रचनात्मक तटस्थ विकास: Difference between revisions

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'''रचनात्मक तटस्थ [[विकास]]''' (सीएनई) सिद्धांत है जो की यह समझाने का प्रयास करता है कि कैसे सम्मिश्र प्रणालियाँ तटस्थ संक्रमणों के माध्यम से विकसित हो सकती हैं और संयोग निर्धारण ([[आनुवंशिक बहाव|आनुवंशिक प्रवाह]]) द्वारा जनसंख्या में फैल सकती हैं।<ref name=":0" /> और रचनात्मक तटस्थ विकास सम्मिश्र लक्षणों के उद्भव के लिए [[अनुकूलनवाद]] दोनों स्पष्टीकरणों और परिकल्पनाओं के लिए प्रतियोगी है जो यह बताता है कि सम्मिश्र लक्षण जीव में हानिकारक विकास की प्रतिक्रिया के रूप में उभरा हुआ है।<ref name=":1">{{Cite journal|last1=Muñoz-Gómez|first1=Sergio A.|last2=Bilolikar|first2=Gaurav|last3=Wideman|first3=Jeremy G.|last4=Geiler-Samerotte|first4=Kerry|date=2021-04-01|title=Constructive Neutral Evolution 20 Years Later|url=https://doi.org/10.1007/s00239-021-09996-y|journal=Journal of Molecular Evolution|language=en|volume=89|issue=3|pages=172–182|doi=10.1007/s00239-021-09996-y|issn=1432-1432|pmc=7982386|pmid=33604782|bibcode=2021JMolE..89..172M}}</ref> अर्थात रचनात्मक तटस्थ विकास प्रायः अपरिवर्तनीय या अपरिवर्तनीय सम्मिश्र की ओर ले जाता है<ref>{{Cite journal|last1=Gray|first1=Michael W.|last2=Lukeš|first2=Julius|last3=Archibald|first3=John M.|last4=Keeling|first4=Patrick J.|last5=Doolittle|first5=W. Ford|date=2010-11-12|title=Irremediable Complexity?|url=https://www.science.org/doi/10.1126/science.1198594|journal=Science|language=en|volume=330|issue=6006|pages=920–921|doi=10.1126/science.1198594|pmid=21071654|bibcode=2010Sci...330..920G|s2cid=206530279|issn=0036-8075}}</ref> और ऐसी प्रणालियों का निर्माण करता है, जो किसी कार्य को करने के लिए सूक्ष्मता से अनुकूलित होने के अतिरिक्त, सम्मिश्र का प्रतिनिधित्व करती हैं जिसे रनअवे ब्यूरोक्रेसी या यहां तक ​​कि [[रुब गोल्डबर्ग मशीन]] जैसे शब्दों के साथ वर्णित किया गया है।<ref name=":4">{{Cite journal|last1=Lukeš|first1=Julius|last2=Archibald|first2=John M.|last3=Keeling|first3=Patrick J.|last4=Doolittle|first4=W. Ford|last5=Gray|first5=Michael W.|date=2011|title=कैसे एक तटस्थ विकासवादी शाफ़्ट सेलुलर जटिलता का निर्माण कर सकता है|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/iub.489|journal=IUBMB Life|language=en|volume=63|issue=7|pages=528–537|doi=10.1002/iub.489|pmid=21698757|s2cid=7306575}}</ref>
'''रचनात्मक तटस्थ [[विकास]]''' (सीएनई) सिद्धांत है जो की यह समझाने का प्रयास करता है कि कैसे सम्मिश्र प्रणालियाँ तटस्थ संक्रमणों के माध्यम से विकसित हो सकती हैं और संयोग निर्धारण ([[आनुवंशिक बहाव|आनुवंशिक प्रवाह]]) द्वारा जनसंख्या में फैल सकती हैं।<ref name=":0" /> और रचनात्मक तटस्थ विकास सम्मिश्र लक्षणों के उद्भव के लिए [[अनुकूलनवाद]] दोनों स्पष्टीकरणों और परिकल्पनाओं के लिए प्रतियोगी है जो यह बताता है कि सम्मिश्र लक्षण जीव में हानिकारक विकास की प्रतिक्रिया के रूप में उभरा हुआ है।<ref name=":1">{{Cite journal|last1=Muñoz-Gómez|first1=Sergio A.|last2=Bilolikar|first2=Gaurav|last3=Wideman|first3=Jeremy G.|last4=Geiler-Samerotte|first4=Kerry|date=2021-04-01|title=Constructive Neutral Evolution 20 Years Later|url=https://doi.org/10.1007/s00239-021-09996-y|journal=Journal of Molecular Evolution|language=en|volume=89|issue=3|pages=172–182|doi=10.1007/s00239-021-09996-y|issn=1432-1432|pmc=7982386|pmid=33604782|bibcode=2021JMolE..89..172M}}</ref> अर्थात रचनात्मक तटस्थ विकास प्रायः अपरिवर्तनीय या अपरिवर्तनीय सम्मिश्र की ओर ले जाता है<ref>{{Cite journal|last1=Gray|first1=Michael W.|last2=Lukeš|first2=Julius|last3=Archibald|first3=John M.|last4=Keeling|first4=Patrick J.|last5=Doolittle|first5=W. Ford|date=2010-11-12|title=Irremediable Complexity?|url=https://www.science.org/doi/10.1126/science.1198594|journal=Science|language=en|volume=330|issue=6006|pages=920–921|doi=10.1126/science.1198594|pmid=21071654|bibcode=2010Sci...330..920G|s2cid=206530279|issn=0036-8075}}</ref> और ऐसी प्रणालियों का निर्माण करता है, जो किसी कार्य को करने के लिए सूक्ष्मता से अनुकूलित होने के अतिरिक्त, सम्मिश्र का प्रतिनिधित्व करती हैं जिसे रनअवे ब्यूरोक्रेसी या यहां तक ​​कि [[रुब गोल्डबर्ग मशीन]] जैसे शब्दों के साथ वर्णित किया गया है।<ref name=":4">{{Cite journal|last1=Lukeš|first1=Julius|last2=Archibald|first2=John M.|last3=Keeling|first3=Patrick J.|last4=Doolittle|first4=W. Ford|last5=Gray|first5=Michael W.|date=2011|title=कैसे एक तटस्थ विकासवादी शाफ़्ट सेलुलर जटिलता का निर्माण कर सकता है|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/iub.489|journal=IUBMB Life|language=en|volume=63|issue=7|pages=528–537|doi=10.1002/iub.489|pmid=21698757|s2cid=7306575}}</ref>  


इस प्रकार से सीएनई की अवधारणा की नींव 1990 के दशक में दो पत्रों द्वारा रखी गई थी, चूंकि पहली बार स्पष्ट रूप से 1999 में अर्लिन स्टोल्ट्ज़फस द्वारा प्रस्तावित किया गया था।<ref name=":0">{{Cite journal|last=Stoltzfus|first=Arlin|date=1999|title=रचनात्मक तटस्थ विकास की संभावना पर|url=http://link.springer.com/10.1007/PL00006540|journal=Journal of Molecular Evolution|language=en|volume=49|issue=2|pages=169–181|doi=10.1007/PL00006540|pmid=10441669|bibcode=1999JMolE..49..169S|s2cid=1743092|issn=0022-2844}}</ref><ref name=":1" /><ref name=":6">{{Cite journal|last1=Covello|first1=PatrickS.|last2=Gray|first2=MichaelW.|date=1993|title=आरएनए संपादन के विकास पर|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/0168952593900116|journal=Trends in Genetics|language=en|volume=9|issue=8|pages=265–268|doi=10.1016/0168-9525(93)90011-6|pmid=8379005}}</ref> जिसे सीएनई की भूमिका के लिए पहला प्रस्ताव सम्मिश्र मैक्रोमोलेक्यूलर मशीनों जैसे कि [[spliceosome|स्प्लिसोसोम]], [[आरएनए संपादन]] मशीनरी, सुपरन्यूमेरी [[राइबोसोम]] प्रोटीन, [[चैपरोन (प्रोटीन)]] और अधिक के विकासवादी मूल में था।<ref name=":4" /><ref>{{Cite journal|last1=Gray|first1=Michael W.|last2=Lukeš|first2=Julius|last3=Archibald|first3=John M.|last4=Keeling|first4=Patrick J.|last5=Doolittle|first5=W. Ford|date=2010-11-12|title=Irremediable Complexity?|url=https://www.science.org/doi/10.1126/science.1198594|journal=Science|language=en|volume=330|issue=6006|pages=920–921|doi=10.1126/science.1198594|pmid=21071654|bibcode=2010Sci...330..920G|s2cid=206530279|issn=0036-8075}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Lamech|first1=Lilian T.|last2=Mallam|first2=Anna L.|last3=Lambowitz|first3=Alan M.|date=2014-12-23|editor-last=Herschlag|editor-first=Daniel|title=Evolution of RNA-Protein Interactions: Non-Specific Binding Led to RNA Splicing Activity of Fungal Mitochondrial Tyrosyl-tRNA Synthetases|journal=PLOS Biology|language=en|volume=12|issue=12|pages=e1002028|doi=10.1371/journal.pbio.1002028|issn=1545-7885|pmc=4275181|pmid=25536042}}</ref> तब से और [[आणविक विकास]] में अध्ययन की उभरती प्रवृत्ति के रूप में,<ref>{{Cite journal |last1=Liberles |first1=David A. |last2=Chang |first2=Belinda |last3=Geiler-Samerotte |first3=Kerry |last4=Goldman |first4=Aaron |last5=Hey |first5=Jody |last6=Kaçar |first6=Betül |last7=Meyer |first7=Michelle |last8=Murphy |first8=William |last9=Posada |first9=David |last10=Storfer |first10=Andrew |date=2020 |title=आणविक विकास के अध्ययन में उभरती हुई सीमाएँ|journal=Journal of Molecular Evolution |language=en |volume=88 |issue=3 |pages=211–226 |doi=10.1007/s00239-020-09932-6 |issn=0022-2844 |pmc=7386396 |pmid=32060574|bibcode=2020JMolE..88..211L }}</ref> सीएनई को जीव विज्ञान और जीवन के इतिहास की व्यापक विशेषताओं पर प्रयुक्त किया गया है, जिसमें [[यूकेरियोजेनेसिस]] के कुछ मॉडल, [[माइक्रोबियल कंसोर्टियम]] में सम्मिश्र परस्पर निर्भरता का उद्भव और [[जंक डीएनए]] के गैर-कार्यात्मक प्रतिलेखों से कार्यात्मक तत्वों का डे नोवो गठन सम्मिलित है।<ref name=":3" /><ref>{{Cite journal|last1=Palazzo|first1=Alexander F.|last2=Koonin|first2=Eugene V.|date=2020-11-25|title=कार्यात्मक लंबे गैर-कोडिंग आरएनए जंक ट्रांसक्रिप्ट से विकसित होते हैं|journal=Cell|language=en|volume=183|issue=5|pages=1151–1161|doi=10.1016/j.cell.2020.09.047|pmid=33068526|s2cid=222815635|doi-access=free}}</ref> अनेक दृष्टिकोण विभिन्न लक्षणों की विकासवादी उत्पत्ति में तटस्थ और अनुकूली योगदान के संयोजन का प्रस्ताव करते हैं।<ref name=":5">{{Cite journal|last1=Vosseberg|first1=Julian|last2=Snel|first2=Berend|date=2017-12-01|title=Domestication of self-splicing introns during eukaryogenesis: the rise of the complex spliceosomal machinery|url=https://doi.org/10.1186/s13062-017-0201-6|journal=Biology Direct|volume=12|issue=1|pages=30|doi=10.1186/s13062-017-0201-6|issn=1745-6150|pmc=5709842|pmid=29191215}}</ref>
इस प्रकार से सीएनई की अवधारणा की नींव 1990 के दशक में दो पत्रों द्वारा रखी गई थी, चूंकि पहली बार स्पष्ट रूप से 1999 में अर्लिन स्टोल्ट्ज़फस द्वारा प्रस्तावित किया गया था।<ref name=":0">{{Cite journal|last=Stoltzfus|first=Arlin|date=1999|title=रचनात्मक तटस्थ विकास की संभावना पर|url=http://link.springer.com/10.1007/PL00006540|journal=Journal of Molecular Evolution|language=en|volume=49|issue=2|pages=169–181|doi=10.1007/PL00006540|pmid=10441669|bibcode=1999JMolE..49..169S|s2cid=1743092|issn=0022-2844}}</ref><ref name=":1" /><ref name=":6">{{Cite journal|last1=Covello|first1=PatrickS.|last2=Gray|first2=MichaelW.|date=1993|title=आरएनए संपादन के विकास पर|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/0168952593900116|journal=Trends in Genetics|language=en|volume=9|issue=8|pages=265–268|doi=10.1016/0168-9525(93)90011-6|pmid=8379005}}</ref> जिसे सीएनई की भूमिका के लिए पहला प्रस्ताव सम्मिश्र मैक्रोमोलेक्यूलर मशीनों जैसे कि [[spliceosome|स्प्लिसोसोम]], [[आरएनए संपादन]] मशीनरी, सुपरन्यूमेरी [[राइबोसोम]] प्रोटीन, [[चैपरोन (प्रोटीन)]] और अधिक के विकासवादी मूल में था।<ref name=":4" /><ref>{{Cite journal|last1=Gray|first1=Michael W.|last2=Lukeš|first2=Julius|last3=Archibald|first3=John M.|last4=Keeling|first4=Patrick J.|last5=Doolittle|first5=W. Ford|date=2010-11-12|title=Irremediable Complexity?|url=https://www.science.org/doi/10.1126/science.1198594|journal=Science|language=en|volume=330|issue=6006|pages=920–921|doi=10.1126/science.1198594|pmid=21071654|bibcode=2010Sci...330..920G|s2cid=206530279|issn=0036-8075}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Lamech|first1=Lilian T.|last2=Mallam|first2=Anna L.|last3=Lambowitz|first3=Alan M.|date=2014-12-23|editor-last=Herschlag|editor-first=Daniel|title=Evolution of RNA-Protein Interactions: Non-Specific Binding Led to RNA Splicing Activity of Fungal Mitochondrial Tyrosyl-tRNA Synthetases|journal=PLOS Biology|language=en|volume=12|issue=12|pages=e1002028|doi=10.1371/journal.pbio.1002028|issn=1545-7885|pmc=4275181|pmid=25536042}}</ref> तब से और [[आणविक विकास]] में अध्ययन की उभरती प्रवृत्ति के रूप में,<ref>{{Cite journal |last1=Liberles |first1=David A. |last2=Chang |first2=Belinda |last3=Geiler-Samerotte |first3=Kerry |last4=Goldman |first4=Aaron |last5=Hey |first5=Jody |last6=Kaçar |first6=Betül |last7=Meyer |first7=Michelle |last8=Murphy |first8=William |last9=Posada |first9=David |last10=Storfer |first10=Andrew |date=2020 |title=आणविक विकास के अध्ययन में उभरती हुई सीमाएँ|journal=Journal of Molecular Evolution |language=en |volume=88 |issue=3 |pages=211–226 |doi=10.1007/s00239-020-09932-6 |issn=0022-2844 |pmc=7386396 |pmid=32060574|bibcode=2020JMolE..88..211L }}</ref> सीएनई को जीव विज्ञान और जीवन के इतिहास की व्यापक विशेषताओं पर प्रयुक्त किया गया है, जिसमें [[यूकेरियोजेनेसिस]] के कुछ मॉडल, [[माइक्रोबियल कंसोर्टियम]] में सम्मिश्र परस्पर निर्भरता का उद्भव और [[जंक डीएनए]] के गैर-कार्यात्मक प्रतिलेखों से कार्यात्मक तत्वों का डे नोवो गठन सम्मिलित है।<ref name=":3" /><ref>{{Cite journal|last1=Palazzo|first1=Alexander F.|last2=Koonin|first2=Eugene V.|date=2020-11-25|title=कार्यात्मक लंबे गैर-कोडिंग आरएनए जंक ट्रांसक्रिप्ट से विकसित होते हैं|journal=Cell|language=en|volume=183|issue=5|pages=1151–1161|doi=10.1016/j.cell.2020.09.047|pmid=33068526|s2cid=222815635|doi-access=free}}</ref> अनेक दृष्टिकोण विभिन्न लक्षणों की विकासवादी उत्पत्ति में तटस्थ और अनुकूली योगदान के संयोजन का प्रस्ताव करते हैं।<ref name=":5">{{Cite journal|last1=Vosseberg|first1=Julian|last2=Snel|first2=Berend|date=2017-12-01|title=Domestication of self-splicing introns during eukaryogenesis: the rise of the complex spliceosomal machinery|url=https://doi.org/10.1186/s13062-017-0201-6|journal=Biology Direct|volume=12|issue=1|pages=30|doi=10.1186/s13062-017-0201-6|issn=1745-6150|pmc=5709842|pmid=29191215}}</ref>

Revision as of 08:40, 9 August 2023

रचनात्मक तटस्थ विकास (सीएनई) सिद्धांत है जो की यह समझाने का प्रयास करता है कि कैसे सम्मिश्र प्रणालियाँ तटस्थ संक्रमणों के माध्यम से विकसित हो सकती हैं और संयोग निर्धारण (आनुवंशिक प्रवाह) द्वारा जनसंख्या में फैल सकती हैं।[1] और रचनात्मक तटस्थ विकास सम्मिश्र लक्षणों के उद्भव के लिए अनुकूलनवाद दोनों स्पष्टीकरणों और परिकल्पनाओं के लिए प्रतियोगी है जो यह बताता है कि सम्मिश्र लक्षण जीव में हानिकारक विकास की प्रतिक्रिया के रूप में उभरा हुआ है।[2] अर्थात रचनात्मक तटस्थ विकास प्रायः अपरिवर्तनीय या अपरिवर्तनीय सम्मिश्र की ओर ले जाता है[3] और ऐसी प्रणालियों का निर्माण करता है, जो किसी कार्य को करने के लिए सूक्ष्मता से अनुकूलित होने के अतिरिक्त, सम्मिश्र का प्रतिनिधित्व करती हैं जिसे रनअवे ब्यूरोक्रेसी या यहां तक ​​कि रुब गोल्डबर्ग मशीन जैसे शब्दों के साथ वर्णित किया गया है।[4]

इस प्रकार से सीएनई की अवधारणा की नींव 1990 के दशक में दो पत्रों द्वारा रखी गई थी, चूंकि पहली बार स्पष्ट रूप से 1999 में अर्लिन स्टोल्ट्ज़फस द्वारा प्रस्तावित किया गया था।[1][2][5] जिसे सीएनई की भूमिका के लिए पहला प्रस्ताव सम्मिश्र मैक्रोमोलेक्यूलर मशीनों जैसे कि स्प्लिसोसोम, आरएनए संपादन मशीनरी, सुपरन्यूमेरी राइबोसोम प्रोटीन, चैपरोन (प्रोटीन) और अधिक के विकासवादी मूल में था।[4][6][7] तब से और आणविक विकास में अध्ययन की उभरती प्रवृत्ति के रूप में,[8] सीएनई को जीव विज्ञान और जीवन के इतिहास की व्यापक विशेषताओं पर प्रयुक्त किया गया है, जिसमें यूकेरियोजेनेसिस के कुछ मॉडल, माइक्रोबियल कंसोर्टियम में सम्मिश्र परस्पर निर्भरता का उद्भव और जंक डीएनए के गैर-कार्यात्मक प्रतिलेखों से कार्यात्मक तत्वों का डे नोवो गठन सम्मिलित है।[9][10] अनेक दृष्टिकोण विभिन्न लक्षणों की विकासवादी उत्पत्ति में तटस्थ और अनुकूली योगदान के संयोजन का प्रस्ताव करते हैं।[11]

अतः अनेक विकासवादी जीव विज्ञान का मानना ​​है कि सम्मिश्र प्रणालियों के उद्भव की व्याख्या करते समय सीएनई को शून्य परिकल्पना होनी चाहिए जिससे यह मानने से बचा जा सकता है, कि लक्षण अनुकूली लाभ के लिए उत्पन्न हुआ है। और लक्षण तटस्थ रूप से उत्पन्न हो सकता है, तथापि इसके पश्चात में किसी अन्य कार्य के लिए सहयोजित किया गया है। यह दृष्टिकोण लक्षणों के उद्भव का वर्णन करते समय अनुकूली स्पष्टीकरण के कठोर प्रदर्शन की आवश्यकता पर बल देता है। यह अनुकूलनवादी भ्रांति से बचता है जो मानता है कि सभी लक्षण उभरते हैं क्योंकि वे प्राकृतिक चयन द्वारा अनुकूल रूप से अनुकूल होते हैं।[9][12]

सिद्धांत

अतिरिक्त क्षमता, पूर्वदमन, और रैचेटिंग

वैचारिक रूप से, दो घटक A और B (उदाहरण के लिए दो प्रोटीन) हैं जो दूसरे के साथ परस्पर क्रिया करते हैं। A, जो प्रणाली के लिए कार्य करता है, अपनी कार्यक्षमता के लिए B के साथ अपनी वार्तालाप पर निर्भर नहीं करता है, और वार्तालाप स्वयं A की फिटनेस पर प्रभाव डाले बिना विलुप्त होने की क्षमता वाले किसी व्यक्ति में यादृच्छिक रूप से उत्पन्न हो सकती है। यह वर्तमान किन्तु वर्तमान में अनावश्यक वार्तालाप को प्रणाली की अतिरिक्त क्षमता कहा जाता है। तब उत्परिवर्तन हो सकता है जो A की स्वतंत्र रूप से अपना कार्य करने की क्षमता से समझौता करता है। चूंकि, A:B इंटरैक्शन जो पहले ही सामने आ चुका है, A की प्रारंभिक कार्य करने की क्षमता को बनाए रखता है। इसलिए, A:B इंटरैक्शन का उद्भव उत्परिवर्तन की हानिकारक प्रकृति को दबा देता है, जिससे यह जीनोम में तटस्थ परिवर्तन बन जाता है जो यादृच्छिक आनुवंशिक प्रवाह के माध्यम से जनसंख्या में फैलने में सक्षम है। इसलिए, A ने B के साथ अपनी वार्तालाप पर निर्भरता प्राप्त कर ली है।[13] इस स्तिथि में, B या A:B इंटरैक्शन के हानि का फिटनेस पर ऋणात्मक प्रभाव पड़ेगा और इसलिए चयन को शुद्ध करने से उन व्यक्तियों को नष्ट कर दिया जाएगा जहां ऐसा होता है। चूंकि इनमें से प्रत्येक चरण व्यक्तिगत रूप से प्रतिवर्ती है (उदाहरण के लिए, A स्वतंत्र रूप से कार्य करने की क्षमता प्राप्त कर सकता है या A:B इंटरैक्शन खो सकता है), उत्परिवर्तन का यादृच्छिक अनुक्रम A की स्वतंत्र रूप से कार्य करने की क्षमता को और कम कर देता है और निर्भरता स्थान के माध्यम से यादृच्छिक चलने से कॉन्फ़िगरेशन में परिणाम हो सकता है जिसमें A की कार्यात्मक स्वतंत्रता में वापसी होने की अधिक संभावना नहीं है, जिससे सीएनई एक-दिशात्मक या रैचेट जैसी प्रक्रिया बन जाती है।[14]

भिन्नता के उत्पादन पर पूर्वाग्रह

इस प्रकार से व्यवस्थित सम्मिश्र के सीएनई मॉडल भिन्नता की पीढ़ी में कुछ व्यवस्थित पूर्वाग्रहों पर महत्वपूर्ण रूप से निर्भर हो सकते हैं। इसे सीएनई मॉडल के मूल समुच्चय के सापेक्ष इस प्रकार दर्शाया गया है।[1]

जीन-स्क्रैम्बलिंग और आरएनए पैन-एडिटिंग स्तिथियों में, और इंट्रोन्स के विखंडन में, प्रणाली की प्रारंभिक स्थिति (अनस्क्रैम्बल, अनएडिटेड, अनफ्रैगमेंटेड) कॉम्बिनेटरियल संभावनाओं के कुछ व्यापक समुच्चय (स्क्रैम्बल) के संबंध में अद्वितीय या दुर्लभ है , संपादित, खंडित) जो उत्परिवर्तन और (संभवतः तटस्थ) निर्धारण द्वारा पहुंचा जा सकता है। अतः परिणामी प्रणालीगत पूर्वाग्रह असंभव प्रारंभिक अवस्था से अनेक वैकल्पिक अवस्थाओं में से की ओर प्रस्थान करता है। और संपादन मॉडल में, विलोपन: सम्मिलन उत्परिवर्तनात्मक पूर्वाग्रह सहायक भूमिका निभाता है। जीन प्रतिलिपि मॉडल में, साथ ही स्व-स्प्लिसिंग के हानि और स्प्लिसिंग में प्रोटीन निर्भरता की उत्पत्ति के स्पष्टीकरण में, यह माना जाता है कि उत्परिवर्तन जो गतिविधि या आत्मीयता या स्थिरता को कम करते हैं, विपरीत प्रभाव वाले उत्परिवर्तन की तुलना में बहुत अधिक सामान्य हैं। परिणामस्वरूप दिशात्मकता में डुप्लिकेट जीन सम्मिलित होते हैं जो गतिविधि में कमी से निकलते हैं, और इंट्रॉन स्वयं-स्प्लिसिंग क्षमता खो देते हैं, उपलब्ध प्रोटीन के साथ-साथ ट्रांस-एक्टिंग इंट्रॉन टुकड़ों पर निर्भर हो जाते हैं।

अर्थात्, कुछ मॉडलों में दीर्घकालिक दिशात्मकता का घटक होता है जो भिन्नता में पूर्वाग्रहों को दर्शाता है। परिचय प्रक्रिया में पूर्वाग्रह का जनसंख्या-आनुवंशिक प्रभाव, जो मूल सीएनई प्रस्ताव में मौखिक सिद्धांत के रूप में प्रकट हुआ है,[1] इसके पश्चात में इसे स्पष्ट किया गया और औपचारिक रूप से प्रदर्शित किया गया है।[15] (विविधता के परिचय में पूर्वाग्रह देखें) है। इस प्रकार के प्रभाव के लिए तटस्थ विकास की आवश्यकता नहीं है, जो सुझाव को विश्वसनीयता प्रदान करता है।[1] और सीएनई मॉडल के घटकों को सम्मिश्र के सामान्य सिद्धांत में माना जा सकता है जो विशेष रूप से तटस्थता से जुड़ा नहीं है।

उपक्रियाकरण

इस प्रकार से सीएनई की स्तिथि उपक्रियाकरण है। अतः उपक्रियाकरण की अवधारणा यह है कि मूल (पैतृक) जीन उस जीन की दो परलोकस प्रतियों को जन्म देता है, जहां प्रत्येक प्रतिलिपि मूल जीन के कार्य (या उप-कार्य) का केवल भाग ही पूर्ण कर सकती है। सर्वप्रथम, जीन प्रतिलिपि घटना से निकलते है। यह घटना उसी जीन की नवीन प्रति उत्पन्न करती है जिसे पैरालॉग के नाम से जाना जाता है। प्रतिलिपि के पश्चात, जीन की दोनों प्रतियों में हानिकारक उत्परिवर्तन एकत्रित हो जाते हैं। ये उत्परिवर्तन किसी उत्पाद का उत्पादन करने के लिए जीन की क्षमता से समझौता कर सकते हैं जो वांछित कार्य को पूर्ण कर सकता है, या इसके परिणामस्वरूप उत्पाद अपने कार्यों में से को पूर्ण रूप से खो सकता है। पहले परिदृश्य में, वांछित कार्य अभी भी किया जा सकता है क्योंकि जीन की दो प्रतियां साथ (केवल होने के विपरीत) अभी भी कार्य के लिए पर्याप्त उत्पाद का उत्पादन कर सकती हैं। जीव अब इस जीन की दो प्रतियों पर निर्भर है जो दोनों अपने पूर्वजों के थोड़ा विकृत संस्करण हैं। दूसरे परिदृश्य में, जीन उत्परिवर्तन से निकर सकते हैं जहां वे पूरक कार्य खो देते हैं। कहने का तात्पर्य यह है कि, प्रोटीन अपने दो कार्यों में से केवल एक को खो सकता है जबकि दूसरा प्रोटीन अपने दो कार्यों में से केवल एक को खो सकता है। इस स्तिथि में, दो जीन अब केवल मूल जीन के भिन्न-भिन्न उप-कार्यों को पूर्ण करते हैं, और जीव प्रत्येक व्यक्तिगत उप-कार्य को पूर्ण करने के लिए प्रत्येक जीन पर निर्भर होता है।[1][16]

पैतृक कार्य को बनाए रखने के लिए कार्यात्मक रूप से परस्पर क्रिया करने वाले पैरालॉगस को पैरालॉगस हेटेरोमर्स कहा जा सकता है।[17] उच्च-थ्रूपुट अध्ययन ने पुष्टि की है कि पैरालॉगस प्रोटीन के मध्य इस तरह की वार्तालाप का उदय यीस्ट में प्रायः होता था, और उसी अध्ययन में आगे पाया गया कि पैरालॉगस हेटेरोमर्स यूकेरियोटिक प्रोटीन-प्रोटीन इंटरैक्शन (पीपीआई) नेटवर्क के लिए उत्तरदायी थे। पैरालॉगस हेटेरोमर्स के विकास के लिए विशिष्ट तंत्र पैतृक प्रोटीन के प्रतिलिपि द्वारा स्वयं की अन्य प्रतियों (होमोमर्स) के साथ वार्तालाप करना है। पैरालॉगस हेटेरोमर्स की उत्पत्ति में इस प्रक्रिया की भूमिका का निरीक्षण करने के लिए, यह पाया गया कि ओहनोलॉग्स (पूरे-जीनोम प्रतिलिपि से उत्पन्न होने वाले पैरालॉग्स) जो सैक्रोमाइसेस अनुमस्तिष्क (नवोदित यीस्ट ) में पैरालॉगस हेटेरोमर्स बनाते हैं, उनमें स्किज़ोसैक्रोमाइसेस पोम्बे में ओहनोलॉग्स की तुलना में होमोमेरिक ऑर्थोलॉग्स होने की अधिक संभावना है। इसी तरह के पैटर्न मनुष्यों के पीपीआई नेटवर्क और मॉडल प्लांट अरेबिडोप्सिस थालियाना में पाए गए है।[17]

सीएनई के उदाहरण

पहचान और परीक्षण योग्यता

सीएनई के माध्यम से विकसित हुई सुविधाओं को धनात्मक रूप से पहचानने के लिए, अनेक दृष्टिकोण संभव हैं। और सीएनई की मूल धारणा यह है कि सीएनई के माध्यम से जो विशेषताएं विकसित हुई हैं वे सम्मिश्र हैं किन्तु अपने सरल पूर्वजों की तुलना में फिटनेस में कोई लाभ प्रदान नहीं करती हैं। इस प्रकार से कहने का तात्पर्य यह है कि अनावश्यक सम्मिश्र उत्पन्न हो गई है। कुछ स्तिथियों में, फाइलोजेनेटिक्स का उपयोग प्रणाली के पैतृक संस्करणों का निरीक्षण करने और यह देखने के लिए किया जा सकता है कि क्या वे पैतृक संस्करण सरल थे और, यदि थे, तो क्या सम्मिश्र में वृद्धि फिटनेस में लाभ के साथ आई (अर्थात अनुकूलन के रूप में कार्य किया) है। चूंकि यह पहचानना सरल नहीं है कि किसी सम्मिश्र विशेषता का उद्भव कितना अनुकूल था, कुछ विधियाँ उपलब्ध हैं। यदि अधिक सम्मिश्र प्रणाली के जैव रासायनिक मार्ग में पैतृक और सरल प्रणाली के समान डाउनस्ट्रीम प्रभाव होते हैं, तो इससे पता चलता है कि सम्मिश्र अपने साथ फिटनेस में कोई वृद्धि नहीं लाती है। सम्मिश्र लक्षणों का विश्लेषण करते समय यह दृष्टिकोण सरल होता है, जो वर्तमान में विकसित हुए हैं और कुछ वंशों में वर्गीकरणात्मक रूप से प्रतिबंधित हैं क्योंकि ''व्युत्पन्न विशेषताओं की तुलना उनकी बहनों और अनुमानित पूर्वजों से अधिक सरल से की जा सकती है।[18] सीएनई के स्तिथियों की पहचान के लिए 'स्वर्ण मानक' दृष्टिकोण में प्रत्यक्ष प्रयोग सम्मिलित है, जहां पैतृक अनुक्रम पुनर्निर्माण और उनके गुणों की सीधे पहचान की जाती है''।[2] इसके पूर्व उदाहरण में कवक वंशावली में वी-एटीपीस प्रोटॉन पंप के घटकों का विश्लेषण सम्मिलित था।[18]

आरएनए संपादन

इस प्रकार से आरएनए संपादन प्रणालियों में अनियमित फ़ाइलोजेनेटिक वितरण होते हैं, जो की दर्शाता है कि वे व्युत्पन्न लक्षण हैं। आरएनए संपादन की आवश्यकता तब होती है जब जीनोम (प्रायः माइटोकॉन्ड्रिया का) को अनुवाद से पहले विभिन्न प्रतिस्थापनों, विलोपन और सम्मिलन के माध्यम से अपने एमआरएनए को संपादित करने की आवश्यकता होती है। डीएनए के भिन्न-भिन्न अर्धवृत्ताकार धागों से प्राप्त गाइड आरएनए अणु, आरएनए संपादन कॉम्प्लेक्स को संबंधित संपादन करने के लिए सही अनुक्रम प्रदान करते हैं। अतः किनोप्लास्टिडा में आरएनए संपादन कॉम्प्लेक्स में कुछ टैक्सोनॉमिक रूप से प्रतिबंधित वंशावली में 70 से अधिक प्रोटीन सम्मिलित हो सकते हैं, और हजारों संपादनों में मध्यस्थता कर सकते हैं। आरएनए संपादन प्रणाली के अलग रूप का और वर्गीकरणात्मक रूप से प्रतिबंधित स्तिथि भूमि पौधों में पाया जाता है। किन्तु कीनेटोप्लास्टिड्स में, आरएनए संपादन में हजारों न्यूक्लियोटाइड्स को जोड़ना और अनेक सैकड़ों को हटाना सम्मिलित है। चूंकि , इस अत्यधिक सम्मिश्र प्रणाली की आवश्यकता संदिग्ध है। इस प्रकार से अधिकांश जीव आरएनए संपादन प्रणालियों पर भरोसा नहीं करते हैं, और जिनमें यह है, उनमें इसकी आवश्यकता स्पष्ट नहीं है क्योंकि इष्टतम समाधान यह होगा कि डीएनए अनुक्रम में अनेक स्थानों पर असत्य (या विलुप्त ) न्यूक्लियोटाइड सम्मिलित न हों। इस प्रकार से आरंभ करने के लिए हजार साइटें उपलब्ध है। इसके अतिरिक्त, यह तर्क देना कठिन है कि आरएनए संपादन प्रणाली केवल प्रतिक्रिया में और इस सीमा तक दोषपूर्ण जीनोम को ठीक करने के लिए उभरी है, क्योंकि ऐसा जीनोम होस्ट के लिए अत्यधिक हानिकारक होता और ऋणात्मक चयन (प्राकृतिक चयन) के माध्यम से समाप्त हो जाता है। अतः ऋणात्मक चयन आरंभ करने के लिए उपलब्ध है। चूंकि , ऐसा परिदृश्य जहां जीनोम में त्रुटियों की प्रारंभ से पहले मौलिक आरएनए संपादन प्रणाली अनावश्यक रूप से उत्पन्न हुई, वह अधिक उदार है। सर्वप्रथम जब आरएनए संपादन प्रणाली उत्पन्न की गई है, तब मूल माइटोकॉन्ड्रियल जीनोम फिटनेस पर प्रभाव डाले बिना पहले के हानिकारक प्रतिस्थापन, विलोपन और परिवर्धन को गहन करने में सक्षम होता है। इस प्रकार से जब ये हानिकारक उत्परिवर्तन पर्याप्त संख्या में है, तब इस बिंदु तक जीव ने किसी भी असत्य अनुक्रम को निष्कपट से सही करने के लिए आरएनए संपादन प्रणाली पर निर्भरता विकसित कर ली है।[4][5]

स्प्लिसोसोमल कॉम्प्लेक्स

इस प्रकार से कोई विकासवादी जीवविज्ञानी यह मानता है कि जीनोम के माध्यम से और विभिन्न प्रकार के जीनों के मध्य इंट्रॉन का प्रारंभिक प्रसार प्रश्न में जीव के लिए विकासवादी लाभ के रूप में कार्य कर सकता है। किन्तु, स्प्लिसोसोम के बिना किसी जीव में जीन में इंट्रॉन का प्रसार हानिकारक होगा, और ऋणात्मक चयन (प्राकृतिक चयन) उन व्यक्तियों को नष्ट कर देगा जहां ऐसा होता है। चूंकि, यदि होस्ट जीनोम में इंट्रोन्स के प्रसार से पूर्व मौलिक स्प्लिसियोसोम उभरा, तो इंट्रोन्स के पश्चात का प्रसार हानिकारक नहीं होगा क्योंकि स्प्लिसियोसोम इंट्रोन्स को अलग करने में सक्षम होगा और इस प्रकार कोशिका को मैसेंजर आरएनए प्रतिलेख को कार्यात्मक प्रोटीन में स्पष्ट रूप से अनुवाद करने की अनुमति देता है।[19] अतः पांच छोटे केंद्रकीय आरएनए (एसएनआरएनए) जो जीन से इंट्रॉन को अलग करने का कार्य करते हैं, माना जाता है कि वे समूह II इंट्रॉन से उत्पन्न हुए हैं, और इसलिए ऐसा हो सकता है कि ये समूह II इंट्रॉन पहले फैल गए और होस्ट में पांच सरल टुकड़ों में विभाजित हो गए, जहां उन्होंने छोटे आकार बनाए है। किन्तु स्प्लिसिंग में उपयोग किए जाने वाले पांच आधुनिक और मुख्य एसएनआरएनए के ट्रांस-एक्टिंग अग्रदूत है। इन पूर्ववर्तियों में जीन अनुक्रम के अन्दर अन्य इंट्रोन्स को विभाजित करने की क्षमता थी, जिसने तब इंट्रोन्स को बिना किसी हानिकारक प्रभाव के जीन में फैलने में सक्षम बनाया था।[11][20]

माइक्रोबियल समुदाय

अतः विकास के समय, अनेक सूक्ष्मजीव समुदाय उभरे हैं जहां व्यक्तिगत प्रजातियां आत्मनिर्भर नहीं हैं और उनके लिए महत्वपूर्ण पोषक तत्व उत्पन्न करने के लिए अन्य सूक्ष्मजीवों की पारस्परिक उपस्थिति की आवश्यकता होती है। इन आश्रित रोगाणुओं ने सीधे संश्लेषण करने के अतिरिक्त अपने पर्यावरण से विशिष्ट सम्मिश्र पोषक तत्व प्राप्त करने में सक्षम होने के कारण अनुकूली जीन हानि का अनुभव किया है। इस कारण से, अनेक रोगाणुओं ने सम्मिश्र पोषण संबंधी आवश्यकताएं विकसित कर ली हैं, जिसने प्रयोगशाला स्थितियों में उनकी खेती को रोक दिया है। अन्य जीवों पर अनेक रोगाणुओं की यह अत्यधिक निर्भर स्थिति उसी तरह है जैसे परजीवियों को महत्वपूर्ण सरलीकरण से निकर ना पड़ता है जब उनकी पोषण संबंधी आवश्यकताओं की बड़ी विविधता उनके होस्ट से उपलब्ध होती है। जे. जेफरी मॉरिस और सह-लेखकों ने इसे ब्लैक क्वीन परिकल्पना के माध्यम से समझाया है।[21] और समकक्ष के रूप में, डब्ल्यू. फोर्ड डूलिटल और टी.डी.पी. ब्रुनेट ने सीएनई के साथ इन समुदायों के उद्भव को समझाने के लिए ग्रे क्वीन परिकल्पना का प्रस्ताव रखा था। प्रारंभ में, महत्वपूर्ण पोषक तत्वों को संश्लेषित करने के लिए आवश्यक जीन की हानि जीव के लिए हानिकारक होगी और इसलिए समाप्त हो जाएगी। चूंकि, अन्य प्रजातियों की उपस्थिति में जहां ये पोषक तत्व स्वतंत्र रूप से उपलब्ध हैं, उत्परिवर्तन जो महत्वपूर्ण पोषक तत्वों को संश्लेषित करने के लिए उत्तरदायी जीन को नष्ट करते हैं, अब हानिकारक नहीं हैं क्योंकि इन पोषक तत्वों को केवल पर्यावरण से आयात किया जा सकता है। इसलिए, इन उत्परिवर्तनों की हानिकारक प्रकृति का पूर्वानुमान है। क्योंकि ये उत्परिवर्तन अब हानिकारक नहीं हैं, इन जीनों में हानिकारक उत्परिवर्तन स्वतंत्र रूप से एकत्रित होते हैं और इन जीवों को अब उनकी पोषण संबंधी आवश्यकताओं की आपूर्ति के लिए पूरक रोगाणुओं की उपस्थिति पर निर्भर करते हैं। इस प्रकार से समुदाय में व्यक्तिगत माइक्रोबियल प्रजातियों का यह सरलीकरण उच्च समुदाय-स्तरीय सम्मिश्र और परस्पर निर्भरता को जन्म देता है।[9]

शून्य परिकल्पना

इस प्रकार से सम्मिश्र संरचनाओं को समझाने के लिए सीएनई को शून्य परिकल्पना के रूप में भी आगे रखा गया है, और इस प्रकार सम्मिश्र के उद्भव के लिए अनुकूलनवादी स्पष्टीकरणों को स्वीकृति से पहले इस शून्य परिकल्पना के अधीन स्तिथि -दर-स्तिथि आधार पर कठोरता से परीक्षण किया जाना चाहिए। सीएनई को शून्य के रूप में प्रयुक्त करने के लिए आधार में यह सम्मिलित है कि यह नहीं माना जाता है कि परिवर्तनों ने होस्ट को अनुकूली लाभ प्रदान किया है या कि उन्हें प्रत्यक्ष रूप से चुना गया है, जबकि प्रयुक्त होने पर अनुकूलन के अधिक कठोर प्रदर्शनों के महत्व को बनाए रखा जाता है जिससे अत्यधिक त्रुटियों से बचा जा सकता है। अतः गोल्ड और लेवोंटिन द्वारा अनुकूलनवाद की आलोचना की गई है।[12][9][22]

चूंकि यूजीन कूनिन ने तर्क दिया है कि विकासवादी जीव विज्ञान को ठोस सैद्धांतिक कोर के साथ सशक्त कठिन विज्ञान होने के लिए, शून्य परिकल्पनाओं को सम्मिलित करने की आवश्यकता है और विकल्पों को स्वीकार किए जाने से पहले शून्य मॉडल को मिथ्याकरण करने की आवश्यकता है। अन्यथा, किसी भी गुण या विशेषता की व्याख्या के लिए बिल्कुल अनुकूल कहानियाँ प्रस्तुत की जा सकती हैं। इस प्रकार से कूनिन और अन्य लोगों के लिए, रचनात्मक तटस्थ विकास इस शून्य की भूमिका निभाता है।[12]

यह भी देखें

संदर्भ

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