Competence factor
બાહ્ય ડીએનએ અથવા સક્ષમતાને સફળતાપૂર્વક સમાવિષ્ટ કરવાની કોષની ક્ષમતા સક્ષમતાના પરિબળો દ્વારા નક્કી થાય છે. આ પરિબળોમાં ચોક્કસ કોષ સપાટીના પ્રોટીન અને અનુલેખન પરિબળોનો સમાવેશ થાય છે જે ડીએનએના ગ્રહણને પ્રેરિત કરે છે. કુદરતી ક્ષમતા એ કોષની પટલ દ્વારા બાહ્યકોષીય ડીએનએ સાથે જોડાવાની અને પરિવહન કરવાની ક્ષમતા છે અને પરિવર્તન નામની પ્રક્રિયા દ્વારા વિદેશી જનીનોને તેના પોતાના ડીએનએમાં ફરીથી જોડવાની ક્ષમતા છે. આડું જનીન સ્થાનાંતરણ આનું પરિણામ છે, જ્યાં બેક્ટેરિયલ જનીનોને આપેલ વાતાવરણમાં સમાન પેઢીની પ્રજાતિઓમાં સ્થાનાંતરિત કરી શકાય છે, અને યોગ્યતા એ સ્થાનાંતરણમાં ભાગ લેવાની કોષની ક્ષમતા છે. જો પ્રતિકૂળ વાતાવરણમાં રહેતા વસ્તીના એક કોષમાં પરિવર્તન થાય છે જે વધુ સારી રીતે ટકી રહેવામાં પરિણમે છે, તો તે જનીન અન્ય સક્ષમ કોષોમાં સમાન લાભ વધારવા માટે પસાર કરી શકાય છે. પ્લાઝમિડ્સ, જે સામાન્ય રીતે આનુવંશિક હેરફેરમાં વપરાય છે, તેને આડી જનીન સ્થાનાંતરણ દ્વારા પણ વહેંચી શકાય છે, જે ખાસ કરીને એન્ટિબાયોટિક-પ્રતિરોધક પ્લાઝમિડ્સના વિનિમયને લગતી આધુનિક દવાઓમાં સુસંગત છે. કોષની સક્ષમતા તેના આનુવંશિકતા દ્વારા નક્કી કરી શકાય છે, જે કુદરતી સક્ષમતા માટેનો કેસ છે, અથવા કૃત્રિમ સક્ષમતા પ્રાપ્ત કરવા માટે તેને હેરફેર કરી શકાય છે. બે પ્રકારના સક્ષમતા-પ્રેરિત ફેરોમોન્સ છે, જે કોમેક્સ અને સી. એસ. એફ. છે. કોમેક્સ એ દસ એમિનો એસિડ ઓલિગોપેપ્ટાઇડ છે; તેને બે સહ-ઘટકોની જરૂર પડે છે, કોમ્પ, એક હિસ્ટિડીન કિનેઝ અને કોમા, એક કોષરસ પ્રતિક્રિયા નિયમનકાર. કોમએક્સ આંતરિક પટલની બહાર કોમપી સાથે જોડાય છે; કોમપી ઓટોફોસ્ફોરાયલેટ્સ અને ફોસ્ફોરિક જૂથ કોએમએમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે. આ સક્ષમતા માર્ગમાં જનીનોના અનુલેખનને સક્રિય કરે છે. સી. એસ. એફ. એ પાંચ એમિનો એસિડ ઓલિગોપેપ્ટાઇડ છે અને જી. એસ. પી. માર્ગ દ્વારા નિકાસ કરવામાં આવે છે. સી. એસ. એફ. ઓલિગોપેપ્ટાઇડ પરમીએટ દ્વારા કોષમાં પ્રવેશ કરે છે અને ઓછી સાંદ્રતા (1-5 એનએમ) પર સક્ષમતા માર્ગને ઉત્તેજિત કરે છે; ઉચ્ચ સાંદ્રતા (> 20 એનએમ) પર સક્ષમતા અવરોધિત થાય છે અને સ્પોર્યુલેશન ઉત્તેજિત થાય છે. ક્ષમતાના પ્રકારો કુદરતી પ્રકૃતિમાં જોવા મળતા મોટાભાગના બેક્ટેરિયાને કુદરતી રીતે સક્ષમ હોવાનું કહેવાય છે, જેનો અર્થ છે કે તેઓ આનુવંશિક રીતે વિદેશી ડીએનએને ગ્રહણ કરવામાં સક્ષમ હોવાનું વલણ ધરાવે છે. પ્રયોગશાળાના સેટિંગમાં, સૂક્ષ્મજીવના કુદરતી વાતાવરણની પરિસ્થિતિઓને ફરીથી બનાવવાના પ્રયાસમાં કોષોને ઘણીવાર કૃત્રિમ અથવા પ્રેરિત ક્ષમતાની સ્થિતિમાં દબાણ કરવામાં આવે છે. બેક્ટેરિયા પર બળજબરીથી ક્ષમતા બે રીતે કરી શકાય છે-એક પદ્ધતિ કેમો-ક્ષમતા નામની પ્રક્રિયા છે. પ્રયોગશાળામાં, કોષો બરફ-ઠંડા કેલ્શિયમ ક્લોરાઇડના દ્રાવણથી તૈયાર કરવામાં આવે છે અને રાસાયણિક રીતે સક્ષમ બને છે. જ્યારે આ કોષો ગરમીથી આઘાત પામે છે (ઉદાહરણ તરીકે, 42 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર 30 સેકન્ડ), ત્યારે તેઓ સિંગલ અથવા ડબલ સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએ બંનેને લઈ શકે છે અને કાં તો તેને તેમના જિનોમમાં સામેલ કરી શકે છે, અથવા ડીએનએ કોષની અંદર પ્લાઝમિડ તરીકે અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે. બેક્ટેરિયાની ક્ષમતાને પ્રેરિત કરવાની બીજી પદ્ધતિ ઇલેક્ટ્રો-કોમ્પિટન્સ નામની પ્રક્રિયા છે, અને આ ઓછી આયનીય શક્તિવાળા કોષો તૈયાર કરીને કરવામાં આવે છે. પછી આ કોષોને વધુ પારગમ્ય બનાવવા માટે વિદ્યુત આંચકા સાથે સારવાર કરવામાં આવે છે, અને આ તેમને સિંગલ અથવા ડબલ સ્ટ્રેન્ડેડ ડીએનએ લેવાની મંજૂરી આપે છે અને તેને તેમના જિનોમમાં સામેલ કરે છે અથવા કોષની અંદર પ્લાઝમિડ તરીકે ડીએનએ અસ્તિત્વ ધરાવે છે. સ્ટ્રેપ્ટોકોકસ ન્યુમોનિયા નક્કી કરતા પરિબળો પ્રેરક પેપ્ટાઇડ યોગ્યતા-ઉત્તેજક પેપ્ટાઇડ (સી. એસ. પી.) દ્વારા તેની ક્ષમતા મેળવે છે. નાસોફેરિન્ક્સના નિવાસી તરીકે, એસ. ન્યુમોનિયાની એન્ટિબાયોટિક-પ્રતિરોધક પ્લાઝમિડ લેવાની ક્ષમતા જોખમી ચેપનું કારણ બની શકે છે. એસ. ન્યુમોનિયા ઓટોઇન્ડ્યુસર્સ તરીકે ઓળખાતા નાના દ્રાવ્ય અણુઓને વિસર્જન કરે છે જે અન્ય કોષોમાં આનુવંશિક ક્ષમતા વ્યક્ત કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. ઓટોઇન્ડ્યુસર્સનો ઉપયોગ કોરમ સેન્સિંગના પ્રકાર તરીકે થાય છે, જે આસપાસના વિસ્તારમાં કોષોની વસ્તીને "સમજશે". જ્યાં સુધી કોષ દ્વારા બાહ્ય આનુવંશિક સામગ્રીને કેમ્પીલોબેક્ટર જેજુની ડીએનએ હોવાની પુષ્ટિ ન થાય ત્યાં સુધી કેમ્પીલોબેક્ટર જેજુની સક્ષમ નથી. બેસિલસ સબટિલિસ માટે પણ આવા જ સંજોગો જોવા મળે છે, અને તે પછી પણ અમુક માધ્યમોમાં જ સક્ષમતા વિકસે છે. પેસ્ટ્યુરેલેસી અને નિસેરિયેસી પ્રજાતિઓ નજીકના સંબંધીઓમાંથી જનીનો પસંદ કરવાનું વલણ ધરાવે છે. નિયમન એસ. આર. એફ. એ. ઓપેરોન નિયમન તમામ સેલ્યુલર ઘટકો કે જે બાહ્ય સેલ્યુલર પરિબળોને સંવેદનામાં સામેલ છે તે એસ. આર. એફ. એ. ઓપેરોનને અસર કરે છે. એસ. આર. એફ. એ. ની અભિવ્યક્તિ માત્ર અપસ્ટ્રીમ જનીનો માટે ડીએનએના અનુલેખનની જરૂરિયાતને બાયપાસ કરશે. આનો અર્થ એ છે કે અનુલેખન એ ડીએનએની દિશા માટે વિશિષ્ટ નથી જે તે સામાન્ય રીતે અનુસરશે, જે બાહ્ય ડીએનએને જિનોમમાં અનુલેખન કરવાની મંજૂરી આપે છે. એસ. આર. એફ. એ. ને ઓપન રીડિંગ ફ્રેમ, કોમ. એસ. સાથે જોડવામાં આવે છે. જ્યારે આ વાંચન ફ્રેમ વ્યક્ત કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે ટ્રાન્સક્રિપ્શન પરિબળ કોમકેને સક્રિય કરશે. કોમકે સક્રિય થયા પછી, કુદરતી ક્ષમતા માટે તમામ જરૂરી ઘટકોને એન્કોડ કરતા જનીનોનું અનુલેખન શરૂ થશે. એસ. આર. એફ. એ. અને કોમ. એસ. બંનેની અભિવ્યક્તિ યોગ્યતા નિયમનના એક અલગ તબક્કાને રજૂ કરે છે. srfA વિના, comS વ્યક્ત કરી શકાતું નથી. કોમ્સની અભિવ્યક્તિ વિના, બાહ્ય ડીએનએને સ્વીકારવા અને સંકલિત કરવા માટે જરૂરી સેલ્યુલર ઘટકોનું અનુલેખન અને અનુગામી અનુવાદ કરી શકાતો નથી. કોમ-બ્લૉકરની ક્ષમતાને એસ. ન્યુમોનિયામાં કોમ-બ્લૉકરની પદ્ધતિ દ્વારા અવરોધિત કરી શકાય છે જે પ્રોટોન પ્રેરક બળને વિક્ષેપિત કરે છે, જે એટીપી ઉત્પાદન માટે જરૂરી છે. COM-બ્લૉકર એવા સંયોજનો છે જે લ્યુસિફેરેઝની પ્રવૃત્તિને અટકાવે છે, અને PROG અને TCL-COM-બ્લૉકરના બે ઉદાહરણો-આંતરિક pH ઘટાડે છે અને આમ અંતઃકોશિકીય પોટેશિયમનું સ્તર ઘટાડે છે. પીઆઇએમ આંતરિક પીએચમાં ફેરફાર કરતું નથી, પરંતુ કે + ના ગ્રહણને અસર કરે છે. ડિઓક્સિન્યુક્લિયોટાઇડ્સ ધરાવતું ડીએનએ પોષણનો અનુકૂળ સ્રોત બની શકે છે અને જો કોષના પોતાના જિનોમમાં સામેલ ન કરવામાં આવે તો તે કોષની પ્રતિકૃતિ માટે જરૂરી સામગ્રી પ્રદાન કરી શકે છે. મોટાભાગના ડીએનએ કે જે કોષ લે છે તે હકીકતમાં જિનોમમાં સમાવિષ્ટ નથી, પરંતુ તેના બદલે તૂટી જાય છે અને પુનઃઉત્પાદિત થાય છે. સક્ષમ કોષો કે જે પર્યાવરણીય ડીએનએને વધુ સરળતાથી શોષી લે છે, તેનાથી ઘણો ફાયદો થઈ શકે છે. જો સફળતાપૂર્વક રૂપાંતરિત થાય, તો બેક્ટેરિયા સમાવિષ્ટ ડીએનએમાંથી ઉત્ક્રાંતિ લાભ મેળવી શકે છે, કારણ કે પરિવર્તન અને જનીનો જે વધુ સારી રીતે ટકી રહેવાનું કારણ બને છે તે આ રીતે વહેંચી શકાય છે. સક્ષમ કોષો દ્વારા ડીએનએનું શોષણ પણ પુનઃસંયોજન માટે એક નમૂનો બનાવીને ડીએનએ રિપેરમાં ફાળો આપી શકે છે, જે ખાસ કરીને સલ્ફોલોબસ એસપીપીમાં જોવા મળ્યું છે. સંદર્ભો બેક્ટેરિયલ આનુવંશિક ઉત્ક્રાંતિ જીવવિજ્ઞાન પરિભાષા