DNA-binding domain
ડીએનએ-બંધનકર્તા ડોમેન (ડીબીડી) એ સ્વતંત્ર રીતે ફોલ્ડ કરેલ પ્રોટીન ડોમેન છે જેમાં ઓછામાં ઓછી એક માળખાકીય રચના હોય છે જે ડબલ-અથવા સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએને ઓળખે છે. ડી. બી. ડી. ચોક્કસ ડી. એન. એ. ક્રમ (ઓળખ ક્રમ) ને ઓળખી શકે છે અથવા ડી. એન. એ. સાથે સામાન્ય સંબંધ ધરાવે છે. કેટલાક ડીએનએ-બંધનકર્તા ક્ષેત્રોમાં તેમના ફોલ્ડ કરેલા માળખામાં ન્યુક્લિક એસિડનો પણ સમાવેશ થઈ શકે છે. કાર્ય એક અથવા વધુ ડીએનએ-બંધનકર્તા ડોમેન્સ ઘણીવાર મોટા પ્રોટીનનો ભાગ હોય છે જેમાં અલગ કાર્ય સાથે વધુ પ્રોટીન ડોમેન્સ હોય છે. વધારાના ક્ષેત્રો ઘણીવાર ડીએનએ-બંધનકર્તા ક્ષેત્રની પ્રવૃત્તિને નિયંત્રિત કરે છે. ડીએનએ બંધનનું કાર્ય માળખાકીય હોય છે અથવા તેમાં અનુલેખન નિયમનનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં કેટલીકવાર બે ભૂમિકાઓ ઓવરલેપ થાય છે. ડીએનએ માળખાને સંડોવતા કાર્યો સાથે ડીએનએ-બંધનકર્તા ડોમેન્સ ડીએનએ પ્રતિકૃતિ, સમારકામ, સંગ્રહ અને ફેરફારમાં જૈવિક ભૂમિકાઓ ધરાવે છે, જેમ કે મિથાઇલેશન. જનીન અભિવ્યક્તિના નિયમનમાં સામેલ ઘણા પ્રોટીનમાં ડીએનએ-બંધનકર્તા ક્ષેત્રો હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, પ્રોટીન કે જે ડીએનએને બાંધીને અનુલેખનનું નિયમન કરે છે તેને અનુલેખન પરિબળો કહેવામાં આવે છે. મોટાભાગના સેલ્યુલર સિગ્નલિંગ કાસ્કેડ્સનું અંતિમ ઉત્પાદન જનીન નિયમન છે. ડીબીડી ડીએનએના ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ સાથે ડીએનએ ક્રમ-વિશિષ્ટ અથવા બિન-ક્રમ-વિશિષ્ટ રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, પરંતુ બિન-ક્રમ-વિશિષ્ટ માન્યતામાં પણ પ્રોટીન અને ડીએનએ વચ્ચે અમુક પ્રકારની પરમાણુ પૂરકતાનો સમાવેશ થાય છે. ડી. બી. ડી. દ્વારા ડીએનએ ઓળખ ડીએનએના મોટા અથવા નાના ખાંચ પર અથવા સુગર-ફોસ્ફેટ ડીએનએ બેકબોન પર થઈ શકે છે (ડીએનએની રચના જુઓ). દરેક ચોક્કસ પ્રકારની ડીએનએ ઓળખ પ્રોટીનના કાર્યને અનુરૂપ હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, ડીએનએ-કટીંગ એન્ઝાઇમ ડીએનએઝ I ડીએનએને લગભગ અવ્યવસ્થિત રીતે કાપી નાખે છે અને તેથી બિન-અનુક્રમ-વિશિષ્ટ રીતે ડીએનએ સાથે જોડાવું જોઈએ. પરંતુ, તેમ છતાં, ડીએનએઝ I ચોક્કસ 3-ડી ડીએનએ માળખાને ઓળખે છે, જે કંઈક અંશે ચોક્કસ ડીએનએ ક્લેવેજ પેટર્ન આપે છે જે ડીએનએ ફૂટપ્રિન્ટિંગ નામની તકનીક દ્વારા ડીએનએ ઓળખનો અભ્યાસ કરવા માટે ઉપયોગી થઈ શકે છે. ઘણા ડીએનએ-બંધનકર્તા ડોમેન્સ ચોક્કસ ડીએનએ સિક્વન્સને ઓળખવા જોઈએ, જેમ કે ટ્રાન્સક્રિપ્શન પરિબળોની ડીબીડી કે જે ચોક્કસ જનીનોને સક્રિય કરે છે, અથવા ઉત્સેચકો કે જે ચોક્કસ સ્થળોએ ડીએનએમાં ફેરફાર કરે છે, જેમ કે પ્રતિબંધ ઉત્સેચકો અને ટેલોમેરેઝ. ડીએનએ મુખ્ય ખાંચમાં હાઇડ્રોજન બંધન પેટર્ન ડીએનએ નાના ખાંચ કરતાં ઓછી અધોગતિ પામે છે, જે અનુક્રમ-વિશિષ્ટ ડીએનએ ઓળખ માટે વધુ આકર્ષક સ્થળ પ્રદાન કરે છે. ડીએનએ-બંધનકર્તા પ્રોટીનની વિશિષ્ટતાનો અભ્યાસ ઘણી બાયોકેમિકલ અને બાયોફિઝિકલ તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે, જેમ કે જેલ ઇલેક્ટ્રોફોરેસિસ, વિશ્લેષણાત્મક અલ્ટ્રાસેન્ટ્રીફ્યુગેશન, કેલરીમેટ્રી, ડીએનએ મ્યુટેશન, પ્રોટીન સ્ટ્રક્ચર મ્યુટેશન અથવા મોડિફિકેશન, ન્યુક્લિયર મેગ્નેટિક રેઝોનન્સ, એક્સ-રે ક્રિસ્ટલોગ્રાફી, સરફેસ પ્લાઝમોન રેઝોનન્સ, ઇલેક્ટ્રોન પેરામેગ્નેટિક રેઝોનન્સ, ક્રોસ-લિંકિંગ અને માઇક્રોસ્કેલ થર્મોફોરેસિસ (એમએસટી). જીનોમમાં ડીએનએ-બંધનકર્તા પ્રોટીન દરેક જીનોમમાં જનીનનો મોટો ભાગ ડીએનએ-બંધનકર્તા પ્રોટીનને એન્કોડ કરે છે (કોષ્ટક જુઓ). જો કે, માત્ર થોડી સંખ્યામાં પ્રોટીન પરિવારો ડીએનએ-બંધનકર્તા છે. દાખલા તરીકે, લગભગ 20,000 માનવ પ્રોટીનમાંથી 2000 થી વધુ "ડીએનએ-બંધનકર્તા" છે, જેમાં લગભગ 750 ઝિંક-ફિંગર પ્રોટીનનો સમાવેશ થાય છે. પ્રકાર હેલિક્સ-ટર્ન-હેલિક્સ મૂળરૂપે બેક્ટેરિયામાં શોધાયેલું, હેલિક્સ-ટર્ન-હેલિક્સ મોટિફ સામાન્ય રીતે રિપ્રેસર પ્રોટીનમાં જોવા મળે છે અને તે લગભગ 20 એમિનો એસિડ લાંબુ હોય છે. યુકેરીયોટ્સમાં, હોમિયોડોમેનમાં 2 હેલિસીસનો સમાવેશ થાય છે, જેમાંથી એક ડીએનએ (ઉર્ફ રેકગ્નિશન હેલિક્સ) ને ઓળખે છે. તેઓ પ્રોટીનમાં સામાન્ય છે જે વિકાસલક્ષી પ્રક્રિયાઓનું નિયમન કરે છે (PROSITE HTH). ઝિંક ફિંગર ઝિંક ફિંગર ડોમેન મોટે ભાગે યુકેરીયોટ્સમાં જોવા મળે છે, પરંતુ કેટલાક ઉદાહરણો બેક્ટેરિયામાં જોવા મળે છે. ઝિંક ફિંગર ડોમેન સામાન્ય રીતે 23 અને 28 એમિનો એસિડની વચ્ચે લાંબુ હોય છે અને ઝિંક આયનોને નિયમિત અંતર ધરાવતા ઝિંક-સંકલન અવશેષો (હિસ્ટિડીન અથવા સિસ્ટીન) સાથે સંકલન કરીને સ્થિર થાય છે. ઝિંક ફિંગરનો સૌથી સામાન્ય વર્ગ (Cys2His2) એક જ ઝિંક આયનનું સંકલન કરે છે અને તેમાં ઓળખ હેલિક્સ અને 2-સ્ટ્રાન્ડ બીટા-શીટનો સમાવેશ થાય છે. ટ્રાન્સક્રિપ્શન પરિબળોમાં આ ડોમેન્સ ઘણીવાર એરેમાં જોવા મળે છે (સામાન્ય રીતે ટૂંકા લિંકર સિક્વન્સ દ્વારા અલગ પડે છે) અને જ્યારે ડીએનએ સાથે બંધાયેલ હોય ત્યારે નજીકની આંગળીઓ 3 બેઝપેયર અંતરાલો પર હોય છે. લ્યુસીન ઝિપર મૂળભૂત લ્યુસીન ઝિપર (બીઝેડઆઇપી) ક્ષેત્ર મુખ્યત્વે યુકેરીયોટ્સમાં અને મર્યાદિત પ્રમાણમાં બેક્ટેરિયામાં જોવા મળે છે. બીઝેડઆઇપી ડોમેનમાં દરેક 7મા એમિનો એસિડ પર લ્યુસીન સાથે આલ્ફા હેલિક્સ હોય છે. જો આવા બે હેલિસીસ એકબીજાને શોધે છે, તો લ્યુસીન ઝિપરમાં દાંત તરીકે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરી શકે છે, જેનાથી બે પ્રોટીનનું ડાયમેરાઇઝેશન થઈ શકે છે. ડીએનએ સાથે બંધન કરતી વખતે, મૂળભૂત એમિનો એસિડ અવશેષો ખાંડ-ફોસ્ફેટની કરોડરજ્જુ સાથે જોડાય છે જ્યારે હેલિસીસ મુખ્ય પોલાણમાં બેસે છે. તે જનીન અભિવ્યક્તિનું નિયમન કરે છે. પાંખવાળા હેલિક્સ લગભગ 110 એમિનો એસિડ ધરાવે છે, પાંખવાળા હેલિક્સ (ડબલ્યુએચ) ડોમેનમાં ચાર હેલિક્સ અને બે-સ્ટ્રાન્ડ બીટા-શીટ હોય છે. વિંગ્ડ હેલિક્સ-ટર્ન-હેલિક્સ વિંગ્ડ હેલિક્સ-ટર્ન-હેલિક્સ (ડબલ્યુએચટીએચ) ડોમેન સામાન્ય રીતે <આઇડી1> એમિનો એસિડ લાંબુ હોય છે. તે 3-હેલિકલ બંડલ અને 4-સ્ટ્રાન્ડ બીટા-શીટ (પાંખ) દ્વારા રચાય છે. હેલિક્સ-લૂપ-હેલિક્સ મૂળભૂત હેલિક્સ-લૂપ-હેલિક્સ (બી. એચ. એલ. એચ.) ડોમેન કેટલાક અનુલેખન પરિબળોમાં જોવા મળે છે અને તે લૂપ દ્વારા જોડાયેલા બે આલ્ફા હેલિક્સ (α-હેલિક્સ) દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. એક હેલિક્સ સામાન્ય રીતે નાનું હોય છે અને લૂપની લવચીકતાને કારણે, ફોલ્ડિંગ અને અન્ય હેલિક્સ સામે પેક કરીને ડાયમેરાઇઝેશનની મંજૂરી આપે છે. મોટા હેલિક્સમાં સામાન્ય રીતે ડીએનએ-બંધનકર્તા પ્રદેશો હોય છે. એચ. એમ. જી.-બોક્સ એચ. એમ. જી.-બોક્સ ડોમેન્સ ઉચ્ચ ગતિશીલતા જૂથ પ્રોટીનમાં જોવા મળે છે જે પ્રતિકૃતિ અને અનુલેખન જેવી વિવિધ ડીએનએ-આધારિત પ્રક્રિયાઓમાં સામેલ છે. તેઓ વળાંકને પ્રેરિત કરીને ડીએનએની લવચીકતામાં પણ ફેરફાર કરે છે. ડોમેનમાં લૂપ્સ દ્વારા અલગ કરાયેલ ત્રણ આલ્ફા હેલિસીસનો સમાવેશ થાય છે. વોર્3 ડોમેન વોર્3 ડોમેન્સ, કેંડિડા આલ્બિકન્સમાં વ્હાઇટ-ઓપેક રેગ્યુલેટર 3 (વોર્3) ના નામ પરથી નામ આપવામાં આવ્યું છે, જે અગાઉ વર્ણવેલ ડીએનએ-બંધનકર્તા ડોમેન્સ કરતાં ઉત્ક્રાંતિના સમયમાં તાજેતરમાં જ ઉભરી આવ્યું છે અને તે નાની સંખ્યામાં ફૂગ સુધી મર્યાદિત છે. ઓબી-ફોલ્ડ ડોમેન ઓબી-ફોલ્ડ એ એક નાની માળખાકીય રચના છે જેનું મૂળ નામ તેના ઓલિગોન્યુક્લિયોટાઇડ/ઓલિગોસેકરાઇડ બંધનકર્તા ગુણધર્મો માટે રાખવામાં આવ્યું છે. ઓબી-ફોલ્ડ ડોમેન્સ લંબાઈમાં 70 થી 150 એમિનો એસિડની વચ્ચે હોય છે. ઓબી-ફોલ્ડ્સ સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએને બાંધે છે, અને તેથી સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ બંધનકર્તા પ્રોટીન છે. ઓબી-ફોલ્ડ પ્રોટીનને ડીએનએ પ્રતિકૃતિ, ડીએનએ પુનઃસંયોજન, ડીએનએ રિપેર, ટ્રાન્સક્રિપ્શન, ટ્રાન્સલેશન, કોલ્ડ શોક રિસ્પોન્સ અને ટેલોમેર જાળવણી માટે મહત્વપૂર્ણ તરીકે ઓળખવામાં આવ્યા છે. અસામાન્ય ઇમ્યુનોગ્લોબ્યુલિન ફોલ્ડ ઇમ્યુનોગ્લોબ્યુલિન ડોમેન () માં મોટી કનેક્ટિંગ લૂપ્સ સાથે બીટા-શીટ માળખું હોય છે, જે ડીએનએ મુખ્ય પોલાણ અથવા એન્ટિજેન્સને ઓળખવા માટે કામ કરે છે. સામાન્ય રીતે ઇમ્યુનોગ્લોબ્યુલિન પ્રોટીનમાં જોવા મળે છે, તેઓ સાયટોકીન માર્ગના સ્ટેટ પ્રોટીનમાં પણ હાજર હોય છે. આ સંભવ છે કારણ કે સાયટોકીન માર્ગ પ્રમાણમાં તાજેતરમાં વિકસિત થયો છે અને તેણે પોતાની રચના કરવાને બદલે પહેલેથી જ કાર્યરત પ્રણાલીઓનો ઉપયોગ કર્યો છે. બી3 ક્ષેત્ર બી3 ડી. બી. ડી. (,) ઉચ્ચ છોડમાંથી ટ્રાન્સક્રિપ્શન પરિબળો અને પ્રતિબંધ એન્ડોન્યુક્લીઝ ઇકોઆરઆઈઆઈ અને બી. એફ. આઈ. આઈ. માં જોવા મળે છે અને તેમાં સામાન્ય રીતે <આઇ. ડી. 1> અવશેષો હોય છે. તેમાં સાત બીટા શીટ્સ અને બે આલ્ફા હેલિસીસનો સમાવેશ થાય છે, જે ડીએનએ-બંધનકર્તા સ્યુડોબેરેલ પ્રોટીન ફોલ્ડ બનાવે છે. ટી. એ. એલ. પ્રભાવક ટી. એ. એલ. પ્રભાવકો ઝેન્થોમોનાસ જાતિના બેક્ટેરિયલ પ્લાન્ટ પેથોજેન્સમાં જોવા મળે છે અને બેક્ટેરિયલ વાઈરુલેન્સ, પ્રસાર અને પ્રસારને સરળ બનાવવા માટે યજમાન પ્લાન્ટના જનીનોને નિયંત્રિત કરવામાં સામેલ છે. તેઓ ટેન્ડમ 33-35 અવશેષ પુનરાવર્તનનો કેન્દ્રિય પ્રદેશ ધરાવે છે અને દરેક પુનરાવર્તિત પ્રદેશ TALE ની બંધનકર્તા સાઇટમાં એક જ DNA આધારને એન્કોડ કરે છે. પુનરાવર્તનની અંદર તે માત્ર અવશેષ 13 છે જે સીધા ડીએનએ આધારનો સંપર્ક કરે છે, અનુક્રમ વિશિષ્ટતા નક્કી કરે છે, જ્યારે અન્ય સ્થાનો ડીએનએ બેકબોન સાથે સંપર્ક કરે છે, ડીએનએ-બંધનકર્તા ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને સ્થિર કરે છે. એરેની અંદર દરેક પુનરાવર્તન જોડીદાર આલ્ફા-હેલિસીસનું સ્વરૂપ લે છે, જ્યારે સમગ્ર પુનરાવર્તન એરે જમણા હાથની સુપરહેલિક્સ બનાવે છે, જે ડીએનએ-ડબલ હેલિક્સની આસપાસ લપેટી લે છે. ટી. એ. એલ. પ્રભાવક પુનરાવર્તિત એરે ડીએનએ બંધન પર સંકોચાય તેવું દર્શાવવામાં આવ્યું છે અને બે-સ્થિતિ શોધ પદ્ધતિ પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવી છે, જેમાં કોર ટી. એ. એલ.-પ્રભાવક પુનરાવર્તિત એરેના અનન્ય પુનરાવર્તિત એકમ એન-ટર્મિનલમાંથી સફળ થાઇમિન ઓળખ સાથે શરૂ થતી વિસ્તરેલ ટી. એ. એલ. ઇ. ડીએનએની આસપાસ સંકોચાય છે. સંબંધિત પ્રોટીન બેક્ટેરિયલ પ્લાન્ટ પેથોજેન રાલ્સ્ટોનિયા સોલાનાસીરમ, ફંગલ એન્ડોસિમ્બિયોન્ટ બર્કહોલ્ડેરિયા રાઇઝોક્સિનિકા અને બે હજુ સુધી અજાણ્યા દરિયાઈ-સુક્ષ્મસજીવોમાં જોવા મળે છે. ડીએનએ બંધનકર્તા કોડ અને પુનરાવર્તિત એરેનું માળખું આ જૂથો વચ્ચે સંરક્ષિત છે, જેને સામૂહિક રીતે ટેલ-લાઈક્સ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. આર. એન. એ.-માર્ગદર્શિત સ્ટ્રેપ્ટોકોકસ પાયોજીન્સની સી. આર. આઈ. એસ. પી. આર./સી. એ. એસ. પ્રણાલીને લક્ષિત ડી. એન. એ. સાઇટ્સ માટે આધાર-જોડી પૂરકતા સાથે માર્ગદર્શક આર. એન. એ. ની સરળ ઇજનેરી દ્વારા કુદરતી અને કૃત્રિમ યુકેરીયોટિક પ્રવર્તકો માટે સક્રિયકરણ અને દમન બંનેને નિર્દેશિત કરવા માટે પ્રોગ્રામ કરી શકાય છે. Cas9 નો ઉપયોગ કસ્ટમાઇઝ કરી શકાય તેવા RNA-માર્ગદર્શિત DNA-બંધનકર્તા પ્લેટફોર્મ તરીકે થઈ શકે છે. ડોમેન Cas9 ને રસના નિયમનકારી ડોમેન્સ (દા. ત., સક્રિયકરણ, દમન અથવા એપિજેનેટિક પ્રભાવક) સાથે અથવા જીનોમ એન્જિનિયરિંગ જીવવિજ્ઞાન માટે બહુમુખી સાધન તરીકે એન્ડોન્યુક્લીઝ ડોમેન સાથે કાર્યરત કરી શકાય છે. અને પછી વિવિધ માર્ગદર્શિકા આર. એન. એ. નો ઉપયોગ કરીને બહુવિધ સ્થાનોને લક્ષિત કરવામાં આવે છે. જમીનના છોડના જીનોમ્સમાં હાજર ડીએનએ-બંધનકર્તા-ક્ષેત્રોના માળખાકીય વર્ગીકરણ માટે, જુઓ ન્યુક્લિક એસિડ સિમ્યુલેશન સોફ્ટવેર સંદર્ભોની સરખામણી બાહ્ય કડીઓ અનુમાનિત અનુલેખન પરિબળોના ડીબીડી ડેટાબેઝ ડીએનએ-બંધનકર્તા ક્ષેત્રોના ક્યુરેટેડ સમૂહનો ઉપયોગ તમામ સંપૂર્ણપણે અનુક્રમિત જીનોમમાં અનુલેખન પરિબળોની આગાહી કરવા માટે કરે છે ડીએનએ-બંધનકર્તા પ્રણાલીઓનું કોષ્ટક પ્રોસાઇટ મોલેક્યુલર જિનેટિક્સ પ્રોટીન ક્ષેત્રોમાં ડીએનએ-બંધનકર્તા ક્ષેત્રોઃ ડીએનએ-બંધનકર્તા ક્ષેત્ર પ્લઃ બિયાલ્કો વાઈઝ ડીએનએ