Cyanobacterial clock proteins
سالماتی حیاتیات میں، سائانوبیکٹیریل کلاک پروٹین سائانوبیکٹیریا میں اہم سرکیڈین ریگولیٹر ہیں۔ سائانوبیکٹیریل کلاک پروٹین تین پروٹینوں پر مشتمل ہوتے ہیں: کائی اے، کائی بی اور کائی سی۔ کائی اے بی سی کمپلیکس ایک پروموٹر-غیر مخصوص ٹرانسکرپشن ریگولیٹر کے طور پر کام کر سکتا ہے جو ٹرانسکرپشن کو دباتا ہے، ممکنہ طور پر کروموسوم کمپکشن کی حالت پر عمل کرکے۔ اس کمپلیکس کا اظہار کائی اے بی سی آپریٹر سے کیا گیا ہے۔ یہ بھی دیکھیں: بیکٹیریل سرکیڈین تال کمپلیکس میں، کائی اے کائی سی کی فاسفوریلیشن کی حیثیت کو بڑھاتا ہے۔ اس کے برعکس، کمپلیکس میں کائی بی کی موجودگی کائی سی کی فاسفوریلیشن کی حیثیت کو کم کرتی ہے، جس سے پتہ چلتا ہے کہ کائی بی کائی اے اور کائی سی کے درمیان تعامل کا مقابلہ کرکے کام کرتا ہے۔ کائی اے کی سرگرمی کائی بی سی کے اظہار کو متحرک کرتی ہے، جبکہ کائی سی اسے دباتا ہے۔ اس کے علاوہ کائی سی خاندان میں ریڈ اے/ایس ایم ایس ہے، جو ایک انتہائی محفوظ یوبیکٹیریل پروٹین ہے جو ریکا اسٹرینڈ ٹرانسفرس اور لون پروٹیز دونوں کے ساتھ ترتیب کی مماثلت کا اشتراک کرتا ہے۔ ریڈ اے/ایس ایم ایس خاندان ممکنہ اے ٹی پی پر منحصر پروٹیسیس ہیں جو ڈی این اے کی مرمت اور پروٹین، پیپٹائڈز، گلائکوپیپٹائڈز کے انحطاط دونوں میں شامل ہیں۔ انہیں MEROPS پیپٹائڈیز فیملی S16 (لون پروٹیز فیملی، کلان SJ) میں غیر پیپٹائڈیز ہومولوگس اور غیر تفویض شدہ پیپٹائڈیز کے طور پر درجہ بند کیا گیا ہے۔ ریڈ اے/ایس ایم ایس ریکومبینیشن اور ریکومبنیشنل مرمت میں شامل ہے، جس میں ممکنہ طور پر برانچڈ ڈی این اے مالیکیولز کی استحکام یا پروسیسنگ شامل ہے یا ریک جی اور رووا اے بی سی کے ساتھ اس کی جینیاتی بے کاری کی وجہ سے نقل کے کانٹے کو روک دیا گیا ہے۔ ساخت کائی اے مونومر کا مجموعی فولڈ چار ہیلکس بنڈل کا ہوتا ہے، جو معروف ڈھانچے میں ایک ڈائمر بناتا ہے۔ کائی اے ایک ہوموڈیمر کے طور پر کام کرتا ہے۔ ہر مونومر تین فنکشنل ڈومینز پر مشتمل ہوتا ہے: این-ٹرمینل ایمپلیفایر ڈومین، سنٹرل پیریڈ-ایڈجسٹر ڈومین اور سی-ٹرمینل کلاک-آسکیلیٹر ڈومین۔ کائی اے کا این-ٹرمینل ڈومین، سائانوبیکٹیریا سے، ایک فرضی وصول کنندہ ڈومین کے طور پر کام کرتا ہے، لیکن رسپانس ریگولیٹرز میں فاسفوٹ ٹرانسفر کے لیے درکار محفوظ ایسپرٹائل باقیات کا فقدان ہے۔ سی-ٹرمینل ڈومین ڈائمر کی تشکیل، کائی سی سے منسلک ہونے، کائی سی فاسفوریلیشن کو بڑھانے اور سرکیڈین ارتعاش پیدا کرنے کے لیے ذمہ دار ہے۔ انابینا ایس پی سے کائی اے پروٹین۔ (تناؤ پی سی سی 7120) میں این-ٹرمینل چی وائی جیسے ڈومین کا فقدان ہے۔ کائی بی ایک الفا بیٹا مینڈر موٹف کو اپناتا ہے اور یہ ایک ڈائمر یا ٹیٹریمر پایا جاتا ہے۔ کائی سی کا تعلق پروٹین کے ایک بڑے خاندان سے ہے۔ یہ آٹو فاسفوریلیشن انجام دیتا ہے اور اپنے ٹرانسکرپشنل ریپریسر کے طور پر کام کرتا ہے۔ یہ اے ٹی پی کو باندھتا ہے۔ متبادل انتظامات دریافت کی تاریخ ان حیاتیات میں نیوکلئس کی کمی کی وجہ سے، اس بارے میں شک تھا کہ آیا سائانوبیکٹیریا سرکیڈین تال کا اظہار کر سکیں گے یا نہیں۔ کونڈو اور دیگر۔ یہ سب سے پہلے تھے جنہوں نے قطعی طور پر یہ ظاہر کیا کہ سائانوبیکٹیریا میں حقیقت میں سرکیڈین تال ہوتی ہے۔ 1993 کے ایک تجربے میں، انہوں نے جینیاتی طور پر ٹریکٹ ایبل سنےکوکوکس ایس پی میں داخل کردہ ایک لوسیفیریز رپورٹر کا استعمال کیا، جسے "انٹریمنٹ" کو یقینی بنانے کے لیے 12:12 ہلکے سیاہ سائیکل میں اگایا گیا تھا۔ بیکٹیریا کے دو سیٹ تھے تاکہ ایک روشنی میں تھا جبکہ دوسرا اس داخلے کی مدت کے دوران اندھیرے میں تھا۔ بیکٹیریا کے مستحکم مرحلے میں داخل ہونے کے بعد، انہیں مستقل روشنی میں رکھی گئی ٹیسٹ ٹیوبوں میں منتقل کر دیا گیا، سوائے ہر 30 منٹ میں 5 منٹ کی ریکارڈنگ کے ادوار کے، جس میں ٹیوبوں کو ان کی بائیولومینسینس کی سطح کی پیمائش کے لیے اندھیرے میں رکھا گیا تھا۔ انہوں نے پایا کہ بائیولومینسینس کی سطح قریب 24 گھنٹے کی مدت میں سائیکل ہوتی ہے، اور یہ کہ دونوں گروپ مخالف مراحل کے ساتھ ارتعاش کرتے ہیں۔ اس سے وہ یہ نتیجہ اخذ کرنے پر مجبور ہوئے کہ سنیکوکوکس ایس پی۔ جینوم کو سرکیڈین گھڑی کے ذریعے منظم کیا جاتا تھا۔ (1) فنکشن ان وٹرو یوکیریوٹس میں سرکیڈین آسکیلیٹر جن کا مطالعہ کیا گیا ہے وہ ایک منفی فیڈ بیک لوپ کا استعمال کرتے ہوئے کام کرتے ہیں جس میں پروٹین ایک ایسے چکر میں اپنی نقل کو روکتے ہیں جس میں تقریبا 24 گھنٹے لگتے ہیں۔ اسے ٹرانسکرپشن-ٹرانسلیشن سے ماخوذ آسکیلیٹر (ٹی ٹی او) کہا جاتا ہے۔ (2) نیوکلئس کے بغیر، پروکیریوٹک خلیوں میں سرکیڈین وقت کو برقرار رکھنے کا ایک مختلف طریقہ کار ہونا چاہیے۔ 1998 میں، ایشیورا اور دیگر۔ اس بات کا تعین کیا گیا کہ کائی اے بی سی پروٹین کمپلیکس ان تینوں پروٹینوں کے جینوں میں 19 کلاک میوٹینٹس کی نقشہ سازی کرکے سینکوکوکس میں سرکیڈین منفی فیڈ بیک لوپ کا ذمہ دار تھا۔ (3) 2005 میں ناکاجیما اور دیگر کا ایک تجربہ، وٹرو میں سائنکوکوکس کائی اے بی سی کمپلیکس کے سرکیڈین ارتعاش کا مظاہرہ کرنے میں کامیاب رہا۔ انہوں نے ویو میں درج تخمینہ تناسب میں ایک ٹیسٹ ٹیوب میں کائی اے، کائی بی، کائی سی، اور اے ٹی پی شامل کرکے ایسا کیا۔ اس کے بعد انہوں نے کائی سی فاسفوریلیشن کی سطح کی پیمائش کی اور پتہ چلا کہ اس نے بغیر ڈمپنگ کے تین چکروں کے لیے سرکیڈین تال کا مظاہرہ کیا۔ یہ سلسلہ درجہ حرارت کی تلافی کرنے والا بھی تھا۔ انہوں نے کائی اے، کائی بی، اور اے ٹی پی کے ساتھ انکیوبیٹنگ میوٹینٹ کائی سی پروٹین کا بھی تجربہ کیا۔ انہوں نے پایا کہ کائی سی فاسفوریلیشن کی مدت سائانوبیکٹیریم کے اندرونی دور سے متعلقہ میوٹینٹ جینوم سے میل کھاتی ہے۔ ان نتائج نے انہیں یہ نتیجہ اخذ کرنے پر مجبور کیا کہ کینیکوکوکس میں سرکیڈین تال کی نسل کی بنیاد کائی سی فاسفوریلیشن ہے۔ (2) سیانوبیکٹیریل گھڑیاں بطور ماڈل سسٹم سیانوبیکٹیریا سب سے آسان جاندار ہیں جو سرکیڈین تال کا مظاہرہ کرتے ہوئے دیکھے گئے ہیں۔ (2) (3) ابتدا اور سادگی کائی سی فاسفوریلیشن ماڈل کو سرکیڈین تال کی تحقیق کے لیے انمول بناتی ہے۔ اگرچہ یہ یوکرائیوٹک سرکیڈین تال جنریٹرز کے ماڈلز کے مقابلے میں بہت آسان ہے، لیکن اصول بڑی حد تک ایک جیسے ہیں۔ دونوں نظاموں میں سرکیڈین پیریڈ سیل کے اندر پروٹین کے درمیان تعاملات پر منحصر ہوتا ہے، اور جب ان پروٹینوں کے جین تبدیل ہوتے ہیں، تو اظہار شدہ پیریڈ بدل جاتا ہے۔ (1) (2) سرکیڈین تال کی نسل کا یہ نمونہ سرکیڈین "ارتقائی حیاتیات" کے مطالعہ کے لیے بھی مضمر ہے۔ سیانوبیکٹیریا اور اس سرکیڈین نظام کی سادگی کو دیکھتے ہوئے، یہ فرض کرنا محفوظ ہو سکتا ہے کہ یوکیریوٹک سرکیڈین آسکیلیٹر سیانوبیکٹیریم میں موجود نظام سے اخذ کیے گئے ہیں۔ (1) حوالہ جات پروٹین ڈومینز