Mega-telomere
एक मेगा-टेलोमेरे (जिसे अल्ट्रा-लॉन्ग टेलोमेरे या क्लास III टेलोमेरे के रूप में भी जाना जाता है), एक अत्यंत लंबा टेलोमेरे अनुक्रम है जो गुणसूत्रों के अंत में बैठता है और कोशिका प्रतिकृति के दौरान आनुवंशिक जानकारी के नुकसान को रोकता है। नियमित टेलोमेरेस की तरह, मेगा-टेलोमेरेस डीएनए और संबंधित प्रोटीन के दोहराए जाने वाले अनुक्रम से बने होते हैं, और गुणसूत्रों के सिरों पर स्थित होते हैं। हालांकि, मेगा-टेलोमेरेस नियमित टेलोमेरेस की तुलना में काफी लंबे होते हैं, जिनका आकार 50 किलोबेस से लेकर कई मेगाबेसेस तक होता है (तुलना के लिए, कशेरुकी टेलोमेरेस की सामान्य लंबाई आमतौर पर 10 और 20 किलोबेस के बीच होती है)। टेलोमेरेस गुणसूत्र के लिए सुरक्षात्मक कैप की तरह काम करते हैं। कोशिका विभाजन के दौरान, एक कोशिका अपने डीएनए की प्रतियां बनाएगी। कोशिका में एंजाइम जो डी. एन. ए. की नकल करने के लिए जिम्मेदार हैं, गुणसूत्रों के बहुत सिरों की नकल नहीं कर सकते हैं। इसे कभी-कभी "अंतिम प्रतिकृति समस्या" कहा जाता है। यदि किसी कोशिका में टेलोमेरेस नहीं होते हैं, तो गुणसूत्रों के सिरों पर डीएनए से आनुवंशिक जानकारी प्रत्येक विभाजन के साथ खो जाएगी। हालाँकि, क्योंकि गुणसूत्रों के सिरों पर टेलोमेरेस या मेगा-टेलोमेरेस होते हैं, इसके बजाय डी. एन. ए. के दोहराए जाने वाले गैर-आवश्यक अनुक्रम खो जाते हैं (देखें टेलोमेरे का संक्षिप्त होना)। जबकि अधिकांश यूकेरियोटिक जीवों में गुणसूत्र टेलोमेरेस से ढके होते हैं, मेगा-टेलोमेरेस केवल कुछ प्रजातियों में पाए जाते हैं, जैसे कि चूहे और कुछ पक्षी। कशेरुकी कोशिकाओं में मेगा-टेलोमेरेस का विशिष्ट कार्य अभी भी स्पष्ट नहीं है। डी. एन. ए. के टेलोमेरिक क्षेत्रों की खोज पहली बार 1970 के दशक के अंत में की गई थी (देखें टेलोमेरिक डी. एन. ए. की खोज)। हालाँकि, एक दशक से अधिक समय बाद तक कशेरुकी जीवों में टेलोमियर अनुक्रम के अत्यंत लंबे क्षेत्रों को पहचाना नहीं गया था। आकार में 30 से 150 किलोबेस तक के इन अनुक्रमों की पहचान पहली बार 1990 में डेविड किपलिंग और हावर्ड कुक द्वारा प्रयोगशाला चूहों में की गई थी। 1994 में, मुर्गियों में अत्यंत लंबे टेलोमेरिक क्षेत्रों की पहचान की गई थी। पक्षियों की कई प्रजातियों में 20 किलोबेस से लेकर कई मेगाबेसेस तक के टेलोमेरिक अनुक्रमों की भी पहचान की गई है। इन बड़े क्षेत्रों को साहित्य में "अल्ट्रा-लॉन्ग" टेलोमेरेस कहा जाता था जब उन्हें दक्षिणी ब्लॉटिंग और "मेगा-टेलोमेरेस" का उपयोग करके पहचाना जाता था जब साइटोजेनेटिक विधियों द्वारा पहचाना जाता था। इन अनुक्रमों के लिए वर्तमान में स्वीकृत शब्दावली "मेगा-टेलोमेरेस" संरचना है और कशेरुकी जीवों में मेगा-टेलोमेरेस में डीएनए के छह आधार-जोड़ी अनुक्रम, टीटीएजीजीजी की पुनरावृत्ति होती है। मेगा-टेलोमेरिक डीएनए गुणसूत्रों के सिरों पर जटिल संरचना बनाने के लिए विभिन्न प्रोटीनों से भी जुड़ता है। टेलोमेरेस की पहचान टेलोमेरे सरणी द्वारा की जाती है। एक टेलोमियर सरणी एक नमूने (कोशिका, व्यक्तिगत, आदि) के भीतर टेलोमेरेस की एक अनूठी व्यवस्था है। यह अनुक्रम दोहराव की संख्या, प्रतिबंध पाचन द्वारा दिए गए टुकड़ों के पैटर्न, गुणसूत्र जिस पर यह पाया जाता है, और उस गुणसूत्र पर अनुक्रम के विशिष्ट स्थान द्वारा परिभाषित किया जाता है। साहित्य में, मेगा-टेलोमेरेस को उनकी सरणियों की विशेषताओं के आधार पर क्लास III टेलोमेरेस के रूप में संदर्भित किया जाता है। मॉडल जीवों में कई अध्ययनों ने जीनोम स्थिरता, सेलुलर एजिंग और ऑन्कोजेनेसिस को विनियमित करने में टेलोमियर संरचना और कार्य के महत्व को स्थापित किया है। यह सुझाव दिया गया है कि मेगा-टेलियोमर्स लंबे समय तक रहने वाले जीवों में बुढ़ापे के खिलाफ सुरक्षात्मक तंत्र के रूप में काम कर सकते हैं। हालाँकि, इस विषय पर कुछ बहस है, क्योंकि टेलोमेरिक लंबाई चूहों में जीवन काल को प्रभावित नहीं करती है और लंबे और छोटे दोनों जीवन-काल वाले पक्षियों में मेगा-टेलोमेरेस पाए गए हैं। मेगा-टेलोमेरेस की उपस्थिति प्रजातियों के अनुसार भिन्न होती है। उदाहरण के लिए, मानव गुणसूत्रों में मेगा-टेलोमेरेस नहीं होते हैं जबकि चूहों और पक्षियों की कई प्रजातियों में होते हैं। एक ही प्रजाति के भीतर उनकी संरचना और स्थान में भी भिन्नता है। चूहों और पक्षियों में, मेगा-टेलोमेरेस क्षेत्रों को अतिपरिवर्तनीय माना जाता है, जिसका अर्थ है कि व्यक्तियों के बीच मेगा-टेलोमेरेस के आकार और स्थिति में उच्च स्तर की बहुरूपता होती है, जिसमें अत्यधिक इनब्रेड रेखाएं भी शामिल हैं। अत्यधिक इनब्रेड चिकन-लाइन के भाई-बहनों के विश्लेषण से पता चलता है कि ये अल्ट्रा-लॉन्ग टेलोमेरिक अनुक्रम बेहद विषम हैं। चूहों में भी विषमता के समान अवलोकन किए गए हैं। पक्षियों में, जिनकी कोशिकाओं में माइक्रोक्रोमोसोम होते हैं, यह सुझाव दिया गया है कि मेगा-टेलोमेरेस की उपस्थिति और एक प्रजाति में मौजूद माइक्रोक्रोमोसोम की संख्या के बीच एक संबंध था, जैसे कि बड़ी संख्या में माइक्रोक्रोमोसोम वाले पक्षी जीनोम में भी बड़ी मात्रा में टेलोमेरिक डीएनए अनुक्रम होता है। यह सोचा गया था कि ये टेलोमेरिक अनुक्रम कोशिका विभाजन के दौरान क्षरण से इन छोटे गुणसूत्रों पर जीन की रक्षा कर सकते हैं। हालांकि, बाद के अध्ययनों से पता चला कि मेगा-टेलोमेरेस आवश्यक रूप से माइक्रोक्रोमोसोम वाली सभी प्रजातियों में मौजूद नहीं हैं, और न ही वे एक कोशिका के भीतर सभी माइक्रोक्रोमोसोम पर पाए जाते हैं। मेगा-टेलोमेरेस के बारे में भी सोचा जाता है कि वे चिकन माइक्रोक्रोमोसोम की उच्च पुनर्संयोजन दर में योगदान करते हैं। मुर्गियों में सबसे लंबा मेगा-टेलोमेर डब्ल्यू (महिला) गुणसूत्र से जुड़ा हुआ है, यह सुझाव देते हुए कि मेगा-टेलोमेरेस लिंग गुणसूत्र संगठन और आनुवंशिक भिन्नता की पीढ़ी को भी प्रभावित कर सकते हैं। विकासवादी उत्पत्ति मेगा-टेलोमेरेस की खोज करने वाले वर्तमान शोध ने इनब्रेड चिकन (गैलस गैलस) लाइनों की बाद की पीढ़ियों के बीच मेगा-टेलोमेरे प्रोफाइल की अप्रत्याशित विषमता और गैर-मेंडेलियन अलगाव का संकेत दिया है। लगभग समान जीनोमिक अनुक्रमों के बावजूद, पीढ़ी दर पीढ़ी यह विषमता या असंगतता इस बात का प्रमाण है कि मेगा-टेलोमेरेस अर्धसूत्रण के दौरान पुनर्संयोजन को बढ़ावा देते हैं। इसके अलावा, माइक्रोक्रोमसोम पर अधिमान्य स्थान और पक्षियों की प्रजातियों के महिला-विशिष्ट डब्ल्यू गुणसूत्र पर एक अत्यंत बड़े मेगा-टेलोमियर की खोज भी मेगा-टेलोमेरेस की भूमिका को दर्शाती है। माइक्रोक्रोमोसोम जीन-घने और विशेष रूप से क्षति के लिए अतिसंवेदनशील होने के लिए जाने जाते हैं, इस प्रकार मेगा-टेलोमेरेस विशेष रूप से इन जीन-समृद्ध लेकिन नाजुक गुणसूत्रों को क्षरण या गुणसूत्र क्षति के अन्य रूपों से बचाने के लिए कार्य कर सकते हैं। डब्ल्यू गुणसूत्र पर लगभग 3 एमबी टेलोमेरिक सरणी से पता चलता है कि मेगा-टेलोमेरेस अर्धसूत्रीविच्छेदन के दौरान लिंग-गुणसूत्र संगठन या वितरण में भी भूमिका निभाते हैं, हालांकि एक तंत्र की पहचान की जानी बाकी है। ऐसा प्रतीत नहीं होता है कि जीनोम में मेगा-टेलोमेरेस की उपस्थिति "टेलोमेरे घड़ी" को बदल सकती है या किसी जीव के जीवनकाल को बढ़ा सकती है। मेगा-टेलोमेरेस मेगा-टेलोमेरेस वाले जीवों को कशेरुकी प्रजातियों, विशेष रूप से इनब्रेड चूहों और चिकन लाइनों में सबसे अच्छा वर्णित किया गया है। वास्तव में, कुछ सबसे बड़े मेगा-टेलोमियर सरणियों को अत्यधिक इनब्रेड और लगभग होमोजाइगस चिकन लाइनों में रिपोर्ट किया गया था, जिसमें यूसीडी03 और एडीओएल लाइन 0 शामिल थे। सामान्य कशेरुकी टेलोमियर सरणी का आकार 10 से 20 के. बी. तक होता है, हालांकि, चूहे और चिकन की कई आनुवंशिक रेखाओं में चरम 50 के. बी. या अधिक टेलोमियर आकार की सरणी होती है। कुछ अन्य पक्षियों की प्रजातियाँ, जिनमें जापानी बटेर (कोटर्निक्स जपोनिका), शुतुरमुर्ग (स्ट्रुथियो कैमेलस) और ईमू (ड्रोमायस नोवेहोलैंडिया) शामिल हैं। हालांकि अधिकांश एवियन जीनोम स्तनधारी जीनोम की तुलना में तीन गुना छोटे होते हैं, उनके जीनोम टेलोमेरिक अनुक्रम और वर्ग III (मेगा-टेलोमियर) सरणियों से समृद्ध होते हैं, शायद अपेक्षाकृत बड़ी संख्या में माइक्रोक्रोमोसोम के कारण। मेगा-टेलोमेरेस की उपस्थिति को घरेलूकरण या अत्यधिक इनब्रेड कशेरुकी रेखाओं के विकास की प्रक्रिया से बढ़ाया जा सकता है। सबसे बड़ी मुर्गी सरणियों की खोज सबसे अधिक प्रजनन आनुवंशिक रेखाओं में की गई थी। 1956 में स्थापित यू. सी. डी. 303 लाइन से पूर्ण भाई-बहनों और उनकी संतानों के अध्ययन ने 200 के. बी. या बड़े टेलोमेरेस के साथ एक सुसंगत प्रोफ़ाइल स्थापित की। हालांकि, कम प्रजनन वाले लाल जंगली मुर्गियों के परिवारों (मुर्गियों के अनुमानित पूर्वज) में वर्ग II की श्रेणियां थोड़ी छोटी होती हैं और अन्य पक्षी प्रजातियां, जैसे कि अमेरिकी गंजा चील (हेलिएटस ल्यूकोसेफलस), उत्तरी गोशॉक (एसिप्टर जेंटिलिस), में कम मेगा-टेलोमेरेस होते हैं और उनके पास काफी छोटे टेलोमियर आकार की सीमा होती है। इसके अलावा, प्रयोगशाला में पैदा हुए चूहे के उपभेद (मस्स मस्कुलस) लंबाई में 30-150 Kb के बेहद लंबे टेलोमेरेस प्रदर्शित करते हैं, हालांकि जंगली चूहे की प्रजातियों (मस्स स्प्रेटस) में 5-15 Kb से काफी छोटे टेलोमेरेस होते हैं। पहचान विधियाँ कशेरुकी प्रजातियों में मेगा-टेलोमेरेस की पहचान करने और उनका अध्ययन करने के लिए विभिन्न प्रकार के साइटोजेनेटिक और आणविक विधियों का उपयोग किया गया है। इनमें से कई तकनीकें शोधकर्ताओं को जीनोम में एक मेगा-टेलोमियर की उपस्थिति की खोज करने के साथ-साथ टेलोमियर सरणियों को भी चिह्नित करने की अनुमति देती हैं। साइटोजेनेटिक अध्ययन टेलोमेरिक प्रोब के साथ फ्लोरोसेंस इन सीटू हाइब्रिडाइजेशन (एफ. आई. एस. एच.) को ग्लास स्लाइड पर स्थिर रासायनिक रूप से उपचारित कोशिकाओं पर टेलोमेरेस को लेबल करने के लिए नियोजित करते हैं। अधिक विशेष रूप से, टेलोमेरे-पेप्टाइड न्यूक्लिक एसिड फ्लोरेसिन जांच का उपयोग अक्सर माइटोटिक मेटाफ़ेज़ और इंटरफ़ेज़ या मेयोटिक पैचाइटीन-स्टेज गुणसूत्रों पर टेलोमेरिक अनुक्रम दोहराव की पहचान करने के लिए किया जाता है। मत्स्य छवियाँ मेगा-टेलोमेरिक गुणसूत्रों की पहचान और गुणसूत्र संरचना, जीसी-समृद्ध डीएनए क्षेत्रों के दृश्य, और प्रयोग के आधार पर, आनुवंशिक क्षेत्रों या जीन के साथ सह-स्थानीयकरण दोनों की अनुमति देती हैं। टेलोमेरिक अनुक्रमों की मात्रा निर्धारित करने के लिए आणविक तकनीकों में पल्स-फील्ड जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस (पी. एफ. जी. ई.), स्लॉट ब्लॉट, क्षैतिज जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस और समोच्च-क्लैम्प्ड सजातीय विद्युत क्षेत्र पल्स फील्ड जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस (सी. एच. ई. एफ.-पी. एफ. जी. ई.) शामिल हैं। इन तकनीकों में, शुद्ध जीनोमिक डी. एन. ए. को अलग किया जाता है और प्रतिबंध एंजाइमों के साथ पचाया जाता है, जैसे कि एच. ए. ई. आई. आई. आई., एच. आई. एन. एफ. आई., ए. एल. यू. आई., एस. ओ. 3. ए. आई., ई. सी. ओ. आर. आई., ई. सी. ओ. आर. वी., पी. एस. टी. आई., एस. एस. टी. आई., बाम. एच. आई., हिंद. आई. आई. या बी. जी. एल. आई. आई., और फ्लोरोमेट्री द्वारा परिमाणित किया जाता है। प्रतिबंध एंजाइमों द्वारा छोटे टुकड़ों में डी. एन. ए. का पाचन, इलेक्ट्रोफोरेसिस के माध्यम से चर आकार के डी. एन. ए. टुकड़ों को अलग करना और एक विशिष्ट रेडियो-या फ्लोरोसेंटली-लेबल किए गए प्रोब का उपयोग करके टेलोमेरिक डी. एन. ए. वाले टुकड़ों की लेबलिंग कई आणविक तकनीकों के भीतर पूरा किए गए आवश्यक चरण हैं। कई मामलों में, डी. एन. ए. के टुकड़ों को ब्लॉटिंग तकनीकों के माध्यम से लेबलिंग से पहले विशिष्ट झिल्ली में स्थानांतरित किया जाता है। दक्षिणी धब्बा)। विशेषीकृत प्रोटोकॉल ने कक्षा I और II के टुकड़ों से उच्च आणविक भार वर्ग III टेलोमेरिक डीएनए को अलग करने की क्षमता का प्रदर्शन किया है और साथ ही प्रत्येक वर्ग के भीतर पाए जाने वाले आकार श्रेणियों को चिह्नित किया है। दागदार या लेबल वाली झिल्ली पर टेलोमेरिक टुकड़ों का पैटर्न आमतौर पर डीएनए नमूने के लिए अद्वितीय होता है (यानी। टेलोमेरे सरणी शायद ही कभी समान होती हैं)। आणविक भार मार्करों को आमतौर पर एगरोज जेल के माध्यम से इलेक्ट्रोफोरेसिस के माध्यम से जीनोमिक डीएनए टुकड़ों के साथ अलग किया जाता है ताकि टेलोमेरिक सरणियों को आकार देने और सरणी अंतर-और अंतर-व्यक्तिगत परिवर्तनशीलता की पहचान करने में सहायता मिल सके। स्लॉट ब्लॉट, हालांकि, डी. एन. ए. विखंडन या पृथक्करण के बिना आयोजित किया जाता है, बल्कि पूरे जीनोमिक डी. एन. ए. का उपयोग टेलोमेरिक डी. एन. ए. की कुल सांद्रता को निर्धारित करने के लिए किया जाता है। इस तकनीक का दोष यह है कि लेबल किए गए डीएनए अणुओं के आकार की पहचान नहीं की जा सकती है। स्लॉट ब्लॉट (या डॉट ब्लॉट) में, कुल जीनोमिक डी. एन. ए. को एक झिल्ली से जोड़ा जाता है और एक टेलोमेरे-प्रोब के साथ लेबल किया जाता है जो एक नमूना-विशिष्ट केमिल्युमिनेसेंस संकेत का उत्पादन करता है, जिसे फ्लोरोमीटर उपकरण और सॉफ्टवेयर द्वारा पकड़ा और मापा जाता है। डी. एन. ए. नमूनों में टेलोमेरिक अनुक्रम सांद्रता को सटीक रूप से निर्धारित करने के लिए एक ज्ञात सांद्रता मानक को एक साथ लेबल और मात्रात्मक किया जाना चाहिए। संदर्भ गुणसूत्र टेलोमेरेस