Bacterial DNA binding protein
आणविक जीवविज्ञान में, जीवाणु डीएनए बाइंडिंग प्रोटीन छोटे, आमतौर पर लगभग 90 अवशेषों के बुनियादी प्रोटीन का एक परिवार है जो डीएनए को बांधते हैं और इन्हें हिस्टोन जैसे प्रोटीन के रूप में जाना जाता है। चूँकि बैक्टीरियल बाइंडिंग प्रोटीन के कार्यों में विविधता होती है, इसलिए उन सभी के लिए एक सामान्य कार्य विकसित करना मुश्किल हो गया है। इन्हें आमतौर पर हिस्टोन के रूप में संदर्भित किया जाता है और इनमें यूकेरियोटिक हिस्टोन प्रोटीन के साथ कई समान लक्षण होते हैं। यूकेरियोटिक हिस्टोन डीएनए को नाभिक में फिट करने में मदद करने के लिए पैकेज करते हैं, और वे प्रकृति में सबसे संरक्षित प्रोटीन के रूप में जाने जाते हैं। उदाहरणों में एस्चेरिचिया कोलाई में एच. यू. प्रोटीन शामिल है, जो निकटता से संबंधित अल्फा और बीटा श्रृंखलाओं का एक डाइमर है और अन्य बैक्टीरिया में समान श्रृंखलाओं का एक डाइमर हो सकता है। एच. यू.-प्रकार के प्रोटीन विभिन्न प्रकार के बैक्टीरिया (साइनोबैक्टीरिया सहित) और आर्किया में पाए गए हैं, और कुछ शैवाल के क्लोरोप्लास्ट जीनोम में भी एन्कोड किए गए हैं। इंटीग्रेशन होस्ट फैक्टर (आई. एच. एफ.), निकटता से संबंधित श्रृंखलाओं का एक डाइमर, जिसे आनुवंशिक पुनर्संयोजन के साथ-साथ ट्रांसलेशनल और ट्रांसक्रिप्शनल नियंत्रण में कार्य करने का सुझाव दिया जाता है, एंटरोबैक्टीरिया और अफ्रीकी स्वाइन फीवर वायरस प्रोटीन ए104आर (या एल. एम. डब्ल्यू. 5-ए. आर.) सहित वायरल प्रोटीन में पाया जाता है। यह परिवार यूकेरियोट्स के एक समूह में भी पाया जाता है जिसे डिनोफ्लाजेलेट्स के रूप में जाना जाता है। ये डिनोफ्लागेलेट हिस्टोन जैसे प्रोटीन कुछ डिनोफ्लागेलेट में हिस्टोन की जगह लेते हैं और डी. एन. ए. को तरल-क्रिस्टलीय अवस्था में पैक करते हैं। हिस्टोन जैसे प्रोटीन कई यूबैक्टीरिया, साइनोबैक्टीरिया और आर्किबैक्टीरिया में मौजूद होते हैं। ये प्रोटीन सभी डी. एन. ए.-निर्भर कार्यों में भाग लेते हैं; इन प्रक्रियाओं में, बैक्टीरियल डी. एन. ए. बाइंडिंग प्रोटीन की एक वास्तुशिल्प भूमिका होती है, जो प्रतिलेखन, पुनर्संयोजन, प्रतिकृति, या किसी अन्य डी. एन. ए.-निर्भर प्रक्रिया के रूप में संरचनात्मक अखंडता को बनाए रखती है। यूकेरियोटिक हिस्टोन की खोज पहली बार 0.4 मीटर एन. ए. सी. एल. में प्रयोगों के माध्यम से की गई थी। इन उच्च नमक सांद्रता में, यूकेरियोटिक हिस्टोन प्रोटीन को एक डी. एन. ए. विलयन से अलग किया जाता है जिसमें एकल फंसे हुए डी. एन. ए. को सेलूलोज़ से सहसंयोजक रूप से बांधा जाता है। निष्कर्षण के बाद, प्रोटीन आसानी से डी. एन. ए. को बांध देता है, जो डी. एन. ए. के लिए प्रोटीन की उच्च आत्मीयता का संकेत देता है। हिस्टोन जैसे प्रोटीन बैक्टीरिया में मौजूद होने के लिए अज्ञात थे जब तक कि यूकेरियोटिक हिस्टोन और एचयू-प्रोटीन के बीच समानताओं को नोट नहीं किया गया था, विशेष रूप से दोनों प्रोटीन की प्रचुरता, क्षारता और छोटे आकार के कारण। आगे की जाँच पर, यह पता चला कि एच. यू. की अमीनो एसिड संरचना यूकेरियोटिक हिस्टोन से मिलती-जुलती है, इस प्रकार बैक्टीरिया में अन्य संबंधित प्रोटीनों की खोज और बैक्टीरिया डीएनए बाइंडिंग प्रोटीन के सटीक कार्य में आगे के शोध को प्रेरित करती है। डी. एन. ए. प्रतिकृति में भूमिका अनुसंधान से पता चलता है कि डी. एन. ए. प्रतिकृति के दौरान बैक्टीरियल डी. एन. ए. बाइंडिंग प्रोटीन की एक महत्वपूर्ण भूमिका होती है; प्रोटीन लैगिंग स्ट्रैंड को स्थिर करने के साथ-साथ डी. एन. ए. पोलीमरेज़ III के साथ बातचीत करने में शामिल है। एस्चेरिचिया कोलाई कोशिकाओं में डी. एन. ए. प्रतिकृति के दौरान एकल-फंसे डी. एन. ए. बंधन (एस. एस. बी.) प्रोटीन की भूमिका का अध्ययन किया गया है, विशेष रूप से विभिन्न नमक सांद्रता के वातावरण में एस. एस. बी. और डी. एन. ए. पोलीमरेज़ III की χ उप-इकाई के बीच बातचीत। लैगिंग स्ट्रैंड साइट पर डीएनए प्रतिकृति में, डीएनए पोलीमरेज़ III डीएनए बाइंडिंग प्रोटीन से व्यक्तिगत रूप से न्यूक्लियोटाइड्स को हटा देता है। एक अस्थिर एसएसबी/डीएनए प्रणाली के परिणामस्वरूप एसएसबी का तेजी से विघटन होगा, जो डीएनए प्रतिकृति को रोकता है। शोध से पता चला है कि एस. एस. डी. एन. ए. ई. कोलाई में एस. एस. बी. और डी. एन. ए. पोलीमरेज़ III की χ उप-इकाई की अंतःक्रिया से स्थिर होता है, इस प्रकार सही संरचना को बनाए रखते हुए प्रतिकृति के लिए तैयारी करता है जो एस. एस. डी. एन. ए. के लिए एंजाइमों की बंधन आत्मीयता को बढ़ाता है। इसके अलावा, प्रतिकृति कांटे पर डीएनए पोलीमरेज़ III के लिए एसएसबी का बंधन एसएसबी के पृथक्करण को रोकता है, जिसके परिणामस्वरूप एक नए डीएनए स्ट्रैंड को संश्लेषित करने के लिए डीएनए पोलीमरेज़ III की दक्षता में वृद्धि होती है। उदाहरण एच-एन. एस. शुरू में, बैक्टीरियल डी. एन. ए. बाइंडिंग प्रोटीन को बैक्टीरियल डी. एन. ए. को स्थिर करने में मदद करने के लिए सोचा गया था। वर्तमान में, बैक्टीरिया डीएनए बाइंडिंग प्रोटीन के कई और कार्यों की खोज की गई है, जिसमें हिस्टोन जैसे न्यूक्लॉइड-स्ट्रक्चरिंग प्रोटीन, एच-एन. एस. द्वारा जीन अभिव्यक्ति का विनियमन शामिल है। एच-एन. एस. लगभग 15.6 के. डी. ए. है और कुछ जीनों को दबाकर और सक्रिय करके बैक्टीरिया में जीवाणु प्रतिलेखन के विनियमन में सहायता करता है। एच-एन. एस. एक आंतरिक वक्रता के साथ डी. एन. ए. से जुड़ता है। ई. कोलाई में, एच-एन. एस. स्थिर और धीमी वृद्धि अवधि के दौरान आर. आर. एन. ए. उत्पादन को कम करने वाले पी1 प्रवर्तक से जुड़ जाता है। आर. एन. ए. पोलीमरेज़ और एच-एन. एस. डी. एन. ए. बाइंडिंग प्रोटीन में अतिव्यापी बाइंडिंग साइटें होती हैं; यह सोचा जाता है कि एच-एन. एस. प्रतिलेखन दीक्षा स्थल पर कार्य करके आर. आर. एन. ए. उत्पादन को नियंत्रित करता है। यह पाया गया है कि एच-एन. एस. और आर. एन. ए. पोलीमरेज़ दोनों पी1 प्रवर्तक से जुड़ते हैं और एक संकुल बनाते हैं। जब एच-एन. एस. आर. एन. ए. पॉलिमरेज़ के साथ प्रवर्तक क्षेत्र में बंधा होता है, तो डी. एन. ए. में संरचनात्मक अंतर होते हैं जो सुलभ होते हैं। यह भी पाया गया है कि एच-एन. एस. एम. आर. एन. ए. से जुड़कर और इसके क्षरण का कारण बन कर अनुवाद को भी प्रभावित कर सकता है। एच. यू. एच. यू. एक छोटा (10 के. डी. ए.) बैक्टीरियल डी. एन. ए.-बाइंडिंग प्रोटीन है, जो संरचनात्मक रूप से एक यूकेरियोटिक हिस्टोन से अलग होता है, लेकिन कार्यात्मक रूप से टोपोइसोमरेज़ की सहायता से गोलाकार डी. एन. ए. में नकारात्मक सुपरकॉइलिंग को प्रेरित करके हिस्टोन के समान कार्य करता है। प्रोटीन को डी. एन. ए. प्रतिकृति, पुनर्संयोजन और मरम्मत में शामिल किया गया है। एक α-हेलिकल हाइड्रोफोबिक कोर और दो सकारात्मक रूप से आवेशित β-रिबन भुजाओं के साथ, एचयू कम आत्मीयता के साथ गैर-विशेष रूप से डी. एस. डी. एन. ए. से बांधता है, लेकिन परिवर्तित डी. एन. ए. से बांधता है-जैसे कि जंक्शन, निक्स, अंतराल, कांटे और ओवरहैंग-उच्च आत्मीयता के साथ। भुजाएँ कम आत्मीयता अवस्थाओं में डी. एन. ए. के छोटे खांचे से जुड़ती हैं; उच्च आत्मीयता अवस्थाओं में, α-हेलिकल कोर का एक घटक डी. एन. ए. के साथ भी बातचीत करता है। हालाँकि, इस प्रोटीन का कार्य केवल डी. एन. ए. तक ही सीमित नहीं है; एच. यू. सुपरकॉइल्ड डी. एन. ए. के समान आत्मीयता के साथ आर. एन. ए. और डी. एन. ए.-आर. एन. ए. संकरों से भी जुड़ता है। हाल के शोध से पता चला है कि एच. यू. आर. पी. ओ. एस. के एम. आर. एन. ए. के लिए उच्च विशिष्टता के साथ जुड़ता है, जो आर. एन. ए. पोलीमरेज़ के तनाव सिग्मा कारक के लिए एक प्रतिलेख है, और प्रोटीन के अनुवाद को उत्तेजित करता है। इस आर. एन. ए. कार्य के अतिरिक्त, यह भी प्रदर्शित किया गया कि एच. यू. डी. एस. आर. ए. को बांधता है, एक छोटा गैर-कोडिंग आर. एन. ए. जो एच. एन. एस. को दबाने के माध्यम से प्रतिलेखन को नियंत्रित करता है और आर. पी. ओ. एस. की बढ़ती अभिव्यक्ति के माध्यम से अनुवाद को उत्तेजित करता है। इन अंतःक्रियाओं से पता चलता है कि एच. यू. का जीवाणु कोशिकाओं में प्रतिलेखन और अनुवाद पर कई प्रभाव पड़ता है। आई. एच. एफ. एकीकरण मेजबान कारक, आई. एच. एफ., केवल ग्राम नकारात्मक बैक्टीरिया में पाया जाने वाला न्यूक्लॉइड से जुड़ा प्रोटीन नहीं है। यह एक 20 केडीए हेटेरोडाइमर है, जो α और β उप-इकाइयों से बना है जो अनुक्रम 5 '-वाटकेनएनएनटीटीआर-3' से जुड़ता है और डीएनए को लगभग 160 डिग्री मोड़ता है। आई. एच. एफ. की β भुजाओं में प्रोलाइन अवशेष होते हैं जो डी. एन. ए. किंक को स्थिर करने में मदद करते हैं। ये किन्क्स कॉम्पैक्ट डी. एन. ए. में मदद कर सकते हैं और सुपरकॉइलिंग की अनुमति दे सकते हैं। डी. एन. ए. से जुड़ने का तरीका पर्यावरणीय कारकों पर निर्भर करता है, जैसे कि मौजूद आयनों की सांद्रता। के. सी. एल. की उच्च सांद्रता के साथ, कमजोर डी. एन. ए. झुकता है। यह पाया गया है कि डी. एन. ए. का तेज झुकाव तब होता है जब के. सी. एल. की सांद्रता 100 एम. एम. से कम होती है, और आई. एच. एफ. केंद्रित नहीं होता है। आई. एच. एफ. को E.coli में λ फेज के पुनर्संयोजन के लिए एक आवश्यक सह-कारक के रूप में खोजा गया था। 2016 में यह पता चला कि आई. एच. एफ. सी. आर. आई. एस. पी. आर. प्रकार I और प्रकार II प्रणालियों में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। कैस1-कैस2 परिसर को सी. आर. आई. एस. पी. आर. अनुक्रम में नए स्पेसरों को एकीकृत करने की अनुमति देने में इसकी एक प्रमुख भूमिका है। ऐसा माना जाता है कि आई. एच. एफ. द्वारा डी. एन. ए. के झुकने से डी. एन. ए. प्रमुख और छोटे खांचे में अंतर बदल जाता है, जिससे कैस1-कैस2 परिसर डी. एन. ए. आधारों के साथ संपर्क कर सकता है। यह सी. आर. आई. एस. पी. आर. प्रणाली में एक प्रमुख कार्य है क्योंकि यह सुनिश्चित करता है कि नया स्पेसर क्षेत्र हमेशा सी. आर. आई. एस. पी. आर. अनुक्रम की शुरुआत में नेता अनुक्रम के बगल में जोड़ा जाए। आई. एच. एफ. द्वारा एकीकरण का यह निर्देशन यह सुनिश्चित करता है कि स्पेसर को कालानुक्रमिक रूप से जोड़ा जाता है, जिससे सबसे हाल के वायरल संक्रमण के खिलाफ बेहतर सुरक्षा मिलती है। तुलना {। वर्ग = "विकिटेबल"। + तालिका 1। कुछ डी. एन. ए. बाइंडिंग प्रोटीन की तुलना।-! डी. एन. ए. बाइंडिंग प्रोटीन! आकार! संरचना! बाइंडिंग साइट! प्रभाव।-|H-NS |15.6 kDa |exists डिमर्स में आर. एन. ए. पोलीमरेज़ को प्रवर्तक |binds से झुकते हुए डी. एन. ए. से जुड़ने से शारीरिक रूप से रोकने के लिए, जीन अभिव्यक्ति के ई. कोलाई |regulation में पी1 प्रवर्तक से जुड़ता है।-|H यू |10 kDa |α-हेलिकल कोर और दो सकारात्मक रूप से आवेशित β-रिबन भुजाएँ |binds गैर-विशेष रूप से डी. एस. डी. एन. ए. के लिए, डी. एस. आर. ए. से जुड़ती हैं, एक छोटा गैर-कोडिंग आर. एन. ए. जो प्रतिलेखन <ID शोधकर्ता इन प्रोटीनों को प्रभावित करने वाले अन्य तरीकों की जांच कर रहे हैं। डीएनए-बाइंडिंग प्रोटीन एच-एन. एस. को गुणसूत्र संगठन और जीन विनियमन में भूमिका निभाने के लिए जाना जाता है; हालाँकि, हाल के अध्ययनों ने फ्लैजेला कार्यों को अप्रत्यक्ष रूप से विनियमित करने में उनकी भूमिका की पुष्टि की है। कुछ गतिशीलता नियामक संबंध जो एच-एन. एस. को प्रभावित करते हैं, उनमें संदेशवाहक अणु चक्रीय डी-जी. एम. पी., जैव-फिल्म नियामक प्रोटीन सी. एस. जी. डी. और सिग्मा कारक, σ (S) और σ (F) शामिल हैं। आगे के अध्ययनों का उद्देश्य उन तरीकों को चिह्नित करना है जिनसे यह नाभिकीय-व्यवस्थित प्रोटीन अन्य नियामक मार्गों के माध्यम से कोशिका की गतिशीलता को प्रभावित करता है। अन्य शोधकर्ताओं ने बैक्टीरियल डीएनए-बाइंडिंग प्रोटीन का उपयोग साल्मोनेला एंटेरिका सेरोवर टाइफिमुरियम पर शोध करने के लिए किया है, जिसमें टी6एसएस जीन एक मैक्रोफेज संक्रमण से सक्रिय होते हैं। जब एस. टाइफिम्यूरियम संक्रमित होता है, तो टी6एसएस एच-एन. एस. साइलेन्सिंग के साथ एक सेंस-एंड-किल तंत्र के माध्यम से उनकी दक्षता में सुधार किया जा सकता है। ऐसे आकलन बनाए जाते हैं जो रिपोर्टर फ्यूजन, इलेक्ट्रोफोरेटिक मोबिलिटी शिफ्ट असे, डी. एन. ए. एस. फुटप्रिंटिंग और फ्लोरोसेंस माइक्रोस्कोपी को जोड़कर हिस्टोन जैसे न्यूक्लॉइड संरचना एच. एन. एस. प्रोटीन द्वारा टी. 6. एस. एस. जीन क्लस्टर को शांत करते हैं। डी. एन. ए.-बाइंडिंग डोमेन डी. एन. ए.-बाइंडिंग प्रोटीन डी. एन. ए.-बाइंडिंग प्रोटीन भुखमरी कोशिकाओं से प्रतिलेखन कारक संदर्भ प्रोटीन डोमेन डी. एन. ए.-बाइंडिंग प्रोटीन भी देखें।