Micronucleus
माइक्रोन्यूक्लियस छोटे नाभिक को दिया गया नाम है जो तब बनता है जब कोशिका विभाजन के दौरान एक गुणसूत्र या गुणसूत्र का एक टुकड़ा बेटी नाभिक में से एक में शामिल नहीं किया जाता है। यह आमतौर पर जीनोटोक्सिक घटनाओं और गुणसूत्र अस्थिरता का संकेत है। माइक्रोन्यूक्ली आमतौर पर कैंसर कोशिकाओं में देखे जाते हैं और जीनोमिक क्षति की घटनाओं का संकेत दे सकते हैं जो विकासात्मक या अपक्षयी रोगों के जोखिम को बढ़ा सकते हैं। माइक्रोन्यूक्ली एनाफ़ेज़ के दौरान उदासीन एसेंट्रिक गुणसूत्र या क्रोमैटिड टुकड़ों से बनता है जो गलत तरीके से मरम्मत या बिना मरम्मत वाले डीएनए टूटने या गुणसूत्रों के गैर-संयोजन के कारण होता है। गुणसूत्रों का यह गलत पृथक्करण पेरिसेन्ट्रोमेरिक डीएनए में मौजूद दोहराव अनुक्रमों के हाइपोमेथाइलेशन, काइनेटोकोर प्रोटीन या उनकी असेंबली में अनियमितताओं, निष्क्रिय स्पिंडल उपकरण, या त्रुटिपूर्ण एनाफ़ेज़ चेकप्वाइंट जीन के परिणामस्वरूप हो सकता है। माइक्रोन्यूक्ली क्रोमोथ्रिप्सिस नामक एक विनाशकारी उत्परिवर्तन घटना को बढ़ावा देकर जीनोम अस्थिरता में योगदान कर सकता है। इन संरचनाओं की उपस्थिति का परीक्षण करने और कुछ रसायनों के संपर्क में आने वाली या तनावपूर्ण स्थितियों के अधीन कोशिकाओं में उनकी आवृत्ति निर्धारित करने के लिए कई सूक्ष्म नाभिकीय परख विकसित किए गए हैं। माइक्रोन्यूक्लियस शब्द पैरामेसियम जैसे सिलियेट प्रोटोजोआ में छोटे नाभिक को भी संदर्भित कर सकता है। माइटोसिस में यह विखंडन द्वारा विभाजित होता है, और संयुग्मन में युग्मक सूक्ष्म नाभिक की एक जोड़ी एक युग्मक नाभिक बनाने के लिए पारस्परिक संलयन से गुजरती है, जो विखंडन के अगले चक्र के व्यक्तियों के सूक्ष्म नाभिक और सूक्ष्म नाभिक को जन्म देती है। मनुष्यों में नवगठित लाल रक्त कोशिकाओं में खोज माइक्रोन्यूक्ली को हॉवेल-जॉली बॉडी के रूप में जाना जाता है क्योंकि इन संरचनाओं की पहचान और वर्णन पहली बार एरिथ्रोसाइट्स में हेमेटोलॉजिस्ट विलियम हॉवेल और जस्टिन जॉली द्वारा किया गया था। इन संरचनाओं को बाद में फोलेट और बी12 जैसे विटामिनों की कमी से जुड़ा हुआ पाया गया। माइक्रोन्यूक्ली के गठन और पर्यावरणीय कारकों के संपर्क के बीच संबंध पहली बार आयनीकरण विकिरण के संपर्क में जड़ की नोक वाली कोशिकाओं में बताया गया था। एक रसायन द्वारा माइक्रोन्यूक्लियस प्रेरण पहली बार कोल्चिसिन के साथ इलाज की गई एरलिच एसाइट्स ट्यूमर कोशिकाओं में बताया गया था। माइक्रोन्यूक्ली का गठन मुख्य रूप से एसेंट्रिक गुणसूत्र के टुकड़ों या सुस्त पूरे गुणसूत्रों के परिणामस्वरूप होता है जो माइटोसिस द्वारा उत्पादित बेटी नाभिक में शामिल नहीं होते हैं क्योंकि वे एनाफ़ेज़ में गुणसूत्रों के पृथक्करण के दौरान स्पिंडल से सही ढंग से जुड़ने में विफल रहते हैं। ये पूर्ण गुणसूत्र या क्रोमैटिड टुकड़े अंततः एक परमाणु झिल्ली से घिरे होते हैं और संरचनात्मक रूप से पारंपरिक नाभिक के समान होते हैं, हालांकि आकार में छोटे होते हैं। इस छोटे नाभिक को माइक्रोन्यूक्लियस कहा जाता है। माइक्रोन्यूक्ली का गठन केवल परमाणु विभाजन से गुजरने वाली कोशिकाओं में देखा जा सकता है और एक द्वि-नाभिकीय कोशिकाओं का उत्पादन करने के लिए साइटोकिनेसिस को अवरुद्ध करने के लिए साइटोकैलासिन बी का उपयोग करके स्पष्ट रूप से देखा जा सकता है। केंद्रित गुणसूत्र के टुकड़े विभिन्न तरीकों से उत्पन्न हो सकते हैं। एक तरीका यह है कि डी. एन. ए. डबल-स्ट्रैंड ब्रेक के खराब होने से सममित या असममित क्रोमैटिड और गुणसूत्र आदान-प्रदान के साथ-साथ क्रोमैटिड और गुणसूत्र के टुकड़े भी हो सकते हैं। यदि डी. एन. ए. क्षति कोशिका की मरम्मत क्षमता से अधिक हो जाती है, तो बिना मरम्मत वाले दोहरे फंसे डी. एन. ए. के टूटने से भी एसेंट्रिक गुणसूत्र के टुकड़े हो सकते हैं। एक अन्य तरीका विलक्षण गुणसूत्र के टुकड़े उत्पन्न हो सकते हैं जब समरूप पुनर्संयोजन मरम्मत (उदाः ए. टी. एम., बी. आर. सी. ए. 1, बी. आर. सी. ए. 2, और आर. ए. डी. 51) से संबंधित जीन में दोष के परिणामस्वरूप एक निष्क्रिय त्रुटि-मुक्त समरूप पुनर्संयोजन डी. एन. ए. मरम्मत मार्ग होता है और कोशिका को त्रुटि-प्रवण गैर-समरूप अंत-जुड़ाव (एन. एच. ई. जे.) मरम्मत मार्ग का सहारा लेने का कारण बनता है, जिससे डी. एन. ए. टूटने की गलत मरम्मत, द्विकेन्द्री गुणसूत्रों के गठन और केंद्रित गुणसूत्र के टुकड़ों की संभावना बढ़ जाती है। यदि एन. एच. ई. जे. मरम्मत मार्ग में एंजाइम भी दोषपूर्ण हैं, तो डी. एन. ए. टूटने की मरम्मत बिल्कुल नहीं की जा सकती है। इसके अतिरिक्त, निकटता में और विपरीत पूरक डीएनए स्ट्रैंड पर डीएनए में शामिल क्षतिग्रस्त या अनुचित आधारों की एक साथ छेदन मरम्मत से डीएनए डबल-स्ट्रैंडेड ब्रेक और माइक्रोन्यूक्लियस गठन हो सकता है, खासकर यदि मरम्मत मार्ग का अंतराल भरने का चरण पूरा नहीं होता है। माइक्रोन्यूक्ली विखंडित गुणसूत्रों से भी बन सकता है जब न्यूक्लियोप्लाज्मिक पुल (एन. पी. बी.) टेलोफ़ेज़ के दौरान बनते हैं, फैले होते हैं और टूट जाते हैं। माइक्रोन्यूक्ली गठन एनाफ़ेज़ के दौरान गुणसूत्र के अपवर्गीकरण के परिणामस्वरूप भी हो सकता है। सेंट्रोमेरिक और पेरिसेन्ट्रोमेरिक क्षेत्रों में साइटोसिन का हाइपोमेथाइलेशन और सेंट्रोमेरिक डीएनए में उपग्रह डीएनए के उच्च क्रम की पुनरावृत्ति के परिणामस्वरूप ऐसी गुणसूत्र हानि की घटनाएं हो सकती हैं। शास्त्रीय उपग्रह डी. एन. ए. आम तौर पर साइटोसिन अवशेषों पर भारी मिथाइलेटेड होता है लेकिन आई. सी. एफ. सिंड्रोम (इम्यूनोडेफिशिएंसी, सेंट्रोमियर अस्थिरता, और चेहरे की विसंगतियों सिंड्रोम) के कारण या डी. एन. ए. मिथाइल ट्रांसफर अवरोधकों द्वारा उपचार के बाद लगभग पूरी तरह से अनमिथाइलेटेड हो सकता है। चूंकि सेंट्रोमेरेस में काइनेटोकोर प्रोटीन की असेंबली साइटोसिन और हिस्टोन प्रोटीन के मिथाइलेशन से प्रभावित होती है, इसलिए हाइपोमेथाइलेशन के परिणामस्वरूप हेटेरोक्रोमैटिन अखंडता में कमी गुणसूत्रों के साथ माइक्रोट्यूबुल लगाव और सही माइक्रोट्यूबुल-काइनेटोकोर कनेक्शन से तनाव के संवेदन में हस्तक्षेप कर सकती है। गुणसूत्र के नुकसान के अन्य संभावित कारण जो सूक्ष्म नाभिक गठन का कारण बन सकते हैं, उनमें काइनेटोकोर और माइक्रोट्यूबुल अंतःक्रियाओं में दोष, माइटोटिक स्पिंडल असेंबली में दोष, माइटोसिस चेक पॉइंट दोष, असामान्य सेंट्रोसोम प्रवर्धन और टेलोमेरिक एंड फ्यूजन शामिल हैं, जिसके परिणामस्वरूप डिसेंट्रिक गुणसूत्र होते हैं जो एनाफ़ेज़ के दौरान स्पिंडल से अलग हो जाते हैं। गुणसूत्र हानि घटनाओं और एसेंट्रिक गुणसूत्र टुकड़ों से उत्पन्न माइक्रोन्यूक्ली को पैनसेंट्रोमेरिक डीएनए जांच का उपयोग करके अलग किया जा सकता है। पहचान प्रति कोशिका सूक्ष्म नाभिक की संख्या की भविष्यवाणी निम्नलिखित सूत्र का उपयोग करके की जा सकती हैः ए. एफ. एकेंट्रिक टुकड़ों की संख्या है और एफ = 0.5-0.5 पी, जहां पी पारंपरिक नाभिक में टुकड़ों के शामिल होने और एक सूक्ष्म नाभिक नहीं बनाने की संभावना के बराबर है। एक अध्ययन, जिसमें परमाणु सामग्री पर दाग लगाने के लिए गीमेसा दाग का उपयोग किया गया था, ने सूक्ष्म नाभिक की पहचान करने के लिए निम्नलिखित मानदंड स्थापित किएः 1) प्राथमिक नाभिक का व्यास 1/3 से कम, 2) गैर-अपवर्तनीयता (छोटे दाग कणों को छोड़कर), 3) मुख्य नाभिक के समान या हल्के रंग (बड़े दाग कणों को छोड़कर), 4) मुख्य नाभिक के 3 या 4 परमाणु व्यास के भीतर बिना छुए स्थान, और 5) एक प्राथमिक नाभिक से जुड़े दो से अधिक नहीं (3 या अधिक सूक्ष्म नाभिक संभवतः बहुरूपी या परमाणु टुकड़ों के साथ प्रोरूबिसाइट हैं)। सूक्ष्म नाभिकीय परीक्षण गुणसूत्र संरचना और कार्य में हस्तक्षेप करने की रसायन की क्षमता के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान करते हैं। उदाहरण के लिए, कई ज्ञात मानव कार्सिनोजेन स्तनधारी माइक्रोन्यूक्लियस परीक्षणों में सकारात्मक परीक्षण करते हैं। इन परीक्षणों में, जीवों को एक रसायन के साथ उपचारित किया जाता है और सूक्ष्म नाभिकीय कोशिकाओं की परिणामी आवृत्ति को मापा जाता है। यदि सूक्ष्म नाभिक वाली कोशिकाओं की संख्या में उल्लेखनीय वृद्धि होती है, तो यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि रसायन संरचनात्मक और/या संख्यात्मक गुणसूत्र क्षति को प्रेरित करता है। चूँकि सूक्ष्म नाभिकीय परीक्षण सक्रिय रूप से विभाजित कोशिकाओं पर किए जाने चाहिए, अस्थि मज्जा स्टेम कोशिकाएँ और एरिथ्रोसाइट्स जो वे कोशिका विभाजन के माध्यम से उत्पन्न करते हैं, आदर्श उम्मीदवार हैं। ये कोशिकाएं निरंतर, तेजी से कारोबार का अनुभव करती हैं और एरिथ्रोसाइट्स में एक वास्तविक नाभिक की कमी सूक्ष्मदर्शी के तहत सूक्ष्म नाभिक को आसानी से दिखाई देती है। माइक्रोन्यूक्लियस परख प्रणालियाँ बहुत किफायती होती हैं, पारंपरिक मेटाफ़ेज़ परीक्षणों को स्कोर करने में बहुत कम कौशल की आवश्यकता होती है, और इन पारंपरिक परीक्षणों की तुलना में बहुत तेज़ होती हैं। चूँकि माइक्रोन्यूक्लियस परख गुणसूत्र विचलन को विश्वसनीय रूप से और तेजी से दर्शाते हैं, वे गुणसूत्र क्षति के त्वरित मूल्यांकन के लिए बेहद उपयोगी हैं। विशेष रूप से, सीबीएमएनसाइट (साइटोकिनेसिस-ब्लॉक माइक्रोन्यूक्लियस साइटोम) परख अत्यंत बहुमुखी है और कोशिकाओं में गुणसूत्र क्षति और गुणसूत्र अस्थिरता के स्तर को मापने के लिए पसंदीदा तरीकों में से एक है। साइटोकिनेसिस-ब्लॉक माइक्रोन्यूक्लियस (सी. बी. एम. एन.) परख को पहली बार कोशिकाओं में माइक्रोन्यूक्ली स्कोर करने के लिए विकसित किया गया था जो साइटोकिनेसिस से पहले द्वि-नाभिकीय चरण में उन्हें अवरुद्ध करके परमाणु विभाजन को पूरा करते थे। यह बाद में कोशिका मृत्यु, साइटोस्टेसिस और डी. एन. ए. क्षति के बायोमार्कर का पता लगाने के लिए सी. बी. एम. एन. 'साइटोम' परख में विकसित हुआ। माइक्रोन्यूक्लियस परीक्षणों का उपयोग करने की प्रमुख कमी यह है कि वे विभिन्न प्रकार के गुणसूत्र विचलन को निर्धारित नहीं कर सकते हैं और माइटोटिक दर और कोशिका मृत्यु के अनुपात से प्रभावित हो सकते हैं, जिससे परिणाम तिरछे हो जाते हैं। कई अध्ययनों में पाया गया है कि महिलाओं में माइक्रोन्यूक्ली आवृत्ति पुरुषों की तुलना में अधिक होती है और माइक्रोन्यूक्ली की संख्या लगभग 70 वर्ष की आयु तक बढ़ जाती है। माइक्रोन्यूक्ली का स्तर पुरुषों में 0.5 से 1.4 प्रतिशत और महिलाओं में 0.9 से 1.8 प्रतिशत तक था। लिंग संबंधी अंतर मुख्य रूप से कम आयु समूहों (<= 50 वर्ष) में देखा गया, जिसमें पुरुषों और महिलाओं के बीच लगभग दोगुना अंतर था। 70 वर्ष की आयु के बाद सूक्ष्म नाभिक की संख्या में पैटर्न विवादास्पद है। कुछ अध्ययनों से पता चला है कि 70 वर्ष से अधिक आयु के व्यक्तियों में, दोनों लिंगों में माइक्रोन्यूक्लियस आवृत्ति बढ़ जाती है। दूसरी ओर, अन्य अध्ययनों में पाया गया है कि सबसे पुराने आयु समूहों में, सूक्ष्म नाभिक आवृत्तियों का स्तर कम हो जाता है। कुछ सबसे पुराने आयु समूहों में सूक्ष्म नाभिक की कमी को इस तथ्य से समझाया जा सकता है कि सूक्ष्म नाभिकीय कोशिकाओं को एपोप्टोसिस द्वारा अधिमानतः समाप्त कर दिया जाता है। हालांकि, उच्च सूक्ष्म नाभिक आवृत्ति डीएनए मरम्मत की कम दक्षता और बढ़ी हुई जीनोमिक अस्थिरता से मेल खाती है, जो पुराने विषयों में विशिष्ट हैं। माइक्रोन्यूक्ली आवृत्ति में उम्र से संबंधित वृद्धि भी हाइपोप्लॉयडी में उम्र से संबंधित वृद्धि और लिंग गुणसूत्र हानि में उम्र से संबंधित वृद्धि के साथ अच्छी तरह से मेल खाती है। वैकल्पिक रूप से, पुराने विषयों में सूक्ष्म नाभिक की आवृत्ति का समतल होना जीनोमिक अस्थिरता की एक सीमा का सुझाव देगा जिसे पार नहीं किया जा सकता है यदि व्यक्ति को जीवित रहना है। यदि ऐसा था, तो महिलाएं पुरुषों की तुलना में इस सीमा तक तेजी से पहुंचती दिखाई देती हैं। लिंग गुणसूत्र बढ़ती उम्र के साथ गुणसूत्र हानि की अधिकांश घटनाओं में योगदान करते हैं। महिलाओं में, एक्स गुणसूत्र देखे गए सूक्ष्म नाभिक का 72 प्रतिशत तक हो सकता है, जिसमें से 37 प्रतिशत में संभवतः एक्स गुणसूत्र निष्क्रियता के कारण एक कार्यात्मक काइनेटोकोर असेंबली की कमी दिखाई देती है। कई अध्ययनों से पता चला है कि दोनों लिंगों में ऑटोसोम-पॉजिटिव माइक्रोन्यूक्ली और पुरुषों में लिंग गुणसूत्र-पॉजिटिव एमएन की आवृत्ति समान थी और पुराने समूहों में अपरिवर्तित रही, जबकि महिलाओं में एक्स-पॉजिटिव एमएन की आवृत्ति ऑटोसोम-पॉजिटिव एमएन की औसत आवृत्ति से अधिक थी और सबसे बड़ी उम्र तक बढ़ती रही। धूम्रपान न करने वालों की तुलना में धूम्रपान करने वालों में गुणसूत्र विचलन, क्षतिग्रस्त कोशिकाओं और सूक्ष्म नाभिक की आवृत्ति काफी अधिक होती है। सामान्य लोगों और कई अन्य स्तनधारियों में, जिनके लाल रक्त कोशिकाओं में नाभिक नहीं होते हैं, सूक्ष्म नाभिक प्लीहा द्वारा तेजी से हटा दिए जाते हैं। इसलिए मानव परिधीय रक्त में सूक्ष्म नाभिक की उच्च आवृत्ति एक टूटी हुई या अनुपस्थित प्लीहा का संकेत देती है। चूहों में, इन्हें हटाया नहीं जाता है, जो इन विवो माइक्रोन्यूक्लियस परीक्षण का आधार है। मैक्रोन्यूक्लियस कैंसरस माइक्रोन्यूक्ली माइक्रोक्रोमोसोम संदर्भ ऑर्गेनेल्स सिलियट जीव विज्ञान भी देखें।