E-box
ई-बॉक्स (एन्हांसर बॉक्स) एक डीएनए प्रतिक्रिया तत्व है जो कुछ यूकेरियोट्स में पाया जाता है जो प्रोटीन-बाइंडिंग साइट के रूप में कार्य करता है और न्यूरॉन्स, मांसपेशियों और अन्य ऊतकों में जीन अभिव्यक्ति को नियंत्रित करने के लिए पाया गया है। इसका विशिष्ट डी. एन. ए. अनुक्रम, सी. ए. एन. टी. जी. (जहां एन. कोई भी न्यूक्लियोटाइड हो सकता है), सी. ए. सी. जी. टी. जी. के पैलिन्ड्रोमिक कैनोनिकल अनुक्रम के साथ, जीन प्रतिलेखन शुरू करने के लिए प्रतिलेखन कारकों द्वारा पहचाना और बाध्य है। एक बार जब प्रतिलेखन कारक ई-बॉक्स के माध्यम से प्रवर्तकों से जुड़ जाते हैं, तो अन्य एंजाइम प्रवर्तक से जुड़ सकते हैं और डीएनए से एमआरएनए में प्रतिलेखन की सुविधा प्रदान कर सकते हैं। ई-बॉक्स की खोज 1985 में सुसुमु टोनेगावा और वाल्टर गिल्बर्ट की प्रयोगशालाओं के बीच एक सहयोग में इम्यूनोग्लोबुलिन हैवी-चेन एन्हांसर में एक नियंत्रण तत्व के रूप में की गई थी। उन्होंने पाया कि ऊतक-विशिष्ट प्रतिलेखन वर्धक तत्व में 140 आधार जोड़े का एक क्षेत्र विभिन्न ऊतकों और अनुक्रमों में प्रतिलेखन वृद्धि के विभिन्न स्तरों के लिए पर्याप्त था। उन्होंने सुझाव दिया कि विशिष्ट ऊतकों द्वारा बनाए गए प्रोटीन कोशिका विभेदन के दौरान जीन के सेट को सक्रिय करने के लिए इन संवर्धकों पर कार्य करते हैं। 1989 में, डेविड बाल्टीमोर की प्रयोगशाला ने पहले दो ई-बॉक्स बाइंडिंग प्रोटीन, ई12 और ई47 की खोज की। ये इम्यूनोग्लोबुलिन बढ़ाने वाले बी. एच. एल. एच. डोमेन के माध्यम से प्रोटीन के लिए हेटेरोडाइमर के रूप में जुड़ सकते हैं। 1990 में, एक और ई-प्रोटीन, आईटीएफ-2ए (बाद में इसका नाम बदलकर ई2-2एएलटी कर दिया गया) की खोज की गई जो इम्यूनोग्लोबुलिन प्रकाश श्रृंखला बढ़ाने वालों से जुड़ सकता है। दो साल बाद, तीसरा ई-बॉक्स बाइंडिंग प्रोटीन, एच. ई. बी., हीला कोशिकाओं से एक सी. डी. एन. ए. पुस्तकालय की जांच करके खोजा गया था। ई2-2 के एक स्प्लाइस-संस्करण की खोज 1997 में की गई थी और यह पाया गया था कि यह एक मांसपेशी-विशिष्ट जीन के प्रवर्तक को बाधित करता है। तब से, शोधकर्ताओं ने स्थापित किया है कि ई-बॉक्स कई यूकेरियोट्स में जीन प्रतिलेखन को प्रभावित करता है और ई-बॉक्स बाध्यकारी कारकों को पाया है जो ई-बॉक्स सर्वसम्मति अनुक्रमों की पहचान करते हैं। विशेष रूप से, कई प्रयोगों से पता चला है कि ई-बॉक्स प्रतिलेखन-अनुवाद प्रतिक्रिया लूप का एक अभिन्न अंग है जिसमें सर्कैडियन घड़ी शामिल है। बाइंडिंग ई-बॉक्स बाइंडिंग प्रोटीन प्रतिलेखन गतिविधि को विनियमित करने में एक प्रमुख भूमिका निभाते हैं। इन प्रोटीनों में आमतौर पर मूल हेलिक्स-लूप-हेलिक्स प्रोटीन संरचनात्मक रूपांकन होता है, जो उन्हें डिमर के रूप में बांधने की अनुमति देता है। इस रूपांकन में दो एम्फीपैथिक α-हेलिसेस होते हैं, जो अमीनो एसिड के एक छोटे से अनुक्रम से अलग होते हैं, जो एक या अधिक β-मोड़ बनाते हैं। इन α-हेलिक्स के बीच हाइड्रोफोबिक अंतःक्रियाएँ द्विमितीकरण को स्थिर करती हैं। इसके अलावा, प्रत्येक बी. एच. एल. एच. मोनोमर का एक मूल क्षेत्र होता है, जो बी. एच. एल. एच. मोनोमर और ई-बॉक्स (मूल क्षेत्र डी. एन. ए. के प्रमुख खांचे के साथ बातचीत करता है) के बीच मध्यस्थता पहचान में मदद करता है। डी. एन. ए. मोटिफ ("सी. ए. जी. सी. टी. जी" बनाम "सी. ए. सी. जी. टी. जी") के आधार पर बी. एच. एल. एच. प्रोटीन में मूल अवशेषों का एक अलग समूह होता है। ई-बॉक्स बाइंडिंग को चूहों में Zn2 + द्वारा संशोधित किया जाता है। ई-बॉक्स के ऊपर की ओर लगभग 23 न्यूक्लियोटाइड्स स्थित सी. टी.-समृद्ध क्षेत्र (सी. टी. आर. आर.) ई-बॉक्स बाइंडिंग, ट्रांसएक्टिवेशन (आनुवंशिक अभिव्यक्ति की बढ़ी हुई दर), और सर्कैडियन जीन बी. एम. ए. एल. 1/एन. पी. ए. एस. 2 और बी. एम. ए. एल. 1/सी. एल. ओ. सी. के. परिसरों के प्रतिलेखन में महत्वपूर्ण है। विभिन्न ई-डिब्बों की बाध्यकारी विशिष्टता उनके कार्य में आवश्यक पाई जाती है। अलग-अलग कार्यों वाले ई-बॉक्स में एक अलग संख्या और प्रकार का बंधन कारक होता है। ई-बॉक्स का सर्वसम्मति अनुक्रम आमतौर पर सी. ए. एन. टी. जी. होता है; हालाँकि, इसी तरह के अनुक्रमों के अन्य ई-बॉक्स मौजूद हैं जिन्हें गैर-कैनॉनिकल ई-बॉक्स कहा जाता है। इनमें शामिल हैं, लेकिन ये इन तक सीमित नहीं हैंः माउस पीरियड 2 (पी. ई. आर. 2) जीन का सी. ए. सी. जी. टी. टी. अनुक्रम 20 बी. पी. ऊपर की ओर और मानव और चूहे ए. पी. ओ. ई. के समीपस्थ प्रवर्तक क्षेत्र में माय. ओ. डी. कोर बढ़ाने वाले सी. ए. सी. सी. टी. सी. टी. जी. ए. सी. अनुक्रम के भीतर पाए जाने वाले इसके अभिव्यक्ति सी. ए. जी. सी. टी. टी. अनुक्रम को नियंत्रित करता है, जो लिपोप्रोटीन का एक प्रोटीन घटक है। सर्कैडियन घड़ी में भूमिका ई-बॉक्स-विनियमित जीन और सर्कैडियन घड़ी के बीच संबंध की खोज 1997 में हुई थी, जब हाओ, एलन और हार्डिन (टेक्सास ए एंड एम विश्वविद्यालय में जीव विज्ञान विभाग) ने ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर में अवधि (प्रति) जीन में लय का विश्लेषण किया था। उन्होंने 69 बी. पी. डी. एन. ए. टुकड़े के भीतर प्रति जीन के ऊपर की ओर एक सर्कैडियन ट्रांसक्रिप्शनल एन्हांसर पाया। पी. ई. आर. प्रोटीन के स्तर के आधार पर, वर्धक ने एल. डी. (प्रकाश-अंधेरा) और डी. डी. (निरंतर अंधेरा) दोनों स्थितियों में एम. आर. एन. ए. प्रतिलेखन के उच्च स्तर को चलाया। एन्हांसर को उच्च-स्तरीय जीन अभिव्यक्ति के लिए आवश्यक पाया गया लेकिन सर्केडियन लय के लिए नहीं। यह बी. एम. ए. एल. 1/सी. एल. ओ. सी. के. परिसर के लक्ष्य के रूप में भी स्वतंत्र रूप से काम करता है। ई-बॉक्स सर्कैडियन जीन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है; अब तक, नौ ई/ई 'बॉक्स नियंत्रित सर्कैडियन जीन की पहचान की गई हैः पी. ई. आर. 1, पी. ई. आर. 2, बी. एच. एल. एच. बी. 2, बी. एच. एल. एच. बी. 3, सी. आर. वाई. 1, डी. बी. पी., एन. आर. 1 डी. 1, एन. आर. 1 डी. 2, और आर. ओ. आर. सी। चूंकि ई-बॉक्स कई सर्केडियन जीन से जुड़ा हुआ है, इसलिए यह संभव है कि इससे जुड़े जीन और प्रोटीन "(सर्केडियन) प्रणाली में महत्वपूर्ण और कमजोर बिंदु" हों। ई-बॉक्स सर्केडियन चरण से जुड़े शीर्ष पांच प्रतिलेखन कारक परिवारों में से एक है और अधिकांश ऊतकों में पाया जाता है। कुल 320 ई-बॉक्स-नियंत्रित जीन एस. सी. एन. (सुप्राचियास्मेटिक न्यूक्लियस), यकृत, महाधमनी, अधिवृक्क, डब्ल्यू. ए. टी. (सफेद वसा ऊतक), मस्तिष्क, एट्रिया, वेंट्रिकल, प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स, कंकाल की मांसपेशियों, बी. ए. टी. (ब्राउन एडिपोज ऊतक) और कैल्वेरियल हड्डी में पाए जाते हैं। ई-बॉक्स जैसे सी. एल. ओ. सी. के. से संबंधित तत्व (ई. एल.-बॉक्स; जी. जी. सी. ए. सी. जी. ए. जी. सी.) भी घड़ी-नियंत्रित जीन में सर्कैडियन लय को बनाए रखने में महत्वपूर्ण हैं। इसी तरह ई-बॉक्स के लिए, सी. एल. ओ. सी. के. से संबंधित तत्व जैसे ई-बॉक्स भी बी. एम. ए. एल. 1/सी. एल. ओ. सी. के प्रतिलेखन को प्रेरित कर सकता है, जो तब अन्य ई. एल.-बॉक्स युक्त जीन (ए. एन. के., डी. बी. पी., एन. आर. 1 डी. 1) में अभिव्यक्ति का कारण बन सकता है। हालांकि, ईएल-बॉक्स और नियमित ई-बॉक्स के बीच अंतर हैं। डी. ई. सी. 1 और डी. ई. सी. 2 को दबाने से ई. एल.-बॉक्स की तुलना में ई-बॉक्स पर अधिक प्रभाव पड़ता है। इसके अलावा, एचईएस1, जो एक अलग सर्वसम्मति अनुक्रम (सीएसीएनएजी, जिसे एन-बॉक्स के रूप में जाना जाता है) से जुड़ सकता है, ईएल-बॉक्स में दमन प्रभाव दिखाता है, लेकिन ई-बॉक्स में नहीं। सर्कैडियन दोलन के लिए गैर-कैनॉनिकल ई-बॉक्स और ई-बॉक्स जैसे अनुक्रम दोनों महत्वपूर्ण हैं। इस पर हाल के शोध एक परिकल्पना बनाते हैं कि या तो एक कैनॉनिकल या गैर-कैनॉनिकल ई-बॉक्स के बाद बीच में 6 आधार जोड़ी अंतराल के साथ एक ई-बॉक्स जैसा अनुक्रम सर्कैडियन प्रतिलेखन के लिए एक आवश्यक संयोजन है। सिलिको विश्लेषण में यह भी पता चलता है कि इस तरह का अंतराल अन्य ज्ञात घड़ी-नियंत्रित जीनों में मौजूद था। ई-बॉक्स से जुड़ने वाले प्रोटीन की भूमिका कई प्रोटीन हैं जो ई-बॉक्स से जुड़ते हैं और जीन प्रतिलेखन को प्रभावित करते हैं। सी. एल. ओ. के.-ए. आर. एन. टी. एल. परिसर सी. एल. ओ. के.-ए. आर. एन. टी. एल. (बी. एम. ए. एल. 1) परिसर स्तनधारी सर्केडियन चक्र का एक अभिन्न अंग है और सर्केडियन लय को बनाए रखने में महत्वपूर्ण है। यह जानते हुए कि बंधन प्रवर्तक क्षेत्र में प्रति जीन के प्रतिलेखन को सक्रिय करता है, शोधकर्ताओं ने 2002 में पाया कि डी. ई. सी. 1 और डी. ई. सी. 2 (बी. एच. एल. एच. प्रतिलेखन कारक) ने बी. एम. ए. एल. 1 और/या ई-बॉक्स तत्वों के लिए प्रतिस्पर्धा के माध्यम से सी. एल. ओ. सी. के.-बी. एम. ए. एल. 1 परिसर को दबा दिया। उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि डी. ई. सी. 1 और डी. ई. सी. 2 स्तनधारी आणविक घड़ी के नियामक थे। 2006 में, रिपरगर और शिबलर ने पाया कि ई-बॉक्स के साथ इस परिसर के बंधन ने सर्कैडियन डी. बी. पी. प्रतिलेखन और क्रोमैटिन संक्रमण (क्रोमैटिन से फैकल्टेटिव हेटेरोक्रोमैटिन में परिवर्तन) को प्रेरित किया। यह निष्कर्ष निकाला गया कि सी. एल. ओ. सी. के. पहले और दूसरे इंट्रॉन में स्थित वृद्धि करने वाले क्षेत्रों में ई-बॉक्स रूपांकनों को बांधकर डी. बी. पी. अभिव्यक्ति को नियंत्रित करता है। एम. वाई. सी. (सी-माइक, एक ऑन्कोजीन) एम. वाई. सी. (सी-माइक), एक जीन जो एक प्रतिलेखन कारक माइक के लिए कोड करता है, स्तनधारी कोशिका प्रसार और एपोप्टोसिस को विनियमित करने में महत्वपूर्ण है। 1991 में, शोधकर्ताओं ने परीक्षण किया कि क्या सी-माइक डी. एन. ए. को ई12 में डिमेराइज़ करके बांध सकता है। ई6 के डाइमर, चिमेरिक प्रोटीन, एक ई-बॉक्स तत्व (जी. जी. सी. सी. ए. सी. जी. टी. जी. ए. सी. सी.) से जुड़ने में सक्षम थे जिसे अन्य एच. एल. एच. प्रोटीन द्वारा पहचाना गया था। ई6 की अभिव्यक्ति ने सी-माइक के कार्य को दबा दिया, जिसने दोनों के बीच एक कड़ी दिखाई। 1996 में, यह पाया गया कि माइक मैक्स के साथ हेटेरोडाइमराइज़ करता है और यह हेटेरोडाइमरिक कॉम्प्लेक्स सीएसी (जी/ए) टीजी ई-बॉक्स अनुक्रम से जुड़ सकता है और प्रतिलेखन को सक्रिय कर सकता है। 1998 में, यह निष्कर्ष निकाला गया कि सी-माइक का कार्य ई-बॉक्स तत्वों के माध्यम से विशेष जीन के प्रतिलेखन को सक्रिय करने पर निर्भर करता है। एम. वाई. ओ. डी. 1 (एम. वाई. ओ. डी.) एम. आर. एफ. बी. एच. एल. एच. परिवार से आता है और इसकी मुख्य भूमिका पेशीय ऊतक का निर्माण, मायोजेनेसिस है। इस परिवार के अन्य सदस्यों में मायोजेनिन, मायफ5, मायफ6, मिस्ट1 और नेक्स-1 शामिल हैं। जब मायोडी ई-बॉक्स मोटिफ सी. ए. एन. टी. जी. से जुड़ता है, तो मांसपेशियों में भिन्नता और मांसपेशियों-विशिष्ट प्रोटीन की अभिव्यक्ति शुरू होती है। शोधकर्ताओं ने पुनः संयोजक मायोडी अनुक्रम के विभिन्न हिस्सों को समाप्त किया और निष्कर्ष निकाला कि मायोडी ने ई-बॉक्स और मांसपेशियों के विशिष्ट जीन α7 इंटीग्रिन और सार्कोमेरिक sMtCK के प्रवर्तक अनुक्रम की टेट्राप्लेक्स संरचना को बांधने के लिए परिवेष्टित तत्वों का उपयोग किया। मायोडी एच. बी.-ई. जी. एफ. (हेपरिन-बाइंडिंग ई. जी. एफ. जैसे विकास कारक) को नियंत्रित करता है, जो ई. जी. एफ. (एपिडर्मल ग्रोथ फैक्टर) परिवार का एक सदस्य है जो कोशिका वृद्धि और प्रसार को उत्तेजित करता है। यह हेपेटोसेल्युलर कार्सिनोमा, प्रोस्टेट कैंसर, स्तन कैंसर, ग्रासनली कैंसर और गैस्ट्रिक कैंसर के विकास में भूमिका निभाता है। मायओडी मायओजी के गैर-कैनॉनिकल ई बक्से से भी जुड़ सकता है और इसकी अभिव्यक्ति को नियंत्रित कर सकता है। मायओजी (मायोजेनिन) मायओजी मायओडी प्रतिलेखन कारक परिवार से संबंधित है। न्यूरोमस्कुलर सिनेप्स गठन के लिए मायोजी-ई-बॉक्स बाइंडिंग आवश्यक है क्योंकि कंकाल की मांसपेशियों के जीन अभिव्यक्ति में एचडीएसी-डैच2-मायोजेनिन सिग्नलिंग मार्ग की पहचान की गई है। मांसपेशियों के खराब होने के लक्षण वाले रोगियों में मायोजी अभिव्यक्ति में कमी देखी गई है। मायोजी और मायोडी को भी मायोब्लास्ट विभेदन में शामिल होने के लिए दिखाया गया है। वे कैथेप्सिन बी प्रवर्तक गतिविधि को सक्रिय करके और इसकी एम. आर. एन. ए. अभिव्यक्ति को प्रेरित करके कार्य करते हैं। TCF3 (E47) E47 का उत्पादन E47 विशिष्ट bHLH-एन्कोडिंग एक्सॉन में वैकल्पिक स्प्लिस्ड E2A द्वारा किया जाता है। इसकी भूमिका ऊतक विशिष्ट जीन अभिव्यक्ति और विभेदन को विनियमित करना है। 3pk और MK2 सहित कई काइनेस E47 से जुड़े हुए हैं। ये 2 प्रोटीन E47 के साथ एक संकुल बनाते हैं और इसकी प्रतिलेखन गतिविधि को कम करते हैं। सी. के. आई. आई. और पी. के. ए. को फॉस्फोरिलेट ई47 इन विट्रो में भी दिखाया गया है। अन्य ई-बॉक्स बाइंडिंग प्रोटीनों के समान, ई47 भी ई-बॉक्स में सी. ए. एन. एन. टी. जी. अनुक्रम से जुड़ता है। सजातीय ई2ए नॉकआउट चूहों में, बी कोशिकाओं का विकास डीजे व्यवस्था चरण से पहले रुक जाता है और बी कोशिकाएं परिपक्व होने में विफल हो जाती हैं। E47 को या तो हेटेरोडाइमर (E12 के साथ) या होमोडिमर (लेकिन कमजोर) के रूप में बांधते हुए दिखाया गया है। हाल के शोध हालांकि बी. एम. ए. एल. 1/सी. एल. ओ. सी. के. ई-बॉक्स के साथ कैसे बातचीत करते हैं, इसका संरचनात्मक आधार अज्ञात है, हाल के शोध से पता चला है कि बी. एम. ए. एल. 1/सी. एल. ओ. सी. के. बी. एच. एल. एच. प्रोटीन डोमेन अन्य बी. एच. एल. एच. युक्त प्रोटीन के समान हैं, जैसे। माइक/मैक्स, जिन्हें ई-बॉक्स के साथ क्रिस्टलीकृत किया गया है। यह अनुमान लगाया जाता है कि इस उच्च आत्मीयता बंधन का समर्थन करने के लिए विशिष्ट आधार आवश्यक हैं। इसके अलावा, सर्कैडियन ई-बॉक्स के आसपास के क्षेत्र में अनुक्रम बाधाओं को पूरी तरह से समझा नहीं गया हैः ऐसा माना जाता है कि सर्कैडियन प्रतिलेखन होने के लिए आनुवंशिक अनुक्रम में ई-बॉक्स को यादृच्छिक रूप से एक दूसरे से अलग करना आवश्यक है लेकिन पर्याप्त नहीं है। ई-बॉक्स से जुड़े हाल के शोध का उद्देश्य अधिक बाध्यकारी प्रोटीन खोजने के साथ-साथ बंधन को रोकने के लिए अधिक तंत्र की खोज करना है। मेडिकल स्कूल ऑफ नानजिंग यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने पाया कि एफ. बी. एक्स. एल. 3 (एफ-बॉक्स/ल्यूसीन रिच-रिपीट प्रोटीन) का आयाम ई-बॉक्स के माध्यम से व्यक्त किया जाता है। उन्होंने एफ. बी. एक्स. एल. 3 की कमी वाले चूहों का अध्ययन किया और पाया कि यह सर्केडियन अवधि की लंबाई को प्रभावित करके सर्केडियन लय में प्रतिक्रिया लूप को नियंत्रित करता है। हार्वर्ड मेडिकल स्कूल के शोधकर्ताओं द्वारा 4 अप्रैल, 2013 को प्रकाशित एक अध्ययन में पाया गया कि ई-बॉक्स के दोनों ओर न्यूक्लियोटाइड्स प्रभावित करते हैं जो प्रतिलेखन कारक ई-बॉक्स से ही जुड़ सकते हैं। ये न्यूक्लियोटाइड्स डीएनए स्ट्रैंड की 3-डी स्थानिक व्यवस्था को निर्धारित करते हैं और बाध्यकारी प्रतिलेखन कारकों के आकार को प्रतिबंधित करते हैं। अध्ययन में इन विवो और इन विट्रो स्ट्रैंड्स के बीच बाइंडिंग पैटर्न में अंतर भी पाया गया। संदर्भ बाहरी लिंक नियामक अनुक्रम डीएनए