Fluoride riboswitch
फ्लोराइड राइबोस्विच (जिसे पहले सी. आर. सी. बी. आर. एन. ए. मोटिफ कहा जाता था) एक संरक्षित आर. एन. ए. संरचना है जिसे जैव सूचना विज्ञान द्वारा विभिन्न प्रकार के बैक्टीरिया और आर्किया में पहचाना जाता है। इन आर. एन. ए. को बाद में राइबोस्विच के रूप में कार्य करते हुए दिखाया गया जो फ्लोराइड आयनों को महसूस करते हैं। ये "फ्लोराइड राइबोस्विच" डाउनस्ट्रीम जीन की अभिव्यक्ति को बढ़ाते हैं जब फ्लोराइड का स्तर बढ़ जाता है, और जीन को फ्लोराइड के बहुत उच्च स्तर के विषाक्त प्रभावों को कम करने में मदद करने के लिए प्रस्तावित किया जाता है। माना जाता है कि कई जीन इन फ्लोराइड राइबोस्विच द्वारा नियंत्रित किए जाते हैं। दो सबसे आम कूट प्रोटीन जो कोशिका से फ्लोराइड को हटाकर कार्य करने के लिए प्रस्तावित हैं। ये प्रोटीन सी. आर. सी. बी. प्रोटीन हैं और एक फ्लोराइड-विशिष्ट उपप्रकार के क्लोराइड चैनल हैं जिन्हें ई. आर. सी. एफ. या सी. एल. सी. एफ. कहा जाता है। सी. एल. सी. एफ. प्रोटीन को फ्लोराइड-विशिष्ट फ्लोराइड/प्रोटॉन एंटीपोर्टर के रूप में कार्य करने के लिए दिखाया गया है। एक फ्लोराइड राइबोस्विच की त्रि-आयामी संरचना को एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी द्वारा परमाणु संकल्प पर हल किया गया है। फ्लोराइड राइबोस्विच बैक्टीरिया और आर्किया डोमेन के भीतर कई जीवों में पाए जाते हैं, जो दर्शाता है कि इनमें से कई जीव कभी-कभी फ्लोराइड के उच्च स्तर का सामना करते हैं। स्ट्रेप्टोकोकस उत्परिवर्तन विशेष रूप से दिलचस्प है, जो दंत क्षय का एक प्रमुख कारण है। यह दिखाया गया है कि सोडियम फ्लोराइड ने ऊर्जा और कार्बन स्रोत के रूप में ग्लूकोज का उपयोग करके एस. म्यूटेंस की विकास दर को बाधित किया है। हालांकि, यह भी उल्लेखनीय है कि कई जीव जो मानव मुंह में फ्लोराइड का सामना नहीं करते हैं, उनमें फ्लोराइड राइबोस्विच या प्रतिरोधी जीन होते हैं। फ्लोराइड राइबोस्विच की खोज राइबोस्विच लिगैंड के रूप में फ्लोराइड की पहचान गलती से तब हुई जब फ्लोराइड से दूषित एक यौगिक ने एक इन-लाइन जांच प्रयोग के दौरान गैर-कोडिंग सी. आर. सी. बी. आर. एन. ए. रूपांकन में महत्वपूर्ण संरचनात्मक परिवर्तन किए। इन-लाइन प्रोबिंग का उपयोग सी. आर. सी. बी. आर. एन. ए. मोटिफ की द्वितीयक संरचना और विशिष्ट चयापचय या आयनों के लिए संभावित बंधन से जुड़े संरचनात्मक परिवर्तनों को रोशन करने के लिए किया गया था। जांच के परिणामों से पता चला कि फ्लोराइड आयन सांद्रता में वृद्धि ने सहज आर. एन. ए. दरार के कुछ क्षेत्रों को दबा दिया और अन्य क्षेत्रों को ऊंचा कर दिया। सी. आर. सी. बी. आर. एन. ए. मोटिफ में ये न्यूक्लियोटाइड क्षेत्र फ्लोराइड के लिए एप्टामर बंधन क्षेत्र में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। फ्लोराइड आयनों को बांधने पर, फ्लोराइड राइबोस्विच ने डाउनस्ट्रीम जीन प्रतिलेखन का विनियमन दिखाया। ये डाउनस्ट्रीम जीन फ्लोराइड के प्रति संवेदनशील एंजाइमों जैसे कि एनोलेज, पायरोफॉस्फेटस, अनुमानित फ्लोराइड निर्यातक सी. आर. सी. बी. और एरिक एफ. प्रोटीन नामक सी. एल. सी. झिल्ली प्रोटीन के एक सुपरफ़ैमिली का प्रतिलेखन करते हैं। सी. एल. सी. एफ. प्रोटीन को फ्लोराइड विषाक्तता के खिलाफ फ्लोराइड ट्रांसपोर्टर के रूप में कार्य करने के लिए दिखाया गया है। एरिकएफ जीन क्लोराइड चैनल जीन का एक उत्परिवर्ती संस्करण है जो क्लोराइड-विशिष्ट होमोलॉग की तुलना में बैक्टीरिया में कम आम है, लेकिन फिर भी स्ट्रेप्टोकोकस म्यूटेंस के जीनोम में पाया जाता है। एरिक एफ प्रोटीन विशेष रूप से अपने चैनलों में विशिष्ट अमीनो एसिड ले जाता है जो फ्लोराइड आयनों को लक्षित करता है जबकि नियमित एरिक प्रोटीन फ्लोराइड आयनों पर क्लोराइड को पसंद करता है। फ्लोराइड राइबोस्विच संरचना फ्लोराइड राइबोस्विच की खोज आश्चर्यजनक थी क्योंकि फ्लोराइड आयन और सी. आर. सी. बी. आर. एन. ए. फॉस्फेट समूह दोनों नकारात्मक रूप से आवेशित होते हैं और एक दूसरे से जुड़ने में सक्षम नहीं होने चाहिए। पिछला शोध कोफैक्टर थायमिन पायरोफॉस्फेट (टी. पी. पी.) राइबोस्विच को स्पष्ट करने में इस प्रश्न के सामने आया था। टी. पी. पी. राइबोस्विच संरचना ने दो हाइड्रेटेड एम. जी. 2 + आयनों की सहायता दिखाई जो टी. पी. पी. के फॉस्फेट और आर. एन. ए. के गुआनिन क्षारों के बीच संबंध को स्थिर करने में मदद करते हैं। यह मार्गदर्शक शोध फ्लोराइड और इसकी संरचना के साथ फ्लोराइड राइबोस्विच की अपनी अंतःक्रियाओं को चिह्नित करने में मदद करता है। इन-लाइन प्रोबिंग और म्यूटेशनल अध्ययनों के माध्यम से थर्मोटोगा पेट्रोफिला जीव के फ्लोराइड राइबोस्विच को एक छद्म गाँठ बनने की क्षमता के साथ एक पेचदार लूप से जुड़े दो पेचदार तनों के रूप में पहचाना जाता है। बाध्य फ्लोराइड लिगेंड राइबोस्विच फोल्ड के केंद्र के भीतर स्थित पाया जाता है, जो तीन एम. जी. 2 + आयनों से घिरा होता है। एम. जी. 2 + आयन पाँच बाहरी रीढ़ फॉस्फेट और पानी के अणुओं के साथ ऑक्टाहेड्रली रूप से समन्वित होते हैं जो फ्लोराइड लिगैंड को बांधने के लिए एक चयापचय विशिष्ट पॉकेट बनाते हैं। एम. जी. 2 + आयनों का स्थान फ्लोराइड आयन को नकारात्मक रूप से आवेशित सी. आर. सी. बी. आर. एन. ए. मचान में स्थापित करता है। जैविक महत्व पृथ्वी की पपड़ी में, फ्लोराइड 13वां सबसे प्रचुर तत्व है। यह आमतौर पर मौखिक स्वास्थ्य देखभाल उत्पादों और पानी में उपयोग किया जाता है। फ्लोराइड दांतों पर तामचीनी आधार के साथ एक सख्त एजेंट के रूप में कार्य करता है, जो उन्हें मौखिक गुहा में कठोर एसिड और बैक्टीरिया से बचाता है। इसके अतिरिक्त, इसका महत्व बैक्टीरिया के लिए उच्च सांद्रता पर फ्लोराइड की विषाक्तता के प्रभाव में निहित है, विशेष रूप से वे जो दंत क्षय का कारण बनते हैं। यह लंबे समय से ज्ञात है कि कई प्रजातियां कैडमियम और चांदी जैसी विषाक्त धातुओं के लिए एक संवेदक प्रणाली को समाहित करती हैं। हालांकि, फ्लोराइड के खिलाफ एक संवेदक प्रणाली अज्ञात रही। फ्लोराइड राइबोस्विच फ्लोराइड लिगैंड को बांधने पर राइबोस्विच के डाउनस्ट्रीम जीन को विनियमित करके फ्लोराइड की उच्च सांद्रता की विषाक्तता के खिलाफ मुकाबला करने में जीवाणु रक्षा तंत्र को स्पष्ट करता है। बैक्टीरिया कैसे फ्लोराइड विषाक्तता से खुद को बचाते हैं, इस तंत्र को और स्पष्ट करने से फ्लोराइड की छोटी सांद्रता को बैक्टीरिया के लिए और भी घातक बनाने के लिए तंत्र को संशोधित करने में मदद मिल सकती है। इसके अतिरिक्त, फ्लोराइड राइबोस्विच और डाउनस्ट्रीम विनियमित जीन भविष्य में दवा के विकास के लिए संभावित लक्ष्य हो सकते हैं। कुल मिलाकर, इन प्रगति से फ्लोराइड और भविष्य की दवाओं को मौखिक स्वास्थ्य रोग के खिलाफ मजबूत रक्षक बनाने में मदद मिलेगी। संदर्भ सिस-नियामक आर. एन. ए. तत्व