Mitotic exit
مائٹوٹک اخراج ایک اہم منتقلی نقطہ ہے جو مائٹوسس کے خاتمے اور خلیے کے لیے نئے جی 1 مرحلے کے آغاز کی نشاندہی کرتا ہے، اور خلیے کو مخصوص کنٹرول میکانزم پر انحصار کرنے کی ضرورت ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ ایک بار مائٹوسس سے باہر نکلنے کے بعد، یہ کبھی بھی مائٹوسس میں واپس نہیں آتا جب تک کہ یہ جی 1، ایس، اور جی 2 مراحل سے گزر نہ جائے اور تمام ضروری چوکیوں سے گزر نہ جائے۔ بہت سے عوامل بشمول سائکلین، سائکلین پر منحصر کنیز (سی ڈی کے)، یوبیکیوٹین لیگس، سائکلین پر منحصر کنیز کے انفیکٹر، اور ریورسیبل فاسفوریلیشن مائٹوٹک اخراج کو منظم کرتے ہیں تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ سیل سائیکل کے واقعات کم سے کم غلطیوں کے ساتھ صحیح ترتیب میں واقع ہوتے ہیں۔ مائٹوسس کے اختتام کی خصوصیت اسپنڈل بریک ڈاؤن، مختصر کینیٹوکور مائکرو ٹیوبلز، اور ایسٹرل (غیر کینیٹوکور) مائکرو ٹیوبلز کی واضح نشوونما ہے۔ ایک عام یوکرائیوٹک خلیے کے لیے، مائٹوٹک اخراج ناقابل واپسی ہے۔ پروٹولائٹک انحطاط ایک یوکرائیوٹک ماڈل حیاتیات، ابھرتے ہوئے خمیر Saccharomyces cerevisiae میں مائٹوٹک اخراج کی ناقابل واپسی کو فروغ دینے کے لیے ایک خلیے کے ذریعے استعمال کیے جانے والے کنٹرول میکانزم کے حوالے سے بہت سی قیاس آرائیاں کی گئیں۔ سیل سائیکل ریگولیٹرز کے پروٹولائٹک انحطاط اور سائکلین پر منحصر کنیز کی سطح پر متعلقہ اثرات کو ایک ایسے طریقہ کار کے طور پر تجویز کیا گیا تھا جو یوکرائیوٹک سیل سائیکل اور خاص طور پر میٹا فیز سے انافس منتقلی کو فروغ دیتا ہے۔ اس نظریہ میں، انافس پروموٹنگ کمپلیکس (اے پی سی)، جو کہ یوبیکیوٹین لیگس کی ایک کلاس ہے، مائٹوٹک اخراج کو فروغ دینے کے لیے مائٹوٹک سائکلین (سی ایل بی 2) اور انافس روکنے والے عوامل (پی ڈی ایس 1، سی یو ٹی 2) کے انحطاط کو آسان بناتا ہے۔ اے پی سی پروٹیسوم کے ذریعے انحطاط کے لیے مائٹوٹک سائکلین کے این ایچ 2-ٹرمینل ڈومین میں نو امینو ایسڈ موٹف کو ہر جگہ پھیلاتا ہے جسے ڈسٹریکشن باکس (ڈی باکس) کہا جاتا ہے۔ اے پی سی سی ڈی سی 20 (اے پی سی-سی ڈی سی 20) کے ساتھ مل کر ابتدائی مرحلے میں انحطاط کے لیے مائٹوٹک سائکلین (سی ایل بی 2) کو ہر جگہ نشانہ بناتا ہے۔ بیک وقت، اے پی سی-سی ڈی سی 20 سیکیورینز کے انحطاط میں ثالثی کرتا ہے، جو انافس کے آغاز پر بائنڈنگ کے ذریعے الگ ہونے سے روکتا ہے۔ جاری شدہ اور فعال علیحدہ کلیز کوہیسن جو بہن کرومیٹائڈز کو ایک ساتھ رکھتا ہے، بہن کرومیٹائڈز کی علیحدگی میں سہولت فراہم کرتا ہے اور نیوکلیولس سے سی ڈی سی 14 کی رہائی کو فروغ دے کر مائٹوٹک اخراج کا آغاز کرتا ہے۔ بعد کے مرحلے میں، سی ڈی کے 1 کو کم کرنا اور سی ڈی سی 14 کو چالو کرنا، ایک سی ڈی ایچ 1 کو فعال کرنے والا فاسفیٹیس، سی ڈی ایچ 1 (اے پی سی-سی ڈی ایچ 1) کے ساتھ مل کر اے پی سی کی تشکیل کو فروغ دیتا ہے تاکہ سی ایل بی 2 کو کم کیا جا سکے۔ سی ڈی سی 20 اور سی ڈی ایچ 1، جو اے پی سی کے ایکٹیویٹر ہیں، سبکیٹیشن کے لیے سیکیورین اور بی ٹائپ سائکلین (سی ایل بی) جیسے سبسٹریٹس کو بھرتی کرتے ہیں۔ سی ڈی کے 1-سی ایل بی 2 کمپلیکس سے فاسفوریلیٹ پروٹین کے بغیر جو اسپنڈل ڈائنامکس جیسے سلی 15، ایس ای 1، اور آسک 1 میں شامل ہیں، اسپنڈل کی لمبائی اور کروموسومل علیحدگی کو فروغ دیا جاتا ہے، جس سے مائٹوٹک اخراج میں آسانی ہوتی ہے۔ یوکرائیوٹک سیل سائیکل میں پروٹولائٹک انحطاط کی اہمیت نے سیل ڈویژن کے نظریے کو ایک سادہ کنیز جھرن کے طور پر ایک زیادہ پیچیدہ عمل میں تبدیل کر دیا جس میں فاسفوریلیشن، ہر جگہ موجودگی، اور پروٹولائسس کے درمیان تعامل ضروری ہیں۔ تاہم، ایک آئی این ایم-پی پی 1 (اے ٹی پی اینالاگ) حساس سی ڈی کے ایلیل، سی ڈی سی 28-اے ایس 1 کے ساتھ ابھرتے ہوئے خمیر کے خلیوں کا استعمال کرتے ہوئے تجربات نے ثابت کیا کہ ناقابل واپسی مائٹوٹک اخراج کو متحرک کرنے کے لیے بی قسم کے سائکلین (سی ایل بی) کی تباہی ضروری نہیں ہے۔ سی ایل بی 2 انحطاط نے ناقابل واپسی مائٹوٹک اخراج کو متحرک کرنے کے لیے درکار سی ڈی کے 1-روک تھام کی مدت کو مختصر کر دیا جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ سائکلین پروٹیولیسس اس کے عمل کے سست ٹائم اسکیل کی وجہ سے یوکرائیوٹک سیل سائیکل کی متحرک نوعیت میں حصہ ڈالتا ہے لیکن ناقابل واپسی سیل سائیکل ٹرانزیشن کو متحرک کرنے میں اہم تعین کرنے والا عنصر ہونے کا امکان نہیں ہے۔ SIC1 کی سطحوں کی دریافتیں کی گئیں جو یوکرائیوٹک سیل سائیکل کو منظم کرنے میں سائکلین پر منحصر کینیسز کے انفیکٹرز کی سطح کی اہمیت کی نشاندہی کرتی ہیں۔ خاص طور پر، ابھرتے ہوئے خمیر میں سی ایل بی-سی ڈی کے کمپلیکس کے ایک سٹوچیومیٹرک انفیکٹر، سی آئی سی 1 کی سطح، ایس فیز کنیسز کو ناقابل واپسی طور پر چالو کرکے ناقابل واپسی جی 1-ایس منتقلی میں خاص طور پر اہم ثابت ہوئی۔ Sic1 کی سطح کو ناقابل واپسی مائٹوٹک اخراج (M-G1 منتقلی) کے ساتھ ساتھ G1-S منتقلی میں ایک اہم کردار ادا کرنے کے لیے دکھایا گیا تھا۔ مائٹوسس کے دوران، سی ڈی کے 1 کی گھٹتی ہوئی سطح سی ڈی سی 14 کو چالو کرنے کا باعث بنتی ہے، جو ایک فاسفیٹیس ہے جو سی ڈی ایچ 1 اور ایس آئی سی 1 پروٹین کے ٹرانسکرپشنل ایکٹیویٹر سوی 5 کو چالو کرنے کے ذریعے سی ڈی کے 1 کا مقابلہ کرتا ہے۔ اگرچہ Sic1 کا ایک خاص نچلی سطح پر انحطاط S مرحلے کے آغاز کا باعث بنا، لیکن ناقابل واپسی مائٹوٹک اخراج کو متحرک کرنے کے لیے Sic1 کا ایک خاص اعلی سطح پر جمع ہونا ضروری تھا۔ سی ڈی کے 1 انابائٹرز مائٹوٹک اخراج کو جنم دے سکتے ہیں یہاں تک کہ جب بی قسم کے سائکلین کے انحطاط کو غیر انحطاط پذیر سی ایل بی ایس یا پروٹیسوم انابائٹرز کے اظہار سے روک دیا گیا ہو۔ تاہم، بہن کرومیٹائڈز الگ ہونے میں ناکام رہے، اور ایک بار انفیکٹرز کے بہہ جانے کے بعد خلیات مائٹوسس میں واپس آ گئے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ سائکلین انحطاط سے آزادانہ طور پر ناقابل واپسی مائٹوٹک اخراج کو متحرک کرنے کے لیے انفیکٹرز کی ایک حد کی سطح حاصل کرنے کی ضرورت ہے۔ G1-S منتقلی کے مقابلے میں مائٹوٹک اخراج کو متحرک کرنے کے لیے درکار Sic1 سطح کی مختلف حدود کے باوجود، Sic1 کی سطح سی ڈی کے کی سرگرمی کو روک کر یوکرائیوٹک سیل سائیکل کو منظم کرنے میں کلیدی کردار ادا کرتی دکھائی گئی۔ متحرک نظام کا نقطہ نظر کیونکہ یوکرائیوٹک سیل سائیکل میں مختلف قسم کے پروٹین اور ریگولیٹری تعاملات شامل ہوتے ہیں، بہتر تجزیہ کے لیے ایک پیچیدہ حیاتیاتی سرکٹ کو عمومی فریم ورک میں آسان بنانے کے لیے متحرک نظام کا نقطہ نظر اختیار کیا جا سکتا ہے۔ چار ممکنہ ان پٹ/آؤٹ پٹ تعلقات میں، Sic1 سطح اور مائٹوٹک اخراج کے درمیان تعلق ایک ناقابل واپسی بسٹ ایبل سوئچ کی خصوصیات کو ظاہر کرتا ہے، جو APC-Cdh1، Sic1، اور Clb2-Cdk1 کے درمیان فیڈ بیک سے کارفرما ہے۔ بسٹبلٹی حیاتیاتی افعال جیسے سیل سائیکل کنٹرول اور سیلولر تفریق کو کنٹرول کرنے کے لیے جانا جاتا ہے اور بہت سے سیلولر ریگولیٹری نیٹ ورکس میں کلیدی کردار ادا کرتا ہے۔ بسٹ ایبل ان پٹ/آؤٹ پٹ تعلقات کی خصوصیت دو بفرکیشن پوائنٹس والی دو مستحکم ریاستیں ہیں۔ بسٹ ایبلٹی کے علاقے میں ایک مخصوص ان پٹ کے لیے متعدد آؤٹ پٹ ممکن ہیں، جو دو بفرکیشن پوائنٹس سے نشان زد ہیں۔ اس کے علاوہ، بسٹبل رشتہ ہسٹیریسیس کو ظاہر کرتا ہے: حتمی حالت/آؤٹ پٹ کا انحصار ان پٹ کی تاریخ کے ساتھ ساتھ ان پٹ کی موجودہ قیمت پر بھی ہوتا ہے کیونکہ سسٹم میں میموری ہوتی ہے۔ ایک بفرکیشن پوائنٹ کی منفی کنٹرول پیرامیٹر ویلیو ہوتی ہے (بفرکیشن پوائنٹ محور کے دوسری طرف ہوتا ہے)، جس کے نتیجے میں دو مستحکم ریاستوں کے درمیان منقطع ہوتا ہے اور ایک ریاست سے دوسری ریاست میں منتقلی کی ناقابل واپسی ہوتی ہے۔ مائٹوٹک اخراج کے حوالے سے، دو مستحکم حالتوں کی تعریف مائٹوسس اور جی 1 مرحلے سے کی جاتی ہے۔ ایک بار جب SIC1 کی سطح (ان پٹ) حد سے باہر جمع ہو جاتی ہے، تو ناقابل واپسی منتقلی مائٹوسس (مستحکم حالت I) سے G1 مرحلے (مستحکم حالت II) میں ہوتی ہے۔ نامکمل ماحول میں، واحد تقسیم جو برقرار رہتی ہے وہ سیڈل نوڈ کی تقسیم ہے۔ سیڈل نوڈ کی تقسیم ٹوٹتی نہیں ہے (سیڈل نوڈ متوقع عام طرز عمل ہے)، جبکہ ٹرانسکریٹیکل اور پچفورک کی تقسیم خامیوں کی موجودگی میں ٹوٹ جاتی ہے۔ اس طرح، واحد یک جہتی تقسیم جو نامکمل حیاتیاتی دنیا میں موجود ہو سکتی ہے وہ سیڈل نوڈ کی تقسیم ہے۔ ایم-جی 1 منتقلی اور ایس آئی سی 1 کی سطح کے درمیان بسٹ ایبل تعلق کو دو سیڈل نوڈ کی تقسیم کے خاکہ کے طور پر پیش کیا جا سکتا ہے جس میں کنٹرول پیرامیٹر میں ایک چھوٹی سی تبدیلی، ایس آئی سی 1 کی مقدار کے ساتھ نظام کا طرز عمل معیاری طور پر تبدیل ہوتا ہے۔ چونکہ سیل سائیکل کا طرز عمل تنقیدی طور پر M-G1 منتقلی کی حالت میں Sic1 کی مقدار پر منحصر ہوتا ہے، اس لیے Sic1 کی مقدار کو سسٹم کی سطح کے تاثرات کے ذریعے سختی سے منظم کیا جاتا ہے۔ کیونکہ سی ڈی کے 1-سی ایل بی 2 فاسفوریلیٹنگ سی سی 1 کے ذریعے سی سی 1 کو روکتا ہے اور یوبیکیوٹیلیشن کے ذریعے انحطاط کے لیے سی سی 1 کو دستیاب کرتا ہے، سی ڈی کے 1-سی ایل بی 2 کا اے پی سی-سی ڈی ایچ 1 پر منحصر انحطاط نہ صرف دستیاب سی ڈی کے 1-سی ایل بی 2 کمپلیکس کی سطح کو کم کرتا ہے بلکہ سی سی 1 کی سطح کو بھی بڑھاتا ہے جو بدلے میں سی ڈی کے 1-سی ایل بی 2 کے فنکشن کو مزید روکتا ہے۔ ڈبل منفی فیڈ بیک لوپ کی یہ سرگرمی اے پی سی-سی ڈی سی 20 پر منحصر سی ڈی کے 1-سی ایل بی 2 کے انحطاط اور نیوکلولر پروٹین نیٹ 1/سی ایف آئی 1 سے سی ڈی سی 14 کی رہائی سے شروع ہوتی ہے۔ ایف ای اے آر (سی ڈی سی 14 ابتدائی انافس ریلیز) راستہ نیٹ 1 کے سی ایل بی 2-سی ڈی کے 1 پر منحصر فاسفوریلیشن کی سہولت فراہم کرتا ہے جو عارضی طور پر نیٹ 1 سے سی ڈی سی 14 کو جاری کرتا ہے۔ جاری کردہ سی ڈی سی 14 اور سی ایل بی 2-سی ڈی کے 1 کمپلیکس تکلے بناتے ہیں جو مائٹوٹک ایگزٹ نیٹ ورک (ایم ای این) کو چالو کرتے ہیں۔ MEN نیوکلیولس سے Cdc14 کی مسلسل رہائی کی اجازت دیتا ہے، اور Cdc14 Cdh1 کو چالو کرکے اور Sic1-ٹرانسکرپشنل ایکٹیویٹر Swi5 کو چالو کرکے Sic1 کو مستحکم کرکے Clb2-Cdk1 کی سرگرمی کا مقابلہ کرتا ہے۔ ایس آئی سی 1 مثبت طور پر سی ڈی کے 1-سی ایل بی 2 کو سوائی 5 کی روک تھام کو جاری کرنے سے روک کر خود کو منظم کرتا ہے، اور سی ڈی ایچ 1 بھی ایم ای این کی روک تھام کو جاری کرنے کے لیے سی ایل بی 2-سی ڈی کے 1 کو روک کر مثبت طور پر خود کو منظم کرتا ہے جو سی ڈی سی 14 اور اس کے بعد خود سی ڈی ایچ 1 کو چالو کر سکتا ہے۔ اے پی سی-سی ڈی ایچ 1 اور ایس آئی سی 1 کے ذریعہ تشکیل شدہ ڈبل نیگیٹیو فیڈ بیک لوپ، کم سی ایل بی 2-سی ڈی کے 1 سرگرمی کو برقرار رکھنے کے لیے ضروری ہے کیونکہ سی ایل بی 2 ٹرانسکرپشنل عوامل، ایف کے 2-ایم سی ایم 1 این ڈی ڈی 1 کمپلیکس کو چالو کرکے اپنی ترکیب کو خود بخود چالو کرتا ہے۔ اثرات یوکرائیوٹک سیل سائیکل مختلف چیک پوائنٹس اور فیڈ بیک لوپس پر مشتمل ہوتا ہے تاکہ سیل کی وفادار اور کامیاب تقسیم کو یقینی بنایا جا سکے۔ مثال کے طور پر مائٹوسس کے دوران، جب ڈپلیکیٹڈ کروموسوم مائٹوٹک اسپنڈل سے غلط طریقے سے منسلک ہوتے ہیں، تو اسپنڈل اسمبلی چیک پوائنٹ (ایس اے سی) پروٹین بشمول میڈ اور باب اے پی سی-سی ڈی سی 20 کو روکتے ہیں تاکہ انافس اور بی قسم کے سائکلین انحطاط میں داخلے میں تاخیر ہو۔ اس کے علاوہ، جب مائٹوٹک اسپنڈلز کو غلط ترتیب دیا جاتا ہے، تو مین اور اس کے بعد سی ڈی سی 14 کو بوب 2 اور بی ایف اے 1 پر منحصر انداز میں روکا جاتا ہے تاکہ مائٹوٹک سائکلین کے انحطاط اور انافس کے داخلے کو روکا جا سکے۔ Sic1 ایک اچھی مثال ہے جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ ماحولیاتی حالات کو سمجھنے اور سیل سائیکل کی منتقلی کو متحرک کرنے کے لیے سسٹم کی سطح کے تاثرات کس طرح تعامل کرتے ہیں۔ اگرچہ حقیقی M-G1 منتقلی متعدد پروٹین اور ضوابط کے ساتھ بہت پیچیدہ ہے، متحرک نظام کا نقطہ نظر اس پیچیدہ نظام کو دو سیڈل نوڈ کی تقسیم کے ساتھ بسٹ ایبل ان پٹ/آؤٹ پٹ ریلیشن میں آسان بنانے کی اجازت دیتا ہے جس میں آؤٹ پٹ (مائٹوٹک ایگزٹ) کا انحصار Sic1 کے اہم ارتکاز پر ہوتا ہے۔ یک جہتی تجزیہ کا استعمال کرتے ہوئے، یوکرائیوٹک سیل سائیکل میں بہت سے ناقابل واپسی منتقلی کے نکات کی وضاحت کرنا ممکن ہو سکتا ہے جو نظام کی سطح کے کنٹرول اور فیڈ بیک کے زیر انتظام ہوتے ہیں۔ ناقابل واپسی منتقلی کے نکات کی دیگر مثالوں میں اسٹارٹ (ایک نئے سیل ڈویژن سائیکل کے لیے ناقابل واپسی عزم) شامل ہے جس کی وضاحت ناقابل واپسی بسٹ ایبل سوئچ کے ذریعے کی جا سکتی ہے جس کے کنٹرول پیرامیٹر کو سی ایس ٹیمیٹک فیڈ بیکس کے ذریعے سختی سے منظم کیا جاتا ہے جس میں سی ایل این 2، وائی 5، اور ایس بی ایف شامل ہیں۔ حوالہ جات میٹوسس