Fragmentation (cell biology)
فریگمینٹیشن کئی ٹکڑوں یا ٹکڑوں میں تقسیم ہونے کے عمل کو بیان کرتا ہے۔ سیل بائیولوجی میں، ڈی این اے کلوننگ اور اپوپٹوسس دونوں کے دوران فریگمینٹیشن سیل کے لیے مفید ہے۔ ڈی این اے کلوننگ غیر جنسی تولید یا ایک جیسے ڈی این اے مالیکیولز کی تخلیق میں اہم ہے، اور سیل کے ذریعے یا لیبارٹری کے محققین کے ذریعے جان بوجھ کر انجام دی جا سکتی ہے۔ اپوپٹوسس خلیوں اور ان کے اندر موجود ڈی این اے مالیکیولز کی پروگرام شدہ تباہی ہے، اور یہ ایک انتہائی منظم عمل ہے۔ یہ دو طریقے جن میں سیلولر عمل میں ٹکڑے ٹکڑے کا استعمال کیا جاتا ہے وہ عام سیلولر افعال اور خلیوں کے ساتھ انجام دیئے جانے والے عام لیبارٹری کے طریقہ کار کو بیان کرتے ہیں۔ تاہم، خلیے کے اندر مسائل بعض اوقات ٹکڑے ٹکڑے کا سبب بن سکتے ہیں جس کے نتیجے میں بے ضابطگیاں ہوتی ہیں جیسے کہ سرخ خون کے خلیوں کا ٹکڑا اور سپرم سیل ڈی این اے کا ٹکڑا۔ ڈی این اے کلوننگ تولیدی مقاصد کے لیے خلیے کے ذریعے بے ساختہ انجام دی جا سکتی ہے۔ یہ غیر جنسی تولید کی ایک شکل ہے جہاں ایک جاندار ٹکڑوں میں تقسیم ہوتا ہے اور پھر ان میں سے ہر ٹکڑا بالغ، مکمل طور پر بڑے افراد میں تیار ہوتا ہے جو اصل حیاتیات کے کلون ہوتے ہیں (تولیدی ٹکڑے ٹکڑے دیکھیں)۔ ڈی این اے کلوننگ لیبارٹری کے محققین کے ذریعے بھی جان بوجھ کر کی جا سکتی ہے۔ یہاں، ڈی این اے فریگمینٹیشن ایک سالماتی جینیاتی تکنیک ہے جو محققین کو بڑی تعداد میں ایک جیسے ڈی این اے مالیکیول تیار کرنے کے لیے ریکومبیننٹ ڈی این اے ٹیکنالوجی استعمال کرنے کی اجازت دیتی ہے۔ ڈی این اے کلوننگ کو مکمل کرنے کے لیے، کسی جاندار کے ڈی این اے کے مجرد، چھوٹے علاقوں کو حاصل کرنا ضروری ہے جو مخصوص جین تشکیل دیتے ہیں۔ کسی بھی دستیاب ویکٹر میں صرف نسبتا چھوٹے ڈی این اے مالیکیولز کو کلون کیا جا سکتا ہے۔ لہذا، کسی جاندار کے جینوم کو تشکیل دینے والے لمبے ڈی این اے مالیکیولز کو ٹکڑوں میں تقسیم کیا جانا چاہیے جو ویکٹر ڈی این اے میں داخل کیے جا سکتے ہیں۔ دو انزائم اس طرح کے ریکومبیننٹ ڈی این اے مالیکیولز کی پیداوار میں سہولت فراہم کرتے ہیں: ریسٹریکشن انزائمز ریسٹریکشن انزائمز بیکٹیریا کے ذریعہ تیار کردہ اینڈو نیوکلیز ہوتے ہیں جو عام طور پر چھوٹے بیس جوڑے کے سلسلے کو پہچانتے ہیں (جسے پابندی سائٹس کہا جاتا ہے) اور پھر اس جگہ پر ڈی این اے کے دونوں تاروں کو الگ کرتے ہیں۔ ایک پابندی سائٹ عام طور پر ایک پیلینڈرومک ترتیب ہوتی ہے، جس کا مطلب ہے کہ جب 5 'سے 3' سمت میں پڑھا جاتا ہے تو ڈی این اے کے ہر اسٹرینڈ پر پابندی سائٹ کی ترتیب یکساں ہوتی ہے۔ ہر پابندی والے انزائم کے لیے، بیکٹیریا ایک ترمیم شدہ انزائم بھی تیار کرتے ہیں تاکہ میزبان بیکٹیریا کا اپنا ڈی این اے کلیویج سے محفوظ رہے۔ یہ ہر ممکنہ کلیویج سائٹ پر یا اس کے قریب میزبان ڈی این اے میں ترمیم کرکے کیا جاتا ہے۔ ترمیم شدہ انزائم ایک یا دو اڈوں میں میتھائل گروپ کا اضافہ کرتا ہے، اور اس میتھائل گروپ کی موجودگی پابندی والے اینڈو نیوکلیز کو ڈی این اے کو کاٹنے سے روکتی ہے۔ بہت سے پابندی والے انزائم اپنی شناخت کی جگہ پر دو ڈی این اے تاروں میں حیرت انگیز کٹوتی کرتے ہیں، جو ایک ہی پھنسے ہوئے "دم" کے ساتھ ٹکڑے پیدا کرتے ہیں جو دونوں سروں پر لٹکتے ہیں، جسے چپچپا سرے کہا جاتا ہے۔ پابندی والے انزائم اپنی شناخت کی جگہ پر دو ڈی این اے اسٹرینڈز میں سیدھے کٹوتی بھی کر سکتے ہیں، جو دھندلے سرے پیدا کرتے ہیں۔ 2. ڈی این اے لیگز عام ڈی این اے نقل کے دوران، ڈی این اے لیگز ڈی این اے کے چھوٹے ٹکڑوں کے اینڈ ٹو اینڈ جوائننگ (لائیگیشن) کو متحرک کرتا ہے، جسے اوکازاکی ٹکڑے کہتے ہیں۔ ڈی این اے کلوننگ کے مقاصد کے لیے، صاف شدہ ڈی این اے لیگیز کا استعمال پابندی کے ٹکڑے اور ویکٹر ڈی این اے کے سروں کو باہمی طور پر جوڑنے کے لیے کیا جاتا ہے جن کے سرے تکمیلی ہوتے ہیں۔ وہ ڈی این اے کے معیاری 3 'سے 5' فاسفوڈیسٹر بانڈز کے ذریعے باہمی طور پر جڑے ہوئے ہیں۔ ڈی این اے لگاز تکمیلی چپچپا اور دھندلے سروں کو لگا سکتا ہے، لیکن دھندلے سرے کا لگاؤ غیر موثر ہے اور چپچپا سروں کے لگاؤ کے مقابلے میں ڈی این اے اور ڈی این اے لیگاز دونوں کی زیادہ حراستی کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس وجہ سے، ڈی این اے کلوننگ میں استعمال ہونے والے زیادہ تر پابندی والے انزائم چپچپا سرے بنانے کے لیے ڈی این اے اسٹرینڈز میں حیرت انگیز کٹوتی کرتے ہیں۔ ڈی این اے کے ٹکڑے کی کلوننگ کی کلید اسے ویکٹر ڈی این اے مالیکیول سے جوڑنا ہے جو میزبان خلیے کے اندر نقل کر سکتا ہے۔ میزبان خلیے میں ایک واحد ریکومبیننٹ ڈی این اے مالیکیول (ایک ویکٹر اور ایک داخل شدہ ڈی این اے ٹکڑے پر مشتمل) کے متعارف ہونے کے بعد، داخل کردہ ڈی این اے کو ویکٹر کے ساتھ نقل کیا جا سکتا ہے، جس سے بڑی تعداد میں ایک جیسے ڈی این اے مالیکیول پیدا ہوتے ہیں۔ اس کے لیے بنیادی اسکیم کا خلاصہ مندرجہ ذیل کیا جا سکتا ہے: ویکٹر + ڈی این اے فریگمنٹ ریکومبیننٹ ڈی این اے میزبان خلیے کے اندر ریکومبیننٹ ڈی این اے کی نقل۔ آئسولیشن، سیکوینسنگ، اور صاف شدہ ڈی این اے ٹکڑے کی ہیرا پھیری اس اسکیم میں متعدد تجرباتی تغیرات ہیں، لیکن یہ اقدامات لیبارٹری میں ڈی این اے کلوننگ کے لیے ضروری ہیں۔ اپوپٹوسس سے مراد پروگرام شدہ خلیے کی موت کی ایک مخصوص شکل کے ذریعے خلیوں کی موت ہے، جس کی خصوصیت مورفولوجیکل تبدیلیوں کی ایک اچھی طرح سے طے شدہ ترتیب ہے۔ سیلولر اور نیوکلیئر سکڑنا، کرومیٹن کا ارتکاز اور ٹکڑے ٹکڑے کرنا، اپوپٹوٹک اجسام کی تشکیل اور پڑوسی خلیوں کے ذریعہ فگوسیٹوسس اپوپٹوسس کے عمل میں اہم مورفولوجیکل تبدیلیوں کی خصوصیت رکھتے ہیں۔ اپوپٹوسس کے دوران وسیع پیمانے پر مورفولوجیکل اور بائیو کیمیکل تبدیلیاں اس بات کو یقینی بناتی ہیں کہ مرنے والے خلیات پڑوسی خلیوں اور/یا بافتوں پر کم سے کم اثر چھوڑتے ہیں۔ خلیوں کی موت کو کنٹرول کرنے میں شامل جین تین الگ الگ افعال کے ساتھ پروٹین کو انکوڈ کرتے ہیں: "قاتل" پروٹین ایک خلیے کے لیے ضروری ہوتے ہیں تاکہ وہ اپوپٹوٹک عمل شروع کر سکے "تباہی" پروٹین ایسے کام کرتے ہیں جیسے کہ مرنے والے خلیے میں ڈی این اے کو ہضم کرنا "انگلفمنٹ" پروٹین دوسرے خلیے کے ذریعے مرنے والے خلیے کے فگوسیٹوسس کے لیے ضروری ہوتے ہیں۔ کروموسومل ڈی این اے کا چھوٹے ٹکڑوں میں پھٹنا ایک لازمی حصہ ہے، اور بائیو کیمیکل ہال مارک، اپوپٹوسس کا۔ اپوپٹوسس میں کرومیٹن ڈی این اے کے بعد کے کلیویج کے ساتھ اینڈو نیوکلیز کو 180 بیس جوڑوں کے ٹکڑوں یا 180 بیس جوڑوں کے ضرب میں چالو کرنا شامل ہے۔ 360، 540)۔ ٹکڑے ٹکڑے کرنے کے اس نمونے کو ٹیسٹوں میں اپوپٹوسس کا پتہ لگانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے جیسے جیل الیکٹروفورسس کے ساتھ ڈی این اے سیڑھی کی جانچ، ٹیونیل جانچ، یا نیکولیٹی جانچ۔ اپوپٹوٹک ڈی این اے فریگمینٹیشن کا انحصار ایک انزائم پر ہوتا ہے جسے کیسپیس ایکٹیویٹڈ ڈی این ایز (سی اے ڈی) کہا جاتا ہے۔ سی اے ڈی کو عام طور پر خلیے میں موجود ایک اور پروٹین روکتا ہے، جسے انفیکٹر آف کیسپیس ایکٹیویٹڈ ڈی این ایز (آئی سی اے ڈی) کہا جاتا ہے۔ اپوپٹوسس شروع کرنے کے لیے، کیسپیس 3 نامی ایک انزائم آئی سی اے ڈی کو الگ کرتا ہے تاکہ سی اے ڈی فعال ہو جائے۔ سی اے ڈی پھر نیوکلیوسومز کے درمیان ڈی این اے کو الگ کرتا ہے، جو 180 بیس جوڑی کے وقفوں پر کرومیٹن میں پائے جاتے ہیں۔ نیوکلیوسومز کے درمیان سائٹس ڈی این اے کے واحد حصے ہیں جو سی اے ڈی کے سامنے اور قابل رسائی ہیں۔ بے ضابطگیاں ڈی این اے کے ٹکڑے ٹکڑے چند مختلف خلیوں کی اقسام میں مخصوص حالات میں ہو سکتے ہیں۔ یہ کسی خلیے کے لیے مسائل کا باعث بن سکتا ہے، یا یہ کسی خلیے کو اپوپٹوسس سے گزرنے کا اشارہ حاصل کرنے کا باعث بن سکتا ہے۔ ذیل میں بے قاعدہ ٹکڑے ٹکڑے کرنے کی چند مثالیں دی گئی ہیں جو خلیوں میں ہو سکتی ہیں۔ 1. سرخ خون کے خلیوں کا ٹکڑا ایک بکھرے ہوئے سرخ خون کے خلیے کو شیسٹوسائٹ کے نام سے جانا جاتا ہے اور یہ عام طور پر سرخ خون کے خلیے میں انٹرا سیلولر مکینیکل چوٹ کا نتیجہ ہوتا ہے۔ شسٹوسائٹس کی وسیع اقسام کا مشاہدہ کیا جا سکتا ہے۔ شسٹوسائٹس عام طور پر نسبتا کم تعداد میں دیکھے جاتے ہیں اور ان حالات سے وابستہ ہوتے ہیں جن میں عام طور پر ہموار اینڈوتھیلیل لائننگ، یا اینڈوتھیلیم، کھردری یا بے قاعدہ ہوتا ہے، اور/یا ویسکولر لومین کو فائبرائن کے تاروں سے عبور کیا جاتا ہے۔ شسٹوسائٹس عام طور پر ان مریضوں میں دیکھے جاتے ہیں جن میں ہیمولیٹک انیمیا ہوتا ہے۔ وہ اعلی درجے کی آئرن کی کمی سے ہونے والی خون کی کمی کی بھی ایک خصوصیت ہیں، لیکن اس معاملے میں مشاہدہ شدہ ٹکڑے ٹکڑے ہونے کا امکان ان حالات میں پیدا ہونے والے خلیوں کی کمزوری کا نتیجہ ہے۔ 2. سپرم سیل ڈی این اے کا ٹکڑا ایک اوسط مرد میں، اس کے 4 فیصد سے بھی کم سپرم سیلز میں ٹکڑے ٹکڑے ڈی این اے ہوتے ہیں۔ تاہم، تمباکو نوشی جیسے طرز عمل میں حصہ لینے سے سپرم خلیوں میں ڈی این اے کے ٹکڑے ٹکڑے میں نمایاں اضافہ ہو سکتا ہے۔ ڈی این اے کے ٹکڑے ٹکڑے ہونے کے فیصد اور حرکت پذیری، مورفولوجی، اور سپرم کے ارتکاز کے درمیان ایک منفی تعلق ہے۔ بکھرے ہوئے ڈی این اے پر مشتمل سپرم کے فیصد اور فرٹیلائزیشن کی شرح اور ایمبریو کلیویج کی شرح کے درمیان بھی ایک منفی تعلق ہے۔ حوالہ جات خلیہ حیاتیات