टेलोमेयर और अंत-प्रतिकृति समस्या
रेखीय गुणसूत्रों के सिरे सामान्य प्रतिकृति तंत्र द्वारा पूरी तरह से कॉपी क्यों नहीं किए जा सकते हैं, और टेलोमेयर तथा एंजाइम टेलोमेरेज़ इस समस्या को कैसे हल करते हैं।
Definition
अंत-प्रतिकृति समस्या पारंपरिक डीएनए पोलीमरेज़ की रेखीय गुणसूत्रों के 5' सिरों को पूरी तरह से दोहराने में असमर्थता है; टेलोमेयर गुणसूत्र के सिरों पर दोहराव वाले डीएनए-प्रोटीन कैप होते हैं, और टेलोमेरेज़ राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन रिवर्स ट्रांसक्रिप्टेज़ है जो इस नुकसान की भरपाई के लिए उन्हें बढ़ाता है।
Scope
यह विषय रेखीय यूकेरियोटिक गुणसूत्रों के सिरों की प्रतिकृति के लिए संरचनात्मक और एंजाइमी समाधान को शामिल करता है। यह लैगिंग स्ट्रैंड के 5' सिरे पर प्राइमर हटाने से उत्पन्न होने वाली अंत-प्रतिकृति समस्या, टेलोमेयर की दोहराव वाली संरचना, रिवर्स-ट्रांसक्रिप्टेज़ टेलोमेरेज़ की क्रिया, और सेलुलर प्रतिकृति क्षमता के लिए टेलोमेयर के छोटे होने के परिणामों को संबोधित करता है। उम्र बढ़ने और कैंसर से व्यापक संबंध केवल महत्व के रूप में नोट किए गए हैं।
Core questions
- पारंपरिक पोलीमरेज़ एक रेखीय गुणसूत्र के बिल्कुल सिरों को कॉपी करने में विफल क्यों होते हैं?
- टेलोमेयर की संरचना क्या है और यह गुणसूत्र के सिरे की रक्षा कैसे करता है?
- टेलोमेरेज़ टेलोमेरिक दोहराव कैसे जोड़ता है, और यह आरएनए टेम्पलेट का उपयोग क्यों करता है?
- जब टेलोमेयर बहुत छोटे हो जाते हैं तो इसके क्या परिणाम होते हैं?
Key theories
- अंत-प्रतिकृति समस्या
- लैगिंग स्ट्रैंड पर टर्मिनल आरएनए प्राइमर को हटाने से एक गैप रह जाता है जिसे भरा नहीं जा सकता है, इसलिए एक क्षतिपूर्ति तंत्र के बिना एक रेखीय गुणसूत्र प्रत्येक प्रतिकृति चक्र के साथ छोटा हो जाएगा।
- स्व-टेम्पलेटिंग रिवर्स ट्रांसक्रिप्टेज़ के रूप में टेलोमेरेज़
- टेलोमेरेज़ अपने स्वयं के आरएनए सबयूनिट को एक टेम्पलेट के रूप में रखता है और प्रतिकृति के दौरान खोए हुए अनुक्रम की भरपाई करते हुए, गुणसूत्र के सिरों पर टेलोमेरिक दोहराव जोड़ने के लिए रिवर्स-ट्रांसक्रिप्टेज़ गतिविधि का उपयोग करता है।
Mechanisms
लैगिंग स्ट्रैंड पर, सबसे दूरस्थ आरएनए प्राइमर को एक बार हटा दिए जाने के बाद डीएनए द्वारा प्रतिस्थापित नहीं किया जा सकता है, जिससे एक छोटा एकल-स्ट्रैंडेड 3' ओवरहैंग और टर्मिनल अनुक्रम का शुद्ध नुकसान होता है। टेलोमेयर सुरक्षात्मक प्रोटीन द्वारा बंधे टैंडम दोहराव के साथ इस नुकसान को बफर करते हैं जो सिरों को टूट के रूप में पढ़े जाने से रोकते हैं। टेलोमेरेज़ व्यक्त करने वाली कोशिकाओं में, एंजाइम का आंतरिक आरएनए टेम्पलेट ओवरहैंग के साथ बेस-पेयर करता है और आगे के दोहराव को जोड़ने का निर्देश देता है, जिसके बाद पारंपरिक मशीनरी पूरक स्ट्रैंड को भरती है; जहां टेलोमेरेज़ अनुपस्थित होता है, टेलोमेयर उत्तरोत्तर छोटे होते जाते हैं।
Clinical relevance
टेलोमेयर का छोटा होना कई दैहिक कोशिकाओं के प्रतिकृति जीवनकाल को सीमित करता है, जबकि टेलोमेरेज़ का पुनर्सक्रियन कैंसर की एक सामान्य विशेषता है; इन संबंधों को जैविक महत्व के रूप में प्रस्तुत किया गया है, न कि नैदानिक या निदान संबंधी मार्गदर्शन के रूप में।
History
ब्लैकबर्न और सहयोगियों ने टेलोमेरिक दोहराव की विशेषता बताई, और ग्राइडर और ब्लैकबर्न ने 1985 में टेलोमेरेज़ गतिविधि की पहचान की; सज़ोस्टैक के आनुवंशिक कार्य के साथ इसने स्थापित किया कि गुणसूत्र के सिरों को कैसे बनाए रखा जाता है, जिसे फिजियोलॉजी या मेडिसिन में 2009 के नोबेल पुरस्कार द्वारा मान्यता दी गई थी।
Key figures
- Elizabeth Blackburn
- Carol Greider
- Jack Szostak
Related topics
Seminal works
- greider1985
- alberts2014
Frequently asked questions
- प्रत्येक विभाजन के साथ गुणसूत्र छोटे क्यों होते जाते हैं?
- प्रतिकृति तंत्र लैगिंग स्ट्रैंड पर अंतिम प्राइमर को प्रतिस्थापित नहीं कर सकता है, इसलिए प्रत्येक चक्र में टर्मिनल डीएनए की थोड़ी मात्रा खो जाती है जब तक कि टेलोमेरेज़ इसे फिर से भर न दे।
- टेलोमेरेज़ क्या करता है?
- यह एक एंजाइम है जो अपने स्वयं के आरएनए को एक टेम्पलेट के रूप में उपयोग करके गुणसूत्र के सिरों पर दोहराव वाले टेलोमेरिक डीएनए को जोड़ता है, जिससे अपूर्ण अंत प्रतिकृति से होने वाले नुकसान की भरपाई होती है।