Mega-telomere
میگا ٹیلومیر (جسے الٹرا لانگ ٹیلومیر یا کلاس III ٹیلومیر بھی کہا جاتا ہے)، ایک انتہائی لمبی ٹیلومیر ترتیب ہے جو کروموسوم کے آخر میں بیٹھتی ہے اور خلیوں کی نقل کے دوران جینیاتی معلومات کے نقصان کو روکتی ہے۔ باقاعدہ ٹیلومیرز کی طرح، میگا ٹیلومیرز ڈی این اے اور متعلقہ پروٹین کی تکراری ترتیب سے بنے ہوتے ہیں، اور کروموسوم کے سروں پر واقع ہوتے ہیں۔ تاہم، میگا ٹیلومیرز عام ٹیلومیرز سے کافی لمبے ہوتے ہیں، جن کا سائز 50 کلو بیس سے لے کر کئی میگا بیس تک ہوتا ہے (موازنہ کے لیے، ریڑھ کی ہڈی والے ٹیلومیرز کی عام لمبائی عام طور پر 10 اور 20 کلو بیس کے درمیان ہوتی ہے)۔ ٹیلومیرس کروموسوم کے لیے حفاظتی ٹوپیوں کی طرح کام کرتے ہیں۔ خلیے کی تقسیم کے دوران، ایک خلیہ اپنے ڈی این اے کی کاپیاں بنائے گا۔ خلیے میں موجود انزائم جو ڈی این اے کی نقل کرنے کے ذمہ دار ہوتے ہیں، کروموسوم کے بالکل سروں کی نقل نہیں کر سکتے۔ اسے بعض اوقات "اختتامی نقل کا مسئلہ" کہا جاتا ہے۔ اگر کسی خلیے میں ٹیلومیرس نہ ہوں تو کروموسوم کے سروں پر موجود ڈی این اے سے جینیاتی معلومات ہر تقسیم کے ساتھ ختم ہو جائیں گی۔ تاہم، چونکہ کروموسوم کے سروں پر ٹیلومیرس یا میگا ٹیلومیرس ہوتے ہیں، اس کے بجائے ڈی این اے کے تکراری غیر ضروری سلسلے ختم ہو جاتے ہیں (دیکھیں: ٹیلومیر کو مختصر کرنا)۔ اگرچہ زیادہ تر یوکرائیوٹک حیاتیات میں کروموسوم ٹیلومیرس سے ڈھکے ہوتے ہیں، لیکن میگا ٹیلومیرس صرف چند انواع میں پائے جاتے ہیں، جیسے چوہے اور کچھ پرندے۔ ریڑھ کی ہڈی والے خلیوں میں میگا ٹیلومیرز کا مخصوص کام ابھی تک واضح نہیں ہے۔ ڈی این اے کے دریافت شدہ ٹیلومیرک علاقوں کی شناخت پہلی بار 1970 کی دہائی کے آخر میں کی گئی تھی (دیکھیں: ٹیلومیرک ڈی این اے کی دریافت)۔ تاہم، ایک دہائی سے زیادہ عرصے بعد تک ریڑھ کی ہڈی والے جانوروں میں ٹیلومیر ترتیب کے انتہائی طویل علاقوں کو پہچانا نہیں گیا تھا۔ یہ ترتیب، جو سائز میں 30 سے 150 کلو بیس تک تھی، پہلی بار 1990 میں ڈیوڈ کپلنگ اور ہاورڈ کوک نے لیبارٹری کے چوہوں میں شناخت کی تھی۔ 1994 میں مرغیوں میں انتہائی لمبے ٹیلومیرک علاقوں کی نشاندہی کی گئی۔ پرندوں کی کئی انواع میں 20 کلو بیس سے لے کر کئی میگا بیس تک کے ٹیلومیرک سلسلے کی بھی نشاندہی کی گئی ہے۔ ان بڑے خطوں کو ادب میں "الٹرا لانگ" ٹیلومیرز کہا جاتا تھا جب ان کی شناخت ساؤتھرن بلاٹنگ اور "میگا ٹیلومیرز" کا استعمال کرتے ہوئے کی گئی تھی جب ان کی شناخت سائٹوجنیٹک طریقوں سے کی گئی تھی۔ ان ترتیبات کے لیے فی الحال قبول شدہ اصطلاح "میگا-ٹیلومیرس" ساخت اور فنکشن ہے۔ ریڑھ کی ہڈی والے جانوروں میں میگا-ٹیلومیرس ڈی این اے کے چھ بیس جوڑی ترتیب، ٹی ٹی اے جی جی جی، کی تکرار پر مشتمل ہوتے ہیں۔ میگا ٹیلومیرک ڈی این اے کروموسوم کے سروں پر پیچیدہ ڈھانچے بنانے کے لیے مختلف پروٹینوں سے بھی جڑا ہوتا ہے۔ ٹیلومیرز کی شناخت ٹیلومیر صفوں سے ہوتی ہے۔ ٹیلومیر صف ایک نمونے (خلیہ، انفرادی، وغیرہ) کے اندر ٹیلومیرز کی ایک منفرد ترتیب ہے۔ اس کی تعریف ترتیب کی تکرار کی تعداد، پابندی ڈائجسٹ کے ذریعہ دیئے گئے ٹکڑوں کا نمونہ، کروموسوم جس پر یہ پایا جاتا ہے، اور اس کروموسوم پر ترتیب کے مخصوص مقام سے ہوتی ہے۔ ادب میں، میگا ٹیلومیرز کو ان کی صفوں کی خصوصیات کی بنیاد پر کلاس III ٹیلومیرز کہا جاتا ہے۔ ماڈل حیاتیات میں بہت سے مطالعات نے جینوم استحکام، سیلولر ایجنگ، اور آنکوجینیسیس کو منظم کرنے میں ٹیلومیر ڈھانچے اور فنکشن کی اہمیت کو قائم کیا ہے۔ یہ تجویز کیا گیا ہے کہ میگا ٹیلیومیرس طویل عرصے تک رہنے والے حیاتیات میں سنسینس کے خلاف حفاظتی طریقہ کار کے طور پر کام کر سکتے ہیں۔ تاہم، اس موضوع پر کچھ بحث ہے، کیونکہ ٹیلیومیرک لمبائی چوہوں میں عمر کو متاثر نہیں کرتی ہے اور طویل اور مختصر دونوں عمر کے پرندوں میں میگا ٹیلیومیرز دکھائے گئے ہیں۔ میگا ٹیلومیرز کی موجودگی انواع کے لحاظ سے مختلف ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، انسانی کروموسوم میں میگا ٹیلومیرز نہیں ہوتے ہیں جبکہ چوہوں اور پرندوں کی بہت سی انواع میں ہوتے ہیں۔ ایک ہی نوع کے اندر ان کی ساخت اور مقام میں بھی تغیر ہے۔ چوہوں اور پرندوں میں، میگا ٹیلومیرز کے علاقوں کو ہائپر ویری ایبل دیکھا جاتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ افراد کے درمیان میگا ٹیلومیرز کے سائز اور پوزیشن میں پولی مورفزم کی ایک اعلی ڈگری موجود ہے، بشمول انتہائی ان بریڈ لائنوں کے۔ انتہائی ان بریڈ چکن لائنوں کے بہن بھائیوں کے تجزیے سے پتہ چلتا ہے کہ یہ الٹرا لانگ ٹیلومیرک ترتیبات انتہائی متفرق ہیں۔ ہیٹرجینیٹی کے اسی طرح کے مشاہدات چوہوں میں بھی کیے گئے ہیں۔ پرندوں میں، جن کے خلیات مائکرو کروموسومز پر مشتمل ہوتے ہیں، یہ تجویز کیا گیا ہے کہ میگا ٹیلومیرز کی موجودگی اور کسی نوع میں موجود مائکرو کروموسومز کی تعداد کے درمیان ایک باہمی تعلق تھا، جیسے کہ مائیکرو کروموسومز کی بڑی تعداد والے پرندوں کے جینومز میں بھی بڑی مقدار میں ٹیلومیرک ڈی این اے کی ترتیب ہوتی ہے۔ یہ خیال کیا جاتا تھا کہ یہ ٹیلومیرک ترتیبات ان چھوٹے کروموسوم پر موجود جینوں کو خلیوں کی تقسیم کے دوران کٹاؤ سے بچا سکتے ہیں۔ تاہم، بعد کے مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ میگا ٹیلومیر ضروری نہیں کہ مائیکرو کروموسوم والی تمام انواع میں موجود ہوں، اور نہ ہی وہ کسی خلیے کے اندر موجود تمام مائیکرو کروموسوم پر پائے جاتے ہیں۔ میگا ٹیلومیرز کے بارے میں یہ بھی خیال کیا جاتا ہے کہ وہ چکن مائیکرو کروموسومز کی اعلی دوبارہ ملاپ کی شرح میں حصہ ڈالتے ہیں۔ مرغیوں میں سب سے طویل میگا ٹیلومیر ڈبلیو (خواتین) کروموسوم سے وابستہ ہے، جس سے پتہ چلتا ہے کہ میگا ٹیلومیر جنسی کروموسوم کی تنظیم اور جینیاتی تغیر کی نسل کو بھی متاثر کر سکتے ہیں۔ ارتقاء کی ابتداء میگا ٹیلومیرز کی تلاش کرنے والی موجودہ تحقیق نے ان بریڈ چکن (گیلس گیلس) لائنوں کی آنے والی نسلوں کے درمیان میگا ٹیلومیر پروفائلز کی غیر متوقع ہیٹروجینٹی اور غیر مینڈیلین علیحدگی کا اشارہ کیا ہے۔ تقریبا ایک جیسی جینومک ترتیب کے باوجود، نسل در نسل یہ متفرقیت یا عدم مطابقت اس بات کا ثبوت ہے کہ میگا ٹیلومیرس مییوسس کے دوران دوبارہ ملاپ کو فروغ دیتے ہیں۔ مزید برآں، مائکروکرومسومز پر ترجیحی مقام اور پرندوں کی انواع کے خواتین کے مخصوص ڈبلیو کروموسوم پر ایک انتہائی بڑے میگا ٹیلومیر کی دریافت بھی میگا ٹیلومیرز کے کردار کی نشاندہی کرتی ہے۔ مائیکرو کروموسوم جین گھنے اور خاص طور پر نقصان کے لیے حساس ہونے کے لیے جانے جاتے ہیں، اس طرح میگا ٹیلومیرز خاص طور پر ان جین سے بھرپور لیکن نازک کروموسوم کو کٹاؤ یا کروموسومل نقصان کی دیگر شکلوں سے بچانے کے لیے کام کر سکتے ہیں۔ ڈبلیو کروموسوم پر تقریبا 3 ایم بی ٹیلومیرک صف سے پتہ چلتا ہے کہ میگا ٹیلومیرز مییوسس کے دوران جنسی کروموسوم کی تنظیم یا تقسیم میں بھی کردار ادا کرتے ہیں، تاہم ابھی تک کسی طریقہ کار کی نشاندہی نہیں کی گئی ہے۔ ایسا نہیں لگتا کہ جینوم میں میگا ٹیلومیرز کی موجودگی "ٹیلومیر کلاک" کو تبدیل کر سکتی ہے یا کسی جاندار کی عمر کو بڑھا سکتی ہے۔ میگا ٹیلومیرس والے حیاتیات کو ریڑھ کی ہڈی والے جانوروں کی انواع، خاص طور پر ان بریڈ چوہوں اور چکن لائنوں میں بہترین طور پر بیان کیا گیا ہے۔ در حقیقت، کچھ سب سے بڑے میگا ٹیلومیر صفوں کی اطلاع انتہائی ان بریڈ اور تقریبا ہوموزائگس چکن لائنوں میں دی گئی تھی، بشمول یو سی ڈی 303 اور اے ڈی او ایل لائن 0۔ عام ریڑھ کی ہڈی والے ٹیلومیر صف کے سائز 10 سے 20 کے بی تک ہوتے ہیں، تاہم، چوہے اور مرغی کی بہت سی جینیاتی لکیروں میں انتہائی 50 کے بی یا اس سے زیادہ ٹیلومیر سائز کے صف ہوتے ہیں۔ پرندوں کی کچھ دیگر انواع، جن میں جاپانی بٹیر (کوٹرنیکس جاپونیکا)، شترمرغ (اسٹرتھیو کیملس)، اور ایمو (ڈرومائیئس نوواے ہولینڈیا) شامل ہیں۔ اگرچہ زیادہ تر پرندوں کے جینوم ممالیہ جینوموں سے تین گنا چھوٹے ہوتے ہیں، لیکن ان کے جینوم ٹیلومیرک ترتیب اور کلاس III (میگا-ٹیلومیر) صفوں سے بھرپور ہوتے ہیں، شاید مائیکرو کروموسوم کی نسبتا بڑی تعداد کی وجہ سے۔ میگا ٹیلومیرز کی موجودگی کو پالنے کے عمل یا انتہائی ان بریڈ ورٹیبریٹ لائنوں کی نشوونما سے بڑھایا جا سکتا ہے۔ چکن کی سب سے بڑی صفوں کو سب سے زیادہ ان بریڈ جینیاتی لائنوں میں دریافت کیا گیا۔ مکمل بہن بھائیوں اور ان کی اولاد کا مطالعہ یو سی ڈی 303 لائن سے، جو 1956 میں قائم کیا گیا تھا اور مکمل بہن بھائی کے ملاپ کے ذریعے برقرار رکھا گیا تھا، نے 200 کے بی یا بڑے ٹیلیومیرز کے ساتھ ایک مستقل پروفائل قائم کیا۔ تاہم، کم نسل والے سرخ جنگل کے پرندوں کے خاندانوں (مرغیوں کے قیاس شدہ آباؤ اجداد) میں کلاس II کی صفوں اور پرندوں کی دیگر انواع قدرے کم ہوتی ہیں، جیسے کہ امریکی گنجا عقاب (ہیلیئیٹس لیوکوسیفلس)، شمالی گوشاک (ایکسیپٹر جینٹیلس)، کم میگا ٹیلومیرز رکھتے ہیں اور ان کے سائز کی حد کافی کم ہوتی ہے۔ مزید برآں، لیبارٹری میں پیدا ہونے والے ماؤس کے تناؤ (مس مسکولس) لمبائی میں 30-150 Kb کے انتہائی لمبے ٹیلیومیرز کی نمائش کرتے ہیں، تاہم جنگلی ماؤس کی انواع (مس اسپریٹس) میں 5-15 Kb سے لے کر نمایاں طور پر چھوٹے ٹیلیومیرز ہوتے ہیں۔ شناخت کے طریقے ریڑھ کی ہڈی والے جانوروں کی انواع میں میگا ٹیلومیرز کی شناخت اور مطالعہ کے لیے مختلف قسم کے سائٹوجینیٹک اور سالماتی طریقے استعمال کیے گئے ہیں۔ ان میں سے بہت سی تکنیکیں محققین کو جینوم میں میگا ٹیلومیر کی موجودگی کو دریافت کرنے کے ساتھ ساتھ ٹیلومیر صفوں کی خصوصیت بھی فراہم کرتی ہیں۔ سائٹوجینیٹک مطالعات ٹیلومیرک تحقیقات کے ساتھ فلوریسنس ان سیٹو ہائبرڈائزیشن (FISH) کو استعمال کرتے ہیں تاکہ شیشے کی سلائیڈوں پر طے شدہ کیمیائی طور پر علاج شدہ خلیوں پر ٹیلومیرز کو لیبل کیا جا سکے۔ مزید خاص طور پر، ٹیلومیر-پیپٹائڈ نیوکلک ایسڈ فلوروسین تحقیقات اکثر مائٹوٹک میٹا فیز اور انٹرفیس یا مییوٹک پیچیٹین مرحلے کے کروموسوم پر ٹیلومیرک ترتیب کی تکرار کی شناخت کے لیے استعمال ہوتی ہیں۔ مچھلی کی تصاویر میگا ٹیلومیرک کروموسوم کی شناخت اور کروموسوم کی ساخت، جی سی سے بھرپور ڈی این اے کے علاقوں، اور تجربے کے لحاظ سے، جینیاتی علاقوں یا جینوں کے ساتھ مشترکہ لوکلائزیشن دونوں کی اجازت دیتی ہیں۔ ٹیلومیرک ترتیبات کی مقدار کے لیے سالماتی تکنیکوں میں پلس فیلڈ جیل الیکٹروفورسس (پی ایف جی ای)، سلاٹ بلاٹ، افقی جیل الیکٹروفورسس، اور کنٹور-کلیمپڈ یکساں برقی فیلڈ پلس فیلڈ جیل الیکٹروفورسس (سی ایچ ای ایف-پی ایف جی ای) شامل ہیں۔ ان تکنیکوں میں، پاک شدہ جینومک ڈی این اے کو الگ کیا جاتا ہے اور پابندی والے انزائموں کے ساتھ ہضم کیا جاتا ہے، جیسے کہ ہی آئی آئی آئی آئی، ہنف آئی، الو آئی، ایس او 3 اے آئی، ایکوری، ایکو آر وی، پی ایس ٹی آئی، ایس ایس ٹی آئی، بام ایچ آئی، ہند III یا بی جی ایل آئی آئی، اور فلورومیٹری کے ذریعے اس کی مقدار طے کی جاتی ہے۔ ڈی این اے کو پابندی والے انزائموں کے ذریعے چھوٹے ٹکڑوں میں ہضم کرنا، الیکٹروفورسس کے ذریعے متغیر سائز کے ڈی این اے کے ٹکڑوں کو الگ کرنا، اور ایک مخصوص ریڈیو-یا فلوروسینٹلی لیبلڈ تحقیقات کا استعمال کرتے ہوئے ٹیلومیرک ڈی این اے پر مشتمل ٹکڑوں کی لیبلنگ بہت سی سالماتی تکنیکوں کے اندر مکمل ہونے والے ضروری اقدامات ہیں۔ بہت سے معاملات میں، ڈی این اے کے ٹکڑوں کو بلاٹنگ تکنیک کے ذریعے لیبل لگانے سے پہلے مخصوص جھلیوں میں منتقل کیا جاتا ہے (یعنی۔ جنوبی دھبہ)۔ خصوصی پروٹوکول نے کلاس I اور II کے ٹکڑوں سے اعلی سالماتی وزن کلاس III ٹیلومیرک ڈی این اے کو الگ کرنے کے ساتھ ساتھ ہر کلاس کے اندر پائے جانے والے سائز کی حدود کو نمایاں کرنے کی صلاحیت کا مظاہرہ کیا ہے۔ داغدار یا لیبل شدہ جھلی پر ٹیلومیرک ٹکڑوں کا نمونہ عام طور پر ڈی این اے کے نمونے کے لیے منفرد ہوتا ہے (یعنی۔ ٹیلومیر صف شاذ و نادر ہی ایک جیسی ہوتی ہیں)۔ سالماتی وزن کے مارکر کو عام طور پر جینومک ڈی این اے کے ٹکڑوں کے ساتھ ایگروز جیل کے ذریعے الیکٹروفورسس کے ذریعے الگ کیا جاتا ہے تاکہ ٹیلومیرک صفوں کو سائز دینے اور صف کے درمیان اور اندرونی انفرادی تغیر کی نشاندہی کرنے میں مدد ملے۔ سلاٹ بلاٹ، تاہم، ڈی این اے کے ٹکڑے ٹکڑے یا علیحدگی کے بغیر کیا جاتا ہے، بلکہ پورے جینومک ڈی این اے کو ٹیلومیرک ڈی این اے کے کل ارتکاز کی مقدار کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ اس تکنیک کی خامی یہ ہے کہ لیبل والے ڈی این اے مالیکیولز کے سائز کی شناخت نہیں کی جا سکتی۔ سلاٹ بلاٹ (یا ڈاٹ بلاٹ) میں، کل جینومک ڈی این اے ایک جھلی سے منسلک ہوتا ہے اور ایک ٹیلومیر پروب کے ساتھ لیبل کیا جاتا ہے جو ایک نمونے کے لیے مخصوص کیمیلومینسینس سگنل تیار کرتا ہے، جسے فلورومیٹر کے آلات اور سافٹ ویئر کے ذریعے پکڑا اور مقدار مقرر کیا جاتا ہے۔ ڈی این اے کے نمونوں میں ٹیلومیرک ترتیب کے ارتکاز کا درست تعین کرنے کے لیے ایک معروف ارتکاز کے معیار کو بیک وقت لیبل اور مقدار کا تعین کیا جانا چاہیے۔ حوالہ جات کروموسوم ٹیلومیرس