"डीएनए रिपेयर": अवतरणों में अंतर

'''डीएनए रिपेयर''' एक ऐसी प्रक्रिया है जिसके अंतर्गत विशिष्ट कोशिकाएं [[डीऑक्सीराइबो न्यूक्लिक अम्ल|डीएनए]] के क्षति ग्रस्त भाग की पहचान करती है और उसकी मरम्मत करती है |।<ref name="Jackson-Bartek-2009">{{cite journal|title=प्रकृति समीक्षा श्रृंखला: DNA नुकसान|journal=प्रकृति की समीक्षा-आणविक कोशिका जीवविज्ञान|date=5 Jul 2017|url=https://www.nature.com/collections/hwnqqcstyj|accessdate=7 Nov 2018}}</ref> मानव कोशिकाओं को [[विकिरण|विकिरण]], [[उपपाचय | उपापचयी क्रियाओं]] और अन्य बाहरी वातावरण के कारण हानि पहुंचती है |। परिणामस्वरूप प्रति कोशिका दस लाख आणविक स्तर पर घाव हो जाते हैं |। इसके कारण [[डीऑक्सीराइबो न्यूक्लिक अम्ल|डीएनए]] की संरचना को हानि पहुंचती है |। इससे [[कोशिका]] की क्षमता कम या बदल सकती है |। कुछ घाव हानिकारक उत्परिवर्तन को प्रेरित करते हैं ये [[समसूत्रण|समसूत्री विभाजन]] के बाद संतति को प्रभावित करते हैं |। जब सामान्य मरम्मत की प्रक्रिया विफल हो जाती है तथा जब सेलुलर एपोप्टोसिस नहीं होता है तो इससे अपूरणीय डीएनए क्षति हो सकती है |। <ref name="acharya">{{cite journal | last1 = Acharya | first1 = PV | title = The isolation and partial characterization of age-correlated oligo-deoxyribo-ribonucleotides with covalently linked aspartyl-glutamyl polypeptides | journal = Johns Hopkins Medical Journal. Supplement | issue = 1 | pages = 254–60 | year = 1971 | pmid = 5055816 }}</ref><ref name="Bjorksten">{{cite journal | last1 = Bjorksten | first1 = J | last2 = Acharya | first2 = PVN | last3 = Ashman | first3 = S | last4 = Wetlaufer | first4 = DB | title = Gerogenic fractions in the tritiated rat | journal = Journal of the American Geriatrics Society | volume = 19 | issue = 7 | pages = 561–74 | year = 1971 | pmid = 5106728 | doi=10.1111/j.1532-5415.1971.tb02577.x}}</ref> बाद में कुछ परिस्थितियों में यह [[कर्कट रोग|कैंसर]] का रूप ले सकता है |।

# निष्क्रियता की अपरिवर्तनीय अवस्था, जिसे '''सेनेसीनेस''' के रूप में जाना जाता है |।

# [[कोशिका]] आत्महत्या, जिसे एपोप्टोसिस या प्रोग्राम्ड सेल डेथ भी कहा जाता है |।

# अनियमित [[कोशिका]] विभाजन जिसे [[कर्कट रोग|कैंसर]] कहते हैं ।

किसी [[कोशिका]] की डीएनए मरम्मत की क्षमता उसके [[जीनोम]] की अखंडता और उस जीव की सामान्य कार्यक्षमता के लिए महत्वपूर्ण है |। प्रारम्भिक अवस्था में कुछ जीन ऐसे होते हैं जो डीएनए की मरम्मत और सुरक्षा करने का कार्य करते हैं |।<ref name="browner">{{cite journal | doi = 10.1016/j.amjmed.2004.06.033 | last1 = Browner | first1 = WS | last2 = Kahn | first2 = AJ | last3 = Ziv | first3 = E | last4 = Reiner | first4 = AP | last5 = Oshima | first5 = J | last6 = Cawthon | first6 = RM | last7 = Hsueh | first7 = WC | last8 = Cummings | first8 = SR. | year = 2004 | title = The genetics of human longevity | url = | journal = Am J Med | volume = 117 | issue = 11| pages = 851–60 | pmid = 15589490 }}</ref>

२०१५ में डीएनए की मरम्मत के आणविक तंत्र पर कार्य करने पर [[रसायन विज्ञान]] में टॉमस लिंडाहल, पॉल मोडरिच और अजीज संसार को [[नोबल पुरस्कार]] मिला |।<ref name="NYT-20151007-wjb">{{cite news |last=Broad |first=William J. |title=Nobel Prize in Chemistry Awarded to Tomas Lindahl, Paul Modrich and Aziz Sancar for DNA Studies |url=https://www.nytimes.com/2015/10/08/science/tomas-lindahl-paul-modrich-aziz-sancarn-nobel-chemistry.html |date=7 October 2015 |work=[[The New York Times]] |accessdate=7 October 2015 }}</ref><ref name="NP-20151007">{{cite news |author=Staff |title=The Nobel Prize in Chemistry 2015 – DNA repair – providing chemical stability for life |url=https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2015/popular-chemistryprize2015.pdf |date=7 October 2015 |work=Nobel Prize |accessdate=7 October 2015 }}</ref>

कोशिका के अंदर पर्यावरणीय कारकों और सामान्य [[उपापचय|उपापचयी क्रियाओं]] के कारण डीएनए की क्षति, प्रति दिन प्रति कोशिका 10,000 से 1,000,000 आणविक घावों की दर से होती है |। इससे [[जीनोम]] के लगभग ०.०००१६५ % भाग को ही क्षति पहुंचती है |। किंतु ज्यादा क्षति होने से उत्परिवर्तन हो सकता है तथा [[कोशिका]] की कार्य क्षमता भी प्रभावित होती है |।

डीएनए क्षति का अधिकांश हिस्सा डबल हेलिक्स की प्राथमिक संरचना को प्रभावित करता है अर्थात् आधार स्वयं रासायनिक रूप से संशोधित होते हैं |। प्रोटीन और [[राइबोज़ न्यूक्लिक अम्ल|आरएनए]] के विपरीत सामान्यतः डीएनए में तृतीयक संरचना का अभाव होता है और इसलिए उस स्तर पर क्षति या गड़बड़ी नहीं होती है |। '''पैकेजिंग''' [[प्रोटीन]] के आसपास सुपरकोल्ड और घाव जिसे हिस्टोन कहा जाता है और दोनों सरंचनाएं घावों की चपेट में आ जाती है |।

कोशिका विभाजन से पूर्व क्षतिग्रस्त डीएनए का प्रतिकृतिकरण हो सकता है |। यह बाद में संतति कोशिकाओं में [[उत्परिवर्तन]] का कारण बन जाता है |।

# [[रेडियोधर्मी क्षय]] और [[विकिरण|आकाशीय विकिरण]] डीएनए क्षय का कारण बनती है |।

# उच्च ताप पर डीएनए '''depurination'''(डीएनए से प्यूरीन बेस का कम होना) की दर बढ़ जाती है |। उदाहरण के लिए [[ऊष्मपसंदी |थर्मोफिलिक बैक्टीरिया]] (ऊष्मपसंदी) में हाइड्रोलाइटिक प्यूरीनिकरण देखा जाता है, जो 40-80 डिग्री सेल्सियस पर गर्म करने पर स्प्रिंग्स में बढ़ता है |।

# [[विनाइल क्लोराइड]] और [[हाइड्रोजन पेरॉक्साइड|हाइड्रोजन पेरोक्साइड]] जैसे औद्योगिक रसायन, धुआं, कालिख और टार में पाए जाने वाले पॉलीसाइक्लिक एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन जैसे पर्यावरणीय रसायन डीएनए एडिक्ट्स- एथेनोबेस, ऑक्सीडाइज्ड बेस, अल्काइलेटेड फॉस्फोट्रिएस्टर और डीएनए के क्रॉसलिंकिंग में बड़ा परिवर्तन कर सकते हैं |।

UV-क्षति, क्षारीकरण / मेथिलिकरण, एक्स-रे क्षति और ऑक्सीडेटिव क्षति प्रेरित क्षति के उदाहरण हैं |।

सामान्य रूप से मानव कोशिकाओं और [[सुकेन्द्रिक|यूकेरियोटिक]] (सुकेन्द्रिक) कोशिकाओं में डीएनए दो सेलुलर स्थानों में पाया जाता है-[[कोशिका केन्द्रक|केन्द्रक]] के अंदर और [[माइटोकांड्रिया|माइटोकॉन्ड्रिया]] के अंदर । केन्द्रकीय डीएनए कोशिका चक्र के कई चरणों में [[:en:Chromatin|क्रोमेटिन]] के रूप में रहता है |। कोशिका विभाजन में क्रोमोसोम के रूप में केन्द्रक में संघनित रहता है |। इस अवस्था में डीएनए अत्यधिक संकुचित रहता है |। यह एक सरंचना में रहता है जिसे '''हिस्टोन''' कहते हैं |। हिस्टोन शब्द क्रोमेटिन में प्रोटीन के विशिष्ट समूह के लिए प्रयुक्त होता है |। जब कोशिका को डीएनए में निहित आनुवंशिक जानकारी व्यक्त करनी हो तो तब गुणसूत्रीय क्षेत्र अदृश्य हो जाता है |। उसमें स्थित जीन व्यक्त किए जाते हैं |। फिर इस क्षेत्र को स्थिर करने के लिए संघनित किया जाता है |। माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए [[माइटोकॉन्ड्रिया]] स्थित होता है |। यह यहां कई प्रतियों में स्थित रहता है |। यह कुछ जटिल [[प्रोटीन |प्रोटीनों]] जुड़ा रहता है न्यूक्लियॉइड जिसे कहते हैं | माइटोकॉन्ड्रिया।माइटोकॉन्ड्रिया के अंदर क्रियाशील [[ऑक्सीजन]] स्पीशीज या मुक्त कण [[एडीनोसिन ट्राइफॉस्फेट]] के निरंतर उत्पादन के बायप्रोडक्ट्स ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण के माध्यम से एक अत्यधिक ऑक्सीडेटिव वातावरण बनाते हैं जो डीएनए को नुकसान पहुंचाने के के लिए जाना जाता है |। इनसे सुरक्षा के लिए एक विशेष एंजाइम '''सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेज''' होता है [[सुकेन्द्रिक|यूकेरियोटिक]] (सुकेन्द्रिक) कोशिकाओं के [[माइटोकॉन्ड्रिया]] और [[कोशिकाद्रव्य]] दोनों में होता है |।

डीएनए क्षति और [[उत्परिवर्तन]] के बीच अंतर करना अत्यंत महत्वपूर्ण है |। डीएनए क्षति और [[उत्परिवर्तन]] भिन्न होते हैं |। डीएनए क्षति से डीएनए में शारीरिक असामान्यताएं उत्पन्न होती है |। जैसे की एकल या द्वि रज्जुक का टूटना, 8-हाइड्रॉक्साइडोक्सीगैनोसिन और पॉलीसाइक्लिक एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन का बचना |। डीएनए की क्षति को [[एंजाइम|एंजाइमों]] द्वारा पहचाना जा सकता है |। इससे इसकी मरम्मत की जा सकती है यदि आवश्यक जानकारी जैसे पूरक डीएनए रज्जुक में या एक समरूप [[गुणसूत्र]] में अप्रयुक्त अनुक्रम नकल के लिए उपलब्ध हो |। यदि एक [[कोशिका]] डीएनए क्षति को ठीक नहीं करती तो एक [[जीन]] के प्रतिलेखन को रोका जा सकता है तथा [[प्रोटीन]] का अनुवाद (नए प्रोटीन के निर्माण के लिए डीएनए में उपस्थित सूचना का उपयोग अनुवाद कहलाता है) भी बाधित हो जाएगा |। प्रतिकृति भी अवरुद्ध हो सकती है या कोशिका नष्ट भी हो सकती है |।

डीएनए क्षति के विपरीत, एक [[उत्परिवर्तन]] डीएनए के आधार अनुक्रम में परिवर्तन होने से होता है |। यदि डीएनए के दोनों रज्जुकों का आधार परिवर्तित हो जाये तो [[एंजाइम]] द्वारा उसको नहीं पहचाना जा सकता और इस प्रकार एक [[उत्परिवर्तन]] की मरम्मत नहीं की जा सकती है |। कोशिकीय स्तर पर, म्यूटेशन (उत्परिवर्तन) [[प्रोटीन]] फ़ंक्शन और विनियमन में परिवर्तन का कारण बन सकता है |। जब [[कोशिका विभाजन]] होता है तब म्यूटेशन भी दोहराया जाता है |। उत्परिवर्ती कोशिकाएं कोशिका के जीवित रहने और पुन: उत्पन्न करने की क्षमता पर उत्परिवर्तन के प्रभावों के अनुसार विभाजन की आवृति में वृद्धि या कमी करेंगी |। डीएनए क्षति और [[उत्परिवर्तन]] संबंधित भी हैं क्योंकि डीएनए क्षति सामान्यतः प्रतिकृति में डीएनए संश्लेषण की त्रुटियों का कारण बनती है |। '''ये त्रुटियाँ उत्परिवर्तन का एक प्रमुख स्रोत हैं |।'''

डीएनए क्षति एक विशेष समस्या है |। डीएनए परिवर्तन होता जाता है |। यदि डीएनए क्षति से किसी विशेष क्रिया पर प्रभाव कम हो तो यह स्थिति उत्परिवर्तन के लिए अधिक अनुकूल होगी |। बहुत बड़ा [[उत्परिवर्तन]] [[कोशिका]] के लिए हानिकारक हो सकता है |। [[ऊतक]] में संरचनात्मक कोशिकाओं का समूह जो प्रतिकृति करता है वो उत्परिवर्ती कोशिकाओं को खो जाएगा |। असामान्य म्यूटेशन जो कोशिका को अनुकूल बनता है, निकट कोशिकाओं पर [[प्रतिरूपण]] के लिए आश्रित रहेगा |। यह कोशिका के लिए हानिकारक होता है क्योंकि ऐसी उत्परिवर्ती कोशिकाएं कैंसर को जन्म दे सकती हैं |। इस प्रकार विभाजित कोशिकाओं में डीएनए की क्षति म्यूटेशन को जन्म देती है, कैंसर का एक प्रमुख कारण है |।