माइक्रोआरएनए

09.10.2024

माइक्रोआरएनए

खबरों में क्यों?            

फिजियोलॉजी या मेडिसिन में 2024 का नोबेल पुरस्कार अमेरिकी जीवविज्ञानी विक्टर एम्ब्रोस और गैरी रुवकुन को स्वीडन के स्टॉकहोम में करोलिंस्का इंस्टीट्यूट में नोबेल असेंबली द्वारा प्रदान किया गया।

वैज्ञानिकों ने माइक्रोआरएनए की खोज और पोस्ट-ट्रांसक्रिप्शनल जीन विनियमन में इसकी भूमिका के लिए प्रतिष्ठित पुरस्कार जीता।

माइक्रोआरएनए क्या हैं?

• प्रत्येक जटिल जीव की कोशिकाओं और ऊतकों में जीन अभिव्यक्ति सटीक रूप से नियंत्रित होती है और काफी हद तक विभिन्न स्थितियों (जैसे विकास, पर्यावरण में परिवर्तन, बीमारी या दवाओं) पर निर्भर होती है।
• ऐसे जीवों (मनुष्यों सहित) के भीतर विभिन्न कोशिकाओं और अंग प्रणालियों में अलग-अलग जीन अभिव्यक्ति प्रोफाइल होते हैं।
• इस प्रकार, ऐसी अभिव्यक्ति में शामिल नियामक तंत्र की उचित समझ जीनोमिक चिकित्सा में प्रमुख मुद्दों में से एक का प्रतिनिधित्व करती है।
• गैर-कोडिंग आरएनए (एनसीआरएनए):
• इन अणुओं की कई नियामक घटनाओं में भूमिका होती है - जीवाणु विभाजन में प्रतियों की संख्या को नियंत्रित करने से लेकर स्तनधारियों में एक्स-क्रोमोसोम निष्क्रियता तक।
• मनुष्यों और जानवरों के हालिया जीनोमिक स्कैन से पता चला है कि अधिकांश आरएनए प्रतिलेख मैसेंजर आरएनए (एमआरएनए) के बजाय एनसीआरएनए हैं, जो प्रोटीन के लिए कोड करते हैं।

miRNAs के बारे में:

• माइक्रोआरएनए/एमआईआरएनए आरएनए के छोटे, गैर-कोडिंग अणु हैं, जो यह निर्धारित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं कि कितना एमआरएनए, जो आनुवंशिक जानकारी रखता है, अंततः प्रोटीन में परिवर्तित हो जाता है।

miRNA का महत्व:

• शरीर दो व्यापक चरणों वाली एक जटिल प्रक्रिया में प्रोटीन बनाता है।
• प्रतिलेखन चरण में, एक कोशिका नाभिक में डीएनए अनुक्रम को एमआरएनए में कॉपी करती है। एमआरएनए कोशिका द्रव्य के माध्यम से नाभिक से चलता है, और राइबोसोम से जुड़ जाता है।
• अनुवाद चरण में, एक अन्य प्रकार का आरएनए जिसे ट्रांसफर आरएनए (टीआरएनए) कहा जाता है, विशिष्ट अमीनो एसिड को राइबोसोम में लाता है, जहां वे प्रोटीन बनाने के लिए एमआरएनए द्वारा निर्दिष्ट क्रम में एक साथ जुड़े होते हैं।
• miRNA उचित समय पर mRNA के साथ संबंध बनाकर और बाद में उसे शांत करके प्रोटीन के उत्पादन को नियंत्रित करता है। इस प्रक्रिया को पोस्ट-ट्रांसक्रिप्शनल जीन विनियमन कहा जाता है।

miRNAs की खोज:

• इसे शुरुआत में 1993 में जीन लिन-14 का अध्ययन करते समय विक्टर एम्ब्रोस की प्रयोगशाला द्वारा एक छोटे राउंडवॉर्म (सी. एलिगेंस) में खोजा गया था। उसी समय, गैरी रावकुन ने पहले miRNA लक्ष्य जीन की पहचान की।
• इन दो अभूतपूर्व खोजों ने पोस्टट्रांसक्रिप्शनल जीन विनियमन के एक नए तंत्र की पहचान की।

वैज्ञानिकों को क्यों सम्मानित किया गया?

• जीन गतिविधि को कैसे नियंत्रित किया जाता है, इसे नियंत्रित करने वाले एक मौलिक सिद्धांत की खोज के लिए वैज्ञानिकों को सम्मानित किया गया।
• जीन विनियमन एक ऐसी प्रक्रिया है जो प्रत्येक कोशिका को उसके विशिष्ट कार्यों के लिए सही उपकरण चुनने में मदद करती है।
• उनके शोध ने उन्हें माइक्रोआरएनए की खोज की ओर अग्रसर किया, जिसने यह समझने का एक नया तरीका प्रदान किया कि मानव जैसे जटिल जीवों के शरीर कैसे कार्य करते हैं।

MiRNA की भूमिका को समझना:

• आनुवंशिक जानकारी प्रत्येक कोशिका के केंद्रक के अंदर डीएनए में संग्रहीत होती है।
• यह जानकारी mRNA में कॉपी की जाती है, जिसमें प्रोटीन संश्लेषण के निर्देश होते हैं।
• शरीर में विभिन्न ऊतक अपने कार्यों के आधार पर विशिष्ट प्रोटीन बनाते हैं, जैसे मांसपेशियों को सिकोड़ना और तंत्रिकाओं को संचार में मदद करना।
• कोशिकाएं जीन विनियमन के माध्यम से अंतर करती हैं और अपना कार्य करती हैं, जो विशिष्ट जीन को चालू या बंद कर देता है।
• जीन विनियमन में त्रुटियां गंभीर बीमारियों को जन्म दे सकती हैं, जिनमें कैंसर, मधुमेह, ऑटोइम्यून स्थितियां आदि शामिल हैं।
  • इसलिए, इन बीमारियों को समझने और संभावित रूप से इलाज करने के लिए जीन विनियमन को समझना आवश्यक है।

• एक एकल माइक्रो-आरएनए कई जीनों की अभिव्यक्ति को नियंत्रित कर सकता है, और वैकल्पिक रूप से एक एकल जीन को कई माइक्रो-आरएनए द्वारा भी नियंत्रित किया जा सकता है।
• इससे समान आनुवंशिक जानकारी के बावजूद विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं में अच्छी ट्यूनिंग होती है।

नोबेल विजेता शोध: एक संक्षिप्त इतिहास

• एम्ब्रोस और रुवकुन ने एक राउंडवॉर्म, कैनोर्हाडाइटिस एलिगेंस का अध्ययन किया, जिसमें छोटे आकार के बावजूद, तंत्रिका और मांसपेशी कोशिकाओं जैसे विशेष कोशिका प्रकार थे।
• एम्ब्रोस और रुवकुन ने दो उत्परिवर्ती उपभेदों, लिन -4 और लिन -14 का अध्ययन किया, जिनमें से दोनों में असामान्यताएं प्रदर्शित हुईं - विकास को नियंत्रित करने वाली उनकी आनुवंशिक प्रोग्रामिंग अपेक्षा के अनुरूप काम नहीं कर रही थी। एम्ब्रोस के पिछले शोध ने साबित किया कि लिन-4 ने लिन-14 की गतिविधि को दबा दिया, लेकिन यह नहीं बता सका कि उसने ऐसा कैसे किया।
• जीवविज्ञानियों ने व्यक्तिगत रूप से शोध किया कि लिन-4 ने लिन-14 की गतिविधि को कैसे प्रभावित किया। एम्ब्रोस ने लिन-4 उत्परिवर्ती का विश्लेषण किया और जीन का क्लोन बनाया और पाया कि यह एक असामान्य रूप से छोटा आरएनए अणु उत्पन्न करता है जिसमें प्रोटीन उत्पादन के लिए कोड का अभाव था। निष्कर्षों से पता चला कि यह छोटा आरएनए अणु लिन-14 को रोकने के लिए जिम्मेदार हो सकता है।
• लगभग उसी समय, रुवकुन ने अपनी प्रयोगशाला में लिन-14 जीन के नियमन की जांच की और पाया कि लिन-4 ने लिन-14 एमआरएनए के उत्पादन को अवरुद्ध नहीं किया। 1960 के दशक के उत्तरार्ध से, जीन विनियमन को एक ऐसी प्रक्रिया के रूप में समझा जाता है जो यह निर्धारित करती है कि कौन से एमआरएनए उत्पन्न होते हैं, और इसलिए, आनुवंशिक जानकारी कैसे प्रवाहित होती है। रुवकुन ने पाया कि लिन-14 एमआरएनए का नियमन बाद में प्रोटीन उत्पादन को रोककर जीन अभिव्यक्ति प्रक्रिया में हुआ।
• रुवकॉन के प्रयोग से लिन-14 एमआरएनए में एक महत्वपूर्ण खंड का भी पता चला जो लिन-4 द्वारा इसके निषेध के लिए आवश्यक था। एम्ब्रोस ने अपने शोध में जिस छोटे लिन-4 अनुक्रम की खोज की, वह लिन-14 एमआरएनए के महत्वपूर्ण खंड में पूरक अनुक्रमों से मेल खाता है, जिसका अर्थ है कि वे ताले में फिट होने वाली चाबियों की तरह एक साथ जुड़ सकते हैं।
• दोनों जीवविज्ञानियों ने आगे प्रयोग किए और पाया कि लिन-4 माइक्रोआरएनए, "असामान्य रूप से छोटा" आरएनए अणु, लिन-14 के एमआरएनए से जुड़ जाता है और लिन-14 प्रोटीन के उत्पादन को अवरुद्ध कर देता है। इस तरह माइक्रोआरएनए की खोज हुई।
• वैज्ञानिकों ने परिणामों को उत्साहपूर्वक स्वीकार नहीं किया क्योंकि यह व्यवहार सी. एलिगेंस के लिए विशिष्ट माना जाता था, और इसलिए जटिल जानवरों के लिए अप्रासंगिक था। हालाँकि, 2000 में, रुवकुन के शोध समूह ने लेट -7 जीन द्वारा एन्कोड किए गए एक और माइक्रोआरएनए की खोज प्रकाशित की। लेट-7 जीन पूरे पशु साम्राज्य में मौजूद है।

अनुप्रयोग

• एक एकल माइक्रो-आरएनए कई जीनों की अभिव्यक्ति को नियंत्रित कर सकता है, और वैकल्पिक रूप से एक एकल जीन को कई माइक्रो-आरएनए द्वारा भी नियंत्रित किया जा सकता है। इससे समान आनुवंशिक जानकारी के बावजूद विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं में अच्छी ट्यूनिंग होती है।
• माइक्रोआरएनए द्वारा असामान्य विनियमन कैंसर में योगदान दे सकता है, और मनुष्यों में माइक्रोआरएनए के लिए कोडिंग करने वाले जीन में उत्परिवर्तन पाया गया है, जिससे जन्मजात श्रवण हानि, आंख और कंकाल संबंधी विकार जैसी स्थितियां पैदा होती हैं।

                                                                स्रोत: द हिंदू  

माइक्रोआरएनए (miRNAs) के संबंध में निम्नलिखित कथनों पर विचार करें:

1. वे गैर-कोडिंग आरएनए का एक वर्ग हैं जो जीन अभिव्यक्ति को विनियमित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

2. यदि किसी विशेष माइक्रोआरएनए का स्तर कम अभिव्यक्त है, तो सामान्य रूप से इसे नियंत्रित करने वाला प्रोटीन भी कम अभिव्यक्त होगा।

ऊपर दिए गए कथनों में से कौन सा/से सही है/हैं?

A)केवल 1

B)केवल 2

C. 1 और 2 दोनों

D.न तो 1 और न ही 2

उत्तर A