Seminal RNase
போவின் செமினல் ஆர்னேஸ் (பிஎஸ்-ஆர்னேஸ்) என்பது போவின் செமினல் வெசிகிள்களால் உற்பத்தி செய்யப்படும் ரிபோநியூக்ளியேஸ் சூப்பர்ஃபேமிலியின் உறுப்பினர் ஆகும். இந்த நொதியை அதன் உறுப்பினர்களிடமிருந்து தனித்தனியாக வேறுபடுத்த முடியாது, ஏனெனில் இந்த நொதி அதன் குடும்ப உறுப்பினர்களுடன் பகிர்ந்து கொள்ளும் அம்சங்களை விட அதிக அம்சங்களைக் கொண்டுள்ளது. பரிணாம வளர்ச்சியில் புரதங்களில் புதிய செயல்பாடுகள் எவ்வாறு வருகின்றன என்ற கேள்வி குறித்த ஆராய்ச்சி, விஞ்ஞானிகள் ரிபோநியூக்ளீஸ் (ஆர். என். ஏ. எஸ்) புரதக் குடும்பத்தின் விஷயத்தில் மரபணு மாற்றம் எனப்படும் வழக்கமான உயிரியல் நிகழ்வுக்கு ஒரு அசாதாரண விளைவைக் கண்டறிய வழிவகுத்தது. இந்த குடும்பத்தின் மிகவும் நன்கு அறியப்பட்ட உறுப்பினரான ஆர். நேஸ் ஏ (கணைய ஆர். நேஸ் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது), மாடுகளின் கணையத்தில் வெளிப்படுகிறது. இது குடலில் உள்ள ஆர்என்ஏவை ஜீரணிக்க உதவுகிறது, மேலும் முதல் காளையின் வயிற்றில் புளிக்கவைக்கும் பாக்டீரியாவிலிருந்து உருவாகிறது. விந்தணு RNase என்று அழைக்கப்படும் ஒத்த RNase, RNase A இலிருந்து 23 அமினோ அமிலங்களால் வேறுபடுகிறது மற்றும் 1-1.5 mg/ml செறிவில் விந்தணு பிளாஸ்மாவில் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது, இது திரவ புரத உள்ளடக்கத்தில் 3 சதவீதத்திற்கும் அதிகமாக உள்ளது. போவின் செமினல் ரிபோநியூக்ளியேஸ் (பிஎஸ்-ஆர்என்எஸ்) என்பது குறிப்பிட்ட கட்டி எதிர்ப்பு செயல்பாட்டைக் கொண்ட ஆர்என்எஸ் ஏ இன் ஒத்த கருத்தாகும். போவின் விந்தணு ஆர். நேஸின் செயல்பாட்டு பண்புகள் இந்த நொதியின் உடலியல் பங்கு இன்னும் கண்டறியப்படவில்லை, எனவே போவின் உள்ள விந்தணு திரவம் ஏன் இந்த நொதியின் அதிக செறிவைக் கொண்டுள்ளது என்பது இன்னும் மர்மமாக உள்ளது. பரிணாம செயல்பாட்டில், இது அயனி கிளைகோலிப்பிடுகளுடன் உறுதியாக பிணைக்கும் கலப்பு செயலில் உள்ள தளங்களைக் கொண்ட டைமர் போன்ற புதிய நடத்தைகளைப் பெற்றுள்ளது, இதில் போவின் விந்தணு செமினோலிப்பிட், நோயெதிர்ப்பு மற்றும் சைட்டோஸ்டாடிக் செயல்பாடுகளைக் கொண்ட ஒரு பியூசோஜெனிக் சல்பேட்டட் கேலக்டோலிப்பிட் ஆகியவை அடங்கும், அதே நேரத்தில் மூதாதையர் ஆர். நேஸ் இந்த நடத்தைகளைக் கொண்டிருக்கவில்லை. ஆர்நேஸ் ஏ, போவின் செமினல் ரிபோநியூக்ளீஸ் (பிஎஸ்-ஆர்னேஸ்) இன் ஹோமோலோக், ஒரு குறிப்பிட்ட ஆண்டிடூமர் செயல்பாட்டைக் கொண்டுள்ளது. ஆண் மற்றும் பெண் பிறப்புறுப்பு அமைப்புகளின் நோயெதிர்ப்பு கட்டுப்பாட்டிற்குள், விந்தணு பிளாஸ்மா நோயெதிர்ப்பு அடக்குமுறையில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. டி செல்கள், பி செல்கள், என்கே செல்கள் மற்றும் மேக்ரோபேஜ்கள் உள்ளிட்ட பல வகையான நோயெதிர்ப்பு திறன் கொண்ட செல்களின் செயல்பாட்டுடன் விந்தணு பிளாஸ்மாவின் நேரடி அல்லது மறைமுக குறுக்கீடு காட்டப்பட்டுள்ளது. நோயெதிர்ப்பு ஒடுக்கத்தின் இந்த விளைவுகள் இனங்கள் சார்ந்தவை அல்ல, மேலும் அவை பொதுவாக பெண்களின் சிறுநீர்ப்பைப் பாதையில் காணப்படும் உடலியல் செறிவுகளில் காணப்படுகின்றன. வேறு எந்த பாலூட்டியின் விந்தணு திரவத்திலும் ஆர். நேஸ் சுரப்பு கண்டறியப்படவில்லை. விந்தணு ஆர். நேஸ் மரபணுவின் தோற்றம் மரபணு நகலுக்குப் பிறகு நிறுவப்பட்ட புரதங்களை ஆட்சேர்ப்பு செய்வது சில புதிய உயிரியல் மூலக்கூறு செயல்பாடுகளைச் செய்ய வழிவகுக்கிறது. இருக்கும் வெவ்வேறு மாதிரிகளில், ஒரு மாதிரி, மரபணு நகலுக்குப் பிறகு, மரபணுக்களின் இரண்டு நகல்களில், ஒன்று மூதாதையர் கட்டளையிடப்பட்ட செயல்பாட்டு கட்டுப்பாடுகளின் கீழ் தொடர்ச்சியான பரிணாமத்திற்கு உட்படுத்தப்படும், அதே நேரத்தில் நகல் ஒரு செயல்பாட்டு பாத்திரத்தால் கட்டுப்படுத்தப்படாது மற்றும் புரதத்தை கண்டுபிடிக்க தயங்காது "அமைப்பு இடம்". இறுதியில், இது ஒரு புதிய உடலியல் செயல்பாட்டிற்குத் தேவையான குறியிடப்பட்ட புதிய நடத்தைகளுடன் வரலாம், இதன் மூலம் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட நன்மையை விவரிக்கலாம். எவ்வாறாயினும், பெரும்பாலான நகல்கள் ஒரு சில மில்லியன் ஆண்டுகளில் விவரிக்க முடியாத மரபணு தகவல்களாக ("குப்பை டிஎன்ஏ" என்று குறிப்பிடப்படுகின்றன) கருதப்படுவதால், இது ஒரு தெளிவற்ற மாதிரியாக நாம் கருதலாம். தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட அழுத்தம் நகல் மரபணுக்களுடன் அதிகம் செய்ய முடியாது என்பதால், அவை எந்தவொரு செயல்பாட்டிற்கும் பயனுள்ள ஒரு புரதத்தை குறியாக்கம் செய்ய இயலாமையை முன்வைக்கும் தீங்கு விளைவிக்கும் பிறழ்வுகளுக்கு ஆளாகின்றன. தேர்ந்தெடுக்கக்கூடிய உடலியல் செயல்பாட்டைப் பற்றி விவாதிக்கக்கூடிய புதிய நடத்தைகளின் புரத அமைப்பு இடத்தை ஆராய்வதற்கான ஒரு கருவியாக செயல்பாட்டில் கட்டுப்பாடற்ற மரபணு நகலைப் பயன்படுத்த இது கட்டுப்படுத்துகிறது. அப்படியானால், புரதங்களில் புதிய செயல்பாடுகள் எவ்வாறு எழும்? மரபணு மாற்றம் போன்ற சில உயிரியல் நிகழ்வுகள் காரணமாக சூடோஜென்களின் உயிர்த்தெழுதல் சாத்தியக்கூறுகளில் ஒன்றாகும். அத்தகைய ஒரு உதாரணம் போவின் விந்தணு ஆர். நேஸ் மரபணுவின் உயிர்த்தெழுதல் ஆகும். பண்டைய ஆர்னேஸ்களின் ஆய்வக மறுசீரமைப்புகளிலிருந்து, இந்த பண்புகள் ஒவ்வொன்றும் விந்தணு மற்றும் கணைய ஆர்னேஸின் மிக சமீபத்திய பொதுவான மூதாதையரில் இல்லை என்றும், மேலே உள்ள இரண்டு புரதக் குடும்பங்களின் வேறுபாட்டிற்குப் பிறகு விந்தணு பரம்பரையில் சற்று பின்னர் உருவானது என்றும் காட்டப்படுகிறது. பார்ஸிமோனி பகுப்பாய்வு மூலம் கட்டப்பட்ட ஒரு உண்மையான ருமினன்ட் பைலோஜெனெடிக் மரத்தில் உள்ள அனைத்து வகை வகைகளிலிருந்தும் ஆர்என்எஸ் மரபணுக்கள் ஆராய்ச்சியாளர்களால் பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டன, மேலும் மரபணு நகலுக்குப் பிறகு, கணைய ஆர்என்எஸ் மற்றும் விந்தணு ஆர்என்எஸ் சுமார் 35 மில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு (எம்ஐஏ) பிரிந்தன என்பதை அவர்கள் வெளிப்படுத்தினர். புரோ 19, சிஸ் 32 மற்றும் லைஸ் 62 உள்ளிட்ட பல மார்க்கர் மாற்றீடுகள், விந்தணு ஆர். நேஸ் மரபணுக்களில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டுள்ளன, இதனால் அவை அவற்றின் கணைய உறவினர்களிடமிருந்து வேறுபட்டவை என்று அங்கீகரிக்கப்பட்டுள்ளன. இதன் அடிப்படையில், செமினல் ஆர். நேஸ் குடும்பத்தில் சைகா, செம்மறி ஆடு, டூய்கர், குடு மற்றும் கேப் எருமை என்று அழைக்கப்படும் வகை அடங்கும், அதே நேரத்தில் பெக்கரி அதிலிருந்து விலக்கப்பட்டுள்ளது. பின்னர், வரிசை பகுப்பாய்வுகள், மாஸ் ஸ்பெக்ட்ரோஃபோட்டோமெட்ரி மற்றும் வெஸ்டர்ன் ப்ளாட்டிங் ஆய்வுகள் ஆகியவற்றிலிருந்து, அவை மாதிரியுடன் ஒத்துப்போகின்றன என்பது தெரியவந்துள்ளது, இது நகலெடுத்த உடனேயே விந்தணு ஆர்நேஸ் மரபணு ஒரு உடலியல் செயல்பாட்டைப் பெற்றது என்று கருதுகிறது, மேலும் இந்த செயல்பாடு மாறுபட்ட பரிணாமம் முழுவதும் தொடர்கிறது (மரபணுவின் ஒவ்வொரு நகலும் சுயாதீனமாக உருவாகிறது) பின்னர் இது நவீன மாடுகளைத் தவிர நவீன குடு மற்றும் கேப் எருமை உட்பட மற்ற அனைத்து இனங்களிலும் இழந்தது. இருப்பினும், இந்த செயல்பாடு வெவ்வேறு வம்சாவளிகளில் பல முறை சுயாதீனமாக இழக்கப்பட வேண்டும். நவீன மாடுகளுக்கு வழிவகுத்த பரம்பரையில் கேப் எருமை வேறுபட்ட பிறகு, விந்தணு ஆர். நேஸ் மரபணு மிக சமீபத்தில் உயிர்த்தெழுப்பப்பட்டது. மாட்டை வளர்ப்பது ஒரு செயல்பாட்டு புரதமாக விந்தணு ஆர்னேஸின் தோற்றத்துடன் தொடர்புடையதா என்று கேட்பது சுவாரஸ்யமானது. நவீன மாடுகளில், விந்தணு ஆர். நேஸ் மரபணு ஒரு செயல்பாட்டைக் கொண்டிருக்கிறதா? இதுதான் இப்போது எழும் கேள்வி. இந்த கேள்விக்கு பதிலளிக்க, இந்த மரபணு குடும்பங்களில் அமைதியற்ற மற்றும் அமைதியான மாற்று விகிதத்தை நாம் கருத்தில் கொள்ளலாம். வெளிப்படுத்தப்படாத விந்தணு ஆர்என்எஸ் வரிசைமுறைகளுக்கு அமைதியற்ற மற்றும் அமைதியான மாற்றீடுகளின் சராசரி விகிதம் 2:1 ஆகும், இது இந்த விந்தணு ஆர்என்எஸ் சூடோஜென்கள் மற்றும் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட செயல்பாடு இல்லாமல் செயல்படும் ஒரு மரபணுவில் சீரற்ற மாற்றீட்டிற்கு எதிர்பார்க்கப்படும் மாதிரியுடன் ஒத்துப்போகிறது. மறுபுறம், கணைய ஆர்என்ஏஸ்களின் விஷயத்தில் சராசரி விகிதம் 1:1 க்கும் குறைவாக உள்ளது, இது மாதிரியுடன் நிலைத்தன்மையை வெளிப்படுத்துகிறது, இது தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட அழுத்தம் அமினோ அமில மாற்றுகளை கட்டுப்படுத்தும்போது கணைய ஆர்என்ஏஸ்கள் செயல்படுகின்றன என்று கூறுகிறது. இருப்பினும், வெளிப்படுத்தப்பட்ட எருது விந்தணு ஆர்என்எஸ் எருமை மற்றும் குடுவில் உள்ள அதன் அருகிலுள்ள வெளிப்படுத்தப்படாத ஹோமோலோக்குகளுடன் (ஹோமோலோகோஸ் குரோமோசோம்கள்) ஒப்பிடும்போது, அமைதியற்ற மற்றும் அமைதியான மாற்றீடுகளின் மிகவும் குறிப்பிடத்தக்க விகிதம், 4:1, காணப்படுகிறது. ஒரு புதிய செயல்பாட்டைச் செய்வதற்கும், புதிய தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட பண்புகளை வழங்குவதற்கும் சூட்டோஜென்கள் விரைவாக அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட அமினோ அமில மாற்றீடுகளுடன் புரத "கட்டமைப்பு இடத்தை" தேடுகின்றன, மேலும் அத்தகைய சூட்டோஜென்கள் மேற்கூறிய குறிப்பிடத்தக்க விகிதமான அமைதியற்ற மற்றும் அமைதியான மாற்றீடுகளைக் கொண்டிருக்க வேண்டும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. விந்தணு ஆர். நேஸ் மரபணுவின் உயிர்த்தெழுதல் சிஸ் 31 இன் அறிமுகத்துடன் தொடர்புடையது என்பது தெளிவாகிறது. அப்படியானால், இந்த போலி எப்படி உயிர்த்தெழுப்பப்பட்டது? குடு நீக்குதலின் பகுதிக்கும் வெளிப்படுத்தப்பட்ட விந்தணு RNase சூடோஜீனின் வரிசைக்கும் இடையிலான ஒற்றுமை சுமார் 70 கார ஜோடிகளை 3 '-மொழிபெயர்க்கப்படாத பகுதிக்கு விரிவுபடுத்துகிறது என்பது 89 சதவீதம் ஒத்திருக்கிறது (70 நியூக்ளியோடைடுகளில் 62 உடன்). சேதமடைந்த விந்தணு ஆர்னேஸை சரிசெய்வதற்காக, ஒரு புதிய உடலியல் பரிணாமத்தை உருவாக்க அதற்கும் கணைய மரபணுவுக்கும் இடையில் மரபணு மாற்ற நிகழ்வு நடந்திருக்கலாம் என்று நாம் எதிர்பார்க்கலாம். மரபணு மாற்றம் இரண்டு வகைகளில் உள்ளது-ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்ட மரபணு மாற்றம் மற்றும் ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்ட மரபணு மாற்றம். விந்தணு RNase மரபணு செயல்பாட்டின் உயிர்த்தெழுதல் என்பது விந்தணு RNase சூடோஜீனின் இன்டர்லோகஸ் மரபணு மாற்ற நிகழ்வின் எதிர்பாராத விளைவு என்று நம்பப்படுகிறது. இந்த மறுசீரமைப்பு நிகழ்வுகளில், மரபணு தகவல் ஒரு நன்கொடையாளர் செயல்பாட்டு இருப்பிடத்திலிருந்து செயல்படாத ஒரு ஏற்பி போலி வடிவத்திற்கு மாற்றப்படுகிறது. இவ்வாறு செயல்படாத செமினல் ஆர். நேஸ் சூடோஜீன் பல மில்லியன் ஆண்டுகளாக இறந்த நிலையில் இருக்கும் சில புதிய உடலியல் செயல்பாடுகளைப் பெற்றுள்ளது. மரபணு மாற்ற நிகழ்வு மூலம் ஒரு போலி உயிர்த்தெழுதலுக்கான இலக்கியத்தில் இது முதல் எடுத்துக்காட்டாக இருக்கலாம், மேலும் இந்த தரவை மேலும் வரிசைமுறை தரவுகளுடன் மேலும் சோதிப்பது சுவாரஸ்யமாக இருக்கும். பின்னர் மற்றொரு பரிணாம அம்சம் முன்மொழியப்பட்டது விந்தணு RNase விஷயத்தில் விந்தணு RNase இரண்டு நாற்கர வடிவங்களுடன் விடப்பட்டுள்ளது என்பதைக் காட்டுகிறதுஃ ஒன்று சிறப்பு உயிரியல் செயல்களை வெளிப்படுத்துவது, மற்றொன்று RNA-சிதைக்கும் நொதி. இந்த முன்மொழிவை அடிப்படையாகக் கொண்டு, கட்டமைப்பு ரீதியாகவும் உயிரியல் ரீதியாகவும் மிகவும் பன்முகத்தன்மை கொண்ட இந்த இரண்டு கட்டமைப்புகளிலும் விந்தணு RNase இன் பரிணாமம் ஒரு பரிணாம வளர்ச்சியாகக் கருதப்படலாம். உலகெங்கிலும் உள்ள விஞ்ஞானிகள் ஏராளமான போலி உயிரணுக்களை ஆய்வு செய்து அங்கீகரித்தனர். போலி உயிரினங்களின் சாத்தியமான பாத்திரங்களை அடையாளம் கண்டு ஆய்வு செய்வதற்காக உலகளவில் பல திட்டங்களை அவர்கள் தொடங்கியுள்ளனர். அத்தகைய திட்டங்களில் ENCODE ஒன்றாகும். சூடோஜென்கள் மூலக்கூறு பகுப்பாய்வு சிக்கல்களை துரிதப்படுத்தினாலும், அவை இன்னும் மரபணு புதைபடிவங்களாகக் கருதப்படுகின்றன, அவை பரிணாம வளர்ச்சியின் சிறந்த பதிவை வழங்குகின்றன, ஏனெனில் அவை மூலக்கூறு பகுப்பாய்விற்கு பல்வேறு தகவல்களை வழங்குகின்றன. உலகளாவிய ஆராய்ச்சியாளர்கள் பல்வேறு திட்டங்கள் மற்றும் கணக்கீட்டிற்கான அளவுகோல்கள் மூலம் சூடோஜென்களை அடையாளம் காண பல்வேறு வழிகளை உருவாக்கி வருகின்றனர், அதாவது அவை நிலையான சூடோஜென்களின் தொகுப்பைக் கொடுக்கின்றன. சில நேரங்களில், உயிர்த்தெழுந்த சூடோஜென்கள் செயல்பாட்டு ரீதியாக அடையாளம் காணப்பட்டுள்ளன, மேலும் அவை மீண்டும் செயல்படாதவையாக மாற்றப்படலாம், அவை மீண்டும் தலைகீழாக மாற்றப்படலாம். ஒரு மரபணுவில் உள்ள அனைத்து சூடோஜென்களையும் "குப்பை டிஎன்ஏ" என்று கருதக்கூடாது. செயல்பாட்டு சூட்டோஜென்களுக்கான சான்றுகள் அவற்றின் முக்கியத்துவத்தை வலுப்படுத்துகின்றன, மேலும் அவற்றின் முக்கியத்துவம் மற்றும் சாத்தியமான உயிர்த்தெழுதல் காரணமாக அவை ஆராய்ச்சியில் ஒரு முக்கிய இடமாகவும் மாறிவிட்டன. மனித மற்றும் பிற உயிரினங்களில் உள்ள இந்த ஒலியற்ற புதைபடிவத்தின் பண்புகளை ஆய்வு செய்ய, ஆராய்ச்சியாளர்கள் தங்கள் முயற்சிகளுக்கு பங்களிக்கின்றனர். எதிர்காலத்தில், சூடோஜென்களின் உண்மையான பரிணாம விதிகள் மரபணு சிறுகுறிப்பின் உட்பொதிக்கப்பட்ட படத்துடன் காணப்படும். மேலும் காண்க மூலக்கூறு பரிணாமம் மரபணு நகல் மரபணு மாற்றம் சூடோஜென்ஸ் மூதாதையர் மரபணு உயிர்த்தெழுதல் போவினே ரிபோநியூக்லீஸ் ஒரு என்கோட் சிதைவு காரணி குறிப்புகள் மூலக்கூறு பரிணாம பரிணாம உயிரியல்