Copy number variation
کاپی نمبر ویری ایشن (سی این وی) ایک ایسا رجحان ہے جس میں جینوم کے حصوں کو دہرایا جاتا ہے اور جینوم میں دہرانے کی تعداد افراد کے درمیان مختلف ہوتی ہے۔ کاپی نمبر کی تغیر ساختی تغیر کی ایک قسم ہے: خاص طور پر، یہ نقل یا حذف کرنے کے واقعے کی ایک قسم ہے جو بیس جوڑوں کی کافی تعداد کو متاثر کرتی ہے۔ پورے انسانی جینوم کا تقریبا دو تہائی حصہ تکرار پر مشتمل ہو سکتا ہے اور انسانی جینوم کے 4.8-9.5 ٪ کو کاپی نمبر کے تغیرات کے طور پر درجہ بند کیا جا سکتا ہے۔ ممالیہ جانوروں میں، کاپی نمبر کی تغیرات آبادی کے ساتھ ساتھ بیماری کے فینوٹائپ میں ضروری تغیر پیدا کرنے میں اہم کردار ادا کرتی ہیں۔ کاپی نمبر کے تغیرات کو عام طور پر دو اہم گروپوں میں درجہ بند کیا جا سکتا ہے: مختصر تکرار اور طویل تکرار۔ تاہم، دونوں گروپوں کے درمیان کوئی واضح حدود نہیں ہیں اور درجہ بندی دلچسپی کے مقام کی نوعیت پر منحصر ہے۔ مختصر تکرار میں بنیادی طور پر ڈائنوکلیوٹائڈ تکرار شامل ہیں (دو تکرار نیوکلیوٹائڈز مثال کے طور پر۔ A-C-A-C-A-C.) اور ٹرائنوکلیوٹائڈ دہرایا جاتا ہے۔ طویل تکرار میں پورے جین کی تکرار شامل ہوتی ہے۔ تکرار کے سائز پر مبنی یہ درجہ بندی درجہ بندی کی سب سے واضح قسم ہے کیونکہ سائز ان میکانزم کی اقسام کی جانچ کرنے میں ایک اہم عنصر ہے جس نے ممکنہ طور پر تکرار کو جنم دیا، لہذا فینوٹائپ پر ان کے تکرار کے ممکنہ اثرات۔ اقسام اور کروموسومل دوبارہ ترتیب ایک مختصر کاپی نمبر کی تغیر کی سب سے مشہور مثالوں میں سے ایک ہنٹنگٹن جین میں سی اے جی بیس جوڑوں کا ٹرائنوکلیوٹائڈ ریپیٹ ہے جو اعصابی عارضہ ہنٹنگٹن کی بیماری کا ذمہ دار ہے۔ اس خاص معاملے کے لیے، ایک بار جب سی اے جی ٹرائنوکلیوٹائڈ ٹرائنوکلیوٹائڈ ریپیٹ ایکسٹینشن میں 36 بار سے زیادہ دہراتا ہے، تو ہنٹنگٹن کی بیماری ممکنہ طور پر فرد میں پھیل جائے گی اور یہ ممکنہ طور پر اس کی اولاد کو وراثت میں ملے گی۔ سی اے جی ٹرائنوکلیوٹائڈ کی تکرار کی تعداد ہنٹنگٹن کی بیماری کے آغاز کی عمر کے ساتھ الٹا تعلق رکھتی ہے۔ اس قسم کی مختصر تکرار اکثر نقل کے دوران پولیمریز سرگرمی میں غلطیوں کی وجہ سے سمجھی جاتی ہیں جن میں پولیمریز پھسلنا، ٹیمپلیٹ سوئچنگ، اور کانٹا سوئچنگ شامل ہیں جن پر بعد میں تفصیل سے تبادلہ خیال کیا جائے گا۔ ان کاپی نمبر کے تغیرات کا مختصر تکرار سائز خود کو پولیمریز میں غلطیوں کا باعث بنتا ہے کیونکہ یہ تکرار والے علاقے پولیمریز کے ذریعہ غلط شناخت کا شکار ہوتے ہیں اور نقل شدہ علاقوں کو دوبارہ نقل کیا جا سکتا ہے، جس کی وجہ سے تکرار کی اضافی کاپیاں ہوتی ہیں۔ اس کے علاوہ، اگر یہ ٹرائنوکلیوٹائڈ ریپیٹس کسی جین کے کوڈنگ حصے میں ایک ہی ریڈنگ فریم میں ہوتے ہیں، تو یہ اسی امینو ایسڈ کی ایک لمبی زنجیر کا باعث بن سکتا ہے، ممکنہ طور پر سیل میں پروٹین کے مجموعے بن سکتے ہیں، اور اگر یہ مختصر ریپیٹس جین کے غیر کوڈنگ حصے میں آتے ہیں، تو یہ جین کے اظہار اور ضابطے کو متاثر کر سکتا ہے۔ دوسری طرف، جینوم میں پورے جین کی تکرار کی متغیر تعداد کم عام طور پر شناخت کی جاتی ہے۔ پورے جین کی تکرار کی ایک مثال الفا امیلیز 1 جین (اے ایم وائی 1) ہے جو الفا امیلیز کو انکوڈ کرتا ہے جس میں مختلف غذاؤں والی مختلف آبادیوں کے درمیان کاپی نمبر میں نمایاں فرق ہوتا ہے۔ اگرچہ وہ مخصوص طریقہ کار جو اے ایم وائی 1 جین کو اس کی کاپی نمبر کو بڑھانے یا کم کرنے کی اجازت دیتا ہے اب بھی بحث کا موضوع ہے، کچھ مفروضے تجویز کرتے ہیں کہ غیر ہم جنس پرست اینڈ جوائننگ یا مائیکرو ہومولوجی کی ثالثی میں اینڈ جوائننگ ممکنہ طور پر ان پورے جین کی تکرار کا ذمہ دار ہے۔ پورے جین کی تکرار اس مخصوص جین کے اظہار پر فوری اثرات مرتب کرتی ہے، اور یہ حقیقت کہ اے ایم وائی 1 جین کی کاپی نمبر کی تغیر کا تعلق غذا سے ہے، حالیہ انسانی ارتقائی موافقت کی ایک قابل ذکر مثال ہے۔ اگرچہ یہ وہ عام گروہ ہیں جو نمبر کے تغیرات کو کاپی کرتے ہیں، لیکن بیس جوڑوں کی کاپی نمبر کے تغیرات کی صحیح تعداد کا انحصار دلچسپی کے مخصوص مقام پر ہوتا ہے۔ فی الحال، تمام رپورٹ شدہ کاپی نمبر کے تغیرات کے اعداد و شمار کا استعمال کرتے ہوئے، کاپی نمبر کے مختلف قسم کا اوسط سائز تقریبا 118 کے بی ہے، اور میڈین تقریبا 18 کے بی ہے۔ کاپی نمبر کے تغیرات کے ساختی فن تعمیر کے لحاظ سے، تحقیق نے جینوم میں ہاٹ اسپاٹ علاقوں کی تجویز اور وضاحت کی ہے جہاں کاپی نمبر کے تغیرات چار گنا زیادہ افزودہ ہوتے ہیں۔ ان ہاٹ اسپاٹ علاقوں کی تعریف ایسے علاقوں کے طور پر کی گئی تھی جن میں طویل تکرار ہوتی ہے جو 90-100% جیسی ہوتی ہیں جنہیں سیگمنٹل ڈپلیکیشن کے نام سے جانا جاتا ہے یا تو ٹینڈم یا انٹرسپرسڈ اور سب سے اہم بات یہ ہے کہ ان ہاٹ اسپاٹ علاقوں میں کروموسومل ریارنگمنٹ کی شرح میں اضافہ ہوتا ہے۔ یہ خیال کیا جاتا تھا کہ یہ بڑے پیمانے پر کروموسومل دوبارہ ترتیب عام تغیرات اور جینیاتی بیماریوں کو جنم دیتی ہیں، بشمول کاپی نمبر کی تغیرات۔ مزید برآں، یہ کاپی نمبر تغیر ہاٹ سپاٹ مختلف براعظموں کی بہت سی آبادیوں میں مستقل ہیں، جس کا مطلب یہ ہے کہ یہ ہاٹ سپاٹ یا تو تمام آبادیوں کے ذریعہ آزادانہ طور پر حاصل کیے گئے تھے اور نسلوں کے ذریعے منتقل ہوئے تھے، یا وہ آبادی کی تقسیم سے پہلے ابتدائی انسانی ارتقاء میں حاصل کیے گئے تھے، مؤخر الذکر زیادہ امکان لگتا ہے۔ آخر میں، اس مقام کے مقامی تعصبات جس پر کاپی نمبر کے تغیرات سب سے زیادہ گنجان تقسیم ہوتے ہیں، جینوم میں ظاہر نہیں ہوتے۔ اگرچہ یہ اصل میں فلوریسنٹ ان سیٹو ہائبرڈائزیشن اور مائیکرو سیٹلائٹ تجزیہ کے ذریعے دریافت کیا گیا تھا کہ کاپی نمبر ریپیٹس کو ان علاقوں میں مقامی بنایا گیا ہے جو انتہائی بار بار ہوتے ہیں جیسے کہ ٹیلومیرس، سینٹرومیرس، اور ہیٹروکرومیٹن، حالیہ جینوم وسیع مطالعات نے دوسری صورت میں نتیجہ اخذ کیا ہے۔ یعنی سبٹیلومیرک ریجنز اور پیریسینٹرومیرک ریجنز وہ ہیں جہاں زیادہ تر کروموسومل ریارنگمنٹ ہاٹ سپاٹ پائے جاتے ہیں، اور اس خطے میں کاپی نمبر کے تغیرات میں کوئی خاطر خواہ اضافہ نہیں ہوا ہے۔ مزید برآں، کروموسومل ریارنگمنٹ ہاٹ سپاٹ کے ان علاقوں میں جین کی تعداد میں کمی نہیں ہے، ایک بار پھر، اس کا مطلب یہ ہے کہ کاپی نمبر کے تغیرات کے جینومک محل وقوع کا کم سے کم مقامی تعصب ہے۔ پتہ لگانے اور شناخت کاپی نمبر کے تغیرات کے بارے میں ابتدائی طور پر سوچا گیا تھا کہ وہ سائٹوجینیٹک مشاہدات کے ذریعے جینوم کے انتہائی چھوٹے اور نہ ہونے کے برابر حصے پر قابض ہیں۔ کاپی نمبر کے تغیرات عام طور پر صرف چھوٹے ٹینڈم ریپیٹس یا مخصوص جینیاتی عوارض سے وابستہ تھے، لہذا، کاپی نمبر کے تغیرات کا ابتدائی طور پر صرف مخصوص لوکی کے لحاظ سے جائزہ لیا گیا۔ تاہم، تکنیکی ترقیوں کی وجہ سے کاپی نمبر کے تغیرات کی شناخت اور مطالعہ کرنے کے انتہائی درست طریقوں کی تعداد میں اضافہ ہوا۔ کاپی نمبر کے تغیرات کا اصل مطالعہ سائٹوجینیٹک تکنیکوں کے ذریعے کیا گیا تھا، جو ایسی تکنیکیں ہیں جو کسی کو کروموسوم کی جسمانی ساخت کا مشاہدہ کرنے کی اجازت دیتی ہیں۔ ان تکنیکوں میں سے ایک فلوریسنٹ ان سیٹو ہائبرڈائزیشن (FISH) ہے جس میں فلوروسینٹ تحقیقات داخل کرنا شامل ہے جس میں بائنڈنگ کے لیے جینوم میں اعلی درجے کی تکمیل کی ضرورت ہوتی ہے۔ تقابلی جینومک ہائبرڈائزیشن کو عام طور پر فلوروفور ویژولائزیشن کے ذریعے کاپی نمبر کے تغیرات کا پتہ لگانے اور پھر کروموسوم کی لمبائی کا موازنہ کرنے کے لیے بھی استعمال کیا جاتا تھا۔ ان ابتدائی تکنیکوں کی ایک بڑی خرابی یہ ہے کہ جینومک ریزولوشن نسبتا کم ہے اور صرف بڑے ریپیٹس جیسے کہ پورے جین ریپیٹس کا پتہ لگایا جا سکتا ہے۔ جینومکس ٹیکنالوجیز میں حالیہ پیشرفت نے بہت سے اہم طریقوں کو جنم دیا جو انتہائی اعلی جینومک ریزولوشن کے ہیں اور اس کے نتیجے میں، جینوم میں کاپی نمبر کے تغیرات کی بڑھتی ہوئی تعداد کی اطلاع ملی ہے۔ ابتدائی طور پر یہ پیش رفت بیکٹیریل مصنوعی کروموسوم (بی اے سی) صف کا استعمال کرتے ہوئے پورے جین میں تقریبا 1 میگا بیس کے وقفوں کے ساتھ شامل ہوتی ہے، بی اے سیز دوبارہ ترتیب دینے والے ہاٹ سپاٹ میں کاپی نمبر کے تغیرات کا بھی پتہ لگا سکتے ہیں جس سے 119 نئے کاپی نمبر کے تغیرات کا پتہ لگایا جا سکتا ہے۔ ہائی تھرو پٹ جینومک سیکوینسنگ نے انسانی جینومکس کے میدان میں انقلاب برپا کر دیا ہے اور جینوم میں کاپی نمبر کے تغیرات کا پتہ لگانے کے لیے سلیکو اسٹڈیز کی گئی ہیں۔ حوالہ جات کی ترتیبات کا موازنہ فوسمڈس کا استعمال کرتے ہوئے دلچسپی کے دیگر ترتیبات سے کیا گیا ہے جس میں فوسمڈ کلون کو 40kb تک سختی سے کنٹرول کیا گیا ہے۔ سیکوینسنگ اینڈ ریڈز حوالہ ترتیب کو دلچسپی کی ترتیب سے ہم آہنگ کرنے کے لیے کافی معلومات فراہم کرے گی، اور کسی بھی غلط ترتیب کو آسانی سے دیکھا جا سکتا ہے اس طرح یہ نتیجہ اخذ کیا جاتا ہے کہ کلون کے اس علاقے میں کاپی نمبر کی تغیرات ہیں۔ اس قسم کی پتہ لگانے کی تکنیک ایک اعلی جینومک ریزولوشن اور جینوم میں تکرار کا عین مطابق مقام پیش کرتی ہے، اور یہ دیگر اقسام کی ساختی تغیرات جیسے الٹ کا بھی پتہ لگا سکتی ہے۔ اس کے علاوہ، کاپی نمبر کی تغیرات کا پتہ لگانے کا ایک اور طریقہ سنگل نیوکلیوٹائڈ پولیمورفزم (ایس این پیز) کا استعمال کرنا ہے۔ انسانی ایس این پی ڈیٹا کی کثرت کی وجہ سے، ان ایس این پیز کو استعمال کرنے کے لیے کاپی نمبر کی تغیرات کا پتہ لگانے کی سمت بدل گئی ہے۔ اس حقیقت پر انحصار کرتے ہوئے کہ انسانی ریکومبینیشن نسبتا نایاب ہے اور یہ کہ ریکومبینیشن کے بہت سے واقعات جینوم کے مخصوص علاقوں میں ہوتے ہیں جنہیں ریکومبینیشن ہاٹ سپاٹ کے نام سے جانا جاتا ہے، لنکج عدم توازن کا استعمال کاپی نمبر کی مختلف حالتوں کی شناخت کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ لنکج عدم توازن کا تجزیہ کرکے کاپی نمبر کے تغیرات کو مخصوص ہیپلوٹائپ ایس این پیز کے ساتھ جوڑنے کی کوششیں کی گئی ہیں، ان ایسوسی ایشنوں کا استعمال کرتے ہوئے، کوئی بھی ایس این پیز کو مارکر کے طور پر استعمال کرتے ہوئے جینوم میں کاپی نمبر کے تغیرات کو پہچان سکتا ہے۔ اگلی نسل کی ترتیب کی تکنیکیں بشمول مختصر اور طویل پڑھنے کی ترتیب آج کل تیزی سے استعمال ہو رہی ہیں اور کاپی نمبر کے تغیرات کا پتہ لگانے کے لیے صف پر مبنی تکنیکوں کو تبدیل کرنا شروع کر دیا ہے۔ صف پر مبنی تکنیکوں کے برعکس، ترتیب پر مبنی پتہ لگانے کے طریقے آسانی سے ساختی تغیرات کی دیگر کلاسوں کی شناخت کرتے ہیں جیسے الٹ اور ٹرانسلوکیشن۔ سالماتی میکانزم کاپی نمبر کے تغیرات کی تشکیل کے لیے سالماتی میکانزم کی دو اہم قسمیں ہیں: ہم جنس پر مبنی اور غیر ہم جنس پر مبنی۔ اگرچہ بہت سی تجاویز پیش کی گئی ہیں، لیکن ان میں سے زیادہ تر نظریات قیاس آرائیاں اور قیاس آرائیاں ہیں۔ ایسا کوئی حتمی ثبوت نہیں ہے جو ایک مخصوص کاپی نمبر کے تغیر کو ایک مخصوص میکانزم سے جوڑتا ہو۔ سب سے زیادہ تسلیم شدہ نظریات میں سے ایک جو کاپی نمبر کے تغیرات کے ساتھ ساتھ حذف کرنے اور الٹ جانے کا باعث بنتا ہے وہ غیر متوازی ہومولوگس ریکومبینیشن ہے۔ مییوٹک ریکومبینیشن کے دوران، ہومولوگس کروموسوم جوڑے بنتے ہیں اور دو سرے والے ڈبل اسٹرینڈڈ بریک بنتے ہیں جو ہالیڈے جنکشن کی طرف لے جاتے ہیں۔ تاہم، غیر متزلزل طریقہ کار میں، ہالیڈے جنکشنز کی تشکیل کے دوران، ڈبل اسٹرینڈڈ بریکس کو غلط ترتیب دیا جاتا ہے اور کراس اوور اسی کروموسوم پر غیر متوازی پوزیشنوں میں اترتا ہے۔ جب ہالیڈے جنکشن کو حل کیا جاتا ہے، تو غیر مساوی کراسنگ اوور ایونٹ دو ہم جنس کروموسوم کے درمیان جینیاتی مواد کی منتقلی کی اجازت دیتا ہے، اور اس کے نتیجے میں، دونوں ہم جنسوں پر ڈی این اے کا ایک حصہ دہرایا جاتا ہے۔ چونکہ بار بار آنے والے علاقے اب آزادانہ طور پر الگ نہیں ہو رہے ہیں، اس لیے کروموسوم کا نقل شدہ علاقہ وراثت میں ملتا ہے۔ ایک اور قسم کا ہومولوگس ریکومبینیشن پر مبنی میکانزم جو کاپی نمبر کی تغیر کا باعث بن سکتا ہے اسے بریک انڈیوسڈ ریپلیکیشن کہا جاتا ہے۔ جب جینوم میں غیر متوقع طور پر ڈبل اسٹرینڈڈ بریک ہوتا ہے تو خلیہ ان راستوں کو چالو کرتا ہے جو بریک کی مرمت میں ثالثی کرتے ہیں۔ بریک کی مرمت میں غلطیاں، غیر متوازی ہومولوگس ریکومبینیشن کی طرح، جینوم کے کسی خاص علاقے کی کاپی نمبر میں اضافے کا باعث بن سکتی ہیں۔ ڈبل اسٹرینڈڈ بریک کی مرمت کے دوران، ٹوٹا ہوا سرے اصل اسٹرینڈ میں دوبارہ شامل ہونے کے بجائے اس کے ہم جنس کروموسوم پر حملہ کر سکتا ہے۔ جیسا کہ غیر متوازی ہومولوگس ریکومبینیشن میکانزم میں، کسی خاص علاقے کی ایک اضافی کاپی دوسرے کروموسوم میں منتقل کی جاتی ہے، جس کی وجہ سے نقل کا واقعہ ہوتا ہے۔ مزید برآں، کوہیسن پروٹین دونوں سروں کو قریب سے جکڑ کر ڈبل اسٹرینڈڈ بریکس کے مرمت کے نظام میں مدد کرنے کے لیے پائے جاتے ہیں جو سروں کے انٹرکروموسومل حملے کو روکتا ہے۔ اگر کسی بھی وجہ سے، جیسے کہ رائبوسومل آر این اے کی سرگرمی، کوہین سرگرمی متاثر ہوتی ہے تو ڈبل اسٹرینڈڈ بریک مرمت کی غلطیوں میں مقامی اضافہ ہو سکتا ہے۔ ممکنہ میکانزم کی دوسری کلاس جو کاپی نمبر کے تغیرات کا باعث بنتی ہے وہ غیر ہم جنس پر مبنی ہے۔ اس اور ہم جنس پر مبنی میکانزم کے درمیان فرق کرنے کے لیے، کسی کو ہم جنس پرستی کے تصور کو سمجھنا چاہیے۔ کروموسوم کی ہم جنس پرست جوڑی ڈی این اے اسٹرینڈز کا استعمال کرتے ہوئے شامل ہوتی ہے جو ایک دوسرے سے بہت زیادہ ملتے جلتے ہیں (~97%) اور ان اسٹرینڈز کو مختصر لیکن انتہائی ملتے جلتے جوڑوں سے بچنے کے لیے ایک مخصوص لمبائی سے زیادہ لمبا ہونا چاہیے۔ دوسری طرف غیر ہم جنس پرست جوڑی، دو تاروں کے درمیان مماثلت کے صرف چند بنیادی جوڑوں پر انحصار کرتی ہے، لہذا یہ ممکن ہے کہ غیر ہم جنس پرست پر مبنی ڈبل پھنسے ہوئے مرمت کے عمل میں جینیاتی مواد کا تبادلہ یا نقل کیا جائے۔ غیر ہم جنس پر مبنی میکانزم کی ایک قسم غیر ہم جنس پر مبنی اینڈ جوائننگ یا مائیکرو ہومولوجی اینڈ جوائننگ میکانزم ہے۔ یہ میکانزم ڈبل اسٹرینڈڈ بریکس کی مرمت میں بھی شامل ہیں لیکن ان کے لیے ہومیولوجی یا محدود مائیکرو ہومیولوجی کی ضرورت نہیں ہے۔ جب ان تاروں کی مرمت کی جاتی ہے، تو اکثر مرمت شدہ تار میں چھوٹے چھوٹے حذف یا اندراج شامل کیے جاتے ہیں۔ یہ ممکن ہے کہ ریٹو ٹرانسپوسن اس مرمت کے نظام کے ذریعے جینوم میں داخل کیے جائیں۔ اگر ریٹو ٹرانسپوسن کو کروموسوم پر غیر متوازی پوزیشن میں داخل کیا جاتا ہے، تو مییوٹک ریکومبینیشن اندراج کو اسی خطے کی پہلے سے موجود کاپی کے طور پر اسی اسٹرینڈ میں دوبارہ جوڑنے کے لیے چلا سکتی ہے۔ ایک اور طریقہ کار بریک فیوژن برج سائیکل ہے جس میں بہن کرومیٹائڈز شامل ہوتے ہیں جو دونوں ڈبل اسٹرینڈڈ بریکس کی وجہ سے اپنے ٹیلومیرک خطے کو کھو چکے ہیں۔ یہ تجویز کیا گیا ہے کہ یہ بہن کرومیٹائڈز ایک دوسرے کے ساتھ مل کر ایک ڈائیسینٹرک کروموسوم بنائیں گے، اور پھر دو مختلف مرکزوں میں الگ ہو جائیں گے۔ چونکہ ڈائیسینٹرک کروموسوم کو الگ کرنا ڈبل اسٹرینڈڈ بریک کا سبب بنتا ہے، اس لیے اختتامی علاقے دوسرے ڈبل اسٹرینڈڈ بریکس میں ضم ہو سکتے ہیں اور سائیکل کو دہرا سکتے ہیں۔ دو بہن کرومیٹائڈز کا فیوژن الٹی نقل کا سبب بن سکتا ہے اور جب یہ واقعات پورے سائیکل میں دہرائے جاتے ہیں تو الٹا علاقہ دہرایا جائے گا جس کی وجہ سے کاپی نمبر میں اضافہ ہوگا۔ آخری طریقہ کار جو کاپی نمبر کے تغیرات کا باعث بن سکتا ہے وہ پولیمریز سلپیج ہے، جسے ٹیمپلیٹ سوئچنگ بھی کہا جاتا ہے۔ عام ڈی این اے نقل کے دوران، پسماندہ اسٹرینڈ پر پولیمریز کی ضرورت ہوتی ہے کہ وہ نقل کے علاقے کو مسلسل بے نقاب کرے اور دوبارہ بند کرے۔ جب ڈی این اے کی ترتیب میں چھوٹے پیمانے کی تکرار پہلے سے موجود ہوتی ہے، تو پولیمریز 'الجھن' کا شکار ہو سکتا ہے جب یہ نقل جاری رکھنے کے لیے دوبارہ کلیمپ کرتا ہے اور صحیح بیس جوڑوں پر کلیمپ کرنے کے بجائے، یہ چند بیس جوڑوں کو منتقل کر سکتا ہے اور بار بار خطے کے ایک حصے کو دوبارہ نقل کر سکتا ہے۔ نوٹ کریں کہ اگرچہ یہ تجرباتی طور پر مشاہدہ کیا گیا ہے اور یہ ایک وسیع پیمانے پر قبول شدہ طریقہ کار ہے، لیکن اس غلطی کی وجہ بننے والے سالماتی تعاملات نامعلوم ہیں۔ اس کے علاوہ، کیونکہ اس قسم کے میکانزم کے لیے پولیمرس کو ڈی این اے اسٹرینڈ کے گرد چھلانگ لگانے کی ضرورت ہوتی ہے اور اس بات کا امکان نہیں ہے کہ پولیمرس کچھ کلو بیس کے علاوہ کسی دوسرے لوکس پر دوبارہ جمپ کر سکتا ہے، لہذا یہ مختصر تکرار جیسے ڈینیوکلیوٹائڈ یا ٹرائنوکلیوٹائڈ تکرار پر زیادہ لاگو ہوتا ہے۔ الفا-امیلیز جین امیلیز تھوک میں ایک انزائم ہے جو اسٹارچ کے مونوسیکرائڈز میں ٹوٹنے کا ذمہ دار ہے، اور ایک قسم کی امیلیز کو الفا-امیلیز جین (AMY1) کے ذریعے انکوڈ کیا جاتا ہے۔ اے ایم وائی 1 لوکس، نیز امیلیز انزائم، انسانی جینوم میں سب سے زیادہ وسیع پیمانے پر مطالعہ اور ترتیب شدہ جین میں سے ایک ہے۔ اس کے ہومیولوگس دوسرے پرائمیٹس میں بھی پائے جاتے ہیں اور اس لیے امکان ہے کہ پرائمیٹ اے ایم وائی 1 جین انسانی اے ایم وائی 1 جین کا آبائی ہے اور اسے پرائمیٹ ارتقاء میں ابتدائی طور پر ڈھال لیا گیا تھا۔ اے ایم وائی 1 سب سے زیادہ اچھی طرح سے مطالعہ شدہ جینوں میں سے ایک ہے جس میں مختلف انسانی آبادیوں میں متغیر تعداد میں نقلیں ہوتی ہیں۔ اے ایم وائی 1 جین ان چند جینوں میں سے ایک ہے جس کا مطالعہ کیا گیا تھا جس نے قابل اعتماد ثبوت دکھائے جو اس کے پروٹین فنکشن کو اس کے کاپی نمبر سے جوڑتا ہے۔ کاپی نمبر نقل کے ساتھ ساتھ کسی خاص جین کے ترجمے کی سطح کو تبدیل کرنے کے لیے جانا جاتا ہے، تاہم تحقیق سے پتہ چلا ہے کہ پروٹین کی سطح اور کاپی نمبر کے درمیان تعلق متغیر ہے۔ یورپی امریکیوں کے اے ایم وائی 1 جینوں میں یہ پایا گیا ہے کہ تھوک امیلیز کی حراستی کا اے ایم وائی 1 جین کے کاپی نمبر سے گہرا تعلق ہے۔ نتیجے کے طور پر، یہ قیاس کیا گیا کہ اے ایم وائی 1 جین کی کاپی نمبر کا اس کے پروٹین فنکشن سے گہرا تعلق ہے، جو کہ نشاستے کو ہضم کرنے کے لیے ہے۔ اے ایم وائی 1 جین کاپی نمبر مختلف آبادیوں کی خوراک میں نشاستے کی مختلف سطحوں سے منسلک پایا گیا ہے۔ مختلف براعظموں کی آٹھ آبادیوں کو ہائی اسٹارچ ڈایٹس اور کم اسٹارچ ڈایٹس میں درجہ بند کیا گیا اور ان کے اے ایم وائی 1 جین کاپی نمبر کو ہائی ریزولوشن فش اور کیو پی سی آر کا استعمال کرتے ہوئے دیکھا گیا۔ یہ پایا گیا کہ زیادہ اسٹارچ والی غذا کی آبادی جس میں جاپانی، ہڈزا، اور یورپی امریکی آبادی شامل ہیں، میں باکا، مبوتی، داتوگ اور یاکوٹ آبادی سمیت کم اسٹارچ والی غذا کی آبادی کے مقابلے میں نمایاں طور پر زیادہ (دو گنا زیادہ) اوسط اے ایم وائی 1 کاپی نمبر تھا۔ یہ قیاس کیا گیا تھا کہ کسی کی باقاعدہ غذا میں نشاستے کی سطح، جو کہ اے ایم وائی 1 کے لیے سبسٹریٹ ہے، اے ایم وائی 1 جین کے کاپی نمبر کو براہ راست متاثر کر سکتی ہے۔ چونکہ یہ نتیجہ اخذ کیا گیا تھا کہ اے ایم وائی 1 کا کاپی نمبر سیلیوری امیلیز کے ساتھ براہ راست تعلق رکھتا ہے، آبادی کی روزانہ کی خوراک میں جتنا زیادہ نشاستہ موجود ہوتا ہے، اتنا ہی ارتقاء کے لحاظ سے اے ایم وائی 1 جین کی متعدد کاپیاں ہونا سازگار ہوتا ہے۔ اے ایم وائی 1 جین وہ پہلا جین تھا جس نے سالماتی جینیاتی سطح پر ارتقاء کے لیے مضبوط ثبوت فراہم کیے۔ مزید برآں، تقابلی جینومک ہائبرڈائزیشن کا استعمال کرتے ہوئے، جاپانی آبادی کے پورے جینوم کی کاپی نمبر کے تغیرات کا موازنہ یاکوٹ آبادی سے کیا گیا۔ یہ پایا گیا کہ اے ایم وائی 1 جین کی کاپی نمبر کی تغیر دیگر جینوں یا جینوم کے علاقوں میں کاپی نمبر کی تغیر سے نمایاں طور پر مختلف تھی، جس سے پتہ چلتا ہے کہ اے ایم وائی 1 جین ایک مضبوط انتخابی دباؤ میں تھا جس کا دیگر کاپی نمبر کی تغیرات پر بہت کم یا کوئی اثر نہیں تھا۔ آخر میں، دونوں آبادیوں کے درمیان 783 مائیکرو سیٹیلائٹس کی لمبائی کی تغیر پذیری کا موازنہ اے ایم وائی 1 جین کی کاپی نمبر تغیر پذیری سے کیا گیا۔ یہ پایا گیا کہ اے ایم وائی 1 جین کاپی نمبر رینج جانچ کی گئی 97 فیصد سے زیادہ مائیکرو سیٹیلائٹس سے بڑی تھی۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ قدرتی انتخاب نے ان دونوں آبادیوں میں اے ایم وائی 1 جینوں کی اوسط تعداد کی تشکیل میں کافی کردار ادا کیا۔ تاہم، چونکہ صرف چھ آبادیوں کا مطالعہ کیا گیا تھا، اس امکان پر غور کرنا ضروری ہے کہ ان کی خوراک یا ثقافت میں دیگر عوامل بھی ہو سکتے ہیں جنہوں نے اسٹارچ کے علاوہ AMY1 کاپی نمبر کو متاثر کیا۔ اگرچہ یہ واضح نہیں ہے کہ اے ایم وائی 1 جین کاپی نمبر میں کب اضافہ ہونا شروع ہوا، لیکن یہ معلوم اور تصدیق شدہ ہے کہ اے ایم وائی 1 جین ابتدائی پریمیٹس میں موجود تھا۔ انسانوں کے قریب ترین ارتقائی رشتہ دار چمپینزی میں اے ایم وائی 1 جین کی دو ڈپلوئڈ کاپیاں پائی گئیں جو لمبائی میں انسانی اے ایم وائی 1 جین سے ملتی جلتی ہیں، جو انسانوں کے مقابلے میں نمایاں طور پر کم ہے۔ دوسری طرف، بونوبوس، جو جدید انسانوں کے قریبی رشتہ دار بھی ہیں، میں اے ایم وائی 1 جین کی دو سے زیادہ ڈپلوئڈ کاپیاں پائی گئیں۔ بہر حال، بونوبو اے ایم وائی 1 جینوں کی ترتیب اور تجزیہ کیا گیا، اور یہ پایا گیا کہ اے ایم وائی 1 جینوں کے کوڈنگ کے سلسلے میں خلل پڑا، جس سے غیر فعال تھوک امیلیز کی پیداوار ہو سکتی ہے۔ نتائج سے یہ اندازہ لگایا جا سکتا ہے کہ بونوبو اے ایم وائی 1 کاپی نمبر میں اضافہ ممکنہ طور پر ان کی خوراک میں نشاستے کی مقدار سے وابستہ نہیں ہے۔ یہ مزید قیاس کیا گیا کہ کاپی نمبر میں اضافہ حال ہی میں ابتدائی ہومینن ارتقاء کے دوران شروع ہوا کیونکہ کسی بھی عظیم بندر میں AMY1 جین کی دو سے زیادہ کاپیاں نہیں تھیں جو فعال پروٹین تیار کرتی تھیں۔ اس کے علاوہ، یہ قیاس کیا گیا کہ اے ایم وائی 1 کاپی نمبر میں اضافہ تقریبا 20,000 سال پہلے اس وقت شروع ہوا جب انسان شکاری طرز زندگی سے زرعی معاشروں کی طرف منتقل ہوئے، یہ وہ وقت بھی تھا جب انسان نشاستے سے بھرپور جڑ والی سبزیوں پر بہت زیادہ انحصار کرتے تھے۔ یہ مفروضہ، اگرچہ منطقی ہے، انسانی غذا کی تبدیلی کے بارے میں معلومات اکٹھا کرنے میں دشواریوں کی وجہ سے تجرباتی شواہد کا فقدان ہے، خاص طور پر جڑوں کی سبزیوں پر جن میں نشاستہ زیادہ ہوتا ہے کیونکہ ان کا براہ راست مشاہدہ یا جانچ نہیں کی جا سکتی۔ ڈی این اے کی ترتیب میں حالیہ پیشرفتوں نے محققین کو پرانے ڈی این اے جیسے نینڈرتھال کو ایک خاص حد تک درستگی کے ساتھ ترتیب دینے کی اجازت دی ہے۔ شاید نینڈرتھال ڈی این اے کی ترتیب ایک ٹائم مارکر فراہم کر سکتی ہے کہ اے ایم وائی 1 جین کاپی نمبر کب بڑھا اور انسانی غذا اور جین ارتقاء کے بارے میں بصیرت پیش کرے۔ فی الحال یہ معلوم نہیں ہے کہ کس میکانزم نے امیلیز جین کی ابتدائی نقل کو جنم دیا، اور اس کا مطلب یہ ہو سکتا ہے کہ ریٹرو وائرل سیکوینس کا اندراج غیر ہم جنس پرست اینڈ جوائننگ کی وجہ سے تھا، جس کی وجہ سے AMY1 جین کی نقل پیدا ہوئی۔ تاہم، اس نظریہ کی تائید کرنے کے لیے فی الحال کوئی ثبوت موجود نہیں ہے اور اس لیے یہ مفروضہ قیاس آرائی ہی رہتا ہے۔ ملٹی کاپی اے ایم وائی 1 جین کی حالیہ ابتدا کا مطلب یہ ہے کہ ماحول پر منحصر ہے، اے ایم وائی 1 جین کاپی نمبر ان جینوں کے مقابلے میں بہت تیزی سے بڑھ اور کم ہو سکتا ہے جو ماحول کے ساتھ براہ راست تعامل نہیں کرتے ہیں۔ اے ایم وائی 1 جین اس بات کی ایک بہترین مثال ہے کہ کس طرح جین کی خوراک کسی مخصوص ماحول میں کسی جاندار کی بقا کو متاثر کرتی ہے۔ اے ایم وائی 1 جین کی متعدد کاپیاں ان لوگوں کو ارتقائی فائدہ دیتی ہیں جو زیادہ نشاستے والی غذا پر زیادہ انحصار کرتے ہیں، اس لیے آبادی میں جین کی نقل کی اعلی تعداد برقرار رہتی ہے۔ دماغی خلیات انسانی دماغ کے نیوران میں، جسمانی طور پر اخذ شدہ کاپی نمبر میں تغیرات اکثر ہوتے ہیں۔ کاپی نمبر کے تغیرات وسیع تغیر کو ظاہر کرتے ہیں (مختلف مطالعات میں دماغی نیوران کے 9 سے 100%)۔ زیادہ تر تبدیلیاں سائز میں 2 اور 10 ایم بی کے درمیان ہوتی ہیں جن میں حذفیوں کی تعداد وسعتوں سے کہیں زیادہ ہوتی ہے۔ کاپی نمبر کی تغیرات دیگر خلیوں کی اقسام کے مقابلے میں دماغ کے خلیوں میں زیادہ دکھائی دیتی ہیں۔ کاپی نمبر میں تغیر کا ایک ممکنہ ذریعہ ڈی این اے کے نقصان کی غلط مرمت ہے۔ جین کی جینومک ڈپلیکیشن اور ٹرپلکیشن پارکنسنز کی بیماری کی ایک نایاب وجہ معلوم ہوتی ہے، حالانکہ پوائنٹ میوٹیشن سے زیادہ عام ہے۔ آر سی ایل 1 جین میں کاپی نمبر متغیرات بچوں میں نیورو سائیکاٹرک فینوٹائپز کی ایک رینج سے وابستہ ہیں۔ جین خاندان، اور قدرتی انتخاب حال ہی میں، جین خاندانوں سے کاپی نمبر کی مختلف حالتوں کو جوڑنے پر بحث ہوئی تھی۔ جین خاندانوں کو متعلقہ جینوں کے ایک مجموعے کے طور پر بیان کیا جاتا ہے جو اسی طرح کے افعال انجام دیتے ہیں لیکن معمولی عارضی یا مقامی اختلافات رکھتے ہیں اور یہ جین ممکنہ طور پر ایک آبائی جین سے اخذ کیے گئے ہیں۔ کاپی نمبر کی تغیرات جین خاندانوں سے منسلک ہونے کی بنیادی وجہ یہ ہے کہ اس بات کا امکان ہے کہ کسی خاندان میں جین ایک آبائی جین سے اخذ کیے گئے ہوں جو مختلف کاپیوں میں نقل ہو گئے ہوں۔ تغیرات جینوں میں وقت کے ساتھ جمع ہوتے ہیں اور جینوں پر عمل کرنے والے قدرتی انتخاب کے ساتھ، کچھ تغیرات ماحولیاتی فوائد کا باعث بنتے ہیں جس سے ان جینوں کو وراثت میں ملتا ہے اور آخر کار واضح جین خاندانوں کو الگ کر دیا جاتا ہے۔ جین خاندان کی ایک مثال جو کاپی نمبر کے تغیرات کی وجہ سے پیدا ہوئی ہو وہ گلوبین جین خاندان ہے۔ گلوبین جین خاندان الفا اور بیٹا گلوبین جینوں پر مشتمل جینوں کا ایک وسیع نیٹ ورک ہے جس میں ایسے جین بھی شامل ہیں جو جنین اور بالغوں کے ساتھ ساتھ سڈوجینز دونوں میں ظاہر ہوتے ہیں۔ گلوبن خاندان میں یہ گلوبن جین سب اچھی طرح سے محفوظ ہیں اور صرف جین کے ایک چھوٹے سے حصے سے مختلف ہیں، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ وہ ایک عام آبائی جین سے اخذ کیے گئے تھے، شاید ابتدائی گلوبن جین کی نقل کی وجہ سے۔ تحقیق سے پتہ چلا ہے کہ بنیادی سیلولر سرگرمیوں میں شامل پروٹین کے مقابلے میں ان جینوں میں کاپی نمبر کی تغیرات نمایاں طور پر زیادہ عام ہیں جو پروٹین کو انکوڈ کرتے ہیں جو براہ راست ماحول کے ساتھ تعامل کرتے ہیں۔ یہ تجویز کیا گیا تھا کہ کاپی نمبر کے تغیر کے ساتھ جین کی خوراک کا اثر نقصان دہ اثرات کا باعث بن سکتا ہے اگر ضروری سیلولر افعال میں خلل پڑتا ہے، لہذا سیلولر راستوں میں شامل پروٹین مضبوط صاف کرنے والے انتخاب کے تابع ہوتے ہیں۔ اس کے علاوہ، پروٹین ایک ساتھ کام کرتے ہیں اور دوسرے راستوں کے پروٹین کے ساتھ تعامل کرتے ہیں، اس لیے انفرادی پروٹین کے بجائے حیاتیاتی سالماتی راستوں پر قدرتی انتخاب کے اثرات کو دیکھنا ضروری ہے۔ یہ کہنے کے ساتھ، یہ پایا گیا کہ راستے کے دائرے میں پروٹین کاپی نمبر کے تغیرات میں افزودہ ہوتے ہیں جبکہ راستوں کے مرکز میں پروٹین کاپی نمبر کے تغیرات میں ختم ہو جاتے ہیں۔ یہ وضاحت کی گئی کہ راستے کے دائرے میں موجود پروٹین کم پروٹین کے ساتھ تعامل کرتے ہیں اور اس لیے کاپی نمبر میں تبدیلی سے متاثر پروٹین کی خوراک میں تبدیلی سیلولر راستے کے مجموعی نتائج پر چھوٹا اثر ڈال سکتی ہے۔ پچھلے کچھ سالوں میں، ایسا لگتا ہے کہ محققین نے اپنی توجہ کاپی نمبر کے تغیرات کا پتہ لگانے، ان کا پتہ لگانے اور ترتیب دینے سے ہٹ کر انسانی جینوم اور عام طور پر فطرت میں ان کاپی نمبر کے تغیرات کے کردار کے گہرائی سے تجزیے کی طرف منتقل کر دی ہے۔ کاپی نمبر کے تغیرات اور جین خاندانوں کے درمیان تعلقات کے ساتھ ساتھ ان تعلقات اور تبدیلیوں کی تشکیل میں قدرتی انتخاب کے کردار کی مزید توثیق کرنے کے لیے شواہد کی ضرورت ہے۔ مزید برآں، محققین کا مقصد کاپی نمبر کے تغیرات میں شامل سالماتی میکانزم کو واضح کرنا بھی ہے کیونکہ یہ عام طور پر ساختی تغیرات کے بارے میں ضروری معلومات کو ظاہر کر سکتا ہے۔ ایک قدم پیچھے ہٹتے ہوئے، انسانی جینوم میں ساختی تغیر کا شعبہ تیزی سے بڑھتا ہوا تحقیقی موضوع معلوم ہوتا ہے۔ یہ تحقیقی اعداد و شمار نہ صرف ارتقاء اور قدرتی انتخاب کے لیے اضافی ثبوت فراہم کر سکتے ہیں بلکہ اسے جینیاتی بیماریوں کی ایک وسیع رینج کے علاج کو تیار کرنے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ سی اے ایس این پی، ایک ڈیٹا بیس تقابلی جینومکس کاپی نمبر تجزیہ ہیومن جینوم انپرانوئڈ مالیکیولر ارتقاء سیوڈوجینز سیگمنٹل ڈپلیکیشن ٹنڈم ایکسن ڈپلیکیشن ورچوئل کیریوٹائپ حوالہ جات مزید پڑھنا بیرونی لنکس کاپی نمبر ویری ایشن پروجیکٹ، سینگر انسٹی ٹیوٹ دعوی: یکساں جڑواں بچوں کے پاس انسانوں میں کاپی نمبر کے تغیرات کے لیے یکساں ڈی این اے انٹیگریٹیو اینوٹیشن پلیٹ فارم ہے۔ کاپی نمبر کے تغیرات پر ایک کتابچہ۔ جینومک متغیرات کا ڈیٹا بیس، انسانی جینوم میں ساختی متغیرات کا ڈیٹا بیس، ہائی ڈینسٹی ایس این پی جینوٹائپنگ آکسفورڈ جین ٹیکنالوجی بائیو ڈسکوری نیکسس نمبر ہائی ریزولوشن میپنگ 2,026 صحت مند افراد میں کاپی نمبر کے تغیرات کا پتہ لگانا۔