DNA સિક્વન્સથી પણ આગળ એપિજેનેટિક વંશાનુગતતા
#GS-3 #વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજી #બાયોટેકનોલોજી #વૈજ્ઞાનિક નવીનતાઓ અને શોધો #વર્તમાન ઘટનાઓ
મુખ્ય મુદ્દા
- Nature Genetics ના એક અભ્યાસમાં જાણવા મળ્યું છે કે ઉંદરો DNA સિક્વન્સ બદલ્યા વિના DNA મિથિલેશન દ્વારા નોન-મેન્ડેલિયન એપિજેનેટિક ફેરફારોના 500 થી વધુ કિસ્સાઓ વારસામાં મેળવી શકે છે.
- સંશોધકોએ 300 થી વધુ જેનોમિક પ્રદેશોમાં લિંગ-વિશિષ્ટ મિથિલેશન પેટર્ન શોધી કાઢી, જેમાં માદા ઉંદરો યકૃતની પેશીઓમાં વધુ મિથિલેશન દર્શાવે છે.
- આ અભ્યાસે *Capn11* જિન પર કુદરતી પેરામ્યુટેશન ઓળખી કાઢ્યું અને ઇન્ટ્રાસિસ્ટર્નલ એ પાર્ટીકલ્સ (IAPs) સાથે સંકળાયેલા 2 વધારાના કિસ્સાઓ નિહાળ્યા.
- એપિજેનેટિક ક્રિયાવિધિઓ DNA મિથિલેશન, હિસ્ટોન મોડિફિકેશન, નોન-કોડિંગ RNAs અને જેનોમિક ઇમ્પ્રિન્ટિંગ દ્વારા જિન અભિવ્યક્તિને નિયંત્રિત કરે છે.
શા માટે સમાચારમાં છે
- Nature Genetics માં તાજેતરના એક અભ્યાસ દર્શાવે છે કે ઉંદરો તેમના મૂળ DNA સિક્વન્સમાં ફેરફાર કર્યા વિના પેઢી દર પેઢી અમુક એપિજેનેટિક ફેરફારો વારસામાં મેળવી શકે છે.
- આ શોધ દર્શાવે છે કે જૈવિક સ્મૃતિ DNA કોડની બહાર પણ આગળ વધી શકે છે, જે મેન્ડેલિયન વંશાનુગતતાના પરંપરાગત નિયમોને પડકારે છે.
- વૈજ્ઞાનિકોએ આ અભ્યાસ ઉંદરો પર હાથ ધર્યો હોવાથી, નિષ્ણાતો વધુ સંશોધન વિના આ તારણોને સીધા માનવ જીવવિજ્ઞાન પર લાગુ કરી શકતા નથી.
અભ્યાસના મુખ્ય તારણો
- સંશોધકોએ લગભગ 7,600 જેનોમિક સ્થાનોનું પૃથ્થકરણ કર્યું અને જાણવા મળ્યું કે 93% મેન્ડેલિયન નિયમોનું પાલન કરતા હતા, પરંતુ લગભગ 7% એ 500 કિસ્સાઓમાં નોન-મેન્ડેલિયન એપિજેનેટિક વંશાનુગતતા દર્શાવી હતી.
- આ પરિણામો દર્શાવે છે કે પેઢીઓ સુધી બિન-આનુવંશિક લક્ષણો વારસામાં મળવા એ વૈજ્ઞાનિકોએ અગાઉ વિચાર્યું હતું તેના કરતાં વધુ સામાન્ય હોઈ શકે છે.
- 300 થી વધુ જેનોમિક પ્રદેશોમાં, મિથિલેશનનું સ્તર પ્રાણીના લિંગ પર આધારિત હતું, જેમાં નરની સરખામણીમાં માદા ઉંદરો યકૃતના પેશીઓમાં ઘણું વધારે મિથિલેશન દર્શાવતી હતી.
- સંશોધન ટીમે સફળતાપૂર્વક ઓછામાં ઓછા 5 નવા જિન્સ શોધ્યા છે જે જેનોમિક ઇમ્પ્રિન્ટિંગ દર્શાવે છે.
- વૈજ્ઞાનિકોએ *Capn11* જિન પર કુદરતી આંતર-પેઢી પેરામ્યુટેશન નિહાળ્યું, જે ટેસ્ટિક્યુલર મિઓસિસ અને નર પ્રજનન ક્ષમતામાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે.
- ટીમે ઇન્ટ્રાસિસ્ટર્નલ એ પાર્ટીકલ્સ (IAPs) નામના ટ્રાન્સપોઝેબલ તત્વો સાથે સંકળાયેલા પેરામ્યુટેશનના 2 વધારાના કિસ્સાઓ ઓળખી કાઢ્યા.
- આ IAPs ઉંદરના DNA માં રહેલા રેટ્રોવાયરલ તત્વો છે જે પ્રજનન કોષના નિર્માણ દરમિયાન સામાન્ય સફાઈનો પ્રતિકાર કરે છે, જે એપિજેનેટિક માર્ક્સને સંતતિમાં ટ્રાન્સફર થવા દે છે.
એપિજેનેટિક્સ અને તેની ક્રિયાવિધિને સમજવી
- એપિજેનેટિક્સ એ અભ્યાસ કરે છે કે DNA સિક્વન્સના વાસ્તવિક અક્ષરોને બદલ્યા વિના કોષો જિન્સને કેવી રીતે ચાલુ અથવા બંધ કરે છે.
- જો DNA સિક્વન્સ કમ્પ્યુટર હાર્ડવેરની જેમ કામ કરે છે, તો એપિજેનોમ સોફ્ટવેરની જેમ કાર્ય કરે છે જે નક્કી કરે છે કે કોષ કઈ સૂચનાઓનો અમલ કરશે.
- બધા કોષો સમાન DNA ધરાવતા હોવા છતાં, એપિજેનેટિક સંકેતો યકૃત, મગજ અને સ્નાયુના કોષોને સંપૂર્ણપણે અલગ કાર્યો કરવામાં મદદ કરે છે.
- ખોરાક, તણાવ, શારીરિક પ્રવૃત્તિ, ઉંમર વધવી અને વિષારી તત્વો જેવા બાહ્ય પરિબળો આ માર્ક્સમાં ફેરફાર કરે છે, જે જીવનશૈલીને જિન પ્રવૃત્તિ સાથે જોડે છે.
- DNA મિથિલેશનમાં, કોષો જિન પ્રવૃત્તિ ઘટાડવા માટે સાયટોસાઇન બેઝ પર સીધા મિથાઇલ ગ્રુપ (-CH3) નામનો રસાયણિક ટેગ જોડે છે.
- હિસ્ટોન મોડિફિકેશન દ્વારા, રસાયણિક ટેગ્સ જિન્સને સક્રિય અથવા નિષ્ક્રિય કરવા માટે હિસ્ટેન નામના પ્રોટીન સ્પૂલની આસપાસ DNA કેટલું ચુસ્તપણે વિંટળાય છે તેને સમાયોજિત કરે છે.
- નોન-કોડિંગ RNAs કોડિંગ RNA અણુઓ સાથે જોડાય છે અને તેમને તોડી નાખે છે, જે કોષોને વિશિષ્ટ પ્રોટીન બનાવતા અટકાવે છે.
- જેનોમિક ઇમ્પ્રિન્ટિંગ હેઠળ, સંતતિ જિનની માત્ર એક જ પિતૃ નકલ વ્યક્ત કરે છે કારણ કે કોષ ફલન પહેલા મિથિલેશન દ્વારા બીજી નકલને નિષ્ક્રિય કરે છે.
- પેરામ્યુટેશનમાં, જિન નકલની એપિજેનેટિક સ્થિતિ તેની ભાગીદાર નકલને કાયમી ધોરણે બદલી નાખે છે, અને આ ફેરફાર ભવિષ્યની પેઢીઓમાં વહન થઈ શકે છે.
- એપિજેનેટિક સંશોધન વૈજ્ઞાનિકોને ગુમ થયેલ વંશાનુગતતાના પ્રશ્નો ઉકેલવામાં મદદ કરે છે જેને પ્રમાણભૂત જીનોમ-વાઇડ એસોસિએશન સ્ટડીઝ (GWAS) સમજાવવામાં નિષ્ફળ જાય છે.
- તબીબો સામાન્ય કોષ કાર્યોને પુનઃસ્થાપિત કરવા માટે પ્રિસિઝન મેડિસિનમાં રિવર્સિબલ એપિજેનેટિક ઉપચાર ડિઝાઇન કરી શકે છે.
- પર્યાવરણીય પરિબળો જિન સ્વિચમાં ફેરફાર કરતા હોવાથી, ભવિષ્યની પેઢીના સ્વાસ્થ્ય માટે સારું પોષણ અને પર્યાવરણીય સલામતી જાળવવી અત્યંત મહત્વપૂર્ણ બની જાય છે.
- એપિજેનેટિક પેટર્ન એવી જટિલ આરોગ્ય પરિસ્થિતિઓને સમજાવવામાં મદદ કરે છે જે પરંપરાગત આનુવંશિક ટ્રેસિંગનો પ્રતિકાર કરે છે, જેમ કે કેન્સર, મેટાબોલિક સિન્ડ્રોમ અને લિંગ-આધારિત રોગો.
- ઝડપી એપિજેનેટિક અનુકૂલન પ્રજાતિઓને ધીમા આનુવંશિક ઉત્પરિવર્તનની સરખામણીમાં બદલાતા પર્યાવરણ સાથે ઘણી ઝડપથી અનુકૂળ થવામાં મદદ કરી શકે છે.
મેન્ડેલિયન અને એપિજેનેટિક વંશાનુગતતાની તુલના
- પરંપરાગત મેન્ડેલિયન વંશાનુગતતા વાસ્તવિક DNA સિક્વન્સ વેરિઅન્ટ્સને આગળ ધપાવે છે, જ્યારે એપિજેનેટિક વંશાનુગતતા સિક્વન્સના ફેરફારો વિના જિન-નિયમનકારી માર્ક્સ ટ્રાન્સફર કરે છે.
- મેન્ડેલિયન નિયમો અલગીકરણની ચોક્કસ પેટર્નનું પાલન કરે છે, જ્યારે એપિજેનેટિક ક્રિયાવિધિ વારંવાર નોન-મેન્ડેલિયન વંશાનુગતતા પેટર્ન દર્શાવે છે.
- મેન્ડેલિયન જીનેટિક્સમાં વારસામાં મળેલા DNA સિક્વન્સ લક્ષણોની અભિવ્યક્તિ દર્શાવે છે, પરંતુ એપિજેનેટિક માર્ક્સ નિયંત્રિત કરે છે કે જિન્સ ચાલુ થાય કે બંધ.
- પ્રમાણભૂત DNA સિક્વન્સ પેઢી દર પેઢી સ્થિર રહે છે, પરંતુ એપિજેનેટિક માર્ક્સ ગતિશીલ અને રિવર્સિબલ રહે છે.
- શુક્રકોષ અને અંડકોષના નિર્માણ દરમિયાન પ્રજનન કોષો સામાન્ય રીતે મોટાભાગના એપિજેનેટિક ટેગ્સ સાફ કરી દે છે, DNA સિક્વન્સની વિપરીત જે અક્ષુણ્ણ રહે છે.
- મેન્ડેલિયન લક્ષણો અપેક્ષિત સંતતિ પેટર્નનું પાલન કરે છે, જ્યારે એપિજેનેટિક માર્ક્સ રીસેટિંગમાંથી બચી શકે છે, લિંગ પર આધાર રાખી શકે છે અથવા પાર્ટનર એલીલ્સને બદલી શકે છે.