डीएनए संकरण का आधार क्या है? हालांकि डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए अनुक्रम आमतौर पर शारीरिक स्थितियों के तहत स्थिर होता है, प्रयोगशाला में इन स्थितियों को बदलने (आमतौर पर परिवेश के तापमान को बढ़ाकर) अणुओं को अलग-अलग किस्में में अलग करने का कारण होगा। उत्तरार्द्ध एक दूसरे के पूरक हैं, लेकिन उनके पर्यावरण में मौजूद अन्य अनुक्रमों के पूरक भी हो सकते हैं। परिवेश के तापमान को कम करने से एकल-फंसे अणुओं को एक दूसरे के साथ एनील या "संकरण" करने की अनुमति मिलती है। यह डीएनए संकरण विधि है।
आणविक जीव विज्ञान के दृष्टिकोण से अवधारणा
डीएनए प्रतिकृति और आरएनए में डीएनए के प्रतिलेखन दोनों में शामिल वैज्ञानिक न्यूक्लियोटाइड क्रॉसओवर और आणविक जीव विज्ञान तकनीकों पर भरोसा करते हैं। इसमें दक्षिणी और उत्तरी धब्बा, पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन (पीसीआर), और अधिकांश डीएनए-आरएनए संकरण और अनुक्रमण दृष्टिकोण शामिल हैं।
आवेदन
संकरण न्यूक्लियोटाइड का मुख्य गुण हैअनुक्रम और आणविक जीव विज्ञान के कई तरीकों में उपयोग किया जाता है। दो प्रजातियों के समग्र आनुवंशिक संबंध को उनके डीएनए (डीएनए-डीएनए संकरण) के संकरण खंडों द्वारा निर्धारित किया जा सकता है। निकट से संबंधित जीवों के बीच अनुक्रम समानता के कारण, अधिक दूर के जीवों की तुलना में ऐसे डीएनए संकरों को पिघलाने के लिए उच्च तापमान की आवश्यकता होती है। पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन (पीसीआर) सहित डीएनए नमूने की उत्पत्ति का निर्धारण करने के लिए विभिन्न तरीके संकरण का उपयोग करते हैं। एक अन्य विधि में, व्यक्त जीन की पहचान करने के लिए लघु डीएनए अनुक्रमों को सेलुलर एमआरएनए में संकरणित किया जाता है। फार्मास्युटिकल कंपनियां अवांछित एमआरएनए से जुड़ने के लिए एंटीसेंस आरएनए के उपयोग की खोज कर रही हैं, जिससे राइबोसोम को एमआरएनए को प्रोटीन में बदलने से रोका जा सके।
डीएनए-डीएनए संकरण आम तौर पर एक आणविक जीव विज्ञान तकनीक को संदर्भित करता है जो डीएनए अनुक्रमों के पूल के बीच आनुवंशिक समानता की डिग्री को मापता है। यह आमतौर पर दो जीवों के बीच आनुवंशिक दूरी को निर्धारित करने के लिए प्रयोग किया जाता है। यह व्यापक रूप से फाइलोजेनी और टैक्सोनॉमी में इस्तेमाल किया गया है।
पद्धति
एक जीव के डीएनए को लेबल किया गया, फिर बिना लेबल वाले डीएनए के साथ मिलाया गया जिससे उसकी तुलना की जा सके। मिश्रण को इनक्यूबेट किया जाता है ताकि डीएनए स्ट्रैंड को अलग किया जा सके और फिर एक पुनर्जीवित हाइब्रिड डबल स्ट्रैंडेड डीएनए बनाने के लिए ठंडा किया जा सके। उच्च स्तर की समानता के साथ संकरित अनुक्रम अधिक कसकर बंधेंगे और उन्हें अलग करने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होगी: यानी, उच्च तापमान पर गर्म होने पर वे अलग हो जाते हैंभिन्न अनुक्रमों की तुलना में तापमान, एक प्रक्रिया जिसे "डीएनए पिघलने" के रूप में जाना जाता है।
डीएनए पिघल रहा है
हाइब्रिडाइज्ड डीएनए के मेल्टिंग प्रोफाइल का मूल्यांकन करते हुए, डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए एक तथाकथित "कॉलम" से बंधा होता है और परिणामी मिश्रण को गर्म किया जाता है। प्रत्येक चरण में, स्तंभ को धोया जाता है और डीएनए अनुक्रम जो पिघलते हैं वे एकल फंसे हो जाते हैं और स्तंभ को धो देते हैं। जिस तापमान पर लेबल डीएनए कॉलम से बाहर निकलता है, वह अनुक्रमों के बीच समानता की मात्रा को दर्शाता है (और सेल्फ-फोल्डिंग पैटर्न एक नियंत्रण के रूप में कार्य करता है)। जीवों के बीच आनुवंशिक समानता की डिग्री निर्धारित करने के लिए इन परिणामों को संयोजित किया जाता है। आधुनिक सूक्ष्म जीव विज्ञान के अनुसार, इन बातों को समझे बिना डीएनए संकरण असंभव है।
जब इस तरह से कई राइबोन्यूक्लिक एसिड (या डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक) एसिड प्रजातियों की तुलना की जाती है, तो समानता मान प्रजातियों को फ़ाइलोजेनेटिक पेड़ में रखने की अनुमति देते हैं। इसलिए, यह आणविक प्रणाली के संचालन के संभावित तरीकों में से एक है। इस तकनीक के अग्रदूत चार्ल्स सिबली और जॉन अहलक्विस्ट ने पक्षियों (सिबली-अहलक्विस्ट टैक्सोनॉमी) और प्राइमेट्स के फ़ाइलोजेनेटिक संबंधों का अध्ययन करने के लिए डीएनए-डीएनए संकरण का इस्तेमाल किया।
जीव विज्ञान के लिए महत्व
डीएनए-डीएनए संकरण बैक्टीरिया की प्रजातियों को अलग करने के लिए स्वर्ण मानक है, जिसका समानता मूल्य 70% से अधिक है, यह दर्शाता है कि तुलना की गई उपभेद विभिन्न प्रजातियों से संबंधित हैं। 2014 में, एक जीवाणु उप-प्रजाति को अलग करने के लिए 79% समानता की सीमा प्रस्तावित की गई थी।
आलोचकों का तर्क है कि निकट से संबंधित प्रजातियों की तुलना करने के लिए तकनीक गलत है, क्योंकि जीवों के बीच ऑर्थोलॉगस अनुक्रमों के बीच अंतर को मापने का कोई भी प्रयास जीव के जीनोम में पैरालॉगस समकक्षों के संकरण से अभिभूत होता है। डीएनए अनुक्रमण और कम्प्यूटेशनल अनुक्रम तुलना वर्तमान में आनुवंशिक दूरी निर्धारित करने के लिए आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली विधि है, हालांकि यह दृष्टिकोण अभी भी सूक्ष्म जीव विज्ञान में बैक्टीरिया की पहचान करने में मदद करने के लिए उपयोग किया जाता है।
वर्तमान तरीका पूरी तरह या आंशिक रूप से अनुक्रमित जीनोम का उपयोग करके सिलिकॉन में डीएनए-डीएनए संकरण का संचालन करना है। डीएसएमजेड द्वारा विकसित जीजीडीसी डीडीएच जैसे मूल्यों की गणना के लिए सबसे सटीक ज्ञात उपकरण है। अन्य एल्गोरिथम सुधारों के बीच, यह दो जीनोम अनुक्रमों के बीच मैचों से सावधानीपूर्वक फ़िल्टर करके पैरालॉगस अनुक्रमों के साथ समस्या को हल करता है।
मछली विधि
फ्लोरेसेंस इन सीटू हाइब्रिडाइजेशन (FISH) एक प्रयोगशाला तकनीक है जिसका उपयोग डीएनए का पता लगाने और अनुक्रमित करने के लिए किया जाता है, अक्सर एक विशिष्ट गुणसूत्र पर।
1969 में, जोसेफ गैल और मैरी लो पार्डु ने एक पेपर प्रकाशित किया जिसमें दिखाया गया था कि राइबोसोमल डीएनए अनुक्रम की रेडियोधर्मी प्रतियों का उपयोग मेंढक के अंडे के नाभिक में पूरक डीएनए अनुक्रमों का पता लगाने के लिए किया जा सकता है। इन मूल टिप्पणियों के बाद से, कई परिशोधनों ने बहुमुखी प्रतिभा को बढ़ाया है औरप्रक्रिया की संवेदनशीलता इस हद तक कि स्वस्थानी संकरण ("जगह में", लैटिन) को अब साइटोजेनेटिक्स में एक महत्वपूर्ण उपकरण माना जाता है। (सीटू शब्द का उपयोग अब कार्सिनोमा वृद्धि के प्रारंभिक चरण के संदर्भ में भी किया जाता है, जब केवल उपकला ऊतक रोग प्रक्रिया में शामिल होता है।)
प्रतिदीप्त संकरण अनुक्रम
ऊतकों और कोशिकाओं में lncRNA और miRNA mRNA की कल्पना करने के लिए
RNA जांच को जीन के भीतर किसी भी जीन या किसी अनुक्रम के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है। मछली का उपयोग कोशिका प्रजनन के चक्र का अध्ययन करके किया जाता है, विशेष रूप से किसी भी गुणसूत्र संबंधी असामान्यताओं के लिए परमाणु इंटरफेज़ में। मछली आपको अभिलेखीय मामलों की एक बड़ी श्रृंखला का विश्लेषण करने की अनुमति देती है, एक कृत्रिम गुणसूत्र आधार के साथ एक जांच बनाकर पहचाने गए गुणसूत्र की पहचान करना बहुत आसान है जो समान गुणसूत्रों को आकर्षित करेगा।
परमाणु असामान्यता का पता चलने पर प्रत्येक जांच के लिए संकरण संकेत: प्रत्येक mRNA और lncRNA जांच जांच में 20 जोड़े ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स होते हैं, प्रत्येक जोड़ी में 40-50 बीपी का स्थान होता है। पी. जांच एमआरएनए का पता लगाने के लिए मालिकाना रसायन का उपयोग करती है।
डीएनए जांच के साथ संकरण
जांच अक्सर डीएनए के टुकड़ों से बनाए जाते हैं जिन्हें मानव जीनोम के डिजाइन में उपयोग के लिए पृथक, शुद्ध और प्रवर्धित किया गया है। मानव जीनोम का आकार लंबाई की तुलना में इतना बड़ा है कि इसे सीधे अनुक्रमित किया जा सकता है कि इसे विभाजित करना आवश्यक हैटुकड़े टुकड़े। अंत में, इन टुकड़ों को अनुक्रम-विशिष्ट एंडोन्यूक्लाइजेस का उपयोग करके प्रत्येक टुकड़े की एक प्रति को छोटी इकाइयों में पचाने का आदेश दिया गया था ताकि आकार बहिष्करण क्रोमैटोग्राफी का उपयोग करके प्रत्येक छोटे टुकड़े के आकार को मापने के लिए इस जानकारी का उपयोग करके यह निर्धारित किया जा सके कि बड़े टुकड़े एक दूसरे के साथ ओवरलैप किए गए हैं।
तत्वों को उनके व्यक्तिगत डीएनए अनुक्रमों के साथ संरक्षित करने के लिए, टुकड़ों को कभी-कभी दोहराए जाने वाले जीवाणु आबादी की एक प्रणाली में जोड़ा गया था। जीवाणुओं की क्लोनल आबादी, एक कृत्रिम गुणसूत्र बनाए रखने वाली प्रत्येक आबादी, दुनिया भर की विभिन्न प्रयोगशालाओं में संग्रहीत की जाती है। कृत्रिम क्रोमोसोम (बीएसी) को पुस्तकालय वाली किसी भी प्रयोगशाला में उगाया, निकाला और लेबल किया जा सकता है। जीनोमिक पुस्तकालयों को अक्सर उन संस्थानों के नाम पर रखा जाता है जहां उन्हें विकसित किया गया था। एक उदाहरण RPCI-11 पुस्तकालय है, जिसका नाम बफ़ेलो (न्यूयॉर्क, यूएसए) में रोसवेल कैंसर संस्थान के नाम पर रखा गया है। ये टुकड़े लगभग 100 हजार आधार जोड़े बनाते हैं और अधिकांश मछली जांच का आधार हैं।
