ગેપ પણ પ્રતિકૃતિને આગળ વધતા અટકાવશે, પરિણામે તે ચોક્કસ રંગસૂત્રની અપૂર્ણ નકલ થશે, જે એપોપ્ટોસિસ માટે કોષને લક્ષ્ય બનાવશે. તમામ ડીએનએ નુકસાનની જેમ, ડીએસબી નવા પરિવર્તન લાવી શકે છે જે આખરે કેન્સર તરફ દોરી શકે છે. ડી. એસ. બી. ના સમારકામની પદ્ધતિઓ ડી. એસ. બી. ના સમારકામ માટે બે પદ્ધતિઓ છે, જે માઇટોસિસ દરમિયાન ક્યારે નુકસાન થાય છે તેના આધારે છે. જો ડી. એસ. બી. કોષ ચક્રના એસ તબક્કાને આગળ વધારતા ડી. એન. એ. પ્રતિકૃતિ પૂર્ણ થયા પછી થાય છે, તો ડી. એસ. બી. સમારકામ માર્ગ વિરામને સુધારવા માટે નવા સંશ્લેષિત ડોટર સ્ટ્રાન્ડ સાથે જોડી બનાવીને સમરૂપ પુનઃસંયોજનનો ઉપયોગ કરશે. જો કે, જો બહેન રંગસૂત્રના સંશ્લેષણ પહેલાં ડી. એસ. બી. ઉત્પન્ન થાય છે, તો પછી જરૂરી ટેમ્પલેટ ક્રમ ગેરહાજર રહેશે. આ સંજોગોમાં, NHEJ માર્ગ વિરામને સુધારવા માટે ઉકેલ પૂરો પાડે છે અને તે મનુષ્યો અને બહુકોશિકીય યુકેરીયોટ્સમાં DSB ને સુધારવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતી મુખ્ય પ્રણાલી છે. એન. એચ. ઇ. જે. દરમિયાન, પૂરક ડીએનએના ખૂબ ટૂંકા ભાગો, એક સમયે 1 બી. પી. અથવા વધુ, એકસાથે સંકરણ કરવામાં આવે છે, અને ઓવરહેંગ્સ દૂર કરવામાં આવે છે. પરિણામે, જીનોમનું આ ચોક્કસ ક્ષેત્ર કાયમી ધોરણે ખોવાઈ જાય છે અને કાઢી નાખવાથી કેન્સર અને અકાળે વૃદ્ધત્વ થઈ શકે છે. ગુણધર્મો જનીન અને પ્રોટીન માનવ XRCC4 જનીન રંગસૂત્ર 5 પર સ્થિત છે, ખાસ કરીને 5q14.2 પર. આ જનીનમાં આઠ એક્સોન અને ત્રણ એમઆરએનએ ટ્રાન્સક્રિપ્ટ પ્રકારો છે, જે બે અલગ અલગ પ્રોટીન આઇસોફોર્મ્સને એન્કોડ કરે છે. ટ્રાન્સક્રિપ્ટ વેરિઅન્ટ 1, એમ. આર. એન. એ., રેફસેક <આઇ. ડી. 1>, 1688 બી. પી. લાંબો છે અને ત્રણ વેરિઅન્ટમાંથી સૌથી ટૂંકો છે. તે પ્રકાર 2 ની સરખામણીમાં 3 'કોડિંગ ક્ષેત્રમાં ટૂંકો ક્રમ ખૂટે છે. આઇસોફોર્મ 1 માં 334 એમિનો એસિડ હોય છે. ટ્રાન્સક્રિપ્ટ વેરિઅન્ટ 2, mRNA, રેફસેક NM _ 022406,1694 bp લાંબો છે અને સૌથી લાંબો આઇસોફોર્મ 2 એન્કોડ કરે છે, જેમાં 336 એમિનો એસિડ હોય છે. ટ્રાન્સક્રિપ્ટ વેરિઅન્ટ 3, રેફસેક NM_022550.2,1735 bp છે અને તે સૌથી લાંબો છે, પરંતુ તે વેરિઅન્ટ 1 જેવા જ આઇસોફોર્મ 1 માટે પણ એન્કોડ કરે છે. તેમાં એમ. આર. એન. એ. લખાણના 5 'યુ. ટી. આર. માં એક વધારાનો ક્રમ હોય છે અને તેમાં પ્રકાર 2ની સરખામણીમાં 3' કોડિંગ ક્ષેત્રમાં ટૂંકા ક્રમનો અભાવ હોય છે. સ્ટ્રક્ચર XRCC4 પ્રોટીન એક ટેટ્રામર છે જે ડમ્બબેલના આકાર જેવું લાગે છે જેમાં બે ગોળાકાર છેડા હોય છે જે લાંબા, પાતળા દાંડાથી અલગ હોય છે. ટેટ્રામર બે ડાયમરથી બનેલું છે, અને દરેક ડાયમર બે સમાન પેટા એકમોથી બનેલું છે. પ્રથમ પેટા એકમ (એલ) એમિનો એસિડ અવશેષો 1-203 ધરાવે છે અને બીજા પેટા એકમ (એસ) કરતાં લાંબી દાંડી ધરાવે છે જેમાં અવશેષો 1-178 હોય છે. દરેક પેટા એકમના ગોળાકાર એન-ટર્મિનલ ડોમેન્સ સમાન છે. તેઓ બે, સમાંતર બીટા શીટ્સથી બનેલા હોય છે જે બીટા સેન્ડવિચ જેવી રચના (એટલે કે, "સપાટ" બીટા બેરલ) માં એકબીજાની સામે હોય છે અને એક બાજુ બે આલ્ફા હેલિસીસ દ્વારા અલગ પડે છે. એન-ટર્મિનસ એક બીટા શીટથી શરૂ થાય છે જે સ્ટ્રેન્ડ્સ 1,2,3 અને 4 થી બનેલી હોય છે, ત્યારબાદ બે આલ્ફા હેલિસીસ, αA અને αB ની હેલિક્સ-ટર્ન-હેલિક્સ રચના હોય છે, જે સ્ટ્રેન્ડ્સ 5,6,7 માં ચાલુ રહે છે અને સી-ટર્મિનસ પર એક આલ્ફા-હેલિકલ દાંડી સાથે સમાપ્ત થાય છે. αA અને αB એક બીજાને લંબરૂપ હોય છે, અને કારણ કે αBનો એક છેડો બે બીટા શીટ્સ વચ્ચે આંશિક રીતે દાખલ કરવામાં આવે છે, તે તેમને એકબીજાથી દૂર ભડકાવવાનું કારણ બને છે. બીટા સેન્ડવિચ માળખું 4 અને 7 વચ્ચેના ત્રણ હાઇડ્રોજન બંધ દ્વારા અને 1 અને 5 વચ્ચેના એક હાઇડ્રોજન બંધ દ્વારા એકસાથે રાખવામાં આવે છે. ઉપ એકમો L અને S વચ્ચેની બે હેલિકલ દાંડીઓ એક ડાબા હાથના ક્રોસઓવર સાથે ટોચ પર કોઇલ-કોઇલમાં જોડાયેલી હોય છે, જે ગોળાકાર ડોમેન્સની નજીક હોય છે, જે પામ વૃક્ષની ગોઠવણી બનાવે છે. આ પ્રદેશ સેકન્ડ ડાયમરના બે આલ્ફા હેલિસીસ સાથે વિરુદ્ધ દિશામાં ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે અને ચાર-હેલિક્સ બંડલ અને ડમ્બબેલ આકારના ટેટ્રામર બનાવે છે. એન. એચ. ઇ. જે. દરમિયાન ડી. એસ. બી. ને સુધારવા અથવા વી (ડી) જે પુનઃસંયોજન પૂર્ણ કરવા માટે એક્સ. આર. સી. સી. 4 ને કોષરસમાંથી ન્યુક્લિયસમાં અલગ કરવા માટે, નાના યુબીક્વિટિન-સંબંધિત સંશોધક (એસ. યુ. એમ. ઓ.) અથવા સુમોલેશન સાથે લાઇસિન 210 પર અનુવાદ પછીના ફેરફાર જરૂરી છે. વિવિધ પ્રકારના ડીએનએ રિપેર પ્રોટીનનો એસ. યુ. એમ. ઓ. ફેરફાર ટોપોઆઇસોમેરેસ, બેઝ એક્ઝિશન ગ્લાયકોસિલેસ ટી. ડી. જી., કેયુ <આઇ. ડી. 1> અને બી. એલ. એમ. હેલિકેસમાં મળી શકે છે. એક સામાન્ય સંરક્ષિત રચના સામાન્ય રીતે એસ. યુ. એમ. ઓ. ના ફેરફારનું લક્ષ્ય હોવાનું જોવા મળે છે, ેડ. કે. એક્સ. ઇ. (જ્યાં ેડ. સી. એક વિશાળ, હાઇડ્રોફોબિક એમિનો એસિડ છે). XRCC4 પ્રોટીનના કિસ્સામાં, લાઇસિન 210ની આસપાસનો સર્વસંમતિ ક્રમ IKQE છે. ચાઇનીઝ હેમસ્ટર અંડાશયના કોષો, સી. એચ. ઓ., જે કે210 પર એક્સ. આર. સી. સી. 4ના પરિવર્તિત સ્વરૂપને વ્યક્ત કરે છે, તેને એસ. યુ. એમ. ઓ. સાથે સુધારી શકાતા નથી, ન્યુક્લિયસમાં ભરતી કરવામાં નિષ્ફળ જાય છે અને તેના બદલે કોષરસમાં એકઠા થાય છે. વધુમાં, આ કોષો કિરણોત્સર્ગ પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોય છે અને સફળતાપૂર્વક V (D) J પુનઃસંયોજન પૂર્ણ કરતા નથી. ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ ડી. એસ. બી. ની ઉત્પત્તિ પર, કેયુ પ્રોટીન કોષરસમાંથી પસાર થશે જ્યાં સુધી તેઓ વિરામની જગ્યા શોધી ન લે અને તેની સાથે જોડાય નહીં. કેયુ એક્સઆરસીસી4 અને સેર-એક્સએલએફની ભરતી કરે છે અને આ બંને પ્રોટીન ચોક્કસ અવશેષો દ્વારા એકબીજા સાથે સહકારથી ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે અને ન્યુક્લિયોપ્રોટીન છિદ્ર સંકુલ બનાવે છે જે ડીએનએની આસપાસ લપેટી લે છે. સેર-એક્સએલએફ એ એક હોમોડિમર છે જે તેના એન-ટર્મિનલ અને સી-ટર્મિનલ ડોમેન્સની રચના અને કદમાં એક્સઆરસીસી 4 જેવું જ છે. સેર-એક્સએલએફમાં આર્જિનિન 64, લ્યુસિન 65 અને લ્યુસિન 115 અવશેષો તેમના એન-ટર્મિનલ ડોમેન્સમાં એક્સઆરસીસી 4 માં લાઇસિન 65 અને 99 સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. એકસાથે તેઓ એક ફિલામેન્ટ બંડલ બનાવે છે જે વૈકલ્પિક પેટર્નમાં ડીએનએની આસપાસ લપેટી લે છે. ડીએનએ-પીકેસી દ્વારા એક્સઆરસીસી4ના સી-ટર્મિનલ આલ્ફા હેલિકલ ડોમેન્સનું હાયપર-ફોસ્ફોરાયલેશન આ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને સરળ બનાવે છે. XRCC4 ડાયમર NHEJ માં શરૂઆતમાં ડીએનએ બ્રિજિંગ માટે ટેટ્રામર બનાવવા માટે નજીકના ડીએનએ સ્ટ્રાન્ડ પર સેકન્ડ ડાયમર સાથે જોડાય છે. બંધન પહેલાં, લિગ IV વિરામના સ્થળે XRCC4 ના C-ટર્મિનલ દાંડી સાથે જોડાય છે અને બીજા XRCC4 ડાયમરને વિસ્થાપિત કરે છે. લિગ IV નું BRCT2 ડોમેન બહુવિધ અવશેષો દ્વારા આ ડોમેન પર XRCC4 સાથે હાઇડ્રોજન બોન્ડ કરે છે અને બે આલ્ફા હેલિકલ પૂંછડીઓમાં કિન્ક રજૂ કરે છે. બી. આર. સી. ટી.-લિંકર સાથે જોડાયેલ હેલિક્સ-લૂપ-હેલિક્સ ક્લેમ્પ પણ વ્યાપક સંપર્કો બનાવે છે. મિકેનિઝમ એન. એચ. ઇ. જે. એન. એચ. ઇ. જે. ની પ્રક્રિયામાં એક્સ. આર. સી. સી. 4 અને ડી. એસ. બી. ને સુધારવા માટે કોન્સર્ટમાં કામ કરતા સંખ્યાબંધ ચુસ્ત રીતે જોડાયેલા પ્રોટીનનો સમાવેશ થાય છે. આ પ્રણાલીની શરૂઆત ડી. એસ. બી. ના દરેક છેડે કેયુ <આઇ. ડી. 1> નામના એક હેટેરોડાઇમેરિક પ્રોટીનના બંધનથી થાય છે જેથી તેમને બંધનની તૈયારીમાં એકબીજાની નજીક રાખી શકાય અને તેમના અધઃપતનને અટકાવી શકાય. કુ 70/80 પછી દરેક ડીએનએ-પીકેસીના એક છેડે આર્ટેમિસ પ્રોટીનના બંધનને સક્ષમ કરવા માટે ડીએનએના છેડા પર એક ડીએનએ-આધારિત પ્રોટીન કિનેઝ ઉત્પ્રેરક પેટા એકમ (ડીએનએ-પીકેસી) ને અલગ કરે છે. ડી. એસ. બી. ની નિકટતાને સ્થિર કરવા માટે ડી. એન. એ.-પી. કે. સી. નો એક છેડો જોડાય છે અને ડી. એન. એ. પૂરકતાના ખૂબ ટૂંકા પ્રદેશોને સંકરણની મંજૂરી આપે છે. ડી. એન. એ.-પી. કે. સી. પછી આર્ટેમિસને તેની એક્સોન્યુક્લીઝ પ્રવૃત્તિને સક્રિય કરવા માટે સેરીન/થ્રેઓનિન પર ફોસ્ફોરાયલેટ કરે છે અને 5 'થી 3' દિશામાં સંકરિત ન હોય તેવી સિંગલ સ્ટ્રાન્ડ પૂંછડીઓ પર ન્યુક્લિયોટાઇડ્સને વિભાજીત કરે છે. બે XRCC4 પ્રોટીનને કુ 70/80 (5) ની ઓળખ અને સ્થાનિકીકરણ માટે અનુવાદ પછી સુધારવામાં આવે છે. બે XRCC4 પ્રોટીન એક સાથે ડાઇમરાઇઝ થાય છે અને બંધનને પ્રોત્સાહન આપવા માટે DNA સ્ટ્રાન્ડના છેડા પર Ku 70/80 સાથે જોડાય છે. XRCC4 પછી DNA લિગેઝ IV, LigIV સાથે એક મજબૂત સંકુલ બનાવે છે, જે Cernunnos XRCC4 જેવા પરિબળ, Ser-XLF દ્વારા વધારવામાં આવે છે. એલ. આઇ. જી. આઇ. વી. સાથે સીધી ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કર્યા વિના સેર-એક્સ. એલ. એફ. માત્ર એક્સ. આર. સી. સી. 4 સાથે જોડાય છે. LigIV પછી સહસંયોજક ફોસ્ફોડીસ્ટર બંધને ઉત્પ્રેરિત કરીને ડીએનએમાં જોડાય છે. વી (ડી) જે પુનઃસંયોજન વી (ડી) જે પુનઃસંયોજન એ રોગપ્રતિકારક કોષો, બી કોષો અને ટી કોષોના અનન્ય પ્રોટીન ક્ષેત્રોનું ઉત્પાદન કરવા માટે જંતુ-રેખા ડીએનએમાં બહુવિધ, અલગ જનીન વિભાગોની પુનઃસંયોજન છે, જે ખાસ કરીને વાયરસ, બેક્ટેરિયા અને પેથોજેનિક યુકેરીયોટ્સ જેવા વિદેશી એન્ટિજેન્સને ઓળખશે. બી કોષો એન્ટિબોડીઝ ઉત્પન્ન કરે છે જે લોહીના પ્રવાહમાં સ્ત્રાવ થાય છે અને ટી કોષો રીસેપ્ટર્સ ઉત્પન્ન કરે છે જે એકવાર અનુવાદિત થયા પછી કોષના બાહ્ય લિપિડ બાયલેયરમાં પરિવહન થાય છે. એન્ટિબોડીઝ બે હળવી અને બે ભારે સાંકળોથી બનેલી હોય છે. એન્ટિજેન બંધનકર્તા સાઇટમાં બે ચલ પ્રદેશો, વીએલ અને વીએચનો સમાવેશ થાય છે. એન્ટિબોડી માળખાનો બાકીનો ભાગ સ્થિર પ્રદેશો, સી. એલ., સી. એચ., સી. એચ. 2 અને સી. એચ. 3 થી બનેલો છે. માઉસમાં કપ્પા લોકસ એન્ટિબોડી લાઇટ ચેઇનને એન્કોડ કરે છે અને ચલ પ્રદેશ માટે આશરે 300 જનીન સેગમેન્ટ્સ ધરાવે છે, વી, ટૂંકા પ્રોટીન પ્રદેશને એન્કોડ કરતાં ચાર જે સેગમેન્ટ્સ અને એક અચળાંક, સી, સેગમેન્ટ. એક અનન્ય પ્રકારના વી. એલ. સાથે પ્રકાશ સાંકળ બનાવવા માટે, જ્યારે બી કોષો અલગ પડે છે, ત્યારે વી અને જે વિભાગોના અનન્ય સંયોજનને સમાવવા માટે ડીએનએને ફરીથી ગોઠવવામાં આવે છે. આરએનએ સ્પ્લિસિંગ સી સેગમેન્ટ સાથે પુનઃસંયોજિત પ્રદેશને જોડે છે. ભારે સાંકળ જનીનમાં અસંખ્ય વિવિધતા વિભાગો, ડી, અને બહુવિધ સ્થિર વિભાગો, સી. એમ. યુ., સી. ડી. એ., સી. જી. એ., સી. ઈ., સી. એ. એ. પણ હોય છે. પુનઃસંયોજન જનીનના ચોક્કસ પ્રદેશમાં થાય છે જે પુનઃસંયોજન સંકેત અનુક્રમ તરીકે ઓળખાતા બે સંરક્ષિત અનુક્રમ પ્રણાલીઓ વચ્ચે સ્થિત હોય છે. દરેક મોટિફ 7 બી. પી. અને 9 બી. પી. ક્રમ દ્વારા ફરતી હોય છે જે 12 બી. પી. સ્પેસર દ્વારા અલગ પડે છે, જેને વર્ગ 1 તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, અથવા 23 બી. પી. સ્પેસર, જેને વર્ગ 2 તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. આર. એ. જી. 1 અને આર. એ. જી. 2 પેટા એકમોથી બનેલો પુનઃસંયોજન હંમેશા આ બે સ્થળો વચ્ચે વિભાજીત થાય છે. ક્લેવેજના પરિણામે અનુક્રમે V અને J સેગમેન્ટ્સ માટે બે હેરપિન માળખાં બને છે, અને બિન-કોડિંગ પ્રદેશ હવે DSB દ્વારા V અને J સેગમેન્ટ્સથી અલગ પડે છે. હેરપિન કોડિંગ ક્ષેત્ર એન. એચ. ઇ. જે. ની પ્રક્રિયામાંથી પસાર થાય છે જ્યાં બંધ અંતને કાપીને સમારકામ કરવામાં આવે છે. બિન-કોડિંગ વિસ્તાર ગોળાકાર અને અધોગતિ પામે છે. આમ, NHEJ એ V (D) J પુનઃસંયોજનમાં તેની ભૂમિકા દ્વારા રોગપ્રતિકારક તંત્રના વિકાસમાં પણ મહત્વપૂર્ણ છે. પેથોલોજી તાજેતરના અભ્યાસોએ XRCC4 અને વિવિધ પેથોલોજી માટે સંભવિત સંવેદનશીલતા વચ્ચેનો સંબંધ દર્શાવ્યો છે. સૌથી વધુ જોવા મળતું જોડાણ XRCC4 પરિવર્તન અને મૂત્રાશયના કેન્સર, સ્તન કેન્સર અને લિમ્ફોમા જેવા કેન્સરની સંવેદનશીલતા વચ્ચે છે. અભ્યાસોએ XRCC4 પરિવર્તન અને એન્ડોમેટ્રિઓસિસ વચ્ચેના સંભવિત જોડાણ તરફ પણ ધ્યાન દોર્યું છે. આ સંબંધમાં સ્વયંપ્રતિરક્ષાનો પણ અભ્યાસ કરવામાં આવી રહ્યો છે. XRCC4 પરિવર્તન અને અમુક પેથોલોજી વચ્ચેનું જોડાણ નિદાનાત્મક બાયોમાર્કર્સ અને આખરે, નવા ઉપચારશાસ્ત્રના સંભવિત વિકાસ માટે આધાર પૂરો પાડી શકે છે. કેન્સરની સંવેદનશીલતા XRCC4 પોલીમોર્ફિઝમ્સને મૂત્રાશયના કેન્સર, સ્તન કેન્સર, પ્રોસ્ટેટ કેન્સર, હેપેટોસેલ્યુલર કાર્સિનોમા, લિમ્ફોમા અને મલ્ટિપલ માયલોમા જેવા કેન્સરની સંવેદનશીલતાના જોખમ સાથે જોડવામાં આવી છે. મૂત્રાશયના કેન્સરના સંદર્ભમાં, ઉદાહરણ તરીકે, XRCC4 અને કેન્સરની સંવેદનશીલતાના જોખમ વચ્ચેની કડી XRCC4 અને XRCC3 બંનેના જનીન પ્રકારોના હોસ્પિટલ-આધારિત કેસ-કંટ્રોલ હિસ્ટોલોજિકલ અભ્યાસો અને મૂત્રમાર્ગ મૂત્રાશયના કેન્સરના જોખમ સાથે તેમના સંભવિત જોડાણ પર આધારિત હતી. યુરોથેલિયલ મૂત્રાશયના કેન્સરના જોખમ સાથેનો સંબંધ XRCC4 માટે દર્શાવવામાં આવ્યો હતો, પરંતુ XRCC3 માટે નહીં સ્તન કેન્સરના સંદર્ભમાં, "સ્તન કેન્સરના વધતા જોખમ" સાથેનો સંબંધ પાંચ કેસ-નિયંત્રણ અભ્યાસોના મેટા-વિશ્લેષણના સંબંધમાં હાથ ધરવામાં આવેલા XRCC4 જનીનના કાર્યાત્મક બહુરૂપતાની તપાસ પર આધારિત હતો. ઓછામાં ઓછો એક હોસ્પિટલ-આધારિત કેસ-નિયંત્રણ હિસ્ટોલોજિકલ અભ્યાસ પણ છે જે સૂચવે છે કે XRCC4 માં પોલીમોર્ફિઝમ્સ પ્રોસ્ટેટ કેન્સરની સંવેદનશીલતા પર "પ્રભાવ" ધરાવે છે. પી53ની ઉણપ ધરાવતા પેરિફેરલ માઉસ બી કોષોમાં એક્સઆરસીસી4 એનએચઇજે જનીનને શરતી (સીડી21-ક્રી-મધ્યસ્થી) રીતે કાઢી નાખવાથી સપાટીના આઇજી-નેગેટિવ બી-સેલ લિમ્ફોમામાં પરિણમે છે, અને આ લિમ્ફોમામાં ઘણીવાર આઇજીએચને માઇકમાં ફ્યુઝ કરતા "પારસ્પરિક રંગસૂત્ર સ્થાનાંતરણ" હોય છે (અને આઇજીકે અથવા આઇજીએલને સંડોવતા "મોટા રંગસૂત્રો કાઢી નાખવા અથવા ટ્રાન્સલોકેશન" પણ હોય છે, જેમાં આઇજીએલને ઓન્કોજીન્સ અથવા આઇજીએચમાં "ફ્યુઝ" કરવામાં આવે છે). XRCC4-અને p53-ઉણપ પ્રો-બી લિમ્ફોમા "જનીન વિસ્તરણ દ્વારા સી-માઇકને નિયમિતપણે સક્રિય કરે છે"; અને વધુમાં, XRCC4-અને p53-ઉણપ પેરિફેરલ બી-સેલ લિમ્ફોમા નિયમિત રીતે સી-માઇકની એક નકલને "એક્ટોપિકલી સક્રિય કરે છે". ખરેખર, કેટલાક લોકોના નિરીક્ષણને ધ્યાનમાં રાખીને કે "ડીએનએ રિપેર ઉત્સેચકો કાર્સિનોજેન્સ અને કેન્સર વિરોધી દવાઓ દ્વારા પ્રેરિત ડીએનએ નુકસાન માટે સુધારાત્મક છે", તે આશ્ચર્યજનક ન હોવું જોઈએ કે કેન્સરની સંભાવનામાં "ડીએનએ રિપેર જનીનોમાં એસએનપી મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવી શકે છે". ઉપર ઓળખવામાં આવેલા કેન્સર ઉપરાંત, XRCC4 પોલીમોર્ફિઝમ્સને મૌખિક કેન્સર, ફેફસાના કેન્સર, ગેસ્ટ્રિક કેન્સર અને ગ્લિઓમા જેવા વિવિધ વધારાના કેન્સર સાથે સંભવિત જોડાણ હોવાનું ઓળખવામાં આવ્યું છે. એન. એચ. ઇ. જે. દ્વારા ડીએનએ ડબલ-સ્ટ્રાન્ડ વિરામને સુધારવાની ક્ષમતામાં ઘટાડો એ વૃદ્ધત્વની પ્રક્રિયામાં નોંધપાત્ર પરિબળ હોઈ શકે છે. લી અને અન્ય. એવું જાણવા મળ્યું છે કે, મનુષ્યોમાં, NHEJ સમારકામની કાર્યક્ષમતા 16 થી 75 વર્ષની વય સુધી ઘટી જાય છે. તેમના અભ્યાસમાં સૂચવવામાં આવ્યું છે કે XRCC4 અને અન્ય NHEJ પ્રોટીનની અભિવ્યક્તિમાં ઘટાડો NHEJ કાર્યક્ષમતા અને વફાદારીમાં વય-સંબંધિત ઘટાડાને દોરી જાય છે. તેઓએ સૂચવ્યું હતું કે XRCC4 ની અભિવ્યક્તિમાં વય સંબંધિત ઘટાડો સેલ્યુલર સેનેસન્સમાં ફાળો આપી શકે છે. સ્વયંપ્રતિરક્ષા એ તારણોના આધારે કે (1) એન. એચ. ઇ. જે. માર્ગમાં કેટલાક પોલિપેપ્ટાઇડ્સ "સ્વયંપ્રતિરક્ષકોના સંભવિત લક્ષ્યો" છે અને (2) "એક્સ. આર. સી. સી. 4 માં સ્વયંપ્રતિરક્ષા એપિટોપમાંથી એક એવા ક્રમ સાથે મેળ ખાય છે જે કિરણોત્સર્ગ-પ્રેરિત નિયમનકારી ઘટનાઓ માટે જોડાણ છે", એવું સૂચવવામાં આવ્યું છે કે ડીએનએ ડબલ-સ્ટ્રાન્ડ બ્રેક-ઇન્ટ્રોડ્યુસિંગ એજન્ટોના સંપર્કમાં આવવું "સ્વયંપ્રતિરક્ષા પ્રતિક્રિયાઓમાં મધ્યસ્થી કરનારા પરિબળોમાંથી એક હોઈ શકે છે. એન્ડોમેટ્રિઓસિસની સંવેદનશીલતા એવી અટકળો કરવામાં આવી રહી છે કે "XRCC4 કોડન 247 * A અને XRCC4 પ્રમોટર-1394 * T સંબંધિત જીનોટાઇપ્સ અને એલીલ્સ. ઉચ્ચ એન્ડોમેટ્રિઓસિસની સંવેદનશીલતા અને પેથોજેનેસિસ સાથે સંકળાયેલા હોઈ શકે છે". કેન્સર બાયોમાર્કર તરીકે સંભવિત ઉપયોગ કેન્સરની સંવેદનશીલતાના જોખમ સાથે XRCC4 બહુરૂપતાના સંભવિત જોડાણોને ધ્યાનમાં રાખીને (ઉપરની ચર્ચા જુઓ), XRCC4 નો ઉપયોગ કેન્સર સ્ક્રિનિંગ માટે બાયોમાર્કર તરીકે થઈ શકે છે, ખાસ કરીને પ્રોસ્ટેટ કેન્સર, સ્તન કેન્સર અને મૂત્રાશયના કેન્સરના સંદર્ભમાં. હકીકતમાં, એક્સ. આર. સી. સી. 4 બહુરૂપતાઓને ખાસ કરીને મૂત્રનલિકા મૂત્રાશયના કેન્સરના કિસ્સામાં "પ્રાથમિક નિવારણ અને કેન્સર વિરોધી હસ્તક્ષેપ" માટે નવીન ઉપયોગી માર્કર્સ બનવાની સંભાવના તરીકે ઓળખવામાં આવી હતી. ગાંઠના કોષોનું રેડિયોસેન્સિટાઇઝેશન ડીએનએ ડબલ-સ્ટ્રાન્ડ બ્રેક રિપેરમાં XRCC4ની ભૂમિકાને ધ્યાનમાં રાખીને, ક્ષતિગ્રસ્ત XRCC4 કાર્ય અને ગાંઠના કોષોના રેડિયોસેન્સિટાઇઝેશન વચ્ચેના સંબંધની તપાસ કરવામાં આવી છે. દાખલા તરીકે, એવું નોંધવામાં આવ્યું છે કે "ડીએનએ રિપેર જનીન સંદેશાઓમાં નોનકોડિંગ અને કોડિંગ સિક્વન્સનું આરએનએઆઈ-મધ્યસ્થ લક્ષ્ય માનવ ગાંઠના કોષોને અસરકારક રીતે રેડિયોસેન્સિટાઇઝ કરે છે". ઉપચારશાસ્ત્રમાં સંભવિત ભૂમિકા નવતર ઉપચારશાસ્ત્રના વિકાસમાં XRCC4ની સંભવિત ભૂમિકા અંગે સાહિત્યમાં ચર્ચા થઈ છે. ઉદાહરણ તરીકે, વુ એટ અલ. તેમણે સૂચવ્યું છે કે XRCC4 જનીન "NHEJમાં મહત્વપૂર્ણ છે" અને "કેન્સરની સંવેદનશીલતા સાથે હકારાત્મક રીતે સંકળાયેલું છે", G-1394T (rs6869366) જેવા કેટલાક XRCC4 SNP "વિવિધ કેન્સર (અત્યાર સુધી સ્તન, જઠરાંત્રિય અને પ્રોસ્ટેટ કેન્સર માટે) શોધવા અને આગાહી કરવા માટે સામાન્ય SNP તરીકે કામ કરી શકે છે"; અને, જોકે વધુ તપાસની જરૂર છે, "તેઓ વ્યક્તિગત કેન્સર વિરોધી દવાઓ માટે ઉમેદવાર લક્ષ્યો તરીકે કામ કરી શકે છે". આ આધારે એન્ડોમેટ્રિઓસિસ શોધવાની સંભાવનાનો પણ ઉલ્લેખ કરવામાં આવ્યો છે, અને આ સંભવતઃ સારવારના અંતિમ વિકાસ તરફ દોરી શકે છે. કેન્સર વિરોધી સારવાર માટેની વધુ શક્યતાઓનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે, વુ એટ અલ. "ડીએનએ-નુકસાનકારક એજન્ટો અને કિરણોત્સર્ગની સહ-સારવાર" ના મહત્વ પર પણ ટિપ્પણી કરી. ખાસ કરીને, વૂ એટ અલ. નોંધ્યું હતું કે "ડીએનએ નુકસાન અને ડીએનએ રિપેર મિકેનિઝમ્સની ક્ષમતા વચ્ચેનું સંતુલન અંતિમ રોગનિવારક પરિણામ નક્કી કરે છે" અને "ડીએનએ રિપેર મિકેનિઝમ્સને પૂર્ણ કરવા માટે કેન્સરના કોષોની ક્ષમતા રોગનિવારક પ્રતિકાર માટે મહત્વપૂર્ણ છે અને રોગનિવારક અસરકારકતા પર નકારાત્મક અસર કરે છે", અને આમ સિદ્ધાંત આપ્યો કે "[પી] કેટલાક નાના-અણુ સંયોજનો સાથે ડીએનએ રિપેરના તાજેતરમાં શોધાયેલ લક્ષ્યાંકોનું હાનિકારક અવરોધ. કેન્સર વિરોધી એજન્ટોની સાયટોટોક્સિસિટી વધારવાની ક્ષમતા ધરાવે છે". મનુષ્યોમાં, XRCC4 જનીનમાં પરિવર્તન માઇક્રોસેફાલિક આદિકાળના દ્વાર્ફિઝમનું કારણ બને છે, જે ચિહ્નિત માઇક્રોસેફલી, ચહેરાના ડિસ્મોર્ફિઝમ, વિકાસલક્ષી વિલંબ અને ટૂંકા કદ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ ફીનોટાઇપ છે. ઇમ્યુનોગ્લોબ્યુલિન જંક્શનલ વિવિધતા નબળી હોવા છતાં, આ વ્યક્તિઓ ઓળખી શકાય તેવા ઇમ્યુનોલોજીકલ ફીનોટાઇપ દર્શાવતા નથી. એલ. આઈ. જી. 4 પરિવર્તન ધરાવતી વ્યક્તિઓથી વિપરીત, એક્સ. આર. સી. સી. 4 ની ઉણપ ધરાવતી વ્યક્તિઓમાં અસ્થિમજ્જાની નિષ્ફળતામાં પરિણમતું પેન્સીટોપેનિયા જોવા મળતું નથી. સેલ્યુલર સ્તરે, XRCC4 નું વિક્ષેપ એજન્ટો માટે અતિસંવેદનશીલતાને પ્રેરિત કરે છે જે ડબલ-સ્ટ્રાન્ડ બ્રેક, ખામીયુક્ત ડબલ-સ્ટ્રાન્ડ બ્રેક રિપેર અને ડીએનએ નુકસાનને પ્રેરિત કર્યા પછી એપોપ્ટોસિસમાં વધારો કરે છે. XRCC4 માં pS260 અને pS318 માટે ફોસ્ફોસ્પેસિફિક એન્ટિબોડીઝ સહિત એન્ટિ-XRCC4 એન્ટિબોડીઝ વિકસાવવામાં આવી છે. XRCC4 માટે એન્ટિબોડીઝના વિવિધ ઉપયોગો હોઈ શકે છે, જેમાં ડીએનએ નુકસાન અને સમારકામ, નોન-હોમોલોગસ એન્ડ જોઇનિંગ, ટ્રાન્સક્રિપ્શન પરિબળો, એપિજેનેટિક્સ અને ન્યુક્લિયર સિગ્નલિંગ જેવા ક્ષેત્રોમાં સંશોધન કરવા માટે ઇમ્યુનોએસેઝમાં ઉપયોગનો સમાવેશ થાય છે. 1980ના દાયકામાં હાથ ધરાયેલા ઇતિહાસ સંશોધનમાં જાણવા મળ્યું હતું કે XR-1 નામના ચાઇનીઝ હેમસ્ટર અંડાશય (CHO) કોષ ઉત્પરિવર્તન કોષ ચક્રના G1 ભાગ દરમિયાન ગામા કિરણો દ્વારા માર્યા જવાના સંદર્ભમાં "અત્યંત સંવેદનશીલ" હતું, પરંતુ તે જ સંશોધન અભ્યાસોમાં, S તબક્કાના અંતમાં ગામા-રે નુકસાન માટે "લગભગ સામાન્ય પ્રતિકાર" દર્શાવ્યો હતો; અને આ સંશોધન દરમિયાન, XR-1ની કોષ-ચક્ર સંવેદનશીલતા આયનીકરણ કિરણોત્સર્ગ અને પ્રતિબંધ ઉત્સેચકો દ્વારા ઉત્પન્ન ડીએનએ ડબલ-સ્ટ્રાન્ડ વિરામને સુધારવામાં તેની અસમર્થતા સાથે સંકળાયેલી હતી. ખાસ કરીને, XR-1 કોષો અને માનવ ફાઇબ્રોબ્લાસ્ટ્સના શારીરિક કોષ સંકરનો ઉપયોગ કરતા અભ્યાસમાં, ગિયાકિયા એટ અલ. (1989) દર્શાવે છે કે XR-1 પરિવર્તન એક અપ્રભાવી પરિવર્તન હતું; અને આ કાર્યના અનુવર્તીમાં, ગિયાકિયા એટ અલ. (1990) એ XR-1 પરિવર્તનની તપાસ કરતા વધુ અભ્યાસો હાથ ધર્યા (ફરીથી XR-1 અને માનવ ફાઇબ્રોબ્લાસ્ટ્સ વચ્ચે રચાયેલા શારીરિક કોષ સંકરનો ઉપયોગ કરીને) અને રંગસૂત્ર-વિભાજન વિશ્લેષણનો ઉપયોગ કરીને રંગસૂત્ર 5માં માનવ પૂરક જનીનનો નકશો બનાવવામાં સક્ષમ હતા. ગિયાકિયા અને અન્ય લોકોએ કામચલાઉ રીતે આ માનવ જનીનને "XRCC4" નામ આપ્યું ("X-ray-પૂરક ચાઇનીઝ હેમસ્ટર જનીન 4" નું સંક્ષિપ્ત નામ) અને નક્કી કર્યું કે (a) નવા નામ આપવામાં આવેલા XRCC4 જનીન બાયોકેમિકલી હેમસ્ટર ખામીને ગામા-રે કિરણોત્સર્ગ અને બ્લિમોસીન સામે પ્રતિકારના સામાન્ય સ્તરે પુનઃસ્થાપિત કરે છે અને (b) XRCC4 જનીન ડીએનએ DSB ને સુધારવા માટે પ્રાવીણ્યને પુનઃસ્થાપિત કરે છે. આ તારણોના આધારે, ગિયાકિયા એટ અલ. પ્રસ્તાવિત કર્યું કે XRCC4-એક જનીન તરીકે-XR-1 ફીનોટાઇપ માટે જવાબદાર છે. સંદર્ભો વધુ વાંચન બાહ્ય કડીઓ મોલેક્યુલર બાયોલોજી ડીએનએ રિપેર