ஒரு செல்லின் உட்கருவை நீங்கள் உற்றுப் பார்க்க முடிந்தால், டிஎன்ஏ மிகவும் சிறிய இடத்தில் இறுக்கமாக நிரம்பியிருப்பதைக் காணலாம்.
ஆனால் அந்த ஏற்பாடு ஒரு புதிரை முன்வைக்கிறது: டிஎன்ஏ மூலக்கூறுகள் அதே எதிர்மறை மின்னூட்டத்தைக் கொண்டுள்ளன, எனவே அவை ஒன்றையொன்று விரட்டுகின்றன. அவர்கள் எப்படி நெருக்கமாக இருக்க முடியும்?
இங்கிலாந்தில் உள்ள ஷெஃபீல்ட் பல்கலைக்கழகம் மற்றும் யார்க் பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க அடையாளத்தைப் பெற்றனர். இரண்டு டிஎன்ஏ இரட்டை ஹெலிகள் அருகருகே உள்ளன, அவற்றின் பள்ளங்கள் ஜிப்பின் பற்கள் போல சீரமைக்கப்பட்டுள்ளன.
20 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு முன்மொழியப்பட்ட ஒரு கட்டமைப்பிற்கு விஞ்ஞானிகளுக்கு நேரடியான கட்டமைப்பு ஆதாரங்களை இந்த முன்னேற்றம் வழங்குகிறது. கணினி உருவகப்படுத்துதல்களுடன், நேர்மறை சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அயனிகள் அருகிலுள்ள டிஎன்ஏ மூலக்கூறுகளை ஒன்றாக இணைக்கும் பாலங்களை எவ்வாறு உருவாக்க முடியும் என்பதையும் இது காட்டுகிறது.
உயிரணுக்களுக்குள் டிஎன்ஏ எவ்வாறு தொகுக்கப்பட்டுள்ளது மற்றும் மரபணுப் பொருளைப் பரிமாறிக்கொள்வதற்கு முன்பு பொருந்தக்கூடிய பகுதிகள் எவ்வாறு தொடர்பு கொள்கின்றன என்பதை ஆராய்வதற்கான ஒரு பொறிமுறையை இது வழங்குகிறது. உயிரணுக்களில் அதன் பங்கு இன்னும் நிறுவப்பட வேண்டும்.
பரிசோதிக்கப்பட்ட ஒவ்வொரு மூலக்கூறும் இரட்டை சுருளாகும், இது ஒன்றையொன்று சுருண்ட இரண்டு இழைகளால் ஆனது. இருவரும் ஒருவருக்கொருவர் எவ்வாறு தொடர்பு கொள்கிறார்கள் என்பதை குழு ஆய்வு செய்தது.
உயர் தெளிவுத்திறன் கொண்ட அணுசக்தி நுண்ணோக்கியைப் பயன்படுத்தி, ஆராய்ச்சியாளர்கள் திரவத்தில் உள்ள மூலக்கூறுகளின் மேற்பரப்புகளை வரைபடமாக்கினர். இதன் விளைவாக உருவான படங்கள் டிஎன்ஏவை வட்டமிடும் பெரிய மற்றும் சிறிய பள்ளங்களைத் தீர்த்து, நெருக்கமான சீரமைப்பின் நிகழ்வுகளை வெளிப்படுத்துகின்றன.
தனிப்பட்ட பள்ளங்களைத் தீர்க்கும் படங்கள் நிக்கல் அயனிகளைப் பயன்படுத்தி பெறப்பட்டன, இது உகந்த இடஞ்சார்ந்த தீர்மானத்தை செயல்படுத்தியது. பெரிய பகுதி நுண்ணோக்கி ஸ்கேன்கள் மெக்னீசியம் மற்றும் கால்சியம் இணைவதையும் ஆய்வு செய்கின்றன, அதே சமயம் உருவகப்படுத்துதல்கள் பள்ளம் சீரமைப்பில் அவற்றின் விளைவுகளை ஆராய்கின்றன.
ஒரு படத்தில் DNA மெதுவாக ஜிப் செய்வதைக் காட்ட, உருவகப்படுத்துதல்கள் கவனிக்கப்பட்ட கட்டமைப்புகளுக்குப் பின்னால் உள்ள இயக்கத்தை ஆராய்ந்தன.
frameborder=”0″ allow=”accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted media; gyroscope; picture-in-picture; web-share” referrerpolicy=”strict-origin-when-cross-origin” allowfullscreen>“நுண்ணோக்கி படங்கள் நிலையான வடிவத்தில் எடுக்கப்படுகின்றன, இது ஒவ்வொரு மூலக்கூறிலும் உள்ள தனிப்பட்ட சிறிய மற்றும் பெரிய பள்ளங்களைக் கவனித்து அளவிடக்கூடிய தீர்மானத்தைப் பெற அனுமதிக்கிறது” என்று ஷெஃபீல்ட் உயிர் இயற்பியலாளர் ஆலிஸ் பைன் சயின்ஸ்அலர்ட்டிடம் கூறினார்.
அந்த விவரம் முக்கியமானது, ஏனென்றால் முன்மொழியப்பட்ட ஜிப்பர் மாதிரி கணித்தபடி இரண்டு மூலக்கூறுகளை நெருக்கமாகப் பார்ப்பது அவற்றின் பள்ளங்கள் சீரமைக்கப்பட்டுள்ளதா என்பதை வெளிப்படுத்தாது.
“இரண்டு டிஎன்ஏ டூப்ளெக்ஸ்கள் ஒன்று சேரும் விதம் 20 ஆண்டுகளுக்கு முன்பே அனுமானிக்கப்பட்டது” என்று யார்க் உயிரியல் இயற்பியலாளர் ஆக்னஸ் நோய் சயின்ஸ்அலர்ட்டிடம் கூறினார்.
“இந்த யோசனை உண்மையானது என்பதற்கான முதல் காட்சிப்படுத்தலை இந்த படங்கள் பிரதிபலிக்கின்றன.”
எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட மூலக்கூறுகளை எது ஒன்றாக வைத்திருக்க முடியும் என்பது அடுத்த கேள்வி.
“அயனிகள் இரண்டு மூலக்கூறுகளுக்கு இடையில் ஒரு உப்பு பாலத்தை உருவாக்க உதவுகின்றன, அவற்றை ஒன்றாக வைத்திருக்கின்றன” என்று பைன் விளக்குகிறார்.
தனிப்பட்ட அணுக்களைக் கண்காணிக்கும் உருவகப்படுத்துதல்களில், இரண்டு நேர்மறை மின்னூட்டங்களைக் கொண்ட அயனிகள் அண்டை ஹெலிக்களுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. சில வலுவான தொடர்புகள் அவற்றின் சிறிய பள்ளங்கள் சீரமைக்கப்படும் போது உருவாகின்றன, அயனிகள் இடைவெளி முழுவதும் இரண்டு மூலக்கூறுகளுடனும் தொடர்பு கொள்ள அனுமதிக்கிறது.
டிஎன்ஏ வரிசையும் அந்த இணைப்புகளை பாதித்தது.
“சிமுலேஷன் காட்டியது என்னவென்றால், இந்த பாலங்களை முன்னுரிமையாக உருவாக்கும் சிறப்பு வரிசைகள் உள்ளன, அவை இரண்டு மூலக்கூறுகளை ஒன்றாகக் கொண்டுவருகின்றன, பின்னர் மூலக்கூறுகளை ஒன்றாக ‘ஜிப்’ செய்ய அனுமதிக்கிறது” என்று பைன் சயின்ஸ்அலர்ட்டிடம் கூறினார்.
நிக்கல் அயனிகளில், குறிப்பாக நிலையான தொடர்புகள் ஜிடிஏசி எனப்படும் குறுகிய டிஎன்ஏ வரிசையுடன் தொடர்புடையவை. உருவகப்படுத்துதல்களில், மெக்னீசியம் மற்றும் கால்சியம் ஆகியவை சீரமைக்கப்பட்ட ஜோடிகளை உறுதிப்படுத்துகின்றன, இருப்பினும் பாலங்களின் நெட்வொர்க்குகள் அயனி வகைகளுக்கு இடையில் வேறுபடுகின்றன.
தொடர்புகள் எங்கு உருவாகின்றன மற்றும் அவை எவ்வளவு நிலையானவை என்பதை வடிவமைக்க வரிசை உதவுகிறது என்று இது அறிவுறுத்துகிறது.
“கூடுதலாக, இந்த டிஎன்ஏ ஜிப்பிங் வரிசையைப் பொறுத்தது என்பதைக் கண்டறிந்தோம், எனவே இணைத்தல் குறிப்பாக எளிதாக இருக்கும் சில ஹாட்-ஸ்பாட்களை மரபணுக்களால் காட்ட முடியும்” என்று நோய் கூறினார்.
இத்தகைய விருப்பங்களைப் புரிந்துகொள்வது, மரபணு மறுசீரமைப்பில் தேவையான படியான டிஎன்ஏவின் பொருந்தக்கூடிய பகுதிகள் எவ்வாறு தொடர்புடையவை என்பதை விளக்க உதவும். புதிய ஆய்வு செல்களுக்குள் உள்ள முழு செயல்முறையையும் வெளிப்படுத்தாமல், அந்த அங்கீகாரத்தை விசாரிப்பதற்கான மூலக்கூறு கட்டமைப்பை வழங்குகிறது.
உண்மையில், நுண்ணோக்கி பல இணைத்தல் உள்ளமைவுகளை வெளிப்படுத்தியது. பெரும்பாலானவை, ஊடாடும் பகுதி முழுவதும் சீரமைக்கப்பட்ட, சரியாகப் பொருந்தும் தொடர்களுடன் பொருந்தவில்லை.
ஆரம்ப இணைப்பு மற்றும் நீட்டிக்கப்பட்ட இணைத்தல் வெவ்வேறு படிகளை உள்ளடக்கியிருக்கலாம் என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் தெரிவிக்கின்றனர். அயன் பாலங்கள் உள்ளூர் தொடர்புகளை நிறுவ முடியும், அதே சமயம் பொருந்தும் வரிசைகள் சீரமைப்பைப் பராமரிக்க உதவுகின்றன மற்றும் இணைத்தல் ஹெலிஸ்களுடன் மேலும் நீட்டிக்க அனுமதிக்கின்றன.
எனவே இரண்டு மூலக்கூறுகள் ஒன்றையொன்று தொடுவதால் அவை ஒரு துணையைக் கண்டுபிடித்ததாக அர்த்தமல்ல.
சோதனைகள் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட ஆய்வக நிலைமைகளில் சுத்திகரிக்கப்பட்ட டிஎன்ஏவைப் பயன்படுத்தியது. உயிரணுக்களுக்குள், புரதங்கள் மற்றும் பிற மூலக்கூறுகள் மரபணுப் பொருட்களை ஒழுங்கமைக்க உதவுகின்றன, நியூக்ளியோசோம்கள் எனப்படும் கட்டமைப்புகளை உருவாக்க ஹிஸ்டோன் புரதங்களைச் சுற்றி அதைச் சுற்றி வைப்பது உட்பட.
“இந்த சோதனைகள் ஆய்வக சூழலில் ஒற்றை மூலக்கூறுகள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பதைக் காட்டுகின்றன” என்று பைன் சயின்ஸ்அலர்ட்டிடம் கூறினார்.
நியூக்ளியோசோம் மடக்கலுக்கு அப்பாற்பட்ட டிஎன்ஏ பேக்கேஜிங்கை ஆராய்ச்சியாளர்கள் புரிந்து கொள்ள இந்த கண்டுபிடிப்புகள் உதவக்கூடும் என்றும், எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட மூலக்கூறுகள் எவ்வளவு நெருக்கமாக ஒன்றிணைகின்றன என்றும் அவர் கூறினார்.
கண்டுபிடிப்புகளுக்கும் புற்றுநோய்க்கும் இடையிலான சாத்தியமான தொடர்பை ஆராய்வதற்கு மேலும் ஆராய்ச்சி தேவைப்படும் என்று நோய் கூறினார்.
இந்த இடைவினைகள் புற்றுநோயை ஏற்படுத்துகின்றன அல்லது ஒரு மரபணுவில் ஹாட்ஸ்பாட்களை இணைக்கின்றன என்பதை ஆய்வு நிறுவவில்லை. இந்த ஹாட்ஸ்பாட்களை வரையறுக்கும் வரிசைகளை அடையாளம் கண்டு, அவற்றை மரபணுவில் கண்டறிவது அடுத்த படியாகும்.
இதுவரை, ஆராய்ச்சியாளர்கள் முன்மொழியப்பட்ட ஏற்பாட்டிலிருந்து சீரமைக்கப்பட்ட ஹெலிகளின் விரிவான படங்களுக்கு நகர்ந்துள்ளனர், அயனிகள் அவற்றை எவ்வாறு ஒன்றாக இணைக்க முடியும் என்பதைக் காட்டும் உருவகப்படுத்துதல்களால் ஆதரிக்கப்படுகிறது.
இது ஒரு கலத்தின் மிகவும் சிக்கலான சூழலில் சோதிக்க ஒரு உறுதியான பொறிமுறையை அவர்களுக்கு வழங்குகிறது.
ஆராய்ச்சியில் வெளியிடப்பட்டது நியூக்ளிக் அமிலங்கள் பற்றிய ஆராய்ச்சி.
இந்தக் கட்டுரை ரெபேக்கா டயர் மூலம் உண்மை சரிபார்க்கப்பட்டது மற்றும் ரெபேக்கா டயர் திருத்தியது. நமது செயல்பாட்டில் நாம் பெருமிதம் கொள்ளும் போது, நாம் மனிதர்கள் மட்டுமே. நீங்கள் பிழையைக் கண்டால், எங்களுக்குத் தெரியப்படுத்தவும்.
