रिवर्स ट्रांसक्रिप्टेस

संदर्भ

हाल के कुछ शोधों में बैक्टीरियोफेज (Bacteriophages) के विरुद्ध जीवाणु रक्षा में रिवर्स ट्रांसक्रिप्टेस (Reverse Transcriptase) की भूमिका की खोज की गई है। 

सम्बंधित तथ्य

• अध्ययन: न्यूयॉर्क में कोलंबिया विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने पाया कि जब बैक्टीरिया क्लेबसिएला निमोनिया (Klebsiella pneumoniae), बैक्टीरियोफेज (बैक्टीरिया को संक्रमित करने वाले वायरस) से संक्रमित होता है, तो वे विशिष्ट संरचनाओं के साथ एक गैर-कोडिंग RNA का उपयोग करते हैं, जो रिवर्स ट्रांसक्रिप्टेस से बँध सकते हैं एवं कोशिकाओं को DNA बनाने का निर्देश दे सकते हैं। 
• नया प्रोटीन: इस DNA कॉपी में एक जीन की कई प्रतियाँ होती हैं, जो ‘कभी न खत्म होने वाले ओपन-रीडिंग फ्रेम’ (Never-Ending Open-Reading Frame) के लिए ‘नियो’ (Neo) नामक एक विशिष्ट प्रोटीन बना सकती हैं। 
  • खोज: प्रोटीन जीवाणु कोशिका को सस्पेंडेड एनीमेशन की स्थिति में रख सकता है और इसकी प्रतिकृति को अवरुद्ध कर सकता है, इस प्रकार हमलावर बैक्टीरियोफेज की प्रतिकृति को भी रोक सकता है, जिसमें इसके ट्रैक में संक्रमण को रोकने का प्रभाव होता है। 

रिवर्स ट्रांसक्रिप्टेस (Reverse Transcriptase- RT) के बारे में

• रिवर्स ट्रांसक्रिप्टेस (RNA-निर्भर DNA पोलीमरेज), एक DNA पोलीमरेज एंजाइम है, जो सिंगल-स्ट्रैंडेड RNA को DNA में स्थानांतरित करता है। 
  • एक बार जब RNA को पहले चरण में सिंगल-स्ट्रैंड DNA में रिवर्स ट्रांसक्राइब किया जाता है तो यह एंजाइम डबल हेलिक्स DNA को संश्लेषित करने में सक्षम होता है। 
• खोज: इसकी खोज हॉवर्ड टेमिन और डेविड बाल्टीमोर की प्रयोगशालाओं में वेसिकुलर स्टामाटाइटिस वायरस (ए रेट्रोवायरस) में की गई थी। उन्हें RNA पोलीमरेज नामक एक प्रोटीन मिला, जो RNA को DNA में रिवर्स-ट्रांसलेट करने में शामिल था। 
  • रिवर्स ट्रांसक्रिप्टेस कई यूकेरियोटिक और प्रोकैरियोटिक प्रणालियों जैसे टीलोमेरेज, रेट्रोट्रांसपोजन, रेट्रोन में पाया जाता है और पौधों एवं जानवरों के जीनोम में प्रचुर मात्रा में पाया जाता है। 
• प्रकाशन: यह शोध नेचर पत्रिका में प्रकाशित किया गया। 
• महत्त्व
  • सूचना का स्थापित द्विदिशात्मक प्रवाह: खोजों से पता चला कि सूचना दूसरी दिशा में भी प्रवाहित हो सकती है, जिसमें RNA से DNA उत्पन्न होता है। 
    • उस समय प्रचलित मान्यता यह थी कि सभी जीवित प्राणियों में आनुवंशिक जानकारी केवल DNA से RNA और RNA से प्रोटीन तक प्रवाहित होती है (अर्थात् ‘केंद्रीय सिद्धांत’)। 

• • जीवन के विकास में मौलिक भूमिका: जीवन के विभिन्न क्षेत्रों में रिवर्स ट्रांसक्रिप्टेस गतिविधि की खोज, प्रोकैरियोटिक और यूकेरियोटिक दोनों प्रणालियों में एंजाइम की मौलिक भूमिका के साथ-साथ उल्लेखनीय विकासवादी निरंतरता और कार्यात्मक बहुमुखी प्रतिभा को दर्शाती है। 
• दायरा: रिवर्स ट्रांसक्रिप्टेस तकनीक में अपार संभावनाएँ हैं।
  • जैव प्रौद्योगिकी अनुप्रयोग: जैव प्रौद्योगिकी और चिकित्सा में नवीन अनुप्रयोग, विशेष रूप से उभरते रोगाणुरोधी प्रतिरोध (रोग पैदा करने वाले सूक्ष्मजीवों की उन्हें अक्षम या मारने के लिए डिज़ाइन किए गए पदार्थों के प्रभावों का प्रतिरोध करने की क्षमता) के संदर्भ में। 

बैक्टीरियोफेगस (Bacteriophages) इन्हें फेगस (Phages) के नाम से भी जाना जाता है, ये वायरस सिर्फ बैक्टीरिया कोशिकाओं को ही संक्रमित करते हैं और उनमें ही प्रजनन करते हैं। ये पर्यावरण में सर्वव्यापी हैं और इन्हें पृथ्वी के सबसे प्रचुर जैविक एजेंट के रूप में पहचाना जाता है।  संरचना: इनमें फेगस-एनकोडेड कैप्सिड प्रोटीन के आवरण में बंद न्यूक्लिक एसिड जीनोम होता है, जो आनुवंशिक सामग्री की रक्षा करता है और अगली मेजबान कोशिका में इसके वितरण में मध्यस्थता करता है।  गति: फेगस गतिशील नहीं होते हैं और अपने लक्ष्य तक पहुँचने के लिए ब्राउनियन गति (Brownian Motion) पर निर्भर रहते हैं।   प्रतिकृतिकरण रणनीतियाँ: एक बार जब बैक्टीरियोफेगस किसी संवेदनशील मेजबान से जुड़ जाता है, तो वह दो प्रतिकृतिकरण रणनीतियों में से किसी एक का अनुसरण करता है, अर्थात् लिटिक (lytic) या लाइसोजेनिक (lysogenic)।  मनुष्यों में: बैक्टीरियोफेज मानव कोशिकाओं में संक्रमण और प्रतिकृति नहीं कर सकते हैं, लेकिन वे मानव माइक्रोबायोम का एक महत्त्वपूर्ण हिस्सा हैं और रोगजनक तथा गैर-रोगजनक बैक्टीरिया के बीच आनुवंशिक आदान-प्रदान के एक महत्त्वपूर्ण मध्यस्थ हैं।

• • नई चिकित्सीय और नैदानिक ​​रणनीतियाँ: यह आनुवंशिक विकास और वायरल प्रतिरोध के नए तंत्रों को उजागर कर सकती है, जिससे संभावित रूप से नई चिकित्सीय रणनीतियों और जैव-प्रौद्योगिकीय उपकरणों का विकास हो सकता है। 
• प्रभाव
  • अनुसंधान पद्धति में क्रांतिकारी परिवर्तन: इस खोज ने आणविक जीव विज्ञान में अनुसंधान हेतु क्रांतिकारी परिवर्तन किया, जहाँ शोधकर्ता मैसेंजर RNA को DNA के टुकड़ों में बदल सकते थे, उस DNA को जीवाणु वाहकों में क्लोन कर सकते थे तथा संबंधित जीन के कार्य का अध्ययन कर सकते थे। 
  • क्रांतिकारी निदान पद्धति: चिकित्सकों ने RNA को DNA में परिवर्तित करने और किसी दिए गए नमूने में वायरल सामग्री की मात्रा का अनुमान लगाने के लिए रिवर्स ट्रांसक्रिप्टेस का उपयोग किया। 
    • अनुप्रयोग: हेपेटाइटिस B और ह्यूमन इम्यूनोडिफीसिएंसी वायरस (HIV) सहित RNA वायरस के अध्ययन में 
  • रोग प्रबंधन: इस खोज ने 1980 के दशक में HIV एड्स संक्रमण के प्रबंधन और उपचार में सहायता की, क्योंकि इससे विशेष रूप से रिवर्स ट्रांसक्रिप्टेस एंजाइम को लक्षित करने वाले एंटीवायरल एजेंटों का विकास हुआ। 
  • मानव जीनोम को आकार देना: मानव जीनोम और जीवाणु रिवर्स ट्रांसक्रिप्टेस में रेट्रोएलिमेंट्स का एक समान विकासवादी इतिहास है और साथ ही कार्यात्मक तंत्र भी साझा करते हैं। 
    • ऐसा माना जाता है कि जीवाणु रिवर्स ट्रांसक्रिप्टेज अपने यूकेरियोटिक (मानव) समकक्षों के पूर्ववर्ती हैं और जीवाणुओं में पहला रिवर्स ट्रांसक्रिप्टेज वर्ष 1989 में खोजा गया था। 
  • आणविक निदान की आधारशिला: RT एंजाइम ने सार्स CoV2 वायरस के तेजी से और सटीक परीक्षण की सुविधा प्रदान की, साथ ही जीनोम-अनुक्रमण ने वायरस के प्रसार को ट्रैक करने में मदद की, जिससे निगरानी, ​​बेहतर सार्वजनिक स्वास्थ्य सेवा और वैक्सीन विकास का मार्ग प्रशस्त हुआ।

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