Eukaryotic translation
یوکرائیوٹک ترجمہ وہ حیاتیاتی عمل ہے جس کے ذریعے میسنجر آر این اے کو یوکرائٹس میں پروٹین میں ترجمہ کیا جاتا ہے۔ یہ چار مراحل پر مشتمل ہے: آغاز، توسیع، اختتام، اور بازیافت۔ ابتدائی ترجمہ کی شروعات وہ عمل ہے جس کے ذریعے رائبوسوم اور اس سے وابستہ عوامل ایک ایم آر این اے سے جڑے ہوتے ہیں اور ابتدائی کوڈن پر جمع ہوتے ہیں۔ اس عمل کو یا تو ٹوپی پر منحصر کے طور پر بیان کیا گیا ہے، جس میں رائبوسوم ابتدائی طور پر 5 'ٹوپی پر باندھتا ہے اور پھر اسٹاپ کوڈن تک جاتا ہے، یا ٹوپی سے آزاد کے طور پر، جہاں رائبوسوم ابتدائی طور پر 5' ٹوپی کو نہیں باندھتا ہے۔ ترجمہ کے آغاز میں عام طور پر کچھ کلیدی پروٹینوں کا تعامل شامل ہوتا ہے، ابتدائی عوامل، ایک ایم آر این اے مالیکیول کے 5 'سرے، 5' سرے کے ساتھ ساتھ 5 'یو ٹی آر کے ساتھ ایک خاص ٹیگ کے ساتھ۔ یہ پروٹین چھوٹے (40S) رائبوسومل ذیلی یونٹ کو باندھتے ہیں اور ایم آر این اے کو اپنی جگہ پر رکھتے ہیں۔ ای آئی ایف 3 40 ایس رائبوسومل ذیلی اکائی سے وابستہ ہے اور بڑی (60 ایس) رائبوسومل ذیلی اکائی کو قبل از وقت پابند ہونے سے بچانے میں کردار ادا کرتا ہے۔ ای آئی ایف 3 ای آئی ایف 4 ایف کمپلیکس کے ساتھ بھی تعامل کرتا ہے، جو تین دیگر ابتدائی عوامل پر مشتمل ہے: ای آئی ایف 4 اے، ای آئی ایف 4 ای، اور ای آئی ایف 4 جی۔ ای آئی ایف 4 جی ایک سکیفولڈنگ پروٹین ہے جو ای آئی ایف 3 اور دیگر دو اجزاء دونوں کے ساتھ براہ راست وابستہ ہے۔ ای آئی ایف 4 ای کیپ بائنڈنگ پروٹین ہے۔ ای آئی ایف 4 ای کے ذریعہ کیپ کی بائنڈنگ کو اکثر کیپ پر منحصر آغاز کی شرح کو محدود کرنے والا قدم سمجھا جاتا ہے، اور ای آئی ایف 4 ای کا ارتکاز ٹرانسلیشنل کنٹرول کا ایک ریگولیٹری گٹھ جوڑ ہے۔ بعض وائرس ای آئی ایف 4 جی کے ایک حصے کو توڑ دیتے ہیں جو ای آئی ایف 4 ای کو باندھتا ہے، اس طرح وائرل (ٹوپی سے آزاد) پیغامات کے حق میں میزبان مشینری کو ہائی جیک کرنے کے لیے ٹوپی پر منحصر ترجمہ کو روکتا ہے۔ ای آئی ایف 4 اے ایک اے ٹی پی پر منحصر آر این اے ہیلیکیس ہے جو ایم آر این اے ٹرانسکرپٹ کے ساتھ بنے کچھ ثانوی ڈھانچوں کو حل کرکے رائبوسوم کی مدد کرتا ہے۔ پولی (اے) بائنڈنگ پروٹین (پی اے بی پی) ای آئی ایف 4 جی کے ذریعے ای آئی ایف 4 ایف کمپلیکس کے ساتھ بھی منسلک ہوتا ہے، اور زیادہ تر یوکرائیوٹک ایم آر این اے مالیکیولز کی پولی-اے دم کو باندھتا ہے۔ یہ پروٹین ترجمہ کے دوران ایم آر این اے کے سرکلرائزیشن میں کردار ادا کرنے میں ملوث رہا ہے۔ یہ 43S ابتدائی کمپلیکس (43S PIC) پروٹین کے عوامل کے ساتھ ایم آر این اے چین کے ساتھ ساتھ اس کے 3 '-اینڈ کی طرف بڑھتا ہے، اس عمل میں جسے' اسکیننگ 'کہا جاتا ہے، اسٹارٹ کوڈن (عام طور پر اے یو جی) تک پہنچنے کے لیے۔ یوکرائٹس اور آرکیا میں، اسٹارٹ کوڈن کے ذریعے انکوڈ کردہ امینو ایسڈ میتھیونائن ہے۔ میٹ چارجڈ انیشی ایٹر ٹی آر این اے (میٹ-ٹی آر این اے آئی میٹ) کو یوکرائیوٹک انیشی ایشن فیکٹر 2 (ای آئی ایف 2) کے ذریعے چھوٹے رائبوسومل ذیلی یونٹ کے پی-سائٹ پر لایا جاتا ہے۔ یہ جی ٹی پی کو ہائیڈرولائز کرتا ہے، اور چھوٹے رائبوسومل ذیلی یونٹ سے کئی عوامل کی علیحدگی کا اشارہ کرتا ہے، جو بالآخر بڑے ذیلی یونٹ (یا 60S ذیلی یونٹ) کی ایسوسی ایشن کا باعث بنتا ہے۔ مکمل رائبوسوم (80S) پھر ترجمہ کی لمبائی شروع کرتا ہے۔ پروٹین کی ترکیب کا ضابطہ جزوی طور پر ای آئی ایف 2 (α ذیلی اکائی کے ذریعے) کے فاسفوریلیشن سے متاثر ہوتا ہے، جو ای آئی ایف 2-جی ٹی پی-میٹ-ٹی آر این اے آئی میٹ ٹرنیری کمپلیکس (ای آئی ایف 2-ٹی سی) کا ایک حصہ ہے۔ جب ای آئی ایف 2 کی بڑی تعداد فاسفوریلیٹڈ ہوتی ہے، تو پروٹین کی ترکیب روک دی جاتی ہے۔ یہ امینو ایسڈ کی بھوک کے تحت یا وائرل انفیکشن کے بعد ہوتا ہے۔ تاہم، اس ابتدائی عنصر کا ایک چھوٹا سا حصہ قدرتی طور پر فاسفوریلیٹڈ ہوتا ہے۔ ایک اور ریگولیٹر 4 ای بی پی ہے، جو ابتدائی عنصر ای آئی ایف 4 ای سے منسلک ہوتا ہے اور ای آئی ایف 4 جی کے ساتھ اس کے تعاملات کو روکتا ہے، اس طرح کیپ پر منحصر آغاز کو روکتا ہے۔ 4 ای بی پی کے اثرات کی مخالفت کرنے کے لیے، ترقی کے عوامل فاسفوریلیٹ 4 ای بی پی، ای آئی ایف 4 ای کے لیے اس کی وابستگی کو کم کرتے ہیں اور پروٹین کی ترکیب کی اجازت دیتے ہیں۔ اگرچہ پروٹین کی ترکیب کو عالمی سطح پر کلیدی ابتدائی عوامل کے اظہار کے ساتھ ساتھ رائبوسومز کی تعداد میں ترمیم کرکے منظم کیا جاتا ہے، لیکن انفرادی ایم آر این اے میں ریگولیٹری ترتیب کے عناصر کی موجودگی کی وجہ سے ترجمہ کی شرح مختلف ہو سکتی ہے۔ یہ مختلف ترتیبات میں اہم ثابت ہوا ہے جن میں خمیر مییوسس اور پودوں میں ایتھلین ردعمل شامل ہیں۔ اس کے علاوہ، خمیر اور انسانوں میں حالیہ تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ سی آئی ایس-ریگولیٹری ترتیب میں ارتقائی انحراف ترجمہ کے ضابطے کو متاثر کر سکتا ہے۔ مزید برآں، ڈی ایچ ایکس 29 اور ڈیڈ 1/ڈی ڈی ایکس 3 جیسے آر این اے ہیلیکیس ترجمہ شروع کرنے کے عمل میں حصہ لے سکتے ہیں، خاص طور پر 5 'یو ٹی آر کے ساتھ ایم آر این اے کے لیے۔ کیپ-آزاد آغاز یوکرائٹس میں کیپ-آزاد ترجمہ کے آغاز کی بہترین مطالعہ شدہ مثال اندرونی رائبوسوم انٹری سائٹ (آئی آر ای ایس) کا استعمال کرتی ہے۔ ٹوپی پر منحصر ترجمہ کے برعکس، ٹوپی سے آزاد ترجمہ کے لیے ایم آر این اے کے 5 'سرے سے شروع ہونے والے کوڈن تک اسکیننگ شروع کرنے کے لیے 5' ٹوپی کی ضرورت نہیں ہے۔ رائبوسوم پورے 5 'یو ٹی آر کو اسکین کرنے کی ضرورت کو نظرانداز کرتے ہوئے براہ راست بائنڈنگ، ابتدائی عوامل، اور/یا آئی ٹی اے ایف (آئی آر ای ایس ٹرانس ایکٹنگ عوامل) کے ذریعے اسٹارٹ سائٹ پر مقامی بن سکتا ہے۔ ترجمہ کا یہ طریقہ ان حالات میں اہم ہے جن میں سیلولر تناؤ کے دوران مخصوص ایم آر این اے کے ترجمہ کی ضرورت ہوتی ہے، جب مجموعی ترجمہ کم ہو جاتا ہے۔ مثالوں میں اپوپٹوسس اور تناؤ سے پیدا ہونے والے ردعمل کا جواب دینے والے عوامل شامل ہیں۔ طول و عرض کا انحصار یوکرائیوٹک طول و عرض کے عوامل پر ہوتا ہے۔ ابتدائی مرحلے کے اختتام پر، ایم آر این اے کو پوزیشن میں رکھا جاتا ہے تاکہ اگلے کوڈن کا ترجمہ پروٹین کی ترکیب کے طول و عرض کے مرحلے کے دوران کیا جا سکے۔ ابتدائی ٹی آر این اے رائبوسوم میں پی سائٹ پر قابض ہے، اور اے سائٹ امینو ایسیل-ٹی آر این اے حاصل کرنے کے لیے تیار ہے۔ زنجیر کی لمبائی کے دوران، ہر اضافی امینو ایسڈ کو تین مراحل والے مائیکرو سائیکل میں نیسنٹ پولی پیپٹائڈ چین میں شامل کیا جاتا ہے۔ اس مائیکرو سائیکل کے مراحل یہ ہیں: (1) رائبوسوم کی اے سائٹ میں صحیح امینو ایسیل-ٹی آر این اے کی پوزیشننگ، جسے ای ای ایف 1 کے ذریعے اس سائٹ میں لایا جاتا ہے، (2) پیپٹائڈ بانڈ بناتا ہے، اور (3) ای ای ایف 2 کی مدد سے رائبوسوم سے متعلق ایک کوڈن کے ذریعے ایم آر این اے کو منتقل کرتا ہے۔ بیکٹیریا کے برعکس، جس میں ایم آر این اے کے 5 'سرے کی ترکیب ہوتے ہی ترجمہ کا آغاز ہوتا ہے، یوکرائٹس میں، نقل اور ترجمہ کے درمیان اس طرح کا سخت جوڑا ممکن نہیں ہے کیونکہ نقل اور ترجمہ خلیے کے الگ الگ حصوں (نیوکلئس اور سائٹوپلازم) میں کیا جاتا ہے۔ یوکرائیوٹک ایم آر این اے کے پیشروؤں کو ترجمہ کے لیے سائٹوپلازم میں برآمد کرنے سے پہلے رائبوسومز میں نیوکلئس (مثال کے طور پر کیپنگ، پولیڈینایلیشن، اسپلیسنگ) میں پروسیس کیا جانا چاہیے۔ ترجمہ ربوسومل رکنے سے بھی متاثر ہو سکتا ہے، جو ٹی آر این اے کے اینڈو نیوکلیولیٹک حملے کو متحرک کر سکتا ہے، ایک ایسا عمل جسے ایم آر این اے نو-گو ڈیک کہا جاتا ہے۔ رائبوسومل رکنے سے رائبوسوم پر نیسنٹ پولی پیپٹائڈ کے مشترکہ ترجمہ کے فولڈنگ میں بھی مدد ملتی ہے، اور جب یہ ٹی آر این اے کو انکوڈنگ کر رہا ہوتا ہے تو پروٹین کے ترجمہ میں تاخیر ہوتی ہے۔ یہ ربوسومل فریم شفٹنگ کو متحرک کر سکتا ہے۔ لمبائی کا خاتمہ یوکرائیوٹک ریلیز کے عوامل پر منحصر ہے۔ یہ عمل بیکٹیریل کے خاتمے سے ملتا جلتا ہے، لیکن بیکٹیریل کے خاتمے کے برعکس، ایک عالمگیر ریلیز فیکٹر، ای آر ایف 1 ہے، جو تینوں اسٹاپ کوڈن کو تسلیم کرتا ہے۔ ختم ہونے پر، رائبوسوم کو الگ کر دیا جاتا ہے اور مکمل شدہ پولی پیپٹائڈ خارج کر دیا جاتا ہے۔ ای آر ایف 3 ایک رائبوسوم پر منحصر جی ٹی پیز ہے جو ای آر ایف 1 کو مکمل پولی پیپٹائڈ کو جاری کرنے میں مدد کرتا ہے۔ انسانی جینوم چند جینوں کو انکوڈ کرتا ہے جن کے ایم آر این اے اسٹاپ کوڈن حیرت انگیز طور پر رسنے والے ہوتے ہیں: ان جینوں میں، اسٹاپ کوڈن کے آس پاس کے خصوصی آر این اے اڈوں کی وجہ سے ترجمہ کا خاتمہ غیر موثر ہوتا ہے۔ ان جینوں میں رساو ختم ہونے سے ان جینوں کے 10 فیصد تک اسٹاپ کوڈن کا ترجمہ ہوتا ہے۔ ان میں سے کچھ جین اپنے ریڈ تھرو ایکسٹینشن میں فنکشنل پروٹین ڈومینز کو انکوڈ کرتے ہیں تاکہ پروٹین کی نئی آئسوفارم پیدا ہو سکیں۔ اس عمل کو 'فنکشنل ٹرانسلیشنل ریڈ تھرو' کہا گیا ہے۔ ترجمہ کا ضابطہ اور ترمیم خلیوں میں توانائی کے کلیدی صارفین میں سے ایک ہے، اس لیے اسے سختی سے منظم کیا جاتا ہے۔ متعدد میکانزم تیار ہوئے ہیں جو یوکرائٹس کے ساتھ ساتھ پروکیریوٹس میں ترجمہ کو کنٹرول اور منظم کرتے ہیں۔ ترجمہ کا ضابطہ پروٹین کی ترکیب کی عالمی شرح کو متاثر کر سکتا ہے جو خلیے کی میٹابولک اور پھیلاؤ کی حالت سے قریب سے جڑا ہوا ہے۔ اس پیچیدہ عمل کی گہرائی میں جانے کے لیے، سائنس دان عام طور پر ایک تکنیک کا استعمال کرتے ہیں جسے رائبوسوم پروفائلنگ کہا جاتا ہے۔ یہ طریقہ محققین کو ٹرانسلاٹوم کا سنیپ شاٹ لینے کے قابل بناتا ہے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ ایک مقررہ وقت میں رائبوسومز کے ذریعے ایم آر این اے کے کون سے حصوں کو پروٹین میں ترجمہ کیا جا رہا ہے۔ رائبوسوم پروفائلنگ ترجمہ کی حرکیات میں قیمتی بصیرت فراہم کرتی ہے، جو جین کی ترتیب، ایم آر این اے کی ساخت، اور ترجمہ کے ضابطے کے درمیان پیچیدہ تعامل کو ظاہر کرتی ہے۔ اس تصور کو وسعت دیتے ہوئے، ایک حالیہ پیش رفت سنگل سیل رائبوسوم پروفائلنگ ہے، جو ایک ایسی تکنیک ہے جو ہمیں انفرادی خلیوں کے حل پر ترجمے کے عمل کا مطالعہ کرنے کی اجازت دیتی ہے۔ سنگل سیل رائبوسوم پروفائلنگ میں خلیوں کی متنوع نوعیت پر روشنی ڈالنے کی صلاحیت ہوتی ہے، جس سے اس بات کی زیادہ باریک تفہیم پیدا ہوتی ہے کہ ترجمہ کا ضابطہ خلیوں کے رویے، میٹابولک حالت، اور مختلف محرکات یا حالات کے تئیں ردعمل کو کس طرح متاثر کر سکتا ہے۔ امینو ایسڈ کا متبادل کچھ خلیوں میں بعض امینو ایسڈ ختم ہو سکتے ہیں اور اس طرح ترجمہ کی کارکردگی کو متاثر کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر، فعال ٹی خلیات انٹرفیرون-γ کا اخراج کرتے ہیں جو انڈولامین 2,3-ڈائی آکسیجنیز 1 (آئی ڈی او 1) انزائم کو ریگولیٹ کرکے انٹرا سیلولر ٹرپٹوفین کی کمی کو متحرک کرتے ہیں۔ حیرت انگیز طور پر، ٹرپٹوفین کی کمی کے باوجود، ٹرپٹوفین کوڈن میں ان فریم پروٹین کی ترکیب جاری ہے۔ یہ ٹرپٹوفین کے بجائے فینائلالینائن کو شامل کرکے حاصل کیا جاتا ہے۔ نتیجے میں آنے والے پیپٹائڈز کو W> F "متبادل" کہا جاتا ہے۔ اس طرح کے ڈبلیو> ایف متبادل کینسر کی بعض اقسام میں وافر مقدار میں ہوتے ہیں اور آئی ڈی او 1 کے اظہار میں اضافے سے وابستہ ہیں۔ عملی طور پر، W> F متبادل پروٹین کی سرگرمی کو خراب کر سکتے ہیں۔ 40S 60S 80S یوکرائیوٹک ابتدائی عنصر یوکرائیوٹک طول و عرض کے عوامل یوکرائیوٹک ریلیز عوامل حوالہ جات بیرونی لنکس حرکت پذیری wku.edu حرکت پذیری nobelprize.org سالماتی حیاتیات پروٹین حیاتیاتی ترکیب جین اظہار یوکرائیوٹ جینیات