Activator (genetics)
एक प्रतिलेखन सक्रियक एक प्रोटीन (प्रतिलेखन कारक) है जो एक जीन या जीन के समूह के प्रतिलेखन को बढ़ाता है। सक्रियकों को जीन अभिव्यक्ति पर सकारात्मक नियंत्रण माना जाता है, क्योंकि वे जीन प्रतिलेखन को बढ़ावा देने के लिए कार्य करते हैं और कुछ मामलों में, जीन के प्रतिलेखन के लिए आवश्यक होते हैं। अधिकांश सक्रियक डी. एन. ए.-बाध्यकारी प्रोटीन होते हैं जो संवर्धक या प्रवर्तक-समीपस्थ तत्वों से जुड़ते हैं। एक्टिवेटर द्वारा बंधी डीएनए साइट को "एक्टिवेटर-बाइंडिंग साइट" के रूप में संदर्भित किया जाता है। सक्रियक का वह भाग जो सामान्य प्रतिलेखन तंत्र के साथ प्रोटीन-प्रोटीन अंतःक्रिया करता है, उसे "सक्रियण क्षेत्र" या "सक्रियण क्षेत्र" के रूप में संदर्भित किया जाता है। अधिकांश सक्रियक अनुक्रम को बांधकर कार्य करते हैं-विशेष रूप से एक प्रवर्तक के पास स्थित एक नियामक डी. एन. ए. स्थल पर और सामान्य प्रतिलेखन तंत्र (आर. एन. ए. पोलीमरेज़ और सामान्य प्रतिलेखन कारक) के साथ प्रोटीन-प्रोटीन अंतःक्रिया करते हुए, जिससे प्रवर्तक को सामान्य प्रतिलेखन तंत्र के बंधन की सुविधा मिलती है। अन्य सक्रियक आर. एन. ए. पोलीमरेज़ को प्रवर्तक से मुक्त करके और डी. एन. ए. के साथ आगे बढ़ते हुए जीन प्रतिलेखन को बढ़ावा देने में मदद करते हैं। कभी-कभी, आर. एन. ए. पोलीमरेज़ प्रवर्तक को छोड़ने के तुरंत बाद रुक सकता है; सक्रियक भी इन "रुके हुए" आर. एन. ए. पोलीमरेज़ को प्रतिलेखन जारी रखने की अनुमति देने के लिए कार्य करते हैं। सक्रियकों की गतिविधि को नियंत्रित किया जा सकता है। कुछ सक्रियक में एक एलोस्टेरिक साइट होती है और केवल तभी कार्य कर सकती है जब एक निश्चित अणु इस साइट से जुड़ जाता है, अनिवार्य रूप से सक्रियक को चालू कर देता है। एक्टिवेटर में अनुवाद के बाद के संशोधन भी गतिविधि को नियंत्रित कर सकते हैं, गतिविधि को बढ़ा या घटा सकते हैं जो संशोधन के प्रकार और एक्टिवेटर को संशोधित किए जाने पर निर्भर करता है। कुछ कोशिकाओं में, आमतौर पर यूकेरियोट्स, कई सक्रियक बंधन-स्थल से जुड़ सकते हैं; ये सक्रियक सहयोगात्मक रूप से बांधते हैं और सहक्रियात्मक रूप से परस्पर क्रिया करते हैं। स्ट्रक्चर एक्टिवेटर प्रोटीन में दो मुख्य डोमेन होते हैंः एक डीएनए-बाइंडिंग डोमेन जो एक्टिवेटर के लिए विशिष्ट डीएनए अनुक्रम से जुड़ता है, और एक एक्टिवेशन डोमेन जो अन्य अणुओं के साथ बातचीत करके जीन प्रतिलेखन को बढ़ाने के लिए कार्य करता है। एक्टिवेटर डीएनए-बाइंडिंग डोमेन विभिन्न प्रकार के अनुरूपणों में आते हैं, जिनमें हेलिक्स-टर्न-हेलिक्स, जिंक फिंगर और ल्यूसीन जिपर शामिल हैं। ये डी. एन. ए.-बाध्यकारी क्षेत्र एक निश्चित डी. एन. ए. अनुक्रम के लिए विशिष्ट हैं, जो सक्रियकों को केवल कुछ जीनों को सक्रिय करने की अनुमति देते हैं। सक्रियण डोमेन भी विभिन्न प्रकारों में आते हैं जिन्हें डोमेन के अमीनो एसिड अनुक्रम के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है, जिसमें एलेनिन-समृद्ध, ग्लूटामाइन-समृद्ध और अम्लीय डोमेन शामिल हैं। ये क्षेत्र उतने विशिष्ट नहीं हैं, और विभिन्न प्रकार के लक्षित अणुओं के साथ परस्पर क्रिया करते हैं। ऐक्टिवेटरों के पास एलोस्टेरिक साइट भी हो सकती हैं जो ऐक्टिवेटरों को स्वयं चालू और बंद करने के लिए जिम्मेदार हैं। क्रिया का तंत्र नियामक अनुक्रमों के लिए बाध्यकारी सक्रियक डी. एन. ए. डबल हेलिक्स के खांचे के भीतर, आधार जोड़े के कार्यात्मक समूह उजागर होते हैं। डी. एन. ए. का अनुक्रम इस प्रकार सतह की विशेषताओं का एक अनूठा पैटर्न बनाता है, जिसमें संभावित हाइड्रोजन बंधन, आयनिक बंधन के साथ-साथ हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन के क्षेत्र शामिल हैं। सक्रियकों के पास पार्श्व श्रृंखलाओं के साथ अमीनो एसिड के अद्वितीय अनुक्रम भी होते हैं जो डी. एन. ए. में कार्यात्मक समूहों के साथ बातचीत करने में सक्षम होते हैं। इस प्रकार, एक सक्रियक प्रोटीन बनाने वाली अमीनो एसिड साइड चेन का पैटर्न उस विशिष्ट डी. एन. ए. नियामक अनुक्रम की सतह विशेषताओं का पूरक होगा जिससे इसे बांधने के लिए डिज़ाइन किया गया था। सक्रियक प्रोटीन के अमीनो एसिड और डी. एन. ए. के कार्यात्मक समूहों के बीच पूरक अंतःक्रिया सक्रियक और उसके नियामक डी. एन. ए. अनुक्रम के बीच एक "सटीक-उपयुक्त" विशिष्टता पैदा करती है। अधिकांश सक्रियक दोहरे हेलिक्स के प्रमुख खांचे से जुड़ते हैं, क्योंकि ये क्षेत्र चौड़े होते हैं, लेकिन कुछ ऐसे होते हैं जो छोटे खांचे से जुड़ते हैं। सक्रियक-बाध्यकारी स्थल प्रवर्तक के बहुत करीब या कई आधार जोड़े दूर स्थित हो सकते हैं। यदि नियामक अनुक्रम बहुत दूर स्थित है, तो डी. एन. ए. स्वयं पर लूप करेगा (डी. एन. ए. लूपिंग) ताकि बाध्य सक्रियक प्रवर्तक स्थल पर प्रतिलेखन मशीनरी के साथ बातचीत कर सके। प्रोकैरियोट्स में, कई जीनों को एक साथ प्रतिलेखित किया जा सकता है (ऑपरॉन), और इस प्रकार एक ही नियामक अनुक्रम के तहत नियंत्रित किया जाता है। यूकेरियोट्स में, जीन को व्यक्तिगत रूप से प्रतिलेखित किया जाता है, और प्रत्येक जीन अपने स्वयं के नियामक अनुक्रमों द्वारा नियंत्रित होता है। नियामक अनुक्रम जहां सक्रियक बांधते हैं, वे आमतौर पर प्रवर्तक से ऊपर की ओर पाए जाते हैं, लेकिन वे यूकेरियोट्स में नीचे की ओर या इंट्रॉन के भीतर भी पाए जा सकते हैं। जीन प्रतिलेखन को बढ़ाने के कार्य सक्रियक को उसके नियामक अनुक्रम से जोड़ने से आर. एन. ए. पोलीमरेज़ गतिविधि को सक्षम करके जीन प्रतिलेखन को बढ़ावा मिलता है। यह विभिन्न तंत्रों के माध्यम से किया जाता है, जैसे कि प्रवर्तक के लिए प्रतिलेखन तंत्र की भर्ती और आर. एन. ए. पोलीमरेज़ को विस्तार में जारी रखने के लिए ट्रिगर करना। भर्ती सक्रियक-नियंत्रित जीन को प्रवर्तक क्षेत्र में आवश्यक प्रतिलेखन तंत्र की भर्ती करने के लिए नियामक स्थलों के लिए सक्रियकों के बंधन की आवश्यकता होती है। आर. एन. ए. पोलीमरेज़ के साथ सक्रियक अंतःक्रियाएँ ज्यादातर प्रोकैरियोट्स में प्रत्यक्ष और यूकेरियोट्स में अप्रत्यक्ष होती हैं। प्रोकैरियोट्स में, सक्रियक सीधे आर. एन. ए. पोलीमरेज़ के साथ संपर्क करते हैं ताकि इसे प्रवर्तक से बांधने में मदद मिल सके। यूकेरियोट्स में, सक्रियक ज्यादातर अन्य प्रोटीनों के साथ अंतःक्रिया करते हैं, और ये प्रोटीन तब आर. एन. ए. पोलीमरेज़ के साथ अंतःक्रिया करेंगे। प्रोकैरियोट्स प्रोकैरियोट्स में, सक्रियक द्वारा नियंत्रित जीन में ऐसे प्रवर्तक होते हैं जो स्वयं आर. एन. ए. पोलीमरेज़ से दृढ़ता से जुड़ने में असमर्थ होते हैं। इस प्रकार, सक्रियक प्रोटीन प्रवर्तक के लिए आर. एन. ए. पोलीमरेज़ के बंधन को बढ़ावा देने में मदद करते हैं। यह विभिन्न तंत्रों के माध्यम से किया जाता है। प्रवर्तक को बेहतर ढंग से उजागर करने के लिए सक्रियक डी. एन. ए. को मोड़ सकते हैं ताकि आर. एन. ए. पोलीमरेज़ अधिक प्रभावी ढंग से जुड़ सके। सक्रियक आर. एन. ए. पोलीमरेज़ के साथ सीधा संपर्क कर सकते हैं और इसे प्रवर्तक को सुरक्षित कर सकते हैं। यूकेरियोट्स में, सक्रियकों के पास विभिन्न प्रकार के लक्ष्य अणु होते हैं जिन्हें वे जीन प्रतिलेखन को बढ़ावा देने के लिए भर्ती कर सकते हैं। वे अन्य प्रतिलेखन कारकों और सह-कारकों की भर्ती कर सकते हैं जो प्रतिलेखन की शुरुआत में आवश्यक हैं। सक्रियक अणुओं की भर्ती कर सकते हैं जिन्हें सह-सक्रियक के रूप में जाना जाता है। ये सह-सक्रियक अणु तब सक्रियक के स्थान पर प्रतिलेखन शुरू करने के लिए आवश्यक कार्य कर सकते हैं, जैसे कि क्रोमैटिन संशोधन। यूकेरियोट्स में डी. एन. ए. बहुत अधिक संघनित होता है; इस प्रकार, सक्रियक ऐसे प्रोटीन की भर्ती करते हैं जो क्रोमैटिन को पुनर्गठित करने में सक्षम होते हैं ताकि प्रवर्तक प्रतिलेखन तंत्र द्वारा अधिक आसानी से सुलभ हो सके। कुछ प्रोटीन प्रवर्तक स्थल (ए. टी. पी.-निर्भर क्रोमैटिन पुनर्निर्माण परिसर) को उजागर करने के लिए डी. एन. ए. के साथ न्यूक्लियोसोम के लेआउट को पुनर्व्यवस्थित करेंगे। अन्य प्रोटीन अनुवाद के बाद के हिस्टोन संशोधनों के माध्यम से हिस्टोन और डी. एन. ए. के बीच बंधन को प्रभावित करते हैं, जिससे डी. एन. ए. को न्यूक्लियोसोम में कसकर लपेटा जा सकता है। ये सभी भर्ती किए गए अणु अंततः प्रवर्तक स्थल पर आर. एन. ए. पोलीमरेज़ की भर्ती करने के लिए एक साथ काम करते हैं। आर. एन. ए. पोलीमरेज़ ऐक्टिवेटरों की रिहाई आर. एन. ए. पोलीमरेज़ को प्रवर्तक से आगे बढ़ने और डी. एन. ए. के साथ आगे बढ़ने का संकेत देकर जीन प्रतिलेखन को बढ़ावा दे सकती है, जिससे प्रतिलेखन की शुरुआत होती है। आर. एन. ए. पोलीमरेज़ कभी-कभी प्रतिलेखन शुरू होने के तुरंत बाद रुक सकता है, और इस "रुकी हुई" स्थिति से आर. एन. ए. पोलीमरेज़ को छोड़ने के लिए सक्रियक की आवश्यकता होती है। इन "रुके हुए" आर. एन. ए. बहुलकों को मुक्त करने के लिए कई तंत्र मौजूद हैं। सक्रियक आर. एन. ए. पोलीमरेज़ की निरंतर गति को सक्रिय करने के लिए केवल एक संकेत के रूप में कार्य कर सकते हैं। यदि डी. एन. ए. आर. एन. ए. पोलीमरेज़ को प्रतिलेखन जारी रखने की अनुमति देने के लिए बहुत अधिक संघनित है, तो सक्रियक प्रोटीन की भर्ती कर सकते हैं जो डी. एन. ए. का पुनर्गठन कर सकते हैं ताकि किसी भी ब्लॉक को हटा दिया जा सके। सक्रियकर्ता विस्तार कारकों की भर्ती को भी बढ़ावा दे सकते हैं, जो आर. एन. ए. पोलीमरेज़ के लिए प्रतिलेखन जारी रखने के लिए आवश्यक हैं। सक्रियकों का विनियमन विभिन्न तरीके हैं जिनमें सक्रियकों की गतिविधि को स्वयं नियंत्रित किया जा सकता है, ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि सक्रियक उचित समय और स्तरों पर जीन प्रतिलेखन को उत्तेजित कर रहे हैं। सक्रियक गतिविधि पर्यावरणीय उत्तेजना या अन्य अंतःकोशिकीय संकेतों की प्रतिक्रिया में बढ़ या कम हो सकती है। जीन प्रतिलेखन को बढ़ावा देने से पहले सक्रियक प्रोटीन सक्रियक को अक्सर "चालू" किया जाना चाहिए। ऐक्टिवेटर की गतिविधि ऐक्टिवेटर की डी. एन. ए. के साथ अपनी नियामक साइट से जुड़ने की क्षमता से नियंत्रित होती है। एक्टिवेटर के डीएनए-बाइंडिंग डोमेन में एक सक्रिय रूप और एक निष्क्रिय रूप होता है, जो एक्टिवेटर के एलोस्टेरिक साइट पर एलोस्टेरिक प्रभावकों के रूप में जाने जाने वाले अणुओं के बंधन द्वारा नियंत्रित होते हैं। अपने निष्क्रिय रूप में सक्रियक किसी भी एलोस्टेरिक प्रभावकों से बंधे नहीं होते हैं। निष्क्रिय होने पर, सक्रियक डीएनए में अपने विशिष्ट नियामक अनुक्रम से जुड़ने में असमर्थ होता है, और इस प्रकार जीन के प्रतिलेखन पर इसका कोई नियामक प्रभाव नहीं पड़ता है। जब एक एलोस्टेरिक प्रभावक एक सक्रियक के एलोस्टेरिक स्थल से जुड़ता है, तो डीएनए-बाध्यकारी क्षेत्र में एक संरचनात्मक परिवर्तन होता है, जो प्रोटीन को डीएनए से जुड़ने और जीन प्रतिलेखन को बढ़ाने की अनुमति देता है। अनुवाद के बाद के संशोधन कुछ सक्रियक अनुवाद के बाद के संशोधनों से गुजरने में सक्षम होते हैं जो एक कोशिका के भीतर उनकी गतिविधि को प्रभावित करते हैं। फॉस्फोराइलेशन, एसिटिलेशन और सर्वव्यापीकरण जैसी प्रक्रियाओं को सक्रियकों की गतिविधि को नियंत्रित करने के लिए देखा गया है। रासायनिक समूह को जोड़े जाने के साथ-साथ सक्रियक की प्रकृति के आधार पर, अनुवाद के बाद के संशोधन या तो सक्रियक की गतिविधि को बढ़ा या घटा सकते हैं। उदाहरण के लिए, एसिटिलेशन को डीएनए-बाइंडिंग आत्मीयता बढ़ाने जैसे तंत्रों के माध्यम से कुछ सक्रियकों की गतिविधि को बढ़ाने के लिए देखा गया है। दूसरी ओर, सर्वव्यापीकरण सक्रियकों की गतिविधि को कम कर देता है, क्योंकि यूबीक्विटिन प्रोटीन को उनके संबंधित कार्यों को करने के बाद क्षरण के लिए चिह्नित करता है। सिनर्जी प्रोकैरियोट्स में, एक अकेला सक्रियक प्रोटीन प्रतिलेखन को बढ़ावा देने में सक्षम होता है। यूकेरियोट्स में, आमतौर पर एक से अधिक सक्रियक बंधन-स्थल पर इकट्ठा होते हैं, एक परिसर बनाते हैं जो प्रतिलेखन को बढ़ावा देने का कार्य करता है। ये एक्टिवेटर बाइंडिंग-साइट पर सहयोगात्मक रूप से बांधते हैं, जिसका अर्थ है कि एक एक्टिवेटर की बाइंडिंग दूसरे एक्टिवेटर (या कुछ मामलों में एक अन्य ट्रांसक्रिप्शनल रेगुलेटर) को बांधने के लिए साइट की आत्मीयता को बढ़ाती है, इस प्रकार कई एक्टिवेटरों के लिए साइट पर बांधना आसान हो जाता है। इन मामलों में, सक्रियक एक दूसरे के साथ सहक्रियात्मक रूप से बातचीत करते हैं, जिसका अर्थ है कि एक साथ काम करने वाले कई सक्रियकों से प्राप्त प्रतिलेखन की दर सक्रियकों के योगात्मक प्रभावों की तुलना में बहुत अधिक है यदि वे व्यक्तिगत रूप से काम कर रहे थे। उदाहरण माल्टोज कैटाबोलिज्म का विनियमन एस्चेरिचिया कोलाई में माल्टोज का टूटना जीन सक्रियण द्वारा नियंत्रित किया जाता है। माल्टोज कैटाबोलिज्म के लिए जिम्मेदार एंजाइमों के लिए कोड करने वाले जीन को केवल एक activator.The एक्टिवेटर की उपस्थिति में लिखा जा सकता है जो माल्टोज एंजाइमों के प्रतिलेखन को नियंत्रित करता है, माल्टोज की अनुपस्थिति में "बंद" होता है। अपने निष्क्रिय रूप में, सक्रियक डी. एन. ए. से जुड़ने और माल्टोज जीन के प्रतिलेखन को बढ़ावा देने में असमर्थ है। जब कोशिका में माल्टोज मौजूद होता है, तो यह सक्रियक प्रोटीन के एलोस्टेरिक स्थल से जुड़ जाता है, जिससे सक्रियक के डीएनए-बाध्यकारी क्षेत्र में एक संरचनात्मक परिवर्तन होता है। यह संरचनात्मक परिवर्तन सक्रियक को अपने विशिष्ट नियामक डीएनए अनुक्रम से बांधने की अनुमति देकर "चालू" कर देता है। अपने नियामक स्थल पर सक्रियक को बांधने से प्रवर्तक के लिए आर. एन. ए. पोलीमरेज़ बंधन को बढ़ावा मिलता है और इस प्रकार प्रतिलेखन होता है, जिससे कोशिका में प्रवेश करने वाले माल्टोज़ को तोड़ने के लिए आवश्यक एंजाइमों का उत्पादन होता है। लाख ऑपरॉन का नियमन कैटाबोलाइट एक्टिवेटर प्रोटीन (सीएपी), जिसे अन्यथा सीएएमपी रिसेप्टर प्रोटीन (सीआरपी) के रूप में जाना जाता है, बैक्टीरिया एस्चेरिचिया कोलाई के लाख ऑपरॉन में प्रतिलेखन को सक्रिय करता है। चक्रीय एडेनोसिन मोनोफॉस्फेट (सी. ए. एम. पी.) का उत्पादन ग्लूकोज भुखमरी के दौरान होता है; यह अणु एक एलोस्टेरिक प्रभावक के रूप में कार्य करता है जो सी. ए. पी. से जुड़ता है और एक संरचनात्मक परिवर्तन का कारण बनता है जो सी. ए. पी. को लाख प्रवर्तक के बगल में स्थित डी. एन. ए. स्थल से जुड़ने की अनुमति देता है। सी. ए. पी. फिर आर. एन. ए. पोलीमरेज़ के साथ एक सीधा प्रोटीन-प्रोटीन अंतःक्रिया करता है जो आर. एन. ए. पोलीमरेज़ को लाख प्रवर्तक में भर्ती करता है। सी. आर. आई. एस. पी. आर. सक्रियण बैक्टीरियल ट्रांसक्रिप्शन कोएक्टिवेटर (आनुवंशिकी) यूकेरियोटिक ट्रांसक्रिप्शन जीन अभिव्यक्ति शब्दों की शब्दावली ऑपेरॉन प्रमोटर (जीव विज्ञान) जीन अभिव्यक्ति का विनियमन रिप्रेसर स्क्वेल्चिंग ट्रांसक्रिप्शन कारक संदर्भ प्रतिलेखन कारक