Seminal RNase
مویشیوں کے سیمینیکل آر نیس (بی ایس-آر نیس) ریبونوکلیز سپر فیملی کا ایک رکن ہے جو مویشیوں کے سیمینیکل ویسیکلز کے ذریعہ تیار ہوتا ہے۔ اس انزائم کو اس کے ممبروں سے واضح طور پر الگ نہیں کیا جا سکتا کیونکہ ایسی زیادہ خصوصیات ہیں جو یہ انزائم اپنے خاندان کے ممبروں کے ساتھ ان خصوصیات کے مقابلے میں مشترک کرتی ہیں جو صرف اس کے پاس ہیں۔ اس سوال پر تحقیق کہ ارتقاء میں پروٹین میں نئے افعال کیسے پہنچتے ہیں، سائنسدانوں کو ربن نیوکلیز (آر نیس) پروٹین فیملی کے معاملے میں جین کنورژن نامی معمول کے حیاتیاتی واقعے کے لیے ایک غیر معمولی نتیجہ تلاش کرنے پر مجبور کیا۔ اس خاندان کا سب سے مشہور رکن، آر نیس اے (جسے پینکریٹک آر نیس بھی کہا جاتا ہے)، بیلوں کے پینکریاز میں ظاہر ہوتا ہے۔ یہ آنتوں میں آر این اے کو ہضم کرنے کا کام کرتا ہے، اور پہلے بیل کے پیٹ میں خمیر ہونے والے بیکٹیریا سے تیار ہوتا ہے۔ ہومولوگس آر نیس، جسے سیمینل آر نیس کہا جاتا ہے، آر نیس اے سے 23 امینو ایسڈ سے مختلف ہے اور 1-1.5 mg/ml کے ارتکاز میں سیمینل پلازما میں ظاہر ہوتا ہے، جو سیال پروٹین کے مواد کا 3 فیصد سے زیادہ ہوتا ہے۔ مویشیوں کے بنیادی ربن نیوکلیز (بی ایس-آر این ایز) مخصوص اینٹی ٹیومر سرگرمی کے ساتھ آر این ایز اے کا ایک ہومولوگ ہے۔ مویشیوں کے سیمینل آر نیس کی فعال خصوصیات اس انزائم کا جسمانی کردار ابھی تک نہیں ملا ہے اور اس طرح یہ اب بھی ایک معمہ ہے کہ مویشیوں میں موجود سیمینل سیال میں اس انزائم کا اتنا زیادہ ارتکاز کیوں ہوتا ہے۔ ارتقائی عمل میں، اس نے نئے طرز عمل حاصل کیے ہیں جیسے کہ مرکب فعال سائٹس کے ساتھ ڈائمر ہونا جو آئنک گلائکولپائڈز سے مضبوطی سے جڑا ہوا ہے، بشمول بووائن سپرمیٹوزوا سیمینولپیڈ، ایک فیوزوجینک سلفیٹڈ گیلیکٹولپیڈ جس میں امیونوسوپریسو اور سائٹوسٹیٹک سرگرمیاں ہوتی ہیں جبکہ آبائی آر نیس میں یہ طرز عمل نہیں ہوتے ہیں۔ RNase A کے ہومولوگ، مویشیوں کے سیمینل ربونوکلیز (BS-RNase)، میں ایک مخصوص اینٹی ٹیومر سرگرمی ہوتی ہے۔ مرد اور عورت دونوں کے جنسی نظام کے امیونوریگولیشن میں، بنیادی پلازما امیونوسوپریشن میں نمایاں کردار ادا کرتا ہے۔ ٹی خلیات، بی خلیات، این کے خلیات اور میکروفیجز سمیت کئی قسم کے امیونوکمپٹینٹ خلیات کے کام کے ساتھ سیمینل پلازما کی براہ راست یا بالواسطہ مداخلت دکھائی گئی ہے۔ امیونوسوپریشن کے یہ اثرات انواع کے لحاظ سے مخصوص نہیں ہیں اور جسمانی ارتکاز میں پائے جاتے ہیں جو عام طور پر خواتین کے یوروجینٹل ٹریکٹ میں دیکھے جاتے ہیں۔ کسی دوسرے ممالیہ جانور کے بنیادی سیال میں آر نیس کے سراو کا پتہ نہیں چلا ہے۔ بنیادی آر نیس جین کی ابتدا جین کی نقل کے بعد قائم شدہ پروٹین کی بھرتی کچھ نئے حیاتیاتی سالماتی افعال انجام دینے کا باعث بنتی ہے۔ مختلف ماڈلز جو موجود ہیں، ان میں سے ایک ماڈل تجویز کرتا ہے کہ جین کی نقل کے بعد، جین کی دو نقلوں میں سے ایک کو آباؤ اجداد کی طرف سے مقرر کردہ فعال رکاوٹوں کے تحت مسلسل ارتقاء کا نشانہ بنایا جائے گا جبکہ اس دوران نقل کو فعال کردار سے محدود نہیں کیا جائے گا اور وہ پروٹین "ساخت کی جگہ" تلاش کرنے کے لیے آزاد محسوس کرتا ہے۔ آخر میں، یہ انکوڈ شدہ نئے طرز عمل کے ساتھ آسکتا ہے جو ایک نئے جسمانی فعل کے لیے ضروری ہیں اور اس طرح انتخابی فائدے کی گفتگو کرتے ہیں۔ کسی بھی صورت میں، ہم اسے ایک مبہم نمونہ سمجھ سکتے ہیں کیونکہ زیادہ تر نقلوں کو سیڈوجین بننا پڑتا ہے، جنہیں صرف چند ملین سالوں میں ایک ناقابل بیان جینیاتی معلومات (جسے "جنک ڈی این اے" کہا جاتا ہے) سمجھا جاتا ہے۔ چونکہ سلیکٹو پریشر ڈپلیکیٹڈ جینز کے ساتھ زیادہ کچھ نہیں کر سکتا، اس لیے وہ نقصان دہ تغیرات کا شکار ہوتے ہیں جو کسی بھی فنکشن کے لیے مفید پروٹین کو انکوڈ کرنے میں ان کی نااہلی کو پیش کرتے ہیں۔ یہ نئے طرز عمل کے پروٹین ڈھانچے کی جگہ کی تحقیقات کے لیے ایک ٹول کے طور پر فنکشنل طور پر غیر پابند جین ڈپلیکیٹ کا استعمال کرنے تک محدود ہے جو منتخب جسمانی فعل کی گفتگو کر سکتا ہے۔ پھر پروٹین میں نئے افعال کیسے پیدا ہوں گے؟ امکانات میں سے ایک جین کی تبدیلی جیسے کچھ حیاتیاتی واقعات کی وجہ سے سیڈوجینز کا جی اٹھنا ہے۔ ایسی ہی ایک مثال مویشیوں کے بنیادی آر نیس جین کا جی اٹھنا ہے۔ قدیم آر نیسز کی لیبارٹری کی تعمیر نو سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ ان میں سے ہر ایک خصلت سیمینل اور پینکریٹک آر نیس کے حالیہ مشترکہ آباؤ اجداد میں موجود نہیں تھی اور تھوڑی دیر بعد مذکورہ بالا دو پروٹین خاندانوں کے انحراف کے بعد سیمینل نسب میں پیدا ہوئی۔ محققین نے ایک حقیقی روغن دار فائیلوجنیٹک درخت میں تمام ٹیکسوں کے آر نیس جینوں کا تجزیہ کیا جو پارسمونی تجزیہ کے ذریعے بنائے گئے تھے، اور انہوں نے انکشاف کیا کہ جین کی نقل کے بعد جلد ہی، پینکریٹک آر نیس اور سیمینل آر نیس تقریبا 35 ملین سال پہلے (ایم وائی اے) الگ ہو گئے تھے۔ پرو 19، سیس 32 اور لائس 62 سمیت کئی مارکر متبادل، بنیادی آر نیس جینوں میں متعارف کرائے گئے ہیں جس کی وجہ سے انہیں ان کے پینکریٹک کزنز سے مختلف تسلیم کیا گیا ہے۔ اس کی بنیاد پر، بنیادی آر نیس خاندان میں سیگا نامی ٹیکسا، بھیڑ، ڈوئیکر، کڈو اور کیپ بھینس شامل ہیں، جبکہ پیکری کو اس سے خارج کر دیا گیا ہے۔ بعد میں، ترتیب کے تجزیے، ماس سپیکٹروفوٹومیٹری اور ٹیکسا پر ویسٹرن بلاٹنگ مطالعات سے جو بنیادی آر نیس جین خاندان کے تحت آتا ہے، یہ انکشاف ہوا ہے کہ وہ اس ماڈل کے مطابق ہیں جو یہ فرض کرتا ہے کہ نقل کے فورا بعد بنیادی آر نیس جین نے ایک جسمانی فعل حاصل کیا اور یہ فعل مختلف ارتقاء کے دوران جاری رہا (جین کی ہر کاپی آزادانہ طور پر تیار ہو جاتی ہے) اور بعد میں یہ جدید بیلوں کے علاوہ جدید کڈو اور کیپ بھینس سمیت دیگر تمام پرجاتیوں میں ختم ہو گیا۔ تاہم، اس کے لیے یہ ضروری ہوگا کہ یہ فنکشن مختلف نسلوں میں کئی بار آزادانہ طور پر کھو گیا ہو۔ جدید بیلوں کی طرف لے جانے والے نسب میں کیپ بھینس کے انحراف کے بعد، بنیادی آر نیس جین کو حال ہی میں دوبارہ زندہ کیا گیا تھا۔ یہ پوچھنا دلچسپ ہے کہ کیا بیل کو پالنے کا تعلق ایک فعال پروٹین کے طور پر بنیادی آر نیس کے ظہور سے ہے۔ جدید بیلوں میں، کیا بنیادی آر نیس جین کا کوئی کام ہوتا ہے؟ یہ وہ سوال ہے جو اب پیدا ہوتا ہے۔ اس سوال کو حل کرنے کے لیے ہم ان جین خاندانوں میں غیر خاموش سے خاموش متبادل کے تناسب پر غور کر سکتے ہیں۔ غیر خاموش اور خاموش متبادلات کا اوسط تناسب غیر اظہار شدہ بنیادی آر نیس ترتیبات کے لیے 2:1 ہے، جو اس ماڈل سے مطابقت رکھتا ہے کہ یہ بنیادی آر نیس سیڈوجینز ہیں اور اس جین میں بے ترتیب متبادل کے لیے متوقع کے قریب ہے جو بغیر کسی منتخب فنکشن کے کام کرتا ہے۔ دوسری طرف، پینکریٹک آر نیسز کے معاملے میں اوسط تناسب 1:1 سے کم ہے جو اس ماڈل کے ساتھ مستقل مزاجی ظاہر کرتا ہے جس میں کہا گیا ہے کہ پینکریٹک آر نیسز فعال ہیں جہاں انتخابی دباؤ امینو ایسڈ کی تبدیلی کو روکتا ہے۔ تاہم، جب اظہار شدہ بیل کے بنیادی آر نیس کا موازنہ بھینس اور کڈو میں اس کے قریب ترین غیر اظہار شدہ ہومولوگس (ہومولوگس کروموسوم) کے ساتھ کیا جاتا ہے، تو غیر خاموش اور خاموش متبادلات کا سب سے قابل ذکر تناسب، 4:1، مشاہدہ کیا جاتا ہے۔ سیوڈوجینز ایک نیا فنکشن انجام دینے اور نئی منتخب خصوصیات فراہم کرنے کے لیے وہ تیزی سے متعارف شدہ امینو ایسڈ کے متبادل کے ساتھ پروٹین "اسٹرکچر اسپیس" تلاش کرتے ہیں اور اس طرح کے سیوڈوجینز سے صرف غیر خاموش اور خاموش متبادل کا مذکورہ بالا قابل ذکر تناسب ہونے کی توقع کی جاتی ہے۔ بنیادی آر نیس جین کا جی اٹھنا واضح طور پر سیس 31 کے تعارف سے وابستہ ہے۔ پھر اس فرضی جین کو کیسے زندہ کیا گیا؟ یہ کہنا اتنا واضح نہیں ہے اور کوئی یہ نوٹ کر سکتا ہے کہ کڈو حذف کرنے کے علاقے اور اظہار شدہ بنیادی آر نیس سڈوجین کی ترتیب کے درمیان مماثلت تقریبا 70 بیس جوڑوں کو 3 '-غیر ترجمہ شدہ علاقے میں پھیلاتی ہے جو 89 فیصد ایک جیسی ہوتی ہے (70 میں سے 62 نیوکلیوٹائڈز کے ساتھ)۔ ہم توقع کر سکتے ہیں کہ تباہ شدہ سیمینل آر نیس کی مرمت کے لیے اس کے اور پینکریٹک جین کے درمیان ایک نیا جسمانی ارتقاء پیدا کرنے کے لیے جین کی تبدیلی کا واقعہ ہو سکتا ہے۔ جین کی تبدیلی دو قسم کی ہوتی ہے-انٹریللک اور انٹرلوکس جین کی تبدیلی۔ خیال کیا جاتا ہے کہ بنیادی آر نیس جین فنکشن کی بحالی بنیادی آر نیس سڈوجین کے انٹرلوکس جین کے تبادلے کے واقعے کا غیر متوقع نتیجہ ہے جو اس کے ہم جنس پرست فعال جین کے ساتھ ہے۔ ان دوبارہ ملاپ کے واقعات میں، جینیاتی معلومات کو ڈونر فنکشنل لوکس سے ایک قبول کنندہ سڈوجین میں منتقل کیا جاتا ہے جو غیر فعال ہوتا ہے۔ اس طرح غیر فعال بنیادی RNase pseudogene نے کئی ملین سالوں سے مردہ حالت میں کچھ نئے جسمانی افعال حاصل کیے ہیں۔ یہ ادب میں پہلی مثال ہو سکتی ہے جس میں جین کے تبادلے کے واقعے کے ذریعے ایک سڈوجین کے جی اٹھنے کی بات ہے اور مزید ترتیب کے اعداد و شمار کے ساتھ اس ڈیٹا کی مزید جانچ کرنا دلچسپ ہوگا۔ بعد میں بنیادی آر نیس کے معاملے میں ایک اور ارتقائی پہلو تجویز کیا گیا ہے جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ بنیادی آر نیس کو دو چوتھائی شکلوں کے ساتھ چھوڑ دیا گیا ہے: ایک خاص حیاتیاتی اعمال کی نمائش کرنا ہے اور دوسرا صرف ایک آر این اے کو خراب کرنے والا انزائم ہے۔ اس تجویز کی بنیاد پر ان دو ڈھانچوں میں بنیادی آر نیس کا ارتقاء جو ایک ساتھ موجود ہے اور ساختی اور حیاتیاتی طور پر زیادہ ورسٹائل ہے، کو ارتقائی پیشرفت سمجھا جا سکتا ہے۔ دنیا بھر کے سائنس دانوں نے بہت سارے سیڈوجینز کا مطالعہ کیا اور انہیں پہچانا۔ انہوں نے کئی منصوبے شروع کیے ہیں جو دنیا بھر میں سیڈوجینز کے ممکنہ کرداروں کی شناخت اور مطالعہ کے لیے ہیں۔ اینکوڈ ایسے ہی پروجیکٹوں میں سے ایک ہے۔ اگرچہ سیڈوجینز مالیکیولر تجزیہ کے مسائل کو تیز کرتے ہیں، پھر بھی انہیں جینوم فوسلز کے طور پر سمجھا جاتا ہے جو ارتقاء کا ایک درست ریکارڈ فراہم کرتے ہیں کیونکہ وہ مالیکیولر تجزیہ کے لیے متنوع معلومات کی بھرمار پیش کرتے ہیں۔ دنیا بھر کے محققین مختلف اسکیموں اور حساب کے معیار کے ذریعے سیڈوجینز کی شناخت کے لیے مختلف طریقے بنا رہے ہیں جیسے کہ وہ سیڈوجینز کا ایک مجموعہ دیتے ہیں جو مستقل ہوتے ہیں۔ بعض اوقات، دوبارہ زندہ کیے گئے سڈوجینز کی شناخت فعال کے طور پر کی گئی ہے اور انہیں دوبارہ غیر فعال ہونے کے لیے بھی تبدیل کیا جا سکتا ہے، جسے دوبارہ تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ جینوم میں موجود تمام سیوڈوجینز کو "جنک ڈی این اے" نہیں سمجھا جانا چاہیے۔ فنکشنل سیوڈوجینز کے ثبوت ان کی اہمیت کو مضبوط کرتے ہیں، اور وہ اپنی اہمیت اور ممکنہ قیامت کی وجہ سے تحقیق میں ایک اہم مقام بھی بن چکے ہیں۔ انسانوں اور دیگر حیاتیات میں اس بے آواز فوسل کی خصوصیات کا مطالعہ کرنے کے لیے، محققین اپنی کوششوں میں حصہ ڈال رہے ہیں۔ مستقبل قریب میں، سیڈوجینز کی حقیقی ارتقائی قسمت جینوم اینوٹیشن کی سرایت شدہ تصویر کے ساتھ مل جائے گی۔ سالماتی ارتقاء جین ڈپلیکیشن جین کنورژن سیوڈوجینز اینسیسٹرل جین ریزورکشن بووینی ربونوکلیز اے این سی او ڈی ڈیکیپیٹیشن فیکٹر حوالہ جات سالماتی ارتقاء ارتقاء حیاتیات بھی دیکھیں۔