ಹಿಂದಿನ ಅಧ್ಯಾಯದಲ್ಲಿ, ನೀವು ಆನುವಂಶಿಕತೆಯ ಮಾದರಿಗಳು ಮತ್ತು ಅಂತಹ ಮಾದರಿಗಳ ಆನುವಂಶಿಕ ಆಧಾರವನ್ನು ಕಲಿತಿದ್ದೀರಿ. ಮೆಂಡೆಲ್ ಕಾಲದಲ್ಲಿ, ಆನುವಂಶಿಕತೆಯ ಮಾದರಿಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಆ ‘ಅಂಶಗಳ’ ಸ್ವರೂಪ ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿರಲಿಲ್ಲ. ಮುಂದಿನ ನೂರು ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ, ಊಹಿತ ಆನುವಂಶಿಕ ಪದಾರ್ಥದ ಸ್ವರೂಪವನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ಡಿಎನ್ಎ - ಡೀಆಕ್ಸಿರೈಬೋ ನ್ಯೂಕ್ಲೀಯಿಕ್ ಆಮ್ಲ - ಆನುವಂಶಿಕ ಪದಾರ್ಥವಾಗಿದೆ ಎಂಬ ತೀರ್ಮಾನಕ್ಕೆ ಬರಲಾಯಿತು, ಕನಿಷ್ಠ ಬಹುತೇಕ ಜೀವಿಗಳಿಗೆ. XI ತರಗತಿಯಲ್ಲಿ ನ್ಯೂಕ್ಲೀಯಿಕ್ ಆಮ್ಲಗಳು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ಗಳ ಬಹುಬೃಹತ್ ಅಣುಗಳು ಎಂದು ನೀವು ಕಲಿತಿದ್ದೀರಿ.

ಡೀಆಕ್ಸಿರೈಬೋ ನ್ಯೂಕ್ಲೀಯಿಕ್ ಆಮ್ಲ (ಡಿಎನ್ಎ) ಮತ್ತು ರೈಬೋ ನ್ಯೂಕ್ಲೀಯಿಕ್ ಆಮ್ಲ (ಆರ್ಎನ್ಎ) ಜೀವಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುವ ಎರಡು ವಿಧದ ನ್ಯೂಕ್ಲೀಯಿಕ್ ಆಮ್ಲಗಳು. ಡಿಎನ್ಎ ಬಹುತೇಕ ಜೀವಿಗಳಲ್ಲಿ ಆನುವಂಶಿಕ ಪದಾರ್ಥವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಆರ್ಎನ್ಎ ಕೆಲವು ವೈರಸ್ಗಳಲ್ಲಿ ಆನುವಂಶಿಕ ಪದಾರ್ಥವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಿದರೂ, ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಸಂದೇಶವಾಹಕವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಆರ್ಎನ್ಎಗೆ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಪಾತ್ರಗಳೂ ಇವೆ. ಇದು ಅಡಾಪ್ಟರ್, ರಚನಾತ್ಮಕ ಮತ್ತು ಕೆಲವು ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ ಉತ್ಕರ್ಷಕ ಅಣುವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. XI ತರಗತಿಯಲ್ಲಿ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ಗಳ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಈ ಏಕಾಣು ಘಟಕಗಳು ನ್ಯೂಕ್ಲೀಯಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಬಹುಬೃಹತ್ ಅಣುಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಹೇಗೆ ಸಂಯೋಜಿತವಾಗಿವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ನೀವು ಈಗಾಗಲೇ ಕಲಿತಿದ್ದೀರಿ. ಈ ಅಧ್ಯಾಯದಲ್ಲಿ ನಾವು ಡಿಎನ್ಎಯ ರಚನೆ, ಅದರ ಪ್ರತಿಕೃತಿ, ಡಿಎನ್ಎಯಿಂದ ಆರ್ಎನ್ಎ ತಯಾರಿಸುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ (ಸಂಕೇತನ), ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳಲ್ಲಿ ಅಮೈನೋ ಆಮ್ಲಗಳ ಅನುಕ್ರಮವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುವ ಆನುವಂಶಿಕ ಸಂಕೇತ, ಪ್ರೋಟೀನ್ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ (ಭಾಷಾಂತರ) ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ನಿಯಂತ್ರಣದ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಆಧಾರವನ್ನು ಚರ್ಚಿಸಲಿದ್ದೇವೆ. ಕಳೆದ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಮಾನವ ಜೀನೋಮ್ನ ಸಂಪೂರ್ಣ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ ಅನುಕ್ರಮದ ನಿರ್ಣಯವು ಜೀನೋಮಿಕ್ಸ್ನ ಹೊಸ ಯುಗವನ್ನು ಆರಂಭಿಸಿದೆ. ಕೊನೆಯ ವಿಭಾಗದಲ್ಲಿ, ಮಾನವ ಜೀನೋಮ್ ಅನುಕ್ರಮಣದ ಮೂಲಭೂತ ಅಂಶಗಳು ಮತ್ತು ಅದರ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಸಹ ಚರ್ಚಿಸಲಾಗುವುದು.

ಜೀವಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಆಸಕ್ತಿದಾಯಕ ಅಣುವಿನ ರಚನೆಯನ್ನು ಮೊದಲು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವ ಮೂಲಕ ನಮ್ಮ ಚರ್ಚೆಯನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಸೋಣ, ಅದು ಡಿಎನ್ಎ. ನಂತರದ ವಿಭಾಗಗಳಲ್ಲಿ, ಅದು ಅತ್ಯಂತ ಸಮೃದ್ಧವಾದ ಆನುವಂಶಿಕ ಪದಾರ್ಥವಾಗಿರುವುದು ಏಕೆ ಮತ್ತು ಆರ್ಎನ್ಎಯೊಂದಿಗೆ ಅದರ ಸಂಬಂಧವೇನು ಎಂಬುದನ್ನು ನಾವು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುತ್ತೇವೆ.

6.1 ಡಿಎನ್ಎ

ಡಿಎನ್ಎ ಡೀಆಕ್ಸಿರೈಬೋ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ಗಳ ಉದ್ದನೆಯ ಬಹುಬೃಹತ್ ಅಣುವಾಗಿದೆ. ಡಿಎನ್ಎಯ ಉದ್ದವನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅದರಲ್ಲಿರುವ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯಾಗಿ (ಅಥವಾ ಬೇಸ್ ಜೋಡಿಗಳೆಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ ಜೋಡಿ) ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಜೀವಿಯ ಲಕ್ಷಣವೂ ಆಗಿದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, φ ×174 ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯೋಫೇಜ್ 5386 ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯೋಫೇಜ್ ಲ್ಯಾಂಬ್ಡಾ 48502 ಬೇಸ್ ಜೋಡಿಗಳನ್ನು (bp) ಹೊಂದಿದೆ, ಎಶ್ಚೆರಿಚಿಯಾ ಕೋಲಿ 4.6 × 106 bp ಹೊಂದಿದೆ, ಮತ್ತು ಮಾನವ ಡಿಎನ್ಎಯ ಅರ್ಧಸಂಪೂರ್ಣ ಅಂಶ 3.3 × 109 bp ಆಗಿದೆ. ಅಂತಹ ಉದ್ದನೆಯ ಬಹುಬೃಹತ್ ಅಣುವಿನ ರಚನೆಯನ್ನು ಚರ್ಚಿಸೋಣ.

6.1.1 ಬಹುನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ ಸರಪಳಿಯ ರಚನೆ

ಬಹುನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ ಸರಪಳಿಯ (ಡಿಎನ್ಎ ಅಥವಾ ಆರ್ಎನ್ಎ) ರಾಸಾಯನಿಕ ರಚನೆಯನ್ನು ಪುನರಾವರ್ತಿಸೋಣ. ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ ಮೂರು ಘಟಕಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ - ನೈಟ್ರೋಜನಸ್ ಬೇಸ್, ಪೆಂಟೋಸ್ ಸಕ್ಕರೆ (ಆರ್ಎನ್ಎಯ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ರೈಬೋಸ್, ಮತ್ತು ಡಿಎನ್ಎಗೆ ಡೀಆಕ್ಸಿರೈಬೋಸ್), ಮತ್ತು ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಗುಂಪು. ಎರಡು ವಿಧದ ನೈಟ್ರೋಜನಸ್ ಬೇಸ್ಗಳಿವೆ - ಪ್ಯೂರಿನ್ಗಳು (ಅಡೆನೈನ್ ಮತ್ತು ಗ್ವಾನಿನ್), ಮತ್ತು ಪಿರಿಮಿಡಿನ್ಗಳು (ಸೈಟೋಸಿನ್, ಯುರಾಸಿಲ್ ಮತ್ತು ಥೈಮಿನ್). ಸೈಟೋಸಿನ್ ಡಿಎನ್ಎ ಮತ್ತು ಆರ್ಎನ್ಎ ಎರಡಕ್ಕೂ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಥೈಮಿನ್ ಡಿಎನ್ಎಯಲ್ಲಿ ಇರುತ್ತದೆ. ಯುರಾಸಿಲ್ ಆರ್ಎನ್ಎಯಲ್ಲಿ ಥೈಮಿನ್ ಸ್ಥಾನದಲ್ಲಿ ಇರುತ್ತದೆ. ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಸೈಡ್ ರೂಪಿಸಲು, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಅಡೆನೋಸಿನ್ ಅಥವಾ ಡೀಆಕ್ಸಿಅಡೆನೋಸಿನ್, ಗ್ವಾನೋಸಿನ್ ಅಥವಾ ಡೀಆಕ್ಸಿಗ್ವಾನೋಸಿನ್, ಸೈಟಿಡಿನ್ ಅಥವಾ ಡೀಆಕ್ಸಿಸೈಟಿಡಿನ್ ಮತ್ತು ಯುರಿಡಿನ್ ಅಥವಾ ಡೀಆಕ್ಸಿಥೈಮಿಡಿನ್, ನೈಟ್ರೋಜನಸ್ ಬೇಸ್ ಅನ್ನು 1’ C ಪೆಂಟೋಸ್ ಸಕ್ಕರೆಯ OH ಗೆ N-ಗ್ಲೈಕೋಸಿಡಿಕ್ ಬಂಧದ ಮೂಲಕ ಜೋಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಗುಂಪನ್ನು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಸೈಡ್ನ 5’ C ಯ OH ಗೆ ಫಾಸ್ಫೋಎಸ್ಟರ್ ಬಂಧದ ಮೂಲಕ ಜೋಡಿಸಿದಾಗ, ಅನುಗುಣವಾದ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ (ಅಥವಾ ಇರುವ ಸಕ್ಕರೆಯ ಪ್ರಕಾರವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ ಡೀಆಕ್ಸಿನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್) ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಎರಡು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ಗಳನ್ನು 3’-5’ ಫಾಸ್ಫೋಡೈಎಸ್ಟರ್ ಬಂಧದ ಮೂಲಕ ಜೋಡಿಸಿ ಡೈನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ ರೂಪಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ಗಳನ್ನು ಈ ರೀತಿ ಸೇರಿಸಿ ಬಹುನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ ಸರಪಳಿಯನ್ನು ರೂಪಿಸಬಹುದು. ಈ ರೀತಿ ರೂಪುಗೊಂಡ ಬಹುಬೃಹತ್ ಅಣುವಿನ ಒಂದು ತುದಿಯಲ್ಲಿ ಸಕ್ಕರೆಯ 5’ -ತುದಿಯಲ್ಲಿ ಉಚಿತ ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಭಾಗವಿದೆ, ಅದನ್ನು ಬಹುನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ ಸರಪಳಿಯ 5’-ತುದಿ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅಂತೆಯೇ, ಬಹುಬೃಹತ್ ಅಣುವಿನ ಇನ್ನೊಂದು ತುದಿಯಲ್ಲಿ ಸಕ್ಕರೆಯು 3’ C ಗುಂಪಿನ ಉಚಿತ OH ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಅದನ್ನು ಬಹುನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ ಸರಪಳಿಯ 3’ - ತುದಿ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಬಹುನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ ಸರಪಳಿಯ ಬೆನ್ನೆಲುಬನ್ನು ಸಕ್ಕರೆ ಮತ್ತು ಫಾಸ್ಫೇಟ್ಗಳಿಂದ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಸಕ್ಕರೆ ಭಾಗಕ್ಕೆ ಜೋಡಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ನೈಟ್ರೋಜನಸ್ ಬೇಸ್ಗಳು ಬೆನ್ನೆಲುಬಿನಿಂದ ಚಾಚಿಕೊಂಡಿರುತ್ತವೆ (ಚಿತ್ರ 6.1).

ಚಿತ್ರ 6.1 ಒಂದು ಬಹುನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ ಸರಪಳಿ

ಆರ್ಎನ್ಎಯಲ್ಲಿ, ಪ್ರತಿ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ ಅವಶೇಷವು ರೈಬೋಸ್ನ 2’ -ಸ್ಥಾನದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚುವರಿ –OH ಗುಂಪನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಹಾಗೆಯೇ, ಆರ್ಎನ್ಎಯಲ್ಲಿ ಯುರಾಸಿಲ್ ಥೈಮಿನ್ ಸ್ಥಾನದಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ (5-ಮೀಥೈಲ್ ಯುರಾಸಿಲ್, ಥೈಮಿನ್ಗೆ ಇನ್ನೊಂದು ರಾಸಾಯನಿಕ ಹೆಸರು).

ಕೇಂದ್ರಕದಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲೀಯ ಪದಾರ್ಥವಾಗಿ ಡಿಎನ್ಎಯನ್ನು ಮೊದಲು ಫ್ರೀಡ್ರಿಕ್ ಮೀಶ್ಚರ್ 1869 ರಲ್ಲಿ ಗುರುತಿಸಿದರು. ಅವರು ಅದನ್ನು ‘ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಿನ್’ ಎಂದು ಹೆಸರಿಸಿದರು. ಆದರೆ, ಅಂತಹ ಉದ್ದನೆಯ ಬಹುಬೃಹತ್ ಅಣುವನ್ನು ಸಮಗ್ರವಾಗಿ ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸುವ ತಾಂತ್ರಿಕ ಮಿತಿಯಿಂದಾಗಿ, ಡಿಎನ್ಎಯ ರಚನೆಯ ಸ್ಪಷ್ಟೀಕರಣ ಬಹಳ ಸಮಯದವರೆಗೆ ದುರ್ಲಭವಾಗಿತ್ತು. 1953 ರಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಜೇಮ್ಸ್ ವಾಟ್ಸನ್ ಮತ್ತು ಫ್ರಾನ್ಸಿಸ್ ಕ್ರಿಕ್, ಮಾರಿಸ್ ವಿಲ್ಕಿನ್ಸ್ ಮತ್ತು ರೋಸಲಿಂಡ್ ಫ್ರಾಂಕ್ಲಿನ್ ನಿರ್ಮಿಸಿದ ಎಕ್ಸ್-ಕಿರಣ ವಿವರ್ತನೆ ದತ್ತಾಂಶದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, ಡಿಎನ್ಎಯ ರಚನೆಗೆ ಅತ್ಯಂತ ಸರಳ ಆದರೆ ಪ್ರಸಿದ್ಧ ಡಬಲ್ ಹೆಲಿಕ್ಸ್ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದರು. ಅವರ ಪ್ರಸ್ತಾಪದ ಒಂದು ವಿಶಿಷ್ಟ ಲಕ್ಷಣವೆಂದರೆ ಎರಡು ಬಹುನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ ಸರಪಳಿಗಳ ನಡುವಿನ ಬೇಸ್ ಜೋಡಣೆ. ಆದರೆ, ಈ ಪ್ರಸ್ತಾಪವು ಎರ್ವಿನ್ ಚಾರ್ಗಾಫ್ನ ವೀಕ್ಷಣೆಯನ್ನೂ ಆಧರಿಸಿತ್ತು, ಅದು ಎರಡು ಪಟ್ಟೆಗಳಿರುವ ಡಿಎನ್ಎಗೆ, ಅಡೆನೈನ್ ಮತ್ತು ಥೈಮಿನ್ ಮತ್ತು ಗ್ವಾನಿನ್ ಮತ್ತು ಸೈಟೋಸಿನ್ ನಡುವಿನ ಅನುಪಾತಗಳು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಒಂದಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತವೆ.

ಬೇಸ್ ಜೋಡಣೆಯು ಬಹುನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ ಸರಪಳಿಗಳಿಗೆ ಅತ್ಯಂತ ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಗುಣವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಅವು ಪರಸ್ಪರ ಪೂರಕವಾಗಿವೆ ಎಂದು ಹೇಳಲಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಒಂದು ಪಟ್ಟಿಯಲ್ಲಿನ ಬೇಸ್ಗಳ ಅನುಕ್ರಮ ತಿಳಿದಿದ್ದರೆ ಇನ್ನೊಂದು ಪಟ್ಟಿಯಲ್ಲಿನ ಅನುಕ್ರಮವನ್ನು ಊಹಿಸಬಹುದು. ಹಾಗೆಯೇ, ಡಿಎನ್ಎಯಿಂದ ಪ್ರತಿ ಪಟ್ಟಿಯೂ (ಅದನ್ನು ಪಿತೃ ಡಿಎನ್ಎ ಎಂದು ಕರೆಯೋಣ) ಹೊಸ ಪಟ್ಟಿಯ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಗೆ ಮಾದರಿಯಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಿದರೆ, ಹೀಗೆ ಉತ್ಪಾದಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಎರಡು ದ್ವಿ-ಪಟ್ಟೆ ಡಿಎನ್ಎಗಳು (ಅವುಗಳನ್ನು ಸಂತಾನ ಡಿಎನ್ಎ ಎಂದು ಕರೆಯೋಣ) ಪಿತೃ ಡಿಎನ್ಎ ಅಣುವಿಗೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಇದರ ಕಾರಣ, ಡಿಎನ್ಎಯ ರಚನೆಯ ಆನುವಂಶಿಕ ಪರಿಣಾಮಗಳು ಬಹಳ ಸ್ಪಷ್ಟವಾದವು.

ಡಿಎನ್ಎಯ ಡಬಲ್-ಹೆಲಿಕ್ಸ್ ರಚನೆಯ ಮುಖ್ಯ ಲಕ್ಷಣಗಳು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತಿವೆ:

(i) ಇದು ಎರಡು ಬಹುನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ ಸರಪಳಿಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ, ಇಲ್ಲಿ ಬೆನ್ನೆಲುಬನ್ನು ಸಕ್ಕರೆ-ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ರಚಿಸುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಬೇಸ್ಗಳು ಒಳಗೆ ಚಾಚಿಕೊಂಡಿರುತ್ತವೆ.

(ii) ಎರಡು ಸರಪಳಿಗಳು ವಿರುದ್ಧ ದಿಕ್ಕಿನ ಧ್ರುವೀಯತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಅಂದರೆ, ಒಂದು ಸರಪಳಿಯು 5’ à3’ ಧ್ರುವೀಯತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೆ, ಇನ್ನೊಂದು 3 ’ à5 ’ ಧ್ರುವೀಯತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.

(iii) ಎರಡು ಪಟ್ಟೆಗಳಲ್ಲಿನ ಬೇಸ್ಗಳು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧದ (H-ಬಂಧಗಳ) ಮೂಲಕ ಜೋಡಿಸಲ್ಪಟ್ಟು ಬೇಸ್ ಜೋಡಿಗಳನ್ನು (bp) ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ. ಅಡೆನೈನ್ ಎದುರು ಪಟ್ಟಿಯಿಂದ ಥೈಮಿನ್ನೊಂದಿಗೆ ಎರಡು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಯಾಗಿ. ಅಂತೆಯೇ, ಗ್ವಾನಿನ್ ಸೈಟೋಸಿನ್ನೊಂದಿಗೆ ಮೂರು H-ಬಂಧಗಳಿಂದ ಬಂಧಿತವಾಗಿದೆ. ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಯಾವಾಗಲೂ ಪ್ಯೂರಿನ್ ಪಿರಿಮಿಡಿನ್ಗೆ ಎದುರಾಗಿ ಬರುತ್ತದೆ. ಇದು ಹೆಲಿಕ್ಸ್ನ ಎರಡು ಪಟ್ಟೆಗಳ ನಡುವೆ ಸರಿಸುಮಾರು ಏಕರೂಪದ ದೂರವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ (ಚಿತ್ರ 6.2).

ಚಿತ್ರ 6.2 ದ್ವಿ-ಪಟ್ಟೆ ಬಹುನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ ಸರಪಳಿ

(iv) ಎರಡು ಸರಪಳಿಗಳು ಬಲ-ಗುಂಡಿಗೆಯ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಸುತ್ತಿಕೊಂಡಿವೆ. ಹೆಲಿಕ್ಸ್ನ ಪಿಚ್ 3.4 nm ಆಗಿದೆ (ನ್ಯಾನೋಮೀಟರ್ ಒಂದು ಮೀಟರ್ನ ಒಂದು ಬಿಲಿಯನ್ ಭಾಗ, ಅಂದರೆ 10-9 m) ಮತ್ತು ಪ್ರತಿ ತಿರುವಿನಲ್ಲಿ ಸರಿಸುಮಾರು 10 bp ಇರುತ್ತವೆ. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಹೆಲಿಕ್ಸ್ನಲ್ಲಿ bp ನಡುವಿನ ದೂರ ಸರಿಸುಮಾರು 0.34 nm ಆಗಿದೆ.

(v) ಒಂದು ಬೇಸ್ ಜೋಡಿಯ ಸಮತಲವು ಡಬಲ್ ಹೆಲಿಕ್ಸ್ನಲ್ಲಿ ಇನ್ನೊಂದರ ಮೇಲೆ ರಾಶಿಯಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು, H-ಬಂಧಗಳ ಜೊತೆಗೆ, ಸುರುಳಿಯಾಕಾರದ ರಚನೆಯ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ (ಚಿತ್ರ 6.3).

ಚಿತ್ರ 6.3 ಡಿಎನ್ಎ ದ್ವಿ ಸುರುಳಿ

ಪ್ಯೂರಿನ್ಗಳು ಮತ್ತು ಪಿರಿಮಿಡಿನ್ಗಳ ರಚನೆಯನ್ನು ಹೋಲಿಕೆ ಮಾಡಿ. ಡಿಎನ್ಎಯಲ್ಲಿ ಎರಡು ಬಹುನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ ಸರಪಳಿಗಳ ನಡುವಿನ ದೂರ ಏಕೆ ಸುಮಾರು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ನೀವು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಬಹುದೇ?

ಡಿಎನ್ಎಗೆ ದ್ವಿ ಸುರುಳಿ ರಚನೆಯ ಪ್ರಸ್ತಾಪ ಮತ್ತು ಅದರ ಸರಳತೆಯು ಆನುವಂಶಿಕ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ವಿವರಿಸುವಲ್ಲಿ ಕ್ರಾಂತಿಕಾರಕವಾಯಿತು. ಬಹಳ ಬೇಗ, ಫ್ರಾನ್ಸಿಸ್ ಕ್ರಿಕ್ ಆಣವಿಕ ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಕೇಂದ್ರ ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದರು, ಅದು ಆನುವಂಶಿಕ ಮಾಹಿತಿಯು ಡಿಎನ್ಎ $\rightarrow$ ಆರ್ಎನ್ಎ $\rightarrow$ ಪ್ರೋಟೀನ್ ಮೂಲಕ ಹರಿಯುತ್ತದೆ ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತದೆ.

ಕೆಲವು ವೈರಸ್ಗಳಲ್ಲಿ ಮಾಹಿತಿಯ ಹರಿವು ವಿಲೋಮ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ, ಆರ್ಎನ್ಎಯಿಂದ ಡಿಎನ್ಎಗೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಸರಳ ಹೆಸರನ್ನು ನೀವು ಸೂಚಿಸಬಹುದೇ?

6.1.2 ಡಿಎನ್ಎ ಹೆಲಿಕ್ಸ್ನ ಪ್ಯಾಕೇಜಿಂಗ್

ಎರಡು ಅನುಕ್ರಮ ಬೇಸ್ ಜೋಡಿಗಳ ನಡುವಿನ ದೂರವನ್ನು 0.34 nm (0.34×10–9 m) ಎಂದು ತೆಗೆದುಕೊಂಡರೆ, ವಿಶಿಷ್ಟ ಸಸ್ತನಿ ಕೋಶದಲ್ಲಿ ಡಿಎನ್ಎ ದ್ವಿ ಸುರುಳಿಯ ಉದ್ದವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿದರೆ (ಒಟ್ಟು bp ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಎರಡು ಅನುಕ್ರಮ bp ಗಳ ನಡುವಿನ ದೂರದಿಂದ ಗುಣಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಅಂದರೆ, 6.6 × 109 bp × 0.34 × 10-9 m/bp), ಅದು ಸುಮಾರು 2.2 ಮೀಟರ್ ಆಗಿ ಬರುತ್ತದೆ. ವಿಶಿಷ್ಟ ಕೇಂದ್ರಕದ ಆಯಾಮಕ್ಕಿಂತ (ಸುಮಾರು 10–6 m) ಹೆಚ್ಚು ದೊಡ್ಡದಾದ ಉದ್ದ. ಅಂತಹ ಉದ್ದನೆಯ ಬಹುಬೃಹತ್ ಅಣುವನ್ನು ಕೋಶದಲ್ಲಿ ಹೇಗೆ ಪ್ಯಾಕೇಜ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ?

ಎ. ಕೋಲಿ ಡಿಎನ್ಎಯ ಉದ್ದ 1.36 mm ಆಗಿದ್ದರೆ, ಎ.ಕೋಲಿಯಲ್ಲಿನ ಬೇಸ್ ಜೋಡಿಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ನೀವು ಲೆಕ್ಕ ಹಾಕಬಹುದೇ?

ಪ್ರೋಕ್ಯಾರಿಯೋಟ್ಗಳಲ್ಲಿ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಎ. ಕೋಲಿ, ಅವುಗಳು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿತ ಕೇಂದ್ರಕವನ್ನು ಹೊಂದಿಲ್ಲದಿದ್ದರೂ, ಡಿಎನ್ಎ ಕೋಶದಾದ್ಯಂತ ಚದುರಿಲ್ಲ. ಡಿಎನ್ಎ (ಋಣಾತ್ಮಕ ಆವೇಶ ಹೊಂದಿರುವುದರಿಂದ) ಕೆಲವು ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳೊಂದಿಗೆ (ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶ ಹೊಂದಿರುವ) ‘ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಾಯ್ಡ್’ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಹಿಡಿದಿಡಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ. ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಾಯ್ಡ್ನಲ್ಲಿನ ಡಿಎನ್ಎ ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳಿಂದ ಹಿಡಿದಿಡಲ್ಪಟ್ಟ ದೊಡ್ಡ ಲೂಪ್ಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಘಟಿತವಾಗಿದೆ.

ಚಿತ್ರ 6.4 a ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಸೋಮ್

ಚಿತ್ರ 6.4 b ಇ ಎಂ ಚಿತ್ರ - ‘ಬೀಡ್ಸ್-ಆನ್-ಸ್ಟ್ರಿಂಗ್’

ಯೂಕ್ಯಾರಿಯೋಟ್ಗಳಲ್ಲಿ, ಈ ಸಂಘಟನೆ ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೀರ್ಣವಾಗಿದೆ. ಹಿಸ್ಟೋನ್ಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶ ಹೊಂದಿರುವ, ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳ ಒಂದು ಗುಂಪು ಇದೆ. ಆವೇಶಿತ ಪಾರ್ಶ್ವ ಸರಪಳಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಅಮೈನೋ ಆಮ್ಲ ಅವಶೇಷಗಳ ಸಮೃದ್ಧಿಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ ಪ್ರೋಟೀನ್ ಆವೇಶವನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತದೆ. ಹಿಸ್ಟೋನ್ಗಳು ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಅಮೈನೋ ಆಮ್ಲ ಅವಶೇಷಗಳಾದ ಲೈಸಿನ್ ಮತ್ತು ಆರ್ಜಿನಿನ್ನಲ್ಲಿ ಸಮೃದ್ಧವಾಗಿವೆ. ಎರಡೂ ಅಮೈನೋ ಆಮ್ಲ ಅವಶೇಷಗಳು ಅವುಗಳ ಪಾರ್ಶ್ವ ಸರಪಳಿಗಳಲ್ಲಿ ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಹಿಸ್ಟೋನ್ಗಳು ಹಿಸ್ಟೋನ್ ಆಕ್ಟಮರ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಎಂಟು ಅಣುಗಳ ಘಟಕವನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಸಂಘಟಿತವಾಗಿವೆ.

ಋಣಾತ್ಮಕ ಆವೇಶ ಹೊಂದಿರುವ ಡಿಎನ್ಎ ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶ ಹೊಂದಿರುವ ಹಿಸ್ಟೋನ್ ಆಕ್ಟಮರ್ನ ಸುತ್ತ ಸುತ್ತಿಕೊಂಡು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಸೋಮ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ರಚನೆಯನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ (ಚಿತ್ರ 6.4 a). ವಿಶಿಷ್ಟ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಸೋಮ್ 200 bp ಡಿಎನ್ಎ ಹೆಲಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಸೋಮ್ಗಳು ಕೇಂದ್ರಕದಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುವ ಕ್ರೋಮಟಿನ್ ಎಂಬ ರಚನೆಯ ಪುನರಾವರ್ತಿತ ಘಟಕವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ, ಕೇಂದ್ರಕದಲ್ಲಿ ಕಾಣುವ ದಾರದಂತಹ ಬಣ್ಣ ಹಾಕಿದ (ಬಣ್ಣದ) ದೇಹಗಳು. ಕ್ರೋಮಟಿನ್ನಲ್ಲಿನ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಸೋಮ್ಗಳನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕದ (EM) ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ನೋಡಿದಾಗ ‘ಬೀಡ್ಸ್-ಆನ್-ಸ್ಟ್ರಿಂಗ್’ ರಚನೆಯಾಗಿ ಕಾಣುತ್ತದೆ (ಚಿತ್ರ 6.4 b).

ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕವಾಗಿ, ಸಸ್ತನಿ ಕೋಶದಲ್ಲಿ ಅಂತಹ ಎಷ್ಟು ಮಣಿಗಳು (ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಸೋಮ್ಗಳು) ಇವೆ ಎಂದು ನೀವು ಊಹಿಸುತ್ತೀರಿ?

ಕ್ರೋಮಟಿನ್ನಲ್ಲಿನ ಬೀಡ್ಸ್-ಆನ್-ಸ್ಟ್ರಿಂಗ್ ರಚನೆಯನ್ನು ಕ್ರೋಮಟಿನ್ ನಾರುಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಪ್ಯಾಕೇಜ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅವುಗಳನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಸುತ್ತಿ ಕೋಶ ವಿಭಜನೆಯ ಮೆಟಾಫೇಸ್ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಕ್ರೋಮೋಸೋಮ್ಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಸಾಂದ್ರೀಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಕ್ರೋಮಟಿನ್ನ ಪ್ಯಾಕೇಜಿಂಗ್ಗೆ ಹಿಸ್ಟೋನೇತರ ಕ್ರೋಮೋಸೋಮಲ್ (NHC) ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳು ಎಂದು ಸಾಮೂಹಿಕವಾಗಿ ಉಲ್ಲೇಖಿಸಲ್ಪಡುವ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳ ಗುಂಪು ಅಗತ್ಯವಿದೆ. ವಿಶಿಷ್ಟ ಕೇಂದ್ರಕದಲ್ಲಿ, ಕ್ರೋಮಟಿನ್ನ ಕೆಲವು ಪ್ರದೇಶಗಳು ಸಡಿಲವಾಗಿ ಪ್ಯಾಕ್ ಆಗಿರುತ್ತವೆ (ಮತ್ತು ಹಗುರವಾಗಿ ಬಣ್ಣ ಹಿಡಿಯುತ್ತವೆ) ಮತ್ತು ಯೂಕ್ರೋಮಟಿನ್ ಎಂದು ಉಲ್ಲೇಖಿಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ. ಹೆಚ್ಚು ದಟ್ಟವಾಗಿ ಪ್ಯಾಕ್ ಆಗಿರುವ ಮತ್ತು ಗಾಢವಾಗಿ ಬಣ್ಣ ಹಿಡಿಯುವ ಕ್ರೋಮಟಿನ್ ಅನ್ನು ಹೆಟೆರೋಕ್ರೋಮಟಿನ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಯೂಕ್ರೋಮಟಿನ್ ಸಂಕೇತನ ಸಕ್ರಿಯ ಕ್ರೋಮಟಿನ್ ಎಂದು ಹೇಳಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಹೆಟೆರೋಕ್ರೋಮಟಿನ್ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯವಾಗಿದೆ.

6.2 ಆನುವಂಶಿಕ ಪದಾರ್ಥದ ಹುಡುಕಾಟ

ಮೀಶ್ಚರ್ನಿಂದ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಿನ್ನ ಆವಿಷ್ಕಾರ ಮತ್ತು ಮೆಂಡೆಲ್ನಿಂದ ಆನುವಂಶಿಕತೆಯ ತತ್ವಗಳ ಪ್ರಸ್ತಾಪ ಬಹುತೇಕ ಒಂದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಆಗಿದ್ದರೂ, ಡಿಎನ್ಎ ಆನುವಂಶಿಕ ಪದಾರ್ಥವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದು ಆವಿಷ್ಕರಿಸಲು ಮತ್ತು ಸಾಬೀತುಪಡಿಸಲು ಬಹಳ ಸಮಯ ತೆಗೆದುಕೊಂಡಿತು. 1926 ರ ಹೊತ್ತಿಗೆ, ಆನುವಂಶಿಕ ವಂಶಾನುಕ್ರಮಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾದ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುವ ಪ್ರಯತ್ನವು ಆಣವಿಕ ಮಟ್ಟವನ್ನು ತಲುಪಿತ್ತು. ಗ್ರೆಗರ್ ಮೆಂಡೆಲ್, ವಾಲ್ಟರ್ ಸಟನ್, ಥಾಮಸ್ ಹಂಟ್ ಮೋರ್ಗನ್ ಮತ್ತು ಇತರ ಅನೇಕ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳ ಹಿಂದಿನ ಆವಿಷ್ಕಾರಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಕೋಶಗಳ ಕೇಂದ್ರಕದಲ್ಲಿರುವ ಕ್ರೋಮೋಸೋಮ್ಗಳಿಗೆ ಹುಡುಕಾಟವನ್ನು ಸಂಕುಚಿತಗೊಳಿಸಿದ್ದವು. ಆದರೆ ಯಾವ ಅಣುವು ನಿಜವಾಗಿಯೂ ಆನುವಂಶಿಕ ಪದಾರ್ಥವಾಗಿತ್ತು ಎಂಬ ಪ್ರಶ್ನೆಗೆ ಉತ್ತರ ಸಿಗಲಿಲ್ಲ.

ರೂಪಾಂತರ ತತ್ವ - 1928 ರಲ್ಲಿ, ಫ್ರೆಡರಿಕ್ ಗ್ರಿಫಿತ್, ಸ್ಟ್ರೆಪ್ಟೊಕೊಕಸ್ ನ್ಯೂಮೋನಿಯಾ (ನ್ಯೂಮೋನಿಯಾಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾದ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾ) ನೊಂದಿಗಿನ ಪ್ರಯೋಗಗಳ ಸರಣಿಯಲ್ಲಿ, ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದಲ್ಲಿ ಅದ್ಭುತ ರೂಪಾಂತರವನ್ನು ಕಂಡರು. ಅವರ ಪ್ರಯೋಗದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಜೀವಂತ ಜೀವಿ (ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾ) ಭೌತಿಕ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಬದಲಾಗಿತ್ತು.

ಸ್ಟ್ರೆಪ್ಟೊಕೊಕಸ್ ನ್ಯೂಮೋನಿಯಾ (ನ್ಯೂಮೋಕೊಕಸ್) ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳನ್ನು ಕಲ್ಚರ್ ಪ್ಲೇಟ್ನಲ್ಲಿ ಬೆಳ