हेल्थ डेस्क। माइटोकॉन्ड्रिया को अक्सर कोशिका का पावर प्लांट कहा जाता है, क्योंकि वे कोशिका के काम करने के लिए जरूरी ऊर्जा पैदा करते हैं। इस भूमिका को निभाने के लिए वे अपना खुद का जेनेटिक मटीरियल रखते हैं, जिसे माइटोकॉन्ड्रियल DNA (mtDNA) कहते हैं।
Thank you for reading this post, don't forget to subscribe!हर कोशिका में mtDNA की सैकड़ों से लेकर हजारों प्रतियां होती हैं। ये प्रतियां न्यूक्लियोइड्स नाम की छोटी-छोटी संरचनाओं में बंटी होती हैं। वैज्ञानिकों ने लंबे समय से देखा है कि ये न्यूक्लियोइड्स माइटोकॉन्ड्रिया के अंदर एक खास पैटर्न में व्यवस्थित होते हैं। यह व्यवस्था यह पक्का करने में मदद करती है कि जब कोशिकाएं बंटती हैं, तो mtDNA ठीक से आगे जाए और उसके जीन्स पूरे माइटोकॉन्ड्रिया में एक जैसे रूप से फैले रहें।
जब माइटोकॉन्ड्रिया या उनका DNA ठीक से काम नहीं करते, तो इसके गंभीर नतीजे हो सकते हैं। इन गड़बड़ियों का संबंध मेटाबॉलिक और न्यूरोलॉजिकल बीमारियों, जैसे लिवर फेलियर और एन्सेफेलोपैथी के साथ-साथ उम्र बढ़ने से जुड़ी बीमारियों, जैसे अल्जाइमर और पार्किंसन रोग से जोड़ा गया है।
कोशिका जीव विज्ञान में एक पुराना रहस्य
यह देखते हुए कि mtDNA कितना जरूरी है, शोधकर्ता यह समझने की कोशिश कर रहे हैं कि कोशिकाएं न्यूक्लियोइड्स के बीच इतनी एक जैसी दूरी कैसे बनाए रखती हैं। इसका जवाब अभी भी साफ नहीं है।
EPFL में लेबोरेटरी ऑफ एक्सपेरिमेंटल बायोफिजिक्स (LEB) की प्रोफेसर सुलियाना मैनली कहती हैं, “माइटोकॉन्ड्रियल फ्यूजन, फिशन या मॉलिक्यूलर टेदरिंग से जुड़े सुझाए गए तरीके इसे समझा नहीं सकते, क्योंकि न्यूक्लियोइड्स के बीच की दूरी तब भी बनी रहती है, जब ये तरीके बाधित हो जाते हैं।”
LEB में पोस्टडॉक्टोरल फेलो मैनली और उनकी सहयोगी जुआन लैंडोनी ने अब इसके लिए जिम्मेदार तरीके की पहचान कर ली है। उनका काम “माइटोकॉन्ड्रियल पर्लिंग” नाम की एक प्रक्रिया की ओर इशारा करता है, जिस पर पहले बहुत कम ध्यान दिया गया था।
माइटोकॉन्ड्रियल पर्लिंग एक अस्थायी आकार परिवर्तन है, जिसमें माइटोकॉन्ड्रिया एक ऐसी संरचना बनाते हैं, जो किसी धागे में पिरोए मोतियों जैसी दिखती है। इस बदलाव के दौरान, mtDNA के समूह अलग होकर फिर से बंट जाते हैं। इससे न्यूक्लियोइड्स ज्यादा एक जैसे रूप से फैल पाते हैं, जिससे उनके बीच की नियमित दूरी बनी रहती है।
माइटोकॉन्ड्रिया को काम करते हुए देखना
इस प्रक्रिया का अध्ययन करने के लिए शोधकर्ताओं ने जीवित कोशिकाओं के अंदर माइटोकॉन्ड्रिया और उनके DNA को देखने के लिए इमेजिंग के कई आधुनिक तरीकों का इस्तेमाल किया। इनमें सुपर-रिजॉल्यूशन इमेजिंग, कोरिलेटेड लाइट और इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी, और फेज कंट्रास्ट माइक्रोस्कोपी शामिल थे।
इन उपकरणों की मदद से टीम अलग-अलग न्यूक्लियोइड्स पर नजर रख पाई, माइटोकॉन्ड्रिया के आकार में होने वाले तेजी से बदलावों को रिकॉर्ड कर पाई, और यह बेहतर ढंग से समझ पाई कि उसकी अंदरूनी संरचना कैसे व्यवस्थित होती है।
पर्लिंग के दौरान क्या होता है
लाइव-सेल इमेजिंग से पता चला कि पर्लिंग की घटनाएं हर मिनट कई बार हो सकती हैं। इन पलों के दौरान, माइटोकॉन्ड्रिया अपनी पूरी लंबाई में थोड़ी देर के लिए समान दूरी पर सिकुड़न बनाते हैं। इन “मोतियों” के बीच की दूरी न्यूक्लियोइड्स के बीच की सामान्य दूरी से काफी मिलती-जुलती है।
इनमें से ज्यादातर मोती जैसे हिस्सों के केंद्र के पास एक न्यूक्लियोइड होता है। हालांकि, ये संरचनाएं बिना mtDNA के भी बन सकती हैं। जैसे-जैसे यह प्रक्रिया आगे बढ़ती है, न्यूक्लियोइड्स के बड़े समूह अक्सर छोटे समूहों में टूट जाते हैं जो आसपास के मोतियों में बस जाते हैं। जब माइटोकॉन्ड्रिया अपने सामान्य ट्यूब जैसी आकृति में लौट आता है, तो न्यूक्लियोइड्स अलग-अलग ही रहते हैं, जिससे उनका समान वितरण बना रहता है।
इस प्रक्रिया को कौन नियंत्रित करता है
शोधकर्ताओं ने यह भी पता लगाया कि पर्लिंग को कौन चलाता है और नियंत्रित करता है। आनुवंशिक और औषधीय प्रयोगों के जरिए उन्होंने पाया कि माइटोकॉन्ड्रिया में प्रवेश करने वाला कैल्शियम इस प्रक्रिया को शुरू कर सकता है। इसके अलावा, आंतरिक झिल्ली संरचनाएं न्यूक्लियोइड्स को अलग रखने में मदद करती हैं। जब ये नियामक कारक बाधित होते हैं, तो न्यूक्लियोइड्स समान दूरी पर रहने के बजाय एक साथ जमा होने लगते हैं।
माइटोकॉन्ड्रिया की एक फिर से खोजी गई विशेषता
लैंडोनी कहते हैं, “जब मार्गरेट रीड लुईस ने पहली बार 1915 में माइटोकॉन्ड्रिया पर्लिंग का रेखाचित्र बनाया था, तब से इसे ज्यादातर कोशिकीय तनाव से जुड़ी एक विसंगति मानकर नजरअंदाज कर दिया गया था। उन्होंने कहा, “एक सदी से भी ज्यादा समय बाद यह माइटोकॉन्ड्रिया जीव विज्ञान के केंद्र में एक सुंदर रूप से संरक्षित तंत्र के रूप में उभर रहा है। यह जैव-भौतिक प्रक्रिया माइटोकॉन्ड्रिया जीनोम को वितरित करने का एक सरल और ऊर्जा-कुशल साधन प्रदान करती है।”
यह खोज क्यों महत्वपूर्ण
ये निष्कर्ष दिखाते हैं कि कोशिकाएं व्यवस्थित रहने के लिए न केवल जटिल आणविक प्रणालियों पर, बल्कि भौतिक प्रक्रियाओं पर भी निर्भर करती हैं। यह समझना कि माइटोकॉन्ड्रिया पर्लिंग कैसे काम करती है और इसे कैसे नियंत्रित किया जाता है। mtDNA से जुड़ी बीमारियों के बारे में महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकता है।
यह ज्ञान अंततः माइटोकॉन्ड्रिया की कार्यप्रणाली में गड़बड़ी से जुड़ी स्थितियों के इलाज के लिए नए दृष्टिकोणों को निर्देशित करने में मदद कर सकता है।
अन्य योगदानकर्ता
पोंटिफिसिया यूनिवर्सिडाड कैटोलिका डे चिली
हावर्ड ह्यूजेस मेडिकल इंस्टीट्यूट
यूनिवर्सिटी ऑफ कैलिफोर्निया, सैन फ्रांसिस्को
About the Author
