डायस्ट्रोफिन: विशेषताओं, संरचना और कार्य - जीवविज्ञान - 2025

डिस्ट्रोफ़िन एक प्रोटीन छड़ के आकार का या कंकाल की कोशिका झिल्ली के साथ जुड़े रॉड है, चिकनी और हृदय की मांसपेशी, तंत्रिका कोशिकाओं भी मानव शरीर के वर्तमान और अन्य अंगों।

यह अन्य साइटोस्केलेटल प्रोटीन के समान कार्य करता है, और माना जाता है कि यह मुख्य रूप से मांसपेशी फाइबर झिल्ली स्थिरता और इंट्रासेल्युलर साइटोस्केलेटन के लिए कोशिकीय तहखाने झिल्ली के बंधन पर काम करता है।

डायस्ट्रोफिन की आणविक संरचना (स्रोत: नॉरवुड, एफएल, सदरलैंड-स्मिथ, ए जे, कीप, एनएच, केंड्रिक-जोन्स, जे। विज़ुअलाइज़ेशन लेखक: उपयोगकर्ता: एस्ट्रोजन विद विकिमीडिया कॉमन्स)

यह एक्स क्रोमोसोम पर एन्कोडेड है, मनुष्यों के लिए वर्णित सबसे बड़े जीनों में से एक है, जिनके कुछ उत्परिवर्तन सेक्स क्रोमोसोम से जुड़े विकृति में शामिल हैं, जैसे कि ड्यूकेन पेशी डिस्ट्रोफी (डीएमडी)।

यह विकृति विज्ञान दुनिया में दूसरा सबसे आम विरासत में मिला विकार है। यह हर 3500 पुरुषों में से एक को प्रभावित करता है और 3 से 5 साल के बीच स्पष्ट हो जाता है क्योंकि तेजी से मांसपेशियों को बर्बाद करना जो जीवन काल को 20 से अधिक वर्षों तक कम कर सकता है।

डायस्ट्रोफिन जीन को पहली बार 1986 में अलग-थलग किया गया था और इसमें स्थितीय प्रतिरूपण का उपयोग किया गया था, जो उस समय के आणविक आनुवांशिकी के लिए एक महान उन्नति का प्रतिनिधित्व करता था।

विशेषताएँ

डिस्ट्रोफिन एक अत्यधिक विविध प्रोटीन है जो मांसपेशियों की कोशिकाओं (सरकोलेममा) के प्लाज्मा झिल्ली और विभिन्न शरीर प्रणालियों में अन्य कोशिकाओं के साथ जुड़ा हुआ है।

इसकी विविधता उन प्रक्रियाओं के कारण है जो जीन की अभिव्यक्ति के विनियमन से संबंधित हैं जो इसे एन्कोड करता है, जो मानव के लिए वर्णित सबसे बड़े जीनों में से एक है। ऐसा इसलिए है क्योंकि इसमें 2.5 मिलियन से अधिक बेस जोड़े हैं, जो लगभग 0.1% जीनोम का प्रतिनिधित्व करते हैं।

यह जीन मुख्य रूप से कंकाल और हृदय की मांसपेशियों की कोशिकाओं में और मस्तिष्क में भी व्यक्त किया जाता है, हालांकि काफी हद तक। यह लगभग 99% इंट्रोन्स से बना है, और कोडिंग क्षेत्र केवल 86 एक्सॉन द्वारा दर्शाया गया है।

इस प्रोटीन के तीन अलग-अलग आइसोफॉर्मों को मान्यता दी जाती है, जो तीन अलग-अलग प्रमोटरों से प्रसारित होने वाले दूतों के अनुवाद से आते हैं: एक जो केवल कॉर्टिकल और हिप्पोकैम्पस न्यूरॉन्स में पाया जाता है, दूसरा पर्किनजे कोशिकाओं में (मस्तिष्क में भी), और मांसपेशियों की कोशिकाओं (कंकाल और हृदय) में अंतिम।

संरचना

चूंकि डिस्ट्रोफिन जीन को विभिन्न आंतरिक प्रमोटरों से "पढ़ा" जा सकता है, इस प्रोटीन के अलग-अलग आइसोफोर्म हैं जो निश्चित रूप से विभिन्न आकारों के हैं। इसके आधार पर, "पूर्ण" और "संक्षिप्त" आइसोफॉर्म की संरचना नीचे वर्णित है।

"संपूर्ण" या "पूर्ण" isoforms

डायस्ट्रोफिन के "पूरे" आइसोफोर्म रॉड के आकार के प्रोटीन होते हैं जिनमें चार आवश्यक डोमेन (एन-टर्मिनल, सेंट्रल डोमेन, सिस्टीन-रिच डोमेन, और सी-टर्मिनल डोमेन) होते हैं जो एक साथ केवल 420 केडीए से अधिक वजन करते हैं और मोटे तौर पर होते हैं 3,685 अमीनो एसिड के अवशेष।

एन-टर्मिनल डोमेन α-actinin (एक एक्टिन-बाइंडिंग प्रोटीन) के समान है और यह आइसोफॉर्म के आधार पर 232 और 240 एमिनो एसिड के बीच हो सकता है। कोर या रॉड डोमेन 25 स्पेक्ट्रिन-जैसे ट्रिपल हेलिकल रिपीट से बना है और इसमें लगभग 3000 एमिनो एसिड अवशेष हैं।

केंद्रीय डोमेन का सी-टर्मिनल क्षेत्र, जो सिस्टीन रिपीट में समृद्ध एक डोमेन से बना है, में लगभग 280 अवशेष हैं और यह कैल्शियम-बाइंडिंग मोटिफ जैसे प्रोटीन में मौजूद है, जैसे कि शांतोदुलिन, α-actinin और of -spectrine। प्रोटीन का सी-टर्मिनल डोमेन 420 एमिनो एसिड से बना है।

"लघु" isoforms

चूंकि डायस्ट्रोफिन जीन में कम से कम चार आंतरिक प्रमोटर होते हैं, इसलिए विभिन्न लंबाई वाले प्रोटीन हो सकते हैं, जो उनके किसी भी डोमेन की अनुपस्थिति के कारण एक दूसरे से भिन्न होते हैं।

आंतरिक प्रमोटरों में से प्रत्येक का पहला अनोखा एक्सॉन होता है जो 260 kDa (Dp260), 140 kDa (Dp140), 116 kDa (Dp116) और 71 kDa (Dp71) के प्रोडक्शन 30, 45, 56 और 63 को अलग करता है।), जो शरीर के विभिन्न क्षेत्रों में व्यक्त किए जाते हैं।

Dp260 रेटिना और सह-कलाकारों में "पूर्ण" मस्तिष्क और मांसपेशियों के रूपों के साथ व्यक्त किया जाता है। Dp140 मस्तिष्क, रेटिना और गुर्दे में पाया जाता है, जबकि Dp116 केवल वयस्क परिधीय नसों में पाया जाता है और Dp71 अधिकांश गैर-पेशी ऊतकों में पाया जाता है।

विशेषताएं

विभिन्न लेखकों के अनुसार, डायस्ट्रोफिन के विभिन्न कार्य हैं जो न केवल साइटोसकेलेटन के प्रोटीन के रूप में अपनी भागीदारी का मतलब है।

झिल्ली की स्थिरता

डिस्ट्रोफिन का मुख्य कार्य, तंत्रिका और मांसपेशियों की कोशिकाओं की झिल्ली से जुड़े अणु के रूप में, कम से कम छह अलग-अलग अभिन्न झिल्ली प्रोटीन के साथ बातचीत करना है, जिसके साथ यह डायस्ट्रोफिन-ग्लाइकोप्रोटीन कॉम्प्लेक्स बनाने के लिए बाध्य करता है।

इस परिसर का गठन मांसपेशियों की कोशिकाओं या सरकोलेममा की झिल्ली के माध्यम से एक "पुल" उत्पन्न करता है और आंतरिक कोशिकीय के साथ बाह्य मैट्रिक्स के बेसल लामिना को "लचीले ढंग से" जोड़ता है।

डिस्ट्रोफिन-ग्लाइकोप्रोटीन जटिल झिल्ली के स्थिरीकरण और नेक्रोसिस के खिलाफ मांसपेशियों के तंतुओं के संरक्षण में या लंबे समय तक संकुचन से प्रेरित क्षति के कारण होता है, जिसे रिवर्स जेनेटिक्स के माध्यम से प्रदर्शित किया गया है।

इस "स्थिरीकरण" को अक्सर एक समान प्रोटीन के रूप में देखा जाता है जिसे स्पेक्ट्रिन के रूप में जाना जाने वाला समान प्रोटीन प्रदान करता है जैसे कि संकीर्ण केशिकाओं के माध्यम से गुजरने पर रक्त में लाल रक्त कोशिकाओं को प्रसारित करता है।

संकेत पारगमन

डिस्ट्रोफिन, या बल्कि प्रोटीन कॉम्प्लेक्स है कि यह झिल्ली में ग्लाइकोप्रोटीन के साथ बनता है, न केवल संरचनात्मक कार्य होते हैं, बल्कि यह भी बताया गया है कि सेल सिग्नलिंग और संचार में इसके कुछ कार्य हो सकते हैं।

इसके स्थान से पता चलता है कि यह प्लाज्मा तंतु के माध्यम से बाह्य तंतु के माध्यम से मांसपेशी तंतुओं के सारकोमेस में एक्टिन फिलामेंट से तनाव के संचरण में भाग ले सकता है, क्योंकि यह शारीरिक रूप से इन फिलामेंट्स के साथ और बाह्य अंतरिक्ष के साथ जुड़ा हुआ है।

सिग्नल ट्रांसडक्शन में अन्य कार्यों के साक्ष्य डिस्ट्रोफिन जीन के लिए म्यूटेंट के साथ किए गए कुछ अध्ययनों से सामने आए हैं, जिसमें सिग्नलिंग कैस्केड में दोष जो प्रोग्राम्ड सेल डेथ या सेल डिफेंस के साथ करना है, मनाया जाता है।

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