एक शेर की तस्वीर: नर के पास एक शानदार आदमी है, मादा नहीं है। जीवविज्ञानी यौन द्वैधवाद को क्या कहते हैं, इसका एक उत्कृष्ट उदाहरण है - एक ही प्रजाति के दो लिंगों के रूप या व्यवहार में अंतर प्रदर्शित करते हैं। नर और मादा शेर एक ही आनुवंशिक जानकारी साझा करते हैं, लेकिन काफी अलग दिखते हैं।
हम जीवों के बारे में सोच रहे हैं, क्योंकि जीव विकसित होता है। लेकिन एक लक्षण-अयाल या कोई अयाल के विभिन्न रूप व्यावहारिक रूप से समान आनुवंशिक जानकारी से उत्पन्न हो सकते हैं। इसके अलावा, लक्षण सभी समान रूप से यौन मंदक नहीं हैं। जबकि मोर और पेहेन की पूंछ बेहद अलग हैं, उदाहरण के लिए, उनके पैर, बहुत अधिक हैं।
यह समझना कि रूप की यह विविधता कैसे-क्या आनुवंशिकीविदों को फेनोटाइपिक भिन्नता कहती है- कई वैज्ञानिक सवालों के जवाब देने के लिए महत्वपूर्ण है, जिसमें यह बताया गया है कि विकास के दौरान उपन्यास के लक्षण कैसे दिखाई देते हैं और जीवनकाल के दौरान कैसे जटिल बीमारियां सामने आती हैं।
इसलिए शोधकर्ताओं ने जीनोम पर करीब से नज़र डाली है, लिंगों के बीच और एक लिंग के भीतर लक्षणों के बीच अंतर के लिए जिम्मेदार जीन की तलाश कर रहे हैं। इन यौन द्विरूप लक्षणों की कुंजी एक प्रकार के प्रोटीन के रूप में प्रतीत होती है जिसे प्रतिलेखन कारक कहा जाता है, जिसका काम जीन को "चालू" और "बंद" करना है।
गोबर भृंगों के साथ हमारे अपने काम में, मैं और मेरे साथी इस बात से अछूते हैं कि ये प्रतिलेखन कारक वास्तव में पुरुषों और महिलाओं में दिखाई देने वाले विभिन्न लक्षणों की ओर कैसे ले जाते हैं। इसका बहुत कुछ "वैकल्पिक जीन स्प्लिसिंग" नामक घटना के साथ करना पड़ता है, जो एक एकल जीन को विभिन्न प्रोटीनों के लिए एन्कोड करने की अनुमति देता है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि भवन ब्लॉकों को एक साथ कैसे जोड़ा जाता है।
जीन डबललीक्स तितली पैपिलियो पॉलीटिस, सामान्य मॉर्मन में नेत्रहीन यौन द्विरूपता पैदा करता है। महिला (ऊपर), पुरुष (नीचे)। (जीवन जोस, केरल, भारत, CC BY-SA) वर्षों से, वैज्ञानिकों के विभिन्न समूहों ने स्वतंत्र रूप से यौन पहचान बनाने वाले जीन की पहचान करने के लिए विभिन्न जानवरों के साथ काम किया; उन्होंने महसूस किया कि इनमें से कई जीन एक विशिष्ट क्षेत्र को साझा करते हैं। यह जीन क्षेत्र कृमि जीन माब -3 और कीट जीन डबललेक्सेक्स दोनों में पाया गया था, इसलिए उन्होंने इस क्षेत्र को डीएमआरटी जीन वाले समान जीन का नाम दिया, "डबललेसेक्स माब-संबंधित प्रतिलेखन कारकों के लिए।"
ये जीन DMRT प्रोटीन के लिए कोड है जो अन्य जीनों के पढ़ने, या अभिव्यक्ति को चालू या बंद करते हैं। ऐसा करने के लिए, वे डीएनए में जीन की तलाश करते हैं, उन जीनों को बांधते हैं, और आनुवंशिक जानकारी तक पहुंचने के लिए इसे आसान या कठिन बनाते हैं। जीनोम के किन हिस्सों को व्यक्त किया जाता है, इस पर नियंत्रण करके, DMRT प्रोटीन मलिनता या नारीत्व की विशेषता वाले उत्पादों का नेतृत्व करता है। वे जीन की अभिव्यक्ति को सही सेक्स और विशेषता से मेल खाते हैं।
DMRTs लगभग हमेशा दुर्भावना का परिचय देते हैं। उदाहरण के लिए, DMRT के बिना, पुरुष चूहों में वृषण ऊतक बिगड़ जाता है। जब DMRT प्रयोगात्मक रूप से महिला चूहों में उत्पन्न होता है, तो वे वृषण ऊतक विकसित करते हैं। वृषण विकास को बढ़ावा देने का यह काम ज्यादातर जानवरों, मछलियों और पक्षियों से लेकर कीड़े-मकोड़ों तक आम है।
DMRT यहां तक कि पशुओं में दुर्भावना को भी दर्शाता है जहां व्यक्ति वृषण और अंडाशय दोनों विकसित करते हैं। मछली में जो अनुक्रमिक हेर्मैप्रोडिटिज़्म को प्रदर्शित करता है - जहां गोनैड्स महिला से पुरुष में बदलते हैं, या इसके विपरीत, एक ही व्यक्ति के भीतर - डीएमआरटी अभिव्यक्ति के एपिलेशन और वानिंग क्रमशः वृषण ऊतक के प्रकटन और प्रतिगमन में परिणाम होते हैं। इसी तरह, कछुओं में, जो अंडे में अनुभव किए गए तापमान के आधार पर नर या मादा बन जाते हैं, DMRT का उत्पादन भ्रूण के जननांग ऊतक में होता है, जो पुरुष-प्रधान तापमान के संपर्क में आता है।
कीड़ों में स्थिति थोड़ी अलग है। सबसे पहले, यौन द्विरूपता पैदा करने में DMRT ( डबललेक्सेक्स ) की भूमिका गोनैड्स से बढ़कर शरीर के अन्य भागों तक पहुंच गई है, जिसमें मुखर, विंगस्पॉट और संभोग ब्रिस्टल्स शामिल हैं जिन्हें "सेक्स कॉम्ब्स" नाम दिया गया है।
टुकड़ों को एक साथ कैसे रखा जाता है, इसके आधार पर, एक जीन के परिणामस्वरूप विभिन्न प्रोटीन हो सकते हैं। (क्रिस लेडोन-रिटिग, सीसी बाय-एनडी) दूसरे, नर और मादा कीट "वैकल्पिक जीन स्प्लिसिंग" के माध्यम से ड्यूलसेक्स प्रोटीन के अपने संस्करण उत्पन्न करते हैं। यह एकल जीन के लिए कई प्रोटीनों के लिए कोड करने का एक तरीका है। इससे पहले कि जीन को प्रोटीन में बदल दिया जाए, उन्हें "चालू" होना चाहिए; कि, प्रोटीन के निर्माण के लिए निर्देशों में परिवर्तित किया गया है।
लेकिन निर्देशों में सूचना के उपयोगी और बाहरी दोनों क्षेत्र होते हैं, इसलिए अंतिम प्रोटीन निर्देश बनाने के लिए उपयोगी भागों को एक साथ सिला जाना चाहिए। विभिन्न क्षेत्रों में उपयोगी क्षेत्रों के संयोजन से, एक एकल जीन कई प्रोटीनों का उत्पादन कर सकता है। नर और मादा कीड़ों में, यह यह वैकल्पिक जीन स्प्लिंग है जिसके परिणामस्वरूप प्रत्येक लिंग में दोगुना प्रोटीन होता है।
इसलिए एक महिला में, ड्यूलसेक्स जीन के निर्देशों में धारा 1, 2 और 3 शामिल हो सकते हैं, जबकि एक पुरुष में एक ही निर्देश में केवल 2 और 3 शामिल हो सकते हैं। अलग-अलग परिणामी प्रोटीनों में से प्रत्येक का अपना प्रभाव आनुवंशिक कोड के किन हिस्सों पर पड़ेगा। उदाहरण के लिए, बिना मुंह वाले और बिना मादा के पुरुष के लिए आगे या पीछे की ओर मुड़ना।
पुरुष और महिला लक्षणों के उत्पादन के लिए, पुरुष और महिला के दोहरे रूप जीन को कैसे नियंत्रित करते हैं? हमारे अनुसंधान समूह ने इस सवाल का जवाब दिया कि गोबर के बीटल का उपयोग करते हुए, जो असाधारण रूप से कई प्रजातियों (2, 000 से अधिक) में हैं, व्यापक (अंटार्कटिका को छोड़कर हर महाद्वीप में बसे हुए), बहुमुखी (हर प्रकार के गोबर के बारे में सेवन) और एक यौन द्विमुखी लक्षण में आश्चर्यजनक विविधता दिखाते हैं: सींग ।
स्टैग बीटल साइक्लोमाटस मेटलइफ़र में ड्यूलसेक्स जीन की बदौलत, पुरुषों के मंडीब (दाएं) उन महिलाओं (बाएं) की तुलना में बहुत बड़े होते हैं। (Http://dx.doi.org/10.1371/journal.pgen.1004098) हमने बैल की अगुवाई वाले गोबर बीटल ओन्थोफैगस टौरस पर ध्यान केंद्रित किया, एक ऐसी प्रजाति, जिसमें नर बड़े, बैल जैसे सिर वाले सींगों का उत्पादन करते हैं, लेकिन मादाएं सींग रहित रहती हैं। हमने पाया कि दोगुना प्रोटीन दो तरह से जीन को नियंत्रित कर सकता है।
अधिकांश लक्षणों में, यह प्रत्येक लिंग में विभिन्न जीनों को नियंत्रित करता है। यहां, डबललेक्स दो संभावित यौन परिणामों के बीच एक "स्विच" के रूप में कार्य नहीं कर रहा है, बल्कि स्वतंत्र रूप से प्रत्येक सेक्स के लिए दुर्भावना और मादाता को श्रेष्ठ करता है। एक और तरीका रखो, इन लक्षणों को पुरुष या महिला बनने के बीच एक द्विआधारी निर्णय का सामना नहीं करना पड़ता है, वे बस अलौकिक हैं और आगे के निर्देश के लिए तैयार हैं।
गोबर बीटल के सिर के सींगों के लिए कहानी अलग है। इस मामले में, डबललेक्स एक स्विच की तरह अधिक काम करता है, दोनों लिंगों में एक ही जीन को विनियमित करता है लेकिन विपरीत दिशाओं में। महिला प्रोटीन ने महिलाओं में जीन को दबा दिया जो अन्यथा पुरुषों में पुरुष प्रोटीन द्वारा बढ़ावा दिया जाएगा। ऐसा करने के लिए एक विकासवादी प्रोत्साहन क्यों होगा?
हमारे आंकड़ों ने संकेत दिया कि मादा डबललेक्स प्रोटीन "यौन प्रतिपक्षी" के रूप में जाना जाता है, से बचने के लिए ऐसा करता है। प्रकृति में, फिटनेस प्राकृतिक और यौन चयन दोनों द्वारा गढ़ी गई है। प्राकृतिक चयन उत्तरजीविता के लक्षणों को बढ़ाता है, जबकि यौन चयन अनुकूलता को बढ़ाता है।
कभी-कभी ये ताकतें समझौते में होती हैं, लेकिन हमेशा नहीं। नर ओ। टौरस के बड़े सिर वाले सींगों की संगतों तक पहुंच बढ़ जाती है, लेकिन वही सींग उन महिलाओं के लिए परेशानी का सबब बनते हैं जिन्हें अपनी संतानों को पालने के लिए भूमिगत सुरंग में जाना पड़ता है। इससे लिंगों या यौन प्रतिपक्षी के बीच तनाव पैदा होता है, जो प्रजातियों की समग्र फिटनेस को सीमित करता है। हालांकि, अगर मादा डबललेक्स प्रोटीन जीन को "बंद" कर देती है, जो पुरुषों में सींग के विकास के लिए जिम्मेदार है, तो पूरी प्रजाति बेहतर होती है।
हमारा चल रहा शोध यह बता रहा है कि गोबर के गोले में यौन द्विरूपता में विशाल विविधता उत्पन्न करने के लिए डबललेक्स कैसे विकसित हुआ है। विभिन्न प्रजातियों में सींग की प्रजातियां, सींग अलग-अलग क्षेत्रों में पाई जाती हैं, विभिन्न गुणवत्ता वाले आहारों की प्रतिक्रिया में भिन्न होती हैं, और यहां तक कि मादाओं में भी हो सकती हैं।
उदाहरण के लिए, ऑन्थोफैगस धनु में, यह मादा है जो पर्याप्त सींग उगाती है जबकि नर सींग रहित रहते हैं। यह प्रजाति केवल पांच मिलियन वर्ष में ओ। टौरस से प्राप्त होती है, जो कीड़ों के लिए विकासवादी बाल्टी में समय की एक मात्र बूंद है। परिप्रेक्ष्य में, भृंग लगभग २२५ मिलियन वर्ष पहले मक्खियों से निकले थे। इससे पता चलता है कि डबललेक्स जल्दी विकसित होने वाले जीन के नियमन, स्विच या संशोधित करने के लिए तेजी से विकसित हो सकता है।
यौन रूप से मंद कीट के लक्षणों में ड्यूलसेक्स की भूमिका को समझने से हमें अन्य जानवरों, यहां तक कि मनुष्यों में भी फेनोटाइपिक भिन्नता को समझने में कैसे मदद मिलेगी?
इस तथ्य के बावजूद कि DMRTs स्तनधारियों में केवल एक रूप के रूप में पाए जाते हैं और मुख्य रूप से पुरुषों में कार्य करते हैं, अन्य मानव जीनों के बहुमत को वैकल्पिक रूप से मसालेदार किया जाता है; कीड़े के ड्यूललेक्स जीन की तरह, अधिकांश मानव जीन में विभिन्न क्षेत्र होते हैं जिन्हें अलग-अलग क्रम में अलग-अलग परिणामों के साथ एक साथ रखा जा सकता है। वैकल्पिक रूप से spliced जीन के अलग-अलग या विरोधी प्रभाव हो सकते हैं, जिसके आधार पर वे सेक्स या विशेषता के बारे में व्यक्त करते हैं। समझ में आता है कि वैकल्पिक रूप से spliced जीन द्वारा उत्पादित प्रोटीन विभिन्न ऊतकों में कैसे व्यवहार करते हैं, लिंग और वातावरण प्रकट करेंगे कि एक जीन कितने रूपों का उत्पादन कर सकता है। संदर्भ के आधार पर।
अंत में, नम गोबर बीटल के सींग हमें तंत्र में एक झलक दे सकते हैं, जिसमें जानवरों के रूपों की विशाल जटिलता अंतर्निहित है, जिसमें मानव शामिल हैं।
यह आलेख मूल रूप से वार्तालाप पर प्रकाशित हुआ था।
क्रिस लेडोन-रिटिग, जीव विज्ञान के पोस्टडॉक्टोरल फेलो, इंडियाना विश्वविद्यालय, ब्लूमिंगटन
