Nuclear dimorphism
नाभिकीय द्विरूपता एक शब्द है जिसे एक कोशिका में दो अलग-अलग प्रकार के नाभिक होने की विशेष विशेषता के लिए संदर्भित किया जाता है। नाभिक के प्रकारों के बीच कई अंतर हैं। यह विशेषता टेट्राहाइमेना और कुछ फोरामिनिफेरा जैसे प्रोटोजोआन सिलियेट्स में देखी जाती है। सिलियेट्स में दो प्रकार के नाभिक होते हैंः एक मैक्रोन्यूक्लियस जो मुख्य रूप से चयापचय को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किया जाता है, और एक माइक्रोन्यूक्लियस जो प्रजनन कार्य करता है और मैक्रोन्यूक्लियस उत्पन्न करता है। परमाणु छिद्र परिसरों की संरचनाएँ मैक्रोन्यूक्लियस और माइक्रोन्यूक्लियस के गुणों को निर्धारित करने में मदद करती हैं। नाभिकीय द्विरूपता जटिल एपिजेनेटिक नियंत्रणों के अधीन है। यह समझने के लिए कि तंत्र कैसे काम करता है और यह कोशिकाओं के लिए कैसे फायदेमंद है, परमाणु द्विरूपता का लगातार अध्ययन किया जा रहा है। परमाणु द्विरूपता के बारे में सीखना पुराने यूकेरियोटिक तंत्र को समझने के लिए फायदेमंद है जो इन एककोशिकीय जीवों के भीतर संरक्षित किए गए हैं लेकिन बहुकोशिकीय यूकेरियोट्स में विकसित नहीं हुए हैं। प्रमुख घटक सिलियेटेड प्रोटोजोआन टेट्राहिमेना परमाणु द्विरूपता का अध्ययन करने के लिए एक उपयोगी शोध मॉडल है; यह दो अलग-अलग परमाणु जीनोम, माइक्रोन्यूक्लियस और मैक्रोन्यूक्लियस को बनाए रखता है। मैक्रोन्यूक्लियस और माइक्रोन्यूक्लियस एक ही कोशिका द्रव्य में स्थित हैं, हालांकि, वे बहुत अलग हैं। माइक्रोन्यूक्लियस जीनोम में पाँच गुणसूत्र होते हैं जो माइक्रोन्यूक्लियर विभाजन के दौरान माइटोसिस और संयुग्मन के दौरान अर्धसूत्रीविभाजन से गुजरते हैं, जो माइक्रोन्यूक्लियस का यौन विभाजन है। मैक्रोन्यूक्लियर जीनोम को संयुग्मन के दौरान प्रति जीवन चक्र में एक बार तोड़ दिया जाता है और कैटाबोलाइज किया जाता है, जिससे यह साइट-विशिष्ट हो जाता है, और एक नया मैक्रोन्यूक्लियस संयुग्मित माइक्रोन्यूक्लियस के माइटोटिक वंशज से अलग होता है। विभाजन और समग्र प्रक्रियाओं में अंतर से पता चलता है कि अणु कार्यात्मक और संरचनात्मक रूप से कितने अलग हैं। ये अंतर उन कोशिकाओं की गतिविधियों और कार्यों में सक्रिय भूमिका निभाते हैं जिनमें वे स्थित हैं। मैक्रो बनाम माइक्रोन्यूक्ली मैक्रोन्यूक्ली और माइक्रोन्यूक्ली अपने कार्यों में भिन्न होते हैं, भले ही वे एक ही कोशिका के भीतर स्थित हों। माइक्रोन्यूक्लियस वानस्पतिक अवस्था के दौरान विश्व स्तर पर दबा हुआ होता है, और द्विगुणित जर्मलाइन नाभिक के रूप में कार्य करता है, जबकि सभी ज्ञात वानस्पतिक जीन अभिव्यक्ति मैक्रोन्यूक्लियस में होती है, जो एक पॉलीप्लॉइड सोमेटिक नाभिक है। माइक्रोन्यूक्लियस वानस्पतिक वृद्धि की स्थिति में माइक्रोन्यूक्लियस से पहले विभाजित होता है। मैक्रोन्यूक्लियस प्रतिलेखन में सक्रिय है। यह कोशिका के भीतर होने वाली परमाणु घटनाओं के साथ-साथ कोशिका द्रव्य की गतिविधि और नियंत्रण में भी सहायता करता है। माइक्रोन्यूक्लियस में क्रोमैटिन होता है जो घनी रूप से पैक होता है और साथ ही न्यूक्लियोली की अनुपस्थिति भी होती है। माइक्रोन्यूक्लियस संयुग्मन के दौरान अर्धसूत्रीविभाजन के दौरान युग्मनज नाभिक बनाता है। ये जाइगोटिक नाभिक एक प्रक्रिया का पालन कर सकते हैं और मैक्रोन्यूक्लियस या माइक्रोन्यूक्लियस कोशिकाओं में अंतर कर सकते हैं। दूसरी ओर, मैक्रोन्यूक्लियस कोशिकाएँ डी. एन. ए. में परिवर्तन द्वारा अंतर करती हैं। यह मैक्रोन्यूक्लियस कोशिकाओं की तुलना में मैक्रोन्यूक्लियस कोशिकाओं को विशाल बनाता है, इसलिए उनका मैक्रो और माइक्रो का नामकरण किया जाता है। परमाणु छिद्र परिसर की भूमिका हाल के शोध से पता चला है कि एक द्वि-नाभिकीय सिलियेट में परमाणु छिद्र परिसर अपनी संरचना में अलग हो सकते हैं। इससे माइक्रोन्यूक्लियस और मैक्रोन्यूक्लियस में अंतर दिखाई देता है। नाभिकीय छिद्र परिसर न्यूक्लियोपोरिन से बना होता है, जो प्रोटीन होते हैं। ये न्यूक्लियोपोरिन, न्यूप्स, प्रत्येक प्रकार के नाभिक के लिए विशिष्ट हैं। इससे दोनों प्रकारों के बीच संरचनात्मक अंतर दिखाई देते हैं। चूँकि दोनों नाभिक एक ही घटक से बने होते हैं, इसलिए कार्यों के लिए आवश्यक संरचनात्मक अंतर प्रदान करने के लिए घटकों की अलग-अलग मात्रा को जोड़ा जाता है। न्यूक्लियर पोर कॉम्प्लेक्स इस बात से जुड़ा होता है कि न्यूक्लियोसाइटोप्लाज्मिक ट्रैफिकिंग नामक प्रक्रिया में न्यूक्लियस या साइटोप्लाज्म तक पहुंचने की कोशिश करते समय अणु परमाणु लिफाफे के पार कैसे जाते हैं। नाभिकीय छिद्र परिसरों को मैक्रोन्यूक्लियस और माइक्रोन्यूक्लियस के परिवहन में महत्वपूर्ण पाया गया है क्योंकि अलग-अलग समय पर दो बहुत अलग नाभिकों में अलग-अलग प्रक्रियाएं हो रही हैं। दो नाभिकों के बीच परिवहन उपकरणों में ये अंतर माइक्रोन्यूक्लियस और मैक्रोन्यूक्लियस के बीच विशाल अंतर पैदा करते हैं। शोध जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, टेट्राहाइमेना, एक एककोशिकीय यूकेरियोट को शामिल करते हुए शोध किया गया है। इस यूकेरियोट में बहुत दिलचस्प तंत्र हैं जो उनके कार्य को प्रभावित करते हैं। इन तंत्रों की जांच करने के लिए अनुसंधान किया गया है जिससे इस यूकेरियोट के गुणों और परमाणु द्विरूपता के सामान्य गुणों की नई खोज हुई है। टेट्राहिमेना के जीवन चक्र के दो प्रमुख भाग होते हैं। एक अलैंगिक प्रजनन चरण होता है जिसमें द्विआधारी विखंडन के साथ-साथ एक गैर-प्रजनन यौन चरण होता है जिसे संयुग्मन कहा जाता है। इस संयुग्मन चरण के दौरान, सूक्ष्म नाभिकीय कोशिका अर्धसूत्रण से गुजरती है। द्विआधारी विखंडन के दौरान, मैक्रोन्यूक्लियस एमिटोटिक रूप से विभाजित होता है, और माइक्रोन्यूक्लियस कोशिका माइटोटिक रूप से विभाजित होती है। ये अंतर मैक्रोन्यूक्लियस और माइक्रोन्यूक्लियस कोशिकाओं के बीच अंतर में एक भूमिका निभाते हैं और साथ ही उनके वनस्पति जीनोम के बीच अंतर प्रदान करते हैं। संयुग्मन के दौरान, कुछ नाभिक का चयन किया जाता है। ये नाभिक एक तंत्र के माध्यम से नष्ट हो जाते हैं जिसे क्रमादेशित परमाणु मृत्यु कहा जाता है। चूँकि दोनों चरणों के लिए संयुग्मन अलग-अलग होता है, यह संयुग्मन के अंत की ओर माइक्रोन्यूक्लियस और मैक्रोन्यूक्लियस में अंतर की ओर ले जाता है। परिवर्तन पूरे चक्र में बने रहते हैं। माइक्रोन्यूक्लियस और मैक्रोन्यूक्लियस के बीच अन्य अद्वितीय जैविक और जैव रासायनिक अंतर हैं। परमाणु विभाजन के दौरान आनुवंशिक जानकारी को तीन तरीकों से वितरित किया जाता है। इनमें माइक्रोन्यूक्लियस कोशिकाओं में अर्धसूत्रण, माइक्रोन्यूक्लियस कोशिकाओं में एमिटोसिस और माइक्रोन्यूक्लियस कोशिकाओं में माइटोसिस शामिल हैं। माइक्रोन्यूक्लियस सेल अर्धसूत्रीविभाजन में कोशिका के बाहर जीनोम को फैलाना शामिल है जबकि मैक्रोन्यूक्लियस सेल एमिटोसिस में जीनोम का यादृच्छिक वितरण शामिल है। हाल के शोध ने माइक्रोन्यूक्लियस और मैक्रोन्यूक्लियस के बीच अंतर के कारणों पर ध्यान केंद्रित किया है। माइक्रोन्यूक्लियस और मैक्रोन्यूक्लियस के बीच कार्यात्मक अंतर को कुछ समय के लिए परमाणु झिल्ली के पार परिवहन की चयनात्मकता के लिए जिम्मेदार ठहराया गया है, और यह अन्य निरंतर शोध के साथ-साथ अनुसंधान के लिए रुचि का विषय बना हुआ है। कौन से अणु गुजर सकते हैं, यह मैक्रोन्यूक्लियस और माइक्रोन्यूक्लियस के परमाणु छिद्रों पर निर्भर करता है। मैक्रोन्यूक्लियस छिद्रों की तुलना में मैक्रोन्यूक्लियस छिद्र बड़े अणुओं को प्रवेश करने देते हैं। माना जाता है कि इस अंतर का कारण प्रोटीन की बनावट और दो नाभिक प्रकारों के बीच परमाणु छिद्र जटिल व्यवस्था है। माइक्रोन्यूक्लियस और मैक्रोन्यूक्लियस के बीच एक और हाल ही में प्रयोगात्मक रूप से परीक्षण किया गया अंतर वह विशिष्टता है जो प्रत्येक में विशिष्ट प्रोटीन से आती है। प्रत्येक में अलग-अलग न्यूक्लियोपोरिन दो नाभिकों के बीच संरचनात्मक अंतर में योगदान करते हैं जो बदले में, कार्यात्मक अंतर का कारण बनते हैं। टेट्राहाइमेना की खोज और शोध जारी है ताकि यह समझा जा सके कि वे कैसे काम करते हैं और वे अपनी जटिल जैविक प्रक्रियाओं का प्रबंधन कैसे करते हैं। उनके समान सिलियेट्स और यूकेरियोट्स पुराने यूकेरियोटिक तंत्रों को समझाने में मदद करते हैं जो उनके साथ संरक्षित थे। चूंकि एककोशिकीय सिलियेट्स यूकेरियोट्स के अंतिम सामान्य पूर्वज का प्रतिनिधित्व करते हैं, इसलिए यह तंत्र और शिखरों को समझाने में भी मदद करता है कि इन तंत्रों को क्यों संरक्षित किया गया था और फिर विकास के माध्यम से गायब हो गया था। जबकि परमाणु द्विरूपता के बारे में बहुत शोध और खोज की गई है, पिछले अध्ययनों को बढ़ाकर वर्तमान ज्ञान को बढ़ाने के लिए अभी भी अधिक शोध की गुंजाइश है। सिलियेट्स में एपिजेनेटिक नियंत्रण भी देखें संदर्भ ऑर्गेनेल्स सेल एनाटॉमी सिलियेट्स बायोलॉजी