Two-domain system
دو ڈومین کا نظام ایک حیاتیاتی درجہ بندی ہے جس کے ذریعے زندگی کے درخت میں موجود تمام حیاتیات کو دو بڑے ڈومینز، بیکٹیریا اور آرکیا میں درجہ بند کیا جاتا ہے۔ یہ آثار قدیمہ کے تنوع کے علم کی ترقی اور وسیع پیمانے پر قبول شدہ تین ڈومین سسٹم کو درپیش چیلنجوں سے ابھرا ہے جو زندگی کو بیکٹیریا، آرکیا اور یوکریا میں بیان کرتا ہے۔ اس سے پہلے جیمز اے کا ایوسائٹ مفروضہ تھا۔ 1980 کی دہائی میں جھیل، جسے اس وقت کے شواہد کی وجہ سے تین ڈومین سسٹم نے بڑی حد تک ختم کر دیا تھا۔ آرکیا کی بہتر تفہیم، خاص طور پر بیکٹیریا کے ساتھ سمبیوجینیسیس کے ذریعے یوکرائٹس کی ابتدا میں ان کے کردار کے بارے میں، 2000 کی دہائی میں ایوسائٹ مفروضے کی بحالی کا باعث بنی۔ 2017 میں ایسگارڈ نامی آرکیا کے ایک بڑے گروپ (سپر فیلم) کی دریافت کے بعد دو ڈومین سسٹم کو زیادہ وسیع پیمانے پر قبول کیا گیا، جس کے شواہد سے پتہ چلتا ہے کہ یہ یوکرائٹس کی ارتقائی جڑ ہے، جس کا مطلب ہے کہ یوکرائٹس آرکیا ڈومین کے ممبر ہیں۔ اگرچہ ایسگارڈ آرکیا کی خصوصیات تین ڈومین کے نظام کو براہ راست مسترد نہیں کرتی ہیں، لیکن یہ خیال کہ یوکیریوٹس آرکیا سے پیدا ہوئے اور اس طرح آرکیا سے تعلق رکھتے ہیں، جینیاتی اور پروٹومک مطالعات سے مضبوط ہوا ہے۔ تین ڈومین کے نظام کے تحت، یوکیریا کو بنیادی طور پر "یوکیریوٹک سگنیچر پروٹینز" کی موجودگی سے ممتاز کیا جاتا ہے، جو آرکیا اور بیکٹیریا میں نہیں پائے جاتے ہیں۔ تاہم، ایسگارڈز میں ایسے جین ہوتے ہیں جو اس طرح کے متعدد پروٹینوں کے لیے کوڈ کرتے ہیں، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ "یوکرائیوٹک سگنیچر پروٹین" آرکیا میں پیدا ہوئے تھے۔ پس منظر زندگی کو دو اہم حصوں میں درجہ بندی کرنا کوئی نیا تصور نہیں ہے، جس کی پہلی تجویز فرانسیسی ماہر حیاتیات ایڈورڈ چیٹن نے 1938 میں پیش کی تھی۔ چیٹن نے حیاتیات کو ان میں ممتاز کیا: پروکیریوٹس (بشمول بیکٹیریا) یوکیریوٹس (بشمول پروٹوزون) انہیں بعد میں امپائرز کا نام دیا گیا، اور چیٹن کی درجہ بندی کو دو امپائر سسٹم کے طور پر۔ چیٹن نے یوکرائٹس کا نام صرف پروٹوزون کے لیے استعمال کیا، دیگر یوکرائٹس کو خارج کر دیا، اور محدود گردش میں شائع کیا تاکہ اس کے کام کو تسلیم نہ کیا جائے۔ ان کی درجہ بندی کو 1961 میں برکلے میں یونیورسٹی آف کیلیفورنیا کے کینیڈین بیکٹیریولوجسٹ راجر یٹس اسٹینیر نے پیرس کے پاسچر انسٹی ٹیوٹ میں دوبارہ دریافت کیا تھا۔ اگلے سال، اسٹینیر اور اس کے ساتھی کارنیلیس برنارڈس وین نیل نے آرکائیو فر میکرو بائیولوجی (اب آرکائیوز آف مائیکرو بائیولوجی) میں شائع کیا۔ یوکیریوٹس کے ساتھ چیٹن کی درجہ بندی میں اعلی طحالب، پروٹوزوان، فنگی، پودوں اور جانوروں کو شامل کرنے کے لیے حوصلہ افزائی کی گئی۔ یہ درجہ بندی کا ایک مقبول نظام بن گیا، جیسا کہ جان او کورلیس نے 1986 میں لکھا تھا: "بیکٹیریا کے لیے (وسیع تر معنوں میں) پروکیریوٹا اور دیگر تمام حیاتیات کے لیے ایک دوسری سپر کنگڈم یوکیریوٹا کے چیٹن-اسٹینیر تصور کو بڑے پیمانے پر جوش و خروش کے ساتھ قبول کیا گیا ہے۔" 1977 میں، کارل ویز اور جارج ای فاکس نے پروکیریوٹس کو ان کے 16 ایس رائبوسومل آر این اے (16 ایس آر آر این اے) جین کی بنیاد پر دو گروپوں (کنگڈمز)، آرکیبیکٹیریا (میتھانوجینز کے لیے، پہلا معروف آرکیا) اور یوبیکٹیریا میں درجہ بند کیا۔ 1984 میں، جیمز اے۔ یونیورسٹی آف کیلیفورنیا، لاس اینجلس کے لیک، مائیکل ڈبلیو کلارک، ایرک ہینڈرسن، اور میلانیا اوکس نے "سلفر پر منحصر بیکٹیریا کے ایک گروپ" کے نام سے جانے جانے والے جانداروں کے ایک نئے گروپ کو ایوسائٹس ("صبح کے خلیوں" کے لیے) کے طور پر بیان کیا اور ایک نئی سلطنت ایوسیٹا تشکیل دی۔ اس کے ساتھ انہوں نے رائبوسومل ذیلی اکائیوں کی ساخت اور ساخت کی بنیاد پر چار سلطنتوں کے وجود کی تجویز پیش کی، یعنی آرکیبیکٹیریا، یوبیکٹیریا، یوکیریوٹ اور ایوسیٹا لیک نے چار گروہوں کے آر آر این اے کے سلسلے کا مزید تجزیہ کیا اور تجویز کیا کہ یوکیریوٹس آرکیبیکٹیریا سے نہیں بلکہ ایوسیٹس سے پیدا ہوئے، جیسا کہ عام طور پر فرض کیا جاتا تھا۔ یہ Eocyte مفروضے کی بنیاد تھی۔ 1988 میں، اس نے تمام حیات کی شکلوں کو دو درجہ بندی گروپوں میں تقسیم کرنے کی تجویز پیش کی: کیریوٹس (جس میں یوکیریوٹس اور پروٹو یوکیریوٹک حیاتیات جیسے ایوکائٹس شامل ہیں) پارکیریوٹس (جو کہ یوبیکٹیریا اور آرکیا جیسے ہیلوبیکٹیریا اور میتھانوجینز پر مشتمل ہیں۔ 1990 میں، ووئس، اوٹو کینڈلر اور مارک وہیلس نے ظاہر کیا کہ آرکیا حیاتیات کا الگ گروپ ہے اور یہ کہ ایوکائٹس (جسے 2021 میں آرکیا کے فایلم کے طور پر کرینارچوٹا کا نام دیا گیا لیکن تھرموپروٹوٹا کے طور پر درست کیا گیا) آرکیا ہیں۔ انہوں نے زندگی کی بڑی تقسیم کو تین ڈومین سسٹم میں متعارف کرایا جس میں ڈومین یوکیریا، ڈومین بیکٹیریا اور ڈومین آرکیا شامل ہیں۔ تفصیلات کی متعدد ترمیمات اور کئی نئے آثار قدیمہ کے نسلوں کی دریافتوں کے ساتھ، ووئس کی درجہ بندی نے آہستہ آہستہ "زندگی کی ارتقائی تاریخ کے حوالے سے [پانچ ریاستوں کی درجہ بندی کے ساتھ] سب سے زیادہ ترقی یافتہ اور سب سے زیادہ وسیع پیمانے پر قبول شدہ سائنسی مفروضوں" کے طور پر قبولیت حاصل کی۔ تاہم، تین ڈومین کے تصور نے آرکیا اور یوکیریوٹس کے درمیان تعلقات کے مسائل کو حل نہیں کیا۔ جیسا کہ فورڈ ڈولٹل، جو اس وقت ڈلہوزی یونیورسٹی میں تھے، نے 2020 میں کہا: "[تین] ڈومین کا درخت غلط طریقے سے ارتقائی تعلقات کی نمائندگی کرتا ہے، اور اس بارے میں ایک گمراہ کن نظریہ پیش کرتا ہے کہ یوکرائٹس پروکیریوٹس سے کیسے تیار ہوئے۔ تین ڈومین کا درخت ایک مخصوص آرکیئل-یوکیریوٹک وابستگی کو تسلیم کرتا ہے، لیکن اس میں مؤخر الذکر آزادانہ طور پر پیدا ہوتا ہے، نہ کہ اندر سے، سابقہ۔ تصور دو ڈومین کا نظام بنیادی طور پر دو کلیدی تصورات پر انحصار کرتا ہے جو یوکرائٹس کو ڈومین آرکیا کے اراکین کے طور پر بیان کرتے ہیں نہ کہ ایک علیحدہ ڈومین کے طور پر: یوکرائٹس آرکیا کے اندر پیدا ہوئے، اور ایسگارڈز یوکرائٹس کی ابتدا کی نمائندگی کرتے ہیں۔ یوکرائٹس آرکیا سے تیار ہوئے تین ڈومین کا نظام یہ فرض کرتا ہے کہ یوکرائٹس بیکٹیریا کے مقابلے آرکیا سے زیادہ قریب سے متعلق ہیں اور آرکیا کے بہن گروپ ہیں، اس طرح، یہ انہیں علیحدہ ڈومین کے طور پر مانتا ہے۔ جیسے جیسے 2000 کی دہائی کے اوائل میں مزید نئے آثار قدیمہ دریافت ہوئے، یہ فرق مشکوک ہو گیا کیونکہ یوکیریوٹس آثار قدیمہ کے اندر گہرائی سے گھونسلے بن گئے۔ آرکیا سے یوکرائٹس کی ابتدا، جس کا مطلب ہے کہ دونوں ایک ہی گروپ کے ہیں، 2004 میں رائبوسوم پروٹین کی ترتیب اور فائیلوجنیٹک تجزیے پر مبنی مطالعات سے ثابت ہوا۔ 2007 میں 185 بیکٹیریل، آرکیئل اور یوکیریوٹک جینوموں سے تقریبا 6000 جین سیٹوں کے فائیلوجینومک تجزیے نے بھی یوکیریوٹس کی ابتدا یوریاچیوٹا (خاص طور پر تھرموپلاسمٹیلز) سے ہونے کا مشورہ دیا۔ 2008 میں، نیچرل ہسٹری میوزیم، لندن اور نیو کیسل یونیورسٹی کے محققین نے آرکیا، بیکٹیریا اور یوکیریوٹس کے 53 جینوں کے جامع تجزیے کی اطلاع دی جس میں نیوکلک ایسڈ کی نقل، نقل اور ترجمہ کی مشینری کے ضروری اجزاء شامل تھے۔ نتیجہ یہ نکلا کہ یوکرائٹس آرکیا سے تیار ہوئے، خاص طور پر کرینارچیوٹا (ایوسائٹس) اور نتائج "ایک ایسی ٹوپولوجی کی حمایت کرتے ہیں جو آرکیبیکٹیریل مونوفلی اور زندگی کے 3 ڈومین کے درخت کے بجائے ایوسائٹ مفروضے کی حمایت کرتا ہے"۔ اسی وقت کے ارد گرد کی گئی ایک تحقیق میں یوکرائٹس اور کرینارچیوٹا میں عام کئی جین بھی پائے گئے۔ یہ جمع ہونے والے ثبوت دو ڈومین کے نظام کی حمایت کرتے ہیں۔ تین ڈومین کے نظام میں ڈومین یوکیریا کے فرق میں سے ایک یہ ہے کہ یوکیریوٹس میں منفرد پروٹین ہوتے ہیں جیسے ایکٹین (خلیوں کی نقل و حرکت میں شامل سائٹوسکیلیٹل مائکرو فلامینٹ)، ٹیوبلین (بڑے سائٹوسکیلیٹن کا جزو، مائکرو ٹیوبل) اور یوبیکیوٹین سسٹم (پروٹین کی خرابی اور ری سائیکلنگ) جو پروکیریوٹس میں نہیں پائے جاتے ہیں۔ تاہم، یہ نام نہاد "یوکرائیوٹک سگنیچر پروٹین" ٹی اے سی کے کے جینوموں میں انکوڈ کیے جاتے ہیں (جن میں فائیلا تھمارچیوٹا، آئیگرچیوٹا، کرینارچیوٹا اور کورارچیوٹا شامل ہیں) آرکیا، لیکن دوسرے آرکیا جینوموں میں انکوڈ نہیں ہوتے ہیں۔ کرینارچیوٹا میں شناخت ہونے والے پہلے یوکرائیوٹک پروٹین ایکٹین اور ایکٹین سے متعلق پروٹین (آرپ) 2 اور 3 تھے، جو شاید سمبیوجینک فگوسیٹوسس کے ذریعے یوکرائٹس کی ابتدا کی وضاحت کرتے ہیں، جس میں ایک قدیم آرکیئل میزبان میں ایک ایکٹین پر مبنی طریقہ کار ہوتا تھا جس کے ذریعے دوسرے خلیوں کو ڈھانپ لیا جاتا تھا، جیسے پروٹومیٹوکونڈریل بیکٹیریا۔ آرٹوبولین نامی ٹیوبلین نما پروٹین کئی امونیم آکسیڈائزنگ تھامارچیوٹا کے جینوم میں پائے جاتے ہیں۔ اینڈوسومل چھانٹنے والے کمپلیکس، جو نقل و حمل کے لیے درکار ہوتے ہیں (ESCRT III)، جو یوکرائیوٹک سیل ڈویژن میں شامل ہوتے ہیں، تمام ٹی اے سی کے گروپوں میں پائے جاتے ہیں۔ ESCRT-III جیسے پروٹین ان آرکیا میں بنیادی خلیے کی تقسیم کے نظام کی تشکیل کرتے ہیں۔ یوبیکیوٹین سسٹم کو انکوڈنگ کرنے والے جینز کو ایگرچیوٹا کے متعدد جینومز سے جانا جاتا ہے۔ یوبیکیوٹین سے متعلق پروٹین جسے ارم 1 کہا جاتا ہے، کرینارچیوٹا میں بھی موجود ہے۔ کرینارچیوٹا اور ہیلو بیکٹیریا میں ڈی این اے ریپلیکیشن سسٹم (جی آئی این ایس پروٹین) یوکرائٹس کے سی ایم جی (سی ڈی سی 45، ایم سی ایم، جی آئی این ایس) کمپلیکس سے ملتے جلتے ہیں۔ آرکیا میں ان یوکرائیوٹک پروٹینوں کی موجودگی ان کے براہ راست تعلق کی نشاندہی کرتی ہے اور یہ کہ یوکرائیوٹس آرکیا سے ابھرے ہیں۔ ایسگارڈ آخری یوکرائیوٹک مشترکہ آباؤ اجداد ہیں۔ ایسگارڈ کی دریافت، جسے 2012 میں "یوکرائیوٹ نما آرکیا" کے طور پر بیان کیا گیا ہے، اور درج ذیل فائیلوجنیٹک تجزیوں نے زندگی کے دو ڈومین کے نقطہ نظر کو مضبوط کیا ہے۔ ایسگارڈ آرکیا جسے لوکیارچوٹا کہا جاتا ہے، ٹی اے سی کے گروپ سے بھی زیادہ یوکرائیوٹک پروٹین جینز پر مشتمل ہوتا ہے۔ ابتدائی جینیاتی تجزیہ اور بعد میں دوبارہ تجزیہ سے پتہ چلتا ہے کہ آرکیا میں 31 سے زیادہ منتخب یوکرائیوٹک جینوں میں سے، ان میں سے 75 ٪ براہ راست یوکرائیوٹ-آرکیا گروپنگ کی حمایت کرتے ہیں، جس کا مطلب ہے کہ آرکیا کا ایک واحد ڈومین بشمول یوکرائیوٹس ؛ حالانکہ نتائج نے تین ڈومین کے نظام کو مکمل طور پر مسترد نہیں کیا۔ جیسے جیسے اسگارڈ کے مزید گروہ دریافت ہوئے جن میں تھورارچیوٹا، اوڈینارچیوٹا اور ہیمدلارچیوٹا شامل ہیں، یوکرائٹس کے ساتھ ان کے تعلقات بہتر طور پر قائم ہوئے۔ رائبوسومل آر این اے جینوں کا استعمال کرتے ہوئے فائیلوجنیٹک تجزیے سے پتہ چلتا ہے کہ یوکرائٹس ایسگارڈز سے نکلتے ہیں، اور یہ کہ ہیمڈلارچیوٹا یوکرائٹس کے قریب ترین رشتہ دار ہیں۔ ہیمدلارچیوٹا سے یوکرائیوٹک اصل کو بھی 2020 میں فائیلوجنومک مطالعہ کی حمایت حاصل ہے۔ 2021 میں پائے جانے والے اسگارڈ کے ایک نئے گروہ (جسے عارضی طور پر ووکونگارچوٹا کا نام دیا گیا ہے) نے بھی یوکرائیوٹک اصل کے لیے ایک گہری جڑ کی نشاندہی کی۔ 2022 میں ایک اور اسگارڈ کی رپورٹ، جس کا نام نجرڈارچیوٹا ہے، اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ ہیمدلارچیوٹا-ووکانگرچیوٹا شاخ ممکنہ طور پر یوکرائٹس کا اصل گروپ ہے۔ ایسگارڈز میں یوکرائیوٹک سگنیچر پروٹین کے لیے کم از کم 80 جین ہوتے ہیں۔ ٹی اے سی کے آرکیا میں پائے جانے والے ایکٹین، ٹیوبلین، یوبیکیوٹین اور ای ایس سی آر ٹی پروٹین کے علاوہ، ایسگارڈز میں کئی دیگر یوکرائیوٹک پروٹینز جیسے پروفائلنس، یوبیکیوٹین سسٹم (ای 1 جیسے، ای 2 جیسے اور چھوٹے رنگ والے فنگر (ایس آر ایف پی) پروٹین)، جھلی کی اسمگلنگ کے نظام (جیسے سیک 23/24 اور ٹی آر اے پی پی ڈومینز)، مختلف قسم کے چھوٹے جی ٹی پیسز (بشمول جی ٹی آر/راگ فیملی جی ٹی پیز آرتھولوگس)، اور جیلسولن کے لیے فعال جین ہوتے ہیں۔ اگرچہ یہ معلومات تین ڈومین اور دو ڈومین کے تنازعات کو مکمل طور پر حل نہیں کرتی ہیں، لیکن انہیں عام طور پر دو ڈومین کے نظام کے حق میں سمجھا جاتا ہے۔ درجہ بندی دو ڈومین کا نظام تمام معروف سیلولر لائف فارمز کی درجہ بندی کو دو ڈومینز میں بیان کرتا ہے: بیکٹیریا اور آرکیا۔ یہ تین ڈومین کی درجہ بندی میں اہم ڈومینز میں سے ایک کے طور پر تسلیم شدہ ڈومین یوکیریوٹا کو اوور رائڈ کرتا ہے۔ Eocyte مفروضے کے برعکس، جس نے زندگی کے دو بڑے گروہوں (ڈومینز سے ملتے جلتے) کی تجویز پیش کی اور کہا کہ آرکیا کو بیکٹیریل اور یوکیریوٹک دونوں گروپوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے، اس نے آرکیا اور یوکیریوٹس کو ایک ہی ڈومین میں ضم کر دیا، بیکٹیریا مکمل طور پر ایک علیحدہ ڈومین میں۔ ڈومین بیکٹیریا یہ تمام بیکٹیریا پر مشتمل ہوتا ہے، جو پروکیریوٹس ہوتے ہیں (جن میں نیوکلئس کی کمی ہوتی ہے)، اس طرح ڈومین بیکٹیریا صرف پروکیریوٹک حیاتیات سے بنا ہوتا ہے۔ کچھ مثالیں یہ ہیں: سائانوبیکٹیریا-یوکرائٹس کے پلاسٹائڈز سے متعلق فوٹو سنتھیسنگ بیکٹیریا۔ اسپائروچیٹوٹا-انسانی بیماریوں جیسے سفلس اور لائم کی بیماری میں شامل گرام منفی بیکٹیریا۔ ایکٹینومیسیٹوٹا-گرام مثبت بیکٹیریا بشمول سٹریپٹومیسیس پرجاتیوں جن سے کئی اینٹی بائیوٹکس حاصل کی جاتی ہیں جن میں سٹریپٹومیسن، نیومیسن، بوٹرومائسن اور کلورامفینکول شامل ہیں۔ ڈومین آرکیا یہ پروکیریوٹک اور یوکیریوٹک دونوں حیاتیات پر مشتمل ہے۔ آرکیا آرکیا پروکیریوٹک جاندار ہیں، کچھ مثالیں یہ ہیں: تمام میتھانوجین-جو گیس میتھین پیدا کرتے ہیں۔ زیادہ تر ہیلوفائل-جو بہت نمکین پانی میں رہتے ہیں۔ زیادہ تر تھرمواسیڈوفائلز-جو تیزابی اعلی درجہ حرارت والے پانی میں رہتے ہیں۔ یوکیریا یوکیریوٹس کے خلیوں میں ایک مرکز ہوتا ہے، اور اس میں شامل ہیں: پروٹسٹ-بہت سے یونی سیلولر یوکیریوٹس جن میں ملیریا کے پرجیویوں، امیبا، اور ڈائیٹم شامل ہیں۔ کنگڈم فنگی-ملٹی سیلولر یوکرائٹس جیسے مشروم، خمیر اور مولڈ۔ کنگڈم پلانٹی-تمام پودے۔ کنگڈم اینیملیا-تمام جانور۔ حوالہ جات حیاتیاتی درجہ بندی درجہ بندی کے اعلی سطحی نظام (حیاتیات)