अधिकांश यूकेरियोटिक जीन, प्रोकैरियोटिक जीन के विपरीत, एक असंतत संरचना रखते हैं। अपेक्षाकृत छोटे कोडिंग क्षेत्र (एक्सॉन) गैर-कोडिंग क्षेत्रों (इंट्रॉन) के साथ वैकल्पिक होते हैं। जीन के नियामक तत्व - प्रमोटर जो दीक्षा, प्रतिलेखन की सटीकता निर्धारित करते हैं, डीएनए स्ट्रैंड के 5'-छोर पर पहले एक्सॉन से पहले स्थित होते हैं और कई तत्वों (TATA-, CCAAT-बॉक्स, GC-मोटिफ) द्वारा दर्शाए जाते हैं। .
जीन अभिव्यक्ति को एन्हांसर्स (एन्हांसर्स), एटेन्यूएटर्स (साइलेंसर्स) के साथ-साथ इंसुलेटर्स (एन्हांसर्स की कार्रवाई को सीमित करने वाले) और प्रतिक्रिया तत्वों द्वारा भी नियंत्रित किया जाता है जो ट्रांसक्रिप्शन कारकों, ज़ेनोबायोटिक्स, स्टेरॉयड हार्मोन आदि के साथ बातचीत करते हैं। ये अनुक्रम निर्धारित करने में शामिल हैं प्रतिलेखन आरंभ की आवृत्ति.
आनुवंशिक जानकारी की प्राप्ति में पहला कदम प्रतिलेखन है। यूकेरियोटिक जीन को एक अग्रदूत के रूप में प्रतिलेखित किया जाता है, जिसमें एक्सॉन और इंट्रॉन (अपरिपक्व एमआरएनए) होते हैं। फिर इंट्रॉन को विशेष एंजाइमों द्वारा काट दिया जाता है, और एक्सॉन क्रमिक रूप से एक-दूसरे से जुड़े होते हैं, जिससे अनुवाद के लिए तैयार एक प्रतिलेख (परिपक्व एमआरएनए) बनता है। इस प्रक्रिया को स्प्लिसिंग कहा जाता है। एक ही डीएनए अनुक्रम कई अलग-अलग प्रोटीनों को एनकोड कर सकता है, तथाकथित वैकल्पिक स्प्लिसिंग (एक प्राथमिक आरएनए प्रतिलेख से एक्सॉन के कनेक्शन के विकल्प को बदलकर विभिन्न एमआरएनए का गठन) के लिए धन्यवाद।
प्रतिलेखन के बाद या इसके समानांतर, अपरिपक्व एमआरएनए आगे संशोधन से गुजरता है। प्यूरिन रिंग (कॉपी प्रक्रिया) की 7वीं स्थिति में एक मिथाइलेटेड गुआनिन अवशेष एक एंजाइम की मदद से प्री-एमआरएनए के 5 "छोर से जुड़ा होता है। ऐसा माना जाता है कि सही अभिविन्यास के लिए कैप (टोपी) आवश्यक है और अनुवाद शुरू होने से पहले राइबोसोम को एमआरएनए से जोड़ दिया जाता है। के जेड" - प्री-एमआरएनए का अंत भी एडेनिन अवशेषों (पॉलीएडेनाइलेशन) से युक्त एक छोटे न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम से एंजाइमेटिक रूप से जुड़ा होता है। ऐसा माना जाता है कि परमाणु झिल्ली से साइटोप्लाज्म में एमआरएनए के परिवहन के लिए पॉली-ए अनुक्रम आवश्यक है।
कोशिका में किये जाने वाले कार्य के अनुसार यूकेरियोटिक जीन को कई समूहों में विभाजित किया जाता है।
पहले समूह में सभी प्रकार की कोशिकाओं में व्यक्त जीन शामिल हैं। उनकी गतिविधि के उत्पाद शरीर की किसी भी कोशिका (राइबोसोमल आरएनए, हिस्टोन, आदि के जीन) की महत्वपूर्ण गतिविधि सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक प्रोटीन हैं।
दूसरा समूह ऊतक-विशिष्ट जीन है जो ओटोजेनेसिस के कुछ चरणों में केवल कुछ प्रकार की कोशिकाओं या ऊतकों में कार्य करता है (ग्लोब्युलिन, एल्ब्यूमिन, ए-भ्रूणप्रोटीन, इम्युनोग्लोबुलिन, मांसपेशी प्रोटीन, अंतःस्रावी और पाचन ग्रंथियों के स्रावी प्रोटीन और कई के जीन) अन्य)।
तीसरे समूह में ऐसे जीन होते हैं जो प्रतिलेखन (प्रतिलेखन कारक) के नियमन में शामिल विभिन्न प्रोटीनों को कूटबद्ध करते हैं। इन जीनों के प्रोटीन उत्पाद जीन के नियामक क्षेत्रों के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, जिससे अभिव्यक्ति में वृद्धि या दमन होता है।
चौथे समूह में वे जीन शामिल हैं जिनकी अभिव्यक्ति ज़ेनोबायोटिक्स सहित बाहरी कारकों से प्रेरित होती है।
फार्माकोजेनोमिक्स का एक मुख्य कार्य विभिन्न रोगों में जीन अभिव्यक्ति और किसी विशेष दवा या जैविक रूप से सक्रिय यौगिक के प्रभाव का अध्ययन करना है। इससे उनके निर्देशित विनियमन की संभावना निर्धारित करना संभव हो जाएगा।
सूचना प्रौद्योगिकी (जैव सूचना विज्ञान) सहित प्रासंगिक प्रौद्योगिकियों के विकास के कारण प्रयोगात्मक फार्माकोलॉजी में फार्माकोजेनोमिक्स का सफल परिचय संभव हो गया है। उन सभी ने फार्माकोजेनेटिक्स को आत्मसात किया और एक व्यापक वैज्ञानिक दिशा में एकीकृत किया।
सामान्य तौर पर, सभी डीजीई विधियों में कई, अक्सर दोहराए जाने वाले, समान ऑपरेशन शामिल होते हैं। इन्हें हाथ से करने में कोई मज़ा नहीं है। हालाँकि, खतरा ऑपरेटर का नीरस काम नहीं है, बल्कि एक ही ऑपरेशन की अनंत पुनरावृत्ति, जिससे सटीकता का नुकसान हो सकता है, एक बहुत बड़ी समस्या मानी जाती है। इसलिए, फार्माकोजेनोमिक प्रौद्योगिकियों को एक कार्य का सामना करना पड़ता है - विश्लेषणात्मक संचालन का आंशिक या पूर्ण स्वचालन।
किसी भी तकनीक का आधार एक ऐसी विधि है जिसकी विश्लेषणात्मक अभ्यास में अपनी विशेषताएं (पैरामीटर) होती हैं। डीजीई के लिए, उन्हें निम्नलिखित आवश्यकताओं को पूरा करना होगा:
रिज़ॉल्यूशन पड़ोसी जीन के निर्धारण में एक निश्चित सटीकता से जुड़ा है;
संवेदनशीलता - "- तनुकरण अनुक्रमों की सीमा, जो डीएचई में परिवर्तनों को सांख्यिकीय रूप से विश्वसनीय रूप से रिकॉर्ड करना संभव बनाती है;
कवरेज - प्रायोगिक जानवरों की किसी प्रजाति या किसी विशेष ऊतक के व्यक्त जीन का प्रतिशत जिसे विश्वसनीय रूप से निर्धारित और प्रयोगात्मक रूप से दोहराया जा सकता है;
गलत सकारात्मक मानदंड - गलत तरीके से व्यक्त जीनों की संख्या;
गलत-नकारात्मक मानदंड - व्यक्त जीन की संख्या, लेकिन निष्क्रिय के रूप में वर्गीकृत।
डीजीई प्रौद्योगिकियों में विधियों के दो समूह शामिल हैं। उनमें से एक तथाकथित बंद है, और दूसरा एक खुली वास्तुशिल्प प्रणाली है।
बंद वास्तुशिल्प प्रणाली को प्रत्येक जीन या क्लोन के बारे में जानकारी की आवश्यकता होती है और विश्लेषक के रूप में माइक्रोएरे का उपयोग करता है।
माइक्रोचिप निर्माण का सिद्धांत एक ज्ञात अनुक्रम के ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स के संकरण पर आधारित है, जिसे विभिन्न तरीकों से लेबल की गई जांच के साथ कड़ाई से परिभाषित स्थानों में एक ठोस सतह पर स्थिर किया जाता है। कंप्यूटर विज्ञान, सेमीकंडक्टर रसायन विज्ञान, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक उद्योग में नवीनतम प्रगति, साथ ही मानव जीनोम कार्यक्रम पर काम के वर्षों में जमा हुई जानकारी की प्रचुरता ने इस तकनीक के निर्माण में योगदान दिया है।
डीएनए चिप - सूक्ष्म कोशिकाओं वाली एक लघु प्लेट। प्रत्येक माइक्रोवेल में टेम्पलेट के रूप में कार्य करने वाले कुछ जीनों के टुकड़ों के अनुरूप कृत्रिम रूप से संश्लेषित ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड होते हैं। इन कोशिकाओं में, मैट्रिक्स और नमूने (अध्ययन किए गए नमूनों का सीडीएनए) की एक पूरक बातचीत होती है। वर्तमान में, डीएनए चिप्स के निर्माण में दो दिशाएँ हैं। वे टेम्पलेट ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स को संश्लेषित करने और लागू करने के तरीके में भिन्न होते हैं।
पहली दिशा ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स के प्रारंभिक संश्लेषण पर आधारित है। ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स को रासायनिक रूप से या पीसीआर (500 से 5000 बेस तक की लंबाई) द्वारा संश्लेषित किया जाता है और फिर रोबोट का उपयोग करके विशेष रूप से उपचारित कांच की सतह पर लगाया जाता है। इस प्रकार के चिप्स को सीडीएनए माइक्रोएरे (cDNA-माइक्रोएरे) कहा जाता है। पीसीआर कुछ जीनों के सीडीएनए अनुक्रमों को बढ़ाता है। इसलिए, इस प्रकार के चिप्स महंगे हैं, क्योंकि अपनी स्वयं की सीडीएनए लाइब्रेरी बनाना या बड़े अनुसंधान केंद्रों से इसे खरीदना आवश्यक है।
सीडीएनए माइक्रोएरे बहुरूपता अध्ययन (एक निश्चित आबादी में एकल स्थान की आनुवंशिक परिवर्तनशीलता), उत्परिवर्तनीय विश्लेषण, बड़ी संख्या में जीन की अभिव्यक्ति के तुलनात्मक अध्ययन के लिए अनुपयुक्त साबित हुए, क्योंकि टेम्पलेट ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स की प्लेसमेंट घनत्व बहुत सीमित है ( कोशिकाओं की संख्या = 1000 प्रति चिप) इसके अलावा, लंबे डीएनए टुकड़े (सीडीएनए) के उपयोग से परीक्षण नमूने के साथ संकरण की विशिष्टता कम हो जाती है और गलत सकारात्मक संकेत दिखाई देते हैं जो वास्तविक जीन अभिव्यक्ति के अनुरूप नहीं होते हैं।
उपरोक्त नुकसानों के बावजूद, सीडीएनए माइक्रोएरे का मुख्य लाभ जीन टुकड़ों की गुणात्मक और मात्रात्मक संरचना को अलग करने की संभावना है।
चिप्स बनाने के लिए एक अधिक आशाजनक दिशा फोटोलिथोग्राफ़िक प्रौद्योगिकियों का उपयोग है, जो चिप की सतह पर सीधे किसी भी अनुक्रम के ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड की एक बड़ी संख्या को एक साथ एकीकृत करना संभव बनाती है। इस प्रकार संश्लेषित न्यूक्लियोटाइड की व्यवस्था का घनत्व 1 मिलियन प्रति 1 सेमी2 तक पहुंच सकता है। ऐसे चिप्स, जिन्हें डीएनए चिप्स (डीएनए-चिप्स) कहा जाता है, का निर्माण एफिमेट्रिक्स इंक द्वारा किया जाता है। डीएनए चिप टेम्पलेट एक छोटा (20-25-मेर) ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड अनुक्रम है, जिसमें प्रत्येक जीन 15-20 ऐसे ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड से मेल खाता है, जो परिणामों की सटीकता और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता को काफी बढ़ाता है। डीएनए चिप्स एकल न्यूक्लियोटाइड प्रतिस्थापन (एसएनपी) सहित बहुरूपता का अध्ययन करने के लिए लगभग असीमित संख्या में जीन की अभिव्यक्ति का एक साथ मूल्यांकन करना संभव बनाते हैं। इस मामले में, ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स को संश्लेषित किया जाता है जो एक विशेष जीन के प्रत्येक अनुक्रम के लिए विशिष्ट होते हैं, न्यूक्लियोटाइड्स की पारस्परिक व्यवस्था के सभी संभावित प्रकारों को ध्यान में रखते हुए।
अनुसंधान करते समय, चिप को विभिन्न तरीकों से लेबल किए गए नमूने के साथ संकरणित किया जाता है। तुलनात्मक अध्ययन में, नमूना, एक नियम के रूप में, नियंत्रण और तुलना किए गए नमूनों से प्राप्त सीडीएनए होता है। एक लेबल के रूप में, अध्ययन के तहत नमूनों से सीधे जुड़े रेडियोधर्मी रूप से लेबल किए गए अणुओं और फ्लोरोसेंट रंगों दोनों का उपयोग किया जाता है। तुलनात्मक विश्लेषण करते समय, आमतौर पर दो-रंग का पता लगाने का उपयोग किया जाता है, जिसमें नियंत्रण और प्रयोगात्मक सीडीएनए को अलग-अलग रंगों के साथ लेबल किया जाता है। परिणाम चिप की उन कोशिकाओं के संकरण संकेतों की तीव्रता से दर्ज किए जाते हैं जहां संकरण हुआ है, इसके बाद डेटा का कंप्यूटर प्रसंस्करण किया जाता है।
जीन के एक छोटे सेट (1000-2000 के भीतर) वाले चिप्स के सरलीकृत संस्करण भी तैयार किए जाते हैं। ज्ञात जीनों के लघु अनुक्रम नायलॉन झिल्ली पर तय होते हैं। वे रेडियोधर्मी रूप से लेबल किए गए नमूने के साथ संकरण करते हैं। ऑटोरैडियोग्राफी द्वारा संकरण का पता लगाया जाता है।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि चिप्स के साथ काम करने के लिए संकरण के लिए विशेष महंगे उपकरण की आवश्यकता होती है। उम्मीद है कि आने वाले वर्षों में, बाजार संतृप्ति के कारण चिप्स के उत्पादन और उनके साथ काम करने के लिए उपकरणों के सेट की कीमतें कम हो जाएंगी।
विज्ञान और अभ्यास में नई प्रौद्योगिकियों का विकास और कार्यान्वयन अक्सर ज्ञान की जैव चिकित्सा शाखाओं के विकास में प्रेरक क्षण होता है, उदाहरण के लिए, यह हाल के दिनों में पीसीआर प्रौद्योगिकी के विकास के साथ था। आण्विक जीव विज्ञान का विकास अब पीसीआर और अब माइक्रोएरे पर निर्भर है। फार्माकोलॉजी के लिए माइक्रोचिप प्रौद्योगिकी की शुरूआत भी मौलिक है। पैथोलॉजी के विकास में कुछ जीनों की कार्यात्मक भूमिका के बारे में जानकारी के आधार पर नई दवाओं का विकास पहले से ही शुरू हो रहा है। इसलिए, विकास का समय 10-15 से घटाकर 5-8 वर्ष किया जा सकता है हरमार हिलेरी द्वारा
संभोग प्रक्रिया में स्टड कुत्ते की भूमिका जैसे ही स्टड कुतिया द्वारा पर्याप्त रूप से उत्तेजित होता है और उससे संभोग करना चाहता है, वह उस पर चढ़ जाता है और उसे अपने अगले पैरों से कसकर पकड़ लेता है, लिंग का सिरा अग्रभाग से बाहर आ जाता है और, कई मजबूत प्रयासों के बाद, दबाव डालता है
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