Complementarity (molecular biology)
سالماتی حیاتیات میں، تکمیل دو ڈھانچوں کے درمیان تعلقات کو بیان کرتی ہے جن میں سے ہر ایک لاک اینڈ کلیدی اصول پر عمل کرتا ہے۔ فطرت میں تکمیل ڈی این اے نقل اور نقل کا بنیادی اصول ہے کیونکہ یہ دو ڈی این اے یا آر این اے ترتیبات کے درمیان مشترکہ خاصیت ہے، جیسے کہ جب وہ ایک دوسرے کے مخالف متوازی ہوتے ہیں، تو ترتیب میں ہر پوزیشن پر نیوکلیوٹائڈ بیس تکمیلی ہوں گے، بالکل آئینے میں دیکھنے اور چیزوں کے الٹا دیکھنے کی طرح۔ یہ تکمیلی بیس جوڑی خلیوں کو ایک نسل سے دوسری نسل میں معلومات کاپی کرنے اور یہاں تک کہ ترتیب میں ذخیرہ شدہ معلومات کو پہنچنے والے نقصان کو تلاش کرنے اور مرمت کرنے کی اجازت دیتی ہے۔ دو نیوکلک ایسڈ اسٹرینڈز کے درمیان تکمیلی کی ڈگری مختلف ہو سکتی ہے، مکمل تکمیلی سے (ہر نیوکلیوٹائڈ اس کے مخالف سے متصل ہے) سے لے کر کوئی تکمیلی نہیں (ہر نیوکلیوٹائڈ اس کے مخالف سے متصل نہیں ہے) اور ترتیبات کے استحکام کو ایک ساتھ ہونے کا تعین کرتا ہے۔ مزید برآں، مختلف ڈی این اے مرمت کے افعال کے ساتھ ساتھ ریگولیٹری افعال بیس جوڑی کی تکمیل پر مبنی ہیں۔ بائیوٹیکنالوجی میں، بیس جوڑی تکمیل کا اصول آر این اے اور ڈی این اے کے درمیان ڈی این اے ہائبرڈ کی نسل کی اجازت دیتا ہے، اور سی ڈی این اے لائبریریوں جیسے جدید آلات کا دروازہ کھولتا ہے۔ اگرچہ زیادہ تر تکمیل ڈی این اے یا آر این اے کے دو الگ الگ تاروں کے درمیان دیکھی جاتی ہے، لیکن یہ بھی ممکن ہے کہ کسی ترتیب میں اندرونی تکمیل ہو جس کے نتیجے میں ترتیب ایک فولڈڈ ترتیب میں خود سے جڑی ہو۔ ڈی این اے اور آر این اے بیس جوڑی تکمیلی تکمیل نیوکلیو بیسز کے درمیان الگ الگ تعاملات کے ذریعے حاصل کی جاتی ہے: اڈینائن، تھامین (آر این اے میں یوراسل)، گوانائن اور سائٹوسین۔ اڈینائن اور گوانائن پیورین ہیں، جبکہ تھامین، سائٹوسین اور یوراسل پائریمائڈائن ہیں۔ پیورینز پائریمائڈائنز سے بڑے ہوتے ہیں۔ دونوں قسم کے مالیکیول ایک دوسرے کی تکمیل کرتے ہیں اور صرف مخالف قسم کے نیوکلیو بیس کے ساتھ بیس جوڑا بنا سکتے ہیں۔ نیوکلک ایسڈ میں، نیوکلیو بیسز کو ہائیڈروجن بانڈنگ کے ذریعے ایک ساتھ رکھا جاتا ہے، جو صرف اڈینائن اور تھامین کے درمیان اور گوانائن اور سائٹوسین کے درمیان مؤثر طریقے سے کام کرتا ہے۔ بیس کمپلیمنٹ A = T دو ہائیڈروجن بانڈز کا اشتراک کرتا ہے، جبکہ بیس جوڑی G ष्ण C میں تین ہائیڈروجن بانڈز ہوتے ہیں۔ نیوکلیو بیسز کے درمیان دیگر تمام ترتیبات ڈبل ہیلکس کی تشکیل میں رکاوٹ بنیں گی۔ ڈی این اے کے تار مخالف سمتوں میں ہوتے ہیں، ان کے بارے میں کہا جاتا ہے کہ وہ مخالف متوازی ہوتے ہیں۔ ڈی این اے یا آر این اے کا ایک تکمیلی اسٹرینڈ نیوکلیو بیس تکمیلی کی بنیاد پر بنایا جا سکتا ہے۔ ہر بیس جوڑا، A = T بمقابلہ G ष्ण C، تقریبا ایک ہی جگہ لیتا ہے، اس طرح بغیر کسی مقامی مسخ کے مڑے ہوئے ڈی این اے ڈبل ہیلکس کی تشکیل کو قابل بناتا ہے۔ نیوکلیو بیسز کے درمیان ہائیڈروجن بانڈنگ بھی ڈی این اے ڈبل ہیلکس کو مستحکم کرتی ہے۔ ڈبل ہیلکس میں ڈی این اے اسٹرینڈز کی تکمیل ایک اسٹرینڈ کو دوسرے کی تعمیر کے لیے ٹیمپلیٹ کے طور پر استعمال کرنا ممکن بناتی ہے۔ یہ اصول ڈی این اے کی نقل میں ایک اہم کردار ادا کرتا ہے، یہ بتاتے ہوئے کہ جینیاتی معلومات کو اگلی نسل تک کیسے منتقل کیا جا سکتا ہے، وراثت کی بنیاد قائم کرتا ہے۔ تکمیل کا استعمال ڈی این اے ٹرانسکرپشن میں بھی کیا جاتا ہے، جو ڈی این اے ٹیمپلیٹ سے آر این اے اسٹرینڈ پیدا کرتا ہے۔ اس کے علاوہ، انسانی امیونو ڈیفیشینسی وائرس، ایک واحد پھنسے ہوئے آر این اے وائرس، آر این اے پر منحصر ڈی این اے پولیمریز (ریورس ٹرانسکرپٹیس) کو انکوڈ کرتا ہے جو جینوم کی نقل کو متحرک کرنے کے لیے تکمیل کا استعمال کرتا ہے۔ ریورس ٹرانسکرپٹیس نقل کے دوران کاپی چوائس ریکومبینیشن کے ذریعے دو پیرنٹل آر این اے جینومز کے درمیان تبدیل ہو سکتا ہے۔ ڈی این اے کی مرمت کے طریقہ کار جیسے کہ پروف ریڈنگ تکمیل پر مبنی ہوتے ہیں اور بے ترتیب نیوکلیوبیسز کو ہٹا کر ڈی این اے کی نقل کے دوران غلطی کی اصلاح کی اجازت دیتے ہیں۔ عام طور پر، ڈی این اے کے ایک اسٹرینڈ میں ہونے والے نقصانات کی مرمت خراب حصے کو ہٹا کر اور دوسرے اسٹرینڈ سے معلومات کاپی کرنے کے لیے تکمیلی کا استعمال کرتے ہوئے اس کی تبدیلی کے ذریعے کی جا سکتی ہے، جیسا کہ بے ترتیب مرمت، نیوکلیوٹائڈ اخراج کی مرمت اور بیس اخراج کی مرمت کے عمل میں ہوتا ہے۔ نیوکلک ایسڈ اسٹرینڈز ہائبرڈ بھی تشکیل دے سکتے ہیں جن میں سنگل اسٹرینڈڈ ڈی این اے تکمیلی ڈی این اے یا آر این اے کے ساتھ آسانی سے ختم ہو سکتا ہے۔ یہ اصول عام طور پر انجام دی جانے والی لیبارٹری تکنیکوں کی بنیاد ہے جیسے پولیمریز چین ری ایکشن، پی سی آر۔ تکمیلی ترتیب کے دو تاروں کو احساس اور عقل مخالف کہا جاتا ہے۔ سینس اسٹرینڈ، عام طور پر، ڈی این اے یا آر این اے کی نقل شدہ ترتیب ہے جو نقل میں پیدا ہوئی تھی، جبکہ اینٹی سینس اسٹرینڈ وہ اسٹرینڈ ہے جو سینس کی ترتیب کی تکمیل کرتا ہے۔ خود تکمیل اور ہیئر پن لوپس خود تکمیل سے مراد یہ حقیقت ہے کہ ڈی این اے یا آر این اے کی ایک ترتیب اپنے آپ پر پیچھے مڑ سکتی ہے، جس سے ڈبل اسٹرینڈ جیسی ساخت پیدا ہوتی ہے۔ اس بات پر منحصر ہے کہ ترتیب کے حصے کتنے قریب ہیں جو خود تکمیل پذیر ہیں، اسٹرینڈ ہیئر پن لوپس، جنکشنز، بلجز یا اندرونی لوپس تشکیل دے سکتا ہے۔ ڈی این اے میں نظر نہ آنے والے بیس جوڑے کے بائنڈنگ کی وجہ سے آر این اے کے اس قسم کے ڈھانچے بنانے کا زیادہ امکان ہے، جیسے کہ یوراسل کے ساتھ گوانائن بائنڈنگ۔ ریگولیٹری افعال تکمیل مختصر نیوکلک ایسڈ کے پھیلاؤ اور کوڈنگ کے علاقے یا نقل شدہ جین کے درمیان پایا جا سکتا ہے، اور اس کے نتیجے میں بیس جوڑی بنتی ہے۔ یہ مختصر نیوکلک ایسڈ کے سلسلے عام طور پر فطرت میں پائے جاتے ہیں اور ان میں ریگولیٹری افعال ہوتے ہیں جیسے کہ جین کو خاموش کرنا۔ اینٹی سینس نقل غیر کوڈنگ ایم آر این اے کے حصے ہیں جو کوڈنگ ترتیب کی تکمیل کرتے ہیں۔ جینوم کے وسیع مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ آر این اے اینٹی سینس ٹرانسکرپٹ عام طور پر فطرت کے اندر ہوتے ہیں۔ عام طور پر یہ خیال کیا جاتا ہے کہ وہ جینیاتی کوڈ کی کوڈنگ کی صلاحیت میں اضافہ کرتے ہیں اور جین کے ضابطے میں پیچیدگی کی مجموعی پرت کا اضافہ کرتے ہیں۔ اب تک، یہ معلوم ہے کہ انسانی جینوم کا 40 فیصد دونوں سمتوں میں نقل کیا گیا ہے، جو ریورس ٹرانسکرپشن کی ممکنہ اہمیت کو واضح کرتا ہے۔ یہ تجویز کیا گیا ہے کہ احساس اور اینٹی سینس نقل کے درمیان تکمیلی علاقے ڈبل اسٹرینڈڈ آر این اے ہائبرڈ کی نسل کی اجازت دیں گے، جو جین کے ضابطے میں اہم کردار ادا کر سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، ہائپوکسیا سے متاثر عنصر 1α mRNA اور β-خفیہ mRNA دو طرفہ طور پر نقل کیے جاتے ہیں، اور یہ دکھایا گیا ہے کہ اینٹی سینس ٹرانسکرپٹ سینس اسکرپٹ کو مستحکم کرنے کا کام کرتا ہے۔ ایم آئی آر این اے اور ایس آئی آر این اے کے ایم آئی آر این اے، مائیکرو آر این اے، مختصر آر این اے سلسلے ہیں جو نقل شدہ جین کے علاقوں کی تکمیل کرتے ہیں اور ان کے ریگولیٹری افعال ہوتے ہیں۔ موجودہ تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ گردش کرنے والے ایم آئی آر این اے کو نئے بائیو مارکروں کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے، اس لیے بیماری کی تشخیص میں استعمال ہونے کے لیے امید افزا ثبوت دکھاتے ہیں۔ ایم آئی آر این اے آر این اے کے لمبے سلسلے سے تشکیل پاتے ہیں جو ایک ریگولیٹر جین سے تعلق رکھنے والے آر این اے کے سلسلے سے ڈائسر انزائم کے ذریعے آزاد کیے جاتے ہیں۔ یہ مختصر تار ایک آر آئی ایس سی کمپلیکس سے جڑے ہوتے ہیں۔ وہ تین طریقوں سے جین کے لیے سائلنسر کے طور پر کام کرنے کے لیے ان کی تکمیل کی وجہ سے نقل شدہ جین کے اوپری حصے میں ترتیبات سے میل کھاتے ہیں۔ ایک رائبوسوم کو باندھنے اور ترجمہ شروع کرنے سے روکنا ہے۔ دو ایم آر این اے کو خراب کرنا ہے جس سے کمپلیکس جڑا ہوا ہے۔ اور تین ایک نیا ڈبل اسٹرینڈڈ آر این اے (ڈی ایس آر این اے) تسلسل فراہم کرنا ہے جس پر ڈائسر جین کی مزید کاپیاں تلاش کرنے اور ان کو خراب کرنے کے لیے مزید ایم آئی آر این اے بنانے کے لیے کام کر سکتا ہے۔ چھوٹے مداخلت کرنے والے آر این اے (ایس آئی آر این اے) کام میں ایم آئی آر این اے سے ملتے جلتے ہیں۔ وہ آر این اے کے دوسرے ذرائع سے آتے ہیں، لیکن ایم آئی آر این اے سے ملتا جلتا مقصد پورا کرتے ہیں۔ ان کی مختصر لمبائی کو دیکھتے ہوئے، تکمیل کے قوانین کا مطلب یہ ہے کہ وہ اب بھی اپنی پسند کے اہداف میں بہت امتیازی سلوک کر سکتے ہیں۔ یہ دیکھتے ہوئے کہ اسٹرینڈ میں ہر بیس کے لیے چار انتخاب ہیں اور ایک ایم آئی/ایس آئی آر این اے کے لیے 20 بی پی-22 بی پی لمبائی، جو ممکنہ امتزاج سے زیادہ کی طرف لے جاتی ہے۔ یہ دیکھتے ہوئے کہ انسانی جینوم کی لمبائی 3.1 بلین بیسز ہے، اس کا مطلب یہ ہے کہ ہر ایم آئی آر این اے کو حادثاتی طور پر پورے انسانی جینوم میں صرف ایک بار میچ تلاش کرنا چاہیے۔ بوسہ لینے والے ہیئر پن اس وقت بنتے ہیں جب نیوکلک ایسڈ کا ایک واحد اسٹرینڈ اپنے ساتھ مل کر ہیئر پن کی شکل میں آر این اے کے لوپس بناتا ہے۔ جب ویوو میں دو ہیئر پن ایک دوسرے کے ساتھ رابطے میں آتے ہیں، تو دونوں اسٹرینڈز کے تکمیلی اڈے بن جاتے ہیں اور اس وقت تک ہیئر پنوں کو کھولنا شروع کردیتے ہیں جب تک کہ ڈبل اسٹرینڈڈ آر این اے (ڈی ایس آر این اے) کمپلیکس نہ بن جائے یا کمپلیکس ہیئر پنوں میں عدم مطابقت کی وجہ سے دو الگ الگ اسٹرینڈز پر واپس نہ آجائے۔ بوسہ لینے سے پہلے ہیئر پن کا ثانوی ڈھانچہ توانائی میں نسبتا مقررہ تبدیلی کے ساتھ ایک مستحکم ڈھانچے کی اجازت دیتا ہے۔ ان ڈھانچوں کا مقصد ایک تکمیلی اسٹرینڈ کے ساتھ ہیئر پن لوپ بمقابلہ بائنڈنگ طاقت کے استحکام کا توازن ہے۔ کسی خراب مقام پر بہت زیادہ مضبوط ابتدائی بائنڈنگ اور اسٹرینڈز کافی تیزی سے آرام نہیں کریں گے۔ بہت کمزور ابتدائی بائنڈنگ اور اسٹرینڈز کبھی بھی مطلوبہ کمپلیکس کو مکمل طور پر نہیں بنائیں گے۔ یہ ہیئر پن ڈھانچے کافی اڈوں کی نمائش کی اجازت دیتے ہیں جو ابتدائی بائنڈنگ پر کافی مضبوط چیک فراہم کرتے ہیں اور کافی کمزور اندرونی بائنڈنگ فراہم کرتے ہیں تاکہ ایک بار سازگار میچ ملنے کے بعد سامنے آنے کی اجازت دی جا سکے۔ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- دونوں سروں کی تکمیل ہیئر پن کو بے نقاب کرنے اور سیدھا کرنے کی ترغیب دیتی ہے تاکہ وہ دو ہیئر پنوں کے بجائے دو تاروں کی ایک چپٹی ترتیب بن جائے۔ بائیو انفارمیٹکس تکمیل ڈی این اے یا آر این اے میں پائی جانے والی معلومات کو ایک ہی اسٹرینڈ میں محفوظ کرنے کی اجازت دیتی ہے۔ تکمیل کرنے والے اسٹرینڈ کا تعین ٹیمپلیٹ سے کیا جا سکتا ہے اور اس کے برعکس جیسا کہ سی ڈی این اے لائبریریوں میں ہوتا ہے۔ یہ تجزیہ کی بھی اجازت دیتا ہے، جیسے کہ دو مختلف انواع کے سلسلے کا موازنہ کرنا۔ شارٹ ہینڈز کو ترتیبات لکھنے کے لیے تیار کیا گیا ہے جب مماثلت (ابہام کوڈز) ہوں یا تکمیل (ایمبیگرام) میں مخالف ترتیب کو پڑھنے کے طریقے کو تیز کرنے کے لیے۔ سی ڈی این اے لائبریری ایک سی ڈی این اے لائبریری اظہار شدہ ڈی این اے جینوں کا مجموعہ ہے جسے جین کی شناخت اور کلوننگ کے عمل میں ایک مفید حوالہ آلے کے طور پر دیکھا جاتا ہے۔ سی ڈی این اے لائبریریاں ایم آر این اے سے آر این اے پر منحصر ڈی این اے پولیمریز ریورس ٹرانسکرپٹیس (آر ٹی) کا استعمال کرتے ہوئے بنائی جاتی ہیں، جو ایک ایم آر این اے ٹیمپلیٹ کو ڈی این اے میں نقل کرتی ہیں۔ لہذا، ایک سی ڈی این اے لائبریری میں صرف ایسے اندراجات شامل ہو سکتے ہیں جن کا مقصد ایم آر این اے میں نقل کرنا ہے۔ یہ عمل ڈی این اے/آر این اے تکمیل کے اصول پر منحصر ہے۔ کتب خانوں کا اختتامی پروڈکٹ ڈبل اسٹرینڈڈ ڈی این اے ہے، جسے پلازمیڈز میں ڈالا جا سکتا ہے۔ لہذا، سی ڈی این اے لائبریریاں جدید تحقیق میں ایک طاقتور ذریعہ ہیں۔ مبہم کوڈز منظم حیاتیات کے لیے ترتیبات لکھتے وقت یہ ضروری ہو سکتا ہے کہ آئی یو پی اے سی کوڈز ہوں جن کا مطلب "دونوں میں سے کوئی بھی" یا "تینوں میں سے کوئی بھی" ہو۔ IUPAC کوڈ R (کوئی بھی پیورین) Y (کسی بھی پائریمائڈائن) اور M (امینو) سے K (کیٹو) کی تکمیل کرتا ہے۔ ڈبلیو (کمزور) اور ایس (مضبوط) عام طور پر تبدیل نہیں ہوتے ہیں لیکن ماضی میں کچھ ٹولز کے ذریعے تبدیل کیے گئے ہیں۔ ڈبلیو اور ایس بالترتیب "کمزور" اور "مضبوط" کی نشاندہی کرتے ہیں، اور کئی ہائیڈروجن بندھنوں کی نشاندہی کرتے ہیں جو ایک نیوکلیوٹائڈ اپنے تکمیل کرنے والے ساتھی کے ساتھ جوڑنے کے لیے استعمال کرتا ہے۔ ایک پارٹنر ایک تکمیلی جوڑی بنانے کے لیے بانڈز کی ایک ہی تعداد کا استعمال کرتا ہے۔ ایک آئی یو پی اے سی کوڈ جو خاص طور پر تین نیوکلیوٹائڈز میں سے ایک کو خارج کرتا ہے، ایک آئی یو پی اے سی کوڈ کے لیے تکمیلی ہو سکتا ہے جس میں تکمیلی نیوکلیوٹائڈ کو خارج کیا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، V (A، C یا G-"T نہیں") B (C، G یا T-"A نہیں") کی تکمیل کر سکتا ہے۔ امبیگرام مخصوص حروف کو تکمیلی اڈوں کے لیے ایک مناسب (مبہم) نیوکلک ایسڈ نوٹیشن بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے (یعنی۔ گوانائن = b، سائٹوسین = q، اڈینائن = n، اور تھامین = u)، جس سے متن کو صرف "الٹا نیچے" گھما کر پورے ڈی این اے کی ترتیب کو مکمل کرنا ممکن ہو جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، پچھلے حروف تہجی کے ساتھ، (جی ٹی سی اے) الٹا ہونے پر (ٹی جی اے سی، ریورس کمپلیمنٹ) کے طور پر پڑھے گا۔ امبیگرافک اشارے آسانی سے تکمیلی نیوکلک ایسڈ کے پھیلاؤ جیسے پیلینڈرومک ترتیب کو تصور کرتے ہیں۔ عام ASCII یا یہاں تک کہ یونیکوڈ حروف کے بجائے اپنی مرضی کے فونٹ یا علامتوں کا استعمال کرتے وقت اس خصوصیت کو بڑھایا جاتا ہے۔ بیس جوڑی حوالہ جات بیرونی روابط ریورس کمپلیمنٹ ٹول ریورس کمپلیمنٹ ٹول @DNA.UTAH.EDU مالیکیولر بائیولوجی بھی دیکھیں۔