Cyanobacterial clock proteins
மூலக்கூறு உயிரியலில், சயனோபாக்டீரியல் கடிகார புரதங்கள் சயனோபாக்டீரியாவில் முக்கிய சர்க்காடியன் ரெகுலேட்டராக உள்ளன. சயனோபாக்டீரியல் கடிகார புரதங்கள் மூன்று புரதங்களைக் கொண்டுள்ளனஃ KaiA, KaiB மற்றும் KaiC. கைஏபிசி காம்ப்ளக்ஸ் ஒரு விளம்பரதாரர்-குறிப்பிடப்படாத டிரான்ஸ்கிரிப்ஷன் ரெகுலேட்டராக செயல்படக்கூடும், இது டிரான்ஸ்கிரிப்ஷனை அடக்குகிறது, ஒருவேளை குரோமோசோம் சுருக்கத்தின் நிலையில் செயல்படுவதன் மூலம். இந்த சிக்கலானது ஒரு KaiABC ஓபரானிலிருந்து வெளிப்படுத்தப்படுகிறது. மேலும் காண்கஃ பாக்டீரியா சர்க்காடியன் தாளங்கள் சிக்கலான நிலையில், KaiA என்பது KaiC இன் பாஸ்போரிலேஷன் நிலையை மேம்படுத்துகிறது. இதற்கு மாறாக, சிக்கலான இடத்தில் கைபி இருப்பது கைசி-யின் பாஸ்பரிலேஷன் நிலையை குறைக்கிறது, இது கைஏ மற்றும் கைசி இடையேயான தொடர்புகளை எதிர்ப்பதன் மூலம் கைபி செயல்படுகிறது என்பதைக் குறிக்கிறது. KaiA இன் செயல்பாடு KaiBC வெளிப்பாட்டை செயல்படுத்துகிறது, அதே நேரத்தில் KaiC அதை அடக்குகிறது. மேலும் கைசி குடும்பத்தில் ராடா/எஸ்எம்எஸ் உள்ளது, இது மிகவும் பாதுகாக்கப்பட்ட யூபாக்டீரியல் புரதமாகும், இது ரெக்கா ஸ்ட்ராண்ட் டிரான்ஸ்பரேஸ் மற்றும் லோன் புரோட்டீஸ் ஆகிய இரண்டுடனும் வரிசை ஒற்றுமையைப் பகிர்ந்து கொள்கிறது. ராடா/எஸ்எம்எஸ் குடும்பம் டிஎன்ஏ பழுதுபார்ப்பு மற்றும் புரதங்கள், பெப்டைடுகள், கிளைகோபெப்டைடுகளின் சீரழிவு ஆகிய இரண்டிலும் ஈடுபட்டுள்ள ஏடிபி-சார்ந்த புரோட்டியேஸ்கள் ஆகும். அவை மெரோப்ஸ் பெப்டிடேஸ் குடும்பம் எஸ் 16 (லோன் புரோட்டீஸ் குடும்பம், குலம் எஸ். ஜே) இல் பெப்டிடேஸ் அல்லாத ஹோமோலோக்குகள் மற்றும் ஒதுக்கப்படாத பெப்டிடேஸ்கள் என வகைப்படுத்தப்பட்டுள்ளன. ராடா/எஸ்எம்எஸ் மறுசீரமைப்பு மற்றும் மறுசீரமைப்பு பழுதுபார்ப்பில் ஈடுபட்டுள்ளது, இது பெரும்பாலும் கிளைக்கப்பட்ட டிஎன்ஏ மூலக்கூறுகள் அல்லது தடுக்கப்பட்ட ரெப்ளிகேஷன் ஃபோர்க்குகளின் உறுதிப்படுத்தல் அல்லது செயலாக்கத்தை உள்ளடக்கியது, ஏனெனில் ரெக்ஜி மற்றும் ரூவாபிசியுடன் அதன் மரபணு பணிநீக்கம் காரணமாக. அமைப்பு KaiA மோனோமரின் ஒட்டுமொத்த மடிப்பு நான்கு-ஹெலிக்ஸ் மூட்டை ஆகும், இது அறியப்பட்ட கட்டமைப்பில் ஒரு டைமரை உருவாக்குகிறது. KaiA ஒரு ஹோமோடைமர் ஆக செயல்படுகிறது. ஒவ்வொரு மோனோமரும் மூன்று செயல்பாட்டு களங்களைக் கொண்டுள்ளதுஃ N-முனைய வீச்சு-பெருக்கி களம், மத்திய கால-விளிம்பு களம் மற்றும் C-முனைய கடிகார-ஊசலாட்ட களம். சயனோபாக்டீரியாவிலிருந்து வரும் KaiA இன் N-முனைய களம், ஒரு போலி-பெறுநர் களமாக செயல்படுகிறது, ஆனால் பதில் கட்டுப்பாட்டாளர்களில் பாஸ்போடோ பரிமாற்றத்திற்குத் தேவையான பாதுகாக்கப்பட்ட அஸ்பார்டைல் எச்சங்கள் இல்லை. சி-முனைய களம் டைமர் உருவாக்கம், கைசியுடன் பிணைப்பு, கைசி பாஸ்பரிலேஷனை மேம்படுத்துதல் மற்றும் சர்க்காடியன் அலைவுகளை உருவாக்குவதற்கு பொறுப்பாகும். Anabaena sp இன் KaiA புரதம். (ஸ்ட்ரெய்ன் பி. சி. சி 7120) என்-டெர்மினல் சேய் போன்ற களம் இல்லை. KaiB ஒரு ஆல்பா-பீட்டா மெண்டர் மையக்கருத்தை ஏற்றுக்கொள்கிறது, மேலும் இது ஒரு டைமர் அல்லது டெட்ராமராகக் காணப்படுகிறது. KaiC புரதங்களின் ஒரு பெரிய குடும்பத்தைச் சேர்ந்தது; இது ஆட்டோபாஸ்போரிலேஷன் செய்கிறது மற்றும் அதன் சொந்த டிரான்ஸ்கிரிப்ஷனல் ஒடுக்கியாக செயல்படுகிறது. இது ஏடிபியை பிணைக்கிறது. மாற்று ஏற்பாடுகள் கண்டுபிடிப்பின் வரலாறு இந்த உயிரினங்களில் ஒரு நியூக்ளியஸ் இல்லாததால், சயனோபாக்டீரியாக்கள் சர்க்காடியன் தாளங்களை வெளிப்படுத்த முடியுமா இல்லையா என்பதில் சந்தேகம் இருந்தது. கோண்டோ மற்றும் பலர். சயனோபாக்டீரியாக்கள் உண்மையில் சர்க்காடியன் தாளங்களைக் கொண்டுள்ளன என்பதை முதன்முதலில் உறுதியாக நிரூபித்தனர். 1993 ஆம் ஆண்டு ஒரு பரிசோதனையில், அவர்கள் மரபணு ரீதியாக கையாளக்கூடிய சினெக்கோகாக்கஸ் எஸ். பி. யில் செருகப்பட்ட ஒரு லூசிஃபெரேஸ் நிருபரைப் பயன்படுத்தினர், இது ஒரு 12:12 ஒளி-இருண்ட சுழற்சியில் "நுழைவு" என்பதை உறுதிப்படுத்த வளர்க்கப்பட்டது. இரண்டு செட் பாக்டீரியாக்கள் இருந்தன, எனவே ஒன்று ஒளியில் இருந்தது, மற்றொன்று இந்த நுழைவு காலத்தில் இருளில் இருந்தது. பாக்டீரியாக்கள் நிலையான கட்டத்திற்குள் நுழைந்தவுடன், அவை நிலையான ஒளியில் வைக்கப்பட்ட சோதனைக் குழாய்களுக்கு மாற்றப்பட்டன, ஒவ்வொரு 30 நிமிடங்களுக்கும் 5 நிமிட பதிவுக் காலங்களைத் தவிர, குழாய்கள் அவற்றின் பயோலுமினென்சென்ஸ் அளவை அளவிட இருளில் வைக்கப்பட்டன. பயோலுமினென்சென்ஸின் நிலை 24 மணி நேர காலப்பகுதியில் சுழன்று வருவதையும், இரண்டு குழுக்களும் எதிர் கட்டங்களுடன் ஊசலாடுவதையும் அவர்கள் கண்டறிந்தனர். இது சினெக்கோகாக்கஸ் எஸ். பி. என்ற முடிவுக்கு அவர்களை வழிநடத்தியது. மரபணு ஒரு சர்க்காடியன் கடிகாரத்தால் கட்டுப்படுத்தப்பட்டது. (1) இன் விட்ரோ செயல்பாடு யூகாரியோட்டுகளில் உள்ள சர்க்காடியன் ஆஸிலேட்டர்கள் ஒரு எதிர்மறை பின்னூட்ட வளையத்தைப் பயன்படுத்தி செயல்படுகின்றன, இதில் புரதங்கள் சுமார் 24 மணி நேரம் எடுக்கும் சுழற்சியில் தங்கள் சொந்த டிரான்ஸ்கிரிப்ஷனைத் தடுக்கின்றன. இது டிரான்ஸ்கிரிப்ஷன்-மொழிபெயர்ப்பு-பெறப்பட்ட ஊசலாட்டம் (டி. டி. ஓ) என்று அழைக்கப்படுகிறது. (2) ஒரு நியூக்ளியஸ் இல்லாமல், புரோக்கரியோடிக் செல்கள் சர்க்காடியன் நேரத்தை வைத்திருப்பதற்கான வேறுபட்ட பொறிமுறையைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். 1998 இல், இஷியுரா மற்றும் பலர். இந்த மூன்று புரதங்களுக்கான மரபணுக்களுக்கு 19 கடிகார பிறழ்வுகளை வரைபடமாக்குவதன் மூலம் சினெக்கோகாக்கஸில் சர்க்காடியன் எதிர்மறை பின்னூட்ட சுழற்சிக்கு கைஏபிசி புரத வளாகம் காரணமாக இருந்தது என்று தீர்மானிக்கப்பட்டது. (3) 2005 ஆம் ஆண்டில் நகாஜிமா மற்றும் பலர் நடத்திய ஒரு பரிசோதனையில், சினெக்கோகாக்கஸ் கைஏபிசி காம்ப்ளக்ஸ் இன் விட்ரோவின் சர்க்காடியன் அலைவை நிரூபிக்க முடிந்தது. விவோவில் பதிவு செய்யப்பட்ட தோராயமான விகிதத்தில் ஒரு சோதனைக் குழாயில் KaiA, KaiB, KaiC மற்றும் ATP ஐச் சேர்ப்பதன் மூலம் அவர்கள் இதைச் செய்தனர். பின்னர் அவர்கள் கேஐசி பாஸ்போரிலேஷனின் அளவை அளவிட்டனர், மேலும் இது மூன்று சுழற்சிகளுக்கு ஈரப்பதம் இல்லாமல் சர்க்காடியன் தாளத்தை நிரூபித்ததைக் கண்டறிந்தனர். இந்த சுழற்சி வெப்பநிலையை ஈடுசெய்கிறது. அவர்கள் KaiA, KaiB மற்றும் ATP உடன் பிறழ்ந்த KaiC புரதத்தை இன்குபேட்டிங் செய்வதையும் சோதித்தனர். கைசி பாஸ்பரிலேஷன் காலம் சயனோபாக்டீரியத்தின் உள்ளார்ந்த காலத்துடன் தொடர்புடைய பிறழ்ந்த மரபணுவுடன் பொருந்தியிருப்பதை அவர்கள் கண்டறிந்தனர். இந்த முடிவுகள் சினெக்கோகாக்கஸில் சர்க்காடியன் ரிதம் உருவாக்கத்திற்கு கைசி பாஸ்பரிலேஷன் அடிப்படையாகும் என்ற முடிவுக்கு அவர்களை வழிநடத்தியது. (2) சயனோபாக்டீரியல் கடிகாரங்கள் மாதிரி அமைப்புகளாக சயனோபாக்டீரியாக்கள் சர்க்காடியன் தாளங்களை நிரூபிக்கும் எளிய உயிரினங்கள் ஆகும். (2) (3) முதன்மைத்தன்மை மற்றும் எளிமை ஆகியவை சி. ஏ. சி பாஸ்பரிலேஷன் மாதிரியை சர்கேடியன் தாள ஆராய்ச்சிக்கு விலைமதிப்பற்றதாக ஆக்குகின்றன. யூகாரியோடிக் சர்க்காடியன் ரிதம் ஜெனரேட்டர்களுக்கான மாதிரிகளை விட இது மிகவும் எளிமையானது என்றாலும், கொள்கைகள் பெரும்பாலும் ஒரே மாதிரியானவை. இரண்டு அமைப்புகளிலும் சர்க்காடியன் காலம் உயிரணுக்களுக்குள் உள்ள புரதங்களுக்கிடையேயான தொடர்புகளைப் பொறுத்தது, மேலும் அந்த புரதங்களுக்கான மரபணுக்கள் மாற்றப்படும்போது, வெளிப்படுத்தப்பட்ட காலம் மாறுகிறது. (1) (2) சர்க்காடியன் ரிதம் தலைமுறையின் இந்த மாதிரி சர்க்காடியன் "பரிணாம உயிரியல்" பற்றிய ஆய்விலும் தாக்கங்களைக் கொண்டுள்ளது. சயனோபாக்டீரியா மற்றும் இந்த சர்க்காடியன் அமைப்பின் எளிமையைக் கருத்தில் கொண்டு, யூகாரியோடிக் சர்க்காடியன் ஆஸிலேட்டர்கள் சயனோபாக்டீரியத்தில் உள்ளதைப் போன்ற ஒரு அமைப்பிலிருந்து பெறப்படுகின்றன என்று கருதுவது பாதுகாப்பானது. (1) குறிப்புகள் புரத களங்கள்