https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/nr/d4nr02411g

डीएनए हॉलिडे जंक्शन (HJ) आनुवंशिक पुनर्संयोजन और जीनोम मरम्मत प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण मध्यवर्ती हैं, जो एक गतिशील प्रकृति और उप-मिलीसेकंड से लेकर सेकंड तक के समय-सीमा पर कई संरचनाओं के बीच संक्रमण की विशेषता रखते हैं। यद्यपि HJ गतिशीलता पर आयनों के प्रभाव का व्यापक रूप से अध्ययन किया गया है, लेकिन संक्रमणों की ऊष्मागतिक व्यवहार्यता और विस्तृत गतिज सहक्रियाशीलता का सटीक परिमाणीकरण अभी भी अज्ञात है। समूह-औसत प्रयोगात्मक तकनीकों का उपयोग करके स्टोकेस्टिक जीन पुनर्संयोजन की विविधता को समझना बेहद मुश्किल है क्योंकि इसमें उच्च स्थानिक संकल्प में गतिशीलता और कार्य को अलग करने की क्षमता की कमी है। यहाँ, हमने एक नई तकनीक विकसित की है जो एकल-अणु प्रतिदीप्ति अनुनाद ऊर्जा हस्तांतरण (smFRET) प्रयोगों और आणविक सिमुलेशन को जोड़ती है ताकि आयनिक स्थितियों के तहत HJ संरचनाओं की गतिज कोरियोग्राफी और अधिमान्य स्थिरता की जाँच की जा सके जो सेलुलर जीव विज्ञान से संबंधित शारीरिक वातावरण की बारीकी से नकल करती है। हमारे निष्कर्ष HJ गतिशीलता में तीन अलग-अलग संरचना मैक्रोस्टेट्स की व्यापकता की भविष्यवाणी करते हैं। कम आयन सांद्रता पर, HJs तीन ऊष्मागतिकीय रूप से स्थिर संरूपण मैक्रोस्टेट्स के बीच तेजी से संक्रमण करते हैं। हालाँकि, एक शारीरिक आयनिक वातावरण में, खुला संरूपण प्रमुख हो जाता है। बहु-क्रम समय सहसंबंध फ़ंक्शन (TCF) पर आधारित एक गतिज नेटवर्क मॉडल का उपयोग करते हुए, हमने ऊष्मागतिक मापदंडों को चित्रित किया जो द्विसंयोजी आयन सांद्रता के एक फ़ंक्शन के रूप में विषम गतिशीलता को नियंत्रित करते हैं। आयनिक वातावरण और सक्रियण बाधाओं के कारण संरूपणों का स्थिरीकरण खुले और बंद संरूपणों के बीच संक्रमण दरों को एक साथ प्रभावित करता है। इसके अलावा, हमने शाखा सिरों के बजाय HJs के केंद्रीय क्षेत्र में Mg2+ संघनन में एक महत्वपूर्ण वृद्धि देखी, जिससे यह निष्कर्ष निकला कि संरूपण अवस्थाओं की विभेदक स्थिरता डुप्लेक्स शाखाओं के बजाय HJs के जंक्शन क्षेत्र द्वारा नियंत्रित हो सकती है। यह अध्ययन आयनिक वातावरण और HJ गतिशीलता के बीच जटिल परस्पर क्रिया में एक नई अंतर्दृष्टि प्रदान करता है, जो सेलुलर जीव विज्ञान से संबंधित स्थितियों के तहत उनके व्यवहार की व्यापक समझ प्रदान करता है और जीवन की विषम प्रकृति बनाने के लिए प्रमुख जैविक प्रक्रियाओं में भूमिका निभाता है।