महान बंदरों में Y गुणसूत्र का विकास

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महान बंदरों में Y गुणसूत्र का विकास

महान वानर परिवार की सभी जीवित प्रजातियों के पुरुष-विशिष्ट Y गुणसूत्रों के डीएनए अनुक्रम का एक नया विश्लेषण हमारी समझ को स्पष्ट करने में मदद करता है कि यह रहस्यमय गुणसूत्र कैसे विकसित हुआ। मनुष्यों में पुरुष प्रजनन क्षमता के साथ-साथ प्रजनन पैटर्न की हमारी समझ और महान वानरों में नर संतानों को ट्रैक करने की क्षमता के लिए वाई गुणसूत्र के विकास की एक स्पष्ट तस्वीर महत्वपूर्ण है, जो इस लुप्तप्राय प्रजातियों के संरक्षण के प्रयासों में मदद कर सकती है।

पेन स्टेट बायोलॉजिस्ट और कंप्यूटर वैज्ञानिकों की एक टीम ने संतरे और बोनोबोस से वाई क्रोमोसोम को सॉर्ट और असेंबल किया और उन सीक्वेंस की तुलना वर्तमान मानव, चिंपैंजी और गोरिल्ला वाई सीक्वेंस से की। तुलनात्मक रूप से, टीम विकासवादी पैटर्न को स्पष्ट करने में सक्षम थी जो प्रजातियों के बीच व्यवहारिक मतभेदों से मेल खाती प्रतीत होती है, और वाई गुणसूत्र एक ऐसे मॉडल का पुनर्निर्माण करता है जो सभी महान वानरों के पूर्वजों की तरह दिखता है।

शोध का वर्णन करने वाला एक पेपर ५ अक्टूबर, २०२० . पत्रिका में दिखाई देता है राष्ट्रीय विज्ञान अकादमी की कार्यवाही.

पेन स्टेट में स्नातक छात्र मोनिका चेचोवा ने कहा कि वाई गुणसूत्र पुरुष प्रजनन के लिए महत्वपूर्ण है और इसमें शुक्राणु उत्पादन के लिए महत्वपूर्ण जीन होते हैं, लेकिन जीनोमिक अध्ययनों में इसे अक्सर अनदेखा कर दिया जाता है क्योंकि अनुक्रम और संयोजन करना बहुत मुश्किल होता है। शोध और कागज के सह-लेखक। “Y गुणसूत्र में कई दोहराव वाले क्रम हैं, जो डीएनए अनुक्रमण, संयोजन अनुक्रम और तुलना के लिए अनुक्रमों को व्यवस्थित करने के लिए चुनौतीपूर्ण हैं। Y गुणसूत्र से निपटने के लिए कोई आउट-ऑफ-द-बॉक्स सॉफ़्टवेयर पैकेज नहीं हैं, इसलिए हमें इन बाधाओं को दूर करना पड़ा। और हमारी समस्याएं। प्रोटोकॉल का अनुकूलन, जिसने हमें दिलचस्प जैविक प्रश्नों को हल करने की अनुमति दी। “

Y गुणसूत्र असामान्य है। इसमें अपेक्षाकृत कम जीन होते हैं, जिनमें से कई पुरुष लिंग निर्धारण और शुक्राणु उत्पादन में शामिल होते हैं; दोहराए जाने वाले डीएनए के बड़े खंड, छोटे अनुक्रम लगातार और दोहराव; और बड़े डीएनए पैलिंड्रोम, लंबवत पुनरावृत्तियां जो हजारों वर्ण लंबे हो सकते हैं और एक ही आगे और पीछे पढ़ सकते हैं।

मानव, चिंपैंजी और गोरिल्ला अनुक्रमों की तुलना करने वाली एक टीम द्वारा पिछले काम में कुछ अप्रत्याशित पैटर्न का खुलासा किया गया था। मनुष्य चिंपैंजी से अधिक निकटता से संबंधित हैं, लेकिन कुछ विशेषताओं के लिए, मानव y गोरिल्ला y के समान था।

पेन स्टेट में जीव विज्ञान की पेंट प्रोफेसर कैटरीना मकोवा ने कहा, “यदि आप अनुक्रम पहचान की तुलना करते हैं – क्रोमोसोम एएस, टी, सीएस और जीएस – मनुष्य चिंपैंजी के समान हैं।” अनुसंधान दल के नेताओं में से एक। “लेकिन अगर आप देखते हैं कि कौन से जीन मौजूद हैं, दोहराए जाने वाले अनुक्रमों के प्रकार, और साझा पैलिंड्रोम, मनुष्य गोरिल्ला की तरह दिखते हैं। हमें क्या हो रहा है इसके विवरण को दूर करने के लिए अधिक महान बंदर प्रजातियों के वाई गुणसूत्र की आवश्यकता है।”

इस प्रकार, टीम ने एक अधिक दूर के रिश्तेदार के बारे में एक बड़ा मजाक बनाने के लिए एक बोनोबो के वाई गुणसूत्र, एक चिंपैंजी के एक करीबी रिश्तेदार और एक ऑरंगुटान को हल किया। इन नए अनुक्रमों के साथ, शोधकर्ता देख सकते हैं कि बोनोबोस और चिंपैंजी डीएनए अनुक्रम परिवर्तन और जीन हानि की त्वरण दर का एक असामान्य पैटर्न साझा करते हैं, यह सुझाव देते हुए कि यह पैटर्न दो प्रजातियों के बीच विकासवादी विभाजन से पहले उभरा। दूसरी ओर, ओरंगुटान वाई गुणसूत्र, जो तुलना के लिए एक बाहरी समूह के रूप में कार्य करता है, ठीक वैसा ही दिखता है जैसा आप अन्य महान वानरों के साथ इसके प्रसिद्ध संबंधों के आधार पर उम्मीद करेंगे।

पेन स्टेट ग्रेजुएट छात्र और पेपर के सह-लेखक राहुल सिहम वेगासना ने कहा, “हमारी परिकल्पना यह है कि चिंपैंजी और बोनोबोस में हम जो तेजी से बदलाव देखते हैं, वह उनकी संभोग की आदतों से संबंधित हो सकता है।” “चिम्पांजी और बोनोबोस में, एक महिला एक चक्र के दौरान कई पुरुषों के साथ संभोग करती है। इसे हम ‘शुक्राणु प्रतियोगिता’ कहते हैं, एक अंडे को निषेचित करने की कोशिश कर रहे कई पुरुषों के शुक्राणु। हमें लगता है कि यह स्थिति विकासवादी दबाव प्रदान कर सकती है। चिंपैंजी और बोनोबो वाई विभिन्न संभोग पैटर्न वाले अन्य बंदरों की तुलना में गुणसूत्र उत्परिवर्तन में तेजी लाते हैं, लेकिन यह परिकल्पना, हालांकि हमारे निष्कर्षों के अनुरूप है, बाद के अध्ययनों में मूल्यांकन की आवश्यकता है। “

वाई गुणसूत्र कैसे अलग-अलग प्रजातियों में विकसित हुआ, इसके कुछ विवरणों में हेरफेर करने के अलावा, टीम ने आधुनिक महान बंदरों के पूर्वजों में वाई गुणसूत्र की तरह दिखने के लिए महान मजाक अनुक्रमों के एक सेट का उपयोग किया।

“पूर्वजों का महान मजाक, वाई गुणसूत्र, हमें यह समझने में मदद करता है कि गुणसूत्र कैसे विकसित हुआ,” वेगासना ने कहा। “उदाहरण के लिए, हम देख सकते हैं कि वाई पर कई दोहराव वाले क्षेत्र और पैलिंड्रोम पूर्वजों के गुणसूत्र पर पहले से मौजूद थे। अन्वेषण करें कि वे प्रत्येक अलग प्रजाति में कैसे विकसित हुए।”

Y गुणसूत्र भी असामान्य है, क्योंकि अधिकांश गुणसूत्रों के विपरीत, इसका कोई मेल खाने वाला साथी नहीं होता है। हम में से प्रत्येक को 1 से 22 तक गुणसूत्रों की दो प्रतियां मिलती हैं, और फिर हममें से कुछ (महिलाओं) को दो X गुणसूत्र मिलते हैं और हममें से कुछ (पुरुषों) को एक X और एक Y मिलता है। जो गुणसूत्रों के विकास के लिए महत्वपूर्ण है। क्योंकि Y का कोई साथी नहीं है, यह अनुमान लगाया गया था कि Y पर लंबे पैलिंड्रोमिक अनुक्रम स्वयं के साथ फिर से जुड़ सकते हैं और इस प्रकार अभी भी अपने जीन को संरक्षित कर सकते हैं, लेकिन तंत्र ज्ञात नहीं है।

“हमने हाई-सी नामक एक तकनीक का उपयोग किया है, जो गुणसूत्र के त्रि-आयामी संगठन को पकड़ता है, यह देखने की कोशिश कर रहा है कि यह ‘सेल्फ-रीकॉम संयोजन’ कितना आसान हो जाता है,” सेचोवा ने कहा। “हमने जो पाया वह यह था कि गुणसूत्र के क्षेत्र जो एक दूसरे के साथ फिर से जुड़ते हैं, गुणसूत्र के गठन से स्थानिक रूप से एक दूसरे के करीब रहते हैं।”

पेन स्टेट में कंप्यूटर विज्ञान और इंजीनियरिंग और जैव रसायन और आणविक जीव विज्ञान के एक सहयोगी प्रोफेसर पॉल मेदवेदेव और अनुसंधान दल के एक अन्य नेता ने कहा कि वाई गुणसूत्र पर काम करना कई चुनौतियां प्रस्तुत करता है। “वाई अनुक्रम की अत्यधिक दोहराव वाली प्रकृति को देखते हुए, हमें विशिष्ट विधियों और कम्प्यूटेशनल विश्लेषण विकसित करना पड़ा। यह परियोजना वास्तव में क्रॉस-अनुशासनात्मक है और हमारी टीम में कम्प्यूटेशनल और जैविक वैज्ञानिकों के संयोजन के बिना नहीं हो सकती थी।”

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Source by www.sciencedaily.com

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