Micronucleus
માઇક્રોન્યુક્લિયસ એ નાના ન્યુક્લિયસને આપવામાં આવેલું નામ છે જે જ્યારે પણ કોષ વિભાજન દરમિયાન એક પુત્રી ન્યુક્લિયસમાં રંગસૂત્ર અથવા રંગસૂત્રનો ટુકડો સામેલ કરવામાં ન આવે ત્યારે રચાય છે. તે સામાન્ય રીતે જીનોટોક્સિક ઘટનાઓ અને રંગસૂત્રની અસ્થિરતાની નિશાની છે. માઇક્રોન્યુક્લી સામાન્ય રીતે કેન્સરગ્રસ્ત કોષોમાં જોવા મળે છે અને તે જીનોમિક નુકસાનની ઘટનાઓને સૂચવી શકે છે જે વિકાસલક્ષી અથવા ડીજનરેટિવ રોગોનું જોખમ વધારી શકે છે. ખોટી રીતે સમારકામ કરાયેલ અથવા બિન-સમારકામ કરાયેલ ડીએનએ ભંગાણ અથવા રંગસૂત્રોના બિન-જોડાણને કારણે વિલંબિત એસેન્ટ્રિક રંગસૂત્ર અથવા ક્રોમેટિડ ટુકડાઓમાંથી એનાફેઝ દરમિયાન માઇક્રોન્યુક્લી રચના થાય છે. રંગસૂત્રોનું આ ખોટું વિભાજન પેરીસેન્ટ્રોમેરિક ડીએનએમાં હાજર પુનરાવર્તિત ક્રમના હાયપોમેથાઇલેશન, કિનેટોચોર પ્રોટીન અથવા તેમની એસેમ્બલીમાં અનિયમિતતા, નિષ્ક્રિય સ્પિન્ડલ ઉપકરણ અથવા ખામીયુક્ત એનાફેઝ ચેકપોઇન્ટ જનીનોના પરિણામે થઈ શકે છે. માઇક્રોન્યુક્લી ક્રોમોથ્રિપ્સિસ નામની આપત્તિજનક પરિવર્તનશીલ ઘટનાને પ્રોત્સાહન આપીને જીનોમ અસ્થિરતામાં ફાળો આપી શકે છે. આ માળખાઓની હાજરી ચકાસવા અને ચોક્કસ રસાયણોના સંપર્કમાં આવતા અથવા તણાવપૂર્ણ પરિસ્થિતિઓને આધિન કોષોમાં તેમની આવર્તન નક્કી કરવા માટે ઘણા માઇક્રોન્યુક્લિયસ પરીક્ષણો વિકસાવવામાં આવ્યા છે. માઇક્રોન્યુક્લિયસ શબ્દ પેરામેસિયમ જેવા સિલિયેટ પ્રોટોજોઆન્સમાં નાના ન્યુક્લિયસનો પણ ઉલ્લેખ કરી શકે છે. મિટોસિસમાં તે વિખંડન દ્વારા વિભાજિત થાય છે, અને સંયોજનમાં ગેમેટ માઇક્રોન્યુક્લીની જોડી ઝાયગોટ ન્યુક્લિયસ રચવા માટે પારસ્પરિક ફ્યુઝનમાંથી પસાર થાય છે, જે વિખંડનના આગામી ચક્રના વ્યક્તિઓના મેક્રોન્યુક્લી અને માઇક્રોન્યુક્લીને જન્મ આપે છે. મનુષ્યોમાં નવા રચાયેલા લાલ રક્તકણોમાં ડિસ્કવરી માઇક્રોન્યુક્લીને હોવેલ-જોલી બોડી તરીકે ઓળખવામાં આવે છે કારણ કે આ રચનાઓને સૌપ્રથમ એરિથ્રોસાઇટ્સમાં હેમેટોલોજિસ્ટ્સ વિલિયમ હોવેલ અને જસ્ટિન જોલી દ્વારા ઓળખવામાં આવી હતી અને તેનું વર્ણન કરવામાં આવ્યું હતું. આ રચનાઓ પાછળથી ફોલેટ અને બી 12 જેવા વિટામિન્સની ખામીઓ સાથે સંકળાયેલી હોવાનું જાણવા મળ્યું હતું. માઇક્રોન્યુક્લીની રચના અને પર્યાવરણીય પરિબળોના સંપર્ક વચ્ચેનો સંબંધ સૌપ્રથમ આયનીકરણ કિરણોત્સર્ગના સંપર્કમાં આવેલા મૂળની ટોચના કોષોમાં નોંધવામાં આવ્યો હતો. રાસાયણિક દ્વારા માઇક્રોન્યુક્લિયસ ઇન્ડક્શન સૌપ્રથમ કોલ્ચિસિન સાથે સારવાર કરાયેલા એરલિચ એસાઇટ્સ ગાંઠ કોષોમાં નોંધવામાં આવ્યું હતું. રચના માઇક્રોન્યુક્લી મુખ્યત્વે એસેન્ટ્રિક રંગસૂત્રના ટુકડાઓ અથવા વિલંબિત આખા રંગસૂત્રોના પરિણામે થાય છે જે મિટોસિસ દ્વારા ઉત્પાદિત પુત્રી કેન્દ્રકમાં શામેલ નથી કારણ કે તેઓ એનાફેઝમાં રંગસૂત્રોના વિભાજન દરમિયાન સ્પિન્ડલ સાથે યોગ્ય રીતે જોડવામાં નિષ્ફળ જાય છે. આ સંપૂર્ણ રંગસૂત્રો અથવા ક્રોમેટિડ ટુકડાઓ આખરે પરમાણુ પટલ દ્વારા બંધ કરવામાં આવે છે અને માળખાકીય રીતે પરંપરાગત કેન્દ્રક જેવા જ હોય છે, તેમ છતાં કદમાં નાના હોય છે. આ નાના ન્યુક્લિયસને માઇક્રોન્યુક્લિયસ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. માઇક્રોન્યુક્લીની રચના માત્ર પરમાણુ વિભાજનમાંથી પસાર થતા કોષોમાં જોઇ શકાય છે અને બાયન્યુક્લીએટેડ કોષો ઉત્પન્ન કરવા માટે સાયટોકીનેસિસને અવરોધિત કરવા માટે સાયટોકેલાસિન B નો ઉપયોગ કરીને સ્પષ્ટ રીતે જોઈ શકાય છે. કેન્દ્રિત રંગસૂત્રના ટુકડાઓ વિવિધ રીતે ઊભી થઈ શકે છે. એક રીત એ છે કે ડીએનએ ડબલ-સ્ટ્રાન્ડ બ્રેકની મરામત સપ્રમાણ અથવા અસમપ્રમાણતાવાળા ક્રોમેટિડ અને રંગસૂત્ર વિનિમય તેમજ ક્રોમેટિડ અને રંગસૂત્રના ટુકડાઓ તરફ દોરી શકે છે. જો ડીએનએ નુકસાન કોષની સમારકામ ક્ષમતા કરતાં વધી જાય, તો બિન-સમારકામ થયેલ ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએ વિરામ પણ કેન્દ્રિત રંગસૂત્રના ટુકડાઓમાં પરિણમી શકે છે. વિચિત્ર રંગસૂત્રના ટુકડાઓ ઉત્પન્ન થવાની બીજી રીત એ છે કે જ્યારે સમાનધર્મી પુનઃસંયોજિત સમારકામ (ઉદા. એ. ટી. એમ., બી. આર. સી. એ. 1, બી. આર. સી. એ. 2, અને આર. એ. ડી. 51) સંબંધિત જનીનોમાં ખામીઓ નિષ્ક્રિય ભૂલ-મુક્ત સમાનધર્મી પુનઃસંયોજિત ડીએનએ સમારકામ માર્ગમાં પરિણમે છે અને કોષને ભૂલ-સંભવિત બિન-સમાનધર્મી અંત-જોડાણ (એન. એચ. ઇ. જે.) સમારકામ માર્ગનો આશરો લેવાનું કારણ બને છે, જેનાથી ડીએનએના ભંગાણની ખોટી મરામત, દ્વિકેન્દ્રી રંગસૂત્રોની રચના અને કેન્દ્રિત રંગસૂત્રના ટુકડાઓની સંભાવના વધે છે. જો એન. એચ. ઇ. જે. ના સમારકામ માર્ગમાં ઉત્સેચકો પણ ખામીયુક્ત હોય, તો ડીએનએના ભંગાણને બિલકુલ સુધારવામાં નહીં આવે. વધુમાં, ડીએનએમાં સમાવિષ્ટ ક્ષતિગ્રસ્ત અથવા અયોગ્ય પાયાના એક સાથે ઉચ્છેદન સમારકામ કે જે નિકટતામાં અને વિરુદ્ધ પૂરક ડીએનએ સ્ટ્રેન્ડ્સ પર હોય છે તે ડીએનએ ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ બ્રેક અને માઇક્રોન્યુક્લિયસ રચના તરફ દોરી શકે છે, ખાસ કરીને જો રિપેર પાથવેનું અંતર ભરવાનું પગલું પૂર્ણ ન થાય. જ્યારે ન્યુક્લિઓપ્લાઝમિક બ્રિજ (એન. પી. બી.) ટેલોફેઝ દરમિયાન રચાય છે, ખેંચાય છે અને તૂટી જાય છે ત્યારે માઇક્રોન્યુક્લી ફ્રેગમેન્ટેડ રંગસૂત્રોમાંથી પણ રચના કરી શકે છે. માઇક્રોન્યુક્લીની રચના એનાફેઝ દરમિયાન રંગસૂત્રોના વિભાજનના પરિણામે પણ થઈ શકે છે. સેન્ટ્રોમેરિક અને પેરીસેન્ટ્રોમેરિક વિસ્તારોમાં સાયટોસિનનું હાયપોમેથાઇલેશન અને સેન્ટ્રોમેરિક ડીએનએમાં ઉપગ્રહ ડીએનએનું ઉચ્ચ ક્રમ પુનરાવર્તન આવી રંગસૂત્રોની ખોટની ઘટનાઓમાં પરિણમી શકે છે. ક્લાસિકલ સેટેલાઇટ ડીએનએ સામાન્ય રીતે સાયટોસિન અવશેષો પર ભારે મિથાઇલેટેડ હોય છે પરંતુ આઇ. સી. એફ. સિન્ડ્રોમ (ઇમ્યુનોડેફિસિયન્સી, સેન્ટ્રોમિયર અસ્થિરતા અને ચહેરાની વિસંગતતાઓ સિન્ડ્રોમ) ને કારણે અથવા ડીએનએ મિથાઈલ ટ્રાન્સફર ઇન્હિબિટર્સ દ્વારા સારવાર પછી લગભગ સંપૂર્ણપણે અનમિથાઇલેટેડ થઈ શકે છે. સેન્ટ્રોમેરેસ ખાતે કાઇનેટોકોર પ્રોટીનની એસેમ્બલી સાયટોસિન અને હિસ્ટોન પ્રોટીનના મિથાઇલેશનથી પ્રભાવિત થાય છે, તેથી હાયપોમેથાઇલેશનના પરિણામે હેટોરોક્રોમેટિનની અખંડિતતામાં ઘટાડો રંગસૂત્રો સાથે માઇક્રોટ્યુબ્યુલ જોડાણમાં અને યોગ્ય માઇક્રોટ્યુબ્યુલ-કાઇનેટોકોર જોડાણોમાંથી તણાવની સંવેદનામાં દખલ કરી શકે છે. ક્રોમોઝોમના નુકસાનના અન્ય સંભવિત કારણો કે જે માઇક્રોન્યુક્લી રચના તરફ દોરી શકે છે તેમાં કિનેટોચોર અને માઇક્રોટ્યુબ્યુલ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓમાં ખામી, માઇટોટિક સ્પિન્ડલ એસેમ્બલીમાં ખામી, મિટોસિસ ચેક પોઇન્ટ ખામી, અસામાન્ય સેન્ટ્રોસોમ એમ્પ્લીફિકેશન અને ટેલોમેરિક એન્ડ ફ્યુઝન છે જે ડાયસેન્ટ્રિક રંગસૂત્રોમાં પરિણમે છે જે એનાફેઝ દરમિયાન સ્પિન્ડલથી અલગ થાય છે. રંગસૂત્રની ખોટની ઘટનાઓ અને કેન્દ્રિત રંગસૂત્રના ટુકડાઓમાંથી ઉદ્ભવતા માઇક્રોન્યુક્લીને પેન્સેન્ટ્રોમેરિક ડીએનએ પ્રોબ્સનો ઉપયોગ કરીને અલગ કરી શકાય છે. ઓળખ કોષ દીઠ સૂક્ષ્મ ન્યુક્લિયસની સંખ્યાની આગાહી નીચેના સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છેઃ એએફ એ કેન્દ્રિત ટુકડાઓની સંખ્યા છે અને એફ = 0.5-0.5 પી, જ્યાં પી પરંપરાગત ન્યુક્લિયસમાં ટુકડાઓનો સમાવેશ થવાની અને સૂક્ષ્મ ન્યુક્લિયસ ન બનાવવાની સંભાવના બરાબર છે. એક અભ્યાસ, જેમાં પરમાણુ પદાર્થને ડાઘવા માટે ગીમેસા ડાઘનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો, તેણે સૂક્ષ્મ ન્યુક્લિયસને ઓળખવા માટે નીચેના માપદંડ સ્થાપિત કર્યાઃ 1) પ્રાથમિક ન્યુક્લિયસનો વ્યાસ 1/3 કરતા ઓછો, 2) બિન-પ્રત્યાવર્તન (નાના ડાઘના કણોને બાકાત રાખે છે), 3) મુખ્ય ન્યુક્લિયસ જેટલો જ અથવા હળવા રંગ (મોટા ડાઘના કણોને બાકાત રાખે છે), 4) મુખ્ય ન્યુક્લિયસના 3 અથવા 4 પરમાણુ વ્યાસને સ્પર્શ કર્યા વિના સ્થાન, અને 5) એક પ્રાથમિક ન્યુક્લિયસ સાથે સંકળાયેલ બેથી વધુ નહીં (3 અથવા વધુ માઇક્રોન્યૂક્લી સંભવતઃ પોલિમોર્ફ અથવા પરમાણુ ટુકડાઓ સાથે પ્રોરોબિસાઇટ્સ છે). પરીક્ષણો માઇક્રોન્યુક્લિયસ પરીક્ષણો રંગસૂત્રની રચના અને કાર્યમાં દખલ કરવાની રાસાયણિક ક્ષમતા વિશે મહત્વપૂર્ણ માહિતી પ્રદાન કરે છે. દાખલા તરીકે, ઘણા જાણીતા માનવ કાર્સિનોજેન્સ સસ્તન પ્રાણીઓના માઇક્રોન્યુક્લિયસ પરીક્ષણોમાં સકારાત્મક પરીક્ષણ કરે છે. આ પરીક્ષણોમાં, સજીવોની રાસાયણિક સાથે સારવાર કરવામાં આવે છે અને માઇક્રોન્યુક્લીએટેડ કોષોની પરિણામી આવર્તન માપવામાં આવે છે. જો માઇક્રોન્યુક્લી સાથેના કોષોની સંખ્યામાં નોંધપાત્ર વધારો થાય છે, તો તે તારણ કાઢી શકાય છે કે રાસાયણિક માળખાકીય અને/અથવા આંકડાકીય રંગસૂત્રોને નુકસાન પહોંચાડે છે. સક્રિય રીતે વિભાજિત કોષો પર માઇક્રોન્યુક્લિયસ પરીક્ષણો કરવા આવશ્યક હોવાથી, અસ્થિ મજ્જા સ્ટેમ કોશિકાઓ અને કોષ વિભાગો દ્વારા ઉત્પન્ન થતા એરિથ્રોસાઇટ્સ આદર્શ ઉમેદવાર છે. આ કોષો સતત, ઝડપી ટર્નઓવર અનુભવે છે અને એરિથ્રોસાઇટ્સમાં સાચા ન્યુક્લિયસનો અભાવ માઇક્રોસ્કોપ હેઠળ માઇક્રોન્યુક્લીને સરળતાથી દૃશ્યમાન બનાવે છે. માઇક્રોન્યુક્લિયસ પરીક્ષણ પ્રણાલીઓ ખૂબ જ કિફાયતી હોય છે, જેમાં પરંપરાગત મેટાફેઝ પરીક્ષણોને ગુણ આપવા માટે ઘણી ઓછી કુશળતાની જરૂર પડે છે, અને આ પરંપરાગત પરીક્ષણો કરતાં ઘણી ઝડપી હોય છે. માઇક્રોન્યુક્લિયસ પરીક્ષણો રંગસૂત્રોના વિચલનોને વિશ્વસનીય અને ઝડપથી પ્રતિબિંબિત કરે છે, તેથી તે રંગસૂત્રોના નુકસાનના ઝડપી મૂલ્યાંકન માટે અત્યંત ઉપયોગી છે. ખાસ કરીને, સીબીએમએનસાઇટ (સાયટોકીનેસિસ-બ્લોક માઇક્રોન્યુક્લિયસ સાયટોમ) પરીક્ષણ અત્યંત બહુમુખી છે અને કોષોમાં રંગસૂત્ર નુકસાન અને રંગસૂત્ર અસ્થિરતાના સ્તરને માપવા માટેની પસંદગીની પદ્ધતિઓમાંની એક છે. સાયટોકીનેસિસ-બ્લોક માઇક્રોન્યુક્લિયસ (સીબીએમએન) પરીક્ષણ સૌપ્રથમ કોષોમાં માઇક્રોન્યુક્લાઇને સ્કોર કરવા માટે વિકસાવવામાં આવ્યું હતું જેણે સાયટોકીનેસિસ પહેલાં બાયન્યુક્લેટ તબક્કે તેમને અવરોધિત કરીને પરમાણુ વિભાજન પૂર્ણ કર્યું હતું. તે પાછળથી કોષના મૃત્યુ, સાયટોસ્ટેસિસ અને ડીએનએ નુકસાનના બાયોમાર્કર્સનું વધુ સંશોધન કરવા માટે સીબીએમએન 'સાયટોમ' પરીક્ષણમાં વિકસિત થયું. માઇક્રોન્યુક્લિયસ પરીક્ષણોનો ઉપયોગ કરવાની મુખ્ય ખામી એ છે કે તેઓ વિવિધ પ્રકારના રંગસૂત્રના વિચલનો નક્કી કરી શકતા નથી અને માઇટોટિક દર અને કોષના મૃત્યુના પ્રમાણથી પ્રભાવિત થઈ શકે છે, જે પરિણામોને વળાંક આપે છે. રચનામાં પેટર્ન બહુવિધ અભ્યાસોમાં જાણવા મળ્યું છે કે સ્ત્રીઓમાં માઇક્રોન્યુક્લી આવર્તન પુરુષો કરતાં વધારે છે અને માઇક્રોન્યુક્લીની સંખ્યા લગભગ 70 વર્ષની ઉંમર સુધી વધે છે. માઇક્રોન્યુક્લીનું સ્તર પુરુષોમાં 0.5 થી 1.4 ટકા અને સ્ત્રીઓમાં 0.9 થી 1.8 ટકા હતું. જાતિ-સંબંધિત તફાવતો મુખ્યત્વે યુવાન વય જૂથો (<= 50 વર્ષ) માં જોવા મળ્યા હતા, જેમાં પુરુષો અને સ્ત્રીઓ વચ્ચે લગભગ બમણો તફાવત જોવા મળ્યો હતો. 70 વર્ષની ઉંમર પછી માઇક્રોન્યુક્લીની સંખ્યામાં પેટર્ન વિવાદાસ્પદ છે. કેટલાક અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે 70 વર્ષથી વધુ ઉંમરના વ્યક્તિઓમાં, બંને જાતિઓમાં માઇક્રોન્યુક્લિયસ આવર્તન વધે છે. બીજી બાજુ, અન્ય અભ્યાસોમાં જાણવા મળ્યું છે કે સૌથી જૂના વય જૂથોમાં, માઇક્રોન્યુક્લી આવર્તન બંધ થાય છે. કેટલાક સૌથી જૂના વય જૂથોમાં માઇક્રોન્યુક્લીની ઉણપને એ હકીકત દ્વારા સમજાવી શકાય છે કે માઇક્રો ન્યુક્લીએટેડ કોષો એપોપ્ટોસિસ દ્વારા પ્રાધાન્યપૂર્વક દૂર કરવામાં આવે છે. જો કે, ઉચ્ચ માઇક્રોન્યુક્લી આવર્તન ડીએનએ રિપેરની ઘટતી કાર્યક્ષમતા અને વધેલી જીનોમિક અસ્થિરતાને અનુરૂપ છે, જે જૂના વિષયોમાં સામાન્ય છે. માઇક્રોન્યુક્લી આવર્તનમાં વય-સંબંધિત વધારો પણ હાયપોપ્લોઇડમાં વય-સંબંધિત વધારો અને લિંગ રંગસૂત્રના નુકશાનમાં વય-સંબંધિત વધારો સાથે સારી રીતે અનુરૂપ છે. વૈકલ્પિક રીતે, જૂના વિષયોમાં માઇક્રોન્યુક્લીની આવર્તનને સરભર કરવી એ જીનોમિક અસ્થિરતાની મર્યાદા સૂચવે છે જેને પાર કરી શકાતી નથી જો વ્યક્તિ ટકી રહે. જો આ કિસ્સો હોય, તો સ્ત્રીઓ પુરુષો કરતાં વધુ ઝડપથી આ સીમા સુધી પહોંચે છે. જાતીય રંગસૂત્રો વધતી ઉંમર સાથે મોટા ભાગના રંગસૂત્રોની ખોટની ઘટનાઓમાં ફાળો આપે છે. સ્ત્રીઓમાં, એક્સ રંગસૂત્ર અવલોકન કરાયેલા સૂક્ષ્મ ન્યુક્લિયસના 72 ટકા સુધી હોઈ શકે છે, જેમાંથી 37 ટકા કાર્યાત્મક કાઇનેટોકોર એસેમ્બલીનો અભાવ હોવાનું જણાય છે, જે સંભવતઃ એક્સ રંગસૂત્ર નિષ્ક્રિયતાને કારણે છે. બહુવિધ અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે બંને જાતિઓમાં ઓટોસોમ-પોઝિટિવ માઇક્રોન્યુક્લી અને પુરુષોમાં સેક્સ રંગસૂત્ર-પોઝિટિવ એમ. એન. ની આવર્તન સમાન હતી અને જૂના જૂથોમાં અપરિવર્તિત રહી હતી જ્યારે સ્ત્રીઓમાં એક્સ-પોઝિટિવ એમ. એન. ની આવર્તન ઓટોસોમ-પોઝિટિવ એમ. એન. ની સરેરાશ આવર્તન કરતા વધારે હતી અને વૃદ્ધાવસ્થા સુધી સતત વધતી રહી હતી. ધુમ્રપાન કરનારાઓમાં બિન-ધુમ્રપાન કરનારાઓની સરખામણીમાં રંગસૂત્ર વિચલન, ક્ષતિગ્રસ્ત કોષો અને માઇક્રોન્યુક્લીની આવૃત્તિઓ નોંધપાત્ર રીતે વધારે હોય છે. સામાન્ય લોકો અને અન્ય ઘણા સસ્તન પ્રાણીઓમાં, જેમના લાલ રક્તકણોમાં કેન્દ્રક હોતા નથી, સૂક્ષ્મ કેન્દ્રકને બરોળ દ્વારા ઝડપથી દૂર કરવામાં આવે છે. તેથી માનવ પરિધીય રક્તમાં સૂક્ષ્મકણોની ઊંચી આવૃત્તિઓ ફૂટી ગયેલી અથવા ગેરહાજર બરોળ સૂચવે છે. ઉંદરમાં, આને દૂર કરવામાં આવતા નથી, જે ઇન વિવો માઇક્રોન્યુક્લિયસ પરીક્ષણ માટેનો આધાર છે. આ પણ જુઓ મેક્રોન્યુક્લિયસ કેન્સરસ માઇક્રોન્યુક્લાઇ માઇક્રોક્રોમોસોમ સંદર્ભો ઓર્ગેનેલ્સ સિલિયેટે જીવવિજ્ઞાન