Epistasis

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[1]

Epistasis genetics (anuvansiki) mein ek aisi parighatna hai jismein kisi mutation (utparivartan) ka kisi lakshan par prabhav alag-alag loki (loki yaani genome par sthan) par utparivartanon ki upasthiti ya anupasthiti par nirbhar karta hai, jo ki ek hi jinh (intragenic)[2][3] ya fir alag-alag jinhon par ho sakte hain, jinhe modifier genes kaha jata hai. Evolutionary genetics (vikasi anuvansiki) mein, epistasis tab hoti hai jab do utparivartanon ka sanyukt prabhav us prabhav se bhinn hota hai jo aap unke vyaktigat prabhavon ko aapas mein jodkar apeksha karte hain.[4] Uchch-kram (higher-order) epistasis ka adhyayan karne ke liye is paribhasha ko do se adhik loki tak badhaya ja sakta hai, jo vikasi path (evolutionary trajectories) ko aakar dene mein ek mahatvapurna bhumika nibhata hai.[5]

Epistasis shabd ko 1907 mein individual genes ki kriya par aadharit segregation ratios (algaad anupat) ki bhavishyavani aur dihybrid cross ke vastavik parinam ke beech ke antar ko varnit karne ke liye pesh kiya gaya tha,[6] aur ab iska upayog biochemistry (jaiv-rasayan vigyan), computational biology (sanganakiy jeev vigyan) aur evolutionary biology (vikasi jeev vigyan) mein vyapak roop se kiya jata hai. Halanki is shabd ka sukshm arth ab karyatmak (functional), rachnatmak (compositional), ya sankhiyiki (statistical) star par genetics ka adhyayan karne wale shodh-kartaon ke beech bhinn hai, yah abhi bhi vibhinn staron par gene antahkriyaon ka varnan karta hai.[7]

Itihas

Genetics ke itihas ke dauran epistasis ki samajh mein kafi badlav aaya hai aur is shabd ke upayog mein bhi. Is shabd ka sabse pehle upayog 1907 mein William Bateson aur unke sahyogiyon Florence Durham aur Muriel Wheldale Onslow dwara kiya gaya tha.[8][9] 20vin shatabdi ki shuruwat mein banaye gaye natural selection (prakritik chayan) ke shuruwati modelon mein, har ek jinh ko anya jinhon ki ek ausat prishthabhumi ke khilaf, fitness mein apna vishesh yogdaan dene wala mana jata tha. Kuch shuruwati pathyakram aaj bhi population genetics (samanuvansiki) ko is tarah se padhate hain. Population genetics ke vigyan ke vikas ke tarike ke karan, evolutionary geneticists ne aamtor par epistasis ko ek apwaad ke roop mein socha hai. Halanki, aamtor par, kisi bhi ek allele ki abhivyakti (expression) ek jatil tarike se kayi anya alleles par nirbhar karti hai.

Classical genetics mein, agar gene A aur B mein utparivartan hota hai, aur har ek utparivartan apne aap mein ek addwitiya fenotaip utpann karta hai lekin dono utparivartan milkar gene A utparivartan ke saman fenotaip dikhate hain, tab gene A epistatic hota hai aur gene B hypostatic hota hai. Udaharan ke liye, sampoorna ganjapan ke liye jinh bhure baalon ke jinh par epistatic hota hai, kyonki ganjapan ka fenotaip baalon ke rang ki abhivyakti ko chhipa leta hai. Jaise-jaise genetics ka adhyayan viksit hua, aur molecular biology (anvik jeev vigyan) ke aane ke sath, dhyan saral (aur poori tarah se) chhipane wale prabhavon se hatkar jinhon ke beech jatil, parimanatmak antahkriyaon par shift ho gaya.[10] Parinamswaroop, do ya do se adhik utparivartanon ke beech kisi bhi non-additive antahkriya ka varnan karne ke liye epistasis ki paribhasha ka vistar ho gaya hai.

जीन्स के प्रभावों को अब आमतौर पर किसी फिनोटाइप (जैसे लंबाई, वर्णक या घाताकीय वृद्धि दर) के परिमाण का परीक्षण करके या जैव रासायनिक रूप से प्रोटीन गतिविधि (जैसे बाइंडिंग या उत्प्रेरण) का परीक्षण करके परिमाणित किया जा सकता है। तेजी से परिष्कृत होते कंप्यूटेशनल और विकासवादी जीव विज्ञान मॉडल का उद्देश्य जीनोम-व्यापी पैमाने पर एपिस्टैसिस के प्रभावों और विकास के लिए इसके परिणामों का वर्णन करना है।[11][12][13] चूकि कम्प्यूटेशनल और सांख्यिकीय दोनों रूप से एपिस्टैटिक जोड़ों की पहचान करना चुनौतीपूर्ण है, इसलिए कई अध्ययनों ने एपिस्टैटिक जोड़ों को प्राथमिकता देने का प्रयास किया है।[14][15] हालाँकि, हाल के वर्षों में, उच्च-थ्रूपुट प्रयोगों और कम्प्यूटेशनल परीक्षणों ने शोधकर्ताओं को उच्च-क्रम के एपिस्टैसिस (जहाँ विभिन्न लोकी पर दो से अधिक उत्परिवर्तन परस्पर क्रिया करते हैं) का अध्ययन करने की भी अनुमति दी है।[16][17][3]

वर्गीकरण

[18][19][20][21] [20][21][22][23]

एपिस्टैसिस के बारे में शब्दावली वैज्ञानिक क्षेत्रों के बीच भिन्न हो सकती है। इसके अतिरिक्त, एक ही जीन के भीतर एपिस्टैसिस और अगुणित (haploid) या द्विगुणित (diploid) जीनोम के भीतर एपिस्टैसिस को देखने पर अंतर होते हैं। सामान्य तौर पर, एपिस्टैसिस का उपयोग विभिन्न आनुवंशिक लोकी के प्रभावों की 'स्वतंत्रता' से विचलन को दर्शाने के लिए किया जाता है। जीव विज्ञान की विभिन्न शाखाओं के बीच 'स्वतंत्रता' की विविध व्याख्या के कारण अक्सर भ्रम उत्पन्न होता है।[24] नीचे दिए गए वर्गीकरण विभिन्न शब्दों को और वे एक-दूसरे से कैसे संबंधित हैं, को कवर करने का प्रयास करते हैं।

योज्यता (Additivity)

दो उत्परिवर्तनों को विशुद्ध रूप से योज्य माना जाता है यदि दोहरे उत्परिवर्तन का प्रभाव एकल उत्परिवर्तनों के "प्रभावों का योग" है। यह तब होता है जब जीन एक-दूसरे के साथ परस्पर क्रिया नहीं करते हैं, उदाहरण के लिए विभिन्न चयापचय पथों (metabolic pathways) के माध्यम से कार्य करके। सीधे शब्दों में कहें तो, योज्य लक्षणों का अध्ययन आनुवंशिकी के इतिहास में शुरुआत में ही किया गया था, हालांकि वे अपेक्षाकृत दुर्लभ हैं, और अधिकांश जीन कम से कम कुछ स्तर की एपिस्टैटिक परस्पर क्रिया प्रदर्शित करते हैं।[25][26]

ध्यान दें कि "प्रभावों का योग" (sum of effects) एक व्यक्तिपरक शब्द है जो इस बात पर निर्भर करता है कि अध्ययन किए जा रहे लक्षण पर उत्परिवर्तन (mutation) योगात्मक (additively) रूप से व्यवहार करता है या गुणात्मक (multiplicatively) रूप से। यदि अध्ययन किए जा रहे लक्षण की परिभाषा बदल जाए तो वही उत्परिवर्तन दोनों में से किसी भी तरह से व्यवहार कर सकता है। उदाहरण के लिए, जहाँ माल्थुसियन (Malthusian) और राइटियन (Wrightian) चयन गुणांक दोनों ही किसी उत्परिवर्तन के उपयुक्तता प्रभाव (fitness effect) को मात्रात्मक रूप से दर्शाते हैं, वहीं वे उत्परिवर्तन जो राइटियन उपयुक्तता में गुणात्मक होते हैं, वे माल्थुसियन उपयुक्तता में योगात्मक रूप से व्यवहार करते हैं (क्योंकि माल्थुसियन उपयुक्तता, राइटियन उपयुक्तता का लॉगरिथम होती है)।[27][28]

परिमाण एपिस्टेसिस (Magnitude epistasis)

[18] जब दोहरे उत्परिवर्तन (double mutation) का फीनोटाइप (phenotype), दोनों एकल उत्परिवर्तन के प्रभावों से अपेक्षित की तुलना में अधिक उपयुक्त (fitter) होता है, तो इसे सकारात्मक एपिस्टेसिस (positive epistasis) कहा जाता है। लाभदायक उत्परिवर्तनों के बीच सकारात्मक एपिस्टेसिस, कार्य में अपेक्षा से अधिक सुधार उत्पन्न करता है।[18][19] हानिकारक उत्परिवर्तनों के बीच सकारात्मक एपिस्टेसिस, उपयुक्तता में होने वाली गंभीर गिरावट को कम करने के लिए नकारात्मक प्रभावों से बचाता है।[21]

इसके विपरीत, जब दो उत्परिवर्तन एक साथ मिलकर अकेले होने पर उनके प्रभावों से अपेक्षित की तुलना में कम उपयुक्त फीनोटाइप उत्पन्न करते हैं, तो इसे नकारात्मक एपिस्टेसिस (negative epistasis) कहा जाता है।[29][30] लाभदायक उत्परिवर्तनों के बीच नकारात्मक एपिस्टेसिस के कारण उपयुक्तता में अपेक्षा से कम सुधार होता है, जबकि हानिकारक उत्परिवर्तनों के बीच नकारात्मक एपिस्टेसिस के कारण योगात्मक रूप से होने वाली गिरावट से भी अधिक उपयुक्तता में गिरावट आती है।[20]

स्वतंत्र रूप से, जब दो उत्परिवर्तनों का उपयुक्तता पर प्रभाव, अकेले होने पर उनके प्रभावों से अपेक्षित की तुलना में अधिक उग्र होता है, तो इसे सहक्रियात्मक एपिस्टेसिस (synergistic epistasis) कहा जाता है। इसके विपरीत स्थिति, जब जंगली प्रकार (wild type) से डबल म्यूटेंट का उपयुक्तता अंतर दो एकल उत्परिवर्तनों के प्रभावों से अपेक्षित की तुलना में छोटा होता है, तो इसे विरोधी एपिस्टेसिस (antagonistic epistasis) कहा जाता है।[23] इसलिए, हानिकारक उत्परिवर्तनों के लिए, नकारात्मक एपिस्टेसिस सहक्रियात्मक भी होता है, जबकि सकारात्मक एपिस्टेसिस विरोधी होता है; इसके विपरीत, लाभदायक उत्परिवर्तनों के लिए, सकारात्मक एपिस्टेसिस सहक्रियात्मक होता है, जबकि नकारात्मक एपिस्टेसिस विरोधी होता है।

शब्द आनुवंशिक संवर्द्धन (genetic enhancement) का उपयोग कभी-कभी तब किया जाता है जब एक दोहरे (हानिकारक) म्यूटेंट का फीनोटाइप एकल म्यूटेंट के योगात्मक प्रभावों की तुलना में अधिक गंभीर होता है। मजबूत सकारात्मक एपिस्टेसिस को कभी-कभी सृजनवादियों (creationists) द्वारा अप्राप्य जटिलता (irreducible complexity) कहा जाता है (हालांकि अधिकांश उदाहरणों की पहचान गलत होती है)।

चिन्ह एपिस्टेसिस (Sign epistasis)

चिन्ह एपिस्टेसिस (Sign epistasis)[31] तब होता है जब अन्य उत्परिवर्तनों की उपस्थिति में उत्परिवर्तनों का विपरीत प्रभाव पड़ता है। उदाहरण के लिए, संवेदी अंगों की एक श्रृंखला के बिना एक बड़ा और जटिल मस्तिष्क ऊर्जा की बर्बादी है, लेकिन संवेदी अंगों को एक बड़े और जटिल मस्तिष्क द्वारा अधिक उपयोगी बनाया जाता है जो जानकारी को बेहतर ढंग से संसाधित कर सकता है। चिन्ह एपिस्टेसिस की अनुपस्थिति के कारण फिटनेस लैंडस्केप चिकना (smooth) हो जाता है (जिसे माउंट फ़ूजी लैंडस्केप भी कहा जाता है), क्योंकि इष्टतम जीनोटाइप की ओर हर एक उत्परिवर्तन चरण एक समान रूप से (monotonically) अनुकूलनीय होगा।[32]

अपने सबसे चरम रूप में, पारस्परिक चिन्ह एपिस्टेसिस (reciprocal sign epistasis)[33] तब होता है जब दो हानिकारक जीन एक साथ होने पर लाभदायक होते हैं। उदाहरण के लिए, अकेले विष (toxin) का उत्पादन करना किसी बैक्टीरिया को मार सकता है, और अकेले टॉक्सिन निर्यातक (toxin exporter) का उत्पादन करना ऊर्जा की बर्बादी कर सकता है, लेकिन दोनों का उत्पादन करना प्रतिस्पर्धी जीवों को मारकर उपयुक्तता में सुधार कर सकता है। यदि किसी फिटनेस लैंडस्केप में चिन्ह एपिस्टेसिस है लेकिन पारस्परिक चिन्ह एपिस्टेसिस नहीं है तो इसे अर्ध-चिकना (semismooth) कहा जाता है।[34] पारस्परिक चिन्ह एपिस्टेसिस, फिटनेस लैंडस्केप में ऊबड़-खाबड़पन (कई चोटियों) के लिए एक आवश्यक शर्त है।[35][36]

पारस्परिक चिन्ह एपिस्टेसिस आनुवंशिक दमन (genetic suppression) के एक चरम रूप को भी जन्म दे सकता है जिसके द्वारा दो व्यक्तिगत रूप से हानिकारक उत्परिवर्तन एक साथ मौजूद होने पर लाभदायक होते हैं। आनुवंशिक दमन का एक स्पष्ट उदाहरण यह प्रदर्शन था कि बैक्टीरियोफेज टी4 (bacteriophage T4) की विधानसभा में दो हानिकारक उत्परिवर्तन (mutations), जिनमें से प्रत्येक एक अलग मॉर्फोजेनेटिक प्रोटीन के स्तर में कमी का कारण बनता है, सकारात्मक रूप से बातचीत कर सकते हैं।[37] यदि कोई उत्परिवर्तन किसी विशेष संरचनात्मक घटक में कमी का कारण बनता है, तो यह मॉर्फोजेनेसिस में असंतुलन और व्यवहार्य वायरस संतति के नुकसान को ला सकता है, लेकिन व्यवहार्य संतति का उत्पादन किसी अन्य मॉर्फोजेनेटिक घटक में दूसरे (दमनकारी) उत्परिवर्तन द्वारा पुनर्स्थापित किया जा सकता है जो प्रोटीन घटकों के संतुलन को पुनर्स्थापित करता है।

आनुवंशिक दमन (genetic suppression) शब्द उस चिह्न एपिस्टैसिस (sign epistasis) पर भी लागू हो सकता है जहाँ द्वि-उत्परिवर्ती (double mutant) का लक्षणप्ररूप (phenotype) एकल उत्परिवर्ती (single mutants) के बीच का होता है, ऐसी स्थिति में अधिक गंभीर एकल उत्परिवर्ती लक्षणप्ररूप दूसरे उत्परिवर्तन या आनुवंशिक स्थिति द्वारा दमित हो जाता है। उदाहरण के लिए, किसी द्विगुणिता (डिपप्लॉइड) जीव में, एक हाइपोमॉर्फिक (या आंशिक कार्य-हानि) उत्परिवर्ती लक्षणप्ररूप को किसी ऐसे जीन की एक प्रति को निष्क्रिय (knock out) करके दबाया जा सकता है जो उसी पाथवे में विपरीत रूप से कार्य करता है। इस मामले में, दूसरे जीन को हाइपोमॉर्फिक उत्परिवर्ती के "प्रभावी दमनकर्ता" (dominant suppressor) के रूप में वर्णित किया जाता है; "प्रभावी" इसलिए क्योंकि यह प्रभाव तब देखा जाता है जब दमनकर्ता जीन की एक वन्य-प्रकार (wild-type) प्रति मौजूद होती है (यानी, एक विषमयुग्मजी / heterozygote में भी)। अधिकांश जीनों के लिए, विषमयुग्मजी दमनकर्ता उत्परिवर्तन का लक्षणप्ररूप अपने आप में वन्य प्रकार का होगा (क्योंकि अधिकांश जीन हैप्लो-अपरिप्याप्त/haplo-insufficient नहीं होते हैं), ताकि द्वि-उत्परिवर्ती (दमित) लक्षणप्ररूप एकल उत्परिवर्ती के बीच का हो।

गैर-पारस्परिक चिह्न एपिस्टैसिस में, उत्परिवर्ती की उपयुक्तता (fitness) पारस्परिक चिह्न एपिस्टैसिस में देखे गए चरम प्रभावों के बीच की होती है।

जब दो उत्परिवर्तन अकेले रहने पर व्यवहार्य (viable) होते हैं लेकिन संयोजन में घातक होते हैं, तो इसे सिंथेटिक लेथलिटी या असंयुग्मित गैर-पूरकता (unlinked non-complementation) कहा जाता है।[38]

हैप्लॉइड जीव

एक हैप्लॉइड (अगुणिता) जीव में (दो लोकस पर) जीनोटाइप ab, Ab, aB या AB के साथ, हम एपिस्टैसिस के विभिन्न रूपों को व्यक्तिगत रूप से (Ab और aB) या संयोजन में (AB) उत्परिवर्तन पर लक्षणप्ररूप के परिमाण को प्रभावित करने वाले के रूप में सोच सकते हैं।

इंटरेक्शन का प्रकार ab Ab aB AB
कोई एपिस्टैसिस नहीं (योज्य / additive)  0 1 1 2 AB = Ab + aB + ab 
धनात्मक (सहक्रियात्मक / synergistic) एपिस्टैसिस 0 1 1 3 AB > Ab + aB + ab 
ऋणात्मक (विरोधी / antagonistic) एपिस्टैसिस 0 1 1 1 AB < Ab + aB + ab 
चिह्न एपिस्टैसिस 0 1 -1 2 AB का चिह्न Ab या aB के विपरीत है
पारस्परिक चिह्न एपिस्टैसिस 0 -1 -1 2 AB का चिह्न Ab और aB दोनों के विपरीत है

डिपप्लॉइड जीव

डिपप्लॉइड जीवों में एपिस्टैसिस प्रत्येक जीन की दो प्रतियों की उपस्थिति के कारण और अधिक जटिल हो जाता है। लोकस के बीच एपिस्टैसिस हो सकता है, लेकिन इसके अतिरिक्त, विषमयुग्मजी (heterozygotes) में प्रत्येक लोकस की दो प्रतियों के बीच अंतःक्रियाएं (interactions) हो सकती हैं। दो लोकस, दो युग्मविकल्पी (allele) प्रणाली के लिए, जीन इंटरैक्शन के आठ स्वतंत्र प्रकार होते हैं।[39]

Additive A locus Additive B locus Dominance A locus Dominance B locus
aa aA AA aa aA AA aa aA AA aa aA AA
bb 1 0 –1 bb 1 1 1 bb –1 1 –1 bb –1 –1 –1
bB 1 0 –1 bB 0 0 0 bB –1 1 –1 bB 1 1 1
BB 1 0 –1 BB –1 –1 –1 BB –1 1 –1 BB –1 –1 –1
Additive by Additive Epistasis Additive by Dominance Epistasis Dominance by Additive Epistasis Dominance by Dominance Epistasis
aa aA AA aa aA AA aa aA AA aa aA AA
bb 1 0 –1 bb 1 0 –1 bb 1 –1 1 bb –1 1 –1
bB 0 0 0 bB –1 0 1 bB 0 0 0 bB 1 –1 1
BB –1 0 1 BB 1 0 –1 BB –1 1 –1 BB –1 1 –1

आनुवंशिक और आणविक कारण

योज्यता (Additivity)

यह तब हो सकता है जब समान प्रभाव को प्राप्त करने के लिए कई जीन समानांतर रूप से कार्य करते हैं। उदाहरण के लिए, जब किसी जीव को फास्फोरस की आवश्यकता होती है, तो कई एंजाइम जो पर्यावरण से विभिन्न फॉस्फोरिलेटेड घटकों को तोड़ते हैं, जीव के लिए उपलब्ध फास्फोरस की मात्रा को बढ़ाने के लिए योजक रूप से कार्य कर सकते हैं। हालांकि, अनिवार्य रूप से एक ऐसा बिंदु आता है जहां फास्फोरस विकास और प्रजनन के लिए सीमित कारक नहीं रह जाता है और इसलिए फास्फोरस चयापचय में और सुधार का कम या कोई प्रभाव नहीं पड़ता है (ऋणात्मक एपिस्टैसिस)। जीनों के भीतर उत्परिवर्तन के कुछ सेटों को विशेष रूप से योजक (additive) भी पाया गया है।[40] अब यह माना जाता है कि कड़ाई से योज्यता (strict additivity) नियम के बजाय अपवाद है, क्योंकि अधिकांश जीन सैकड़ों या हजारों अन्य जीनों के साथ अंतःक्रिया करते हैं।[25][26]

जीनों के बीच एपिस्टैसिस

जीवों के जीनोम के भीतर एपिस्टैसिस जीनोम के भीतर जीनों के बीच की अंतःक्रियाओं के कारण होता है। यह अंतःक्रिया प्रत्यक्ष हो सकती है यदि जीन ऐसे प्रोटीन को कूटबद्ध (encode) करते हैं जो, उदाहरण के लिए, बहु-घटक प्रोटीन (जैसे कि राइबोसोम) के अलग-अलग घटक हैं, एक-दूसरे की गतिविधि को रोकतें (inhibit) हैं, या यदि एक जीन द्वारा कूटबद्ध प्रोटीन दूसरे को संशोधित करता है (जैसे कि फॉस्फोरिलीकरण द्वारा)। वैकल्पिक रूप से अंतःक्रिया अप्रत्यक्ष हो सकती है, जहाँ जीन किसी चयापचय पथ (metabolic pathway) या नेटवर्क, विकास संबंधी पथ, संकेतन पथ (signalling pathway) या प्रतिलेखन कारक (transcription factor) नेटवर्क के घटकों को कूटबद्ध करते हैं। उदाहरण के लिए, पेनिसिलिन को संश्लेषित करने वाले एंजाइम को कूटबद्ध करने वाला जीन, चयापचय पथ में आवश्यक पूर्ववर्ती (precursors) को संश्लेषित करने वाले एंजाइमों के बिना किसी कवक के लिए उपयोगी नहीं है।

जीनों के भीतर एपिस्टैसिस

जिस तरह दो अलग-अलग जीनों में उत्परिवर्तन गैर-योजक हो सकते हैं यदि वे जीन अंतःक्रिया करते हैं, उसी तरह एक जीन के भीतर दो कोडॉन में उत्परिवर्तन गैर-योजक हो सकते हैं। आनुवंशिकी में इसे कभी-कभी इंट्राजेनिक दमन (intragenic suppression) कहा जाता है जब एक हानिकारक उत्परिवर्तन की भरपाई उस जीन के भीतर एक दूसरे उत्परिवर्तन द्वारा की जा सकती है। बैक्टीरियोफेज टी4 उत्परिवर्तियों का विश्लेषण, जिन्हें rIIB सिस्ट्रॉन (जीन) में बदल दिया गया था, से पता चला कि उत्परिवर्तन के कुछ युग्म संयोजन (pairwise combinations) पारस्परिक रूप से एक-दूसरे को दबा सकते हैं; यानी द्वि-उत्परिवर्तियों में या तो अकेले उत्परिवर्ती की तुलना में अधिक निकटता से वन्य-प्रकार (wild-type) लक्षणप्ररूप था।[41] आनुवंशिक पुनर्संयोजन (genetic recombination) डेटा का उपयोग करके उत्परिवर्ती के रैखिक मानचित्र क्रम (linear map order) को स्थापित किया गया था। सूचना के इन स्रोतों से, आनुवंशिक कूट की त्रिक प्रकृति (triplet nature) को पहली बार 1961 में तार्किक रूप से निकाला गया था, और कूट की अन्य प्रमुख विशेषताओं का भी अनुमान लगाया गया था।[41]

इसके अलावा इंट्राजेनिक दमन तब हो सकता है जब किसी प्रोटीन के भीतर अमीनो एसिड अंतःक्रिया करते हैं। प्रोटीन तह (folding) और गतिविधि की जटिलता के कारण, योजक उत्परिवर्तन दुर्लभ हैं।

प्रोटीन अपनी तृतीयक संरचना (tertiary structure) में सहयोगात्मक अंतःक्रियाओं (hydrophobic, ध्रुवीय और सहसंयोजक) के एक वितरित, आंतरिक नेटवर्क द्वारा बंधे होते हैं।[42] एपिस्टेटिक अंतःक्रियाएं तब होती हैं जब कोई एक उत्परिवर्तन किसी अन्य अवशेष के स्थानीय वातावरण को बदल देता है (या तो सीधे संपर्क करके, या प्रोटीन संरचना में परिवर्तन प्रेरित करके)।[43] उदाहरण के लिए, एक डाईसल्फाइड ब्रिज में, एक अकेले सिस्टीन का प्रोटीन स्थिरता पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता जब तक कि दूसरा सिस्टीन सही स्थान पर मौजूद न हो, जिस बिंदु पर दोनों सिस्टीन एक रासायनिक बंधन बनाते हैं जो प्रोटीन की स्थिरता को बढ़ाता है।[44] इसे सकारात्मक एपिस्टैसिस के रूप में देखा जाएगा जहाँ डबल-सिस्टीन वेरिएंट की स्थिरता, किसी भी सिंगल-सिस्टीन वेरिएंट की तुलना में बहुत अधिक थी। इसके विपरीत, जब हानिकारक उत्परिवर्तन पेश किए जाते हैं, तो प्रोटीन अक्सर उत्परिवर्ती सुदृढ़ता (mutational robustness) प्रदर्शित करते हैं, जिससे जैसे-जैसे स्थिर करने वाली अंतःक्रियाएं नष्ट होती हैं, प्रोटीन तब तक कार्य करता रहता है जब तक कि यह कुछ स्थिरता सीमा तक नहीं पहुंच जाता, जिस बिंदु पर आगे के अस्थिर करने वाले उत्परिवर्तन के बड़े, हानिकारक प्रभाव होते हैं क्योंकि प्रोटीन अब वलित नहीं हो सकता। इससे नकारात्मक एपिस्टैसिस होता है जहाँ ऐसे उत्परिवर्तन जिनका अकेले कोई प्रभाव नहीं होता, एक साथ मिलकर एक बड़ा, हानिकारक प्रभाव डालते हैं।[45][46]

एंजाइम (enzymes) में, प्रोटीन संरचना रसायन विज्ञान को निष्पादित करने के लिए एक सक्रिय स्थल (active site) बनाने हेतु कुछ प्रमुख अमीनो एसिड को सटीक ज्यामिति में उन्मुख करती है।[47] चूंकि इन सक्रिय स्थल नेटवर्क के लिए अक्सर कई घटकों के सहयोग की आवश्यकता होती है, इसलिए इनमें से किसी भी एक घटक को उत्परिवर्तित करने से गतिविधि भारी रूप से बाधित हो जाती है, और इसलिए दूसरे घटक को उत्परिवर्तित करने का पहले से ही निष्क्रिय हो चुके एंजाइम पर अपेक्षाकृत मामूली प्रभाव पड़ता है। उदाहरण के लिए, कई एंजाइमों के उत्प्रेरक त्रय (catalytic triad) के किसी भी सदस्य को हटाने से गतिविधि उस स्तर तक कम हो जाएगी जो जीव के जीवित रहने के लिए पर्याप्त नहीं है।[48][49][50]

युग्मयुग्मजी एपिस्टैसिस (Heterozygotic epistasis)

द्विगुणित (diploid) जीवों में प्रत्येक जीन की दो प्रतियां होती हैं। यदि ये अलग-अलग हैं (heterozygous / heteroallelic), तो एलील की दो अलग-अलग प्रतियां एपिस्टैसिस का कारण बनने के लिए एक-दूसरे के साथ अंतःक्रिया कर सकती हैं। इसे कभी-कभी एलील पूरकता (allelic complementation), या अंतर-एलील पूरकता (interallelic complementation) कहा जाता है। यह कई तंत्रों के कारण हो सकता है, उदाहरण के लिए ट्रांसवेक्शन, जहां एक एलील का एक संवर्धक (enhancer) दूसरे एलील के प्रमोटर से अनुलेखन (transcription) को सक्रिय करने के लिए *trans* में कार्य करता है। वैकल्पिक रूप से, दो गैर-कार्यात्मक RNA अणुओं का ट्रांस-स्प्लिसिंग एक एकल, कार्यात्मक RNA का उत्पादन कर सकता है।

स्रोत: अंग्रेज़ी विकिपीडिया के “Epistasis” लेख का अनुवाद। मूल लेख: https://en.wikipedia.org/wiki/Epistasis यह अनुवाद स्वचालित रूप से तैयार किया गया है।

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