एपिजेनेटिक्स क्या है? इसे समझने की कुंजी

डीएनए कितना जरूरी है। आनुवंशिक कोड जीवन की आधारशिला है, जो मनुष्यों के मामले में उन सूचनाओं को संग्रहीत करता है जो जीव को जीनोम बनाने वाले लगभग 20,000 जीनों में विकसित करने की अनुमति देती हैं। सब प्रकोष्ठों एक ही शरीर का एक ही डीएनए होता है।

तो यह कैसे संभव है कि वे अलग तरह से कार्य करें? बल्कि, कोई कैसे करता है न्यूरॉन क्या यह एक न्यूरॉन है और हेपेटोसाइट नहीं है, यदि उनका डीएनए समान है? इसका उत्तर एपिजेनेटिक्स में है.

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एपिजेनेटिक्स क्या है?

यद्यपि इसमें जानकारी है, डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड श्रृंखला ही सब कुछ नहीं है, क्योंकि एक महत्वपूर्ण घटक है जो पर्यावरण है। यहां एपिजेनेटिक्स शब्द आता है, "आनुवांशिकी के बारे में" या "आनुवांशिकी के अलावा।"

आनुवंशिक कोड के बाहरी कारक हैं जो विनियमित करते हैं विभिन्न जीनों की अभिव्यक्ति, लेकिन डीएनए अनुक्रम को हमेशा बरकरार रखना। यह एक ऐसा तंत्र है जिसकी प्रासंगिकता है: यदि सभी जीन एक ही समय में सक्रिय होते तो यह अच्छी बात नहीं होती, जिसके लिए अभिव्यक्ति पर नियंत्रण आवश्यक है।

एपिजेनेटिक्स शब्द को 1942 में स्कॉटिश आनुवंशिकीविद् कॉनराड हैल वाडिंगटन द्वारा गढ़ा गया था जिसका उल्लेख है जीन और पर्यावरण के संबंध का अध्ययन.

एपिजेनेसिस को समझने का एक आसान तरीका मुझे एक अच्छे दोस्त ने इस उदाहरण के साथ दिया था: हाँ हम सोचते हैं कि डीएनए एक पुस्तकालय है, जीन किताबें हैं, और जीन अभिव्यक्ति है पुस्तकालय अध्यक्ष। लेकिन पुस्तकालय स्वयं, धूल, बुकशेल्फ़, आग... सब कुछ जो लाइब्रेरियन को किताबों तक पहुंचने से रोकता है या मदद करता है, वह एपिजेनेटिक्स होगा।

सच्चाई यह है कि मानव जीनोम में 20,000 से अधिक जीन होते हैं, लेकिन ये हमेशा एक ही समय पर सक्रिय नहीं होते हैं। कोशिका के प्रकार के आधार पर, जीव विकास के किस चरण में है या यहां तक ​​​​कि पर्यावरण भी जहां व्यक्ति रहता है, वहां कुछ सक्रिय जीन होंगे और अन्य नहीं। प्रोटीन के एक समूह की उपस्थिति जो बिना जीन अभिव्यक्ति को नियंत्रित करने के लिए जिम्मेदार है उदाहरण के लिए, उत्परिवर्तन या स्थानान्तरण के बिना डीएनए अनुक्रम को संशोधित करें, इसकी अनुमति दें।

स्वदेशी को जानना

एपिजेनोम की अवधारणा का जन्म एपिजेनेटिक्स की उपस्थिति के परिणामस्वरूप हुआ था, और यह उन सभी घटकों से ज्यादा कुछ नहीं है जो जीन अभिव्यक्ति के इस विनियमन का हिस्सा हैं।

जीनोम के विपरीत, जो जन्म से बुढ़ापे तक स्थिर और अपरिवर्तित रहता है (या ऐसा ही होना चाहिए), एपिजेनोम गतिशील और परिवर्तनशील है। पूरे विकास में यह बदलता है, पर्यावरण से प्रभावित हो सकता है, और यह सेल के प्रकार के अनुसार समान नहीं है। पर्यावरणीय प्रभाव डालने के लिए, यह देखा गया है कि उपभोग तंबाकू इसका एपिजेनोम पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है, जो कैंसर की उपस्थिति का पक्षधर है।

जारी रखने से पहले, डीएनए के उद्देश्य को समझने के लिए आनुवंशिकी की एक संक्षिप्त समीक्षा की सलाह दी जाती है। आनुवंशिक कोड में जीन होते हैं, लेकिन इसी कारण से इसका कोई परिणाम नहीं होगा। सामान्य तौर पर, यह आवश्यक है कि एक प्रोटीन परिसर जिसे कहा जाता है आरएनए पोलीमरेज़ इस जीन को "पढ़ता है" और इसे ट्रांसक्रिप्ट करता है एक अन्य प्रकार की न्यूक्लिक एसिड श्रृंखला को "मैसेंजर आरएनए" (एमआरएनए) कहा जाता है, जिसमें केवल पढ़ा हुआ जीन टुकड़ा होता है।

यह आवश्यक है कि प्राप्त इस आरएनए का अंतिम उत्पाद में अनुवाद किया जाए, जो कि एक प्रोटीन के अलावा और कोई नहीं है, जो दूसरे द्वारा बनाया गया है राइबोसोम के रूप में जाना जाने वाला आणविक परिसर, जो mRNA से प्रोटीन का संश्लेषण करता है। यह कैसे काम करता है, इसके बारे में स्पष्ट होना, मैं जारी रखुंगा।

एपिजेनेटिक तंत्र

डीएनए एक बहुत बड़ी संरचना है, जो मनुष्यों के मामले में लगभग दो मीटर लंबी होती है, जो किसी भी कोशिका के व्यास से काफी अधिक होती है।

प्रकृति बुद्धिमान है और उसने आकार को काफी कम करने और इसे कोशिका नाभिक के अंदर पैक करने का एक तरीका ढूंढ लिया है: धन्यवाद संरचनात्मक प्रोटीन जिसे "हिस्टोन" कहा जाता है, जो न्यूक्लियोसोम बनाने के लिए आठ के समूहों में समूहित होते हैं, डीएनए स्ट्रैंड को इसके चारों ओर लपेटने और फोल्डिंग की सुविधा के लिए समर्थन करते हैं।

डीएनए स्ट्रैंड पूरी तरह से संकुचित नहीं होता है, जिससे कोशिका अपने कार्यों को करने के लिए भागों को मुक्त कर देती है। सच्चाई यह है कि तह करने से आरएनए पोलीमरेज़ के लिए जीन को पढ़ना मुश्किल हो जाता है, यही वजह है कि यह हमेशा अलग-अलग कोशिकाओं में एक ही तरह से मुड़ा नहीं होता है। आरएनए पोलीमरेज़ तक पहुंच की अनुमति न देकर, यह पहले से ही है जीन अभिव्यक्ति पर अत्यधिक नियंत्रण अनुक्रम को संशोधित किए बिना।

यह बहुत आसान होता अगर यह केवल यही होता, लेकिन एपिजेनोम रासायनिक मार्करों का भी उपयोग करता है. सबसे अच्छा ज्ञात डीएनए मिथाइलेशन है, जिसमें मिथाइल समूह (-CH3) का डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड से जुड़ाव होता है। यह चिह्न, उसके स्थान के आधार पर, जीन के पढ़ने को उत्तेजित कर सकता है और इसे आरएनए पोलीमरेज़ तक पहुंचने से रोक सकता है।

क्या एपिजेनोम विरासत में मिला है?

जीनोम, जो अपरिवर्तनीय है, विरासत में मिला है एक व्यक्ति के माता-पिता में से प्रत्येक के। लेकिन, क्या एपिजेनोम के साथ भी ऐसा ही होता है? इस मुद्दे ने बहुत सारे विवाद और संदेह लाए हैं।

याद रखें कि आनुवंशिक कोड के विपरीत, एपिजेनोम गतिशील है। ऐसे वैज्ञानिक समूह हैं जो आश्वस्त हैं कि यह भी विरासत में मिला है, और सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला उदाहरण है a स्वीडन के एक गाँव का मामला जहाँ अकाल का अनुभव करने वाले दादा-दादी के पोते लंबे समय तक जीवित रहते हैं, जैसे कि यह एक परिणाम था एपिजेनेटिक्स।

इस प्रकार के अध्ययनों के साथ मुख्य समस्या यह है कि वे प्रक्रिया का वर्णन नहीं करते हैं, लेकिन बिना किसी प्रदर्शन के केवल अनुमान हैं जो संदेह का समाधान करते हैं।

उन लोगों के लिए जो मानते हैं कि एपिजेनोम विरासत में नहीं मिला है, वे एक अध्ययन पर आधारित हैं जो जीन के एक परिवार को प्रकट करता है जिसका मुख्य कार्य है युग्मनज में एपिजेनोम को पुनः आरंभ करें. हालांकि, वही अध्ययन यह स्पष्ट करता है कि स्वदेशी पूरी तरह से पुनरारंभ नहीं होता है, लेकिन 5% जीन इस प्रक्रिया से बच जाते हैं, जिससे एक छोटा दरवाजा खुला रहता है।

एपिजेनेटिक्स का महत्व

एपिजेनेटिक्स के अध्ययन को जो महत्व दिया जा रहा है, वह यह हो सकता है कि जीवन प्रक्रियाओं की जाँच करें और समझें के रूप में उम्र बढ़ने, मानसिक प्रक्रियाएं या स्टेम सेल।

जिस क्षेत्र में अधिक परिणाम प्राप्त हो रहे हैं, वह जीव विज्ञान की समझ में है कैंसर, नए उत्पन्न करने के लिए लक्ष्यों की तलाश में दवा उपचार इस बीमारी से लड़ने के लिए।

उम्र बढ़ने

जैसा कि पहले पाठ में उल्लेख किया गया है, प्रत्येक कोशिका में एपिजेनोम विकास के चरण के अनुसार बदलता है जिसमें व्यक्ति होता है।

अध्ययनों ने यह साबित किया है। उदाहरण के लिए, यह देखा गया है कि मानव मस्तिष्क में जीनोम भिन्न होता है जन्म से परिपक्वता तक, जबकि वयस्कता में बुढ़ापे तक यह स्थिर रहता है। उम्र बढ़ने के दौरान फिर से बदलाव होते हैं, लेकिन इस बार ऊपर की बजाय नीचे।

इस अध्ययन के लिए उन्होंने डीएनए मिथाइलेशन पर ध्यान केंद्रित किया, यह देखते हुए कि किशोरावस्था के दौरान अधिक उत्पन्न हुए और बुढ़ापे में कम हो गए। इस मामले में, मिथाइलेशन की कमी आरएनए पोलीमरेज़ के काम में बाधा डालती है, जो न्यूरॉन्स की दक्षता में कमी की ओर जाता है।

उम्र बढ़ने को समझने के लिए एक आवेदन के रूप में, एक अध्ययन है जो जैविक उम्र के संकेतक के रूप में रक्त रेखा कोशिकाओं में डीएनए मिथाइलेशन पैटर्न का उपयोग करता है। कभी-कभी, कालानुक्रमिक आयु जैविक युग के साथ मेल नहीं खाती है, और इस पैटर्न के उपयोग से रोगी की स्वास्थ्य स्थिति और मृत्यु दर को और अधिक ठोस तरीके से जानना संभव है।

कैंसर और पैथोलॉजी

कैंसर इसमें एक कोशिका होती है जो किसी कारण से अपने मूल ऊतक में विशिष्ट होना बंद कर देती है और शुरू हो जाती है ऐसा व्यवहार करें जैसे कि यह एक अविभाज्य कोशिका हो, इसके प्रसार को सीमित किए बिना या दूसरों को विस्थापित किए बिना ऊतक।

तार्किक रूप से, यह सोचना सामान्य है कि स्वदेशी में परिवर्तन होता है एक कोशिका को कैंसर हो सकता है जीन अभिव्यक्ति को प्रभावित करके।

डीएनए में होते हैं "कैंसर सप्रेसर्स" के रूप में जाना जाने वाला जीन; इसका अपना नाम बताता है कि इसका कार्य क्या है। खैर, कैंसर के कुछ मामलों में यह देखा गया है कि ये जीन इस तरह से मिथाइलेटेड होते हैं कि वे जीन को निष्क्रिय कर देते हैं।

यह वर्तमान में अध्ययन करने की कोशिश कर रहा है कि क्या एपिजेनेटिक्स अन्य प्रकार के विकृति को प्रभावित करता है। यह सुझाव देने के लिए सबूत हैं कि यह धमनीकाठिन्य और कुछ प्रकार की मानसिक बीमारी में भी शामिल है।

चिकित्सा अनुप्रयोग

फार्मास्युटिकल उद्योग की अपनी जगहें एपिजेनोम पर सेट हैं, जो इसकी गतिशीलता के लिए धन्यवाद भविष्य के उपचारों के लिए एक व्यवहार्य लक्ष्य है। उन्हें पहले से ही व्यवहार में लाया जा रहा है कुछ प्रकार के कैंसर के लिए उपचार, मुख्य रूप से ल्यूकेमिया और लिम्फोमा में, जहां दवा डीएनए मिथाइलेशन को लक्षित करती है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि यह तब तक प्रभावी है जब तक कि कैंसर की उत्पत्ति एपिजेनेटिक है और दूसरा नहीं, जैसे कि उत्परिवर्तन।

हालांकि, सबसे बड़ी चुनौती मानव जीनोम के अनुक्रमण के माध्यम से मानव एपिजेनोम के बारे में सभी जानकारी प्राप्त करना है। व्यापक ज्ञान के साथ, भविष्य में अधिक व्यक्तिगत उपचार तैयार किए जा सकते हैं और व्यक्तिगत रूप से, एक विशिष्ट रोगी में क्षतिग्रस्त क्षेत्र की कोशिकाओं की जरूरतों को जानने में सक्षम होने के लिए।

विज्ञान को और समय चाहिए

एपिजेनेटिक्स अनुसंधान का एक हालिया क्षेत्र है और इस विषय को और समझने के लिए और अध्ययन की आवश्यकता है।

जो स्पष्ट होना चाहिए वह है एपिजेनेटिक्स जीन अभिव्यक्ति नियमों के होते हैं वे डीएनए अनुक्रम को संशोधित नहीं करते हैं। उदाहरण के लिए, उत्परिवर्तन के मामलों में एपिजेनेटिक्स का गलत उल्लेख मिलना असामान्य नहीं है।