Heteroplasmy
ہیٹروپلاسمی کسی خلیے یا فرد کے اندر ایک سے زیادہ قسم کے آرگنیلر جینوم (مائٹوکونڈریل ڈی این اے یا پلاسٹڈ ڈی این اے) کی موجودگی ہے۔ یہ مائٹوکونڈریل بیماریوں کی شدت پر غور کرنے میں ایک اہم عنصر ہے۔ چونکہ زیادہ تر یوکرائیوٹک خلیوں میں مائٹوکونڈریل ڈی این اے کی سینکڑوں کاپیوں کے ساتھ سینکڑوں مائٹوکونڈریا ہوتے ہیں، اس لیے تغیرات کا صرف کچھ مائٹوکونڈریا کو متاثر کرنا عام بات ہے، جس سے زیادہ تر غیر متاثر ہوتے ہیں۔ اگرچہ نقصان دہ منظرناموں کا اچھی طرح سے مطالعہ کیا گیا ہے، لیکن ہیٹروپلازمی بھی فائدہ مند ثابت ہو سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، صد سالہ افراد ہیٹروپلازمی کی اوسط ڈگری سے زیادہ ظاہر کرتے ہیں۔ پیدائش کے وقت، مائٹوکونڈریل ڈی این اے کی تمام کاپیاں زیادہ تر انسانوں میں ایک جیسی سمجھی جاتی ہیں۔ مائکروہیٹروپلاسمی تقریبا 2-5 ٪ مائٹوکونڈریل جینومز کی تغیرات ہے، اور یہ زیادہ تر بالغوں میں موجود ہے۔ اس سے مراد ایک جاندار میں سینکڑوں آزاد تغیرات ہیں، جن میں سے ہر تغیر تمام مائٹوکونڈریل جینومز کے تقریبا 1-2% میں پایا جاتا ہے۔ بہت کم سطح کا ہیٹروپلاسمک تغیر بنیادی طور پر تمام افراد میں موجود ہوتا ہے، یہاں تک کہ وہ لوگ جو صحت مند ہیں، اور یہ ممکنہ طور پر وراثت اور سومٹک سنگل بیس متبادل دونوں کی وجہ سے ہوتا ہے۔ ہیٹروپلاسمی کی اقسام ہیٹروپلاسمی ہونے کے لیے آرگنیلز میں ایک جینوم اور اس کے نتیجے میں ایک جینوٹائپ ہونا ضروری ہے۔ جانوروں میں، مائٹوکونڈریا واحد آرگنیلز ہیں جن میں ان کے اپنے جینوم ہوتے ہیں، لہذا ان حیاتیات میں صرف مائٹوکونڈریل ہیٹروپلاسمی ہوگا۔ اس کے برعکس، فوٹو سنتھیٹک پودوں میں مائٹوکونڈریا اور کلوروپلاسٹ ہوتے ہیں، جن میں سے ہر ایک میں پلاسٹڈ جینوم ہوتے ہیں۔ لہذا، پلانٹ ہیٹروپلازمی دو جہتوں میں ہوتا ہے۔ مائکروہیٹروپلازمی مائٹوکونڈریل جینوم کے تقریبا 2-5 ٪ تک کی تغیرات کی سطح کی موجودگی ہے۔ انسانی مائٹوکونڈریل ڈی این اے میں، مائکروہیٹروپلاسمی ایک جاندار میں سینکڑوں آزاد تغیرات کی تشکیل کرتا ہے، جس میں ہر تغیر عام طور پر تمام مائٹوکونڈریل جینومز کے 1-2% میں پایا جاتا ہے۔ مائیکرو ہیٹروپلاسمی اور زیادہ مجموعی ہیٹروپلاسمی کا فرق تکنیکی تحفظات سے طے ہوتا ہے-پی سی آر کے استعمال سے مائٹوکونڈریل ڈی این اے کی کلاسیکی ڈی این اے ترتیب صرف 10 فیصد یا اس سے زیادہ کی سطح پر تغیرات کا پتہ لگانے کی صلاحیت رکھتی ہے، جس کے نتیجے میں نچلی سطح پر تغیرات کا کبھی بھی منظم طریقے سے مشاہدہ نہیں کیا گیا تھا جب تک کہ لن اور دیگر کا کام نہیں ہوا۔ جیسا کہ یہ لن کی کلوننگ اور ترتیب کی حکمت عملی کے استعمال کے بعد ظاہر ہوا، جو 1 فیصد یا اس سے کم کی سطح پر تغیرات کا پتہ لگانے کی صلاحیت رکھتی ہے، اس طرح کی نچلی سطح کی ہیٹرو پلازمی، یا مائیکرو ہیٹرو پلازمی، انتہائی عام ہے، اور درحقیقت آج تک پائے جانے والے انسانی ڈی این اے کو تغیراتی نقصان کی سب سے عام شکل ہے۔ عمر رسیدہ بالغوں میں، مائٹوکونڈریل ڈی این اے کی ہر نقل میں اوسطا 3.3 تغیرات ہوتے ہیں جو پروٹین کی ساخت کو تبدیل کرتے ہیں۔ یہ پچھلے تخمینوں سے تین سے زیادہ شدت کے لحاظ سے زیادہ ہے۔ مائیکرو ہیٹروپلاسمی کی دریافت عمر بڑھنے کے مائٹوکونڈریل نظریہ کی حمایت کرتی ہے، اور پہلے ہی پارکنسنز کی بیماری کی وجہ سے منسلک ہے۔ آرگنیل وراثت کے نمونے 1909 میں، کلوروپلاسٹ جینومز کا مطالعہ کرتے ہوئے، ایرون باؤر نے آرگنیل وراثت کے نمونوں کے بارے میں پہلا مشاہدہ کیا۔ آرگنیل جینوم وراثت نیوکلیئر جینوم سے مختلف ہے، اور اس کی مثال مینڈل کے قوانین کی چار خلاف ورزیوں سے ملتی ہے۔ غیر جنسی تولید کے دوران، خلیے کی تقسیم کے دوران جوہری جین کبھی الگ نہیں ہوتے۔ یہ اس بات کو یقینی بنانے کے لیے ہے کہ ہر بیٹی کے خلیے کو ہر جین کی ایک کاپی ملے۔ تاہم، ہیٹروپلاسمک خلیوں میں آرگنیل جین الگ ہو سکتے ہیں کیونکہ ان میں سے ہر ایک کے پاس ان کے جینوم کی کئی کاپیاں ہوتی ہیں۔ اس کے نتیجے میں آرگینیل جینوٹائپ کے مختلف تناسب والے بیٹی کے خلیات پیدا ہو سکتے ہیں۔ مینڈل کا کہنا ہے کہ نیوکلیئر ایلیلز ہمیشہ مییوسس کے دوران الگ ہوتے ہیں۔ تاہم، آرگنیل ایللیز ایسا کر سکتے ہیں یا نہیں بھی کر سکتے ہیں۔ نیوکلیئر جین دونوں والدین سے ایللیز کے امتزاج سے وراثت میں ملتے ہیں، جس سے وراثت دو والدین کی ہوتی ہے۔ اس کے برعکس، آرگنیل وراثت یک والدین ہے، جس کا مطلب ہے کہ تمام جین ایک والدین سے وراثت میں ملتے ہیں۔ نیوکلیئر ایلیلز کی طرح آرگنیل ایلیلز کے آزادانہ طور پر الگ ہونے کا بھی امکان نہیں ہے، کیونکہ پلاسٹڈ جین عام طور پر ایک ہی کروموسوم پر ہوتے ہیں اور دوبارہ ملاپ واحد والدین کی وراثت سے محدود ہوتا ہے۔ سبزیوں کی علیحدگی، سائٹوپلازم کی بے ترتیب تقسیم، آرگنیل وراثت کی ایک امتیازی خصوصیت ہے۔ خلیے کی تقسیم کے دوران، آرگنیلز کو مساوی طور پر تقسیم کیا جاتا ہے، جو ہر بیٹی کے خلیے کو پلازمیڈ جینوٹائپز کا بے ترتیب انتخاب فراہم کرتا ہے۔ یک والدین کی وراثت سے مراد یہ حقیقت ہے کہ، زیادہ تر حیاتیات میں، بہت سی اولادوں کو صرف ایک والدین سے آرگنیل جین وراثت میں ملتے ہیں۔ تاہم، یہ ایک عام قانون نہیں ہے۔ بہت سے جاندار جو زچگی اور پدرانہ جنسوں میں فرق کرنے کی صلاحیت رکھتے ہیں وہ زچگی، پدرانہ اور دو والدین والے مائٹوکونڈریل ڈی این اے کے مرکب سے اولاد پیدا کریں گے۔ مائٹوکونڈریل رکاوٹ اکائیوں سے جو یک والدین کی وراثت سے گزر رہے ہیں اور بہت کم یا بغیر کسی ریکومبینیشن کے ساتھ مولر کے ریچیٹ کے تابع ہونے کی توقع کی جا سکتی ہے، جو فعالیت ختم ہونے تک نقصان دہ تغیرات کا ناقابل تسخیر جمع ہوتا ہے۔ مائٹوکونڈریا کے جانوروں کی آبادی ایک ترقیاتی عمل کے ذریعے اس تعمیر سے بچتی ہے جسے ایم ٹی ڈی این اے رکاوٹ کہا جاتا ہے۔ جیسے جیسے کسی جاندار کی نشوونما ہوتی ہے، رکاوٹ خلیات میں اتپریورتن بوجھ میں خلیات سے خلیات کی تغیر پذیری میں اضافہ کرنے کے لیے اتپریورتن عمل کا استحصال کرتی ہے: اتپریورتن ایم ٹی ڈی این اے کے کچھ تناسب کے ساتھ ایک واحد انڈے کا خلیہ اس طرح ایک جنین پیدا کرتا ہے جہاں مختلف خلیات میں مختلف اتپریورتن بوجھ ہوتے ہیں۔ خلیوں کی سطح کا انتخاب پھر زیادہ متغیر ایم ٹی ڈی این اے والے ان خلیوں کو ہٹانے کا کام کر سکتا ہے، جس کی وجہ سے نسلوں کے درمیان متغیر بوجھ میں استحکام یا کمی واقع ہوتی ہے۔ خلیات کی تقسیم پر ایم ٹی ڈی این اے کی بے ترتیب تقسیم اور خلیات کے اندر ایم ٹی ڈی این اے مالیکیولز کے بے ترتیب کاروبار کے امتزاج کے لیے ثبوت فراہم کرنے والے حالیہ ریاضیاتی اور تجرباتی میٹاسٹوڈی کے ساتھ رکاوٹ کے بنیادی طریقہ کار پر بحث کی جاتی ہے۔ مائٹوکونڈریل رکاوٹ کا تصور کلاسیکی ارتقائی اصطلاح سے مراد ہے، جو کسی ایسے واقعے کی وضاحت کے لیے استعمال ہوتا ہے جو آبادی کو کم کرتا ہے اور اس کی وضاحت کرتا ہے۔ یہ بیان کرنے کے لیے تیار کیا گیا تھا کہ جنین میں مائٹوکونڈریل ڈی این اے اس کی ماں سے بالکل مختلف کیوں ہو سکتا ہے۔ جب ڈی این اے کی ایک بڑی آبادی کو ذیلی نمونہ بنایا جاتا ہے، تو ہر نمونے کی آبادی کو مائٹوکونڈریل جینوٹائپ کا قدرے مختلف تناسب ملے گا۔ نتیجتا، جب اعلی درجے کی نقل کے ساتھ جوڑا بنایا جاتا ہے، تو ایک نایاب یا تبدیل شدہ ایلیل متناسب طور پر غلبہ حاصل کرنا شروع کر سکتا ہے۔ نظریہ طور پر، یہ مجموعی طور پر مائٹوکونڈریل جینوٹائپ کی ایک نسل کی تبدیلی کو ممکن بناتا ہے۔ انتخاب اگرچہ اس کی اچھی طرح سے خصوصیت نہیں ہے، انتخاب ہیٹروپلاسمک خلیوں میں آرگنیل جینومز کے لیے ہو سکتا ہے۔ انٹرا سیلولر ("خلیوں کے اندر") کا انتخاب انفرادی خلیوں کے اندر ہوتا ہے۔ یہ مائٹوکونڈریل ڈی این اے میں بعض جینوٹائپز کی انتخابی علیحدگی سے مراد ہے جو پسندیدہ جینوٹائپ کو پھلنے پھولنے کی اجازت دیتا ہے۔ انٹر سیلولر ("خلیوں کے درمیان") انتخاب بڑے پیمانے پر ہوتا ہے، اور ان خلیوں کی ترجیحی نشوونما سے مراد ہے جن میں ایک مخصوص مائٹوکونڈریل جینوٹائپ کی زیادہ تعداد ہوتی ہے۔ خلیوں میں ملنے پر قدرتی طور پر پائے جانے والے، غیر پیتھولوجیکل ایم ٹی ڈی این اے کی اقسام کے درمیان انتخابی فرق ہو سکتے ہیں، اور ٹشو کی قسم، عمر اور جینیاتی فاصلے پر منحصر ہو سکتے ہیں۔ قدرتی طور پر پائے جانے والے ایم ٹی ڈی این اے کی اقسام کے درمیان انتخابی اختلافات جین تھراپی کے لیے چیلنجز پیدا کر سکتے ہیں۔ مائٹوکونڈریل ڈی این اے میں، طاقتور جرم لائن صاف کرنے کے انتخاب کے ساتھ ساتھ ایمبریوجینیسیس کے دوران انتخاب کو صاف کرنے کے ثبوت موجود ہیں۔ مزید برآں، مائٹوکونڈریل ڈی این اے میں تغیرات والی خواتین کی تولیدی صلاحیت میں خوراک پر منحصر کمی ہے۔ یہ نقصان دہ تغیرات کے ارتقائی تحفظ کو روکنے کے لیے ایک اور انتخابی طریقہ کار کو ظاہر کرتا ہے۔ کم ریکومبینیشن مختلف نسلوں کے آرگنیل جینوں کے لیے دوبارہ جوڑنا بہت کم ہوتا ہے۔ یہ جینوم عام طور پر یک طرفہ طور پر وراثت میں ملتے ہیں، جو دوبارہ ملاپ کا موقع فراہم نہیں کرتے ہیں۔ اگر وہ باہمی طور پر وراثت میں ملے ہیں، تو اس بات کا امکان نہیں ہے کہ والدین کے آرگنیلز فیوز ہوں گے، یعنی وہ جینوم کا اشتراک نہیں کریں گے۔ تاہم، یہ ممکن ہے کہ ایک ہی نسب سے تعلق رکھنے والے آرگنیل جین دوبارہ مل جائیں۔ انٹرا مالیکیولر اور انٹر مالیکیولر ریکومبینیشن کلوروپلاسٹ ڈی این اے میں الٹ اور دہرانے کا سبب بن سکتی ہے، اور مائٹوکونڈریل ڈی این اے میں ذیلی جینومک حلقے پیدا کر سکتی ہے۔ بیماری میں مائٹوکونڈریل تغیرات مائٹوکونڈریل ڈی این اے میں تغیرات عام طور پر سنگل نیوکلیوٹائڈ متبادل، سنگل بیس اندراج، یا حذف ہوتے ہیں۔ چونکہ ہر خلیے میں ہزاروں مائٹوکونڈریا ہوتے ہیں، اس لیے تقریبا تمام حیاتیات میں مائٹوکونڈریل متغیرات کی کم سطح ہوتی ہے، جس سے کچھ حد تک ہیٹروپلازمی ہوتی ہے۔ اگرچہ ایک واحد تغیراتی واقعہ اس کی نسل میں نایاب ہو سکتا ہے، بار بار مائٹوٹک علیحدگی اور کلونل توسیع اسے وقت کے ساتھ مائٹوکونڈریل ڈی این اے پول پر غلبہ حاصل کرنے کے قابل بنا سکتی ہے۔ جب ایسا ہوتا ہے، تو اسے حد تک پہنچنے کے طور پر جانا جاتا ہے، اور یہ عام طور پر جسمانی نتائج کا باعث بنتا ہے۔ شدید ہیٹروپلاسمک مائٹوکونڈریل عوارض کی علامات عام طور پر جوانی تک ظاہر نہیں ہوتی ہیں۔ خلیوں کی بہت سی تقسیم اور بہت زیادہ وقت درکار ہوتا ہے تاکہ کسی خلیے کو علامات پیدا کرنے کے لیے کافی تغیر پذیر مائٹوکونڈریا جمع ہو سکے۔ اس رجحان کی ایک مثال لیبر آپٹک ایروفی ہے۔ عام طور پر، اس حالت میں مبتلا افراد کو اس وقت تک بینائی کی مشکلات کا سامنا نہیں ہوتا جب تک کہ وہ بالغ نہ ہو جائیں۔ ایک اور مثال ایم ای آر آر ایف سنڈروم (یا ریوڑ دار سرخ ریشوں کے ساتھ مایوکلونک مرگی) ہے۔ میلس میں، ہیٹروپلاسمی بہن بھائیوں میں بیماری کی شدت میں تغیر کی وضاحت کرتا ہے۔ اسکریننگ پری امپلانٹیشن جینیٹک اسکریننگ (پی جی ایس) کا استعمال بچے کے مائٹوکونڈریل بیماری سے متاثر ہونے کے خطرے کی مقدار کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ زیادہ تر معاملات میں، تقریبا 18 ٪ یا اس سے کم کی پٹھوں کی تغیر کی سطح خطرے میں 95 ٪ کمی کا باعث بنتی ہے۔ قابل ذکر واقعات ایک دوسری صورت میں صحت مند فرد کی ایک قابل ذکر مثال جس کی ہیٹرو پلازمی اتفاقی طور پر دریافت ہوئی تھی وہ روس کا نکولس دوم ہے، جس کی ہیٹرو پلازمی (اور اس کے بھائی کی) نے روسی حکام کو اس کی باقیات کی صداقت پر قائل کرنے میں مدد کی۔ ہوموپلاسمی مائکروہیٹروپلاسمی مائٹوکونڈریل بیماریوں کے نوٹ اور حوالہ جات اتپریورتن جینیاتی نسب نامہ ڈی: Mitochondriopathie#Erbgang بھی دیکھیں۔