அத்தியாயம் 11 உயிரித் தொழில்நுட்பம்: கொள்கைகள் மற்றும் செயல்முறைகள்
பயிற்சிகள்
1. மருத்துவ நடைமுறையில் பயன்படுத்தப்படும் 10 மறுசேர்க்கை புரதங்களை பட்டியலிட முடியுமா? அவை எங்கு சிகிச்சை முறைகளாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன என்பதைக் கண்டறியவும் (இணையத்தைப் பயன்படுத்தவும்).
Show Answer
விடை
மறுசேர்க்கை புரதங்கள் மறுசேர்க்கை DNA தொழில்நுட்பத்திலிருந்து பெறப்படுகின்றன. இந்த தொழில்நுட்பம், திசையன்கள் மற்றும் கட்டுப்படுத்தும் நொதிகள் ஆகியவற்றை மூலக்கூறு கருவிகளாகப் பயன்படுத்தி, ஒரு உயிரினத்திலிருந்து குறிப்பிட்ட மரபணுக்களை மற்றொரு உயிரினத்திற்கு மாற்றுவதை உள்ளடக்குகிறது.
மருத்துவ நடைமுறையில் பயன்படுத்தப்படும் பத்து மறுசேர்க்கை புரதங்கள் -
| மறுசேர்க்கை புரதம் | சிகிச்சைப் பயன்பாடு | |
|---|---|---|
| 1. | இன்சுலின் | வகை I நீரிழிவு நோய்க்கான சிகிச்சை |
| 2. | இன்டர்ஃபெரான்- $\alpha$ | நாட்பட்ட ஹெபடைட்டிஸ் C க்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது |
| 3. | இன்டர்ஃபெரான் -Ã $\tilde{Z}^{2}{ }^{2}$ | ஹெர்ப்பிஸ் மற்றும் வைரஸ் என்டெரிடிஸுக்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது |
| 4. | கோகுலேஷன் காரணி VII | ஹீமோஃபிலியா A க்கான சிகிச்சை |
| 5. | கோகுலேஷன் காரணி IX | ஹீமோஃபிலியா B க்கான சிகிச்சை |
| 6. | DNAase I | சிஸ்டிக் ஃபைப்ரோசிஸுக்கான சிகிச்சை |
| 7. | ஆன்டி-த்ரோம்பின் III | இரத்த உறைவு தடுப்பு |
| 8. | இன்டர்ஃபெரான் B. | பல திசுக்கோளாறு (மல்டிபிள் ஸ்கிளெரோசிஸ்) சிகிச்சைக்கு |
| 9. | மனித மறுசேர்க்கை வளர்ச்சி ஹார்மோன் | ஒரு நபரின் வளர்ச்சியை ஊக்குவிக்க |
| 10. | திசு பிளாஸ்மினோஜன் ஆக்டிவேட்டர் | கடும் மயோகார்டியல் தொற்றுக்கான சிகிச்சை |
2. ஒரு கட்டுப்படுத்தும் நொதி, அது செயல்படும் அடிப்படை DNA, அது DNAயை வெட்டும் தளம் மற்றும் அது உற்பத்தி செய்யும் பொருள் ஆகியவற்றைக் காட்டும் வரைபடத்தை (வரைபட பிரதிநிதித்துவத்துடன்) உருவாக்கவும்.
Show Answer
விடை
கட்டுப்படுத்தும் நொதியின் பெயர் Bam $\mathrm{H} 1$ ஆகும்.
BAM H1 DNAயை வெட்டும் தளம்
3. நீங்கள் கற்றிருப்பதிலிருந்து, நொதிகள் பெரியதா அல்லது DNA மூலக்கூறு அளவில் பெரியதா என்பதைச் சொல்ல முடியுமா? உங்களுக்கு எப்படித் தெரியும்?
Show Answer
விடை
நொதிகள் DNA மூலக்கூறுகளை விட அளவில் சிறியவை. ஏனெனில் DNA அனைத்து உயிரினங்களின் வளர்ச்சி மற்றும் செயல்பாட்டிற்கான மரபணு தகவல்களைக் கொண்டுள்ளது. இது புரதங்கள் மற்றும் DNA மூலக்கூறுகளின் தொகுப்பிற்கான வழிமுறைகளைக் கொண்டுள்ளது. மறுபுறம், நொதிகள் என்பது பாலிபெப்டைட் சங்கிலியின் உற்பத்தியில் ஈடுபடும் ‘மரபணுக்கள்’ எனப்படும் DNAயின் ஒரு சிறிய பகுதியிலிருந்து தொகுக்கப்படும் புரதங்களாகும்.
4. ஒரு மனித உயிரணுவில் மனித DNAயின் மோலார் செறிவு என்னவாக இருக்கும்? உங்கள் ஆசிரியரைக் கலந்தாலோசிக்கவும்.
Show Answer
விடை
ஒரு மனித இருமடிய உயிரணுவில் மனித DNAயின் மோலார் செறிவு பின்வருமாறு:
$\Rightarrow$ மொத்த குரோமோசோம்களின் எண்ணிக்கை $\times 6.023 \times 10^{23}$
$\Rightarrow 46 \times 6.023 \times 10^{23}$
$\Rightarrow 2.77 \times 10^{18}$ மோல்கள்
எனவே, மனிதர்களில் ஒவ்வொரு இருமடிய உயிரணுவிலும் DNAயின் மோலார் செறிவு $2.77 \times 10^{23}$ மோல்கள் ஆகும்.
5. உயிரணுக்கருவுள்ள உயிரணுக்களுக்கு கட்டுப்படுத்தும் எண்டோநியூக்ளியேஸ்கள் உள்ளனவா? உங்கள் பதிலை நியாயப்படுத்தவும்.
Show Answer
விடை
இல்லை, உயிரணுக்கருவுள்ள உயிரணுக்களுக்கு கட்டுப்படுத்தும் எண்டோநியூக்ளியேஸ்கள் இல்லை. ஏனெனில் உயிரணுக்கருவுள்ள உயிரினங்களின் DNA மிகவும் மெதிலேற்றம் செய்யப்பட்டுள்ளது, இது ஒரு மாற்று நொதியான மெதிலேஸால் செய்யப்படுகிறது. மெதிலேற்றம் DNAயை கட்டுப்படுத்தும் நொதிகளின் செயல்பாட்டிலிருந்து பாதுகாக்கிறது. இந்த நொதிகள் உயிரணுக்கருவற்ற உயிரணுக்களில் உள்ளன, அங்கு அவை வைரஸ் மூலம் DNA படையெடுப்பைத் தடுக்க உதவுகின்றன.
6. சிறந்த காற்றோட்டம் மற்றும் கலக்கும் பண்புகள் தவிர, கிளறும் தொட்டி உயிரிவினைபொருள்களுக்கு குலுக்கும் குடுவைகளை விட வேறு என்ன நன்மைகள் உள்ளன?
Show Answer
விடை
ஒரு ஆய்வகத்தில் உயிரித் தொழில்நுட்ப பொருட்களை சிறிய அளவிலான உற்பத்திக்கு குலுக்கும் குடுவை முறை பயன்படுத்தப்படுகிறது. மறுபுறம், கிளறும் தொட்டி உயிரிவினைபொருள்கள் உயிரித் தொழில்நுட்ப பொருட்களைப் பெரிய அளவிலான உற்பத்திக்கு பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
கிளறும் தொட்டி உயிரிவினைபொருள்களுக்கு குலுக்கும் குடுவைகளை விட பல நன்மைகள் உள்ளன:
(1) மாதிரி எடுப்பதற்கோ அல்லது சோதனைக்கோ உயிரணு வளர்ப்பின் சிறிய அளவுகளை வினைபொருளிலிருந்து எடுக்கலாம்.
(2) நுரையைக் கட்டுப்படுத்த இதற்கு நுரை உடைப்பான் உள்ளது.
(3) வெப்பநிலை மற்றும் $\mathrm{pH}$ ஐக் கட்டுப்படுத்தும் கட்டுப்பாட்டு அமைப்பு இதில் உள்ளது.
7. உங்கள் ஆசிரியரைக் கலந்தாலோசித்து, பாலிண்ட்ரோமிக் DNA வரிசைகளின் 5 எடுத்துக்காட்டுகளைச் சேகரிக்கவும். அடிப்படை இணை விதிகளைப் பின்பற்றி ஒரு பாலிண்ட்ரோமிக் வரிசையை உருவாக்க முயற்சிக்கவும்.
Show Answer
விடை
பாலிண்ட்ரோமிக் வரிசை என்பது DNAயின் ஒரு குறிப்பிட்ட வரிசையாகும், இது $5^{\prime} \rightarrow 3^{\prime}$ திசையில் இருந்து படிக்கப்பட்டாலும் அல்லது $3 \rightarrow 5$ திசையில் இருந்து படிக்கப்பட்டாலும் ஒரே மாதிரியாக இருக்கும். அவை கட்டுப்படுத்தும் நொதிகளின் செயல்பாட்டிற்கான தளமாகும். பெரும்பாலான கட்டுப்படுத்தும் நொதிகள் பாலிண்ட்ரோமிக் வரிசைகளாகும்.
பாலிண்ட்ரோமிக் வரிசைகளின் ஐந்து எடுத்துக்காட்டுகள்:
(1)
(2)
(3)
(4)
8. மியோசிஸை நினைவுகூர முடியுமா, மேலும் மறுசேர்க்கை DNA எந்த கட்டத்தில் உருவாகிறது என்பதைக் குறிப்பிட முடியுமா?
Show Answer
விடை
மியோசிஸ் என்பது மரபணுப் பொருளின் அளவு குறைவதை உள்ளடக்கிய ஒரு செயல்முறையாகும். இது இரண்டு வகைகளாகும், அதாவது மியோசிஸ் I மற்றும் மியோசிஸ் II. முன்நிலை I இன் பேக்கிடீன் கட்டத்தின் போது, குரோமோசோம்களின் குறுக்கு மாற்றம் நடைபெறுகிறது, அங்கு ஒத்த குரோமோசோம்களின் சகோதரி அல்லாத குரோமாடிட்களுக்கு இடையே பகுதிகள் பரிமாறப்படுகின்றன. இதன் விளைவாக மறுசேர்க்கை DNA உருவாகிறது.
9. ஒரு தேர்ந்தெடுக்கக்கூடிய குறிப்பானுக்கு கூடுதலாக, ஒரு அறிக்கையாளர் நொதியைப் பயன்படுத்தி வெளிநாட்டு DNA மூலம் புரவலன் உயிரணுக்களின் மாற்றத்தை எவ்வாறு கண்காணிக்க முடியும் என்பதைப் பற்றி சிந்தித்து பதிலளிக்க முடியுமா?
Show Answer
விடை
வெளிநாட்டு DNA மூலம் புரவலன் உயிரணுக்களின் மாற்றத்தைக் கண்காணிக்க ஒரு அறிக்கையாளர் மரபணுவைப் பயன்படுத்தலாம். புரவலன் உயிரணு வெளிநாட்டு DNAயை எடுத்துக் கொண்டதா அல்லது வெளிநாட்டு மரபணு உயிரணுவில் வெளிப்படுத்தப்படுகிறதா என்பதைத் தீர்மானிக்க அவை ஒரு தேர்ந்தெடுக்கக்கூடிய குறிப்பியாக செயல்படுகின்றன. ஆராய்ச்சியாளர்கள் அறிக்கையாளர் மரபணு மற்றும் வெளிநாட்டு மரபணுவை ஒரே DNA கட்டமைப்பில் வைக்கிறார்கள். பின்னர், இந்த இணைந்த DNA கட்டமைப்பு உயிரணுவில் செருகப்படுகிறது. இங்கே, ஆர்வத்தின் மரபணுக்களின் (வெளிநாட்டு மரபணுக்கள்) வெற்றிகரமான உட்கொள்ளலைக் கண்டறிய அறிக்கையாளர் மரபணு ஒரு தேர்ந்தெடுக்கக்கூடிய குறிப்பியாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. அறிக்கையாளர் மரபணுக்களின் எடுத்துக்காட்டுகளில் lac Z மரபணு அடங்கும், இது ஒரு ஜெல்லி மீனில் பச்சை ஒளிரும் புரதத்தை குறியாக்குகிறது.
10. பின்வருவனவற்றை சுருக்கமாக விவரிக்கவும்:
(அ) பிரதிபலிப்பின் தோற்றம்
(ஆ) உயிரிவினைபொருள்கள்
(இ) கீழ்நிலை செயலாக்கம்
Show Answer
விடை
(அ) பிரதிபலிப்பின் தோற்றம் - பிரதிபலிப்பின் தோற்றம் என்பது ஒரு மரபணுத்தொகையில் DNA வரிசையாக வரையறுக்கப்படுகிறது, அங்கிருந்து பிரதிபலிப்பு தொடங்குகிறது. பிரதிபலிப்பின் தொடக்கம் ஒற்றை திசை அல்லது இரு திசையாக இருக்கலாம். ஒரு புரதக் கூட்டமைப்பு ‘ஆன்’ தளத்தை அங்கீகரிக்கிறது, இரண்டு இழைகளை அவிழ்க்கிறது மற்றும் DNAயின் நகலைத் தொடங்குகிறது.
(ஆ) உயிரிவினைபொருள்கள் - உயிரிவினைபொருள்கள் என்பது மூலப்பொருட்களிலிருந்து உயிரித் தொழில்நுட்ப பொருட்களைப் பெரிய அளவிலான உற்பத்திக்குப் பயன்படுத்தப்படும் பெரிய கலன்களாகும். அவை உகந்த வெப்பநிலை, $\mathrm{pH}$, வைட்டமின், ஆக்ஸிஜன் போன்றவற்றை வழங்குவதன் மூலம் விரும்பிய பொருளைப் பெற உகந்த நிபந்தனைகளை வழங்குகின்றன. உயிரிவினைபொருள்களுக்கு ஆக்ஸிஜன் வழங்கல் அமைப்பு, நுரை கட்டுப்பாட்டு அமைப்பு, PH, வெப்பநிலை கட்டுப்பாட்டு அமைப்பு மற்றும் மாதிரி எடுப்பதற்கு சிறிய அளவிலான உயிரணு வளர்ப்பைப் பெறுவதற்கான மாதிரி எடுக்கும் துறை போன்றவை உள்ளன.
(இ) கீழ்நிலை செயலாக்கம் - கீழ்நிலை செயலாக்கம் என்பது உயிரி தொகுப்பு நிலை முடிந்த பிறகு வெளிநாட்டு மரபணு பொருட்களைப் பிரித்தல் மற்றும் சுத்திகரிப்பதற்கான ஒரு முறையாகும். பொருளைப் பிரிக்கவும் சுத்திகரிக்கவும் பொருள் பல்வேறு செயல்முறைகளுக்கு உட்படுத்தப்படுகிறது. கீழ்நிலை செயலாக்கத்திற்குப் பிறகு, பொருள் வடிவமைக்கப்பட்டு தரக் கட்டுப்பாடு மற்றும் பிற சோதனைகளுக்காக பல்வேறு மருத்துவ சோதனைகளுக்கு உட்படுத்தப்படுகிறது.
11. சுருக்கமாக விளக்கவும்
(அ) PCR
(ஆ) கட்டுப்படுத்தும் நொதிகள் மற்றும் DNA
(இ) கைட்டினேஸ்
Show Answer
விடை
(அ) PCR: - பாலிமரேஸ் சங்கிலி வினை (PCR) என்பது மூலக்கூறு உயிரியலில் ஒரு மரபணு அல்லது DNA துண்டை பெருக்கி அதன் பல நகல்களைப் பெறுவதற்கான ஒரு நுட்பமாகும். இது மரபணு கையாளுதலின் செயல்பாட்டில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த செயல்முறையானது ஒரு ப்ரைமர், ஒரு வார்ப்புரு இழை மற்றும் தெர்மஸ் அக்வாட்டிகஸ் என்ற பாக்டீரியாவிலிருந்து பெறப்பட்ட வெப்பநிலைத் தாங்கும் DNA பாலிமரேஸ் நொதியைப் பயன்படுத்தி வரிசைகளை உள்ளகத்தில் தொகுப்பதை உள்ளடக்கியது. நொதி ப்ரைமரை நீட்டிக்க கட்டுமானத் தொகுதிகளான dNTPகளை (டியாக்ஸிநியூக்ளியோடைடுகள்) பயன்படுத்துகிறது. முதல் படியில், இரட்டை இழை DNA மூலக்கூறுகள் அதிக வெப்பநிலைக்கு சூடாக்கப்படுகின்றன, இதனால் இரண்டு இழைகளும் ஒற்றை இழை DNA மூலக்கூறாக பிரிகின்றன. இந்த செயல்முறை நீக்குதல் (டெனச்சுரேஷன்) என்று அழைக்கப்படுகிறது. பின்னர், இந்த ssDNA மூலக்கூறு DNA பாலிமரேஸ் நொதியால் ஒரு புதிய இழையின் தொகுப்பிற்கு வார்ப்புரு இழையாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது மற்றும் இந்த செயல்முறை இணைத்தல் (அன்னீலிங்) என்று அழைக்கப்படுகிறது, இது அசல் DNA மூலக்கூறின் நகலெடுப்பில் விளைகிறது. rDNA துண்டின் பல நகல்களைப் பெற இந்த செயல்முறை பல சுழற்சிகளுக்கு மீண்டும் மீண்டும் செய்யப்படுகிறது.
(A)
(ஆ) கட்டுப்படுத்தும் நொதிகள் என்பது ஒரு குறிப்பிட்ட தளத்திலிருந்து DNA வரிசைகளை வெட்டுவதற்கு மூலக்கூறு உயிரியலில் பயன்படுத்தப்படும் மூலக்கூறு கத்தரிக்கோல்கள் ஆகும். இது மரபணு கையாளுதலில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. நொதிகள் அங்கீகார வரிசை எனப்படும் ஒரு குறிப்பிட்ட ஆறு-பாக்ஸ் இணை வரிசையை அங்கீகரிக்கின்றன மற்றும் ஒரு குறிப்பிட்ட தளத்தில் வரிசையை வெட்டுகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, ECORI நொதிக்கான அங்கீகார தளம் பின்வருமாறு:
கட்டுப்படுத்தும் நொதிகள் இரண்டு வகைகளாக வகைப்படுத்தப்படுகின்றன -
(i) எக்ஸோநியூக்ளியேஸ் - இது ஒரு வகை கட்டுப்படுத்தும் நொதியாகும், இது DNA மூலக்கூறின் 5 அல்லது 3 முனைகளிலிருந்து நியூக்ளியோடைடை அகற்றுகிறது.
(ii) எண்டோநியூக்ளியேஸ் - இது ஒரு வகை கட்டுப்படுத்தும் நொதியாகும், இது DNAயில் ஒரு குறிப்பிட்ட தளத்தில் வெட்டு ஏற்படுத்துகிறது. இந்த நொதி மரபணுப் பொறியியலில் ஒரு முக்கிய கருவியாக செயல்படுகிறது. ஒட்டும் முனைகளைக் கொண்ட DNA துண்டுகளைப் பெறுவதற்கு வரிசையில் வெட்டு ஏற்படுத்த இது பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, அவை பின்னர் DNA லைகேஸ் நொதியால் இணைக்கப்படுகின்றன. (இ) கைட்டினேஸ் - கைட்டினேஸ் என்பது கைட்டினை சிதைப்பதற்குப் பயன்படுத்தப்படும் நொதிகளின் ஒரு வகுப்பாகும், இது பூஞ்சை செல் சுவரின் முக்கிய அங்கமாக உருவாகிறது. எனவே, பூஞ்சையின் செல் சவ்வுக்குள் அடைக்கப்பட்டுள்ள DNAயை தனிமைப்படுத்த, அதன் மரபணுப் பொருளை வெளியிட செல்லை உடைக்க கைட்டினேஸ் நொதி பயன்படுத்தப்படுகிறது.
12. உங்கள் ஆசிரியருடன் விவாதித்து, பின்வருவனவற்றுக்கு இடையேயான வேறுபாட்டை எவ்வாறு அறிவது என்பதைக் கண்டறியவும்
(அ) பிளாஸ்மிட் DNA மற்றும் குரோமோசோமல் DNA
(ஆ) RNA மற்றும் DNA
(இ) எக்ஸோநியூக்ளியேஸ் மற்றும் எண்டோநியூக்ளியேஸ்
Show Answer
விடை
(அ) பிளாஸ்மிட் DNA மற்றும் குரோமோசோமல் DNA
| பிளாஸ்மிட் DNA | குரோமோசோமல் DNA |
|---|---|
| பிளாஸ்மிட் DNA என்பது பாக்டீரியாவில் உள்ள ஒரு கூடுதல்-குரோமோசோமல் DNA மூலக்கூறாகும், இது குரோமோசோமல் DNAயிலிருந்து சுயாதீனமாக நகலெடுக்கும் திறன் கொண்டது. | குரோமோசோமல் DNA என்பது குரோமோசோம்களுக்குள் இருக்கும் ஒரு உயிரினத்தின் முழு DNA ஆகும். |
(ஆ) RNA மற்றும் DNA
| RNA | DNA | |
|---|---|---|
| 1. | RNA என்பது ஒற்றை இழை மூலக்கூறு ஆகும். | DNA என்பது இரட்டை இழை மூலக்கூறு ஆகும். |
| 2. | இது ரைபோஸ் சர்க்கரையைக் கொண்டுள்ளது. | இது டியாக்ஸிரைபோஸ் சர்க்கரையைக் கொண்டுள்ளது. |
| 3. | RNAயில் உள்ள பைரிமிடின்கள் அடினைன் மற்றும் யூராசில் ஆகும். | DNAயில் உள்ள பைரிமிடின்கள் அடினைன் மற்றும் தைமின் ஆகும். |
| 4 | RNA தன்னை நகலெடுக்க முடியாது. | DNA மூலக்கூறுகளுக்கு நகலெடுக்கும் திறன் உள்ளது. |
| 5 | இது ரைபோசோம்களின் ஒரு கூறு ஆகும். | இது குரோமோசோம்களின் ஒரு கூறு ஆகும். |
(இ) எக்ஸோநியூக்ளியேஸ் மற்றும் எண்டோநியூக்ளியேஸ்
| எக்ஸோநியூக்ளியேஸ் | எண்டோநியூக்ளியேஸ் |
|---|---|
| இது ஒரு வகை கட்டுப்படுத்தும் நொதியாகும், இது DNA மூலக்கூறின் 5 அல்லது 3 முனைகளிலிருந்து நியூக்ளியோடைடை அகற்றுகிறது. | இது ஒரு வகை கட்டுப்படுத்தும் நொதியாகும், இது ஒட்டும் முனைகளை உருவாக்க DNAயில் ஒரு குறிப்பிட்ட தளத்தில் வெட்டு ஏற்படுத்துகிறது. |
BETA
