क्षैतिज जीन स्थानांतरण जैसी घटना की खोज के बाद से, अर्थात् माता-पिता से संतान तक नहीं, हमारे ग्रह पर संपूर्ण जीवित दुनिया को एक सूचना प्रणाली के रूप में दर्शाया गया है। और इस प्रणाली में एक प्रजाति के दूसरे द्वारा सफल विकासवादी आविष्कार को उधार लेना संभव हो जाता है। ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज जीन स्थानांतरण क्या है, इस प्रक्रिया के तंत्र क्या हैं और जैविक दुनिया में उदाहरण - यह सब लेख है।
पड़ोसी जीन
हर कोई जानता है कि हमें अपने माता-पिता से जीन मिलते हैं। और वे अपने माता-पिता से हैं। यह लंबवत स्थानांतरण है। और अगर अचानक कोई उत्परिवर्तन होता है जो अस्तित्व या अनुकूलन के लिए उपयोगी साबित होता है, और जनसंख्या के जीनोम में पैर जमा लेता है, तो प्रजातियों को अस्तित्व के संघर्ष में लाभ मिलेगा।
उसी समय, एक व्यक्ति का अपना जीन होता है,एफिड्स का अपना है, और शार्क का अपना है। उनके लिए प्रजातियों के बीच जाना लगभग असंभव है। लेकिन कभी-कभी ऐसा होता है - यह क्षैतिज जीन स्थानांतरण है।
आधुनिक जेनेटिक इंजीनियरिंग यही करती है। आनुवंशिक रूप से संशोधित जीव ऐसे जीन स्थानांतरण का परिणाम हैं (उदाहरण के लिए, ऊपर की तस्वीर में चमकदार टार्डिग्रेड)। लेकिन प्रकृति में यह घटना लंबे समय से मौजूद है।
दिल की बात
ऊर्ध्वाधर जीन स्थानांतरण पैतृक रूपों से पुत्री जीवों में वंशानुगत सामग्री के हस्तांतरण की घटना है।
क्षैतिज जीन स्थानांतरण एक वयस्क जीव से दूसरे में जीन स्थानांतरित करने की एक प्राकृतिक स्थिति है। एक ही समय में, दो जीव वस्तुनिष्ठ रूप से मौजूद होते हैं, और कभी-कभी वे विभिन्न जैविक प्रजातियों से संबंधित होते हैं।
बैक्टीरिया में हॉरिजॉन्टल जीन ट्रांसफर का एक उदाहरण एक बैक्टीरियल स्ट्रेन से दूसरे बैक्टीरियल स्ट्रेन में रेजिस्टेंस जीन का ट्रांसफर है।
आवश्यक शर्तें
इस घटना को समझने के लिए उन शर्तों को जानना आवश्यक है जिनके तहत सैद्धांतिक रूप से ऐसा स्थानांतरण संभव है, अर्थात्:
- एक कोशिका से दूसरे जीव में, एक जीव से दूसरे जीव में जीनों के "परिवहन" के लिए एक मध्यस्थ का होना आवश्यक है।
- एक आणविक तंत्र होना चाहिए जो विदेशी जीन को मेजबान के जीन सेट में डालने की अनुमति दे।
इन शर्तों को रेट्रोवायरस और अन्य ट्रांसपोज़न (डीएनए तत्व) द्वारा अच्छी तरह से पूरा किया जा सकता है। और यह ठीक क्षैतिज जीन स्थानांतरण के ऐसे तरीके हैं जिन्हें आनुवंशिक इंजीनियरिंग ने आज अपनाया है।
हालांकिआज, इस तरह के जीन स्थानांतरण के तंत्र का केवल अध्ययन किया जा रहा है, वायरस के अलावा, ऐसा स्थानांतरण डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (ट्रांसपोसून) के मुक्त वर्गों की मदद से भी हो सकता है, जो एक साधारण परिचय के माध्यम से या परजीवी जीवों के साथ शरीर में प्रवेश करते हैं। उत्तरार्द्ध न केवल मेजबान के आनुवंशिक तंत्र को बदल सकता है, बल्कि बायोकेनोसिस प्रणाली में इसके पारिस्थितिक स्थान को भी बदल सकता है।
पृष्ठभूमि
यह विभिन्न जीवाणु उपभेदों के बीच एंटीबायोटिक प्रतिरोध जीन का स्थानांतरण था जिसे पहली बार 1959 में जापान में वर्णित किया गया था।
1990 के दशक के मध्य तक, आणविक जीवविज्ञानियों ने साबित कर दिया कि प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स में क्षैतिज जीन स्थानांतरण हमारे ग्रह पर जीवन के विकासवादी विकास में शामिल था।
2010 में, प्रोफेसर सेड्रिक फेशोट द्वारा एक अध्ययन प्रकाशित किया गया था, जिसमें ओपोसम और सैमीरी बंदरों के जीनोम का विश्लेषण प्रस्तुत किया गया था। उन्हें एक तरह के कीड़े ने काट लिया। स्तनधारियों के जीनोम में, एक ट्रांसपोज़न पाया गया है जिसमें कीड़ों के साथ 98% पहचान है। आपकी जानकारी के लिए बता दे कि ये कीड़े सिर्फ बंदरों और अफीम को ही नहीं काटते.
अब से, जीवों के विभिन्न डोमेन के बीच क्षैतिज जीन स्थानांतरण की परिकल्पना जीव विज्ञान का एक नया प्रतिमान बन गया है।
रंगीन कीड़े
और यदि पिछले 30 वर्षों से जीवाणुओं में हॉरिजॉन्टल जीन ट्रांसफर ने जीवविज्ञानियों के बीच संदेह पैदा नहीं किया है, तो बहुकोशिकीय जीवों में इसकी संभावना ने कई सवाल खड़े किए हैं। यह तब था जब जीवविज्ञानियों का ध्यान आम एफिड द्वारा आकर्षित किया गया था, जिसमेंशरीर के हरे और लाल रंग वाले व्यक्ति होते हैं।
लाल व्यक्तियों को रंग देने वाले पिगमेंट के विश्लेषण से कैरोटेनॉयड्स - प्लांट पिगमेंट की उपस्थिति का पता चला। एफिड्स को ऐसे जीन कहाँ से मिले जो पौधों के जीवों के लिए अद्वितीय हैं? आज, कीट जीनोम का अनुक्रमण शोधकर्ताओं के लिए काफी सरल मामला है। इस तरह यह पता चला कि लाल रंगद्रव्य के संश्लेषण के लिए जिम्मेदार एफिड्स के जीन पूरी तरह से कुछ कवक के समान होते हैं जो एफिड्स के शरीर में बिना किसी दृश्य नुकसान के परजीवी हो जाते हैं।
सबसे अधिक संभावना है, एफिड विकास की भोर में (लगभग 80 मिलियन वर्ष पूर्व) आनुवंशिक मशीन में विफलता थी और कवक जीन को कीट जीनोम में बनाया गया था।
विकास और जैव विविधता
जैविक दुनिया के सभी फाईलोजेनेटिक सिस्टमैटिक्स डार्विन की विचलन की अवधारणा पर आधारित हैं। इसका सार इस प्रकार है: जैसे ही किसी प्रजाति की आबादी के बीच प्रजनन अलगाव होता है, हम अटकलों की प्रक्रिया के बारे में बात कर सकते हैं। और पहले से ही दो प्रजातियां प्राकृतिक चयन और यादृच्छिक उत्परिवर्तन के आधार पर विकसित हो रही हैं।
प्रजातियों और बड़े करों के बीच क्षैतिज जीन स्थानांतरण की खोज ने केवल यह साबित किया कि इतने कम अंतरिक्ष-समय अवधि (4 बिलियन वर्ष) में, हमारे ग्रह पर जीवित पदार्थ एककोशिकीय रूपों से उच्च संगठित बहुकोशिकीय रूपों में जा सकते हैं।
इस प्रकार, ग्रह का पूरा बायोटा नए वंशानुगत लक्षणों के निर्माण के लिए एक एकल प्रयोगशाला बन जाता है, और यह जीन की क्षैतिज गति हैविकासवादी प्रक्रिया को महत्वपूर्ण रूप से तेज कर सकता है और जारी रख सकता है।
चलो कुछ जीन उधार लेते हैं
2015 में, कैम्ब्रिज (यूके) के आनुवंशिकीविद् एलिस्टेयर क्रिस्प ने फल मक्खियों ड्रोसोफिला की 12 प्रजातियों, राउंडवॉर्म की 4 प्रजातियों और प्राइमेट्स की 10 प्रजातियों (जिनमें से एक मानव है) के जीनोम का अध्ययन किया। वैज्ञानिक डीएनए के "विदेशी" वर्गों की तलाश कर रहे थे।
अनुसंधान परिणामों ने जीनोम में 145 क्षेत्रों की उपस्थिति की पुष्टि की है जो यूकेरियोट्स में क्षैतिज जीन स्थानांतरण का परिणाम हैं।
इनमें से कुछ जीन प्रोटीन और लिपिड के चयापचय में शामिल होते हैं, अन्य - प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया में। सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि इन जीनों के संभावित दाताओं की पहचान करना संभव था। वे प्रोटिस्ट (सबसे सरल यूकेरियोट्स), बैक्टीरिया (प्रोकैरियोट्स) और कवक निकले।
हमारे बारे में क्या
यह पहले से ही विश्वसनीय रूप से ज्ञात है कि मनुष्यों में क्षैतिज जीन स्थानांतरण के माध्यम से, रक्त प्रकार AB0 के लिए जिम्मेदार जीन प्रकट हुए।
प्राइमेट्स में इस तरह के जीन स्थानांतरण के अधिकांश प्रमाण बहुत प्राचीन मूल के हैं, जो अन्य कॉर्डेट्स के साथ एक सामान्य पूर्वज के हैं।
हाल के अध्ययनों के अनुसार, मनुष्यों में प्लेसेंटा का बनना भी वायरस के जीन के लिए जिम्मेदार है, जिसे प्लेसेंटल जानवरों के गठन के भोर में कहीं पर कब्जा कर लिया गया था।
मानव जीनोम के अनुक्रमण के परिणामों से पता चला कि इसमें वायरल जीनोम के लगभग 8% टुकड़े होते हैं, जिन्हें "स्लीपिंग जीन" कहा जाता है।
म्यूटेंट्स की उम्र
यहाँ हम आते हैंडरावनी कहानियों का विषय जिससे हरित कार्यकर्ता डराते हैं। क्या होगा यदि ये "नींद" जीन चालू हो जाएं? या क्या एक टिक किसी व्यक्ति को काट रहा है और किसी तरह के आतंक को अपने जीनोम में खींच रहा है? या क्या हम आनुवंशिक रूप से संशोधित सोयाबीन खाते हैं और म्यूटेंट बन जाते हैं? लेकिन आखिरकार, 4 अरब वर्षों से, ग्रह पर जैव विविधता केवल बढ़ी है, और आप और मैं अभी भी व्हेल की तरह थोड़े हैं, जैसे एफिड्स मशरूम की तरह हैं। ऐसा क्यों है?
पहला, क्षैतिज स्थानान्तरण का तंत्र प्रकृति में तब तक मौजूद है जब तक जीवन स्वयं मौजूद है। और एफिड्स के उदाहरण पर, यह पूरी तरह से स्पष्ट है कि इस तरह के जीन स्थानांतरण का उद्देश्य जीवों की पर्यावरणीय परिस्थितियों में अनुकूलन क्षमता को बढ़ाना था (पौधों के कुछ हिस्सों पर लाल कम दिखाई देते हैं)। और इस मायने में जेनेटिक इंजीनियर कुछ भी नया नहीं लेकर आए। आर्कटिक मछली के जीन वाले टमाटर ने ठंड सहनशीलता बढ़ा दी है, जो उन्हें उत्तरी क्षेत्रों में उगाने की अनुमति देता है।
दूसरा, आनुवंशिक स्थानांतरण की संभावना के बावजूद, हमने अभी तक ग्रह पर सभी जीवित जीवों के जीनोम के एकीकरण (एकरूपता) को नहीं देखा है। जैविक प्रणाली की स्थिरता, जो कि कोशिका और जीव है, अकुशल जीन स्थानांतरण को सीमित करने के लिए पर्याप्त है। लेकिन साथ ही, यह स्थानांतरण ही जैविक विकास का उपकरण है, जो जैव विविधता की ओर जाता है। तो अब ज्यादा समय नहीं लगेगा कि भालू पतंग की तरह और कुत्ते गिरगिट की तरह दिखाई दें।
