Terminal deoxynucleotidyl transferase
ટર્મિનલ ડીઓક્સિન્યુક્લિયોટિડિલ ટ્રાન્સફર (ટીડીટી), જેને ડીએનએ ન્યુક્લિયોટિડિલેક્સોટ્રાન્સફેરેઝ (ડીએનટીટી) અથવા ટર્મિનલ ટ્રાન્સફર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે એક વિશિષ્ટ ડીએનએ પોલિમરેઝ છે જે અપરિપક્વ, પૂર્વ-બી, પૂર્વ-ટી લિમ્ફોઇડ કોષો અને તીવ્ર લિમ્ફોબ્લાસ્ટિક લ્યુકેમિયા/લિમ્ફોમા કોષોમાં વ્યક્ત થાય છે. ટી. ડી. ટી. એન્ટિબોડી જનીન પુનઃસંયોજન દરમિયાન ટી. સી. આર. અને બી. સી. આર. જનીનોના વી, ડી અને જે એક્સોનમાં એન-ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ ઉમેરે છે, જે જંકશનલ વિવિધતાની ઘટનાને સક્ષમ કરે છે. મનુષ્યોમાં, ટર્મિનલ ટ્રાન્સફર ડી. એન. ટી. ટી. જનીન દ્વારા એન્કોડ કરવામાં આવે છે. ડીએનએ પોલિમરેઝ ઉત્સેચકોના એક્સ પરિવારના સભ્ય તરીકે, તે પોલિમરેઝ λ અને પોલિમરેઝ μ સાથે જોડાણમાં કામ કરે છે, જે બંને પોલિમરેઝ ઉત્સેચકોના સમાન એક્સ પરિવારના છે. ટી. ડી. ટી. દ્વારા રજૂ કરવામાં આવેલી વિવિધતાએ કરોડઅસ્થિધારી રોગપ્રતિકારક તંત્રના ઉત્ક્રાંતિમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવી છે, જે રોગકારક જીવાણુઓ સામે લડવા માટે કોષ સજ્જ હોય તેવા એન્ટિજેન રીસેપ્ટર્સની વિવિધતામાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે. ટી. ડી. ટી. નોકઆઉટ ઉંદરોનો ઉપયોગ કરતા અભ્યાસોમાં સામાન્ય અથવા જંગલી પ્રકારની પ્રણાલીઓની સરખામણીમાં ટી-સેલ રીસેપ્ટર (ટી. સી. આર.) વિવિધતામાં ભારે ઘટાડો (10 ગણો) જોવા મળ્યો છે. ટી. સી. આર. ની વધુ વિવિધતા કે જેનાથી સજીવ સજ્જ છે તે ચેપ સામે વધુ પ્રતિકાર તરફ દોરી જાય છે. જોકે ટી. ડી. ટી. 1960માં સસ્તન પ્રાણીઓમાં ઓળખાયેલા પ્રથમ ડી. એન. એ. પોલિમરેઝમાંનું એક હતું, તે તમામ ડી. એન. એ. પોલિમરેઝમાં સૌથી ઓછું સમજી શકાય તેવું એક છે. 2016-18 માં, TdT તેની વધુ વ્યાપક રીતે જાણીતી સ્વતંત્ર વર્તણૂક ઉપરાંત ટ્રાન્સ ટેમ્પલેટ આશ્રિત વર્તણૂકમાં દર્શાવવા માટે શોધવામાં આવી હતી, TdT ગર્ભ યકૃત HSC માં ગેરહાજર છે, જે ગર્ભના સમયગાળા દરમિયાન B-કોષોમાં જંક્શનલ વિવિધતાને નોંધપાત્ર રીતે નબળી પાડે છે. કાર્ય અને નિયમન સામાન્ય રીતે, ટી. ડી. ટી. ડીએનએ અણુના 3 'ટર્મિનસમાં ન્યુક્લિયોટાઇડ્સના ઉમેરાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે. મોટાભાગના ડીએનએ પોલિમરેઝથી વિપરીત, તેને નમૂનાની જરૂર નથી. આ ઉત્સેચકનું પસંદગીનું સબસ્ટ્રેટ 3 '-ઓવરહેંગ છે, પરંતુ તે 3' છેડાઓને મંદ અથવા છિદ્રિત કરવા માટે ન્યુક્લિયોટાઇડ્સને પણ ઉમેરી શકે છે. વધુમાં, TdT એ એકમાત્ર પોલિમરેઝ છે જે વિવોમાં દ્રાવણમાં મુક્ત ન્યુક્લિયોટાઇડ્સમાંથી 2-15 nt DNA પોલિમરના સંશ્લેષણને ઉત્પ્રેરિત કરવા માટે જાણીતું છે. ઈન વિટ્રોમાં, આ વર્તન ચોક્કસ લંબાઈ વિના ડીએનએ પોલિમરની સામાન્ય રચનાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે. વિવોમાં ઉત્પન્ન થયેલા 2-15 nt ડીએનએ ટુકડાઓ ડીએનએ રિપેર અને/અથવા પુનઃસંયોજન મશીનરી સંબંધિત સંકેત માર્ગોમાં કાર્ય કરે છે. ઘણા પોલિમરેઝની જેમ, ટી. ડી. ટી. ને ડાયવેલેન્ટ કેટાયન કોફેક્ટરની જરૂર પડે છે, જો કે, ટી. ડી. ટી., અને, જેવા કેટાયનની વ્યાપક શ્રેણીનો ઉપયોગ કરવાની ક્ષમતામાં અનન્ય છે. ઉત્સેચક પ્રવૃત્તિનો દર ઉપલબ્ધ દ્વિવેલન્ટ કેટાયન અને ઉમેરવામાં આવતા ન્યુક્લિયોટાઇડ પર આધાર રાખે છે. ટી. ડી. ટી. મોટે ભાગે થાઇમસ અને અસ્થિ મજ્જા જેવા પ્રાથમિક લસિકા અંગોમાં વ્યક્ત થાય છે. તેની અભિવ્યક્તિનું નિયમન બહુવિધ માર્ગો દ્વારા થાય છે. આમાં પ્રોટીન-પ્રોટીન ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓનો સમાવેશ થાય છે, જેમ કે TdIF1 સાથે. TdIF1 એ અન્ય પ્રોટીન છે જે TdT પોલિમરેઝના DNA બંધનકર્તા ક્ષેત્રને ઢાંકીને તેના કાર્યને રોકવા માટે TdT સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. ટી. ડી. ટી. અભિવ્યક્તિનું નિયમન ટ્રાન્સક્રિપ્શનલ સ્તરે પણ અસ્તિત્વમાં છે, જેમાં નિયમન તબક્કા-વિશિષ્ટ પરિબળોથી પ્રભાવિત છે, અને વિકાસલક્ષી રીતે પ્રતિબંધિત રીતે થાય છે. અભિવ્યક્તિ સામાન્ય રીતે પ્રાથમિક લિમ્ફોઇડ અવયવોમાં જોવા મળે છે, તેમ છતાં તાજેતરના સંશોધનો સૂચવે છે કે એન્ટિજેન દ્વારા ઉત્તેજના ટી-કોષો માટે થાઇમસની બહાર જનીન પુનઃગોઠવણી માટે જરૂરી અન્ય ઉત્સેચકો સાથે ગૌણ ટી. ડી. ટી. અભિવ્યક્તિમાં પરિણમી શકે છે. તીવ્ર લિમ્ફોબ્લાસ્ટિક લ્યુકેમિયા ધરાવતા દર્દીઓ મોટા પ્રમાણમાં ટી. ડી. ટી. નું વધુ ઉત્પાદન કરે છે. આ દર્દીઓમાંથી મેળવેલી કોષ રેખાઓ શુદ્ધ ટી. ડી. ટી. ના પ્રથમ સ્રોતોમાંથી એક તરીકે સેવા આપે છે અને તે શોધ તરફ દોરી જાય છે કે માનવ અને બોવાઇન આઇસોફોર્મ્સ વચ્ચે પ્રવૃત્તિમાં તફાવત અસ્તિત્વમાં છે. ઘણા પોલિમરેઝની જેમ, ટી. ડી. ટી. ની ઉત્પ્રેરક સાઇટ તેના પામ ડોમેનમાં બે દ્વિવેલન્ટ કેટાયન ધરાવે છે જે ન્યુક્લિયોટાઇડ બંધનમાં મદદ કરે છે, 3 '-ઓ. એચ. જૂથના પી. કે. એ. ને ઘટાડવામાં મદદ કરે છે અને આખરે પરિણામી પાયરોફોસ્ફેટ બાય-પ્રોડક્ટના પ્રસ્થાનને સરળ બનાવે છે. આઇસોફોર્મ વિવિધતા ઉંદર, ગાયો અને મનુષ્યોમાં ટી. ડી. ટી. ના કેટલાક આઇસોફોર્મ્સ જોવા મળ્યા છે. આજની તારીખે, ઉંદરમાં બે પ્રકારો ઓળખવામાં આવ્યા છે જ્યારે ત્રણ મનુષ્યોમાં ઓળખવામાં આવ્યા છે. ઉંદરમાં ઓળખાતા બે સ્પ્લાઇસ પ્રકારોને તેમની સંબંધિત લંબાઈ અનુસાર નામ આપવામાં આવ્યા છેઃ ટી. ડી. ટી. એસ. માં 509 એમિનો એસિડ હોય છે જ્યારે ટી. ડી. ટી. એલ., લાંબા પ્રકારમાં 529 એમિનો એસિડ હોય છે. ટી. ડી. ટી. એસ. અને ટી. ડી. ટી. એલ. વચ્ચેનો તફાવત એવા પ્રદેશોની બહાર જોવા મળે છે જે ડીએનએ અને ન્યુક્લિયોટાઇડ્સને જોડે છે. 20 એમિનો એસિડનો તફાવત ઉત્સેચકીય પ્રવૃત્તિને અસર કરે છે તે વિવાદાસ્પદ છે, કેટલાક દલીલ કરે છે કે ટી. ડી. ટી. એલ. ના ફેરફારો એક્સોન્યુક્લીઝ પ્રવૃત્તિને મંજૂરી આપે છે જ્યારે અન્ય દલીલ કરે છે કે ટી. ડી. ટી. એલ. અને ટી. ડી. ટી. એસ. લગભગ ઈન વિટ્રો પ્રવૃત્તિમાં સમાન છે. વધુમાં, ટી. ડી. ટી. એલ. એક અજ્ઞાત પદ્ધતિ દ્વારા વિવોમાં ટી. ડી. ટી. એસ. ની ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિમાં ફેરફાર કરી શકે છે. એવું સૂચવવામાં આવે છે કે આ V (D) J પુનઃસંયોજનમાં TdTની ભૂમિકાના નિયમનમાં મદદ કરે છે. માનવ ટી. ડી. ટી. આઇસોફોર્મ્સના ત્રણ પ્રકારો ટી. ડી. ટી. એલ. 1, ટી. ડી. ટી. એલ. 2 અને ટી. ડી. ટી. એસ. છે. ટી. ડી. ટી. એલ. 1 વ્યાપક રીતે લિમ્ફોઇડ કોષ રેખાઓમાં વ્યક્ત થાય છે જ્યારે ટી. ડી. ટી. એલ. 2 મુખ્યત્વે સામાન્ય નાના લિમ્ફોસાઇટ્સમાં વ્યક્ત થાય છે. જ્યારે વ્યક્ત કરવામાં આવે ત્યારે બંને ન્યુક્લિયસમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે અને બંને 3 '-> 5' એક્સોન્યુક્લીઝ પ્રવૃત્તિ ધરાવે છે. તેનાથી વિપરીત, ટી. ડી. ટી. એસ. આઇસોફોર્મ્સ એક્સોન્યુક્લીઝ પ્રવૃત્તિ ધરાવતા નથી અને વી (ડી) જે પુનઃસંયોજન દરમિયાન જરૂરી વિસ્તરણ કરે છે. મ્યુરિન ટી. ડી. ટી. એલ. માં પૂર્વધારણા કરાયેલી સમાન એક્સોન્યુક્લીઝ પ્રવૃત્તિ માનવ અને બોવાઇન ટી. ડી. ટી. એલ. માં જોવા મળે છે, કેટલાક માને છે કે બોવાઇન અને માનવ ટી. ડી. ટી. એલ. આઇસોફોર્મ્સ ઉંદરમાં પ્રસ્તાવિત સમાન રીતે ટી. ડી. ટી. એસ. આઇસોફોર્મ્સનું નિયમન કરે છે. વધુમાં, કેટલાક લોકો ધારણા કરે છે કે TdTL1 એ TdTL2 અને/અથવા TdTS પ્રવૃત્તિના નિયમનમાં સામેલ હોઈ શકે છે. વી (ડી) જે પુનઃસંયોજનમાં ભૂમિકા આરએજી 1/2 ઉત્સેચકોની ક્રિયા પર, ક્લેવેજ ઇવેન્ટ દ્વારા બનાવવામાં આવેલા દરેક ડીએનએ સેગમેન્ટના અંતે ક્લેવડ ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએને હેરપિન માળખા સાથે છોડી દેવામાં આવે છે. હેરપિન્સ બંને આર્ટેમિસ કોમ્પ્લેક્સ દ્વારા ખોલવામાં આવે છે, જે ફોસ્ફોરિલેટેડ હોય ત્યારે એન્ડોન્યુક્લીઝ પ્રવૃત્તિ ધરાવે છે, જે TdT ને કાર્ય કરવા માટે મુક્ત 3 'OH અંત પ્રદાન કરે છે. એકવાર આર્ટેમિસ કોમ્પ્લેક્સ તેનું કામ પૂરું કરી લે અને નવા ખોલેલા ડીએનએ હેરપિનમાં પેલિન્ડ્રોમિક ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ (પી-ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ) ઉમેર્યા પછી, ટી. ડી. ટી. માટે તેનું કામ કરવા માટે સ્ટેજ સેટ કરવામાં આવે છે. ટીડીટી હવે અંદર આવી શકે છે અને 5 'થી 3' દિશામાં હાલના પી-ન્યુક્લિયોટાઇડ્સમાં એન-ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ ઉમેરી શકે છે જે પોલિમરેઝ કામ કરવા માટે જાણીતા છે. આર્ટેમિસ કોમ્પ્લેક્સની ક્રિયા પછી પેદા થતા દરેક 3 'છેડે સરેરાશ 2 થી 5 રેન્ડમ બેઝ જોડીઓ ઉમેરવામાં આવે છે. બે નવા સંશ્લેષિત એસ. એસ. ડી. એન. એ. સેગમેન્ટ્સ માટે સામાન્ય વોટસન-ક્રિક બેઝ પેરિંગ પેટર્ન (એ-ટી, સી-જી) અનુસાર નોન-હોમોલોગસ એન્ડ જોઈનિંગ દરમિયાન માઇક્રોહોમોલોજી સંરેખણમાંથી પસાર થવા માટે ઉમેરવામાં આવેલા પાયાની સંખ્યા પૂરતી છે. ત્યાંથી જોડી વગરના ન્યુક્લિયોટાઇડ્સને આર્ટેમિસ કોમ્પ્લેક્સ (જે એન્ડોન્યુક્લીઝ પ્રવૃત્તિ ઉપરાંત એક્સોન્યુક્લીઝ પ્રવૃત્તિ ધરાવે છે) જેવા એક્સોન્યુક્લીઝ દ્વારા બહાર કાઢવામાં આવે છે, અને પછી નમૂના-આધારિત પોલિમરેઝ અંતરાયોને ભરી શકે છે, છેવટે લિગેઝની ક્રિયા સાથે નવા કોડિંગ સંયુક્તનું નિર્માણ કરે છે. જો કે ટી. ડી. ટી. તેમને એન-ન્યુક્લિયોટાઇડ સેગમેન્ટ્સમાં ઉમેરતી વખતે ચાર બેઝ જોડીઓ વચ્ચે ભેદભાવ કરતું નથી, તેમ છતાં તેણે ગુઆનાઇન અને સાયટોસિન બેઝ જોડીઓ માટે પૂર્વગ્રહ દર્શાવ્યો છે. નમૂના આધારિત પ્રવૃત્તિ નમૂના આધારિત રીતે, ટી. ડી. ટી. મોટાભાગના પોલિમરેઝમાં જોવા મળતી સીઆઈએસ પદ્ધતિથી વિપરીત ટ્રાન્સ તરીકે ઓળખાતી રીતે ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએમાં સ્ટ્રાન્ડ બ્રેક્સમાં ન્યુક્લિયોટાઇડ્સનો સમાવેશ કરી શકે છે. આ સ્ટ્રેન્ડ્સ વચ્ચે એક બેઝ-જોડીના વિરામ સાથે અને વધતા અંતર સાથે ઓછું થાય છે. આને લૂપ 1 તરીકે ઓળખાતા ટી. ડી. ટી. ના પેટા વિભાગ દ્વારા સુવિધા આપવામાં આવે છે જે ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએમાં ટૂંકા વિરામ માટે પસંદગીયુક્ત રીતે તપાસ કરે છે. વધુમાં, આ નમૂના આધારિત પ્રવૃત્તિની શોધથી V (D) J પુનઃસંયોજનમાં N પ્રદેશોના ઉમેરાઓની લંબાઈનું વિતરણ કેવી રીતે થાય છે તે વધુ સચોટ યાંત્રિક પૂર્વધારણાઓ તરફ દોરી જાય છે. પોલિમરેઝ અને પોલિમરેઝ λ ટ્રાન્સ ટેમ્પ્લેટેડ આશ્રિત કૃત્રિમ પ્રવૃત્તિમાં TdT જેવી જ દર્શાવે છે, પરંતુ ડાઉનસ્ટ્રીમ ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ DNA પર સમાન નિર્ભરતા વિના. વધુમાં, પોલિમરેઝ λ પણ સમાન નમૂના-સ્વતંત્ર કૃત્રિમ પ્રવૃત્તિ દર્શાવતું જોવા મળ્યું છે. ટર્મિનલ ટ્રાન્સફર તરીકેની પ્રવૃત્તિ સાથે, તે વધુ સામાન્ય નમૂના-આધારિત ફેશનમાં કામ કરવા માટે પણ જાણીતું છે. TdT અને પોલિમરેઝ વચ્ચેની સમાનતા સૂચવે છે કે તેઓ ઉત્ક્રાંતિથી નજીકથી સંબંધિત છે. યુઝિસ ટર્મિનલ ટ્રાન્સફરઝનો ઉપયોગ મોલેક્યુલર બાયોલોજીમાં થાય છે. તેનો ઉપયોગ આર. એ. સી. ઈ. માં ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ ઉમેરવા માટે થઈ શકે છે જેનો ઉપયોગ પછીના પી. સી. આર. માં પ્રાઇમર માટે નમૂના તરીકે થઈ શકે છે. તેનો ઉપયોગ કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ્સ સાથે લેબલ થયેલ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સને ઉમેરવા માટે પણ થઈ શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે એપોપ્ટોસિસના પ્રદર્શન માટે TUNEL પરીક્ષણમાં (ટર્મિનલ ડીઓક્સિન્યુક્લિઓટાઇડલ ટ્રાન્સફરસ ડીયુટીપી નિક એન્ડ લેબલિંગ) (જે અંશતઃ, ખંડિત ડીએનએ દ્વારા ચિહ્નિત થયેલ છે). તેનો ઉપયોગ તીવ્ર લિમ્ફોબ્લાસ્ટિક લ્યુકેમિયાના નિદાન માટે ઇમ્યુનોફ્લોરેસેન્સ પરીક્ષણમાં પણ થાય છે. ઇમ્યુનોહિસ્ટોકેમિસ્ટ્રી અને ફ્લો સાયટોમેટ્રીમાં, ટીડીટીના એન્ટિબોડીઝનો ઉપયોગ અપરિપક્વ ટી અને બી કોષો અને પ્લુરિપોટન્ટ હેમેટોપોએટીક સ્ટેમ કોશિકાઓની હાજરી દર્શાવવા માટે થઈ શકે છે, જે એન્ટિજેન ધરાવે છે, જ્યારે પુખ્ત લિમ્ફોઇડ કોષો હંમેશા ટીડીટી-નેગેટિવ હોય છે. જ્યારે TdT-પોઝિટિવ કોષો તંદુરસ્ત લસિકા ગાંઠો અને કાકડાઓમાં ઓછી સંખ્યામાં જોવા મળે છે, ત્યારે તીવ્ર લિમ્ફોબ્લાસ્ટિક લ્યુકેમિયાના જીવલેણ કોષો પણ TdT-પોઝિટિવ હોય છે, અને તેથી, એન્ટિબોડીનો ઉપયોગ આ રોગનું નિદાન કરવા અને તેને બાળપણના નાના કોષ ગાંઠોથી અલગ પાડવા માટે પેનલના ભાગ રૂપે થઈ શકે છે. ટી. ડી. ટી. એ ઓલિગોન્યુક્લિયોટાઇડ્સના ડી નોવો સંશ્લેષણમાં તાજેતરનો ઉપયોગ પણ જોયો છે, જેમાં ટી. ડી. ટી.-ડી. એન. ટી. પી. ટેથર એનાલોગ એક સમયે 1 એન. ટી. દ્વારા પ્રાઇમર એક્સ્ટેંશન માટે સક્ષમ છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, એન્ઝાઇમ ટી. ડી. ટી. એ પ્રાઇમર ક્રમમાં એક સમયે એક અક્ષર ઉમેરીને કૃત્રિમ ડીએનએ બનાવવાની ક્ષમતા દર્શાવી છે. આ પણ જુઓ ડીએનએ ડીએનએ પોલિમરેઝ સંદર્ભો વધુ વાંચન બાહ્ય કડીઓ ઇસી 2.7.7