E-box
ای باکس (بڑھانے والا باکس) ایک ڈی این اے رسپانس عنصر ہے جو کچھ یوکرائٹس میں پایا جاتا ہے جو پروٹین بائنڈنگ سائٹ کے طور پر کام کرتا ہے اور نیوران، پٹھوں اور دیگر بافتوں میں جین کے اظہار کو منظم کرنے کے لیے پایا گیا ہے۔ اس کی مخصوص ڈی این اے ترتیب، سی اے این ٹی جی (جہاں این کوئی بھی نیوکلیوٹائڈ ہو سکتا ہے)، سی اے سی جی ٹی جی کی پیلینڈرومک کینونکل ترتیب کے ساتھ، جین ٹرانسکرپشن شروع کرنے کے لیے ٹرانسکرپشن عوامل سے پہچانا جاتا ہے اور پابند ہوتا ہے۔ ایک بار جب نقل کے عوامل ای باکس کے ذریعے پروموٹروں سے جڑے رہتے ہیں، تو دوسرے انزائم پروموٹر سے جڑے رہ سکتے ہیں اور ڈی این اے سے ایم آر این اے میں نقل کی سہولت فراہم کر سکتے ہیں۔ دریافت ای باکس 1985 میں سوسومو ٹونگاوا اور والٹر گلبرٹ کی لیبارٹریوں کے درمیان تعاون میں امیونوگلوبلین ہیوی چین بڑھانے میں ایک کنٹرول عنصر کے طور پر دریافت کیا گیا تھا۔ انہوں نے پایا کہ ٹشو مخصوص ٹرانسکرپشنل بڑھانے والے عنصر میں 140 بیس جوڑوں کا ایک خطہ مختلف ٹشوز اور ترتیبات میں ٹرانسکرپشن بڑھانے کی مختلف سطحوں کے لیے کافی تھا۔ انہوں نے تجویز کیا کہ مخصوص بافتوں سے بنے پروٹین خلیوں کی تفریق کے دوران جینوں کے سیٹوں کو چالو کرنے کے لیے ان بڑھانے والوں پر کام کرتے ہیں۔ 1989 میں، ڈیوڈ بالٹیمور کی لیب نے پہلے دو ای باکس بائنڈنگ پروٹین، ای 12 اور ای 47 دریافت کیے۔ یہ امیونوگلوبلین بڑھانے والے بی ایچ ایل ایچ ڈومینز کے ذریعے پروٹین سے ہیٹروڈائمر کے طور پر جڑے رہ سکتے ہیں۔ 1990 میں، ایک اور ای-پروٹین، آئی ٹی ایف-2 اے (جسے بعد میں ای 2-2 آلٹ کا نام دیا گیا) دریافت کیا گیا جو امیونوگلوبلین لائٹ چین بڑھانے والوں سے جڑا ہو سکتا ہے۔ دو سال بعد، تیسرا ای باکس بائنڈنگ پروٹین، ایچ ای بی، ہیلا خلیوں سے سی ڈی این اے لائبریری کی اسکریننگ کے ذریعے دریافت کیا گیا۔ E2-2 کا ایک اسپلیس ویرینٹ 1997 میں دریافت کیا گیا تھا اور یہ پایا گیا تھا کہ یہ پٹھوں سے متعلق مخصوص جین کے پروموٹر کو روکتا ہے۔ اس کے بعد سے، محققین نے یہ ثابت کیا ہے کہ ای-باکس کئی یوکرائٹس میں جین ٹرانسکرپشن کو متاثر کرتا ہے اور ای-باکس بائنڈنگ عوامل پائے ہیں جو ای-باکس اتفاق رائے کے سلسلے کی شناخت کرتے ہیں۔ خاص طور پر، کئی تجربات سے پتہ چلا ہے کہ ای-باکس ٹرانسکرپشن-ٹرانسلیشن فیڈ بیک لوپ کا ایک لازمی حصہ ہے جو سرکیڈین گھڑی پر مشتمل ہے۔ بائنڈنگ ای باکس بائنڈنگ پروٹین نقل کی سرگرمی کو منظم کرنے میں اہم کردار ادا کرتے ہیں۔ ان پروٹینوں میں عام طور پر بنیادی ہیلکس-لوپ-ہیلکس پروٹین ساختی موٹف ہوتا ہے، جو انہیں ڈائمر کے طور پر باندھنے کی اجازت دیتا ہے۔ یہ موٹف دو ایمفیپیتھک α-ہیلسیس پر مشتمل ہوتا ہے، جو امینو ایسڈ کی ایک چھوٹی سی ترتیب سے الگ ہوتا ہے، جو ایک یا زیادہ β-موڑ بناتا ہے۔ ان α-ہیلسیس کے درمیان ہائیڈروفوبک تعاملات ڈائمرائزیشن کو مستحکم کرتے ہیں۔ اس کے علاوہ، ہر بی ایچ ایل ایچ مونومر کا ایک بنیادی خطہ ہوتا ہے، جو بی ایچ ایل ایچ مونومر اور ای باکس (بنیادی خطہ ڈی این اے کے بڑے نالی کے ساتھ تعامل کرتا ہے) کے درمیان شناخت میں ثالثی میں مدد کرتا ہے۔ ڈی این اے موٹف ("سی اے جی سی ٹی جی" بمقابلہ "سی اے سی جی ٹی جی") پر منحصر ہے کہ بی ایچ ایل ایچ پروٹین میں بنیادی باقیات کا ایک مختلف مجموعہ ہوتا ہے۔ ای-باکس بائنڈنگ کو چوہوں میں Zn2 + کے ذریعے ماڈیول کیا جاتا ہے۔ ای-باکس کے اوپر کی طرف تقریبا 23 نیوکلیوٹائڈز پر واقع سی ٹی-رچ ریجنز (سی ٹی آر آر) ای-باکس بائنڈنگ، ٹرانس ایکٹیویشن (جینیاتی اظہار کی بڑھتی ہوئی شرح)، اور سرکیڈین جینز بی ایم اے ایل 1/این پی اے ایس 2 اور بی ایم اے ایل 1/سی ایل او سی کے کمپلیکس کی نقل میں اہم ہے۔ مختلف ای بکسوں کی بائنڈنگ مخصوصیت ان کے کام میں ضروری پائی جاتی ہے۔ مختلف افعال والے ای باکسز میں بائنڈنگ فیکٹر کی ایک مختلف تعداد اور قسم ہوتی ہے۔ ای-باکس کی اتفاق رائے کی ترتیب عام طور پر سی اے این ٹی جی ہوتی ہے ؛ تاہم، اسی طرح کی ترتیب کے دیگر ای-باکس موجود ہیں جنہیں نان کینونکل ای-باکسز کہا جاتا ہے۔ ان میں شامل ہیں، لیکن ان تک محدود نہیں ہیں: ماؤس پیریڈ 2 (پی ای آر 2) جین کی سی اے سی جی ٹی ٹی ترتیب 20 بی پی اپ اسٹریم اور انسان اور چوہے اے پی او ای کے پراکسیمل پروموٹر خطے میں میو ڈی کور بڑھانے والے سی اے سی سی ٹی سی جی ٹی جی اے سی ترتیب کے اندر پائے جانے والے اس کے اظہار سی اے جی سی ٹی ٹی ترتیب کو منظم کرتا ہے، جو کہ لیپوپروٹین کا ایک پروٹین جزو ہے۔ سرکیڈین گھڑی میں کردار ای-باکس-ریگولیٹڈ جینز اور سرکیڈین گھڑی کے درمیان تعلق 1997 میں دریافت ہوا، جب ہاؤ، ایلن، اور ہارڈن (ٹیکساس اے اینڈ ایم یونیورسٹی میں شعبہ حیاتیات) نے ڈروسفیلا میلانوگاسٹر میں پیریڈ (فی) جین میں تال کا تجزیہ کیا۔ انہوں نے 69 بی پی ڈی این اے ٹکڑے کے اندر فی جین کا ایک سرکیڈین ٹرانسکرپشنل بڑھانے والا اوپر کی طرف پایا۔ پی ای آر پروٹین کی سطح پر منحصر ہے، بڑھانے والا ایل ڈی (ہلکی تاریک) اور ڈی ڈی (مستقل تاریکی) دونوں حالات میں ایم آر این اے ٹرانسکرپشن کی اعلی سطح کو چلاتا ہے۔ یہ اضافہ اعلی سطح کے جین کے اظہار کے لیے ضروری پایا گیا لیکن سرکیڈین تال کے لیے نہیں۔ یہ بی ایم اے ایل 1/سی ایل او سی کے کمپلیکس کے ہدف کے طور پر بھی آزادانہ طور پر کام کرتا ہے۔ ای باکس سرکیڈین جینز میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔ اب تک، نو ای/ای باکس کنٹرولڈ سرکیڈین جینز کی نشاندہی کی گئی ہے: پی ای آر 1، پی ای آر 2، بی ایچ ایل ایچ بی 2، بی ایچ ایل ایچ بی 3، سی آر وائی 1، ڈی بی پی، این آر 1 ڈی 1، این آر 1 ڈی 2، اور آر او آر سی۔ چونکہ ای-باکس کئی سرکیڈین جینوں سے جڑا ہوا ہے، اس لیے یہ ممکن ہے کہ اس سے وابستہ جین اور پروٹین "(سرکیڈین) نظام میں اہم اور کمزور نکات" ہوں۔ ای-باکس سرکیڈین مرحلے سے وابستہ ٹرانسکرپشن کے سرفہرست پانچ عوامل میں سے ایک ہے اور یہ زیادہ تر بافتوں میں پایا جاتا ہے۔ ایس سی این (سپراچیسمٹک نیوکلئس)، جگر، آورٹا، ایڈرینل، ڈبلیو اے ٹی (وائٹ ایڈیپوز ٹشو)، دماغ، ایٹریا، وینٹریکل، پری فرنٹل پرانتستا، کنکال کے پٹھوں، بی اے ٹی (براؤن ایڈیپوز ٹشو)، اور کیلویریل ہڈی میں کل 320 ای باکس کنٹرول شدہ جین پائے جاتے ہیں۔ کلاک سے متعلق عناصر (ای ایل-باکس ؛ جی جی سی اے سی جی اے جی سی) جیسے ای-باکس بھی گھڑی پر قابو پانے والے جینوں میں سرکیڈین تال کو برقرار رکھنے میں اہم ہیں۔ اسی طرح ای-باکس کے لیے، ای-باکس جیسے کلاک سے متعلق عنصر بھی بی ایم اے ایل 1/کلاک کی نقل کو متحرک کر سکتا ہے، جو اس کے بعد جینوں پر مشتمل دیگر ای ایل-باکس (این کے، ڈی بی پی، این آر 1 ڈی 1) میں اظہار کا باعث بن سکتا ہے۔ تاہم، ای ایل باکس اور باقاعدہ ای باکس کے درمیان فرق ہیں۔ ڈی ای سی 1 اور ڈی ای سی 2 کو دبانے سے ای ایل باکس کے مقابلے ای باکس پر زیادہ اثر پڑتا ہے۔ مزید برآں، ایچ ای ایس 1، جو ایک مختلف اتفاق رائے کی ترتیب (سی اے سی این اے جی، جسے این باکس کے نام سے جانا جاتا ہے) سے منسلک ہو سکتا ہے، ای ایل باکس میں دبانے کا اثر ظاہر کرتا ہے، لیکن ای باکس میں نہیں۔ غیر کینونکل ای باکسز اور ای باکس جیسی ترتیبات دونوں سرکیڈین ارتعاش کے لیے اہم ہیں۔ اس پر حالیہ تحقیق ایک مفروضہ تشکیل دیتی ہے کہ یا تو کینونکل یا غیر کینونکل ای باکس کے بعد درمیان میں 6 بیس جوڑی کے وقفے کے ساتھ ای باکس جیسی ترتیب سرکیڈین ٹرانسکرپشن کے لیے ایک ضروری مجموعہ ہے۔ سلیکو تجزیے میں یہ بھی پتہ چلتا ہے کہ اس طرح کا وقفہ دیگر معروف گھڑی پر قابو پانے والے جینوں میں موجود تھا۔ پروٹین کا کردار جو ای بکسوں سے جڑا ہوتا ہے کئی پروٹین ہوتے ہیں جو ای بکس سے جڑے ہوتے ہیں اور جین ٹرانسکرپشن کو متاثر کرتے ہیں۔ کلاک-اے آر این ٹی ایل کمپلیکس کلاک-اے آر این ٹی ایل (بی ایم اے ایل 1) کمپلیکس ممالیہ سرکیڈین سائیکل کا ایک لازمی حصہ ہے اور سرکیڈین تال کو برقرار رکھنے میں اہم ہے۔ یہ جانتے ہوئے کہ بائنڈنگ پروموٹر ریجن میں فی جین کے ٹرانسکرپشن کو چالو کرتی ہے، محققین نے 2002 میں دریافت کیا کہ ڈی ای سی 1 اور ڈی ای سی 2 (بی ایچ ایل ایچ ٹرانسکرپشن عوامل) نے بی ایم اے ایل 1 اور/یا ای باکس عناصر کے مقابلے کے ساتھ براہ راست تعامل کے ذریعے سی ایل او سی کے-بی ایم اے ایل 1 کمپلیکس کو دبا دیا۔ انہوں نے یہ نتیجہ اخذ کیا کہ ڈی ای سی 1 اور ڈی ای سی 2 ممالیہ سالماتی گھڑی کے ریگولیٹر تھے۔ 2006 میں، ریپرجر اور شیبلر نے دریافت کیا کہ اس کمپلیکس کو ای باکس سے جوڑنے سے سرکیڈین ڈی بی پی ٹرانسکرپشن اور کرومیٹن کی منتقلی (کرومیٹن سے فیکلٹیٹو ہیٹروکرومیٹن میں تبدیلی) ہوئی۔ یہ نتیجہ اخذ کیا گیا کہ سی ایل او سی کے پہلے اور دوسرے انٹرن میں واقع بڑھانے والے علاقوں میں ای باکس موفٹس کو باندھ کر ڈی بی پی کے اظہار کو منظم کرتا ہے۔ ایم وائی سی (سی-مائیک، ایک اونکوجین) ایم وائی سی (سی-مائیک)، ایک جین جو ٹرانسکرپشن فیکٹر مائیک کے لیے کوڈ کرتا ہے، ممالیہ خلیوں کے پھیلاؤ اور اپوپٹوسس کو منظم کرنے میں اہم ہے۔ 1991 میں، محققین نے جانچ کی کہ آیا سی-مائیک ڈی این اے کو ای 12 میں ڈائمرائز کرکے اس سے جڑا سکتا ہے۔ ای 6 کے ڈائمر، چیمیرک پروٹین، ایک ای باکس عنصر (جی جی سی سی اے سی جی ٹی جی اے سی سی) سے جڑے رہنے کے قابل تھے جسے دوسرے ایچ ایل ایچ پروٹینوں نے تسلیم کیا تھا۔ ای 6 کے اظہار نے سی-مائیک کے فنکشن کو دبا دیا، جس سے دونوں کے درمیان تعلق ظاہر ہوا۔ 1996 میں، یہ پایا گیا کہ مائیک میکس کے ساتھ ہیٹروڈائمیرائز کرتا ہے اور یہ کہ یہ ہیٹروڈائمیرک کمپلیکس سی اے سی (جی/اے) ٹی جی ای باکس کی ترتیب سے منسلک ہو سکتا ہے اور نقل کو چالو کر سکتا ہے۔ 1998 میں، یہ نتیجہ اخذ کیا گیا کہ سی-مائیک کا کام ای-باکس عناصر کے ذریعے مخصوص جینوں کی نقل کو چالو کرنے پر منحصر ہے۔ ایم وائی او ڈی 1 (ایم وائی او ڈی) ایم وائی او ڈی ایم آر ایف بی ایچ ایل ایچ خاندان سے آتا ہے اور اس کا بنیادی کردار میوجینیسیس ہے، جو پٹھوں کے ٹشو کی تشکیل ہے۔ اس خاندان کے دیگر اراکین میں میوجینن، مائی ایف 5، مائی ایف 6، مسٹ 1، اور نیکس-1 شامل ہیں۔ جب مائی او ڈی ای-باکس موٹف سی اے این ٹی جی سے جڑا ہوتا ہے، تو پٹھوں کی تفریق اور پٹھوں کے مخصوص پروٹین کا اظہار شروع ہوتا ہے۔ محققین نے ریکومبیننٹ میو ڈی سیکوینس کے مختلف حصوں کو ختم کیا اور یہ نتیجہ اخذ کیا کہ میو ڈی نے پٹھوں کے مخصوص جین α7 انٹیگرن اور سارکومیرک ایس ایم ٹی سی کے کے پروموٹر سیکوینس کے ای باکس اور ٹیٹرالپلیکس ڈھانچے کو باندھنے کے لیے گھیرے ہوئے عناصر کا استعمال کیا۔ مائی او ڈی ایچ بی-ای جی ایف (ہیپرین بائنڈنگ ای جی ایف نما گروتھ فیکٹر) کو منظم کرتا ہے، جو ای جی ایف (ایپیڈرمل گروتھ فیکٹر) خاندان کا ایک رکن ہے جو خلیوں کی نشوونما اور پھیلاؤ کو متحرک کرتا ہے۔ یہ ہیپاٹو سیلولر کارسنوما، پروسٹیٹ کینسر، چھاتی کے کینسر، غذائی نالی کے کینسر، اور معدے کے کینسر کی نشوونما میں کردار ادا کرتا ہے۔ مائی او ڈی مائی او جی کے غیر کینونکل ای بکسوں سے بھی جڑا رہ سکتا ہے اور اس کے اظہار کو منظم کر سکتا ہے۔ مییو جی (مییوجینن) مییو جی کا تعلق مییو ڈی ٹرانسکرپشن فیکٹر فیملی سے ہے۔ نیورومسکلر سنپیپس کی تشکیل کے لیے میو جی-ای-باکس بائنڈنگ ضروری ہے کیونکہ کنکال کے پٹھوں کے جین کے اظہار میں ایچ ڈی اے سی-ڈیچ 2-میوجینن سگنلنگ راستے کی نشاندہی کی گئی ہے۔ پٹھوں کی بربادی کی علامات والے مریضوں میں کم میو جی کا اظہار دکھایا گیا ہے۔ مییو جی اور مییو ڈی کو بھی مییوبلاسٹ تفریق میں شامل ہونے کے لیے دکھایا گیا ہے۔ وہ کیتھیپسن بی پروموٹر سرگرمی کو متحرک کرکے اور اس کے ایم آر این اے کے اظہار کو متاثر کرکے کام کرتے ہیں۔ TCF3 (E47) E47 E47 مخصوص bHLH-انکوڈنگ ایکسون میں متبادل اسپلیسڈ E2A کے ذریعے تیار کیا جاتا ہے۔ اس کا کردار ٹشو کے مخصوص جین کے اظہار اور تفریق کو منظم کرنا ہے۔ 3 پی کے اور ایم کے 2 سمیت بہت سے کنیس ای 47 سے وابستہ ہیں۔ یہ 2 پروٹین E47 کے ساتھ ایک کمپلیکس بناتے ہیں اور اس کی نقل و حمل کی سرگرمی کو کم کرتے ہیں۔ سی کے آئی آئی اور پی کے اے کو فاسفوریلیٹ ای 47 ان وٹرو میں بھی دکھایا گیا ہے۔ دوسرے ای-باکس بائنڈنگ پروٹین کی طرح، ای 47 بھی ای-باکس میں سی اے این این ٹی جی ترتیب سے جڑا ہوتا ہے۔ ہوموزائگس ای 2 اے ناک آؤٹ چوہوں میں، بی خلیوں کی نشوونما ڈی جے ترتیب کے مرحلے سے پہلے رک جاتی ہے اور بی خلیات پختہ ہونے میں ناکام ہو جاتے ہیں۔ E47 کو یا تو ہیٹروڈائمر (E12 کے ساتھ) یا ہوموڈائمر (لیکن کمزور) کے طور پر جڑا ہوا دکھایا گیا ہے۔ حالیہ تحقیق اگرچہ اس بات کی ساختی بنیاد معلوم نہیں ہے کہ بی ایم اے ایل 1/سی ایل او سی کے ای باکس کے ساتھ کس طرح تعامل کرتے ہیں، حالیہ تحقیق سے پتہ چلا ہے کہ بی ایم اے ایل 1/سی ایل او سی کے بی ایچ ایل ایچ پروٹین ڈومینز دیگر بی ایچ ایل ایچ پر مشتمل پروٹین سے بہت ملتے جلتے ہیں، مثال کے طور پر۔ مائیک/میکس، جنہیں ای باکسز کے ساتھ کرسٹلائز کیا گیا ہے۔ یہ اندازہ لگایا جاتا ہے کہ اس اعلی وابستگی کے پابند ہونے کی حمایت کے لیے مخصوص اڈے ضروری ہیں۔ مزید برآں، سرکیڈین ای باکس کے آس پاس کے علاقے میں ترتیب کی رکاوٹیں پوری طرح سے سمجھ میں نہیں آتی ہیں: یہ خیال کیا جاتا ہے کہ سرکیڈین ٹرانسکرپشن ہونے کے لیے جینیاتی ترتیب میں ای باکسز کے لیے ایک دوسرے سے تصادفی طور پر فاصلہ رکھنا ضروری ہے لیکن کافی نہیں ہے۔ ای-باکس سے متعلق حالیہ تحقیق کا مقصد زیادہ بائنڈنگ پروٹین تلاش کرنے کے ساتھ ساتھ بائنڈنگ کو روکنے کے لیے مزید میکانزم دریافت کرنا ہے۔ میڈیکل اسکول آف نانجنگ یونیورسٹی کے محققین نے پایا کہ ایف بی ایکس ایل 3 (ایف-باکس/لیوسین ریچ-ریپیٹ پروٹین) کا طول و عرض ای-باکس کے ذریعے ظاہر ہوتا ہے۔ انہوں نے ایف بی ایکس ایل 3 کی کمی والے چوہوں کا مطالعہ کیا اور پتہ چلا کہ یہ سرکیڈین مدت کی لمبائی کو متاثر کرکے سرکیڈین تالوں میں فیڈ بیک لوپس کو منظم کرتا ہے۔ ہارورڈ میڈیکل اسکول کے محققین کی طرف سے 4 اپریل 2013 کو شائع ہونے والی ایک تحقیق سے پتہ چلا ہے کہ ای باکس کے دونوں طرف موجود نیوکلیوٹائڈز ان اثرات کو متاثر کرتے ہیں جو نقل کے عوامل خود ای باکس سے جڑے ہو سکتے ہیں۔ یہ نیوکلیوٹائڈز ڈی این اے اسٹرینڈ کے 3-ڈی مقامی ترتیب کا تعین کرتے ہیں اور بائنڈنگ ٹرانسکرپشن عوامل کے سائز کو محدود کرتے ہیں۔ مطالعہ میں ان ویو اور ان وٹرو اسٹرینڈز کے درمیان بائنڈنگ پیٹرن میں بھی فرق پایا گیا۔ حوالہ جات بیرونی روابط ریگولیٹری ترتیبات ڈی این اے