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'सेंट्रल डोगमा ऑफ मॉलिक्यूलर बायोलॉजी': क्या 'डोगमास' और 'कल्ट फिगर्स' का विज्ञान में कोई स्थान होना चाहिए?

''आण्विक की केंद्रीय हठधर्मिता जीव विज्ञान आरएनए के माध्यम से डीएनए से प्रोटीन तक अनुक्रमिक जानकारी के विस्तृत अवशेष-दर-अवशेष हस्तांतरण से संबंधित है। इसमें कहा गया है कि ऐसी जानकारी डीएनए से प्रोटीन तक यूनिडायरेक्शनल होती है और इसे प्रोटीन से प्रोटीन या न्यूक्लिक एसिड में स्थानांतरित नहीं किया जा सकता है'' (क्रिक एफ.,1970)।

स्टैनली मिलर ने आदिम पृथ्वी पर्यावरण में जीवन की उत्पत्ति को समझने और समझने के लिए 1952 में और 1959 में एक और प्रयोग किया और 2007 तक जीवित रहे। उनके समय के दौरान, डीएनए को एक महत्वपूर्ण माना जाता था जैविक अणु, वास्तव में सूचनात्मक बहुलक के संदर्भ में सबसे महत्वपूर्ण जैविक अणु है। हालाँकि, ऐसा प्रतीत होता है कि मिलर अपने कार्यों और विचारों में 'न्यूक्लिक एसिड से संबंधित सूचनात्मक अणु' का स्पष्ट रूप से कोई उल्लेख करने से पूरी तरह चूक गए हैं।

मिलर के प्रयोग के बारे में एक जिज्ञासु पहलू यह है कि वह प्रारंभिक पृथ्वी स्थितियों में न्यूक्लिक एसिड सूचनात्मक बहुलक की तलाश में क्यों चूक गए, और केवल अमीनो एसिड पर ध्यान केंद्रित क्यों किया? क्या ऐसा इसलिए है क्योंकि उन्होंने फॉस्फेट अग्रदूतों का उपयोग नहीं किया, हालांकि फॉस्फोरस आदिम ज्वालामुखी विस्फोट स्थितियों में मौजूद होने की संभावना है? या फिर उसने ऐसा मान लिया प्रोटीन क्या यह केवल सूचनात्मक बहुलक हो सकता है और इसलिए केवल अमीनो एसिड की तलाश की जाती है? क्या वह आश्वस्त थे कि प्रोटीन जीवन की उत्पत्ति का आधार है और इसलिए उन्होंने अपने प्रयोग में केवल अमीनो एसिड के अस्तित्व की तलाश की या तथ्य यह है कि प्रोटीन मानव शरीर में सभी कार्य करते हैं और हम फेनोटाइपिक रूप से जो कुछ भी हैं उसका आधार हैं और इसलिए अधिक हैं न्यूक्लिक एसिड से भी महत्वपूर्ण, जो उसने उस समय सोचा होगा?

70 साल पहले प्रोटीन और उनकी कार्यक्षमता के बारे में बहुत कुछ पता था और उस समय न्यूक्लिक एसिड के बारे में कम जानकारी थी। चूँकि प्रोटीन शरीर में सभी जैविक प्रतिक्रियाओं के लिए जिम्मेदार होते हैं, इसलिए मिलर ने सोचा कि उन्हें सूचना वाहक होना चाहिए; और इसलिए उन्होंने अपने प्रयोगों में केवल प्रोटीन के निर्माण खंडों की तलाश की। यह प्रशंसनीय है कि न्यूक्लिक एसिड बिल्डिंग ब्लॉक भी बने थे, लेकिन इतनी मात्रा में मौजूद थे कि परिष्कृत उपकरणों की कमी के कारण पता नहीं लगाया जा सका।

डीएनए संरचना एक साल बाद 1953 में सामने आई, जिसने डीएनए के लिए एक दोहरी पेचदार संरचना का प्रस्ताव रखा और इसकी प्रतिकृति संपत्ति के बारे में बात की। इसने प्रसिद्ध को जन्म दिया 'केंद्रीय हठधर्मिता 1970 में सेलिब्रिटी वैज्ञानिक फ्रांसिस क्रिक द्वारा 'आण्विक जीवविज्ञान'!1 और वैज्ञानिक केंद्रीय हठधर्मिता के प्रति इतने अभ्यस्त हो गए और आश्वस्त हो गए कि उन्होंने आदिम पृथ्वी स्थितियों में न्यूक्लिक एसिड अग्रदूतों की ओर मुड़कर नहीं देखा।

कहानी मिलर के साथ ख़त्म होती नहीं दिखती; ऐसा प्रतीत होता है कि किसी ने बहुत लंबे समय तक आदिम पृथ्वी स्थितियों में न्यूक्लिक एसिड अग्रदूतों की खोज नहीं की है - विज्ञान के इस तेजी से बढ़ते चरण में यह बहुत आश्चर्यजनक बात है। हालाँकि प्रीबायोटिक संदर्भ में एडेनिन के संश्लेषण की रिपोर्टें हैं2 लेकिन न्यूक्लियोटाइड अग्रदूतों के प्रीबायोटिक संश्लेषण की महत्वपूर्ण रिपोर्ट सदरलैंड द्वारा दी गई थी3 2009 और उसके बाद। 2017 में शोधकर्ताओं4 इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज और उच्च-शक्ति लेजर-संचालित प्लाज्मा प्रभावों का उपयोग करके आरएनए न्यूक्लियोबेस का उत्पादन करने के लिए मिलर और यूरे द्वारा उपयोग की जाने वाली समान कम करने वाली स्थितियों का अनुकरण किया गया।

यदि मिलर ने वास्तव में प्रोटीन को सूचनात्मक बहुलक के रूप में सोचा था तो सवाल उठता है, "क्या प्रोटीन वास्तव में एक सूचनात्मक बहुलक है"? 'केंद्रीय हठधर्मिता' के प्रभुत्व के लगभग आधी सदी के बाद, हमें कूनिन का पेपर देखने को मिलता है5 2012 का शीर्षक 'क्या केंद्रीय हठधर्मिता अभी भी कायम है? प्रियन की कहानी, एक गलत तरीके से मुड़ा हुआ प्रोटीन जो बीमारी का कारण बनता है, एक उदाहरण है। शरीर में मिसफोल्डेड प्रियन प्रोटीन प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को ट्रिगर क्यों नहीं करता है और/या सिस्टम से समाप्त क्यों हो जाता है? इसके बजाय, यह गलत तरीके से मुड़ा हुआ प्रोटीन अपने समान अन्य प्रोटीन को "खराब" बनाना शुरू कर देता है जैसा कि सीजेडडी रोग में होता है। क्यों "अच्छे" प्रोटीन को अन्य "खराब" प्रोटीन द्वारा गलत तरीके से निर्देशित/निर्देशित किया जाता है और सेलुलर मशीनरी इसे क्यों नहीं रोकती है? इस गलत तरीके से मुड़े हुए प्रोटीन में ऐसी कौन सी जानकारी होती है जो अन्य समान प्रोटीनों में "स्थानांतरित" हो जाती है और वे अनियमित रूप से कार्य करना शुरू कर देते हैं? इसके अलावा, प्रियन बेहद असामान्य गुण दिखाते हैं, विशेष रूप से उपचार के लिए असाधारण प्रतिरोध जो उच्च खुराक वाले यूवी विकिरण जैसे सबसे छोटे न्यूक्लिक एसिड अणुओं को भी निष्क्रिय कर देता है।6. प्रीऑन को डिटर्जेंट की उपस्थिति में 100 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर पहले से गर्म करके और उसके बाद एंजाइमेटिक उपचार द्वारा नष्ट किया जा सकता है।7.

यीस्ट में अध्ययन से पता चला है कि प्रियन प्रोटीन में एक अव्यवस्थित प्रियन-निर्धारण डोमेन होता है जो अच्छे से "खराब" प्रोटीन में इसके गठनात्मक संक्रमण को ट्रिगर करता है।8. प्रियन संरचना कम आवृत्ति पर अनायास बनती है (10-6 के क्रम पर)9 और तनाव की स्थिति में प्रियन अवस्था में स्विच करना बढ़ जाता है10. उत्परिवर्ती को विषम प्रियन जीन में अलग किया गया है, जिसमें प्रियन गठन की आवृत्ति बहुत अधिक है11.

क्या उपरोक्त अध्ययनों से पता चलता है कि गलत तरीके से मुड़े हुए प्रियन प्रोटीन अन्य प्रोटीनों को जानकारी देते हैं और संभवतः प्रियन जीन में उत्परिवर्तन को ट्रिगर करने के लिए डीएनए में वापस आ सकते हैं? प्रियन-निर्भर फेनोटाइपिक आनुवंशिकता के आनुवंशिक आत्मसात से पता चलता है कि यह संभव हो सकता है। हालाँकि, आज तक, रिवर्स ट्रांसलेशन (डीएनए में प्रोटीन) की खोज नहीं की गई है और केंद्रीय हठधर्मिता के मजबूत प्रभाव और ऐसे प्रयासों के लिए धन की संभावित कमी के कारण इसकी खोज होने की अत्यधिक संभावना नहीं है। हालाँकि, यह अनुमान लगाया जा सकता है कि प्रोटीन से डीएनए तक सूचना हस्तांतरण के चैनल के लिए अंतर्निहित आणविक तंत्र काल्पनिक रिवर्स अनुवाद से पूरी तरह से अलग हैं और किसी समय प्रकाश में आ सकते हैं। इसका उत्तर देना कठिन प्रश्न है, लेकिन निश्चित रूप से जांच की स्वतंत्र, उन्मुक्त भावना विज्ञान की पहचान है और किसी हठधर्मिता या पंथ से विवाह करना विज्ञान के लिए अभिशाप है और इसमें वैज्ञानिक समुदाय की सोच को प्रभावित करने की क्षमता है।

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सन्दर्भ:

1. क्रिक एफ., 1970. आणविक जीवविज्ञान की केंद्रीय हठधर्मिता। प्रकृति 227, 561-563 (1970)। डीओआई: https://doi.org/10.1038/227561a0

2. मैककॉलम टीएम., 2013. मिलर-उरे और बियॉन्ड: हमने पिछले 60 वर्षों में प्रीबायोटिक कार्बनिक संश्लेषण प्रतिक्रियाओं के बारे में क्या सीखा है? पृथ्वी और ग्रह विज्ञान की वार्षिक समीक्षा। वॉल्यूम. 41:207-229 (खंड प्रकाशन दिनांक मई 2013) पहली बार 7 मार्च 2013 को अग्रिम समीक्षा के रूप में ऑनलाइन प्रकाशित किया गया। डीओआई: https://doi.org/10.1146/annurev-earth-040610-133457

3. पॉनर, एम।, गेरलैंड, बी। और सदरलैंड, जे।, 2009। प्रीबायोटिक रूप से प्रशंसनीय स्थितियों में सक्रिय पाइरीमिडीन राइबोन्यूक्लियोटाइड्स का संश्लेषण। प्रकृति 459, 239–242 (2009)। https://doi.org/10.1038/nature08013

4. फेरस एम, पिएट्रुसी एफ, एट अल 2017. मिलर-उरे कम करने वाले वातावरण में न्यूक्लियोबेस का गठन। पीएनएएस 25 अप्रैल, 2017 114 (17) 4306-4311; पहली बार 10 अप्रैल, 2017 को प्रकाशित हुआ। डीओआई: https://doi.org/10.1073/pnas.1700010114

5. कूनिन, ईवी 2012। क्या केंद्रीय हठधर्मिता अभी भी कायम है? बायोल डायरेक्ट 7, 27 (2012)। https://doi.org/10.1186/1745-6150-7-27

6. बेलिंजर-कवाहरा सी, क्लीवर जेई, डायनर टीओ, प्रूसिनर एसबी: शुद्ध स्क्रैपी प्रियन यूवी विकिरण द्वारा निष्क्रियता का विरोध करते हैं। जे विरोल. 1987, 61 (1): 159-166. पर ऑनलाइन उपलब्ध है https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/3097336/

7. लैंगवेल्ड जेपीएम, जेंग-जी वांग जेजे, एट अल 2003. संक्रमित मवेशियों और भेड़ों के मस्तिष्क के तने में प्रियन प्रोटीन का एंजाइमैटिक डिग्रेडेशन। द जर्नल ऑफ इंफेक्शियस डिजीज, खंड 188, अंक 11, 1 दिसंबर 2003, पृष्ठ 1782-1789। डीओआई: https://doi.org/10.1086/379664.

8. मुखोपाध्याय एस, कृष्णन आर, लेम्के ईए, लिंडक्विस्ट एस, डेनिज़ एए: एक मूल रूप से खुला यीस्ट प्रियन मोनोमर ध्वस्त और तेजी से उतार-चढ़ाव वाली संरचनाओं का एक समूह अपनाता है। प्रोक नेटल एकेड साइंस यूएस ए. 2007, 104 (8): 2649-2654। 10.1073/पीएनएएस.0611503104..डीओआई:: https://doi.org/10.1073/pnas.0611503104

9. चेर्नॉफ वाईओ, न्यूनाम जीपी, कुमार जे, एलन के, जिंक एडी: यीस्ट में एक प्रोटीन उत्परिवर्तक के लिए साक्ष्य: [पीएसआई] प्रियन के गठन, स्थिरता और विषाक्तता में एचएसपी70-संबंधित चैपरोन एसएसबी की भूमिका। मोल सेल बायोल. 1999, 19 (12): 8103-8112। डीओआई: https://doi.org/10.1128/mcb.19.12.8103

10. हाफमैन आर, अल्बर्टी एस, लिंडक्विस्ट एस: प्रियन, प्रोटीन होमियोस्टैसिस, और फेनोटाइपिक विविधता। ट्रेंड्स सेल बायोल। 2010, 20(3): 125-133. 10.1016/j.tcb.2009.12.003.DOI: https://doi.org/10.1016/j.tcb.2009.12.003

11. ट्यूइट एम, स्टोजानोव्स्की के, नेस एफ, मेरिट जी, कोलोटेवा-लेविन एन: यीस्ट प्रियन के डे नोवो गठन के लिए महत्वपूर्ण सेलुलर कारक। बायोकेम समाज ट्रांस. 2008, 36 (पं 5): 1083-1087.डीओआई: https://doi.org/10.1042/BST0361083

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राजीव सोनी
राजीव सोनीhttps://www.RajeevSoni.org/
डॉ राजीव सोनी (ओआरसीआईडी ​​आईडी: 0000-0001-7126-5864) ने पीएच.डी. कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय, यूके से जैव प्रौद्योगिकी में और विभिन्न संस्थानों और बहुराष्ट्रीय कंपनियों जैसे द स्क्रिप्स रिसर्च इंस्टीट्यूट, नोवार्टिस, नोवोजाइम, रैनबैक्सी, बायोकॉन, बायोमेरीक्स और यूएस नेवल रिसर्च लैब के साथ एक प्रमुख अन्वेषक के रूप में दुनिया भर में काम करने का 25 वर्षों का अनुभव है। दवा की खोज, आणविक निदान, प्रोटीन अभिव्यक्ति, जैविक निर्माण और व्यवसाय विकास में।

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