મિટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએ અને અણુ ડીએનએ વચ્ચેનો તફાવત.
ડીએનએ શું છે?
ડીઓકોરિઆબાયોન્યુક્લીક એસિડ (ડીએનએ) જીનેટિક માહિતી ધરાવે છે જેનો વિકાસ અને વિકાસ માટેના સૂચનોના સમૂહ તરીકે ઉપયોગ થાય છે, સાથે સાથે જીવંત સજીવોની અંતિમ કામગીરી અને પ્રજનન. તે એક ન્યુક્લીક એસિડ છે અને ચાર મોટા પ્રકારનાં અણુશસ્ત્રોમાંનું એક છે, જે તમામ પ્રકારના જીવન માટે જરૂરી હોવાનું જાણીતું છે 1 .
પ્રત્યેક ડીએનએ અણુમાં બે બાયપોલિમર સેર છે, જે એકબીજા સાથે જોડાયેલો છે અને ડબલ હેલિક્સ રચાય છે. આ બે ડીએનએ સેર પોલિનોક્લિયોટાઇડ્સ કહેવાય છે, કારણ કે તેઓ nucleotides 2 તરીકે ઓળખાતા સરળ મોનોમર યુનિટથી બનેલા છે.
દરેક વ્યક્તિગત ન્યુક્લિયોટાઇડ એ ચાર નાઇટ્રોજન ધરાવતા ન્યુક્લિઓબોઝિસમાંથી બનેલો છે - સિટોસીન (સી), ગ્યુનાઇન (જી), એડેનીન (એ) અથવા થિમિને (ટી) - અને ડેકોરિફિઝ નામના ખાંડ અને ફોસ્ફેટ જૂથ સાથે.
ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ સહસંયોજક બંધ દ્વારા એક બીજા સાથે જોડાય છે, એક ન્યુક્લિયોટાઇડના ફોસ્ફેટ અને આગામીની ખાંડ વચ્ચે. આ સાંકળ બનાવે છે, પરિણામે પરિણામી ખાંડ-ફોસ્ફેટ બેકબોન છે. બે પોલિયનક્લિયોકોટાઇડ સેર ના નાઇટ્રોજનયુક્ત પાયા કડક બેસ પેંગિંગ્સ (A થી T અને C થી G) મુજબ 3 ડબલ વંચિત ડીએનએ બનાવવા માટે હાઇડ્રોજન બોન્ડ દ્વારા બંધાયેલા છે.
યુકેરીયોટિક કોશિકાઓ અંદર, ડીએનએને ક્રોમોસોમ નામના માળખામાં સંગઠિત કરવામાં આવે છે, જેમાં 23 સેલ્સનો રંગસૂત્રો હોય છે. સેલ ડિવિઝન દરમિયાન, રંગસૂત્રો ડીએનએ પ્રતિકૃતિની પ્રક્રિયા દ્વારા ડુપ્લિકેટ થાય છે, જ્યાં સુધી દરેક સેલમાં પોર્નોસોમનું સંપૂર્ણ સેટ હોય છે. પ્રાણીઓ, છોડ અને ફુગી જેવા ઇયુકેરીયોટિક સજીવો, સેલ ન્યુક્લિયસની અંદર તેમના ડીએનએ મોટાભાગના સંગ્રહ કરે છે અને તેમના કેટલાક ડીએનએ જેમ કે મિટોકોન્ટ્રીયા 4 .
યુકેરીયોટિક સેલના જુદા જુદા પ્રદેશોમાં સ્થિત થવું હોવાથી, મિટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએ (એમટીડીએનએ) અને પરમાણુ ડીએનએ (એનડીએનએ) વચ્ચે અસંખ્ય મૂળભૂત તફાવતો છે. કી માળખાકીય અને વિધેયાત્મક ગુણધર્મો પર આધારિત, આ તફાવતો યુકેરીયોટિક સજીવોમાં કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તે અસર કરે છે.
મિટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએ અને ન્યુક્લિયર ડીએનએના સંગઠન અને માળખાકીય તફાવતો
સ્થાન → મિટોકોન્ટ્રીયામાં વિશિષ્ટપણે સ્થિત થયેલ છે, એમટીડીએનએમાં સોમેટિક સેલ દીઠ 100-1000 નકલો છે. પરમાણુ ડીએનએ પ્રત્યેક ઇયુકેરીયોટિક સેલના કેટલાક ભાગોમાં સ્થિત છે (કેટલાક અપવાદો જેમકે ચેતા અને લાલ રક્ત કોશિકાઓ) અને સામાન્ય રીતે માત્ર બે કોમેટિક દીઠ સોમેટિક સેલ 5 છે.
માળખું → બંને પ્રકારના ડીએનએ ડબલ ભાંગી છે. જો કે, એનડીએએ પાસે એક રેખીય, ખુલ્લા અંતરનું માળખું છે જે અણુ કલાથી ઘેરાયેલું છે. આ એમટીડીએનએથી અલગ પડે છે, જે સામાન્ય રીતે એક બંધ, ગોળ માળખું ધરાવે છે અને કોઈપણ પટલ દ્વારા આવરી લેવામાં આવતું નથી
જીનોમ કદ → બંને એમટીડીએનએ અને એનડીએએ પાસે પોતાનું જિનોમ છે પરંતુ તે ખૂબ જ અલગ કદ છે.મનુષ્યોમાં, મિટોકોન્ડ્રીયલ જિનોમના કદમાં ફક્ત 1 રંગસૂત્રનો સમાવેશ થાય છે જેમાં 16, 569 ડીએનએ બેઝ જોડ હોય છે. પરમાણુ જિનોમ મિટોકોન્ડ્રીયલ કરતા નોંધપાત્ર રીતે મોટી છે, તેમાં 46 રંગસૂત્રો ધરાવે છે જેમાં 3. 3 અબજ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ.
જીન એન્કોડિંગ → એકવચન એમટીડીએનએ રંગસૂત્ર અણુ રંગસૂત્રો કરતા ઘણો ટૂંકા હોય છે. તેમાં 36 જીન્સ છે જે 37 પ્રોટીન માટે એન્કોડ ધરાવે છે, જે તમામ મેટોબોલિક પ્રક્રિયાઓ મેટોકોન્ટ્રિયા (જેમ કે સાઇટ્રેટ એસીડ સાયકલ, એટીપી સંશ્લેષણ અને ફેટી એસિડ મેટાબોલિઝમ) માં ઉપયોગમાં લેવાતી ચોક્કસ પ્રોટીન છે. પરમાણુ જિનોમ 20, 000-25, 000 જેટલી જનીનો છે, જે તેના કાર્ય માટે જરૂરી બધા પ્રોટીન માટે કોડિંગ છે, જેમાં મિટોકોન્ડ્રીયલ જનીનોનો સમાવેશ થાય છે. અર્ધ-સ્વાયત્ત અંગો હોવાના કારણે, મિટોકોન્ડા્રિયન તેના તમામ પ્રોટીન માટે કોડ કરી શકતા નથી. જો કે, તેઓ 22 tRNAs અને 2 rRNAs માટે એનકોડ કરી શકે છે, જે એનડીએએએ કરવા માટેની ક્ષમતા ઓછી છે.
કાર્યાત્મક તફાવતો
અનુવાદની પ્રક્રિયા → એનડીએનએ અને એમટીડીએન વચ્ચે અનુવાદની પ્રક્રિયા અલગ અલગ હોઈ શકે છે. એનડીએએ સાર્વત્રિક કોડન પેટર્નને અનુસરે છે, જોકે આ હંમેશા એમટીડીએનએ માટે નથી. કેટલાક માઇટોકોન્ડ્રીયલ કોડિંગ સિક્વન્સ (ટ્રિપલટ કોડોન) પ્રોટીનમાં અનુવાદિત થાય ત્યારે સાર્વત્રિક કોડન પેટર્નને અનુસરતું નથી. ઉદાહરણ તરીકે, મિટોઓનાઇનમાં મિટોઓનાઇન માટે એયુએ કોડ્સ (આઇસોસાયકિન નહીં). યુગએ ટ્રિપ્ટોફાન માટે કોડ (સસ્તન જિનોમ તરીકે સ્ટોપ કોડન નથી) 6 .
ટ્રાંસ્ક્રિપ્શન પ્રક્રિયા → એમટીડીએનએની અંદર જીન ટ્રાન્સક્રિપ્શન પોલીસીસ્ટ્રોનિક છે, જેનો અર્થ થાય છે એમઆરએનએ શ્રેણીબદ્ધ ઘણા પ્રોટીન માટેનો કોડ છે. પરમાણુ જનીન ટ્રાન્સક્રિપ્શન માટે પ્રક્રિયા એ મોનોકાસ્ટ્રોનિક છે, જ્યાં એમઆરએએ રચાયેલો એક જ પ્રોટીન 8 માટે કોડિંગ અનુક્રમ ધરાવે છે.
જીનોમ વારસો → પરમાણુ ડીએનએ ડિપ્લોઇડ છે, જેનો અર્થ થાય છે કે તે માનસિક રીતે અને પિતૃ (બંને માતા અને પિતામાંથી 23 રંગસૂત્રો) બંનેને ડીએનએ બોલાવે છે. જો કે, મિટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએ એ હપલોઇડ છે, જેમાં એક રંગસૂત્રને માતૃભાષાથી વારસામાં લેવાય છે અને આનુવંશિક પુનઃરચના 9 થી પસાર થતી નથી.
પરિવર્તન દર → જેમ એનડીએએ આનુવંશિક પુન: રચનાની પ્રક્રિયા ચાલુ કરે છે, તે માતાપિતાના ડીએનએની એક શફલ છે અને તેથી માતાપિતા પાસેથી તેમના સંતાનોને વારસામાં બદલવામાં આવે છે. જો કે, એમટીડીએનએ (MtDNA) માત્ર માતામાંથી વારસામાં મળેલું છે, ટ્રાન્સમિશન દરમિયાન કોઈ ફેરફાર થતો નથી, જેનો અર્થ થાય છે કે પરિવર્તનથી કોઇ ડીએનએ ફેરફારો આવે છે. એમટીડીએએનો પરિવર્તન દર એનડીએનએ કરતાં ઘણો ઊંચો છે, જે સામાન્ય રીતે 0. 0% 10 કરતાં ઓછી છે.
વિજ્ઞાનમાં એમટીડીએનએ અને એનડીએના ઉપયોગમાં તફાવતો
એમટીડીએનએ અને એનડીએનએના વિવિધ માળખાકીય અને કાર્યાત્મક ગુણધર્મોએ વિજ્ઞાનમાં તેમના કાર્યક્રમોમાં તફાવતો તરફ દોરી જાય છે. તેના નોંધપાત્ર રીતે વધારે પરિવર્તન દર સાથે, એમટીડીએનએ (માતૃભાષા) માધ્યમો દ્વારા વંશ અને વંશના ટ્રેકિંગ માટે એક શક્તિશાળી સાધન તરીકે ઉપયોગમાં લેવાયો છે. પદ્ધતિઓ વિકસિત કરવામાં આવી છે જેનો ઉપયોગ અસંખ્ય પ્રજાતિઓના પૂર્વજોને સદીઓથી પેઢીઓથી ટ્રૅક કરવા માટે કરવામાં આવે છે અને તે ફિલોજેનેટિક્સ અને ઉત્ક્રાંતિ જીવવિજ્ઞાનનો મુખ્ય આધાર બની ગયો છે.
ઉચ્ચ પરિવર્તન દરના કારણે, એમટીડીએનએ અણુ આનુવંશિક માર્કર્સ 11 કરતા વધુ ઝડપથી વિકાસ પામે છે. એમટીડીએએ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતા કોડ્સમાં ઘણી ભેદો છે જે પરિવર્તનોમાંથી ઉદભવે છે, જેમાંથી ઘણા તેમના સજીવો માટે હાનિકારક નથી. આ વધુ પરિવર્તન દર અને આ બિન હાનિકારક પરિવર્તનનો ઉપયોગ કરીને, વૈજ્ઞાનિકો એમટીડીએનએ સિક્વન્સ નક્કી કરે છે અને તેમની જુદી જુદી વ્યક્તિઓ અથવા પ્રજાતિઓથી તુલના કરે છે.
આ સિક્વન્સમાં સંબંધોનો નેટવર્ક બનાવવામાં આવે છે જે એમટીડીએનએ લેવામાં આવેલાં વ્યક્તિઓ અથવા જાતિઓ વચ્ચે સંબંધોનો અંદાજ પૂરો પાડે છે. આ દરેકને કેવી રીતે નજીકથી અને દૂરથી સંબંધિત રીતે સંબંધિત એક વિચાર આપે છે - વધુ એમટીડીએનએ પરિવર્તનો જે તેમના મિટોકોન્ડ્રીયલ જીનોમના દરેકમાં સમાન હોય છે, તે વધુ સંબંધિત છે.
એનડીએએના નીચલા ફેરફારના દરને લીધે, તે ફિલોજેન્ટિક્સના ક્ષેત્રમાં વધુ પ્રતિબંધિત એપ્લિકેશન ધરાવે છે. જો કે, જીવંત સજીવોના વિકાસ માટે જેનેટિક સૂચનાઓ આપવામાં આવી છે, વૈજ્ઞાનિકોએ ફોરેન્સિક્સમાં તેનો ઉપયોગ માન્ય કર્યો છે.
દરેક એક વ્યક્તિ પાસે એક અનન્ય જિનેટિક બ્લ્યુપ્રિન્ટ છે, એક સરખા જોડિયા 12 . ફોરેન્સિક વિભાગો કેસમાં નમૂનાઓને સરખાવવા માટે એનડીએનએનો ઉપયોગ કરીને પોલિમરેઝ ચેઇન પ્રતિક્રિયા (પીસીઆર) તકનીકોનો ઉપયોગ કરી શકે છે. આ પરમાણુના 13 પર ટૂંકા ટેન્ડેમ પુનરાવર્તન (એસટીઆર) તરીકે ઓળખાતા લક્ષ્યાંકિત વિસ્તારોની નકલો બનાવવા માટે થોડી માત્રામાં એનડીએએનો ઉપયોગ થાય છે. આ એસ.ટી.આર.માંથી, 'પ્રોફાઈલ' પુરાવાઓની વસ્તુઓમાંથી મેળવી શકાય છે, જે પછી કેસમાં સામેલ વ્યક્તિઓ પાસેથી લેવામાં આવેલા નમૂનાઓ સાથે સરખાવાય છે.
માનવ એમટીડીએનએનો ઉપયોગ ફોરેન્સિક્સનો ઉપયોગ કરતી વ્યક્તિઓને ઓળખવામાં મદદ માટે પણ થઈ શકે છે, જોકે, એનડીએએની જેમ વિપરીત, તે એક વ્યક્તિ માટે વિશિષ્ટ નથી પરંતુ ઓળખાણ સ્થાપિત કરવા માટે અન્ય પુરાવા (જેમ કે માનવીય અને સંયોગાત્મક પુરાવા) સાથે સંયોજનમાં ઉપયોગ કરી શકાય છે. કારણ કે એમટીડીએનએ એનડીએએ કરતા સેલ દીઠ વધુ સંખ્યામાં નકલો ધરાવે છે, તેનામાં ખૂબ નાના, ક્ષતિગ્રસ્ત અથવા ભ્રષ્ટ જૈવિક નમૂનાઓ 14 ને ઓળખવા માટેની ક્ષમતા છે. એનડીએએ કરતા સેલ દીઠ એમટીડીએનએ નકલોની મોટી સંખ્યા, તે પણ જીવંત સંબંધી સાથે ડીએનએ મેચ મેળવવા માટે શક્ય છે, ભલે અસંખ્ય માતૃત્વની પેઢીઓ તેમને સંબંધીના હાડપિંજર અવશેષોથી અલગ કરે.
મિટોકોન્ડ્રીયલ અને ન્યુક્લિયર ડીએનએ
