ड्यूचेन मस्कुलर डिस्ट्रॉफी (डीएमडी) में एक्सॉन विलोपन क्या है? एक्सॉन विलोपन के परिणामस्वरूप क्या होता है?

इस लेख में, हम जिज्ञासु लोगों के लिए 'एक्सॉन विलोपन क्या है', 'एक्सॉन विलोपन के परिणामस्वरूप क्या होता है', 'कौन से एक्सॉन विलोपन से डीएमडी रोग होता है' जैसे प्रश्नों के उत्तर देंगे।

ड्यूचेन मस्कुलर डिस्ट्रॉफी (डीएमडी) मस्कुलर डिस्ट्रॉफी का एक गंभीर रूप है, एक आनुवंशिक विकार जो प्रगतिशील मांसपेशी क्षय और कमजोरी की ओर जाता है। डीएमडी मुख्य रूप से लड़कों को प्रभावित करता है, जिसके लक्षण आमतौर पर बचपन में दिखाई देते हैं। यह स्थिति एक्स गुणसूत्र पर स्थित डिस्ट्रोफिन जीन में उत्परिवर्तन के कारण होती है, जो डिस्ट्रोफिन प्रोटीन के उत्पादन के लिए जिम्मेदार है। [और पढ़ें: ड्यूचेन क्या है?]

डिस्ट्रोफिन मांसपेशी कोशिकाओं की संरचनात्मक अखंडता को बनाए रखने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, आंतरिक साइटोस्केलेटन को मांसपेशी कोशिका झिल्ली से जोड़कर। इस प्रोटीन के बिना, मांसपेशियां ठीक से काम नहीं कर पाती हैं, जिससे मांसपेशियों के ऊतकों का क्रमिक विघटन होता है। डिस्ट्रोफिन की कमी से डीएमडी के मुख्य लक्षण दिखाई देते हैं, जिसमें मांसपेशियों की कमजोरी, मोटर फ़ंक्शन का नुकसान और अंततः श्वसन और हृदय संबंधी जटिलताएं शामिल हैं।

डीएमडी में मुख्य आनुवंशिक उत्परिवर्तनों में से एक एक्सॉन विलोपन है। यह लेख बताता है कि एक्सॉन विलोपन का क्या मतलब है, यह डीएमडी में कैसे योगदान देता है, और डिस्ट्रोफ़िन जीन में एक्सॉन विलोपन का क्या कारण है।

एक्सॉन विलोपन क्या है?

एक्सॉन विलोपन को समझने के लिए, सबसे पहले जीन की संरचना की बुनियादी समझ होना ज़रूरी है। जीन डीएनए के अनुक्रमों से बने होते हैं जो प्रोटीन को एनकोड करते हैं, और इन अनुक्रमों को दो प्राथमिक घटकों में विभाजित किया जा सकता है: एक्सॉन और इंट्रॉन।

• एक्सॉन जीन के कोडिंग क्षेत्र होते हैं, जिनमें प्रोटीन निर्माण के लिए आवश्यक जानकारी होती है।
• इंट्रॉन गैर-कोडिंग क्षेत्र होते हैं जो जीन अभिव्यक्ति की प्रक्रिया के दौरान विभाजित हो जाते हैं।

सामान्य जीन फ़ंक्शन में, एक्सॉन को मैसेंजर आरएनए (एमआरएनए) में ट्रांसक्राइब किया जाता है, और फिर इस एमआरएनए को प्रोटीन में अनुवादित किया जाता है। हालाँकि, डीएमडी सहित कुछ आनुवंशिक विकारों में, जीन के कुछ हिस्से हटा दिए जा सकते हैं, जिससे प्रोटीन का कार्य बाधित हो सकता है।

एक्सॉन विलोपन तब होता है जब आनुवंशिक उत्परिवर्तन के कारण जीन से एक्सॉन का एक भाग गायब हो जाता है। डीएमडी के मामले में, डिस्ट्रोफिन जीन में एक्सॉन विलोपन के परिणामस्वरूप डिस्ट्रोफिन प्रोटीन का अधूरा या गैर-कार्यात्मक संस्करण बनता है। इससे मांसपेशियों की कमजोरी और अध:पतन के लक्षण प्रकट होते हैं जो रोग की विशेषता है।

डीएमडी में एक्सॉन विलोपन का क्या अर्थ है?

ड्यूचेन मस्कुलर डिस्ट्रॉफी में, डिस्ट्रोफिन जीन (एक्स गुणसूत्र पर स्थित) डिस्ट्रोफिन प्रोटीन को एनकोड करने के लिए जिम्मेदार होता है। यह प्रोटीन मांसपेशी कोशिकाओं के साइटोस्केलेटन को आसपास के बाह्यकोशिकीय मैट्रिक्स से जोड़कर मांसपेशी फाइबर की अखंडता को बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है। जब डिस्ट्रोफिन प्रोटीन गायब या दोषपूर्ण होता है, तो इसका परिणाम मांसपेशी कोशिका क्षति और कमजोरी होता है।

एक्सॉन विलोपन उस प्रक्रिया को संदर्भित करता है जिसके द्वारा डिस्ट्रोफिन जीन में एक या अधिक एक्सॉन खो जाते हैं, जिससे डिस्ट्रोफिन प्रोटीन का एक छोटा या अधूरा संस्करण बनता है। ऐसा होने के कई तरीके हैं, जिसमें बड़े विलोपन शामिल हैं जहां जीन के पूरे हिस्से खो जाते हैं या छोटे विलोपन जहां केवल एक एक्सॉन या कुछ एक्सॉन हटा दिए जाते हैं।

जब डिस्ट्रोफिन जीन में एक्सॉन हटा दिए जाते हैं, तो जीन द्वारा उत्पादित mRNA असामान्य हो जाएगा। यह असामान्य mRNA एक कटे हुए डिस्ट्रोफिन प्रोटीन या डिस्ट्रोफिन की पूरी तरह से अनुपस्थिति का कारण बनेगा। चूंकि डिस्ट्रोफिन उचित मांसपेशी कार्य के लिए आवश्यक है, इसलिए इसकी अनुपस्थिति के परिणामस्वरूप DMD रोगियों में प्रगतिशील मांसपेशी कमज़ोरी और अध:पतन देखा जाता है।

ड्यूचेन मस्कुलर डिस्ट्रॉफी में एक्सॉन विलोपन के कारण

डिस्ट्रोफ़िन जीन में एक्सॉन विलोपन आम तौर पर विशिष्ट प्रकार के आनुवंशिक उत्परिवर्तनों का परिणाम होता है। DMD में एक्सॉन विलोपन के प्राथमिक कारणों में शामिल हैं:

1. गुणसूत्र विलोपन

डीएमडी में एक्सॉन विलोपन का सबसे आम कारण क्रोमोसोमल विलोपन है, जो तब होता है जब डीएनए प्रतिकृति के दौरान या पुनर्संयोजन की प्रक्रिया के दौरान किसी गलती के कारण डिस्ट्रोफिन जीन का एक खंड खो जाता है। यह नुकसान एक या कई एक्सॉन को प्रभावित कर सकता है। क्रोमोसोमल विलोपन बिना किसी स्पष्ट कारण के, स्वतःस्फूर्त रूप से हो सकता है, या वे एक वाहक माँ से विरासत में मिल सकते हैं जो एक उत्परिवर्तित एक्स गुणसूत्र ले जाती है।

2. फ़्रेमशिफ्ट म्यूटेशन

फ़्रेमशिफ्ट म्यूटेशन तब होता है जब एक्सॉन के विलोपन से जीन के सामान्य रीडिंग फ़्रेम में बाधा उत्पन्न होती है। DMD के मामले में, यह फ़्रेमशिफ्ट म्यूटेशन mRNA को पढ़ने और प्रोटीन में अनुवाद करने के तरीके को बदल देता है, जिससे एक छोटा और गैर-कार्यात्मक डिस्ट्रोफ़िन प्रोटीन का उत्पादन होता है। नतीजतन, मांसपेशी कोशिकाएँ अपनी संरचनात्मक अखंडता को बनाए रखने में असमर्थ होती हैं, जिससे प्रगतिशील मांसपेशी क्षति होती है।

3. एक्सॉन स्किपिंग

कुछ मामलों में, डिस्ट्रोफ़िन जीन में एक्सॉन के विलोपन से डिस्ट्रोफ़िन प्रोटीन की पूरी तरह से अनुपस्थिति नहीं हो सकती है, बल्कि इसके बजाय एक्सॉन स्किपिंग हो सकती है। एक्सॉन स्किपिंग एक ऐसी घटना है जहाँ उत्परिवर्तन के कारण स्प्लिसिंग मशीनरी हटाए गए एक्सॉन को बायपास कर देती है, जिसके परिणामस्वरूप अंतिम mRNA प्रतिलेख से उन एक्सॉन को बाहर कर दिया जाता है। यह कभी-कभी डिस्ट्रोफ़िन प्रोटीन का आंशिक रूप से कार्यात्मक संस्करण उत्पन्न कर सकता है, लेकिन कई मामलों में, प्रोटीन अभी भी मांसपेशी कोशिकाओं में अपने सामान्य कार्यों को करने के लिए अपर्याप्त है। [अधिक जानें: एक्सॉन स्किपिंग क्या है और यह कैसे काम करता है?]

4. प्रतिलिपि संख्या भिन्नताएं (CNVs)

कभी-कभी, डिस्ट्रोफ़िन जीन में कॉपी नंबर भिन्नता (CNV) के परिणामस्वरूप एक या अधिक एक्सॉन का विलोपन या दोहराव हो सकता है। CNV तब होता है जब किसी विशिष्ट DNA क्षेत्र की प्रतियों की संख्या में बड़े पैमाने पर परिवर्तन होते हैं। DMD के मामले में, डिस्ट्रोफ़िन जीन में एक्सॉन 45-55 का विलोपन इस स्थिति वाले रोगियों में पहचाने जाने वाले सबसे आम CNV में से एक है। [अधिक जानें: डीएमडी के साथ जीनोटाइप का प्रभाव: 555 रोगियों का एकल-केन्द्र अध्ययन]

डीएमडी लक्षणों पर एक्सॉन विलोपन का प्रभाव

एक्सॉन विलोपन के परिणाम इस बात पर निर्भर करते हैं कि कौन से एक्सॉन गायब हैं और यह डिस्ट्रोफ़िन प्रोटीन को कैसे प्रभावित करता है। कुछ एक्सॉन विलोपन बेकर मस्कुलर डिस्ट्रॉफी (BMD) नामक मस्कुलर डिस्ट्रॉफी के एक हल्के रूप को जन्म देते हैं, जिसमें डिस्ट्रोफ़िन प्रोटीन आंशिक रूप से कार्यात्मक होता है। इसके विपरीत, डिस्ट्रोफ़िन जीन के महत्वपूर्ण क्षेत्रों को बाधित करने वाले एक्सॉन विलोपन से आमतौर पर ड्यूचेन मस्कुलर डिस्ट्रॉफी होती है, जो मांसपेशियों की कमज़ोरी के अधिक गंभीर और प्रगतिशील रूप की विशेषता है। [और पढ़ें: डीएमडी और बीएमडी के बीच अंतर]

दिलचस्प बात यह है कि एक्सॉन विलोपन का स्थान और सीमा रोग की प्रगति को प्रभावित कर सकती है। उदाहरण के लिए, डिस्ट्रोफिन जीन (एक्सॉन 18-32) के मध्य भाग में विलोपन वाले रोगियों में जीन के टर्मिनल क्षेत्रों में विलोपन वाले रोगियों की तुलना में अधिक गंभीर फेनोटाइप होता है।

डीएमडी में एक्सॉन विलोपन के लिए चिकित्सा

हाल के वर्षों में, डीएमडी में एक्सॉन विलोपन को संबोधित करने के लिए कई उपचार विकसित किए गए हैं। इनमें शामिल हैं:

1. एक्सॉन स्किपिंग थेरेपी

एक्सॉन स्किपिंग एक्सॉन विलोपन के कारण होने वाले डीएमडी के इलाज के लिए एक आशाजनक दृष्टिकोण है। यह थेरेपी स्प्लिसिंग प्रक्रिया के दौरान विशिष्ट एक्सॉन को छोड़ने को बढ़ावा देने के लिए सिंथेटिक ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स (डीएनए के छोटे टुकड़े) का उपयोग करती है, जिससे एक छोटा लेकिन कार्यात्मक डिस्ट्रोफिन प्रोटीन का उत्पादन संभव हो जाता है। Eteplirsen FDA-अनुमोदित दवाओं में से एक है जो विशिष्ट एक्सॉन 51 विलोपन वाले रोगियों के लिए इस तकनीक का उपयोग करती है। [और पढ़ें: अगली पीढ़ी की एक्सॉन स्किपिंग थेरेपी]

2. पित्रैक उपचार

जीन थेरेपी का उद्देश्य रोगी की मांसपेशियों की कोशिकाओं में डिस्ट्रोफिन जीन की एक कार्यात्मक प्रतिलिपि पेश करना है। यह थेरेपी अभी भी अपने प्रायोगिक चरण में है, लेकिन इसमें विभिन्न प्रकार के DMD उत्परिवर्तनों के उपचार के लिए बहुत संभावनाएं हैं, जिनमें एक्सॉन विलोपन के कारण होने वाले उत्परिवर्तन भी शामिल हैं। और अधिक जानें: संभावित आगामी नई जीन थेरेपी]

3. CRISPR/Cas9 और जीनोम संपादन

CRISPR/Cas9 जीन-संपादन तकनीक में रोगियों की कोशिकाओं में डीएनए को सीधे संपादित करके आनुवंशिक स्तर पर एक्सॉन विलोपन को ठीक करने की क्षमता है। हालाँकि इस तकनीक पर अभी भी शोध चल रहा है, लेकिन यह भविष्य में एक्सॉन विलोपन के कारण होने वाले डीएमडी का स्थायी समाधान पेश कर सकती है। [अधिक जानें: ड्यूचेन का इलाज (सभी शोधों की सूची)]

निष्कर्ष

एक्सॉन विलोपन एक महत्वपूर्ण आनुवंशिक उत्परिवर्तन है जो ड्यूचेन मस्कुलर डिस्ट्रॉफी के विकास का आधार है। डिस्ट्रोफिन जीन से विशिष्ट एक्सॉन के विलोपन के परिणामस्वरूप डिस्ट्रोफिन प्रोटीन की अनुपस्थिति होती है, जिससे प्रगतिशील मांसपेशी कमजोरी और डीएमडी की विशेषता अध:पतन होता है। एक्सॉन विलोपन के कारणों में गुणसूत्र विलोपन, फ्रेमशिफ्ट म्यूटेशन, एक्सॉन स्किपिंग और कॉपी संख्या भिन्नताएं शामिल हैं।

एक्सॉन स्किपिंग, जीन थेरेपी और जीन एडिटिंग सहित आनुवंशिक उपचारों में प्रगति, डीएमडी से प्रभावित रोगियों के लिए आशा की किरण है, तथा इस विनाशकारी रोग के लिए प्रभावी उपचार और संभावित इलाज खोजने पर अनुसंधान जारी है।

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