First report of stop codon reassignment to tryptophan in members of the bacterial phylum Actinomycetota
यह अध्ययन बैक्टीरियल संघ एक्टिनोमायसेटोटा (Actinomycetota), विशेष रूप से एगर्टहेलेसी (Eggerthellaceae) परिवार के भीतर, ट्रिप्टोफैन में UGA स्टॉप कोडन पुनरनिर्धारण की पहली खोज की रिपोर्ट करता है, जहाँ स्तनधारी आंत के सहजीवियों (mammalian gut symbionts) से प्राप्त जीनोमिक साक्ष्य अनिवार्य सहजीवन (obligate symbiosis) से जुड़ी दो स्वतंत्र विकासवादी घटनाओं और तीन नए वंशों (genera) के प्रस्ताव को प्रकट करते हैं।
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एक जीवाणु (बैक्टेरियम) के आनुवंशिक कोड की कल्पना एक जीवित मशीन बनाने वाले विशाल निर्देश मैनुअल के रूप में करें। इस मैनुअल में, विशिष्ट तीन-अक्षर वाले "शब्द" (कोडोन) हैं जो कारखाने को बताते हैं कि प्रोटीन बनाना कब रोकना है। इनमें से एक 'स्टॉप' शब्द UGA है। आमतौर पर, जब कारखाने के कर्मचारी "UGA" देखते हैं, तो वे अपने औज़ार छोड़ देते हैं और कहते हैं, "ठीक है, काम पूरा हो गया।"
हालाँकि, वैज्ञानिकों ने खोजा है कि कुछ जीवाणुओं में, इस नियम को फिर से लिखा गया है। इन विशेष मामलों में, शब्द "UGA" का अर्थ अब "रुकना" नहीं रह जाता है; इसके बजाय, इसका अर्थ है "ट्रिप्टोफैन का एक टुकड़ा जोड़ें" (एक विशिष्ट निर्माण खंड)। यह बिल्कुल वैसा ही है जैसे किसी मैनुअल में एक वाक्य अचानक "अध्याय का अंत" से बदलकर "यहाँ एक ईंट जोड़ें" हो जाए, जो अंतिम उत्पाद के निर्माण के तरीके को पूरी तरह से बदल देता है।
अब तक, हम केवल तीन जीवाणु परिवारों के बारे में जानते थे जिन्होंने यह अजीब बदलाव किया था। यह नया शोध पत्र एक चौथे परिवार की खोज की घोषणा करता है जिसने वही काम किया है: एक्टिनोमायसेटोटा (Actinomycetota), विशेष रूप से एगर्टहेलेसी (Eggerthellaceae) समूह जो घोड़ों, प्राइमेट्स और टैपिर जैसे स्तनधारियों के पेट के भीतर रहता है।
वैज्ञानिकों ने कुछ प्रमुख सुरागों का उपयोग करके यह पता लगाया कि उन्होंने यह कैसे किया:
- "रुकने के संकेत" गायब हैं: जीवाणुओं ने उस विशिष्ट उपकरण (जिसे रिलीज़ फैक्टर 2 कहा जाता है) को खो दिया है जो आमतौर पर "UGA" के संकेत को पढ़ता है और काम रोकता है। इस उपकरण के बिना, कारखाना UGA पर नहीं रुक सकता।
- "ईंट जोड़ने" वाला उपकरण मौजूद है: जीवाणुओं ने एक विशेष एडेप्टर (एक tRNA) प्राप्त किया है जो ट्रिप्टोफैन को पहचानने और उसे रोकने के बजाय डालने का काम करता है।
- साक्ष्य हर जगह हैं: उन्हें विभिन्न जानवरों के मल के नमूनों में इन जीवाणुओं के 34 अलग-अलग संस्करण मिले, और उन सभी में, "UGA" शब्दों का उपयोग प्रोटीन बनाने के लिए किया जा रहा था, न कि रुकने के लिए।
उनकी वंशावली को देखने पर कहानी और भी दिलचस्प हो जाती है। ऐसा लगता है कि यह "नियम परिवर्तन" केवल एक बार नहीं हुआ। ऐसा लगता है कि यह परिवार की दो अलग-अलग शाखाओं में स्वतंत्र रूप से दो बार हुआ। इन दो "नियम तोड़ने वाले" समूहों के बीच, एक तीसरा समूह (जिसे टैपिरविटा नाम दिया गया है) है जो अभी भी पुराने नियमों का पालन करता है और "UGA" को स्टॉप साइन के रूप में उपयोग करता है।
शोधकर्ताओं ने यह भी देखा कि इन जीवाणुओं के जीनोम बहुत छोटे और संक्षिप्त हैं। उन्होंने अपना स्वयं का भोजन और निर्माण खंड बनाने की क्षमता खो दी है, जो यह सुझाव देता है कि वे ऑब्लिगेट सिम्बायोंट्स (obligate symbionts) बन गए हैं—अर्थात वे अपने पशु मेजबानों पर इतने निर्भर हैं कि वे अब अकेले जीवित नहीं रह सकते। वैज्ञानिकों का प्रस्ताव है कि मेजबान पर इस गहरी निर्भरता ने ही वह दबाव बनाया होगा जिसने उन्हें सबसे पहले अपने आनुवंशिक नियमों को फिर से लिखने की अनुमति दी।
इस खोज का जश्न मनाने के लिए, टीम ने तीन नए जेनेरा (वर्गीकरण का एक स्तर जैसे कि परिवार के लिए 'सरनेम') को नाम दिया है:
- इक्विविटा अल्टेरिकोडेक्स (Equivita altericodex): घोड़ों में पाया जाने वाला, "बदले हुए कोड" का प्रतिनिधित्व करता है।
- गोरिल्लिविटा इंटेस्टिनालिस (Gorillivita intestinalis): गोरिल्ला में पाया जाने वाला, भी "बदले हुए कोड" का प्रतिनिधित्व करता है।
- टैपिरविटा इनोप्स (Tapirivita inops): टैपिर में पाया जाने वाला, उस समूह का प्रतिनिधित्व करता है जिसने कोड नहीं बदला लेकिन फिर भी इस अद्वितीय परिवार का हिस्सा है।
संक्षेप में, यह शोध पत्र हमारे जीवन के मानचित्र का विस्तार करता है, यह दिखाते हुए कि सार्वभौमिक "स्टॉप" सिग्नल को फिर से लिखना जीवाणु जगत में हमारी सोच से कहीं अधिक सामान्य है, और यह उन दिलचस्प पेट के जीवाणुओं को उजागर करता है जो अपने मेजबानों के साथ इतने करीब से रहने के लिए विकसित हुए हैं कि उन्हें अपने डीएनए की भाषा तक बदलनी पड़ी।
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