डीएनए की मरम्मत की खोज से जैव प्रौद्योगिकी में सुधार हो सकता है (w/video)

मार्च 02, 2023 (नानावरक न्यूज़) मिशिगन स्टेट यूनिवर्सिटी के कॉलेज ऑफ वेटरनरी मेडिसिन के शोधकर्ताओं की एक टीम ने एक खोज की है जिसका चिकित्सीय जीन संपादन रणनीतियों, कैंसर निदान और उपचार और जैव प्रौद्योगिकी में अन्य प्रगति पर प्रभाव पड़ सकता है। कॉलेज ऑफ वेटरनरी मेडिसिन में प्रोफेसर कैथी मीक और कैम्ब्रिज यूनिवर्सिटी और नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ के सहयोगियों ने डीएनए डबल-स्ट्रैंडेड ब्रेक की मरम्मत कैसे की जाती है, इसके पहले अज्ञात पहलू को उजागर किया है। डीएनए-पीके नामक एक बड़ा प्रोटीन काइनेज डीएनए मरम्मत प्रक्रिया शुरू करता है; उनकी नई रिपोर्ट में, दो अलग-अलग डीएनए-पीके प्रोटीन कॉम्प्लेक्स की विशेषता बताई गई है, जिनमें से प्रत्येक की डीएनए मरम्मत में एक विशिष्ट भूमिका है जिसे दूसरे द्वारा नहीं माना जा सकता है। मीक कहते हैं, ''यह अभी भी मुझे ठंडक देता है।'' "मुझे नहीं लगता कि किसी ने इसकी भविष्यवाणी की होगी।" मीक के निष्कर्ष प्रकाशित हुए हैं आणविक सेल ("दो अलग-अलग लंबी दूरी के सिनैप्टिक कॉम्प्लेक्स गैर-होमोलॉगस एंड जॉइनिंग द्वारा डीएनए ब्रेक की मरम्मत से पहले अंत प्रसंस्करण के विभिन्न पहलुओं को बढ़ावा देते हैं"), एक उच्च प्रभाव वाली पत्रिका जो डीएनए मरम्मत जैसी मुख्य सेलुलर प्रक्रियाओं को कवर करती है।

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डीएनए डबल-स्ट्रैंडेड ब्रेक की मरम्मत कैसे की जाती है

डीएनए, जीवन का खाका, एक हेलिक्स के आकार का है; हालाँकि, डीएनए को नुकसान पहुँचाना आश्चर्यजनक रूप से आसान है। उदाहरण के लिए, पराबैंगनी प्रकाश, और आयनीकरण विकिरण और अन्य विशिष्ट दवाओं सहित कई कैंसर उपचार, सभी डीएनए को नुकसान पहुंचा सकते हैं। कभी-कभी दो धागों में से केवल एक ही टूटता है। क्योंकि डीएनए अभी भी दूसरे स्ट्रैंड द्वारा एक साथ रखा गया है, कोशिकाएं काफी आसानी से डीएनए की मरम्मत कर सकती हैं - कोशिकाएं बस दूसरे स्ट्रैंड से जानकारी की प्रतिलिपि बनाती हैं। जब दोनों स्ट्रैंड टूट जाते हैं तो कोशिकाओं के लिए डीएनए क्षति की मरम्मत करना अधिक कठिन होता है। न्यूक्लियोटाइड के रूप में जानकारी खो सकती है और डीएनए के सिरे दोबारा जुड़ने से पहले इसे वापस जोड़ा जाना चाहिए। यदि किसी कोशिका में कई डीएनए डबल-स्ट्रैंडेड ब्रेक हैं, तो डीएनए सिरे गलत साथी के साथ जुड़ सकते हैं। इस प्रकार की गलती अक्सर कई प्रकार के कैंसर से जुड़ी होती है। यदि डीएनए-हानिकारक एजेंट डीएनए सिरों पर रासायनिक संशोधन का कारण बनते हैं तो डबल-स्ट्रैंडेड ब्रेक की मरम्मत करना भी अधिक कठिन हो सकता है। क्षतिग्रस्त डीएनए सिरों को अक्सर "गंदा" सिरों के रूप में जाना जाता है। डीएनए-पीके दो तरीकों में से एक में डीएनए डबल-स्ट्रैंडेड ब्रेक की मरम्मत में मदद कर सकता है। गुम जानकारी वाले ब्रेक के लिए, यह उन एंजाइमों को लक्षित कर सकता है जो लापता न्यूक्लियोटाइड को भर सकते हैं - डीएनए को वापस एक साथ जोड़ने वाली सुई और धागे की तरह। "गंदे" सिरों के लिए, डीएनए-पीके एंजाइमों की भर्ती करता है जो क्षतिग्रस्त डीएनए को काट सकते हैं ताकि सिरों को फिर से जोड़ा जा सके। इतना तो पहले से ही ज्ञात था, लेकिन एक महत्वपूर्ण प्रश्न वैज्ञानिक साहित्य में अब तक अनुत्तरित है: डीएनए-पीके को कैसे पता चलता है कि डबल-स्ट्रैंडेड ब्रेक पर सिरों को भरना है या काट देना है?

दो डीएनए-पीके कॉम्प्लेक्स की खोज: भरें और काटें

मीक की टीम और उनके सहयोगियों ने पहले संरचनात्मक अध्ययन प्रकाशित किए थे जिसमें दो अलग-अलग डीएनए-पीके कॉम्प्लेक्स का पता चला था, जिन्हें डिमर्स कहा जाता है। जबकि कई आणविक आनुवंशिकीविदों को पहले से ही संदेह था कि डीएनए-पीके पुनः जुड़ने की प्रक्रिया के दौरान डीएनए सिरों को एक साथ रखने में मदद करता है, कई लोगों को आश्चर्य हुआ कि सिर्फ एक के बजाय दो डिमर क्यों होंगे। अपने नए अध्ययन में, मीक और उनके सहयोगियों ने पाया कि दो अलग-अलग डीएनए-पीके डिमर के अलग-अलग कार्य हैं; एक जटिल उन एंजाइमों को भर्ती करता है जो खोई हुई जानकारी को भरते हैं, जबकि दूसरा काटने वाले एंजाइमों को सक्रिय करता है जो "गंदे" सिरों को हटाते हैं। टीम ने यह भी पाया कि मरम्मत की प्रभावकारिता दो डिमर के बीच संतुलन पर निर्भर करती है।

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• स्रोत: https://www.nanowerk.com/news2/biotech/newsid=62490.php