आणविक विकास
आणविक विकास इस बात का अध्ययन करता है कि डीएनए, आरएनए और प्रोटीन अनुक्रम विकासवादी समय के साथ कैसे बदलते हैं, और उन्हें आकार देने में उत्परिवर्तन, बहाव और चयन की सापेक्ष भूमिकाएँ क्या हैं।
Definition
आणविक विकास जैविक मैक्रोमोलेक्यूल्स, मुख्य रूप से न्यूक्लिक एसिड और प्रोटीन अनुक्रमों में परिवर्तन की दरों, पैटर्न और प्रक्रियाओं का अध्ययन है। यह उत्परिवर्तन, आनुवंशिक बहाव और प्राकृतिक चयन के संदर्भ में देखे गए अनुक्रम भिन्नता और विचलन की व्याख्या करना चाहता है।
Scope
यह क्षेत्र आणविक अनुक्रमों में परिवर्तन को नियंत्रित करने वाली प्रक्रियाओं को शामिल करता है: तटस्थ और लगभग तटस्थ सिद्धांत जो अधिकांश आणविक परिवर्तनों को बहाव के रूप में फ्रेम करते हैं, जीन और प्रोटीन में अनुकूली चयन का पता लगाना, प्रतिस्थापन की दरें और पैटर्न, और उनके आकार, संरचना और सामग्री सहित पूरे जीनोम का विकास।
Sub-topics
Core questions
- आणविक परिवर्तन का कितना अंश बहाव बनाम चयन द्वारा संचालित होता है?
- स्थलों, जीनों और वंशों के बीच प्रतिस्थापन दरें कैसे भिन्न होती हैं?
- आणविक अनुक्रमों में अनुकूली विकास का पता कैसे लगाया जा सकता है?
- जीनोम का आकार, संरचना और जीन सामग्री कैसे विकसित होती है?
Key theories
- आणविक विकास का तटस्थ सिद्धांत
- अधिकांश आणविक प्रतिस्थापन और अधिकांश स्थायी भिन्नता चयनात्मक रूप से तटस्थ होते हैं और बहाव द्वारा नियंत्रित होते हैं, जिससे तटस्थ मॉडल आणविक विकास के लिए आवश्यक शून्य परिकल्पना बन जाता है।
- लगभग तटस्थ सिद्धांत
- थोड़े हानिकारक उत्परिवर्तन प्रभावी रूप से तटस्थ के रूप में व्यवहार करते हैं या प्रभावी जनसंख्या आकार के आधार पर हटा दिए जाते हैं, जो प्रतिस्थापन दरों को जनसांख्यिकी से जोड़ते हैं और तटस्थ ढांचे को परिष्कृत करते हैं।
Mechanisms
आणविक विकास पीढ़ियों से उत्परिवर्तन के स्थिरीकरण द्वारा आगे बढ़ता है। तटस्थ उत्परिवर्तन जनसंख्या के आकार से स्वतंत्र, उत्परिवर्तन दर के बराबर दर पर स्थिर होते हैं, जबकि हानिकारक उत्परिवर्तन आमतौर पर हटा दिए जाते हैं और लाभकारी उत्परिवर्तन कभी-कभी चयन द्वारा स्थिरीकरण के लिए बह जाते हैं। प्रतिस्थापन दर कार्यात्मक बाधा के साथ भिन्न होती है, इसलिए पर्यायवाची स्थल और स्यूडोजीन बाधित कोडिंग स्थलों की तुलना में तेजी से विकसित होते हैं। पर्यायवाची और गैर-पर्यायवाची प्रतिस्थापन दरों की तुलना, और विचलन के साथ बहुरूपता के विपरीत, चयन का अनुमान लगाने की अनुमति देते हैं। जीनोम पैमाने पर, जीन दोहराव, ट्रांसपोज़ेबल-तत्व गतिविधि और पुनर्व्यवस्था जैसी प्रक्रियाएं आकार, संरचना और जीन सामग्री को आकार देती हैं।
Clinical relevance
आणविक-विकासवादी विश्लेषण रोगजनकों और मेजबान प्रतिरक्षा जीनों में कार्यात्मक रूप से महत्वपूर्ण और तेजी से विकसित होने वाले क्षेत्रों की पहचान करता है, रोग-संबंधी अनुक्रमों में संरक्षण की व्याख्या का मार्गदर्शन करता है, और प्रतिरोध और विषाणु के विकास को ट्रैक करता है।
History
आणविक विकास 1960 के दशक में प्रोटीन और फिर डीएनए अनुक्रम तुलना, आणविक घड़ी और किमुरा के तटस्थ सिद्धांत के साथ उभरा, जिसने तटस्थतावादी-चयनवादी बहस को जन्म दिया। ओटा के लगभग तटस्थ सिद्धांत ने इसे परिष्कृत किया, और जीनोमिक युग से यह क्षेत्र चयन के पूरे-जीनोम और जनसंख्या-पैमाने के विश्लेषणों तक विस्तारित हुआ।
Debates
- तटस्थतावादी बनाम चयनवादी विचार
- कितनी आणविक भिन्नता और विचलन तटस्थ बहाव बनाम सकारात्मक और संतुलन चयन को दर्शाता है, यह 1960 के दशक से इस क्षेत्र की केंद्रीय बहस रही है और अब जीनोम-पैमाने के डेटा के साथ इसका परीक्षण किया जाता है।
Key figures
- Motoo Kimura
- Tomoko Ohta
- Masatoshi Nei
- Carl Woese
Related topics
Seminal works
- kimura1983
- ohta1973
- saetreRavinet2019
Frequently asked questions
- क्या तटस्थ सिद्धांत प्राकृतिक चयन का खंडन करता है?
- नहीं। तटस्थ सिद्धांत स्वीकार करता है कि चयन अनुकूलन को संचालित करता है, लेकिन तर्क देता है कि अधिकांश आणविक प्रतिस्थापन और बहुरूपता चयनात्मक रूप से तटस्थ होते हैं और आनुवंशिक बहाव द्वारा नियंत्रित होते हैं।
- जीनोम के कुछ हिस्से दूसरों की तुलना में तेजी से क्यों विकसित होते हैं?
- क्योंकि वे कमजोर कार्यात्मक बाधा के अधीन हैं; ऐसे स्थल जहां परिवर्तनों का फिटनेस पर बहुत कम या कोई प्रभाव नहीं पड़ता है, जैसे कि पर्यायवाची स्थिति और स्यूडोजीन, कार्यात्मक रूप से महत्वपूर्ण स्थलों की तुलना में तेजी से प्रतिस्थापन जमा करते हैं।