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रिप्ली प्रभाव: एलओन इनट्रूडरस इन द वम्ब

Original cartoon by Alex Martin
स्रोत: एलेक्स मार्टिन द्वारा मूल कार्टून

किसी भी सशक्त स्तनपायी में एक सूक्ष्म रूप से देखते प्रतिरक्षा प्रणाली आक्रमण के खिलाफ अपने शरीर की रक्षा करती है। विदेशी प्रोटीनों की जांच से अस्वीकृति चालू हो जाती है फिर भी माता के गर्भ में भ्रूण के आधे जीन पिता से पैदा होते हैं, जो कि कई विशिष्ट प्रोटीन पैदा करते हैं। मां की शरीर इस विदेशी उपस्थिति को क्यों सहन करता है? भ्रूण किसी भी तरह से उसके प्रतिरक्षाविरोधी सुरक्षा को अस्वीकार कर देते हैं, अस्वीकृति से परहेज करते हैं। इम्यूनोलॉजी के पिता पीटर मेदवार ने पहली बार 1 9 53 में इस प्रतिरक्षाविरोधी विरोधाभास को नोट किया। उन्होंने एक अन्य व्यक्ति से भ्रूण और प्रत्यारोपित "ऑलोग्राफ़्ट" – एक ऊतक या पूरे अंग के बीच सीधा समानांतर आकर्षित किया, जो कि अतीत से अनुसंधान का एक बड़ा शरीर उत्तेजित करता है छह दशकों

लेकिन एक भ्रूण और प्रत्यारोपण के बीच समानता अभी तक चला जाता है। दोनों मां और भ्रूण के पास गर्भावस्था में निहित स्वार्थ है, इसलिए इसे स्वीकृति या अस्वीकृति से अधिक लाभ होता है। इसके बजाय, भ्रूण को पोषण करने और भगोड़ा आक्रमण से बचने के बीच समझौता किया जाता है। भ्रूण के कोशिकाओं और मातृ श्वेत रक्त कोशिकाओं के बीच नाल में एक अद्वितीय बातचीत के साथ, मां-भ्रूण संबंध में घनिष्ठ सहयोग शामिल है। लेकिन, कई अग्रिमों के बावजूद, एशले मोफ्फ़ेट और चार्ली लोके द्वारा 2004 और 2006 में समीक्षा से पता चला कि प्रतिरक्षाविरोधी विरोधाभास अभी भी उचित प्रस्ताव का इंतजार कर रहा है।

नाल का विकास

Adapted from an illustration in Martin (1990)
एक नासिकात्मक स्तनपायी में भ्रूण झिल्ली का आरेख: संकेताक्षर: सी = गोरा; वी = जर्दी थैली; अल = सभीोटीस; Am = amnion; ई = भ्रूण
स्रोत: मार्टिन (1 99 0) में एक दृष्टांत से अनुकूलित

जैसा उनका नाम इंगित करता है, सभी सांस वाले स्तनधारियों के माता-पिता और भ्रूण के बीच प्राथमिक अंतरफलक के रूप में सेवा करने के लिए एक अच्छी तरह से विकसित प्लेसेंटा है। अलग-अलग कार्यों की पूर्ति के चार भ्रूण झिल्लीओं में से, सबसे बाहरी – कोरियोन – हमेशा पूरे सिस्टम को घेर लेता है। जैसे कि गर्भ के संपर्क में बाह्य बाधा यह जरूरी है कि मां की रोग प्रतिरोधक क्षमता के प्रति किसी भी प्रतिरोध में संलग्न हो। लेकिन नाल को पेचीदा भिन्नता दिखाता है। एक तरफ, विभिन्न प्रकार के एक व्यापक स्पेक्ट्रम हैं; दूसरे पर, स्तनधारियों के प्रत्येक प्रमुख समूह (आदेश) को आम तौर पर केवल एक प्रकार की विशेषता होती है, जो पैतृक परिस्थितियों के लिए शीघ्र प्रतिबद्धता का संकेत देती है। एक सदी पहले ओटो ग्रोसर द्वारा तीन बुनियादी प्लेसेन्टा प्रकार की पहचान ने इसके मूल्य को साबित कर दिया है: गैर इनवेसिव, मामूली आक्रामक या अत्यधिक आक्रामक। इनवेसिव प्रकार के विपरीत, गर्भ के अंदरूनी परत का कोई विघटन गैर-इनवेसिव प्लेसेंटा में होता है। अत्यधिक आक्रामक नाल में मातृ खून में सीधे कोरियोन से संपर्क किया जाता है। नम्र स्तनधारियों के आदेशों के बीच उदाहरण लेना, प्लेसेन्टा भी-अंगूठी (कलात्मकता) और विषम-पंजे (पेरिसोडैक्टील) दोनों खुले स्तनपायी, मांसाहारी और हाथियों में मध्यम रूप से आक्रामक और कृन्तकों और खरगोशों में अत्यधिक आक्रामक दोनों में गैर-आक्रामक है। किसी आदेश के भीतर भिन्नता में आमतौर पर मामूली या अत्यधिक आक्रामक प्रकार शामिल होते हैं। लेकिन प्राइमेट एक आश्चर्यजनक अपवाद हैं: लेमर्स और लॉरिस के गैर-इनवेसिव प्लेसेन्टा पूरी तरह से टारियर्स और उच्च प्राइमेट के अत्यधिक आक्रामक नाल के विपरीत है।

Adapted from an illustration in Martin (1990)
गर्भ के आक्रमण की डिग्री के अनुसार, तीन मूल प्रकार के प्लेसेंटा का आरेख। भ्रूण के ऊतकों (गुलाबी गुलाबी) और मातृ टिश्यू (गहरे गुलाबी) को हमेशा कोरियोन से अलग किया जाता है। यूटरिन ग्रंथियों (नीला), "गर्भाशय दूध" का उत्पादन, प्रजातियों में गैर-इनवेसिव प्लेसेंटा के साथ सबसे अच्छा विकसित होता है और भ्रूण पोषक तत्वों का एक वैकल्पिक स्रोत प्रदान करता है।
स्रोत: मार्टिन (1 99 0) में एक दृष्टांत से अनुकूलित

नाल के विकास का पता लगाने के कई प्रयास किए गए हैं। कई दशकों के लिए, एक प्रमुख धारणा यह थी कि नाल की दक्षता बढ़ जाती है क्योंकि यह अधिक आक्रामक हो जाती है, क्योंकि मातृ एवं भ्रूण के रक्त के बीच की बाधाओं को कम करने से विनिमय का अनुकूलन होता है। एक गैर-इनवेसिव प्लेसेंटा तदनुसार कम से कम कुशल और सबसे आदिम रूप में देखा जाता है। हालांकि, मैंने लंबे समय से तर्क दिया है कि यह व्याख्या गुमराह है। सिर्फ एक समस्या का हवाला देते हुए: डॉल्फ़िन – अब आर्टियैडैक्टाइल के बीच नेस्टेड होिपोपोपैमस के करीबी रिश्तेदारों के रूप में जाना जाता है – एक निश्चित रूप से "अक्षम" गैर-इनवेसिव प्लेसेंटा है और अभी तक तेजी से भ्रूण के विकास को दिखाता है, विशेषकर बड़े मस्तिष्क के विकास के साथ। जैसा कि 2001 के बाद प्लैक्टिकल स्तनधारियों के लिए बड़े पैमाने पर डीएनए पेड़ तेजी से उपलब्ध हो गए, एक क्रांतिकारी नई सहमति तेजी से उभरी। चार स्वतंत्र अध्ययन (मेरे अपने सहित) सभी ने निष्कर्ष निकाला कि एक गैर-इनवेसिव पैतृक प्लेसेंटा बेहद संभावना नहीं थी क्योंकि बाद के विकास में बहुत अधिक बदलाव की आवश्यकता होगी। पैतृक प्लैक्टिकल स्तनधारियों में एक मामूली आक्रामक स्थिति में कम से कम विकासवादी बदलाव की आवश्यकता होती है। मैंने निष्कर्ष निकाला है कि वैकल्पिक नाल के प्रकार के विकास के लिए स्पष्टीकरण, गर्भ आक्रमण के बीच व्यापार-बंदों और प्रतिरक्षाविरोधी सुरक्षा पर काबू पाने में शामिल होना चाहिए।

जीनोम में कीड़े

यह मूल रूप से सोचा गया था कि एक सेल नाभिक में डीएनए में एक विशेष प्रोटीन के लिए प्रत्येक कोडिंग, जीन के लंबे अनुक्रम शामिल थे। हैरानी की बात है, यह धीरे-धीरे उभरा है कि स्तनपायी डीएनए में मुख्य रूप से "जंक डीएनए" नामक गैर-कोडिंग दृश्य होते हैं, क्योंकि उनमें से ज्यादातर के पास कोई ज्ञात समारोह नहीं है। उदाहरण के लिए, मानव जीनोम में, लगभग 25,000 जीन के लिए डीएनए अनुक्रम कोड का केवल 1%, जबकि अन्य 7% किसी तरह से जीन फ़ंक्शन से जुड़े हो सकते हैं। शेष 92% में, "जंपिंग जीन" (मोबाइल तत्व) मानव जीनोम का लगभग आधा हिस्सा बनाते हैं, और इनमें से छठे हिस्से अधिकतर निष्क्रिय रेट्रोवायरस से उत्पन्न होते हैं। एक हमलावर रेट्रावायरस मेजबान के जीनोम में डीएनए को सम्मिलित करता है और शुरू में बहुत खतरनाक हो सकता है। लेकिन मेजबान की प्रजातियां धीरे-धीरे नियंत्रण लेती हैं और समय के साथ सम्मिलित अनुक्रम आम तौर पर पतंग और व्यापक पुनर्व्यवस्था से गुजरते हैं। एड्स के लिए जिम्मेदार मानव इम्युनोडेफेसिनेसियस वायरस (एचआईवी) होने के कारण केवल सबसे हालिया रेट्रोवायरस अक्षुण्ण और सक्रिय हैं, एक प्रसिद्ध उदाहरण।

National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID), through National Institutes of Health (NIH) [Public domain, via Wikimedia Commons]
एचआईवी की संरचना, एक विशिष्ट रेट्रोवायरस शेल के अग्रदूत के लिए झटका जीन कोड, पोल जीन पैदावार एंजाइम है जो वायरल आरएनए को डीएनए में मेजबान जीनोम (रिवर्स ट्रांस्क्रिप्टेज़ और इंटिग्रेट) में सम्मिलन के लिए कनवर्ट करते हैं, और वायरस के लिफाफे में सतह प्रोटीन के लिए एनवी जीन कोड।
स्रोत: नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ एलर्जी एंड इंफेक्शियस डिसीज (एनआईएआईडी), नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ (एनआईएच) के माध्यम से [पब्लिक डोमेन, विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से]

जड़ जीन जो कि अंकुश रेखा में प्रवेश करते हैं वह एक पीढ़ी से दूसरे तक फैल जाती है। यद्यपि वे आम तौर पर केवल "आनुवांशिक परजीवी" के रूप में खारिज कर देते हैं, साक्ष्य जमा करने के संकेत देते हैं कि कुछ (विशेष रूप से रेट्रोवायरस) बार-बार फायदेमंद कार्यों के लिए भर्ती किए गए हैं। एक विशिष्ट रेट्रोवायरस जीनोम में केवल 3 जीन होते हैं: वायरल शैल घटकों के अग्रदूत के लिए एक गंज जीन कोडिंग, एक पोल जीन मेजबान जीनोम में प्रविष्टि के लिए वायरल आरएनए में डीएनए में परिवर्तित करने के लिए आवश्यक घटकों के उत्पादन को समन्वयित करती है, और प्रोटीन अणुओं के लिए एक एनवी जीन कोडिंग वायरस के बाहरी लिफाफे में एम्बेडेड विकासवादी समय से, लगातार रेट्रोवायरल प्रवर्धन परिवारों को दोहराया अनुक्रमों को जन्म देती है। कुछ दुर्लभ मामलों में, व्यक्तिगत रेट्रोवायरल जीन को लाखों सालों से संरक्षित किया गया है जबकि शेष अनुक्रम अधूरा हैं। संबंधित प्रजातियों के एक समूह में रेट्रोवायरल मूल के एक एकल कार्यात्मक जीन को बनाए रखना मेजबानों के लिए एक चयनात्मक लाभ दर्शाता है।

नाल में वायरल जीन

एक बड़ी सफलता में यह पता चला था कि रेट्रोवायरस के एन्वीएन जीन को बार-बार "कब्जा कर लिया गया" है ताकि स्तनपायी नाल में प्रमुख कार्यों को पूरा किया जा सके। प्रत्येक अलग-अलग रेट्रोवायरस परिवारों के सदस्यों से प्राप्त प्रत्येक मामले में लिलाव प्रोटीन के लिए कोलासिटा-विशिष्ट जीनों को कोडित किया गया है, कई विभिन्न समूहों से संबंधित स्तनधारियों के जीनोमों में पहचान की गई है। रेट्रोवायरस के लिफाफा प्रोटीन, मेजबान कोशिका झिल्ली के साथ संलयन के माध्यम से संक्रमण के दौरान एक आवश्यक भूमिका निभाते हैं। इसके अलावा, प्रयोगों से पता चला है कि प्रोटीन भी मेजबान की प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को दबाने। कई स्तनपायी समूहों में संक्रमित विकास रेट्रोवायरस के एंव जीन को "घरेलू" बनाने के लिए किया गया (इसका नाम बदलकर सिंकतिन कहा गया ) और नाल में उनके संलयन और प्रतिरक्षणात्मक गुणों का फायदा उठाने के लिए। उच्च प्राइमेट्स के बीच, एक सिन्सिटीन जीन केवल पुराने वर्ल्ड बंदरों, वानर और मनुष्यों में ही होता है, जबकि एक नया विश्व बंदरों में भी होता है। तो यह संभवतः पहले से ही सभी उच्च प्राइमेटों के प्रारंभिक सामान्य पूर्वज में मौजूद था, जबकि पूर्व केवल पुराने विश्व शाखा में उभरा था। दोनों जीनों पर अभिनय करने के लिए "चयन को शुद्ध करना" के लिए एक महत्वपूर्ण कार्य बताता है अलग-अलग घटनाओं में, प्लेसेन्टा में रेट्रोवायरल लिफाफा प्रोटीन के लिए सिन्सिटीन जीनों के कब्जे में चूहे के माउस समूह में दो बार आ गया है, एक बार खरगोशों और खरगोशों में, एक बार मांसाहारी में और एक बार दसरेक्स में। इसके अलावा, गायों से लेकर जिराफ तक की कई रूनीमंटियां – लेकिन अन्य कलाइंडैक्टाइल नहीं हैं – इसमें प्लेसेन्टा-विशिष्ट सिनेकेटिन जीन है। यद्यपि आर्टिएडैक्टाइल में आम तौर पर एक गैर-इनवेसिव प्लेसेंटा होता है, र्यूमिनेंट्स में सिनेकेटिन जीन सेल फ़्यूज़न की बहुत सीमित प्रक्रिया में शामिल होता है।

Modified version of a tree in Cornelis et al. (2014).

नालदार स्तनधारियों के सरलीकृत विकासवादी पेड़, मुख्य नाल के प्रकार दिखाते हुए (नीले = गैर-इनवेसिव; नारंगी = मामूली आक्रामक; लाल = अत्यधिक आक्रामक)। उल्टे पतली त्रिकोण से कम से कम 6 विभिन्न वंशों में सिन्तिकटन जीन के 8 स्वतंत्र सम्मिलन दर्शाते हैं।

स्रोत: कॉर्नेल एट अल में एक पेड़ का संशोधित संस्करण (2014)।

तारीख को पहचानी जाने वाली सभी सिनीटीन जीन सप्तऋणिक स्तनधारियों की उत्पत्ति के बाद लंबे समय तक पकड़ी गईं, इसलिए वे हमें शुरुआती पूर्वजों की स्थिति के बारे में कुछ नहीं बताते हैं। इस अंतर को भरने का लक्ष्य, लैविलेले और सहकर्मियों ने प्रस्तावित किया कि पेटी स्तनधारियों के उद्भव के साथ एक मूल रेट्रोवाइरल एनवी जीन को कैप्चर किया गया, जिसे बाद में नए रेट्रोवायरस द्वारा लगातार स्वतंत्र संक्रमण के बाद विभिन्न एंव जीनों के कब्जे के जरिए अलग वंश में बदल दिया गया। एक तार्किक निहितार्थ यह है कि "खो गए सिंकटीन्स" के साक्ष्य नासुक स्तनधारियों के जीनोम में मौजूद होना चाहिए। प्रारंभिक सबूत वास्तव में मानव जीनोम में एक अन्य रेट्रोवायरल लिफाफा प्रोटीन जीन में पाए गए हैं; लेकिन कहानी को पूरा करने के लिए अतिरिक्त पुष्टिकरण की आवश्यकता है

स्पष्ट रूप से खोजा जाने के लिए बहुत कुछ है लेकिन जो हम पहले से जानते हैं, वह विकास के कार्यों के बारे में एक साफ चित्रण प्रदान करता है। "टिंकरिंग" के माध्यम से, मौजूदा उद्देश्यों (इस मामले में वायरल लिफाफा जीनों) को नए उद्देश्यों के लिए संशोधित किया जा सकता है। इसके अलावा, यदि मूल्यवान नए फ़ंक्शन के परिणाम – सेल फ्यूजन और इम्युनोसप्रेसन के लिए नाल में "कैप्चर किए गए वायरल जीनों" की अभिव्यक्ति के रूप में – कि विकासवादी संशोधन कई अलग-अलग वंशों में स्वतंत्र रूप से हो सकता है और यह सब यह दिखाने के लिए चला जाता है कि वास्तव में वैज्ञानिक कथा की तुलना में यह अजनबी है

संदर्भ

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