सजातीय पुनर्संयोजन कार्य, तंत्र और अनुप्रयोग

सजातीय पुनर्संयोजन यह एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें जीन के समान या समान वर्गों के बीच डीएनए अणुओं का आदान-प्रदान होता है। कोशिकाएं मुख्य रूप से आनुवंशिक सामग्री में टूटने की मरम्मत के लिए, आबादी में आनुवंशिक भिन्नता उत्पन्न करने के लिए घरेलू पुनर्संयोजन का उपयोग करती हैं.

सामान्य तौर पर, सजातीय पुनर्संयोजन का तात्पर्य है, आनुवंशिक सामग्री के समरूप क्षेत्रों के बीच भौतिक युग्मन, इसके बाद उन जंजीरों का टूटना, जो विनिमय से गुजरने वाले हैं, और अंत में संयुक्त नए डीएनए अणुओं का संघ.

डीएनए में ब्रेक को जल्द से जल्द और कुशलता से मरम्मत की जानी चाहिए। जब क्षति की मरम्मत नहीं की जाती है, तो परिणाम गंभीर और घातक भी हो सकते हैं। जीवाणुओं में, इन सामग्रियों को आनुवंशिक सामग्री में सुधारने के लिए समरूप पुनर्संयोजन का मुख्य कार्य है.

होमोलोगस पुनर्संयोजन को मुख्य तंत्रों में से एक माना जाता है जो जीनोम की स्थिरता की अनुमति देता है। यह जीवन के सभी क्षेत्रों में और यहां तक ​​कि वायरस में भी मौजूद है, इसलिए संभवतः यह एक महत्वपूर्ण तंत्र है जो जीवन के विकास में बहुत पहले दिखाई दिया.

सूची

• 1 ऐतिहासिक परिप्रेक्ष्य
• 2 सजातीय पुनर्संयोजन क्या है?
• सजातीय पुनर्संयोजन के 3 कार्य और परिणाम
  • 3.1 बैक्टीरिया में
• 4 तंत्र
  • ४.१ पर्यायवाची
  • 4.2 डी लूप का प्रशिक्षण
  • 4.3 हॉलिडे यूनियनों का गठन
  • 4.4 प्रोटीन शामिल
• 5 पुनर्संयोजन प्रक्रियाओं से जुड़ी असामान्यताएं
• 6 पुनर्संयोजन के अनुप्रयोग
• 7 अन्य प्रकार के पुनर्संयोजन
• 8 संदर्भ

ऐतिहासिक परिप्रेक्ष्य

ग्रेगर मेंडल द्वारा प्रस्तावित सबसे अधिक प्रासंगिक सिद्धांतों में से एक वर्णों के अलगाव में स्वतंत्रता है। इस कानून के अनुसार, विभिन्न जीन माता-पिता से बच्चों तक स्वतंत्र रूप से गुजरते हैं.

हालाँकि, 1900 में इस सिद्धांत के लिए बहुत ही अपवादों का अस्तित्व स्पष्ट था। अंग्रेजी आनुवंशिकीविद् बेट्सन और पुनेट ने प्रदर्शित किया कि कई बार कुछ पात्रों को एक साथ विरासत में मिला है, और इन विशेषताओं के लिए मेंडल द्वारा दिए गए सिद्धांत की कोई वैधता नहीं है.

बाद में जांच पुनर्संयोजन प्रक्रिया के अस्तित्व को स्पष्ट करने में सफल रही, जहां कोशिकाएं आनुवंशिक सामग्री का आदान-प्रदान करने में सक्षम थीं। जिन मामलों में जीन एक साथ विरासत में मिला है, जीन के बीच शारीरिक निकटता के कारण डीएनए का आदान-प्रदान नहीं किया गया था.

सजातीय पुनर्संयोजन क्या है?

होमोलोगस पुनर्संयोजन एक सेलुलर घटना है जिसमें दो गुणसूत्रों के बीच डीएनए अनुक्रमों का भौतिक आदान-प्रदान शामिल है। पुनर्संयोजन में जीन के एक समूह को शामिल किया जाता है जिसे जीन कहा जाता है आरईसी. प्रक्रिया में शामिल विभिन्न एंजाइमों के लिए ये कोड.

डीएनए अणुओं को "समरूप" माना जाता है जब वे 100 से अधिक आधार जोड़े के समान या समान अनुक्रम साझा करते हैं। डीएनए में छोटे क्षेत्र होते हैं जो एक दूसरे से भिन्न हो सकते हैं, और इन वेरिएंट को एलील के रूप में जाना जाता है.

जीवित प्राणियों में, सभी डीएनए को पुनः संयोजक डीएनए माना जाता है। गुणसूत्रों के बीच आनुवंशिक सामग्री का आदान-प्रदान लगातार होता है, गुणसूत्रों में जीन को मिलाते और पुन: व्यवस्थित करते हैं.

यह प्रक्रिया स्पष्ट रूप से अर्धसूत्रीविभाजन में होती है। विशेष रूप से उस चरण में जहां पहले कोशिका विभाजन में गुणसूत्र जोड़े जाते हैं। इस स्तर पर, गुणसूत्रों के बीच आनुवंशिक सामग्री का आदान-प्रदान होता है.

ऐतिहासिक रूप से, इस प्रक्रिया को एंग्लो-सैक्सन शब्द का उपयोग करके साहित्य में नामित किया गया है पार करना. यह घटना सजातीय पुनर्संयोजन के परिणामों में से एक है.

की आवृत्ति पार करना एक ही गुणसूत्र के दो जीनों के बीच मुख्य रूप से दोनों के बीच की दूरी पर निर्भर करता है; उनके बीच की भौतिक दूरी जितनी कम होगी, विनिमय की आवृत्ति उतनी ही कम होगी.

सजातीय पुनर्संयोजन के कार्य और परिणाम

आनुवंशिक सामग्री लगातार क्षति के संपर्क में है, उदाहरण के लिए, विकिरण जैसे अंतर्जात और बहिर्जात स्रोतों के कारण.

यह अनुमान लगाया गया है कि मानव कोशिकाएं डीएनए में घावों की एक महत्वपूर्ण संख्या को दसियों से सैकड़ों प्रति दिन के क्रम में प्रस्तुत करती हैं। संभावित घावों से बचने के लिए इन घावों की मरम्मत की आवश्यकता होती है, प्रतिकृति और प्रतिलेखन में रुकावट और गुणसूत्र स्तर पर क्षति.

चिकित्सा की दृष्टि से, डीएनए क्षति की मरम्मत नहीं की जाती है, जिसके परिणामस्वरूप ट्यूमर और अन्य विकृति का विकास होता है.

सजातीय पुनर्संयोजन एक ऐसी घटना है जो डीएनए में मरम्मत की अनुमति देता है, खोए हुए दृश्यों की वसूली की अनुमति देता है, एक टेम्पलेट के रूप में अन्य डीएनए स्ट्रैंड (होमोलौस) का उपयोग करते हुए.

यह चयापचय प्रक्रिया जीवन के सभी रूपों में मौजूद है, उच्च निष्ठा का एक तंत्र प्रदान करता है जो डीएनए में "अंतराल" की मरम्मत करने की अनुमति देता है, डीएनए श्रृंखला के बीच डबल-फंसे हुए ब्रेक और क्रॉस-लिंक.

पुनर्संयोजन के सबसे प्रासंगिक परिणामों में से एक नई आनुवंशिक भिन्नता की पीढ़ी है। उत्परिवर्तन के साथ, वे दो प्रक्रियाएं हैं जो जीवित प्राणियों में भिन्नता उत्पन्न करती हैं - याद रखें कि भिन्नता विकास के लिए कच्चा माल है.

इसके अलावा, यह क्षतिग्रस्त होने वाले प्रतिकृति कांटों को फिर से शुरू करने के लिए एक तंत्र प्रदान करता है.

बैक्टीरिया में

बैक्टीरिया में, क्षैतिज जीन स्थानांतरण की लगातार घटनाएं होती हैं। इन्हें संयुग्मन, परिवर्तन और पारगमन के रूप में वर्गीकृत किया गया है। यहाँ, प्रोकैरियोट्स एक अन्य जीव से और यहां तक ​​कि विभिन्न प्रजातियों से डीएनए लेते हैं.

इन प्रक्रियाओं के दौरान, प्राप्तकर्ता कोशिका और दाता कोशिका के बीच समरूप पुनर्संयोजन होता है.

तंत्र

गुणसूत्र डीएनए अणु के किसी एक स्ट्रैंड में टूटने के साथ होमोलोगस पुनर्संयोजन शुरू होता है। इसके बाद, कई एंजाइमों द्वारा उत्प्रेरित चरणों की एक श्रृंखला होती है.

3'- अंत जहां कट होता है, डबल समरूप डीएनए स्ट्रैंड द्वारा आक्रमण किया जाता है। आक्रमण की प्रक्रिया महत्वपूर्ण है। "सजातीय श्रृंखला" के साथ हम गुणसूत्रों के उन हिस्सों को संदर्भित करना चाहते हैं जिनमें एक रेखीय क्रम में एक ही जीन होता है, हालांकि न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम समान नहीं होते हैं.

अन्तर्ग्रथन

स्ट्रैंड का यह आक्रमण एक दूसरे का सामना करने वाले समरूप गुणसूत्रों को रखता है। स्ट्रैंड एनकाउंटर की इस घटना को सिनैप्सिस कहा जाता है (न्यूरॉन्स में सिंकैप्स के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए, यहां इस शब्द का इस्तेमाल दूसरे अर्थ के साथ किया गया है).

सिंकॉल जरूरी नहीं कि दोनों होमोलॉजिकल सीक्वेंस के बीच एक सीधा संपर्क हो, डीएनए एक समय तक चलना जारी रख सकता है जब तक कि यह होमोलॉगस भाग नहीं पाता है। इस खोज प्रक्रिया को सजातीय संरेखण कहा जाता है.

डी लूप का गठन

फिर, "थ्रेड का आक्रमण" नामक एक घटना होती है। एक गुणसूत्र डीएनए का एक दोहरा हेलिक्स है। सजातीय पुनर्संयोजन में दो गुणसूत्र अपने समरूप अनुक्रमों की तलाश करते हैं। एक हेलिकॉप्टर में, किस्में अलग हो जाती हैं और यह स्ट्रैंड डबल हेलिक्स संरचना पर "हमला" करता है, जो लूप डी नामक संरचना का निर्माण करता है।.

डी लूप की श्रृंखला स्ट्रैंड के आक्रमण से विस्थापित हो गई है जो मूल डबल हेलिक्स के पूरक स्ट्रैंड के साथ टूटना और जोड़े प्रस्तुत करता है।.

हॉलिडे यूनियनों का गठन

अगला कदम हॉलिडे जंक्शनों का गठन है। यहां, एक्सचेंज किए गए थ्रेड्स के छोर जुड़े हुए हैं। यह संघ किसी भी दिशा में जाने की क्षमता रखता है। संघ को कई मौकों पर तोड़ा और बनाया जा सकता है.

पुनर्संयोजन की अंतिम प्रक्रिया इन जंक्शनों का संकल्प है और सेल को प्राप्त करने के दो तरीके या तरीके हैं। उनमें से एक संघ का दरार या विघटन नामक एक प्रक्रिया है, यूकेरियोटिक जीवों का विशिष्ट.

पहले तंत्र में, हॉलिडे के संघ का टूटना दो श्रृंखलाओं को पुन: उत्पन्न करता है। "विघटन" की अन्य घटना में संघ में एक प्रकार का पतन होता है.

प्रोटीन शामिल

पुनर्संयोजन प्रक्रिया के एक महत्वपूर्ण प्रोटीन को यूकेरियोटिक कोशिकाओं में रेड 51 कहा जाता है, और आरईएके इन एस्केरिचिया कोलाई. यह पुनर्संयोजन के विभिन्न चरणों में काम करता है: पहले, अन्तर्ग्रथन के दौरान और बाद में.

Rad51 प्रोटीन हमलावर डीएनए और टेम्पर्ड डीएनए के बीच शारीरिक संबंध बनाने की सुविधा प्रदान करता है। इस प्रक्रिया में हेटेरोडुप्लेक्स डीएनए उत्पन्न होता है.

Rad51, और इसके होमोलॉग RecA, सजातीय डीएनए की खोज और डीएनए किस्में के आदान-प्रदान को उत्प्रेरित करते हैं। ये प्रोटीन एकल बैंड डीएनए में सहकारी रूप से जुड़ने की क्षमता रखते हैं.

Rad51 और Rad57 कहे जाने वाले रैड51 के वंश में जीन के दोहराव (जीवों के वंश में जीन दोहराव की घटनाओं से उत्पन्न) भी हैं। मनुष्यों में, Rad51B, Rad51C, Rad51D, Xrcc2, और Xrcc3 नामक पांच रैड 51 पैरालॉग जीन की पहचान की गई है।.

पुनर्संयोजन प्रक्रियाओं से जुड़ी असामान्यताएं

जैसा कि पुनर्संयोजन को क्रोमोसोम में शारीरिक बंधन की आवश्यकता होती है, यह अर्धसूत्रीविभाजन के दौरान सही अलगाव में एक महत्वपूर्ण कदम है। यदि पर्याप्त पुनर्संयोजन नहीं होता है, तो परिणाम एक महत्वपूर्ण विकृति हो सकता है.

गुणसूत्रों का गैर-विघटन या अलगाव में त्रुटियां, गुणसूत्र मूल के गर्भपात और विसंगतियों के सबसे लगातार कारणों में से एक है, जैसे कि गुणसूत्र 21 का त्रिसूमी, जो डाउन सिंड्रोम का कारण बनता है.

हालांकि पुनर्संयोजन आमतौर पर एक काफी सटीक प्रक्रिया है, जीनोम के क्षेत्र जो दोहराए जाते हैं और जिन जीनों में जीनोम के साथ कई प्रतियां होती हैं वे तत्व प्रवण होते हैं असमान पार.

यह इंटरब्रिडिंग विभिन्न नैदानिक ​​सुविधाओं का उत्पादन करता है, जिसमें लगातार रोग जैसे थैलेसीमिया और ऑटिज़्म शामिल हैं।.

पुनर्संयोजन के अनुप्रयोग

आणविक जीवविज्ञानी विभिन्न प्रौद्योगिकियों के निर्माण के लिए समरूप पुनर्संयोजन के तंत्र के ज्ञान का लाभ उठा चुके हैं। इनमें से एक जीव के निर्माण की अनुमति देता है "पीटना".

ये आनुवंशिक रूप से संशोधित जीव एक जीन के कार्य को स्पष्ट करने की अनुमति देते हैं.

के निर्माण के लिए इस्तेमाल की जाने वाली पद्धतियों में से एक नॉकआउट इसमें विशिष्ट जीन की जगह एक विशिष्ट जीन की अभिव्यक्ति का दमन एक संशोधित या "क्षतिग्रस्त" संस्करण के साथ होता है। जीन को पुन: संयोजन के माध्यम से उत्परिवर्तित संस्करण के लिए आदान-प्रदान किया जाता है.

अन्य प्रकार के पुनर्संयोजन

सजातीय या वैध पुनर्संयोजन के अलावा, अन्य प्रकार के आनुवंशिक सामग्री विनिमय हैं.

जब डीएनए के क्षेत्र जो सामग्री का आदान-प्रदान करते हैं, वे गैर-उपचारात्मक (समरूप गुणसूत्रों के) होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप जीन का दोहराव या कमी होती है। इस प्रक्रिया को गैर-घरेलू पुनर्संयोजन या असमान पुनर्संयोजन के रूप में जाना जाता है.

एक साथ, समान क्रोमोसोम की बहन क्रोमैटिड के बीच आनुवंशिक सामग्री का भी आदान-प्रदान किया जा सकता है। यह प्रक्रिया meiotic और mitotic डिवीजन दोनों में होती है, और इसे असमान विनिमय कहा जाता है.

संदर्भ

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