जिंक फिंगर (जेडएफ) कई यूकेरियोटिक प्रोटीन में संरचनात्मक रूपांकनों मौजूद हैं। वे मेटेलोप्रोटीन के समूह से संबंधित हैं, क्योंकि वे जस्ता धातु आयन को बांधने में सक्षम हैं, जो उन्हें अपने संचालन के लिए आवश्यक है। मनुष्यों में लगभग 1,000 विभिन्न प्रोटीनों के अस्तित्व के लिए 1,500 से अधिक ZF डोमेन की भविष्यवाणी की जाती है।
जिंक उंगली या "जिंक फिंगर" शब्द पहली बार 1985 में मिलर, मैकलैक्लान और क्लुग द्वारा गढ़ा गया था, जबकि कुछ वर्षों पहले अन्य लेखकों द्वारा वर्णित ज़ेनोपस लाविस ट्रांसक्रिप्शनल फैक्टर TFIIIA के छोटे डीएनए-बाध्यकारी डोमेन का विस्तार से अध्ययन किया गया था। ।
प्रोटीन में ज़िंक फिंगर मोटिफ का ग्राफिक प्रतिनिधित्व (थॉमस कॉमलेटस्टोसर (www.scistyle.com), विकी कॉमन्स के माध्यम से)
ZF रूपांकनों वाले प्रोटीन यूकेरियोटिक जीवों के जीनोम में सबसे प्रचुर मात्रा में होते हैं और आवश्यक सेलुलर प्रक्रियाओं की विविधता में भाग लेते हैं, जिनमें से जीन प्रतिलेखन, प्रोटीन अनुवाद, चयापचय, अन्य प्रोटीन और लिपिड की तह और विधानसभा हैं।, क्रमादेशित कोशिका मृत्यु, दूसरों के बीच में।
संरचना
ZF रूपांकनों की संरचना अत्यंत संरक्षित है। आमतौर पर इन दोहराया क्षेत्रों में 30 से 60 अमीनो एसिड होते हैं, जिनमें से द्वितीयक संरचना दो एंटीपरेलर बीटा शीट के रूप में पाई जाती है जो एक हेयरपिन और एक अल्फा हेलिक्स बनाती है, जिसे.α के रूप में दर्शाया जाता है।
कहा माध्यमिक संरचना हाइड्रोफोबिक बातचीत और दो सिस्टीन और दो हिस्टीडीन अवशेषों द्वारा दिए गए एक जस्ता परमाणु के समन्वय से स्थिर होती है (Cys 2 His 2)। हालांकि, ऐसे ZF हैं जो एक से अधिक जस्ता परमाणु और अन्य का समन्वय कर सकते हैं जहां Cys और उनके अवशेषों का क्रम बदलता रहता है।
जेडएफ को एक बैच में दोहराया जा सकता है, एक ही प्रोटीन में रैखिक रूप से कॉन्फ़िगर किया गया है। सभी में समान संरचनाएं होती हैं, लेकिन अमीनो एसिड अवशेषों की विविधताओं द्वारा उनके कार्यों की पूर्ति के लिए रासायनिक रूप से एक दूसरे से भिन्न हो सकते हैं।
ZFs के बीच एक सामान्य विशेषता डीएनए या विभिन्न लंबाई के आरएनए अणुओं को पहचानने की उनकी क्षमता है, यही वजह है कि उन्हें शुरू में केवल ट्रांसक्रिप्शनल कारक माना जाता था।
सामान्य तौर पर, मान्यता डीएनए में 3bp क्षेत्रों की होती है और इसे तब प्राप्त किया जाता है जब ZF डोमेन प्रोटीन डीएनए अणु के प्रमुख खांचे में अल्फा हेलिक्स प्रस्तुत करता है।
वर्गीकरण
अलग-अलग ZF रूपांकनों हैं जो उनके स्वभाव और जस्ता परमाणु के साथ समन्वय बंधन द्वारा प्राप्त अलग-अलग स्थानिक विन्यासों से एक दूसरे से भिन्न होते हैं। वर्गीकरण में से एक इस प्रकार है:
सी
यह ZF में आमतौर पर पाया जाने वाला मूल भाव है। अधिकांश सी 2 एच 2 मोटिफ डीएनए और आरएनए के साथ बातचीत के लिए विशिष्ट हैं, हालांकि, उन्हें प्रोटीन-प्रोटीन इंटरैक्शन में भाग लेने के लिए देखा गया है। उनके पास 25 से 30 एमिनो एसिड के अवशेष हैं और स्तनधारी कोशिकाओं में नियामक प्रोटीन के सबसे बड़े परिवार के भीतर पाए जाते हैं।
जस्ता उंगली डोमेन C2H2 की प्राथमिक संरचना, बांड जिसमें जस्ता आयन का समन्वय होता है और "हाथ और उंगली" पृष्ठभूमि (एंजेलहेयरेज़, विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से) सहित
सी
वे आरएनए और कुछ अन्य प्रोटीनों के साथ बातचीत करते हैं। वे मुख्य रूप से कुछ रेट्रोवायरस वायरस कैप्सिड के हिस्से के रूप में देखे जाते हैं, जो प्रतिकृति के बाद वायरल आरएनए की पैकेजिंग में सहायता करते हैं।
सी
इस आकृति वाले प्रोटीन डीएनए प्रतिकृति और प्रतिलेखन के लिए जिम्मेदार एंजाइम होते हैं। इनका एक अच्छा उदाहरण T4 और T7 फेज मोटे एंजाइम हो सकते हैं।
सी
जेडएफ के इस परिवार में प्रतिलेखन कारक शामिल हैं जो कोशिका विकास के दौरान कई ऊतकों में महत्वपूर्ण जीन की अभिव्यक्ति को विनियमित करते हैं। GATA-2 और 3 कारक, उदाहरण के लिए, हेमटोपोइजिस में शामिल हैं।
सी
ये डोमेन खमीर के विशिष्ट हैं, विशेष रूप से जीएएल 4 प्रोटीन, जो कि गैलेक्टोज और मेलिबोज के उपयोग में शामिल जीन के प्रतिलेखन को सक्रिय करता है।
जिंक फिंगर्स (C)
इन विशेष संरचनाओं में ZF डोमेन के 2 उपप्रकार (C 3 HC 4 और C 3 H 2 C 3) हैं और ये कई जानवरों और पौधों के प्रोटीन में मौजूद हैं।
वे RAD5 जैसे प्रोटीन में पाए जाते हैं, यूकेरियोटिक जीवों में डीएनए की मरम्मत में शामिल होते हैं। वे आरएजी 1 में भी पाए जाते हैं, जो इम्युनोग्लोबुलिन के पुनर्निर्माण के लिए आवश्यक हैं।
एच
ZF का यह डोमेन रेट्रोवाइरस और रेट्रोट्रांसपॉन्ज़न्स के एकीकरण में अत्यधिक संरक्षित है; लक्ष्य प्रोटीन के लिए बाध्य करके यह इसमें एक परिवर्तनकारी परिवर्तन का कारण बनता है।
विशेषताएं
जेडएफ डोमेन वाले प्रोटीन कई प्रकार के उद्देश्यों की पूर्ति करते हैं: वे राइबोसोमल प्रोटीन या ट्रांसक्रिप्शनल एडेप्टर पर पाए जा सकते हैं। उन्हें खमीर आरएनए पोलीमरेज़ II की संरचना का एक अभिन्न अंग भी माना गया है।
वे इंट्रासेल्युलर जस्ता होमियोस्टैसिस और एपोप्टोसिस या प्रोग्राम्ड सेल डेथ के नियमन में शामिल दिखाई देते हैं। इसके अलावा, कुछ ZF प्रोटीन होते हैं जो अन्य प्रोटीनों के तह या परिवहन के लिए चैपरोन के रूप में कार्य करते हैं।
लिपिड से बांधना और प्रोटीन-प्रोटीन इंटरैक्शन में महत्वपूर्ण भूमिका कुछ प्रोटीन में जेडएफ डोमेन के प्रमुख कार्य भी हैं।
बायोटेक्नोलॉजिकल महत्व
इन वर्षों में, ZF डोमेन की संरचनात्मक और कार्यात्मक समझ ने महान वैज्ञानिक प्रगति की अनुमति दी है जिसमें जैव प्रौद्योगिकी उद्देश्यों के लिए उनकी विशेषताओं का उपयोग शामिल है।
चूंकि कुछ ZF प्रोटीन में कुछ डीएनए डोमेन के लिए उच्च विशिष्टता होती है, इसलिए वर्तमान में विशिष्ट ZF के डिजाइन में बहुत प्रयास किया जाता है, जो मनुष्यों में जीन थेरेपी में मूल्यवान प्रगति प्रदान कर सकता है।
दिलचस्प जैव-प्रौद्योगिकीय अनुप्रयोग आनुवंशिक रूप से इंजीनियर जेडएफ के साथ प्रोटीन के डिजाइन से भी उत्पन्न होते हैं। वांछित उद्देश्य के आधार पर, इनमें से कुछ को "पॉली जिंक" फिंगर पेप्टाइड्स के अतिरिक्त द्वारा संशोधित किया जा सकता है, जो उच्च आत्मीयता और विशिष्टता के साथ लगभग किसी भी डीएनए अनुक्रम को पहचानने में सक्षम हैं।
न्यूक्लिअस-संशोधित जीनोमिक संपादन आज सबसे आशाजनक अनुप्रयोगों में से एक है। इस प्रकार के संपादन से जेनेटिक फंक्शन पर अध्ययन सीधे मॉडल सिस्टम ऑफ इंटरेस्ट में किए जाने की संभावना है।
संशोधित ZF nucleases का उपयोग कर जेनेटिक इंजीनियरिंग ने कृषि संबंधी महत्व के पौधों की खेती के आनुवंशिक सुधार के क्षेत्र में वैज्ञानिकों का ध्यान आकर्षित किया है। इन न्यूक्लियरों का उपयोग एक अंतर्जात जीन को सही करने के लिए किया गया है जो तंबाकू के पौधों में हर्बिसाइड प्रतिरोधी रूपों का उत्पादन करता है।
स्तनधारी कोशिकाओं में जीन के अलावा के लिए जेडएफ के साथ न्यूक्लीयर का भी उपयोग किया गया है। विचाराधीन प्रोटीन का उपयोग एक एंडोजेनस जीन के लिए परिभाषित एलील के सेट के साथ आइसोजेनिक माउस कोशिकाओं के एक सेट को उत्पन्न करने के लिए किया गया था।
इस तरह की प्रक्रिया में अभिव्यक्ति की मूल स्थितियों में और आइसोजेनिक वातावरण में संरचना और कार्य के संबंधों का अध्ययन करने के लिए नए युग्म रूपों के टैगिंग और निर्माण में एक सीधा आवेदन है।
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