7.1 ಆನುವಂಶಿಕ ಪದಾರ್ಥವಾಗಿ ಡಿಎನ್ಎ

ಹಿಂದಿನ ಅಧ್ಯಾಯದಲ್ಲಿ ನೀವು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಿದಂತೆ, ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಅಥವಾ ಲಕ್ಷಣಗಳು ಜೀನ್ಗಳ ಮೂಲಕ ಪೋಷಕರಿಂದ ಸಂತತಿಗೆ ಹರಡುತ್ತವೆ. ಈ ಜೀನ್ಗಳು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಕ್ ಆಮ್ಲಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿರುವ ಕ್ರೋಮೋಸೋಮ್ಗಳ ಮೇಲೆ ಇರುವುದನ್ನು ಕೂಡ ನೀವು ತಿಳಿದಿದ್ದೀರಿ. ಆದರೆ, ಲಕ್ಷಣದ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಗೆ ಕಾರಣವಾದ ಜೀನ್ನ ಸ್ವರೂಪವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಸಮುದಾಯದ ಮುಂದೆ ಇದ್ದ ಅತಿದೊಡ್ಡ ಸವಾಲುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿತ್ತು. ಡೀಆಕ್ಸಿರೈಬೋನ್ಯೂಕ್ಲಿಕ್ ಆಮ್ಲ (ಡಿಎನ್ಎ) ಕೆಲವು ವೈರಸ್ಗಳನ್ನು ಹೊರತುಪಡಿಸಿ ಯಾವುದೇ ಜೀವಿಯ ಲಕ್ಷಣ ಅಥವಾ ವಿಶೇಷತೆಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬ ಕೆಲವು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಸಾಕ್ಷ್ಯಗಳ ನಂತರ ಈ ಪ್ರಶ್ನೆಗೆ ಉತ್ತರ ಸಿಕ್ಕಿತು.

ಡಿಎನ್ಎಯ ಆವಿಷ್ಕಾರದ ಶ್ರೇಯ ಜೊಹಾನ್ ಫ್ರೆಡರಿಕ್ ಮೀಶರ್ ಅವರಿಗೆ ಸಲ್ಲುತ್ತದೆ, ಅವರು ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ಪೂತಕೋಶಗಳ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ಗಳಿಂದ ಆಮ್ಲೀಯ ಪದಾರ್ಥವನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಿ, ಡಿಎನ್ಎ ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟೀನ್ ಹೊಂದಿರುವ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಿನ್ ಎಂದು ಹೆಸರಿಸಿದರು. ಕ್ರೋಮೋಸೋಮ್ ಮತ್ತು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ನಲ್ಲಿ ಇರುವುದರಿಂದ ಈ ಎರಡು ರಾಸಾಯನಿಕ ಘಟಕಗಳು; ನ್ಯೂಕ್ಲಿಕ್ ಆಮ್ಲ (ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಡಿಎನ್ಎ) ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟೀನ್ ಆನುವಂಶಿಕ ಪದಾರ್ಥವಾಗಲು ಸಾಧ್ಯವಾದ ಅಭ್ಯರ್ಥಿಗಳಾದವು. ಇನ್ನೂ, ಆನುವಂಶಿಕ ಪದಾರ್ಥದ ಸ್ವರೂಪವು ದೀರ್ಘಕಾಲ ಅಜ್ಞಾತವಾಗಿಯೇ ಉಳಿಯಿತು. ಕ್ರಮೇಣ, ವಿವಿಧ ಸಂಶೋಧಕರು ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳೊಂದಿಗೆ ನಡೆಸಿದ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಡಿಎನ್ಎ ಆನುವಂಶಿಕ ಪದಾರ್ಥವಾಗಿದೆ ಎಂಬುದಕ್ಕೆ ಪುರಾವೆಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸಿದ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ನೀಡಿದವು.

7.1.1 ರೂಪಾಂತರ ತತ್ತ್ವದ ಆವಿಷ್ಕಾರ

1928 ರಲ್ಲಿ, ಬ್ರಿಟಿಷ್ ವೈದ್ಯಕೀಯ ಅಧಿಕಾರಿ ಫ್ರೆಡರಿಕ್ ಗ್ರಿಫಿತ್ ಸ್ತನಿಗಳಲ್ಲಿ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಮ್ ಸ್ಟ್ರೆಪ್ಟೊಕಾಕಸ್ ನ್ಯೂಮೋನಿಯಾ (ಡಿಪ್ಲೋಕಾಕಸ್ ನ್ಯೂಮೋನಿಯಾ ಎಂದೂ ಕರೆಯಲ್ಪಡುತ್ತದೆ) ಯಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ನ್ಯೂಮೋನಿಯಾ ವಿರುದ್ಧದ ಲಸಿಕೆಯನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುವ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಒಂದು ವೀಕ್ಷಣೆ ಮಾಡಿದರು, ಇದು ಮಾನವರಲ್ಲಿ ನ್ಯೂಮೋನಿಯಾವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಇಲಿಗಳಲ್ಲಿ ಮಾರಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಅವರು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಮ್ನ ಎರಡು ವಿಭಿನ್ನ ತಳಿಗಳನ್ನು (ವಿಧಗಳು) ಗುರುತಿಸಿದರು, ಅಂದರೆ ರೋಗಕಾರಕ (ರೋಗ ಉಂಟುಮಾಡುವ) ಕೋಶದ ಸುತ್ತ ಪಾಲಿಸ್ಯಾಕರೈಡ್ ಕ್ಯಾಪ್ಸೂಲ್ ಹೊಂದಿರುವ ಮತ್ತು ಅರೋಗಕಾರಕ (ಹಾನಿಕರವಲ್ಲದ). ರೋಗಕಾರಕ ತಳಿಯಲ್ಲಿ, ಪ್ರತಿ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಮ್ ಪಾಲಿಸ್ಯಾಕರೈಡ್ ಕ್ಯಾಪ್ಸೂಲ್ನಿಂದ ಆವರಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿರುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾ ಕಾಲನಿ ಅಗರ್ ಪ್ಲೇಟ್ನಲ್ಲಿ ಬೆಳೆದಾಗ ನುಣುಪಾಗಿ ಕಾಣಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನುಣುಪಾದ ತಳಿ (S) ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುತ್ತದೆ. ಅರೋಗಕಾರಕ ತಳಿಯು ಪಾಲಿಸ್ಯಾಕರೈಡ್ ಹೊದಿಕೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಒರಟಾಗಿ ಕಾಣುವ ಕಾಲನಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಒರಟಾದ ತಳಿ (R) ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುತ್ತದೆ. $\mathrm{S}$ ಪ್ರಕಾರದ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳು ನ್ಯೂಮೋನಿಯಾವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಇಲಿಗಳನ್ನು ಕೊಲ್ಲುತ್ತವೆ.

ಗ್ರಿಫಿತ್ $\mathrm{S}$ ಮತ್ತು $\mathrm{R}$ ಪ್ರಕಾರದ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳೊಂದಿಗೆ (ಚಿತ್ರ 7.1) ಪ್ರಯೋಗಗಳ ಸರಣಿಯನ್ನು ಮಾಡಿದರು. ಅವರು ಇಲಿಗಳಿಗೆ ಜೀವಂತ $\mathrm{S}$ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳನ್ನು ಚುಚ್ಚುಮದ್ದು ಮಾಡಿದಾಗ, ಇಲಿಗಳು ನ್ಯೂಮೋನಿಯಾವನ್ನು ಬೆಳೆಸಿಕೊಂಡು ಸತ್ತವು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅವರು ಇಲಿಗಳಿಗೆ $\mathrm{R}$ ಪ್ರಕಾರದ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳಿಂದ ಸೋಂಕು ಹರಡಿದಾಗ ಇಲಿಗಳು ಯಾವುದೇ ಅನಾರೋಗ್ಯ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ತೋರಿಸಲಿಲ್ಲ. ಈ ಎರಡು ಪ್ರಯೋಗಗಳ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು $\mathrm{S}$ ಪ್ರಕಾರದ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳಲ್ಲಿ ಇರುವ ಪಾಲಿಸ್ಯಾಕರೈಡ್ ಹೊದಿಕೆಯು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ರೋಗಕಾರಕತೆಗೆ ಅಗತ್ಯವಾಗಿದೆ ಎಂದು ದೃಢಪಡಿಸಿದವು.

ಚಿತ್ರ 7.1: ಗ್ರಿಫಿತ್ನ ರೂಪಾಂತರ ಪ್ರಯೋಗ

ಮತ್ತಷ್ಟು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು, ಗ್ರಿಫಿತ್ ಕೆಲವು ರೋಗಕಾರಕ $\mathrm{S}$ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳನ್ನು ಕುದಿಸುವ ಮೂಲಕ ಕೊಂದು, ಹೇಳಿದ ಶಾಖದಿಂದ ಕೊಲ್ಲಲ್ಪಟ್ಟ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳನ್ನು ಇಲಿಗಳಿಗೆ ಚುಚ್ಚುಮದ್ದು ಮಾಡಿದರು. ಅವರ ನಿರೀಕ್ಷೆಗಳಂತೆ, ಇಲಿಗಳು ಬದುಕುಳಿದವು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಸಾಕಷ್ಟು ಅನಿರೀಕ್ಷಿತವಾಗಿ, ಶಾಖದಿಂದ ಕೊಲ್ಲಲ್ಪಟ್ಟ $\mathrm{S}$ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳು ಮತ್ತು ಜೀವಂತ $\mathrm{R}$ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳ ಮಿಶ್ರಣವನ್ನು ಚುಚ್ಚುಮದ್ದು ಮಾಡಿದಾಗ ಇಲಿಗಳು ನ್ಯೂಮೋನಿಯಾದಿಂದ ಸತ್ತವು. ಸತ್ತ ಇಲಿಗಳ ರಕ್ತ ಮತ್ತು ಅಂಗಾಂಶ ದ್ರವದ ಪರೀಕ್ಷೆಯು ಜೀವಂತ $\mathrm{S}$ ಪ್ರಕಾರದ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸಿತು. ಮೇಲಿನ ವೀಕ್ಷಣೆಯ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, ಗ್ರಿಫಿತ್ R-ತಳಿಯ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳು ಶಾಖದಿಂದ ಕೊಲ್ಲಲ್ಪಟ್ಟ $S$ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳಿಂದ ‘ರೂಪಾಂತರ ತತ್ತ್ವ’ ಎಂದು ಅವರು ಕರೆದದ್ದನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಂಡಿರಬೇಕು ಎಂದು ತೀರ್ಮಾನಿಸಿದರು, ಇದು ಅವುಗಳನ್ನು ನುಣುಪಾದ ಹೊದಿಕೆಯ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳಾಗಿ ‘ರೂಪಾಂತರ’ಗೊಳಿಸಲು ಮತ್ತು ರೋಗಕಾರಕವಾಗಲು ಅನುಮತಿಸಿತು. ಅವರು ಈ ವಿದ್ಯಮಾನವನ್ನು ರೂಪಾಂತರ ಎಂದು ಕರೆದರು, ಇದರರ್ಥ ಒಂದು ಕೋಶದಿಂದ ಇನ್ನೊಂದು ಕೋಶಕ್ಕೆ ಆನುವಂಶಿಕ ಪದಾರ್ಥದ ವರ್ಗಾವಣೆ, ಇದು ಸ್ವೀಕರಿಸುವ ಕೋಶದ ಆನುವಂಶಿಕ ರಚನೆಯನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ರೂಪಾಂತರಕಾರಿ ಪದಾರ್ಥದ ಸ್ವರೂಪವನ್ನು ಇನ್ನೂ ನಿರ್ಧರಿಸಬೇಕಾಗಿತ್ತು.

7.1.2 ರೂಪಾಂತರ ತತ್ತ್ವದ ಜೈವಿಕ ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣ

ಗ್ರಿಫಿತ್ನ ರೂಪಾಂತರ ತತ್ತ್ವವನ್ನು ಗುರುತಿಸಲು ಮೂರು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಾದ ಆಸ್ವಾಲ್ಡ್ ಟಿ. ಅವೆರಿ, ಕೋಲಿನ್ ಮ್ಯಾಕ್ಲಿಯೋಡ್ ಮತ್ತು ಮ್ಯಾಕ್ಲಿನ್ ಮೆಕಾರ್ಟಿ ಪ್ರಯೋಗಗಳ ಸರಣಿಯನ್ನು ನಡೆಸಿದರು, ಮತ್ತು 1944 ರಲ್ಲಿ ರೂಪಾಂತರಕಾರಕ ಏಜೆಂಟ್ ಡಿಎನ್ಎ ಎಂದು ದೃಢಪಡಿಸಲಾಯಿತು (ಚಿತ್ರ 7.2). ಪ್ರಯೋಗದ ವಿನ್ಯಾಸದಲ್ಲಿ, ಅವರು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ನುಣುಪಾದ ತಳಿಯ ಮೂರು ಮುಖ್ಯ ಘಟಕಗಳ ಮೇಲೆ ಗಮನ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸಿದರು, ಅಂದರೆ, ಡಿಎನ್ಎ, ಆರ್ಎನ್ಎ ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟೀನ್. ಅವರು ಶಾಖದಿಂದ ಕೊಲ್ಲಲ್ಪಟ್ಟ ನುಣುಪಾದ ತಳಿಯ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ಸಾರವನ್ನು ತಯಾರಿಸಿದರು, ಅದರಿಂದ ಲಿಪಿಡ್ಗಳು ಮತ್ತು ಕಾರ್ಬೋಹೈಡ್ರೇಟ್ಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾಯಿತು. ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳು, ಆರ್ಎನ್ಎ ಮತ್ತು ಡಿಎನ್ಎ ಹೊಂದಿರುವ ಸಾರದ ಉಳಿದ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಸಾರವನ್ನು ಮೂರು ಭಾಗಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸುವ ಮೂಲಕ ಮುಂದಿನ ಪ್ರಯೋಗಕ್ಕಾಗಿ ಇರಿಸಿಕೊಳ್ಳಲಾಯಿತು. ಈ ಸಾರಗಳನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾಗಿ ರೈಬೋನ್ಯೂಕ್ಲೀಸ್ (ಆರ್ಎನ್ಎಸ್), ಡೀಆಕ್ಸಿರೈಬೋನ್ಯೂಕ್ಲೀಸ್ (ಡಿಎನ್ಎಸ್) ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟೀಸ್ನಂತಹ ಹೈಡ್ರೋಲೈಟಿಕ್ ಕಿಣ್ವಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಸ್ಕರಿಸಲಾಯಿತು, ಅವುಗಳ ರೂಪಾಂತರ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಕ್ಕಾಗಿ ಕ್ರಮವಾಗಿ ಆರ್ಎನ್ಎ, ಡಿಎನ್ಎ ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟೀನ್ ಅನ್ನು ಕೊಳೆಯಿಸಲು, ಪ್ರತಿ ಕಿಣ್ವ ಸಂಸ್ಕರಿತ ಸಾರವನ್ನು ಒರಟಾದ ತಳಿಯ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ಮೂರು ವಿಭಿನ್ನ ಸಂಸ್ಕೃತಿಗಳಿಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಯಿತು. ಆರ್ಎನ್ಎಸ್ ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟೀಸ್ ಸಂಸ್ಕರಿತ ಸಾರವನ್ನು ಸೇರಿಸಿದ ಕಾಲನಿಗಳಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಡಿಎನ್ಎಸ್ ಸಂಸ್ಕರಿತ ಸಾರವನ್ನು ಸೇರಿಸಿದ ಕಾಲನಿಯಲ್ಲಿ ಒರಟಾದ ತಳಿಯಿಂದ ನುಣುಪಾದ ತಳಿಗೆ ರೂಪಾಂತರವನ್ನು ಗಮನಿಸಲಾಯಿತು. ಈ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಡಿಎನ್ಎ ಸಂಭಾವ್ಯ ರೂಪಾಂತರ ತತ್ತ್ವವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಯಾವುದೇ ಸಂದೇಹವಿಲ್ಲದೆ ಸ್ಥಾಪಿಸಿದವು.

ಪರಿಕಲ್ಪನೆ: ಕೋಶಗಳ ಆನುವಂಶಿಕ ಪದಾರ್ಥವು ಪ್ರೋಟೀನ್ ಅಥವಾ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಕ್ ಆಮ್ಲ (ಡಿಎನ್ಎ ಅಥವಾ ಆರ್ಎನ್ಎ) ಆಗಿರುತ್ತದೆ

ತೀರ್ಮಾನ: ರೂಪಾಂತರಕ್ಕೆ ಡಿಎನ್ಎ ಅಗತ್ಯವಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಇದು ಕೋಶದ ಆನುವಂಶಿಕ ಪದಾರ್ಥವಾಗಿದೆ

ಚಿತ್ರ 7.2: ರೂಪಾಂತರ ತತ್ತ್ವದ ದೃಢೀಕರಣ

7.1.3 ಹರ್ಷಿ - ಚೇಸ್ ಪ್ರಯೋಗ

ನಂತರ, ಆಲ್ಫ್ರೆಡ್ ಹರ್ಷಿ ಮತ್ತು ಮಾರ್ಥಾ ಚೇಸ್ (1952) ಅವರು T2 ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯೋಫೇಜ್ಗಳೊಂದಿಗೆ ನಡೆಸಿದ ಇನ್ನೊಂದು ಪ್ರಯೋಗವು ಡಿಎನ್ಎ ಆನುವಂಶಿಕ ಪದಾರ್ಥವಾಗಿದೆ ಎಂಬುದಕ್ಕೆ ಪುರಾವೆಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸಿತು. ಎಸ್ಚೆರಿಚಿಯಾ ಕೋಲಿ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾವನ್ನು ಸೋಂಕುಗೊಳಿಸುವ T2 ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯೋಫೇಜ್ ವೈರಸ್ ಪ್ರೋಟೀನ್ ಹೊದಿಕೆಯಿಂದ ಆವರಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಡಿಎನ್ಎಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಇದು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾ ಕೋಶವನ್ನು ಸೋಂಕುಗೊಳಿಸಿದಾಗ, ಅದು ಹೊರ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಅಂಟಿಕೊಂಡು ಅದರ ಡಿಎನ್ಎಯನ್ನು ಕೋಶದೊಳಗೆ ಚುಚ್ಚುತ್ತದೆ. T2 ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯೋಫೇಜ್ ಮತ್ತು ಇ. ಕೋಲಿಯೊಂದಿಗೆ ಅವರ ಪ್ರಯೋಗಗಳ ಸರಣಿಯಲ್ಲಿ, ಫೇಜ್ ಕಣಗಳ ಗುಣಾಕಾರಕ್ಕೆ ಯಾವ ಘಟಕವು ಕಾರಣವಾಗಿದೆ, ಡಿಎನ್ಎ ಅಥವಾ ಪ್ರೋಟೀನ್ ಎಂಬುದನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸುವುದು ಉದ್ದೇಶವಾಗಿತ್ತು. ಸುಲಭವಾಗಿ ಗುರುತಿಸಲು, $\mathrm{T} 2$ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯೋಫೇಜ್ಗಳನ್ನು ಆರಂಭದಲ್ಲಿ $E$. ಕೋಲಿಯ ಕಾಲನಿಗಳೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾಗಿ ರೇಡಿಯೋಧಾರ್ಮಿಕ ಫಾಸ್ಫರಸ್ $\left({ }^{32} \mathrm{P}\right)$ ಮತ್ತು ರೇಡಿಯೋಧಾರ್ಮಿಕ ಸಲ್ಫರ್ $\left({ }^{35} \mathrm{S}\right)$ ಹೊಂದಿರುವ ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಬೆಳೆಸಲಾಯಿತು (ಚಿತ್ರ 7.3). ಇದು ಒಂದು ಸೆಟ್ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯೋಫೇಜ್ಗಳನ್ನು ರೇಡಿಯೋಧಾರ್ಮಿಕ ಫಾಸ್ಫರಸ್ $\left({ }^{32} \mathrm{P}\right)$ ನೊಂದಿಗೆ ಮತ್ತು ಇನ್ನೊಂದು ಸೆಟ್ ಅನ್ನು ರೇಡಿಯೋಧಾರ್ಮಿಕ ಸಲ್ಫರ್ $\left({ }^{35} \mathrm{S}\right)$ ನೊಂದಿಗೆ ಲೇಬಲ್ ಮಾಡಲು ಕಾರಣವಾಯಿತು.

${ }^{35} \mathrm{S}$ ಮತ್ತು ${ }^{32} \mathrm{P}$ ಲೇಬಲ್ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟ $\mathrm{T} 2$ ಫೇಜ್ಗಳನ್ನು ಈಗ ಲೇಬಲ್ ಮಾಡದ $E$. ಕೋಲಿ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾ ಕಾಲನಿಯ ಎರಡು ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಸಂಸ್ಕೃತಿಗಳಿಗೆ ಚುಚ್ಚುಮದ್ದು ಮಾಡಲಾಯಿತು. ಸೋಂಕಿನ ನಂತರ, ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾ ಕಾಲನಿಗಳನ್ನು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾ ಕೋಶಗಳ ಹೊರಭಾಗದಿಂದ ಯಾವುದೇ ಉಳಿದ ಫೇಜ್ ಮತ್ತು ಫೇಜ್ ಭಾಗಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ಬ್ಲೆಂಡರ್ನಲ್ಲಿ ಕದಡಲಾಯಿತು. ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳನ್ನು (ಪೆಲೆಟ್ನಲ್ಲಿ ಇರುವ) ಫೇಜ್ ಅವಶೇಷಗಳಿಂದ (ಸೂಪರ್ನ್ಯಾಟೆಂಟ್ನಲ್ಲಿ ಇರುವ) ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲು ಬ್ಲೆಂಡರ್ನ ಮಿಶ್ರಣವನ್ನು ನಂತರ ಸೆಂಟ್ರಿಫ್ಯೂಜ್ ಮಾಡಲಾಯಿತು. ರೇಡಿಯೋಧಾರ್ಮಿಕತೆಯನ್ನು ತೋರಿಸಿದ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾ ಸಂಸ್ಕೃತಿಯ ಪೆಲೆಟ್ಗಳು ರೇಡಿಯೋಧಾರ್ಮಿಕ ಡಿಎನ್ಎ ಹೊಂದಿರುವ ಫೇಜ್ಗಳಿಂದ ಸೋಂಕು ಹೊಂದಿದ್ದವು, ಆದರೆ, ರೇಡಿಯೋಧಾರ್ಮಿಕತೆಯನ್ನು ಸೂಪರ್ನ್ಯಾಟೆಂಟ್ನಲ್ಲಿ ಗಮನಿಸಲಾಯಿತು, ಅದು ${ }^{35} \mathrm{S}$ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯೋಫೇಜ್ನಿಂದ ಸೋಂಕು ಹೊಂದಿತ್ತು. ಇದು ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳು ಫೇಜ್ನಿಂದ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳೊಳಗೆ ಪ್ರವೇಶಿಸಲಿಲ್ಲ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾ ಕೋಶದೊಳಗೆ ಪ್ರವೇಶಿಸುವ ಪದಾರ್ಥ, ಅಂದರೆ, ಡಿಎನ್ಎ ಆನುವಂಶಿಕ ಪದಾರ್ಥವಾಗಿರಬಹುದು ಎಂದು ತೀರ್ಮಾನಿಸಲಾಯಿತು.

ಮೇಲಿನ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಡಿಎನ್ಎ ಆನುವಂಶಿಕ ಪದಾರ್ಥವಾಗಿದೆ ಎಂಬುದಕ್ಕೆ ಬಲವಾದ ಪುರಾವೆಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸಿದರೂ, ಡಿಎನ್ಎ ಅಣುವೇ ಆನುವಂಶಿಕ ಮಾಹಿತಿಯ ಭಂಡಾರವಾಗಿದೆ ಎಂಬುದು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿರಲಿಲ್ಲ. ಎರ್ವಿನ್ ಚಾರ್ಗಾಫ್, ಮಾರಿಸ್ ವಿಲ್ಕಿನ್ಸ್, ರೋಸಲಿಂಡ್ ಫ್ರಾಂಕ್ಲಿನ್, ಜೇಮ್ಸ್ ವಾಟ್ಸನ್ ಮತ್ತು ಫ್ರಾನ್ಸಿಸ್ ಕ್ರಿಕ್ ಅವರು ನಡೆಸಿದ ನಂತರದ ಅಧ್ಯಯನಗಳು ಡಿಎನ್ಎ ರಚನೆಯ ಆವಿಷ್ಕಾರಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾದವು, ಡಿಎನ್ಎ ಹೇಗೆ ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಎನ್ಕೋಡ್ ಮಾಡಬಹುದು ಎಂಬುದನ್ನು ಸ್ಪಷ್ಟಪಡಿಸಿದವು (ಅಧ್ಯಾಯ 3 ರಲ್ಲಿ ವಿವರಿಸಲಾಗಿದೆ).

$\hspace{3.5cm}$ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯೋಫೇಜ್ಗಳು

ಚಿತ್ರ 7.3: ಹರ್ಷಿ-ಚೇಸ್ ಪ್ರಯೋಗ

7.2 ಪ್ರೋಕ್ಯಾರಿಯೋಟಿಕ್ ಮತ್ತು ಯೂಕ್ಯಾರಿಯೋಟಿಕ್ ಜೀನ್ ಸಂಘಟನೆ

ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಪೋಷಕರಿಂದ ಸಂತತಿಗೆ ‘ಜೀನ್ ಘಟಕ’ವಾಗಿ ಹರಡುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಕೆಲವು ವೈರಸ್ಗಳನ್ನು ಹೊರತುಪಡಿಸಿ ಎಲ್ಲಾ ಜೀವಿಗಳಲ್ಲಿ ಡಿಎನ್ಎ ಆನುವಂಶಿಕ ಪದಾರ್ಥವಾಗಿದೆ (ಅಲ್ಲಿ ಆನುವಂಶಿಕ ಪದಾರ್ಥವು ಆರ್ಎನ್ಎ ಆಗಿರುತ್ತದೆ) ಎಂಬುದು ಚೆನ್ನಾಗಿ ಅರ್ಥವಾಗಿದೆ. ಇದು ಜೀನ್ನ ಸಂಘಟನೆಯ ಬಗ್ಗೆ ಪ್ರಶ್ನೆಯನ್ನು ಎತ್ತಿತು, ಈ ಸಂಘಟನೆಯು ಪ್ರೋಕ್ಯಾರಿಯೋಟ್ಗಳಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಯೂಕ್ಯಾರಿಯೋಟ್ಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದೇ ರೀತಿಯಾಗಿದೆಯೇ ಮತ್ತು ಅದು ಆಣ್ವಿಕ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಹೇಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ? ಜೀನ್ ಆನುವಂಶಿಕತೆಯ ಘಟಕವಾಗಿದ್ದು, ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಗುಣಲಕ್ಷಣ ಅಥವಾ ಲಕ್ಷಣವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆಲೀಲ್ಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಪರ್ಯಾಯ ರೂಪಗಳಲ್ಲಿ ಕೂಡ ವ್ಯಕ್ತವಾಗಬಹುದು. ಬೇರೆ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಜೀನ್ ಡಿಎನ್ಎಯ ಒಂದು ಭಾಗವಾಗಿದ್ದು, ಆರ್ಎನ್ಎ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಮೂಲಕ ಪಾಲಿಪೆಪ್ಟೈಡ್ ಸರಪಳಿಯ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಮೂಲಕ ತನ್ನನ್ನು ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಆಣ್ವಿಕ ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರದ ‘ಕೇಂದ್ರ ಸಿದ್ಧಾಂತ’ ಎಂದು ತಿಳಿದುಬಂದಿದೆ.

ಆರಂಭದಲ್ಲಿ, 1900 ರಲ್ಲಿ ಮೆಂಡೆಲ್ನ ಆನುವಂಶಿಕತೆಯ ತತ್ತ್ವದ ಮರು-ಆವಿಷ್ಕಾರದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಅಥವಾ ಲಕ್ಷಣಗಳು ಜೀನ್ನಿಂದ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ ಎಂದು ಸ್ಥಾಪಿಸಲಾಯಿತು, ಮತ್ತು ಸಸ್ಯಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರಾಣಿಗಳೆರಡರಲ್ಲೂ ನಂತರದ ಸಂಶೋಧನೆಗಳ ಸರಣಿಯು ಲಕ್ಷಣಗಳು ಅಥವಾ ವಿಶೇಷತೆಗಳು ಕೆಲವು ಅಂತರ್ಗತ ತತ್ತ್ವಗಳಿಂದ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ ಎಂಬ ಅಂಶವನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸಿತು, ಅವುಗಳನ್ನು ಒಂದು ಪೀಳಿಗೆಯಿಂದ ಇನ್ನೊಂದಕ್ಕೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಅಥವಾ ಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಅಂಶ ಅಥವಾ ಅಂತರ್ಗತ ಘಟಕವನ್ನು ನಂತರ 1909 ರಲ್ಲಿ ವಿಲ್ಹೆಲ್ಮ್ ಜೊಹಾನ್ಸೆನ್ ‘ಜೀನ್’ ಎಂದು ಹೆಸರಿಸಿದರು.

ಜೀನ್ನ ಸ್ವರೂಪ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಇಪ್ಪತ್ತನೇ ಶತಮಾನದ ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಸಮುದಾಯದ ಮುಖ್ಯ ಗಮನಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿತ್ತು. 1930 ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಜಾರ್ಜ್ ಬೀಡಲ್ ಮತ್ತು ಎಡ್ವರ್ಡ್ ಟೇಟಮ್ ಅವರ ಕೆಲಸವು ನ್ಯೂರೋಸ್ಪೋರಾ ಕ್ರಾಸ್ಸಾ ಬೂಸ್ಟಿನ ಮೇಲೆ ಒಂದು ಕಿಣ್ವದ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಜೀನ್ನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡಿತು.

ನ್ಯೂರೋಸ್ಪೋರಾ ಕ್ರಾಸ್ಸಾ ಬೂಸ್ಟು ಸರಳ ಸಕ್ಕರೆ, ಅಕಾರ್ಬನಿಕ ಲವಣಗಳು ಮತ್ತು ವಿಟಮಿನ್ ಬಯೋಟಿನ್ ಹೊಂದಿರುವ ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಬಹಳ ಸುಲಭವಾಗಿ ಬೆಳೆಯಬಹುದು ಎಂಬ ಗುಣಲಕ್ಷಣವನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ, ಬೀಡಲ್ ಮತ್ತು ಟೇಟಮ್ ಈ ಜೀವಿಯು ಇತರ ಅಗತ್ಯ ಅಮೈನೋ ಆಮ್ಲಗಳು ಮತ್ತು ನೈಟ್ರೋಜನಸ್ ಬೇಸ್ಗಳನ್ನು ಸ್ವತಃ ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಬಹುದು ಎಂಬ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಪ್ರಯೋಗ ನಡೆಸಿದರು (ಚಿತ್ರ 7.4). ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯು ಕಿಣ್ವಗಳಿಂದ ಮಧ್ಯಸ್ಥಿಕೆ ವಹಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ಪರಿಗಣಿಸಲಾಯಿತು, ಅವುಗಳನ್ನು ಆನುವಂಶಿಕ ನಿಯಂತ್ರಣದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರಯೋಗದ ವಿನ್ಯಾಸವು ಬಹಳ ಸರಳವಾಗಿತ್ತು, ಇದರಲ್ಲಿ ಕೋನಿಡಿಯಾ, ಅಂದರೆ, ಅಲೈಂಗಿಕ ಬೀಜಕಗಳನ್ನು X-ಕಿರಣದಿಂದ ವಿಕಿರಣಗೊಳಿಸಿ ರೂಪಾಂತರವನ್ನು ಪ್ರೇರೇಪಿಸಲಾಯಿತು (ಚಿತ್ರ 7.4). ವಿಕಿರಣಗೊಳಿಸಿದ ಬೀಜಕಗಳಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾದ ಸಂತತಿಯನ್ನು ಕೆಲವು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಕನಿಷ್ಠ ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಬೆಳೆಸುವ ಮೂಲಕ ಗುರುತಿಸಲಾಯಿತು. ರೂಪಾಂತರದೊಂದಿಗೆ ತಳಿಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸುವ ಉದ್ದೇಶಕ್ಕಾಗಿ, ವಿಕಿರಣಗೊಳಿಸಿದ ಬೀಜಕಗಳ ಸಂತತಿಯನ್ನು ಕಾಡು ಪ್ರಕಾರದೊಂದಿಗೆ ಅಡ್ಡಹಾಯಿಸಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ನಂತರದ ಸಂತತಿಯನ್ನು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಅಮೈನೋ ಆಮ್ಲ ಅಥವಾ ವಿಟಮಿನ್ಗಾಗಿ ಕನಿಷ್ಠ ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಬೆಳೆಸುವ ಮೂಲಗಿ ರೂಪಾಂತರ ತಳಿಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸಲಾಯಿತು (ಎಲ್ಲಾ ಅಮೈನೋ ಆಮ್ಲಗಳು, ನೈಟ್ರೋಜನಸ್ ಬೇಸ್ಗಳು ಮತ್ತು ವಿಟಮಿನ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಸಂಸ್ಕೃತಿ ಮಾಧ್ಯಮ, ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ವಿಟಮಿನ್ ಅಥವಾ ಅಮೈನೋ ಆಮ್ಲವನ್ನು ಹೊರತುಪಡಿಸಿ). ಅವರಿಂದ ಅನೇಕ ಅಂತಹ ರೂಪಾಂತರಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ಪ್ರತಿ ರೂಪಾಂತರವು, ವಾಸ್ತವವಾಗಿ, ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಕಿಣ್ವದ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸದ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಆನುವಂಶಿಕವಾಗಿ ಸ್ಥಾಪಿಸಲಾಯಿತು.

ಚಿತ್ರ 7.4: ನ್ಯೂರೋಸ್ಪೋರಾದಲ್ಲಿ ರೂಪಾಂತರದ ಪತ್ತೆಹಚ್ಚುವಿಕೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುವ ಪ್ರಯೋಗ

ನಂತರ, ಎಲ್ಲಾ ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳು ಒಂದೇ ಪಾಲಿಪೆಪ್ಟೈಡ್ನಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿಲ್ಲ ಆದರೆ ಒಂದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಪಾಲಿಪೆಪ್ಟೈಡ್ ಸರಪಳಿಯಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ ಎಂದು ಗಮನಿಸಲಾಯಿತು. ಒಂದು ಜೀನ್ ಒಂದು ಪಾಲಿಪೆಪ್ಟೈಡ್ ಅನ್ನು ಎನ್ಕೋಡ್ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಎಂಬ ಅಂಶ; ಕೇಂದ್ರ ಸಿದ್ಧಾಂತವು ಒಂದು ಜೀನ್ ಒಂದು ಪ್ರೋಟೀನ್ ನಿಂದ, ಒಂದು ಜೀನ್ ಒಂದು ಪಾಲಿಪೆಪ್ಟೈಡ್ ಗೆ ಸಹ ಮಾರ್ಪಾಡಾಗಿದೆ.

ಸುಮಾರು ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ 1940 ರ ದಶಕದ ಆರಂಭದಲ್ಲಿ, ಕ್ರೋಮಟಿನ್ ನಾರಿನ ಸೈಟೋಲಾಜಿಕಲ್ ತನಿಖೆಗಳು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕದ ಮೂಲಕ ಸ್ಟ್ರಿಂಗ್ನ ಮೇಲೆ ಮಣಿಯಂತಹ ರಚನೆಯನ್ನು (ಚಿತ್ರ 7.5) ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸಿತು ಮತ್ತು ಪ್ರತಿ ಮಣಿಯು ಬಹುಶಃ ಒಂದು ಜೀನ್ ಅನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ತಕ್ಷಣವೇ ತೀರ್ಮಾನಿಸಲಾಯಿತು.

ಚಿತ್ರ 7.5: ಕ್ರೋಮಟಿನ್ನ ಸ್ಟ್ರಿಂಗ್ನ ಮೇಲೆ ಮಣಿಗಳ ರಚನೆ

ನಂತರದ ತನಿಖೆಗಳು ಪ್ರತಿ ಮಣಿಯು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಸೋಮ್ (ಹಿಸ್ಟೋನ್ ಆಕ್ಟಮರ್ನ ಕೋರ್ ಮತ್ತು $146 \mathrm{~bp}$ ನ ಡಬಲ್ ಸ್ಟ್ರಾಂಡೆಡ್ ಡಿಎನ್ಎಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ) ಮತ್ತು ಎರಡು ಮಣಿಗಳ ನಡುವಿನ ಸ್ಟ್ರಿಂಗ್, ಲಿಂಕರ್ ಡಿಎನ್ಎ ಎಂದು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸಿದವು. ಪ್ರತಿ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಸೋಮ್ ಅದರ ಲಿಂಕರ್ ಪ್ರದೇಶದೊಂದಿಗೆ ಸರಿಸುಮಾರು $200 \mathrm{~bp}$ ಒಳಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸಹ ಸ್ಥಾಪಿಸಲಾಯಿತು. ಇದನ್ನು ಜೀನ್ ಎಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ, ಏಕೆಂದರೆ ಅನೇಕ ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ ಜೀನ್ಗಳ ಗಾತ್ರವು 200 ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ