Protein moonlighting
پروٹین مون لائٹنگ ایک ایسا رجحان ہے جس کے ذریعے ایک پروٹین ایک سے زیادہ کام انجام دے سکتا ہے۔ یہ جین شیئرنگ کی ایک بہترین مثال ہے۔ آباؤ اجداد کے چاند روشن کرنے والے پروٹین اصل میں ایک ہی کام کرتے تھے لیکن ارتقاء کے ذریعے انہوں نے اضافی کام حاصل کیے۔ بہت سے پروٹین جو چاند کی روشنی میں ہوتے ہیں وہ انزائم ہوتے ہیں ؛ دوسرے ریسیپٹر، آئن چینل یا چیپرون ہوتے ہیں۔ چاندنی پروٹین کا سب سے عام بنیادی کام انزیمیٹک اتپریرک ہے، لیکن ان انزائموں نے ثانوی غیر انزیمیٹک کردار حاصل کر لیے ہیں۔ اتپریرک سے ثانوی چاندنی پروٹین کے افعال کی کچھ مثالوں میں سگنل ٹرانسڈکشن، ٹرانسکرپشنل ریگولیشن، اپوپٹوسس، حرکت پذیری اور ساختی شامل ہیں۔ پروٹین مون لائٹنگ فطرت میں بڑے پیمانے پر ہوتی ہے۔ جین شیئرنگ کے ذریعے پروٹین مون لائٹنگ متبادل آر این اے اسپلیسنگ، ڈی این اے ریارنگمنٹ، یا پوسٹ ٹرانسلیشنل پروسیسنگ کے ذریعے مختلف پروٹین پیدا کرنے کے لیے ایک واحد جین کے استعمال سے مختلف ہے۔ یہ پروٹین کی کثیر فعالیت سے بھی مختلف ہے، جس میں پروٹین کے متعدد ڈومین ہوتے ہیں، ہر ایک مختلف کام انجام دیتا ہے۔ جین شیئرنگ کے ذریعے پروٹین مون لائٹنگ کا مطلب ہے کہ ایک جین جین کی نقل کے بغیر اور بنیادی فنکشن کے نقصان کے بغیر دوسرا فنکشن حاصل اور برقرار رکھ سکتا ہے۔ اس طرح کے جین دو یا زیادہ مکمل طور پر مختلف انتخابی رکاوٹوں کے تحت ہوتے ہیں۔ پروٹین میں چاند کی روشنی کے افعال کو ظاہر کرنے کے لیے مختلف تکنیکیں استعمال کی گئی ہیں۔ خلیوں، خلیوں کی اقسام، یا بافتوں کے اندر غیر متوقع مقامات پر پروٹین کا پتہ لگانے سے یہ پتہ چل سکتا ہے کہ پروٹین میں چاندنی کا کام ہوتا ہے۔ مزید برآں، پروٹین کی ترتیب یا ساخت کی ہم آہنگی کو پروٹین کے بنیادی افعال کے ساتھ ساتھ ثانوی چاند کی روشنی کے افعال دونوں کا اندازہ لگانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ جین شیئرنگ کی سب سے زیادہ اچھی طرح سے مطالعہ شدہ مثالیں کرسٹل ہیں۔ یہ پروٹین، جب بہت سے بافتوں میں کم سطح پر ظاہر ہوتے ہیں تو انزائم کے طور پر کام کرتے ہیں، لیکن جب آنکھوں کے بافتوں میں اعلی سطح پر ظاہر ہوتے ہیں، تو گھنے طور پر پیک ہو جاتے ہیں اور اس طرح لینس بن جاتے ہیں۔ اگرچہ جین کے اشتراک کی شناخت نسبتا حالیہ ہے-یہ اصطلاح 1988 میں اس وقت بنائی گئی تھی جب مرغیوں اور बत्तکوں میں موجود کرسٹل الگ الگ شناخت شدہ انزائموں سے ملتے جلتے پائے گئے تھے-حالیہ مطالعات سے پوری زندہ دنیا میں بہت سی مثالیں ملی ہیں۔ جورام پیاٹیگورسکی نے تجویز کیا ہے کہ بہت سے یا تمام پروٹین کسی حد تک جین کے اشتراک کی نمائش کرتے ہیں، اور یہ کہ جین کا اشتراک سالماتی ارتقاء کا ایک اہم پہلو ہے۔ کرسٹلینس کو انکوڈنگ کرنے والے جینوں کو اتپریرک فنکشن اور شفافیت کی دیکھ بھال کے فنکشن کے لیے ترتیب کو برقرار رکھنا چاہیے۔ نامناسب چاند کی روشنی کچھ جینیاتی بیماریوں میں ایک معاون عنصر ہے، اور چاند کی روشنی ایک ممکنہ طریقہ کار فراہم کرتی ہے جس کے ذریعے بیکٹیریا اینٹی بائیوٹکس کے خلاف مزاحم بن سکتے ہیں۔ چاند کی روشنی والے پروٹین کا پہلا مشاہدہ 1980 کی دہائی کے آخر میں جورم پیاٹیگورسکی اور گریم وسٹو نے کرسٹل انزائموں پر اپنی تحقیق کے دوران کیا تھا۔ پیاٹیگورسکی نے طے کیا کہ لینس کرسٹل کے تحفظ اور تغیر لینس کے باہر چاند کی روشنی کے دیگر افعال کی وجہ سے ہیں۔ اصل میں پیاٹیگورسکی نے ان پروٹینوں کو "جین شیئرنگ" پروٹین کہا، لیکن بول چال کی تفصیل مون لائٹنگ کو بعد میں 1999 میں کانسٹینس جیفری نے پروٹینوں پر لاگو کیا تاکہ ملٹی ٹاسکنگ پروٹین اور دو کام کرنے والے لوگوں کے درمیان مماثلت پیدا کی جا سکے۔ "جین شیئرنگ" کا جملہ مبہم ہے کیونکہ یہ افقی جین کی منتقلی کو بیان کرنے کے لیے بھی استعمال ہوتا ہے، اس لیے "پروٹین مون لائٹنگ" کا جملہ ایک سے زیادہ افعال والے پروٹین کے لیے ترجیحی وضاحت بن گیا ہے۔ ارتقاء یہ خیال کیا جاتا ہے کہ چاند کی روشنی والے پروٹین ارتقاء کے ذریعے آئے جس کے ذریعے یک فعال پروٹین نے متعدد افعال انجام دینے کی صلاحیت حاصل کی۔ تبدیلیوں کے ساتھ، پروٹین کی زیادہ تر غیر استعمال شدہ جگہ نئے افعال فراہم کر سکتی ہے۔ بہت سے چاندنی پروٹین دو واحد فنکشن جینوں کے جین فیوژن کا نتیجہ ہیں۔ متبادل طور پر ایک واحد جین دوسرا فنکشن حاصل کر سکتا ہے کیونکہ انکوڈ شدہ پروٹین کی فعال سائٹ عام طور پر پروٹین کے مجموعی سائز کے مقابلے میں چھوٹی ہوتی ہے جس سے دوسرے فنکشنل سائٹ کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے کافی گنجائش رہ جاتی ہے۔ ابھی تک تیسرے متبادل میں، وہی فعال سائٹ فعال سائٹ کی تغیرات کے ذریعے دوسرا فنکشن حاصل کر سکتی ہے۔ چاند کی روشنی والے پروٹین کی نشوونما ارتقاء کے لحاظ سے حیاتیات کے لیے سازگار ہو سکتی ہے کیونکہ ایک واحد پروٹین ان پروٹینوں کی ترکیب کے لیے درکار امینو ایسڈ اور توانائی کو محفوظ رکھنے والے متعدد پروٹینوں کا کام کر سکتا ہے۔ تاہم، کوئی عالمی طور پر متفقہ نظریہ نہیں ہے جو اس بات کی وضاحت کرتا ہے کہ متعدد کرداروں والے پروٹین کیوں تیار ہوئے۔ اگرچہ متعدد کردار ادا کرنے کے لیے ایک پروٹین کا استعمال فائدہ مند معلوم ہوتا ہے کیونکہ یہ جینوم کو چھوٹا رکھتا ہے، ہم یہ نتیجہ اخذ کر سکتے ہیں کہ یہ شاید چاند کی روشنی کی وجہ نہیں ہے کیونکہ غیر کوڈنگ ڈی این اے کی بڑی مقدار ہے۔ افعال بہت سے پروٹین کیمیائی رد عمل کو متحرک کرتے ہیں۔ دیگر پروٹین ساختی، نقل و حمل، یا سگنلنگ کرداروں کو پورا کرتے ہیں۔ مزید برآں، متعدد پروٹینوں میں سپرمولیکولر اسمبلیوں میں جمع ہونے کی صلاحیت ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، ایک رائبوسوم 90 پروٹین اور آر این اے سے بنا ہوتا ہے۔ موجودہ وقت میں چاند کی روشنی کرنے والے متعدد پروٹین ارتقاء کے لحاظ سے انتہائی محفوظ انزائموں سے حاصل کیے گئے ہیں، جنہیں قدیم انزائم بھی کہا جاتا ہے۔ ان انزائموں کے بارے میں اکثر قیاس کیا جاتا ہے کہ ان میں چاند کی روشنی کے افعال تیار ہوئے ہیں۔ چونکہ انتہائی محفوظ پروٹین بہت سے مختلف حیاتیات میں موجود ہوتے ہیں، اس سے اس امکان میں اضافہ ہوتا ہے کہ وہ ثانوی چاندنی افعال تیار کریں گے۔ گلائکولیسس میں شامل انزائموں کا ایک بڑا حصہ، جو کہ ایک قدیم عالمگیر میٹابولک راستہ ہے، چاندنی کے رویے کی نمائش کرتا ہے۔ مزید برآں، یہ تجویز کیا گیا ہے کہ گلائکولیسس میں 10 میں سے 7 پروٹین اور ٹرائکاربکسیلک ایسڈ سائیکل کے 8 میں سے 7 انزائم چاندنی رویے کی نمائش کرتے ہیں۔ مون لائٹنگ انزائم کی ایک مثال پائروویٹ کاربوکسیلیز ہے۔ یہ انزائم پائروویٹ کے کاربوکسایلیشن کو آکسالواسیٹیٹ میں اتپریرک کرتا ہے، اس طرح ٹرائکاربکسیلک ایسڈ سائیکل کو بھرتا ہے۔ حیرت کی بات یہ ہے کہ خمیر کی انواع جیسے ایچ پولیمورفا اور پی پاسٹرس میں پیروویٹ کاربوئلیز پیروکسسومل پروٹین الکحل آکسیڈیز (اے او) کے مناسب ہدف اور اسمبلی کے لیے بھی ضروری ہے۔ اے او، میتھانول میٹابولزم کا پہلا انزائم، ایک ہومو-آکٹامیرک فلاوونزیم ہے۔ جنگلی قسم کے خلیوں میں، یہ انزائم پیروکسسومل میٹرکس میں انزائیمیٹک طور پر فعال اے او آکٹمرز کے طور پر موجود ہوتا ہے۔ تاہم، پائروویٹ کاربوکسیلیز کی کمی والے خلیوں میں، اے او مونومر سائٹوسول میں جمع ہوتے ہیں، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ پائروویٹ کاربوکسیلیز اسمبلی اور درآمد میں دوسرا مکمل طور پر غیر متعلقہ کام کرتا ہے۔ اے او امپورٹ/اسمبلی میں فنکشن پائروویٹ کاربوکسیلیز کی انزائم سرگرمی سے مکمل طور پر آزاد ہے، کیونکہ امینو ایسڈ کے متبادل متعارف کرائے جا سکتے ہیں جو اے او اسمبلی اور درآمد میں اس کے فنکشن کو متاثر کیے بغیر پائروویٹ کاربوکسیلیز کی انزائم سرگرمی کو مکمل طور پر غیر فعال کر دیتے ہیں۔ اس کے برعکس، تغیرات معلوم ہوتے ہیں جو اے او کی درآمد اور اسمبلی میں اس انزائم کے کام کو روکتے ہیں، لیکن پروٹین کی انزائیمیٹک سرگرمی پر کوئی اثر نہیں ڈالتے۔ ای کولی اینٹی آکسیڈینٹ تھائرڈاکسن پروٹین چاندنی پروٹین کی ایک اور مثال ہے۔ بیکٹیریوفیج ٹی 7 کے ساتھ انفیکشن ہونے پر، ای کولی تھیورڈاکسن ٹی 7 ڈی این اے پولیمریز کے ساتھ ایک کمپلیکس بناتا ہے، جس کے نتیجے میں ٹی 7 ڈی این اے کی نقل میں اضافہ ہوتا ہے، جو کامیاب ٹی 7 انفیکشن کے لیے ایک اہم قدم ہے۔ تھیوریڈوکسن ڈی این اے سے زیادہ مضبوطی سے جڑے رہنے کے لیے ٹی 7 ڈی این اے پولیمرس میں ایک لوپ سے جڑا ہوتا ہے۔ تھیورڈاکسن کا اینٹی آکسیڈینٹ فنکشن مکمل طور پر خود مختار اور T7 DNA نقل سے مکمل طور پر آزاد ہے، جس میں پروٹین ممکنہ طور پر فعال کردار کو پورا کرتا ہے۔ ADT2 اور ADT5 پودوں میں پائے جانے والے چاندنی پروٹین کی دیگر مثالیں ہیں۔ ان دونوں پروٹینوں کا دیگر تمام اے ڈی ٹیز کی طرح فینائلالینائن بائیوسنتھیس میں بھی کردار ہے۔ تاہم ADT2، FtsZ کے ساتھ مل کر کلوروپلاسٹ ڈویژن میں ضروری ہے اور ADT5 کو اسٹرومولیز کے ذریعے نیوکلئس میں منتقل کیا جاتا ہے۔ مثال میکانزم بہت سے معاملات میں پروٹین کی فعالیت کا انحصار نہ صرف اس کی ساخت پر ہوتا ہے بلکہ اس کے مقام پر بھی ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر، سیل کے سائٹوپلازم میں پائے جانے پر ایک واحد پروٹین کا ایک کام ہو سکتا ہے، جھلی کے ساتھ تعامل کرتے وقت ایک مختلف کام ہو سکتا ہے، اور پھر بھی اگر سیل سے خارج ہو جائے تو تیسرا کام ہو سکتا ہے۔ چاندنی پروٹین کی اس خاصیت کو "تفریقی لوکلائزیشن" کے نام سے جانا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، اعلی درجہ حرارت میں ڈی جی پی (ایچ ٹی آر اے) پروٹین کی ہدایت شدہ انحطاط کے ذریعے پروٹیز کے طور پر کام کرے گا اور کم درجہ حرارت میں غیر ہم آہنگی فولڈنگ یا بے نقاب کرنے اور دیگر میکرو مالیکیولر ڈھانچوں کی اسمبلی یا علیحدگی میں مدد کرکے چیپرون کے طور پر کام کرے گا۔ مزید برآں، چاند کی روشنی والے پروٹین نہ صرف ایک خلیے کے اندر اپنے مقام کے نتیجے میں، بلکہ اس خلیے کی قسم کے نتیجے میں بھی مختلف طرز عمل کا مظاہرہ کر سکتے ہیں جس میں پروٹین کا اظہار ہوتا ہے۔ ملٹی فنکشنلٹی تفریق پوسٹ ٹرانسلیشنل ترمیم (پی ٹی ایم) کے نتیجے میں بھی ہو سکتی ہے۔ گلائکولیٹک انزائم گلائسرالڈیہائیڈ-3-فاسفیٹ ڈی ہائیڈروجنیز (جی اے پی ڈی ایچ) کے معاملے میں پی ٹی ایم میں ہونے والی تبدیلیوں کو اعلی درجے کی کثیر فعالیت سے منسلک دکھایا گیا ہے۔ دوسرے طریقے جن کے ذریعے پروٹین چاندنی کر سکتے ہیں وہ ہیں اپنی اولیگومیرک حالت کو تبدیل کرنا، پروٹین کے لگینڈ یا سبسٹریٹ کے ارتکاز کو تبدیل کرنا، متبادل بائنڈنگ سائٹس کا استعمال، یا آخر میں فاسفوریلیشن کے ذریعے۔ پروٹین کی ایک مثال جو مختلف اولیگومیرک حالتوں میں مختلف افعال کو ظاہر کرتی ہے وہ پائروویٹ کینیز ہے جو میٹابولک سرگرمی کو ٹیٹریمر کے طور پر اور تائیرائڈ ہارمون بائنڈنگ سرگرمی کو مونومر کے طور پر ظاہر کرتی ہے۔ لگینڈس یا سبسٹریٹس کے ارتکاز میں تبدیلیاں پروٹین کے فنکشن میں تبدیلی کا سبب بن سکتی ہیں۔ مثال کے طور پر، آئرن کی زیادہ مقدار کی موجودگی میں، ایکونیٹیز ایک انزائم کے طور پر کام کرتا ہے جبکہ آئرن کی کم مقدار میں، ایکونیٹیز آئرن کے جذب کو بڑھانے کے لیے آئرن کے ذمہ دار عنصر بائنڈنگ پروٹین (آئی آر ای بی پی) کے طور پر کام کرتا ہے۔ پروٹین متبادل بائنڈنگ سائٹس کے استعمال کے ذریعے بھی الگ الگ کام انجام دے سکتے ہیں جو مختلف کام انجام دیتے ہیں۔ اس کی ایک مثال سیرولوپلاسمین ہے، جو ایک پروٹین ہے جو تانبے کے میٹابولزم میں آکسیڈیز کے طور پر کام کرتا ہے اور مون لائٹس تانبے سے آزاد گلوٹاتھیون پیرو آکسائیڈیز کے طور پر کام کرتا ہے۔ آخر میں، فاسفوریلیشن بعض اوقات چاندنی پروٹین کے فنکشن میں تبدیلی کا سبب بن سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، پروٹین کینیز سی کے 2 کے ذریعہ سیر-185 پر فاسفوگلوکوز آئسومیرس (پی جی آئی) کا فاسفوریلیشن اسے ایک انزائم کے طور پر کام کرنا بند کرنے کا سبب بنتا ہے، جبکہ آٹوکرائن موٹیلٹی فیکٹر کے طور پر اپنے کام کو برقرار رکھتا ہے۔ لہذا جب کوئی تغیر ہوتا ہے جو چاند کی روشنی والے پروٹین کے فنکشن کو غیر فعال کر دیتا ہے، تو ضروری نہیں کہ دوسرے فنکشن متاثر ہوں۔ چاند کی روشنی کرنے والے کئی پروٹینوں کے کرسٹل ڈھانچے، جیسے کہ آئی-اینی آئی ہومنگ اینڈو نیوکلیز/میٹوراز اور پٹ اے پرولین ڈی ہائیڈروجنیز/ٹرانسکرپشن فیکٹر کا تعین کیا گیا ہے۔ ان کرسٹل ڈھانچوں کے تجزیے سے یہ ظاہر ہوا ہے کہ چاند کی روشنی کرنے والے پروٹین یا تو ایک ہی وقت میں دونوں افعال انجام دے سکتے ہیں، یا تشکیلی تبدیلیوں کے ذریعے، دو حالتوں کے درمیان متبادل، جن میں سے ہر ایک ایک الگ فنکشن انجام دینے کے قابل ہے۔ مثال کے طور پر، پروٹین ڈی جی پی زیادہ درجہ حرارت کے ساتھ پروٹیولیسس میں کردار ادا کرتا ہے اور کم درجہ حرارت پر ری فولڈنگ افعال میں شامل ہوتا ہے۔ آخر میں، ان کرسٹل ڈھانچوں سے پتہ چلتا ہے کہ دوسرا فنکشن کچھ چاندنی پروٹینوں میں پہلے فنکشن کو منفی طور پر متاثر کر سکتا ہے۔ جیسا کہ کرسٹل میں دیکھا گیا ہے، پروٹین کا دوسرا فنکشن ساخت کو تبدیل کر سکتا ہے، لچک کو کم کر سکتا ہے، جو بدلے میں انزائمیٹک سرگرمی کو کسی حد تک خراب کر سکتا ہے۔ شناخت کے طریقے مون لائٹنگ پروٹین کی شناخت عام طور پر اتفاق سے کی جاتی ہے کیونکہ ثانوی مون لائٹنگ افعال کی شناخت کے لیے کوئی واضح طریقہ کار موجود نہیں ہے۔ اس طرح کی مشکلات کے باوجود، دریافت ہونے والے چاندنی پروٹین کی تعداد تیزی سے بڑھ رہی ہے۔ مزید برآں، چاندنی پروٹین زندگی کی تمام سلطنتوں میں وافر مقدار میں پائے جاتے ہیں۔ پروٹین کے فنکشن کا تعین کرنے کے لیے مختلف طریقے استعمال کیے گئے ہیں جن میں ثانوی چاند کی روشنی کے افعال بھی شامل ہیں۔ مثال کے طور پر، پروٹین کا ٹشو، سیلولر، یا سب سیلولر ڈسٹری بیوشن فنکشن کے بارے میں اشارے فراہم کر سکتا ہے۔ ریئل ٹائم پی سی آر کا استعمال ایم آر این اے کی مقدار کے لیے کیا جاتا ہے اور اس لیے کسی خاص پروٹین کی موجودگی یا عدم موجودگی کا اندازہ لگایا جاتا ہے جو مختلف خلیوں کی اقسام میں ایم آر این اے کے ذریعے انکوڈ کیا جاتا ہے۔ متبادل طور پر امیونو ہسٹو کیمسٹری یا ماس سپیکٹرومیٹری کا استعمال براہ راست پروٹین کی موجودگی کا پتہ لگانے اور اس بات کا تعین کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے کہ کون سے ذیلی سیلولر مقامات، خلیوں کی اقسام، اور بافتوں میں ایک خاص پروٹین کا اظہار کیا جاتا ہے۔ ماس سپیکٹرومیٹری کا استعمال پروٹین کا ان کے ماس ٹو چارج تناسب کی بنیاد پر پتہ لگانے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ متبادل اسپلیسنگ اور پوسٹ ٹرانسلیشنل ترمیم کی وجہ سے، صرف پیرنٹ آئن کی کمیت کی بنیاد پر پروٹین کی شناخت بہت مشکل ہے۔ تاہم ٹینڈم ماس سپیکٹرومیٹری جس میں ہر ایک بنیادی چوٹی باری باری ٹکڑے ٹکڑے ہو جاتی ہے، کو غیر واضح طور پر پروٹین کی شناخت کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ لہذا ٹینڈم ماس سپیکٹرومیٹری پروٹومکس میں استعمال ہونے والے ٹولز میں سے ایک ہے جو مختلف خلیوں کی اقسام یا ذیلی سیلولر مقامات میں پروٹین کی موجودگی کی شناخت کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ اگرچہ کسی غیر متوقع مقام پر چاند کی روشنی والے پروٹین کی موجودگی معمول کے تجزیے کو پیچیدہ بنا سکتی ہے، اسی وقت غیر متوقع ملٹی پروٹین کمپلیکس یا مقامات میں پروٹین کا پتہ لگانے سے پتہ چلتا ہے کہ پروٹین میں چاند کی روشنی کا کام ہو سکتا ہے۔ مزید برآں، ماس سپیکٹرومیٹری کا استعمال اس بات کا تعین کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے کہ آیا کسی پروٹین میں اظہار کی اعلی سطح ہوتی ہے جو انزائم کی پیمائش شدہ میٹابولک سرگرمی سے مطابقت نہیں رکھتی ہے۔ یہ اظہار کی سطح اس بات کی نشاندہی کر سکتی ہے کہ پروٹین پہلے سے معلوم کام سے مختلف کام کر رہا ہے۔ پروٹین کی ساخت اس کے افعال کا تعین کرنے میں بھی مدد کر سکتی ہے۔ پروٹین کی ساخت کو ایکس رے کرسٹلگرافی یا این ایم آر سمیت مختلف تکنیکوں سے واضح کیا جا سکتا ہے۔ پروٹین کی ساخت میں ہونے والی تبدیلیوں کی پیمائش کے لیے دوہری پولرائزیشن انٹرفیرومیٹری کا استعمال کیا جا سکتا ہے جو پروٹین کے کام کا اشارہ بھی دے سکتا ہے۔ آخر میں، انٹرایکٹومکس جیسے نظام حیاتیات کے طریقوں کا اطلاق پروٹین کے فنکشن کا سراغ دیتا ہے جس کی بنیاد پر یہ تعامل کرتا ہے۔ ہائیر آرڈر ملٹی فنکشنلٹی گلائکولیٹک انزائم گلائسرالڈیہائیڈ-3-فاسفیٹ ڈی ہائیڈروجنیز (جی اے پی ڈی ایچ) کے معاملے میں، بڑی تعداد میں متبادل افعال کے علاوہ یہ بھی مشاہدہ کیا گیا ہے کہ یہ ایک ہی فنکشن میں متعدد ذرائع سے شامل ہو سکتا ہے (ملٹی فنکشنلٹی کے اندر ملٹی فنکشنلٹی)۔ مثال کے طور پر، سیلولر آئرن ہومیوسٹاسس کی دیکھ بھال میں اپنے کردار میں جی اے پی ڈی ایچ خلیوں سے آئرن درآمد کرنے یا نکالنے کے لیے کام کر سکتا ہے۔ مزید برآں، اس کی لوہے کی درآمد کی سرگرمیوں کی صورت میں یہ خلیوں ہولو-ٹرانسفرائن کے ساتھ ساتھ متعلقہ مالیکیول لیکٹوفیرن میں متعدد راستوں سے ٹریفک کر سکتا ہے۔ کرسٹل کے معاملے میں، جینوں کو اتپریرک فنکشن اور شفافیت کی دیکھ بھال کے فنکشن کے لیے ترتیب کو برقرار رکھنا چاہیے۔ وافر مقدار میں موجود لینس کرسٹلینس کو عام طور پر جامد پروٹین کے طور پر دیکھا جاتا ہے جو شفافیت اور موتیابند میں سختی سے ساختی کردار ادا کرتے ہیں۔ تاہم، حالیہ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ لینس کرسٹلین پہلے سے تسلیم شدہ سے کہیں زیادہ متنوع ہیں اور یہ کہ بہت سے میٹابولک انزائمز اور متعدد بافتوں میں پائے جانے والے اسٹریس پروٹین سے متعلق یا ملتے جلتے ہیں۔ انتہائی مخصوص کام انجام دینے والے دیگر پروٹینوں کے برعکس، جیسے گلوبن یا روڈوپسن، کرسٹل بہت متنوع ہوتے ہیں اور انواع کے متعدد فرق کو ظاہر کرتے ہیں۔ بنیادی طور پر تمام ریڑھ کی ہڈی والے لینس میں α اور β/γ کرسٹل کے نمائندے ہوتے ہیں، "ہر جگہ موجود کرسٹل"، جو خود ہی متنوع ہوتے ہیں، اور صرف چند انواع یا منتخب ٹیکسونومک گروپ لینس کرسٹل کے طور پر مکمل طور پر مختلف پروٹین استعمال کرتے ہیں۔ کرسٹلینس کی یہ تضاد ترتیب میں انتہائی محفوظ ہونے کے باوجود تعداد اور تقسیم میں انتہائی متنوع ہونے سے پتہ چلتا ہے کہ بہت سے کرسٹلینس لینس اور کارنیا کے باہر اہم افعال رکھتے ہیں، اور کرسٹلینس کی یہ کثیر فعالیت چاند کی روشنی سے حاصل ہوتی ہے۔ جین ریگولیشن کرسٹلین کی بھرتی جین ریگولیشن میں تبدیلیوں کی وجہ سے ہو سکتی ہے جو اعلی لینس کے اظہار کا باعث بنتی ہے۔ ایسی ہی ایک مثال گلوتھاتھیون ایس-ٹرانسفرس/ایس 11-کرسٹلین ہے جو جین کے ضابطے اور جین کی نقل میں تبدیلی کے ذریعے لینس کے اظہار کے لیے مخصوص تھی۔ حقیقت یہ ہے کہ اسی طرح کے ٹرانسکرپشنل عوامل جیسے پیکس-6، اور ریٹینوک ایسڈ ریسیپٹرز، مختلف کرسٹل لائن جینوں کو منظم کرتے ہیں، اس سے پتہ چلتا ہے کہ لینس کے مخصوص اظہار نے کرسٹل کے طور پر ملٹی فنکشنل پروٹین کی بھرتی میں اہم کردار ادا کیا ہے۔ کرسٹل کی بھرتی جین کی نقل کے ساتھ اور اس کے بغیر دونوں ہوئی ہے، اور کچھ کرسٹل کے درمیان لینس کے اظہار کے لیے مہارت رکھنے والے نقلوں میں سے ایک کے ساتھ ٹینڈم جین کی نقل ہوئی ہے۔ ہر جگہ موجود α-کرسٹل اور پرندے δ-کرسٹل دو مثالیں ہیں۔ الفا کرسٹلینس α-کرسٹلینس، جس نے کرسٹلینس کو ادھار لیے ہوئے پروٹین کے طور پر دریافت کرنے میں اہم کردار ادا کیا، نے جین شیئرنگ کے نظریہ کی مسلسل حمایت کی ہے، اور جین شیئرنگ کے لیے استعمال ہونے والے میکانزم کی وضاحت کرنے میں بھی مدد کی ہے۔ دو α-کرسٹل جین (αA اور αB) ہیں، جو امینو ایسڈ کی ترتیب میں تقریبا 55 فیصد ایک جیسے ہیں۔ غیر لینس خلیوں میں اظہار کے مطالعے سے پتہ چلتا ہے کہ αB-کرسٹل، ایک فعال لینس پروٹین ہونے کے علاوہ، ایک فعال چھوٹے ہیٹ شاک پروٹین ہے۔ αB-کرسٹلین گرمی اور دیگر جسمانی دباؤ سے متاثر ہوتا ہے، اور یہ خلیوں کو بلند درجہ حرارت اور ہائپرٹونک تناؤ سے بچا سکتا ہے۔ αB-کرسٹلین بہت سی بیماریوں میں بھی حد سے زیادہ ظاہر ہوتا ہے، بشمول نیوروڈیجینریٹو بیماریاں، ورنر سنڈروم کے مریضوں کے فائبرو بلاسٹ جو قبل از وقت سنسینس ظاہر کرتے ہیں، اور نشوونما کی غیر معمولی چیزیں۔ غیر معمولی حالات میں زیادہ اظہار ہونے کے علاوہ، αB-کرسٹل دل، کنکال کے پٹھوں، گردے، پھیپھڑوں اور بہت سے دوسرے بافتوں میں آئینی طور پر ظاہر ہوتا ہے۔ αB-کرسٹل کے برعکس، تھائمس، تلی اور ریٹنا میں نچلی سطح کے اظہار کے علاوہ، αA-کرسٹل لینس میں اظہار کے لیے انتہائی مخصوص ہے اور تناؤ پیدا کرنے والا نہیں ہے۔ تاہم، αB-کرسٹل کی طرح، یہ مالیکیولر چیپرون کے طور پر بھی کام کر سکتا ہے اور تھرمل تناؤ سے بچا سکتا ہے۔ بیٹا/گاما-کرسٹلینس β/γ-کرسٹلینس α-کرسٹلینس سے اس لحاظ سے مختلف ہیں کہ وہ ایک بڑے ملٹی جین خاندان ہیں۔ دیگر پروٹین جیسے بیکٹیریل سپور کوٹ، ایک سلائم مولڈ سسٹ پروٹین، اور ایپیڈرمس تفریق سے متعلق مخصوص پروٹین، وہی یونانی کلیدی نقشوں پر مشتمل ہوتے ہیں اور انہیں β/γ کرسٹلین سپر فیملی کے تحت رکھا جاتا ہے۔ یہ رشتہ اس خیال کی حمایت کرتا ہے کہ β/γ-کرسٹلینس کو جین شیئرنگ میکانزم کے ذریعے بھرتی کیا گیا ہے۔ تاہم، چند رپورٹوں کے علاوہ، β/γ-کرسٹلین کا غیر اضطراری فعل ابھی تک نہیں ملا ہے۔ کارنیل کرسٹل لینس کی طرح، کارنیا ایک شفاف، ایواسکلر ٹشو ہے جو آکٹوڈرم سے حاصل ہوتا ہے جو ریٹنا پر روشنی مرکوز کرنے کا ذمہ دار ہوتا ہے۔ تاہم، لینس کے برعکس، کارنیا کا انحصار ہوا کے خلیے کے انٹرفیس اور اضطراب کے لیے اس کے منحنی پن پر ہوتا ہے۔ امیونولوجی کے ابتدائی مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ بی سی پی 54 مویشیوں کے کارنیا میں کل گھلنشیل پروٹین کا 20-40% پر مشتمل ہے۔ اس کے بعد کے مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ بی سی پی 54 اے ایل ڈی ایچ 3 ہے، جو ایک ٹیومر اور زینو بائیوٹک-انڈکیوبل سائٹوسولک انزائم ہے، جو انسان، چوہے اور دیگر ممالیہ جانوروں میں پایا جاتا ہے۔ لینس اور کارنیا میں کرسٹل کے غیر اضطراری کردار اگرچہ یہ واضح ہے کہ جین کے اشتراک کے نتیجے میں بہت سے لینس کرسٹل ملٹی فنکشنل پروٹین بن گئے ہیں، لیکن یہ ابھی تک غیر یقینی ہے کہ کرسٹل لینس میں اپنی غیر اضطراری خصوصیات کو کس حد تک استعمال کرتے ہیں، یا انہیں کس بنیاد پر منتخب کیا گیا تھا۔ α-کرسٹل لینس کرسٹل کے لیے ایک قابل اعتماد کیس فراہم کرتے ہیں جو لینس کے اندر اپنی غیر اضطراری صلاحیت کا استعمال کرتے ہوئے مختلف قسم کے ماحولیاتی تناؤ کے تحت پروٹین کے جمع ہونے کو روکتا ہے اور ترجمہ کے بعد کی تبدیلیوں جیسے گلائکیشن کے ذریعے انزائم کو غیر فعال ہونے سے بچاتا ہے۔ عینک میں فائبر سیل کی تفریق کے دوران α-کرسٹلینس سائٹوسکیلیٹن کے استحکام اور نئی شکل دینے میں بھی فعال کردار ادا کر سکتے ہیں۔ کارنیا میں، اے ایل ڈی ایچ 3 کو یو وی-بی روشنی کو جذب کرنے کا ذمہ دار بھی سمجھا جاتا ہے۔ جین شیئرنگ کے ذریعے لینس اور کارنیا کا مشترکہ ارتقاء لینس اور کارنیا کے درمیان مماثلتوں کی بنیاد پر، جیسے کہ وافر مقدار میں پانی میں گھلنشیل انزائم، اور آکٹوڈرم سے حاصل ہونے کی وجہ سے، لینس اور کارنیا کو "ریفریکشن یونٹ" کے طور پر مشترکہ طور پر تیار کیا جاتا ہے۔ جین کا اشتراک اس ریفریکشن یونٹ کے ذریعے ریٹنا میں روشنی کی ترسیل اور ریفریکشن کو زیادہ سے زیادہ کرے گا۔ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ کارنیا سے ظاہر ہونے والے بہت سے پانی میں گھلنشیل انزائم/پروٹین ٹیکسون مخصوص لینس کرسٹلینس سے ملتے جلتے ہیں، جیسے ALDH1A1/η-کرسٹلین، α-enolase/τ-کرسٹلین، اور لیکٹک ڈی ہائیڈروجنیز/- کرسٹلین۔ اس کے علاوہ، انورن کارنیل اپیتھیلیم، جو لینس کو دوبارہ پیدا کرنے کے لیے ٹرانس ڈیفرینشیٹ کر سکتا ہے، ٹیکسون مخصوص کرسٹل α-انولیز/τ-کرسٹل کے علاوہ ہر جگہ موجود لینس کرسٹل، α، β اور γ کو کثرت سے ظاہر کرتا ہے۔ مجموعی طور پر، کارنیا اور لینس میں ان پروٹینوں کے اظہار میں مماثلت، کثرت اور ٹیکسون کی خاصیت دونوں میں، جین شیئرنگ کے ذریعے لینس اور کارنیا کے مشترکہ ارتقاء کے خیال کی حمایت کرتی ہے۔ اسی طرح کے تصورات سے تعلق جین شیئرنگ کا تعلق جینیات، ارتقاء، اور سالماتی حیاتیات کے کئی تصورات سے ہے، لیکن ان سے الگ ہے۔ جین کا اشتراک ایک ہی جین سے متعدد اثرات کا باعث بنتا ہے، لیکن پلیوٹروپی کے برعکس، اس میں لازمی طور پر سالماتی سطح پر الگ الگ افعال شامل ہوتے ہیں۔ ایک جین پلیوٹروپی کی نمائش کر سکتا ہے جب واحد انزائم فنکشن متعدد فینوٹائپک خصلتوں کو متاثر کرتا ہے۔ مشترکہ جین کی تغیرات ممکنہ طور پر صرف ایک ہی خاصیت کو متاثر کر سکتی ہیں۔ جین کی نقل کے بعد تفریق اتپریورتن ایک اور رجحان ہے جسے پروٹین فنکشن کے ارتقاء میں ایک کلیدی عنصر سمجھا جاتا ہے، لیکن جین کے اشتراک میں، جب پروٹین نئے افعال انجام دیتے ہیں تو جین کی ترتیب میں کوئی انحراف نہیں ہوتا ہے۔ واحد پولی پیپٹائڈ پرانے کرداروں کو برقرار رکھتے ہوئے نئے کردار ادا کرتا ہے۔ متبادل تقسیم کے نتیجے میں ایک ہی جین سے متعدد پولی پیپٹائڈز (متعدد افعال کے ساتھ) کی پیداوار ہو سکتی ہے، لیکن تعریف کے مطابق، جین شیئرنگ میں ایک واحد پولی پیپٹائڈ کے متعدد افعال شامل ہوتے ہیں۔ طبی اہمیت چاندنی پروٹین کے متعدد کردار جینوٹائپ سے فینوٹائپ کے تعین کو پیچیدہ بناتے ہیں، جس سے وراثت میں ملنے والی میٹابولک عوارض کے مطالعہ میں رکاوٹ پیدا ہوتی ہے۔ متعدد عوارض کے پیچیدہ فینوٹائپز کے بارے میں شبہ ہے کہ وہ چاندنی پروٹین کی شمولیت کی وجہ سے ہیں۔ پروٹین جی اے پی ڈی ایچ میں کم از کم 11 دستاویزی افعال ہوتے ہیں، جن میں سے ایک میں اپوپٹوسس شامل ہے۔ ضرورت سے زیادہ اپوپٹوسس بہت سی نیوروڈیجینریٹو بیماریوں میں شامل ہے، جیسے ہنٹنگٹن، الزائمر، اور پارکنسن کے ساتھ ساتھ دماغی اسکیمیا میں بھی۔ ایک معاملے میں، جی اے پی ڈی ایچ ان افراد کے انحطاط شدہ نیوران میں پایا گیا جن کو الزائمر کی بیماری تھی۔ اگرچہ قطعی نتائج کے لیے ناکافی شواہد موجود ہیں، لیکن چاندنی پروٹین کی اچھی طرح سے دستاویزی مثالیں موجود ہیں جو بیماری میں کردار ادا کرتی ہیں۔ ایسی ہی ایک بیماری تپ دق ہے۔ ایم۔ تپ دق میں ایک چاندنی پروٹین کا ایک کام ہے جو اینٹی بائیوٹکس کے اثرات کا مقابلہ کرتا ہے۔ خاص طور پر، یہ جراثیم ویو میں گلوٹامیٹ ریسمس کے حد سے زیادہ اظہار سے سائپرو فلوکساسن کے خلاف اینٹی بائیوٹک مزاحمت حاصل کرتا ہے۔ پیتھوجینک مائیکوبیکٹیریا کی سطح پر مقامی جی اے پی ڈی ایچ کو ممالیہ آئرن کیریئر پروٹین ٹرانسفرائن کو خلیوں میں پکڑنے اور ٹریفک کرنے کے لیے دکھایا گیا ہے جس کے نتیجے میں پیتھوجین کے ذریعے آئرن کا حصول ہوتا ہے۔ یہ بھی دیکھیں اینزیم پرومسکیوٹی سیوڈوینزیم بیرونی لنکس moonlightingproteins.org ڈیٹا بیس حوالہ جات ارتقاء حیاتیات سالماتی جینیات پروٹین