Degradosome
ڈیگریڈوسوم ایک ملٹی پروٹین کمپلیکس ہے جو زیادہ تر بیکٹیریا میں موجود ہوتا ہے جو رائبوسومل آر این اے کی پروسیسنگ اور میسنجر آر این اے کے انحطاط میں شامل ہوتا ہے اور اسے نان کوڈنگ آر این اے کے ذریعے منظم کیا جاتا ہے۔ اس میں پروٹین آر این اے ہیلیکیس بی، آر نیس ای اور پولینیوکلیوٹائڈ فاسفوریلیز ہوتے ہیں۔ خلیوں میں سیلولر آر این اے کا ذخیرہ مسلسل اتار چڑھاؤ کا شکار رہتا ہے۔ مثال کے طور پر، ایسچریچیا کولی میں، میسنجر آر این اے کی متوقع عمر 2 سے 25 منٹ کے درمیان ہوتی ہے، دوسرے بیکٹیریا میں یہ زیادہ دیر تک چل سکتی ہے۔ یہاں تک کہ آرام دہ خلیوں میں بھی، آر این اے مستحکم حالت میں خراب ہو جاتا ہے، اور اس عمل کے نیوکلیوٹائڈ مصنوعات کو بعد میں نیوکلک ایسڈ کی ترکیب کے تازہ دوروں کے لیے دوبارہ استعمال کیا جاتا ہے۔ جین ریگولیشن اور کوالٹی کنٹرول کے لیے آر این اے کا کاروبار بہت اہم ہے۔ تمام حیاتیات کے پاس آر این اے کے انحطاط کے لیے مختلف اوزار ہوتے ہیں، مثال کے طور پر ربن نیوکلیز، ہیلیکیسز، 3 '-اینڈ نیوکلیوٹیڈائل ٹرانسفرسز (جو نقل میں دم کا اضافہ کرتے ہیں)، 5'-اینڈ کیپنگ اور ڈیکیپنگ انزائمز اور مختلف آر این اے بائنڈنگ پروٹین جو آر این اے کو سبسٹریٹ کے طور پر پیش کرنے یا شناخت کے لیے ماڈل بنانے میں مدد کرتے ہیں۔ اکثر، یہ پروٹین مستحکم کمپلیکس میں منسلک ہوتے ہیں جن میں ان کی سرگرمیاں مربوط یا تعاون پر مبنی ہوتی ہیں۔ ان میں سے بہت سے آر این اے میٹابولزم پروٹین کی نمائندگی ایسچریچیا کولی کے ملٹی انزیم آر این اے ڈیگریڈوسوم کے اجزاء میں کی جاتی ہے، جو چار بنیادی اجزاء سے تشکیل پاتا ہے: ہائیڈرولائٹک اینڈو-ربونوکلیز آر این ایز ای، فاسفورولائٹک ایکسو-ربونوکلیز پی این پی ایز، اے ٹی پی پر منحصر آر این اے ہیلیکیز (آر ایچ آئی بی) اور ایک گلائکولیٹک انزائم انولیز۔ آر این اے ڈیگریڈوسوم کو دو مختلف لیبارٹریوں میں اس وقت دریافت کیا گیا جب وہ ای کولی، آر نیس ای کی صفائی اور خصوصیت پر کام کر رہے تھے اور وہ عوامل جو آر این اے کو خراب کرنے والے انزائموں، ٹھوس طور پر، پی این پی ایز کی سرگرمی پر اثر انداز ہو سکتے ہیں۔ یہ اس وقت پایا گیا جب اس کے دو بڑے مرکبات کا مطالعہ کیا جا رہا تھا۔ ساخت اس ملٹی انزیم کی ساخت حیاتیات کے لحاظ سے مختلف ہو سکتی ہے۔ ای کولی میں ملٹی پروٹین کمپلیکس آر این اے ڈیگریڈوسوم 4 کینونکل اجزاء پر مشتمل ہوتا ہے: آر نیس ای: ایک بڑا ہائیڈرولائٹک اینڈو-ریبونوکلیز جسے آر نیس ای کے این-ٹرمینل نصف میں تقسیم کیا جا سکتا ہے، جس میں اتپریرک ڈومین ہوتا ہے اور یہ وہ جگہ ہے جہاں نیوکلیوٹیکل سرگرمی رہتی ہے۔ اور سی-ٹرمینل نصف، جو کہ ایک معروف فنکشن کے بغیر ایک بڑی زنجیر غیر ساختہ پروٹین ہے جو ڈیگریڈوسوم کو جمع کرنے کے لیے درکار سکافولڈ فراہم کرتا ہے۔ یہ خطہ بہت لچکدار ہے، جس سے ڈیگریڈوسوم کے اجزاء کے لیے تعامل کرنا آسان ہو جاتا ہے۔ ای کولی میں، آر نیس ای سائٹوپلاسمٹک جھلی میں واقع ہے اور اسے فلوروسینس مائکروسکوپی کے ذریعے دیکھا جا سکتا ہے۔ اس کی ساخت 1061 امینو ایسڈ سے مطابقت رکھتی ہے اور اس کی سالماتی کمیت 118 کے ڈی اے ہے۔ پی این پیز: ایک فاسفورولائٹک ایکسو-ربونوکلیز جو آر این اے کو خراب کرتا ہے۔ اس کی زنجیر میں 421 امینو ایسڈ ہوتے ہیں اور اس کی سالماتی کمیت 47 کے ڈی اے ہے۔ انولیز: ایک گلائکولیٹک انزائم انولیز جو 432 امینو ایسڈ سے بنتا ہے، اس لیے اس کی سالماتی کمیت 46 کے ڈی اے ہے۔ آر این اے ہیلیکیس (آر ایچ ایل بی): انزائموں کا ایک بڑا خاندان، اس قسم میں 711 امینو ایسڈ ہوتے ہیں اور اس کا وزن 77kDa ہوتا ہے۔ ای کولی کے ڈیگریڈوسوم میں اس ڈیڈ باکس پروٹین (اس قسم کے پروٹین مختلف میٹابولک عمل میں شامل ہوتے ہیں جو عام طور پر آر این اے کو متاثر کرتے ہیں) کی شناخت ان ابتدائی اشارے میں سے ایک تھی کہ آر این اے ہیلیکیس ممکنہ طور پر ایم آر این اے کے انحطاط میں حصہ لے سکتے ہیں۔ مختلف پروٹینوں کے ساتھ آر این اے ڈیگریڈوسوم کی کچھ متبادل شکلیں ہیں جن کی اطلاع دی گئی ہے۔ اضافی متبادل ڈیگریڈوسوم اجزاء پی سی این بی (پولی اے پولیمریز) اور آر این اے ہیلیکیسز آر ایچ ایل ای اور ایس آر ایم بی ہیں۔ کولڈ شاک کے دوران دیگر متبادل اجزاء میں آر این اے ہیلیکیس سی ایس ڈی اے شامل ہیں۔ اسٹیشنری مرحلے کے دوران اضافی متبادل ڈیگریڈوسوم اجزاء میں آر این آر (آر نیس آر) اور پوٹیٹو آر این اے ہیلیکیس ایچ آر پی اے شامل ہیں۔ پی پی کے (پولی فاسفیٹ کینیز) ایک اور جزو ہے جو کمپلیکس کا حصہ بتایا گیا ہے، جیسا کہ آر این اے چیپرون ایچ ایف کیو، پی اے پی (پروسٹیٹک ایسڈ فاسفیٹیز)، دیگر قسم کے چیپرونز اور رائبوسومل پروٹین۔ یہ ای کولی سے سیل سے نکلی ہوئی ڈیگریڈوسوم تیاریوں میں پائے گئے ہیں۔ آر این اے ڈیگریڈوسوم کی ساخت اتنی سخت نہیں ہے جتنی تصویر میں دکھائی دیتی ہے کیونکہ یہ صرف یہ سمجھنے کے لیے ایک نمونہ ہے کہ یہ کیسے کام کرتا ہے۔ آر این اے ڈیگریڈوسوم کی ساخت متحرک ہے اور ہر جزو ان اجزاء کے ساتھ تعامل کرتا ہے جو اس کے قریب ہیں۔ لہذا ڈھانچہ ایک سالماتی ڈومین کی طرح ہے جہاں آر این اے ہر ایک اجزاء کے ساتھ سبسٹریٹ کے طور پر تعامل کر سکتا ہے اور جب ایسا ہوتا ہے تو آر این اے کے لیے کمپلیکس سے باہر نکلنا واقعی مشکل ہوتا ہے۔ افعال آر این اے ڈیگریڈوسوم ایک بہت بڑی کثیر انزائم ایسوسی ایشن ہے جو آر این اے میٹابولزم اور متعدد بیکٹیریا جیسے ایسچریچیا کولی اور سیوڈوالٹیروموناس ہیلوپلانکٹس میں جین کے اظہار کے بعد نقل و حمل کے کنٹرول میں شامل ہے۔ ملٹی پروٹین کمپلیکس ان کی پختگی کے دوران منظم آر این اے پریکسرز کی پروسیسنگ کے لیے ایک مشین کے طور پر بھی کام کرتا ہے۔ آر این اے ہیلیکیس کو آر این اے اسٹیم لوپس میں ڈبل ہیلکس ڈھانچہ تیار کرنے کے لیے انحطاط کے عمل میں مدد کرنے کے لیے سمجھا جاتا ہے۔ کبھی کبھار، ڈیگریڈوسوم کے ساتھ آر آر این اے کی ہم آہنگی کو سراہا جاتا ہے، جس سے پتہ چلتا ہے کہ کمپلیکس آر آر این اے اور ایم آر این اے کے انحطاط میں حصہ لے سکتا ہے۔ ڈیگریڈوسوم کے کردار کے بارے میں بہت کم واضح معلومات موجود ہیں۔ ای کولی میں نقل کے انحطاط کے مراحل کو دیکھتے ہوئے، جو معلوم ہوتا ہے وہ یہ ہے کہ سب سے پہلے اینڈوریبونوکلیز سبسٹریٹس کو الگ کر سکتے ہیں تاکہ بعد میں ایکسوریبونوکلیز مصنوعات پر کام کر سکیں۔ آر ایچ آئی بی میں اپنے آپ میں بہت کم سرگرمی ہوتی ہے لیکن آر این اے ایس ای کے ساتھ تعامل اسے متحرک کر سکتا ہے۔ آر این اے کے انحطاط کے عمل میں انولیز کا کردار ابھی تک مناسب طریقے سے بیان نہیں کیا گیا ہے، بظاہر یہ انحطاط کے عمل کے دوران کمپلیکس کو زیادہ مخصوص ہونے میں مدد کرتا ہے۔ بیکٹیریل آر این اے ڈیگریڈوسوم کا ایک خاص طور پر دلچسپ پہلو بہت سے مطالعہ شدہ کمپلیکس میں میٹابولک انزائم کی موجودگی ہے۔ ای کولی ڈیگریڈوسوم میں موجود انولیز انزائم کے علاوہ، میٹابولک انزائمز ایکونیٹیز اور فاسفوفریکٹوکینیز کی شناخت بالترتیب سی کریسینٹس اور بی سبٹیلس ڈیگریڈوسوم میں کی گئی ہے۔ ان انزائموں کی موجودگی کی وجہ فی الحال واضح نہیں ہے۔ ڈیگریڈوسوم ایکٹیویشن یہ ملٹی پروٹین کمپلیکس ایک غیر کوڈنگ آر این اے کے ذریعے متحرک ہوتا ہے، جسے یوکرائیوٹک خلیوں میں ایم آئی آر این اے اور بیکٹیریا میں ایس آر این اے کہا جاتا ہے۔ امینو ایسڈ کے چھوٹے سلسلے عام طور پر ایم آر این اے کو اس کی تباہی کے لیے نشانہ بنانے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ یہاں سے، ایسا کرنے کے دو طریقے ہیں: ٹارگیٹنگ ٹرانسلیشن-انیشی ایشن ریجن (ٹی آئی آر) یا کوڈنگ ڈی این اے سیکوینس (سی ڈی ایس)۔ سب سے پہلے، ایس آر این اے کو ٹارگیٹڈ ایم آر این اے سے منسلک کرنے کے لیے ایچ ایف کیو (چیپرون پروٹین) کی ضرورت ہوتی ہے۔ ایک بار منسلک ہونے کے بعد، اگر پیچیدہ ایچ ایف کیو-ایس آر این اے ٹی آئی آر پر ختم ہوتا ہے، تو یہ رائبوسوم بائنڈنگ سائٹ (آر بی ایس) کو روکتا ہے تاکہ رائبوسوم ترجمہ نہ کر سکیں، اور ایم آر این اے کو ختم کرنے کے لیے نیوکلیز (آر نیس ای) کو چالو کرتا ہے۔ ایک اور امکان دوسرے خطے پر ختم ہو رہا ہے، جو پیچیدہ کام کو ترجمہ کے اختتامی نقطہ کے طور پر بناتا ہے۔ اس طرح، رائبوسومز ڈیکوڈنگ کا اپنا کام کر سکتے ہیں، یہ عمل کمپلیکس میں پہنچنے پر رک جاتا ہے، جہاں تباہی کے تمام طریقہ کار کو آن کر دیا جاتا ہے۔ آر این اے کا انحطاط آر این اے کی تباہی کا عمل بہت پیچیدہ ہے۔ اسے سمجھنے میں آسانی پیدا کرنے کے لیے، ہم ایسچریچیا کولی میں ایم آر این اے کے انحطاط کے طریقہ کار کو ایک مثال کے طور پر استعمال کرتے ہیں کیونکہ یہ سب سے مشہور عمل ہے۔ اس کی ثالثی بنیادی طور پر اینڈو اور رائبو نیوکلیز کے ذریعے کی جاتی ہے۔ انزائم RNase II اور PNPase (پولی نیوکلیوٹائڈ فاسفوریلیز) mRNA کو 3 '→ 5' طریقے سے خراب کرتے ہیں۔ ڈیگریڈوسوم میں 4 حصے ہوتے ہیں جن میں کئی ربن نیوکلیز ہوتے ہیں۔ ابتدائی طور پر، ترکیب شدہ آر این اے ایک پولی فاسفیٹ ڈھانچہ ہے۔ یہی وجہ ہے کہ ڈیفاسفوریلیشن کی ضرورت ہوتی ہے، تاکہ آر این اے پائروفاسفوہائڈرولیز پی پی پی ایچ کے عمل سے مونو فاسفیٹ حاصل کیا جا سکے۔ نقل کے دو حصے ہوتے ہیں: فاسفیٹ ٹرمینل (پی-ٹرمینل) اور اختتام کے طور پر اسٹیم لوپ ڈھانچہ۔ پی-ٹرمینل کو آر نیس ای کے ذریعے اینڈوریبونوکلیولیٹک طور پر الگ کیا جاتا ہے، جبکہ اسٹیم لوپ کو آر این اے ہیلیکیسز کے ذریعے ہضم کیا جاتا ہے۔ اگر کوئی ثانوی ڈھانچے ہیں، تو پولیمریز پی اے پی کی کارکردگی کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ پی این پی ایز جیسے ایکسوریبونوکلیز کے ذریعے کمی کو آسان بنایا جا سکے۔ آخر میں، سکریپس کو اولیگوریبونوکلیز کے ذریعے پروسیس کیا جاتا ہے۔ یہ عمل دیگر انواع میں یکساں ہے اور صرف انزیمیٹک مشینری میں تبدیل ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر، بیسیلس سبٹیلس آر نیس ای کو اینڈو-ربونوکلیز کے طور پر استعمال کرنے کے بجائے، یہ آر نیس وائی یا آر نیس جے کا استعمال کرتا ہے یا آرکیا میں اس کام کے لیے ایکزوسوم (ویسیکل) کا استعمال کیا جاتا ہے۔ ارتقاء ڈیگریڈوسوم، جو تشکیل میں متحرک، ساخت میں متغیر اور لیبارٹری کے طے شدہ حالات کے تحت غیر ضروری ہے، اس کے باوجود بہت سے بیکٹیریا پرجاتیوں (آرکیا، یوکیریوٹ، ایسچریچیا کولی، میٹوکونڈریا، وغیرہ) کے ارتقاء کے دوران برقرار رہا ہے۔ )، ممکنہ طور پر عالمی سیلولر ریگولیشن میں اس کی متنوع شراکت کی وجہ سے۔ یہ تجرباتی طور پر ظاہر کیا گیا ہے کہ ڈیگریڈوسوم کی موجودگی ای کولی کے لیے ایک انتخابی فائدہ ہے۔ ڈیگریڈوسوم جیسی ساختوں کو بہت سے γ-پروٹوبیکٹریا کا حصہ سمجھا جاتا ہے اور دراصل دوسرے دور دراز بیکٹیریل نسلوں میں پایا گیا ہے۔ وہ آر نیس ای پر بنائے گئے ہیں۔ تاہم، ان ڈیگریڈوسوم جیسی اسمبلیوں کی ساخت ہمیشہ ایک جیسی نہیں ہوتی، یہ کچھ پروٹیک اجزاء پر مختلف ہو سکتی ہے۔ ای کولی انسانوں اور دیگر جانوروں کے آر این اے ڈیگریڈوسوم میں ای کولی ان کی آنتوں کی نالی میں مشترکہ طور پر ہوتا ہے۔ یہ لیبارٹریوں میں سب سے زیادہ مطالعہ شدہ حیاتیات میں سے ایک ہے اور یہ بیکٹیریا اور زندگی کے دیگر شعبوں میں جینیاتی ضابطے کو سمجھنے کے لیے ایک مفید نمونہ رہا ہے۔ ای کولی کا آر این اے ڈیگریڈوسوم ایک ایسا ڈھانچہ ہے جو آر این اے میٹابولزم میں متنوع کردار ادا کرتا ہے۔ یہ زندگی کے تمام شعبوں میں پائی جانے والی اسی طرح کی اسمبلیوں کے ساتھ یکساں اجزاء اور فعال مشابہت کا اشتراک کرتا ہے۔ اس کے اجزاء میں سے ایک اے ٹی پی پر منحصر موٹر ہے جو پروٹین پروٹین کے تعاملات کے ذریعے چالو ہوتی ہے اور آر این اے کے انحطاط کے توانائی پر منحصر موڈ میں ربن نیوکلیز کے ساتھ تعاون کرتی ہے۔ ای کولی میں 5 '3' انحطاط کا راستہ نہیں ہے۔ اس کے ایم آر این اے کے 5 'کیپڈ اینڈز نہیں ہوتے ہیں اور کوئی 5' → 3 'ایکسونیوکلیسیس معلوم نہیں ہیں۔ یہی بات دوسرے یوبیکٹیریا کے ساتھ بھی ہوتی ہے، اس لیے 5 '3' انحطاط کا راستہ یوکرائیوٹک خلیوں کی ایک خصوصی خاصیت ہو سکتا ہے۔ مزید دیکھیں Exosome پیچیدہ پروٹیسوم حوالہ جات پروٹین کمپلیکس ربن نیوکلیز