Fragmentation (cell biology)
विखंडन कई टुकड़ों या टुकड़ों में विभाजित होने की प्रक्रिया का वर्णन करता है। कोशिका जीव विज्ञान में, विखंडन डीएनए क्लोनिंग और एपोप्टोसिस दोनों के दौरान एक कोशिका के लिए उपयोगी है। डीएनए क्लोनिंग अलैंगिक प्रजनन या समान डीएनए अणुओं के निर्माण में महत्वपूर्ण है, और कोशिका द्वारा या प्रयोगशाला शोधकर्ताओं द्वारा जानबूझकर किया जा सकता है। एपोप्टोसिस कोशिकाओं और उनके भीतर के डीएनए अणुओं का क्रमादेशित विनाश है, और यह एक अत्यधिक विनियमित प्रक्रिया है। ये दो तरीके जिनमें सेलुलर प्रक्रियाओं में विखंडन का उपयोग किया जाता है, सामान्य सेलुलर कार्यों और कोशिकाओं के साथ की जाने वाली सामान्य प्रयोगशाला प्रक्रियाओं का वर्णन करते हैं। हालांकि, एक कोशिका के भीतर की समस्याएं कभी-कभी विखंडन का कारण बन सकती हैं जिसके परिणामस्वरूप लाल रक्त कोशिका विखंडन और शुक्राणु कोशिका डीएनए विखंडन जैसी अनियमितताएं होती हैं। डी. एन. ए. प्रतिरूपण डी. एन. ए. प्रतिरूपण प्रजनन उद्देश्यों के लिए कोशिका द्वारा अनायास किया जा सकता है। यह अलैंगिक प्रजनन का एक रूप है जहाँ एक जीव टुकड़ों में विभाजित हो जाता है और फिर इनमें से प्रत्येक टुकड़ा परिपक्व, पूरी तरह से विकसित व्यक्तियों में विकसित होता है जो मूल जीव के क्लोन हैं (प्रजनन विखंडन देखें)। प्रयोगशाला शोधकर्ताओं द्वारा जानबूझकर डी. एन. ए. प्रतिरूपण भी किया जा सकता है। यहाँ, डी. एन. ए. विखंडन एक आणविक आनुवंशिक तकनीक है जो शोधकर्ताओं को बड़ी संख्या में समान डी. एन. ए. अणुओं को तैयार करने के लिए पुनः संयोजक डी. एन. ए. तकनीक का उपयोग करने की अनुमति देती है। डी. एन. ए. प्रतिरूपण को पूरा करने के लिए, किसी जीव के डी. एन. ए. के असतत, छोटे क्षेत्रों को प्राप्त करना आवश्यक है जो विशिष्ट जीन का गठन करते हैं। किसी भी उपलब्ध वेक्टर में केवल अपेक्षाकृत छोटे डी. एन. ए. अणुओं का प्रतिरूपण किया जा सकता है। इसलिए, किसी जीव के जीनोम की रचना करने वाले लंबे डीएनए अणुओं को टुकड़ों में विभाजित किया जाना चाहिए जिन्हें वेक्टर डीएनए में डाला जा सकता है। दो एंजाइम ऐसे पुनः संयोजक डीएनए अणुओं के उत्पादन में सहायता करते हैंः रिस्ट्रिक्शन एंजाइम बैक्टीरिया द्वारा उत्पादित एंडोन्यूक्लीज़ होते हैं जो आम तौर पर छोटे आधार जोड़ी अनुक्रमों (जिन्हें प्रतिबंध स्थल कहा जाता है) को पहचानते हैं और फिर इस स्थान पर डी. एन. ए. के दोनों तारों को तोड़ते हैं। एक प्रतिबंध स्थल आम तौर पर एक पालिंड्रोमिक अनुक्रम होता है, जिसका अर्थ है कि 5 'से 3' दिशा में पढ़ने पर डीएनए के प्रत्येक स्ट्रैंड पर प्रतिबंध-स्थल अनुक्रम समान होता है। प्रत्येक प्रतिबंध एंजाइम के लिए, बैक्टीरिया एक संशोधन एंजाइम भी उत्पन्न करता है ताकि एक मेजबान बैक्टीरिया का अपना डीएनए दरार से सुरक्षित रहे। यह प्रत्येक संभावित दरार स्थल पर या उसके पास मेजबान डीएनए को संशोधित करके किया जाता है। संशोधन एंजाइम एक या दो क्षारों में एक मिथाइल समूह जोड़ता है, और इस मिथाइल समूह की उपस्थिति प्रतिबंध एंडोन्यूक्लीज़ को डी. एन. ए. को काटने से रोकती है। कई प्रतिबंध एंजाइम अपने पहचान स्थल पर दो डी. एन. ए. तारों में चौंका देने वाले कट करते हैं, जो एक एकल फंसे हुए "पूंछ" के साथ टुकड़े उत्पन्न करते हैं जो दोनों सिरों पर लटकते हैं, जिसे चिपचिपा छोर कहा जाता है। रिस्ट्रिक्शन एंजाइम अपने पहचान स्थल पर दो डीएनए स्ट्रैंड में सीधे कटौती भी कर सकते हैं, जो कुंद सिरों को उत्पन्न करता है। 2. डी. एन. ए. लिगाज़ सामान्य डी. एन. ए. प्रतिकृति के दौरान, डी. एन. ए. लिगाज़ डी. एन. ए. के छोटे टुकड़ों के अंत से अंत तक जुड़ने (बंधन) को उत्प्रेरित करता है, जिन्हें ओकाज़ाकी टुकड़े कहा जाता है। डी. एन. ए. प्रतिरूपण के उद्देश्यों के लिए, शुद्ध डी. एन. ए. लिगाज़ का उपयोग एक प्रतिबंध टुकड़े और वेक्टर डी. एन. ए. के छोरों को सहसंयोजक रूप से जोड़ने के लिए किया जाता है जिनके पूरक छोर होते हैं। वे डी. एन. ए. के मानक 3 'से 5' फॉस्फोडीस्टर बंधनों के माध्यम से सहसंयोजक रूप से एक साथ जुड़े हुए हैं। डी. एन. ए. लिगाज़ पूरक चिपचिपे और कुंद सिरों को लिगेट कर सकता है, लेकिन ब्लंट-एंड लाइगेशन अक्षम है और चिपचिपे सिरों के लाइगेशन की तुलना में डी. एन. ए. और डी. एन. ए. लिगाज़ दोनों की उच्च सांद्रता की आवश्यकता होती है। इस कारण से, डीएनए क्लोनिंग में उपयोग किए जाने वाले अधिकांश प्रतिबंध एंजाइम चिपचिपे सिरों को बनाने के लिए डीएनए स्ट्रैंड में चौतरफा कटौती करते हैं। डी. एन. ए. टुकड़े की क्लोनिंग करने की कुंजी इसे एक वेक्टर डी. एन. ए. अणु से जोड़ना है जो एक मेजबान कोशिका के भीतर प्रतिकृति बना सकता है। एकल पुनः संयोजक डीएनए अणु (एक वेक्टर और एक अंतःस्थापित डीएनए टुकड़े से बना) को एक मेजबान कोशिका में पेश किए जाने के बाद, अंतःस्थापित डीएनए को वेक्टर के साथ दोहराया जा सकता है, जिससे बड़ी संख्या में समान डीएनए अणु उत्पन्न होते हैं। इसके लिए मूल योजना को संक्षेप में इस प्रकार प्रस्तुत किया जा सकता हैः वेक्टर + डी. एन. ए. टुकड़ा पुनः संयोजक डी. एन. ए. मेजबान कोशिका के भीतर पुनः संयोजक डी. एन. ए. की प्रतिकृति पृथक्करण, अनुक्रमण और शुद्ध डी. एन. ए. टुकड़े में हेरफेर इस योजना में कई प्रयोगात्मक भिन्नताएं हैं, लेकिन ये चरण प्रयोगशाला में डी. एन. ए. प्रतिरूपण के लिए आवश्यक हैं। एपोप्टोसिस एपोप्टोसिस क्रमादेशित कोशिका मृत्यु के एक विशिष्ट रूप द्वारा कोशिकाओं के निधन को संदर्भित करता है, जो रूपात्मक परिवर्तनों के एक अच्छी तरह से परिभाषित अनुक्रम द्वारा विशेषता है। कोशिकीय और नाभिकीय संकुचन, क्रोमैटिन संघनन और विखंडन, एपोप्टोटिक निकायों का गठन और पड़ोसी कोशिकाओं द्वारा फागोसाइटोसिस एपोप्टोसिस प्रक्रिया में मुख्य रूपात्मक परिवर्तनों की विशेषता है। एपोप्टोसिस के दौरान व्यापक रूपात्मक और जैव रासायनिक परिवर्तन यह सुनिश्चित करते हैं कि मरने वाली कोशिकाएं पड़ोसी कोशिकाओं और/या ऊतकों पर न्यूनतम प्रभाव छोड़ती हैं। कोशिका मृत्यु को नियंत्रित करने में शामिल जीन तीन अलग-अलग कार्यों के साथ प्रोटीन को कूटबद्ध करते हैंः एक कोशिका के लिए एपोप्टोटिक प्रक्रिया शुरू करने के लिए "किलर" प्रोटीन की आवश्यकता होती है "विनाश" प्रोटीन ऐसी चीजें करते हैं जैसे कि एक मरने वाली कोशिका में डीएनए को पचाना "एंगलफमेंट" प्रोटीन की आवश्यकता होती है जो एक अन्य कोशिका द्वारा मरने वाली कोशिका के फागोसाइटोसिस के लिए आवश्यक होता है गुणसूत्र डीएनए का छोटे टुकड़ों में विभाजन एपोप्टोसिस का एक अभिन्न अंग है, और जैव रासायनिक पहचान है। एपोप्टोसिस में 180 आधार जोड़े या 180 आधार जोड़े के गुणकों के टुकड़ों में क्रोमैटिन डी. एन. ए. के बाद के दरार के साथ एंडोन्यूक्लीज़ को सक्रिय करना शामिल है। 360, 540)। विखंडन के इस पैटर्न का उपयोग परीक्षणों में एपोप्टोसिस का पता लगाने के लिए किया जा सकता है जैसे कि जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस के साथ डीएनए सीढ़ी परख, एक टीयूएनईएल परख, या एक निकोलेटी परख। एपोप्टोटिक डी. एन. ए. विखंडन कैस्पेस-एक्टिवेटेड डी. एन. ए. एस. (सी. ए. डी.) नामक एंजाइम पर निर्भर करता है। सी. ए. डी. आमतौर पर कोशिका में एक अन्य प्रोटीन द्वारा बाधित होता है, जिसे कैस्पेस-सक्रिय डी. एन. एज़ (आई. सी. ए. डी.) का अवरोधक कहा जाता है। एपोप्टोसिस शुरू करने के लिए, कैस्पेस 3 नामक एक एंजाइम आईसीएडी को अलग करता है ताकि सीएडी सक्रिय हो जाए। सी. ए. डी. तब न्यूक्लियोसोम के बीच डी. एन. ए. को अलग करता है, जो 180 आधार जोड़ी अंतराल पर क्रोमैटिन में होता है। न्यूक्लियोसोम के बीच की जगहें डी. एन. ए. के एकमात्र ऐसे भाग हैं जो सी. ए. डी. के संपर्क में आते हैं और सुलभ होते हैं। कुछ अलग-अलग प्रकार की कोशिकाओं में कुछ स्थितियों में डी. एन. ए. विखंडन हो सकता है। यह एक कोशिका के लिए समस्याएं पैदा कर सकता है, या यह एक कोशिका को एपोप्टोसिस से गुजरने का संकेत प्राप्त कर सकता है। कोशिकाओं में होने वाले अनियमित विखंडन के कुछ उदाहरण नीचे दिए गए हैं। 1. लाल रक्त कोशिका विखंडन एक खंडित लाल रक्त कोशिका को सिस्टोसाइट के रूप में जाना जाता है और यह आम तौर पर लाल रक्त कोशिका में एक अंतःकोशिकीय यांत्रिक चोट का परिणाम होता है। शिस्टोसाइट्स की एक विस्तृत विविधता देखी जा सकती है। सिस्टोसाइट्स आमतौर पर अपेक्षाकृत कम संख्या में देखे जाते हैं और उन स्थितियों से जुड़े होते हैं जिनमें सामान्य रूप से चिकनी एंडोथेलियल अस्तर, या एंडोथेलियम, खुरदरा या अनियमित होता है, और/या संवहनी लुमेन को फाइब्रिन के तारों द्वारा पार किया जाता है। सिस्टोसाइट्स आमतौर पर उन रोगियों में देखे जाते हैं जिन्हें हेमोलिटिक एनीमिया होता है। वे उन्नत आयरन की कमी वाले एनीमिया की भी एक विशेषता हैं, लेकिन इस मामले में देखा गया विखंडन इन स्थितियों में उत्पादित कोशिकाओं की नाजुकता का परिणाम है। 2. शुक्राणु कोशिका डीएनए विखंडन एक औसत पुरुष में, उसकी 4 प्रतिशत से भी कम शुक्राणु कोशिकाओं में खंडित डीएनए होगा। हालांकि, धूम्रपान जैसे व्यवहार में भाग लेने से शुक्राणु कोशिकाओं में डीएनए विखंडन में काफी वृद्धि हो सकती है। डी. एन. ए. विखंडन के प्रतिशत और शुक्राणु की गतिशीलता, आकृति विज्ञान और एकाग्रता के बीच एक नकारात्मक संबंध है। विखंडित डी. एन. ए. वाले शुक्राणु के प्रतिशत और निषेचन दर और भ्रूण दर के बीच एक नकारात्मक संबंध भी है। संदर्भ कोशिका जीव विज्ञान