प्राकृतिक mRNA एडिटिंग

संदर्भ

हाल ही में किए गए एक चीनी अध्ययन में यह पाया गया है कि ‘एडेनोसिन-टू-इनोसिन’ (A-to-I) mRNA एडिटिंग, कवक (fungi) में विकासात्मक रूप से विनियमित होती है, अर्थात् यह प्रक्रिया कवक के जीवन चक्र के विभिन्न चरणों में अलग-अलग स्तरों पर सक्रिय रहती है। 

• हालाँकि, इस एडिटिंग का वास्तविक विकासवादी उद्देश्य या जैविक लाभ अभी भी पूरी तरह से स्पष्ट नहीं है।

मॉडिफिकेशन ऑफ mRNA पोस्ट-ट्रांसक्रिप्शन 

• mRNA एडिटिंग: यह पोस्ट-ट्रांसक्रिप्शनल जैविक प्रक्रिया है, जिसमें mRNA अनुक्रम (Sequence) को DNA टेंपलेट से प्रतिलेखन (Transcription) के बाद रासायनिक रूप से बदला जाता है, लेकिन इससे पहले कि वह प्रोटीन में ‘ट्रांसलेटेड’ (Translated) हो।।
• A-to-I mRNA एडिटिंग तंत्र: ADAR प्रोटीन (RNA पर कार्य करने वाले एडेनोसिन डेमिनेज) द्वारा एडेनोसिन (A) को एंजाइमेटिक रूप से इनोसिन (I) में परिवर्तित किया जाता है।
  • राइबोसोम फिर इनोसिन को ग्वानिन (G) के रूप में प्रदर्शित करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप प्रोटीन में परिवर्तन होता है।
• mRNA एडिटिंग का उद्देश्य: यह एडिटिंग एक जीन को कई प्रोटीन वेरिएंट के लिए कोड करने की अनुमति देता है, जो अंतर्निहित DNA अनुक्रम को बदले बिना जैविक अनुकूलन में योगदान देता है।
• इसमें शामिल जटिलताएँ
• • mRNA एडिटिंग प्राकृतिक ‘स्टॉप कोडन’ को ओवरराइड कर सकता है (उदाहरण के लिए, UAG, UGG बन जाता है), जिसके परिणामस्वरूप प्रोटीन इच्छित लंबाई से अधिक लंबे हो जाते हैं।
  • यह संभावित जोखिम को बढ़ाता है, विशेषतः अगर इस तरह के विस्तार से प्रोटीन में विकृति आती है।
  • वैज्ञानिक ऐसी जटिलता के विकासवादी लाभ पर सवाल उठाते हैं, क्योंकि सरल DNA परिवर्तन से समान परिणाम प्राप्त हो सकते हैं।

प्रोटीन विविधता के लिए प्राकृतिक तंत्र

• कवक में अनुकूली उपयोग: ‘फ्यूजेरियम ग्रैमिनीरम’ पर शोध से पता चलता है कि A-to-I एडिटिंग चरण-विशिष्ट है:
  • वनस्पति वृद्धि के दौरान कोई एडिटिंग नहीं, जब समय से पहले ‘स्टॉप कोडन’ वाले जीन निष्क्रिय रहते हैं।
  • प्रजनन स्तर के दौरान उच्च एडिटिंग गतिविधियाँ, 26,000 से अधिक mRNA साइटों को सक्रिय करना।
• PSC जीन की भूमिका: अध्ययन में 71 PSC (प्रीमेच्योर स्टॉप कोडन-Premature Stop Codon) जीन की पहचान की गई, जो केवल प्रजनन चरण के दौरान  A-to-I  एडिटिंग के माध्यम से सक्रिय होते हैं।
  • PSC जीन को हटाने से ‘फंगल डेवलपमेंट’ प्रभावित होता है, जो उनके चरण-विशिष्ट महत्त्व को सिद्ध करता है।
  • इनमें से दो जीन, PSC64 और PSC69, अलैंगिक वृद्धि के दौरान एडिट नहीं होते हैं, जिससे पर्यावरणीय तनाव का प्रतिरोध करने में मदद मिलती है।
• विकासवादी अंतर्दृष्टि: यदि इन ‘स्टॉप कोडॉन’ को DNA में स्थायी रूप से बदल दिया जाए, तो कवक अपना अनुकूली लचीलापन खो देगा।
  • एडिटिंग से एफ. ग्रैमिनियरम (F. graminearum) को अपने जीवन चक्र चरण के आधार पर जीन फंक्शन को बदलने की अनुमति मिलती है।

mRNA प्रौद्योगिकी के बारे में

• DNA-RNA प्रोटीन प्रतिमान: DNA एक ‘कुकबुक’ की तरह है, जो mRNA राइबोसोम तक अलग-अलग रेसिपी ले जाता है, जो फिर अमीनो एसिड का उपयोग करके प्रोटीन को एकत्रित करता है।
• ADAR मीडियट एडिटिंग: DNA ब्लूप्रिंट को संशोधित करने के बजाय, जीव ADAR प्रोटीन का उपयोग करके चुनिंदा रूप से RNA को संशोधित करते हैं, जो स्थितिजन्य आवश्यकताओं के आधार पर कस्टम प्रोटीन का उत्पादन करते हैं।
• वर्तमान रहस्य: इसके प्रचलन के बावजूद, व्यापक A-to-I एडिटिंग के पीछे जैविक तर्क अभी भी अज्ञात बना हुआ है। हजारों एडिटिंग साइटों में से केवल कुछ ही स्पष्ट रूप से लाभकारी हैं।

RNA टीके और जीन थेरेपी में अनुप्रयोग

• RNA वैक्सीन: कोविड-19 वैक्सीन में प्रयुक्त mRNA तकनीक, कोशिकाओं को प्रोटीन बनाने का निर्देश देने के लिए सिंथेटिक mRNA का उपयोग करती है, जो प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करती है।
• जीन थेरेपी अनुप्रयोग: दैहिक जीन थेरेपी में, संशोधित mRNA, DNA में बदलाव किए बिना त्रुटिपूर्ण प्रोटीन को ठीक कर सकते हैं।
  • भविष्य की चिकित्सा लक्षित प्रोटीन विनियमन के लिए नियंत्रित RNA एडिटिंग का लाभ उठा सकती है।

निष्कर्ष

mRNA एडिटिंग जटिल, लचीली जीन अभिव्यक्ति (Flexible Gene Expression) की अनुमति देता है, इसकी पूर्ण विकासवादी भूमिका अभी भी अस्पष्ट है। फिर भी, जैव प्रौद्योगिकी और चिकित्सा में इसकी क्षमता तेजी से बढ़ रही है।

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