Bacterial DNA binding protein
سالماتی حیاتیات میں، بیکٹیریل ڈی این اے بائنڈنگ پروٹین چھوٹے، عام طور پر تقریبا 90 باقیات کے بنیادی پروٹین کا ایک خاندان ہے جو ڈی این اے کو باندھتے ہیں اور انہیں ہسٹون نما پروٹین کے نام سے جانا جاتا ہے۔ چونکہ بیکٹیریل بائنڈنگ پروٹین کے افعال میں تنوع ہوتا ہے، اس لیے ان سب کے لیے ایک مشترکہ فنکشن تیار کرنا مشکل رہا ہے۔ انہیں عام طور پر ہسٹون کی طرح کہا جاتا ہے اور ان میں یوکیریوٹک ہسٹون پروٹین کے ساتھ بہت سی مماثل خصوصیات ہوتی ہیں۔ یوکرائیوٹک ہسٹون ڈی این اے کو پیک کرتے ہیں تاکہ اسے نیوکلئس میں فٹ ہونے میں مدد ملے، اور وہ فطرت میں سب سے زیادہ محفوظ پروٹین کے طور پر جانے جاتے ہیں۔ مثالوں میں ایسچریچیا کولی میں ایچ یو پروٹین شامل ہے، جو قریب سے متعلق الفا اور بیٹا زنجیروں کا ایک ڈائمر ہے اور دوسرے بیکٹیریا میں ایک جیسی زنجیروں کا ڈائمر ہو سکتا ہے۔ ایچ یو قسم کے پروٹین مختلف قسم کے بیکٹیریا (بشمول سائانو بیکٹیریا) اور آرکیا میں پائے گئے ہیں، اور کچھ طحالب کے کلوروپلاسٹ جینوم میں بھی انکوڈ کیے گئے ہیں۔ انٹیگریشن میزبان عنصر (آئی ایچ ایف)، قریب سے متعلق زنجیروں کا ایک ڈائمر جو جینیاتی ریکومبینیشن کے ساتھ ساتھ ٹرانسلیشنل اور ٹرانسکرپشنل کنٹرول میں کام کرنے کے لیے تجویز کیا جاتا ہے، انٹروبیکٹیریا اور وائرل پروٹین بشمول افریقی سوائن بخار وائرس پروٹین اے 104 آر (یا ایل ایم ڈبلیو 5-اے آر) میں پایا جاتا ہے۔ یہ خاندان یوکرائٹس کے ایک گروپ میں بھی پایا جاتا ہے جسے ڈائنوفلیجلیٹس کہا جاتا ہے۔ یہ ڈاینوفلیجیلیٹ ہسٹون جیسے پروٹین کچھ ڈاینوفلیجیلیٹس میں ہسٹون کی جگہ لے لیتے ہیں اور ڈی این اے کو مائع کرسٹل لائن حالت میں پیک کرتے ہیں۔ ہسٹون جیسے پروٹین بہت سے یوبیکٹیریا، سائانوبیکٹیریا اور آرکیبیکٹیریا میں موجود ہوتے ہیں۔ یہ پروٹین ڈی این اے پر منحصر تمام افعال میں حصہ لیتے ہیں۔ ان عملوں میں، بیکٹیریل ڈی این اے بائنڈنگ پروٹین کا ایک آرکیٹیکچرل کردار ہوتا ہے، جو ٹرانسکرپشن، ریکومبینیشن، ریپلیکیشن، یا کسی دوسرے ڈی این اے پر منحصر عمل کے طور پر ساختی سالمیت کو برقرار رکھتا ہے۔ یوکرائیوٹک ہسٹون سب سے پہلے 0.4M NaCl میں تجربات کے ذریعے دریافت کیے گئے تھے۔ نمک کے ان اعلی ارتکاز میں، یوکرائیوٹک ہسٹون پروٹین کو ڈی این اے کے محلول سے خارج کیا جاتا ہے جس میں سنگل اسٹرینڈڈ ڈی این اے سیلولوز سے ہم آہنگی سے جڑا ہوتا ہے۔ ایلیوشن کے بعد، پروٹین آسانی سے ڈی این اے کو باندھ دیتا ہے، جو ڈی این اے کے لیے پروٹین کی اعلی وابستگی کی نشاندہی کرتا ہے۔ ہسٹون جیسے پروٹین بیکٹیریا میں موجود ہونے کے بارے میں اس وقت تک نامعلوم تھے جب تک کہ یوکرائیوٹک ہسٹونز اور ایچ یو پروٹین کے درمیان مماثلت نوٹ نہیں کی گئی، خاص طور پر دونوں پروٹینوں کی کثرت، بنیادی اور چھوٹے سائز کی وجہ سے۔ مزید تفتیش کے بعد، یہ دریافت کیا گیا کہ ایچ یو کی امینو ایسڈ کی ساخت یوکرائیوٹک ہسٹون سے ملتی جلتی ہے، اس طرح بیکٹیریل ڈی این اے بائنڈنگ پروٹین کے عین مطابق کام اور بیکٹیریا میں دیگر متعلقہ پروٹین کی دریافتوں میں مزید تحقیق کا اشارہ ملتا ہے۔ ڈی این اے نقل میں کردار تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ ڈی این اے نقل کے دوران بیکٹیریل ڈی این اے بائنڈنگ پروٹین کا اہم کردار ہوتا ہے۔ پروٹین پسماندہ اسٹرینڈ کو مستحکم کرنے کے ساتھ ساتھ ڈی این اے پولیمریز III کے ساتھ تعامل میں بھی شامل ہوتا ہے۔ ایسچریچیا کولی خلیوں میں ڈی این اے کی نقل کے دوران سنگل اسٹرینڈڈ ڈی این اے بائنڈنگ (ایس ایس بی) پروٹین کے کردار کا مطالعہ کیا گیا ہے، خاص طور پر نمک کے مختلف ارتکاز کے ماحول میں ایس ایس بی اور ڈی این اے پولیمرس III کے χ ذیلی یونٹ کے درمیان تعاملات۔ لیجنگ اسٹرینڈ سائٹ پر ڈی این اے کی نقل میں، ڈی این اے پولیمریز III ڈی این اے بائنڈنگ پروٹین سے انفرادی طور پر نیوکلیوٹائڈز کو ہٹاتا ہے۔ ایک غیر مستحکم ایس ایس بی/ڈی این اے نظام کے نتیجے میں ایس ایس بی تیزی سے منتشر ہو جائے گا، جو ڈی این اے کی نقل کو روکتا ہے۔ تحقیق سے پتہ چلا ہے کہ ایس ایس ڈی این اے ایس ایس بی اور ای کولی میں ڈی این اے پولیمریز III کی χ ذیلی اکائی کے تعامل سے مستحکم ہوتا ہے، اس طرح صحیح تشکیل کو برقرار رکھتے ہوئے نقل کی تیاری ہوتی ہے جو ایس ایس ڈی این اے سے انزائموں کے پابند تعلق کو بڑھاتا ہے۔ مزید برآں، ریپلیکیشن فورک پر ایس ایس بی کا ڈی این اے پولیمریز III سے پابند ہونا ایس ایس بی کی علیحدگی کو روکتا ہے، جس کے نتیجے میں ڈی این اے پولیمریز III کی کارکردگی میں اضافہ ہوتا ہے تاکہ ایک نئے ڈی این اے اسٹرینڈ کی ترکیب کی جا سکے۔ مثال H-NS ابتدائی طور پر، بیکٹیریل ڈی این اے بائنڈنگ پروٹینز کے بارے میں سوچا گیا تھا کہ وہ بیکٹیریل ڈی این اے کو مستحکم کرنے میں مدد کرتے ہیں۔ فی الحال، بیکٹیریا ڈی این اے بائنڈنگ پروٹین کے بہت سے اور افعال دریافت کیے گئے ہیں، جن میں ہسٹون جیسے نیوکلیوئڈ ساخت پروٹین، ایچ-این ایس کے ذریعے جین کے اظہار کا ضابطہ شامل ہے۔ ایچ-این ایس تقریبا 15.6 کے ڈی اے ہے اور بعض جینوں کو دبانے اور فعال کرکے بیکٹیریا میں بیکٹیریل ٹرانسکرپشن کے ضابطے میں مدد کرتا ہے۔ ایچ-این ایس ایک اندرونی منحنی شکل کے ساتھ ڈی این اے سے جڑا رہتا ہے۔ ای کولی میں، ایچ-این ایس ایک پی 1 پروموٹر سے جڑا ہوتا ہے جو مستحکم اور سست نمو کے ادوار کے دوران آر آر این اے کی پیداوار کو کم کرتا ہے۔ آر این اے پولیمریز اور ایچ-این ایس ڈی این اے بائنڈنگ پروٹین میں اوور لیپنگ بائنڈنگ سائٹس ہیں۔ یہ خیال کیا جاتا ہے کہ ایچ-این ایس ٹرانسکرپشن انیشی ایشن سائٹ پر کام کرکے آر آر این اے کی پیداوار کو منظم کرتا ہے۔ یہ پایا گیا ہے کہ ایچ-این ایس اور آر این اے پولیمریز دونوں پی 1 پروموٹر سے جڑے ہوتے ہیں اور ایک کمپلیکس بناتے ہیں۔ جب ایچ-این ایس آر این اے پولیمیرس کے ساتھ پروموٹر خطے میں جڑا ہوتا ہے، تو ڈی این اے میں ساختی اختلافات ہوتے ہیں جو قابل رسائی ہوتے ہیں۔ یہ بھی پایا گیا ہے کہ ایچ-این ایس ایم آر این اے کے پابند ہونے اور اس کے انحطاط کا سبب بن کر بھی ترجمہ کو متاثر کر سکتا ہے۔ ایچ یو ایچ یو ایک چھوٹا (10 کے ڈی اے) بیکٹیریل ڈی این اے بائنڈنگ پروٹین ہے، جو ساختی طور پر یوکرائیوٹک ہسٹون سے مختلف ہے لیکن فعال طور پر ٹوپو آئسومیرس کی مدد سے سرکلر ڈی این اے میں منفی سپر کوائلنگ کو شامل کرکے ہسٹون کی طرح کام کرتا ہے۔ پروٹین کو ڈی این اے کی نقل، دوبارہ ملاپ اور مرمت میں شامل کیا گیا ہے۔ ایک α-ہیلکل ہائیڈروفوبک کور اور دو مثبت طور پر چارج شدہ β-ربن بازوؤں کے ساتھ، ایچ یو غیر خاص طور پر ڈی ایس ڈی این اے سے کم وابستگی کے ساتھ باندھتا ہے لیکن تبدیل شدہ ڈی این اے سے باندھتا ہے-جیسے جنکشن، نک، گیپ، کانٹے، اور اوور ہینگ-اعلی وابستگی کے ساتھ۔ بازو کم وابستگی والی حالتوں میں ڈی این اے کی معمولی نالی سے جڑے ہوتے ہیں۔ اعلی وابستگی والی حالتوں میں، α-ہیلکل کور کا ایک جزو ڈی این اے کے ساتھ بھی تعامل کرتا ہے۔ تاہم، اس پروٹین کا کام صرف ڈی این اے تک محدود نہیں ہے۔ ایچ یو آر این اے اور ڈی این اے-آر این اے ہائبرڈ سے بھی جڑا ہوا ہے جس میں سپر کوائلڈ ڈی این اے کی طرح ہی وابستگی ہے۔ حالیہ تحقیق سے پتہ چلا ہے کہ ایچ یو آر پی او ایس کے ایم آر این اے کے ساتھ اعلی خاصیت کے ساتھ جڑا ہوا ہے، جو آر این اے پولیمریز کے اسٹریس سگما فیکٹر کے لیے ایک نقل ہے، اور پروٹین کے ترجمہ کو متحرک کرتا ہے۔ اس آر این اے فنکشن کے علاوہ، یہ بھی دکھایا گیا کہ ایچ یو ڈی ایس آر اے کو باندھتا ہے، جو ایک چھوٹا غیر کوڈنگ آر این اے ہے جو ایچ-این ایس کو دبانے کے ذریعے نقل کو منظم کرتا ہے اور آر پی او ایس کے بڑھتے ہوئے اظہار کے ذریعے ترجمہ کو متحرک کرتا ہے۔ ان تعاملات سے پتہ چلتا ہے کہ بیکٹیریل خلیوں میں نقل اور ترجمہ پر ایچ یو کے متعدد اثرات ہیں۔ آئی ایچ ایف انٹیگریشن میزبان عنصر، آئی ایچ ایف، نیوکلیوئڈ سے وابستہ پروٹین نہیں ہے جو صرف گرام منفی بیکٹیریا میں پایا جاتا ہے۔ یہ ایک 20 کے ڈی اے ہیٹروڈائمر ہے، جو α اور β ذیلی اکائیوں پر مشتمل ہے جو ترتیب 5 '-واٹکان این ٹی ٹی آر-3' سے جڑا ہوا ہے اور ڈی این اے کو تقریبا 160 ڈگری موڑتا ہے۔ آئی ایچ ایف کے β بازوؤں میں پرولین کے باقیات ہوتے ہیں جو ڈی این اے کنکس کو مستحکم کرنے میں مدد کرتے ہیں۔ یہ کنکس کمپیکٹ ڈی این اے میں مدد کر سکتے ہیں اور سپر کوائلنگ کی اجازت دے سکتے ہیں۔ ڈی این اے کے پابند ہونے کا طریقہ ماحولیاتی عوامل پر منحصر ہے، جیسے کہ موجود آئنوں کا ارتکاز۔ کے سی ایل کے زیادہ ارتکاز کے ساتھ، کمزور ڈی این اے موڑ ہوتا ہے۔ یہ پایا گیا ہے کہ تیز ڈی این اے موڑ اس وقت ہوتا ہے جب کے سی ایل کا ارتکاز 100 ایم ایم سے کم ہوتا ہے، اور آئی ایچ ایف مرتکز نہیں ہوتا ہے۔ آئی ایچ ایف کو λ فیج کو E.coli میں دوبارہ جوڑنے کے لیے ایک ضروری شریک عنصر کے طور پر دریافت کیا گیا تھا۔ 2016 میں یہ دریافت کیا گیا کہ آئی ایچ ایف سی آر آئی ایس پی آر ٹائپ I اور ٹائپ II سسٹمز میں بھی کلیدی کردار ادا کرتا ہے۔ کاس 1-کاس 2 کمپلیکس کو نئے سپیسرز کو سی آر آئی ایس پی آر ترتیب میں ضم کرنے کی اجازت دینے میں اس کا اہم کردار ہے۔ خیال کیا جاتا ہے کہ آئی ایچ ایف کے ذریعے ڈی این اے کے موڑنے سے ڈی این اے کے بڑے اور چھوٹے نالوں میں فاصلہ بدل جاتا ہے، جس سے کاس 1-کاس 2 کمپلیکس کو ڈی این اے کے اڈوں سے رابطہ کرنے کا موقع ملتا ہے۔ یہ سی آر آئی ایس پی آر سسٹم میں ایک کلیدی فنکشن ہے کیونکہ یہ اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ لیڈر سیکوینس کے ساتھ سی آر آئی ایس پی آر سیکوینس کے آغاز میں ہمیشہ نئے سپیسرز کا علاقہ شامل کیا جائے۔ آئی ایچ ایف کے ذریعے انضمام کی یہ ہدایت اس بات کو یقینی بناتی ہے کہ سپیسرز کو تاریخی طور پر شامل کیا جائے، جس سے حالیہ وائرل انفیکشن کے خلاف بہتر تحفظ حاصل ہوتا ہے۔ موازنہ {| کلاس = "ویکیٹیبل" | + ٹیبل 1۔ کچھ ڈی این اے بائنڈنگ پروٹین کا موازنہ۔-! ڈی این اے بائنڈنگ پروٹین! سائز! ساخت! بائنڈنگ سائٹ! اثر۔-|H-NS |15.6 kDa |exists ڈائمرز میں آر این اے پولیمریز کو پروموٹر |binds سے موڑنے والے ڈی این اے کے پابند ہونے سے جسمانی طور پر روکنے کے لیے، E میں P1 پروموٹر سے منسلک ہوتا ہے۔ کولی |regulation جین کے اظہار کا۔-|H U |10 kDa |α-ہیلکل کور اور دو مثبت طور پر چارج شدہ β-ربن بازو |binds غیر خاص طور پر dsDNA سے منسلک، DsrA سے منسلک ہوتا ہے، جو ایک چھوٹا غیر کوڈنگ RNA ہے جو ٹرانسکرپشن <ID کو منظم کرتا ہے۔ محققین ان پروٹینوں کو متاثر کرنے والے دیگر راستوں کی تحقیقات کر رہے ہیں۔ ڈی این اے بائنڈنگ پروٹین ایچ-این ایس کروموسوم کی تنظیم اور جین کے ضابطے میں کردار ادا کرنے کے لیے جانا جاتا ہے ؛ تاہم، حالیہ مطالعات نے بھی بالواسطہ طور پر فلیجیلا افعال کو منظم کرنے میں ان کے کردار کی تصدیق کی ہے۔ حرکت پذیری کے کچھ ریگولیٹری روابط جو ایچ-این ایس پر اثر انداز ہوتے ہیں ان میں میسنجر انو سائیکلک ڈی-جی ایم پی، بائیو فلم ریگولیٹری پروٹین سی ایس جی ڈی، اور سگما عوامل، σ (S) اور σ (F) شامل ہیں۔ مزید مطالعات کا مقصد ان طریقوں کو نمایاں کرنا ہے جن سے یہ نیوکلیوئڈ کو منظم کرنے والا پروٹین دوسرے ریگولیٹری راستوں کے ذریعے خلیے کی حرکت کو متاثر کرتا ہے۔ دیگر محققین نے سالمنیلا اینٹریکا سیروور ٹائیفیموریم کی تحقیق کے لیے بیکٹیریل ڈی این اے بائنڈنگ پروٹین کا استعمال کیا ہے، جس میں ٹی 6 ایس ایس جین میکروفیج انفیکشن سے متحرک ہوتے ہیں۔ جب ایس۔ ٹائیفی موریم متاثر ہوتا ہے، تو ان کی کارکردگی کو T6SS H-NS خاموش کرنے کے ساتھ احساس اور قتل کے طریقہ کار کے ذریعے بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ اسیسز بنائے جاتے ہیں جو رپورٹر فیوژن، الیکٹروفوریٹک موبلٹی شفٹ اسیسز، ڈی این ایز فٹ پرنٹنگ، اور فلوروسینس مائکروسکوپی کو یکجا کرتے ہیں تاکہ ہسٹون جیسے نیوکلائڈ ڈھانچے والے ایچ-این ایس پروٹین کے ذریعے ٹی 6 ایس ایس جین کلسٹر کو خاموش کیا جا سکے۔ یہ بھی دیکھیں کہ ڈی این اے بائنڈنگ ڈومین ڈی این اے بائنڈنگ پروٹین ڈی این اے بائنڈنگ پروٹین بھوکے خلیوں سے ٹرانسکرپشن فیکٹر حوالہ جات پروٹین ڈومینز ڈی این اے بائنڈنگ پروٹین