अधिकांश ‘मौन’ आनुवंशिक उत्परिवर्तन हानिकारक होते हैं

मिशिगन विश्वविद्यालय के एक अध्ययन के अनुसार, परिणामी प्रोटीन अनुक्रमों को बदलने वाले बिंदु उत्परिवर्तन को गैर-समानार्थी उत्परिवर्तन कहा जाता है, जबकि जो प्रोटीन अनुक्रमों को नहीं बदलते हैं उन्हें मौन या पर्यायवाची उत्परिवर्तन कहा जाता है।
प्रोटीन-कोडिंग डीएनए अनुक्रमों में एक-चौथाई और एक-तिहाई बिंदु उत्परिवर्तन पर्यायवाची हैं।
उन उत्परिवर्तनों को आम तौर पर तटस्थ माना जाता है, या लगभग ऐसा ही।
खमीर कोशिकाओं के अनुवांशिक हेरफेर से जुड़े एक नए अध्ययन से पता चलता है कि अधिकांश समानार्थी उत्परिवर्तन दृढ़ता से हानिकारक हैं।
उन्होंने डीएनए अनुक्रमों में तीन-अक्षर इकाइयों की पहचान की, जिन्हें कोडन के रूप में जाना जाता है, जो प्रोटीन बनाने वाले 20 अमीनो एसिड में से प्रत्येक को निर्दिष्ट करते हैं, जिसके लिए निरेनबर्ग ने बाद में दो अन्य लोगों के साथ नोबेल पुरस्कार साझा किया।
कभी-कभी, आनुवंशिक कोड में एकल-अक्षर गलत वर्तनी होती है, जिसे बिंदु उत्परिवर्तन के रूप में जाना जाता है।
परिणामी प्रोटीन अनुक्रमों को बदलने वाले बिंदु उत्परिवर्तन को गैर-समानार्थी उत्परिवर्तन कहा जाता है, जबकि जो प्रोटीन अनुक्रमों को नहीं बदलते हैं उन्हें मूक या समानार्थी उत्परिवर्तन कहा जाता है।
प्रोटीन-कोडिंग डीएनए अनुक्रमों में एक-चौथाई और एक-तिहाई बिंदु उत्परिवर्तन पर्यायवाची हैं।
जब से आनुवंशिक कोड को क्रैक किया गया था, तब से उन उत्परिवर्तन को आम तौर पर तटस्थ माना जाता है, या लगभग ऐसा ही।
लेकिन प्रकृति पत्रिका में 8 जून को ऑनलाइन प्रकाशन के लिए निर्धारित एक अध्ययन में, जिसमें प्रयोगशाला में खमीर कोशिकाओं के अनुवांशिक हेरफेर शामिल थे, मिशिगन विश्वविद्यालय के जीवविज्ञानी बताते हैं कि अधिकांश समानार्थी उत्परिवर्तन दृढ़ता से हानिकारक हैं।
अधिकांश समानार्थी उत्परिवर्तन की मजबूत गैर-तटस्थता – यदि अन्य जीनों और अन्य जीवों के लिए सही पाया जाता है – अध्ययन के अनुसार मानव रोग तंत्र, जनसंख्या और संरक्षण जीवविज्ञान, और विकासवादी जीवविज्ञान के अध्ययन के लिए प्रमुख प्रभाव होंगे। लेखक।
“चूंकि आनुवंशिक कोड 1960 के दशक में हल किया गया था, समानार्थी उत्परिवर्तन को आमतौर पर सौम्य माना जाता है।
अब हम दिखाते हैं कि यह विश्वास झूठा है,” अध्ययन के वरिष्ठ लेखक जियानज़ी “जॉर्ज” झांग ने कहा, यू-एम डिपार्टमेंट ऑफ इकोलॉजी एंड इवोल्यूशनरी बायोलॉजी में मार्शल डब्ल्यू। निरेनबर्ग कॉलेजिएट प्रोफेसर।
“चूंकि कई जैविक निष्कर्ष इस धारणा पर भरोसा करते हैं कि समानार्थी उत्परिवर्तन तटस्थ हैं, इसकी अमान्यता के व्यापक प्रभाव हैं।
उदाहरण के लिए, समानार्थक उत्परिवर्तन को आम तौर पर बीमारी पैदा करने वाले उत्परिवर्तन के अध्ययन में नजरअंदाज कर दिया जाता है, लेकिन वे एक कम और सामान्य तंत्र हो सकते हैं।”
पिछले एक दशक में, उपाख्यानात्मक साक्ष्य ने सुझाव दिया है कि कुछ पर्यायवाची उत्परिवर्तन गैर-तटस्थ हैं।
झांग और उनके सहयोगियों ने जानना चाहा कि क्या ऐसे मामले अपवाद हैं या नियम।
उन्होंने इस प्रश्न को नवोदित खमीर (Saccharomyces cerevisiae) में संबोधित करना चुना क्योंकि जीव की छोटी पीढ़ी का समय (लगभग 80 मिनट) और छोटे आकार ने उन्हें बड़ी संख्या में समानार्थी उत्परिवर्तन के प्रभावों को अपेक्षाकृत जल्दी, सटीक और आसानी से मापने की अनुमति दी।
उन्होंने 8,000 से अधिक उत्परिवर्ती खमीर उपभेदों के निर्माण के लिए CRISPR/Cas9 जीनोम संपादन का उपयोग किया, जिनमें से प्रत्येक में शोधकर्ताओं ने लक्षित 21 जीनों में से एक में एक पर्यायवाची, गैर-समानार्थी या बकवास उत्परिवर्तन किया।
फिर उन्होंने प्रत्येक उत्परिवर्ती तनाव की “फिटनेस” को मापकर माप लिया कि यह कितनी जल्दी गैर-उत्परिवर्ती तनाव के सापेक्ष पुन: उत्पन्न होता है।
डार्विनियन फिटनेस, सीधे शब्दों में कहें, एक व्यक्ति की संतानों की संख्या को संदर्भित करता है।
इस मामले में, खमीर उपभेदों की प्रजनन दर को मापने से पता चला कि उत्परिवर्तन फायदेमंद, हानिकारक या तटस्थ थे।
उनके आश्चर्य के लिए, शोधकर्ताओं ने पाया कि समानार्थी उत्परिवर्तन के 75.9% काफी हानिकारक थे, जबकि 1.3% काफी फायदेमंद थे।
झांग की प्रयोगशाला में स्नातक छात्र अनुसंधान सहायक, अध्ययन के प्रमुख लेखक जुकांग शेन ने कहा, “गैर-तटस्थ पर्यायवाची उत्परिवर्तन के पिछले उपाख्यान हिमशैल की नोक बन गए।”
“हमने उन तंत्रों का भी अध्ययन किया जिनके माध्यम से समानार्थी उत्परिवर्तन फिटनेस को प्रभावित करते हैं और पाया कि कम से कम एक कारण यह है कि समानार्थी और गैर-समानार्थी उत्परिवर्तन दोनों जीन-अभिव्यक्ति स्तर को बदलते हैं, और इस अभिव्यक्ति प्रभाव की सीमा फिटनेस प्रभाव की भविष्यवाणी करती है।”
झांग ने कहा कि उपाख्यानात्मक रिपोर्टों के आधार पर शोधकर्ताओं को पहले से पता था कि कुछ समानार्थी उत्परिवर्तन गैर-तटस्थ होने की संभावना है।
“लेकिन हम बड़ी संख्या में इस तरह के उत्परिवर्तन से हैरान थे,” उन्होंने कहा।
“हमारे नतीजे बताते हैं कि समानार्थी उत्परिवर्तन रोग पैदा करने में गैर-समानार्थी उत्परिवर्तन के रूप में लगभग महत्वपूर्ण हैं और रोगजनक समानार्थी उत्परिवर्तन की भविष्यवाणी और पहचान करने में मजबूत प्रयास की मांग करते हैं।”
यूएम के नेतृत्व वाली टीम ने कहा कि हालांकि कोई विशेष कारण नहीं है कि उनके परिणाम खमीर तक ही सीमित होंगे, उनके निष्कर्षों की व्यापकता को सत्यापित करने के लिए विविध जीवों में पुष्टि की आवश्यकता होती है।