Sequence homology
سیکوینس ہومیولوجی ڈی این اے، آر این اے، یا پروٹین کے سلسلے کے درمیان حیاتیاتی ہومیولوجی ہے، جس کی تعریف زندگی کی ارتقائی تاریخ میں مشترکہ نسب کے لحاظ سے کی گئی ہے۔ ڈی این اے کے دو حصوں میں تین مظاہر کی وجہ سے مشترکہ نسب ہو سکتا ہے: یا تو ایک سپیسیشن ایونٹ (آرتھولوگس)، یا ڈپلیکیشن ایونٹ (پیرالاگس)، یا پھر افقی (یا لیٹرل) جین ٹرانسفر ایونٹ (زینولوگس)۔ ڈی این اے، آر این اے، یا پروٹین کے درمیان ہومیولوجی کا اندازہ عام طور پر ان کے نیوکلیوٹائڈ یا امینو ایسڈ کی ترتیب کی مماثلت سے لگایا جاتا ہے۔ اہم مماثلت اس بات کا مضبوط ثبوت ہے کہ دو سلسلے ایک مشترکہ آبائی ترتیب سے ارتقائی تبدیلیوں سے متعلق ہیں۔ متعدد ترتیبات کی صف بندی اس بات کی نشاندہی کرنے کے لیے استعمال کی جاتی ہے کہ ہر ترتیب کے کون سے علاقے یکساں ہیں۔ شناخت، مماثلت، اور تحفظ "فیصد ہومیولوجی" کی اصطلاح اکثر "ترتیب مماثلت" کے معنی میں استعمال ہوتی ہے، جو کہ ایک جیسی باقیات کا فیصد (فیصد شناخت)، یا اسی طرح کی فزیکو کیمیکل خصوصیات (فیصد مماثلت) کے ساتھ محفوظ باقیات کا فیصد ہے، مثال کے طور پر۔ لیوسین اور آئسولیسین، عام طور پر "ہومیولوجی کی مقدار" کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ اوپر بیان کردہ ہومیولوجی کی تعریف کی بنیاد پر یہ اصطلاح غلط ہے کیونکہ ترتیب کی مماثلت مشاہدہ ہے، ہومیولوجی نتیجہ ہے۔ ترتیبات یا تو یکساں ہوتے ہیں یا نہیں۔ اس میں یہ شامل ہے کہ "فیصد ہومیولوجی" کی اصطلاح غلط ہے۔ مورفولوجیکل اور اناٹومیکل ڈھانچوں کی طرح، ترتیب کی مماثلت متغیر ارتقاء کی وجہ سے ہو سکتی ہے، یا، جیسا کہ مختصر ترتیب کے ساتھ، اتفاق سے، اس کا مطلب ہے کہ وہ ہم جنس پرست نہیں ہیں۔ ہم جنس پرست ترتیب والے علاقوں کو محفوظ بھی کہا جاتا ہے۔ اس کو امینو ایسڈ کے سلسلے میں تحفظ کے ساتھ الجھن میں نہیں ڈالنا چاہیے، جہاں ایک مخصوص مقام پر امینو ایسڈ کو ایک مختلف کے ساتھ تبدیل کیا گیا ہے جس میں فعال طور پر مساوی فزیکو کیمیکل خصوصیات ہیں۔ جزوی ہم جنس پرستی وہاں ہو سکتی ہے جہاں موازنہ شدہ ترتیب کے ایک حصے کی مشترکہ ابتدا ہوتی ہے، جبکہ باقی نہیں ہوتی ہے۔ اس طرح کی جزوی ہم آہنگی جین فیوژن ایونٹ کا نتیجہ ہو سکتی ہے۔ آرتھولوجی ہومولوگس سیکوینسز آرتھولوگس ہوتے ہیں اگر ان کا اندازہ لگایا جائے کہ وہ ایک ہی آبائی ترتیب سے نکلے ہیں جو ایک قیاس آرائی کے واقعہ سے الگ ہوتے ہیں: جب کوئی نوع دو الگ الگ انواع میں جدا ہو جاتی ہے، تو اس کے نتیجے میں پیدا ہونے والی دو انواع میں ایک ہی جین کی نقول کو آرتھولوگس کہا جاتا ہے۔ آرتھولوگس، یا آرتھولوگس جین، مختلف انواع کے جین ہیں جو آخری مشترکہ آباؤ اجداد کے ایک ہی جین سے عمودی نزول سے پیدا ہوئے ہیں۔ اصطلاح "آرتھولوج" 1970 میں سالماتی ارتقاء پسند والٹر فچ نے وضع کی تھی۔ مثال کے طور پر، پلانٹ فلو ریگولیٹری پروٹین عربی ڈوپسس (ملٹی سیلولر ہائر پلانٹ) اور کلیمیڈوموناس (سنگل سیل گرین الگی) دونوں میں موجود ہے۔ کلیمیڈوموناس ورژن زیادہ پیچیدہ ہے: یہ جھلی کو ایک بار کے بجائے دو بار عبور کرتا ہے، اضافی ڈومینز پر مشتمل ہوتا ہے اور متبادل اسپلیسنگ سے گزرتا ہے۔ تاہم یہ بہت آسان عربی ڈوپسس پروٹین کو مکمل طور پر تبدیل کر سکتا ہے، اگر جینیاتی انجینئرنگ کے ذریعے طحالب سے پودوں کے جینوم میں منتقل کیا جائے۔ اہم ترتیب کی مماثلت اور مشترکہ فنکشنل ڈومینز اس بات کی نشاندہی کرتے ہیں کہ یہ دونوں جین مشترکہ آباؤ اجداد سے وراثت میں ملنے والے آرتھولوگس جین ہیں۔ آرتھولوجی کو نسب کے لحاظ سے سختی سے بیان کیا گیا ہے۔ یہ دیکھتے ہوئے کہ جین کی نقل اور جینوم کی دوبارہ ترتیب کے واقعات کی وجہ سے مختلف حیاتیات میں جینوں کے صحیح نسب کا پتہ لگانا مشکل ہے، اس بات کا سب سے مضبوط ثبوت کہ دو ایک جیسے جین آرتھولوگس ہیں عام طور پر جین نسب کا فائیلوجنیٹک تجزیہ کرکے پایا جاتا ہے۔ آرتھولوج اکثر، لیکن ہمیشہ نہیں، ایک ہی کام کرتے ہیں۔ آرتھولوگس سلسلے حیاتیات کی درجہ بندی اور فائیلوجنیٹک مطالعات میں مفید معلومات فراہم کرتے ہیں۔ جینیاتی انحراف کا نمونہ حیاتیات کے تعلق کا پتہ لگانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ دو جاندار جو بہت قریب سے جڑے ہوئے ہیں ممکنہ طور پر دو آرتھولوگس کے درمیان بہت ملتے جلتے ڈی این اے کے سلسلے کو ظاہر کرتے ہیں۔ اس کے برعکس، ایک جاندار جسے دوسرے جاندار سے ارتقاء کے لحاظ سے مزید ہٹا دیا جاتا ہے، اس کا مطالعہ کیے جانے والے آرتھولوگس کی ترتیب میں زیادہ انحراف ظاہر ہونے کا امکان ہے۔ آرتھولوگس جینوں کے ڈیٹا بیس حیاتیات اور بائیو انفارمیٹکس کے لیے ان کی زبردست اہمیت کو دیکھتے ہوئے، آرتھولوگس جینوں کو کئی خصوصی ڈیٹا بیس میں منظم کیا گیا ہے جو آرتھولوگس جین کے سلسلے کی شناخت اور تجزیہ کرنے کے لیے اوزار فراہم کرتے ہیں۔ یہ وسائل ایسے طریقوں کو استعمال کرتے ہیں جن کی عام طور پر ان میں درجہ بندی کی جا سکتی ہے جو تمام جوڑی کے لحاظ سے ترتیب کے موازنہ کا ہیورسٹک تجزیہ استعمال کرتے ہیں، اور وہ جو فائیلوجنیٹک طریقے استعمال کرتے ہیں۔ ترتیب کے موازنہ کے طریقے سب سے پہلے 1997 میں سی او جی کے ڈیٹا بیس میں پیش کیے گئے تھے۔ ان طریقوں کو بارہ مختلف ڈیٹا بیس میں بڑھایا اور خودکار کیا گیا ہے جن میں سب سے جدید AYBRAH ہومولوگس کے آباؤ اجداد کی تعمیر نو کے ساتھ ساتھ ابھی مندرجہ ذیل ڈیٹا بیس کا تجزیہ کرنا ہے۔ سبز فل ڈی بی پودوں کے لیے ان پارانوئڈ جوڑی وار آرتھولوج تعلقات پر توجہ مرکوز کرتا ہے۔ OHNOLOGS انسان اور چوہے سمیت ریڑھ کی ہڈی والے جینوم میں پورے جینوم کی نقلوں سے برقرار رکھے گئے جینوں کا ذخیرہ ہے۔ او ایم اے آرتھو ڈی بی اس بات کی تعریف کرتا ہے کہ آرتھولوجی کا تصور انواع کے درخت کے ساتھ آرتھولوگس کا درجہ بندی فراہم کرکے مختلف قیاس آرائی کے نکات سے متعلق ہے۔ آرتھو انسپکٹر 4753 حیاتیات کے لیے آرتھولوگس جینز کا ذخیرہ ہے جو زندگی کے تین ڈومینز کا احاطہ کرتا ہے۔ میملز کے لیے آرتھولوج آئی ڈی آرتھو ایم اے ایم آرتھو ایم سی ایل راؤنڈ اپ ٹری پر مبنی فائیلوجنیٹک نقطہ نظر کا مقصد جین کے درختوں کا انواع کے درختوں سے موازنہ کرکے جین کی نقل کے واقعات سے فرق کرنا ہے، جیسا کہ ڈیٹا بیس اور سافٹ ویئر ٹولز میں لاگو کیا گیا ہے جیسے: لوفٹ ٹری فیم آرتھو فائنڈر ہائبرڈ نقطہ نظر کا تیسرا زمرہ کلسٹرز کی تعمیر اور درختوں کا تعین کرنے کے لیے ہیورسٹک اور فائیلوجنیٹک دونوں طریقوں کا استعمال کرتا ہے، مثال کے طور پر: اینسمبل کامپارا جین ٹری ہومیولو جین آرتھولوج پیرالجی پیرالگس جین وہ جین ہیں جو آخری عام آباؤ اجداد میں نقل وہ الگ الگ قیاس آرائی کے واقعات کے دوران نقل شدہ جینوں کی تغیر کے نتیجے میں ہوتے ہیں۔ جب ایل سی اے کی اولاد اصل ڈپلیکیٹڈ جینوں کے میوٹیٹڈ ہومولوگس کا اشتراک کرتی ہے تو ان جینوں کو پیرالاگ سمجھا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، ایل سی اے میں، ایک جین (جین اے) ایک علیحدہ اسی طرح کا جین (جین بی) بنانے کے لیے نقل ہو سکتا ہے، وہ دونوں جین آنے والی نسلوں میں منتقل ہوتے رہیں گے۔ قیاس آرائی کے دوران، ایک ماحول جین اے (جین اے 1) میں تغیر کی حمایت کرے گا، جس سے جین اے 1 اور بی کے ساتھ ایک نئی نوع پیدا ہوگی۔ پھر ایک علیحدہ قیاس آرائی کے واقعہ میں، ایک ماحول جین بی (جین بی 1) میں تغیر کی حمایت کرے گا جو جین اے اور بی 1 کے ساتھ ایک نئی نوع کو جنم دے گا۔ اولاد کے جین A1 اور B1 ایک دوسرے کے متوازی ہیں کیونکہ وہ ہم جنس پرست ہیں جو دونوں پرجاتیوں کے آخری مشترکہ آباؤ اجداد میں نقل کے واقعے کے ذریعے متعلق ہیں۔ پیرالاگس کی اضافی درجہ بندی میں ایلوپارالاگس (آؤٹ-پیرالاگس) اور سمپارالاگس (ان-پیرالاگس) شامل ہیں۔ ایلوپرالاگس پیرالاگس ہوتے ہیں جو جین کی نقلوں سے تیار ہوتے ہیں جو دیئے گئے سپیسیشن ایونٹ سے پہلے ہوتے ہیں۔ دوسرے لفظوں میں، ایلوپرالاگس وہ پیرالاگس ہیں جو موازنہ کیے جانے والے حیاتیات کے ایل سی اے میں ہونے والے نقل کے واقعات سے تیار ہوئے ہیں۔ مندرجہ بالا مثال ایلوپراولوجی کی ایک مثال ہے۔ سمپرالاگس وہ پیرالاگس ہیں جو بعد میں قیاس آرائی کے واقعات میں پیرالاگس جینوں کی جین نقل سے تیار ہوئے۔ مندرجہ بالا مثال سے، اگر A1 اور B جینوں کے ساتھ اولاد ایک اور سپیسیشن ایونٹ سے گزرتی ہے جہاں جین A1 کی نقل ہوتی ہے، تو نئی نوع میں جین B، A1a، اور A1b ہوتے ہیں۔ اس مثال میں، A1a اور A1b جین ہم آہنگ ہیں۔ متوازی جین پورے جینوم کی ساخت کی تشکیل کر سکتے ہیں اور اس طرح جینوم ارتقاء کی بڑی حد تک وضاحت کر سکتے ہیں۔ مثالوں میں جانوروں میں ہومیو باکس (ہاکس) جین شامل ہیں۔ یہ جین نہ صرف کروموسوم کے اندر جین کی نقل سے گزرے بلکہ پورے جینوم کی نقل سے بھی گزرے۔ نتیجے کے طور پر، زیادہ تر ریڑھ کی ہڈی والے جانوروں میں ہاکس جین متعدد کروموسوم میں جمع ہوتے ہیں جن میں ہاکس اے-ڈی کلسٹرز کا بہترین مطالعہ کیا جاتا ہے۔ ایک اور مثال گلوبین جین ہیں جو مایوگلوبن اور ہیموگلوبن کو انکوڈ کرتے ہیں اور انہیں قدیم پیرالاگ سمجھا جاتا ہے۔ اسی طرح ہیموگلوبن کی چار معروف کلاسیں (ہیموگلوبن اے، ہیموگلوبن اے 2، ہیموگلوبن بی، اور ہیموگلوبن ایف) ایک دوسرے کے متوازی ہیں۔ اگرچہ ان میں سے ہر ایک پروٹین آکسیجن کی نقل و حمل کے ایک ہی بنیادی کام کو انجام دیتا ہے، لیکن وہ پہلے ہی کام میں قدرے مختلف ہو چکے ہیں: جنین ہیموگلوبن (ہیموگلوبن ایف) کا آکسیجن کے لیے بالغ ہیموگلوبن سے زیادہ لگاؤ ہے۔ تاہم فنکشن ہمیشہ محفوظ نہیں ہوتا ہے۔ انسانی انجیوجینن مثال کے طور پر ربن نیوکلیز سے الگ ہو گیا، اور جب کہ دونوں پیرالاگس ترتیری ساخت میں ایک جیسے رہتے ہیں، سیل کے اندر ان کے افعال اب بالکل مختلف ہیں۔ اکثر اس بات پر زور دیا جاتا ہے کہ آرتھولوج اسی طرح کے انحراف کے پیرالاگ سے زیادہ فعال طور پر ملتے جلتے ہیں، لیکن کئی مقالے اس تصور کو چیلنج کرتے ہیں۔ ریگولیشن پیرالاگ اکثر مختلف طریقے سے ریگولیٹ کیے جاتے ہیں، مثال کے طور پر۔ مختلف ٹشو مخصوص اظہار کے نمونوں کی وجہ سے (ہاکس جین دیکھیں)۔ تاہم، انہیں پروٹین کی سطح پر بھی مختلف طریقے سے منظم کیا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، بیسیلس سبٹیلس گلوٹامیٹ ڈی ہائیڈروجنیز کے دو پیرالوگوں کو انکوڈ کرتا ہے: گڈ بی کو آئینی طور پر نقل کیا جاتا ہے جبکہ آر او سی جی کو سختی سے منظم کیا جاتا ہے۔ ان کی فعال، اولیگومیرک حالتوں میں، دونوں انزائم ایک جیسے انزیمیٹک ریٹ دکھاتے ہیں۔ تاہم، انزائموں اور پروموٹروں کے تبادلے سے فٹنس کو شدید نقصان پہنچتا ہے، اس طرح پروموٹر انزائم کے ارتقاء کی نشاندہی ہوتی ہے۔ پروٹین کی خصوصیت سے پتہ چلتا ہے کہ، آر او سی جی کے مقابلے میں، گڈ بی کی انزیمیٹک سرگرمی گلوٹامیٹ اور پی ایچ پر بہت زیادہ منحصر ہے۔ متوازی کروموسومل علاقے بعض اوقات، کروموسوم کے بڑے علاقے اسی جینوم کے اندر دوسرے کروموسومل علاقوں کی طرح جین کا مواد بانٹتے ہیں۔ وہ انسانی جینوم میں اچھی طرح سے نمایاں ہیں، جہاں انہیں 2R مفروضے کی حمایت کرنے کے لیے ثبوت کے طور پر استعمال کیا گیا ہے۔ مختلف کروموسوم پر متعلقہ جینوں کے ساتھ ڈپلیکیٹڈ، ٹرپلیکیٹڈ اور کواڈروپلیکیٹڈ جینز کے سیٹ، جینوم یا کروموسومل ڈپلیکیشنز کی باقیات ہونے کا اندازہ لگایا جاتا ہے۔ متوازی خطوں کے ایک مجموعے کو مل کر پیرالگون کہا جاتا ہے۔ متوازی علاقوں کے اچھی طرح سے مطالعہ شدہ سیٹوں میں انسانی کروموسوم 2، 7، 12 اور 17 کے علاقے شامل ہیں جن میں ہاکس جین کلسٹرز، کولیجن جینز، کیریٹن جینز اور دیگر ڈپلیکیٹڈ جینز، انسانی کروموسوم 4، 5، 8 اور 10 کے علاقے جن میں نیوروپپٹائڈ ریسیپٹر جینز، این کے کلاس ہومیو باکس جینز اور بہت سے جین خاندان، اور انسانی کروموسوم 13، 4، 5 اور X کے کچھ حصے جن میں پیرا ہاکس جینز اور ان کے پڑوسی شامل ہیں۔ انسانی کروموسوم 6 پر میجر ہسٹوکومپٹیبلٹی کمپلیکس (ایم ایچ سی) میں کروموسوم 1، 9 اور 19 پر متوازی علاقے ہوتے ہیں۔ ایسا لگتا ہے کہ انسانی جینوم کا زیادہ تر حصہ متوازی علاقوں کے لیے تفویض ہے۔ اوہنولوجی اوہنولوگس جین متوازی جین ہیں جو 2R پورے جینوم کی نقل کے عمل سے پیدا ہوئے ہیں۔ یہ نام سب سے پہلے سوسومو اوہنو کے اعزاز میں کین وولف نے دیا تھا۔ اوہنولوگس ارتقائی تجزیے کے لیے مفید ہیں کیونکہ جینوم میں موجود تمام اوہنولوگس ایک ہی وقت کے لیے مختلف ہوتے رہے ہیں (چونکہ ان کی مشترکہ ابتدا پورے جینوم کی نقل میں ہوتی ہے)۔ اوہنولوگس کو کینسر، غالب جینیاتی عوارض، اور پیتھوجینک کاپی نمبر کی مختلف حالتوں کے ساتھ زیادہ تعلق ظاہر کرنے کے لیے بھی جانا جاتا ہے۔ زینولوجی ہومیولوگس جو دو حیاتیات کے درمیان افقی جین کی منتقلی کے نتیجے میں ہوتے ہیں انہیں زینولوگس کہا جاتا ہے۔ زینولوگس کے مختلف افعال ہو سکتے ہیں اگر افقی طور پر حرکت کرنے والے جین کے لیے نیا ماحول بہت مختلف ہو۔ عام طور پر، اگرچہ، زینولوگس عام طور پر دونوں حیاتیات میں ایک جیسے کام کرتے ہیں۔ یہ اصطلاح والٹر فچ نے تیار کی تھی۔ ہومیولوجی ہومیولوگس (ہومیولوگس بھی ہجے کیا جاتا ہے) کروموسوم یا کروموسوم کے کچھ حصے وہ ہوتے ہیں جو ایک ہائبرڈ جینوم بنانے کے لیے بین انواع ہائبرڈائزیشن اور ایلوپولیپلائڈائزیشن کے بعد اکٹھے کیے جاتے ہیں، اور جن کا تعلق ایک آبائی نوع میں مکمل طور پر ہم جنس پرست تھا۔ ایلوپولیپلایڈز میں، ہر والدین کے ذیلی جینوم کے اندر ہومولوگس کروموسوم کو مییوسس کے دوران وفاداری سے جوڑنا چاہیے، جس سے ڈسومک وراثت کا باعث بنتا ہے۔ تاہم کچھ ایلوپولیپلایڈز میں، والدین کے جینوم کے ہومیولوگس کروموسوم تقریبا ایک دوسرے سے ملتے جلتے ہو سکتے ہیں جیسے کہ ہومولوگس کروموسوم، جس کی وجہ سے ٹیٹراسومک وراثت (مییوسس میں چار کروموسوم کی جوڑی)، انٹرجینومک ریکومبینیشن، اور زرخیزی میں کمی واقع ہوتی ہے۔ گیمیٹولوجی غیر ملاوٹ، مخالف جنس کے کروموسوم پر ہم جنس پرست جینوں کے درمیان تعلقات کی نشاندہی کرتی ہے۔ یہ اصطلاح گارسیا مورینو اور مینڈیل نے تیار کی تھی۔ 2000. گیمیٹولوج جینیاتی جنس کے تعین کی ابتدا اور جنسی کروموسوم کے درمیان دوبارہ ملاپ میں رکاوٹوں کے نتیجے میں ہوتے ہیں۔ گیمیٹولوج کی مثالوں میں پرندوں میں سی ایچ ڈی ڈبلیو اور سی ایچ ڈی زیڈ شامل ہیں۔ مزید دیکھیں ڈیپ ہومیولوجی ایگ این او جی (ڈیٹا بیس) آرتھو ڈی بی آرتھولوگس میٹرکس (او ایم اے) فیور پروٹین فیملی پروٹین سپر فیملی ٹری فیم سنٹیلوگ حوالہ جات ارتقاء حیاتیات فائیلوجینیٹکس ارتقاء حیاتیات