CoRR hypothesis
સી. ઓ. આર. આર. પૂર્વધારણા જણાવે છે કે કોષરસાત્મક અવયવોમાં આનુવંશિક માહિતીનું સ્થાન તેના જનીન ઉત્પાદનોની ઘટાડો-ઓક્સિડેશન ("રેડૉક્સ") સ્થિતિ દ્વારા તેની અભિવ્યક્તિનું નિયમન કરવાની મંજૂરી આપે છે. સી. ઓ. આર. આર. "રેડૉક્સ નિયમન માટે સહ-સ્થાન" માટે ટૂંકું છે, જે જનીન અભિવ્યક્તિના રેડૉક્સ નિયમનની (ઉત્ક્રાંતિવાદી) સાતત્યતા માટે "સહ-સ્થાન (જનીન અને જનીન ઉત્પાદનનું)" નું ટૂંકું સ્વરૂપ છે. સી. ઓ. આર. આર. ને 1993 માં જર્નલ ઓફ થિયોરેટિકલ બાયોલોજીમાં એક પેપરમાં "રેડોક્સ પોટેન્શિયલ દ્વારા જનીન અભિવ્યક્તિનું નિયંત્રણ અને ક્લોરોપ્લાસ્ટ અને મિટોકોન્ડ્રીયલ જીનોમ માટેની જરૂરિયાત" શીર્ષક સાથે સ્પષ્ટપણે રજૂ કરવામાં આવ્યું હતું. 1992ની સમીક્ષામાં કેન્દ્રીય ખ્યાલની રૂપરેખા આપવામાં આવી હતી. સી. ઓ. આર. આર. શબ્દ 2003માં ફિલોસોફિકલ ટ્રાન્ઝેક્શન્સ ઓફ ધ રોયલ સોસાયટીના એક પેપરમાં રજૂ કરવામાં આવ્યો હતો, જેનું શીર્ષક હતું "બાયોએનર્જેટિક ઓર્ગેનેલ્સમાં જીનોમનું કાર્ય". સમસ્યા ક્લોરોપ્લાસ્ટ્સ અને મિટોકોન્ડ્રિયા ક્લોરોપ્લાસ્ટ્સ અને મિટોકોન્ડ્રિયા યુકેરીયોટિક કોષોના કોષરસમાં ઊર્જા-રૂપાંતરિત અંગો છે. છોડના કોષોમાં ક્લોરોપ્લાસ્ટ પ્રકાશસંશ્લેષણ કરે છે; સૂર્યપ્રકાશની ઊર્જાનું ગ્રહણ અને રૂપાંતર. છોડ અને પ્રાણી બંનેના કોષોમાં મિટોકોન્ડ્રિયા શ્વસન કરે છે; જ્યારે કામ કરવામાં આવે ત્યારે આ સંગ્રહિત ઊર્જાનું પ્રકાશન થાય છે. બાયોએનર્જેટિક્સની આ મુખ્ય પ્રતિક્રિયાઓ ઉપરાંત, ક્લોરોપ્લાસ્ટ અને મિટોકોન્ડ્રિયા દરેકમાં વિશિષ્ટ અને અલગ આનુવંશિક પ્રણાલીઓ હોય છે. આ આનુવંશિક પ્રણાલીઓ ક્લોરોપ્લાસ્ટ અને મિટોકોન્ડ્રિયાને તેમના પોતાના કેટલાક પ્રોટીન બનાવવા માટે સક્ષમ બનાવે છે. ક્લોરોપ્લાસ્ટ અને મિટોકોન્ડ્રિયાની આનુવંશિક અને ઊર્જા-રૂપાંતરિત પ્રણાલીઓ બંને મુક્ત-જીવંત બેક્ટેરિયામાંથી થોડા ફેરફાર સાથે ઉતરી આવી છે, જે એક સમયે આ ઓર્ગેનેલ્સ હતા. આ કોષરસાત્મક જીનોમનું અસ્તિત્વ એન્ડોસિમ્બિયોન્ટ પૂર્વધારણા સાથે સુસંગત છે અને તેના પુરાવા તરીકે ગણવામાં આવે છે. જોકે, ક્લોરોપ્લાસ્ટ અને મિટોકોન્ડ્રિયાના પ્રોટીન માટેના મોટાભાગના જનીનો હવે યુકેરીયોટિક કોષોના કેન્દ્રમાં રંગસૂત્રો પર સ્થિત છે. ત્યાં તેઓ પ્રોટીન અગ્રદૂત માટે કોડ કરે છે જે ઓર્ગેનેલ્સમાં અનુગામી આયાત માટે સાયટોસોલમાં બનાવવામાં આવે છે. શા માટે મિટોકોન્ડ્રિયા અને ક્લોરોપ્લાસ્ટની પોતાની આનુવંશિક પ્રણાલીઓ હોય છે? સાયટોપ્લાઝ્મિક વારસો સી. ઓ. આર. આર. એ સમજાવવા માંગે છે કે શા માટે ક્લોરોપ્લાસ્ટ્સ અને મિટોકોન્ડ્રિયા ડીએનએ જાળવી રાખે છે, અને આમ શા માટે કેટલાક પાત્રો સાયટોપ્લાઝ્મિક, નોન-મેન્ડેલિયન, યુનિપેરેન્ટલ અથવા માતૃ વારસાની ઘટનામાં સાયટોપ્લાઝમ દ્વારા વારસામાં મળે છે. સી. ઓ. આર. આર. આ પ્રશ્નનો જવાબ આપીને આમ કરે છેઃ શા માટે, ઉત્ક્રાંતિમાં, કેટલાક બેક્ટેરિયલ, એન્ડોસિમ્બિયોન્ટ જનીનો સેલ ન્યુક્લિયસમાં ગયા, જ્યારે અન્ય ન ગયા? સૂચિત ઉકેલ સી. ઓ. આર. આર. જણાવે છે કે ક્લોરોપ્લાસ્ટ્સ અને મિટોકોન્ડ્રિયામાં તે જનીનો હોય છે જેમની અભિવ્યક્તિ તેમના જનીન ઉત્પાદનોની રેડૉક્સ સ્થિતિની સીધી, નિયમનકારી નિયંત્રણ હેઠળ હોવી જરૂરી છે, અથવા ઇલેક્ટ્રોન વાહકો કે જેની સાથે તે જનીન ઉત્પાદનો ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. આવા જનીનોમાં ઓર્ગેનેલર જનીનોના મુખ્ય અથવા પ્રાથમિક ઉપગણનો સમાવેશ થાય છે. પ્રાથમિક સબસેટમાં દરેક જનીનના રેડૉક્સ નિયંત્રણની જરૂરિયાત પછી ઓર્ગેનેલની અંદર તે જનીનના સ્થાન પર લાભ આપે છે. તેથી કુદરતી પસંદગી અંગકમાં કેટલાક જનીનોને લંગર કરે છે, જ્યારે કોષના કેન્દ્રકમાં અન્યના સ્થાનની તરફેણ કરે છે. ક્લોરોપ્લાસ્ટ અને મિટોકોન્ડ્રીયલ જીનોમમાં ક્લોરોપ્લાસ્ટ અને મિટોકોન્ડ્રીયલ આનુવંશિક પ્રણાલીઓના ઘટકો માટે જનીનો પણ હોય છે. આ જનીનોમાં ઓર્ગેનેલર જનીનોના ગૌણ સબસેટનો સમાવેશ થાય છેઃ આનુવંશિક પ્રણાલી જનીનો. આનુવંશિક પ્રણાલી જનીનોની અભિવ્યક્તિના રેડૉક્સ નિયંત્રણ માટે સામાન્ય રીતે કોઈ આવશ્યકતા નથી, જો કે તેઓ રેડૉક્સ નિયંત્રણને આધિન હોવા છતાં, કેટલાક કિસ્સાઓમાં, પ્રાથમિક સબસેટ (બાયોએનર્જેટિક જનીનો) માં જનીનો પર કામ કરતા રેડૉક્સ સંકેતોના વિસ્તરણને મંજૂરી આપી શકે છે. પ્રાથમિક સબસેટમાં જનીનોની અભિવ્યક્તિના રેડૉક્સ નિયંત્રણની કામગીરી માટે ગૌણ સબસેટ (આનુવંશિક પ્રણાલી જનીનો) ના જનીનોની જાળવણી જરૂરી છે. જો તમામ જનીનો પ્રાથમિક સબસેટમાંથી અદૃશ્ય થઈ જાય, તો સી. ઓ. આર. આર. આગાહી કરે છે કે ગૌણ સબસેટમાં જનીનો માટે કોઈ કાર્ય નથી, અને આવા ઓર્ગેનેલ્સ પછી, આખરે, તેમના જીનોમ સંપૂર્ણપણે ગુમાવશે. જો કે, જો માત્ર એક જ જનીન રેડોક્સ નિયંત્રણ હેઠળ રહે છે, તો તેના જનીન ઉત્પાદનના સંશ્લેષણ માટે ઓર્ગેનેલ આનુવંશિક પ્રણાલી જરૂરી છે. પુરાવા અલગ ક્લોરોપ્લાસ્ટ અને મિટોકોન્ડ્રિયામાં પ્રોટીન સંશ્લેષણના વિવિધ ઉત્પાદનો વિવિધ રેડૉક્સ સંભવિતતા ધરાવતા રેડૉક્સ રીએજન્ટ્સની હાજરીમાં મેળવવામાં આવે છે. મિટોકોન્ડ્રિયામાં, અસર શ્વસન સંકુલ II ના સ્તરે રેડૉક્સ સિગ્નલમાંથી પરિણમે છે. ઇલેક્ટ્રોન વાહક પ્લાસ્ટોક્વિનોનની રેડૉક્સ સ્થિતિ અનુસાર ટ્રાન્સક્રિપ્શન માટે ક્લોરોપ્લાસ્ટમાં જનીનોની પસંદગી કરવામાં આવે છે. આ જનીનો પ્રકાશસંશ્લેષણ પ્રતિક્રિયા કેન્દ્રો અને પ્રકાશસંશ્લેષણ ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન સાંકળના અન્ય ઘટકો માટે કોડ કરે છે. ક્લોરોપ્લાસ્ટમાં સંશોધિત બેક્ટેરિયલ સેન્સર કિનેઝ યુગલો પ્લાસ્ટોક્વિનોન રેડોક્સ સ્થિતિમાં ટ્રાન્સક્રિપ્શન કરે છે. આ ક્લોરોપ્લાસ્ટ સેન્સર કિનેઝ સાયનોબેક્ટેરિયામાંથી વારસામાં મળે છે અને પ્લાન્ટ ન્યુક્લિયર ડીએનએમાં એન્કોડ કરવામાં આવે છે. ક્લોરોપ્લાસ્ટ સેન્સર કિનેઝ યુકેરીયોટ્સમાં રેડોક્સ બે-ઘટક નિયમનકારી પ્રણાલીનો એક ભાગ છે. મિટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએમાં સૌથી સામાન્ય રીતે જાળવી રાખવામાં આવતા જનીનોના ઉત્પાદનો તેમના સંબંધિત પ્રોટીન સંકુલની રચનામાં કેન્દ્રિય ભૂમિકાઓને પૂર્ણ કરે છે, જે સૂચવે છે કે તેમની ઓર્ગેનેલર રીટેન્શન જટિલ એસેમ્બલીના સ્થાનિક નિયંત્રણને મંજૂરી આપે છે. ક્લોરોપ્લાસ્ટ ડીએનએ સાયનોબેક્ટેરિયા મિટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએ પ્લાસ્ટિડ્સ સંદર્ભો બેક્ટેરિયા સેલ બાયોલોજી યુકેરીયોટ બાયોલોજી ઇવોલ્યુશનરી બાયોલોજી જીનોમિક્સ મિટોકોન્ડ્રીયલ જિનેટિક્સ ઓર્ગેનેલ્સ પણ જુઓ.