రచయిత్రి: అను ఆచార్య, CEO మ్యాప్మైజీనోమ్
నేను ఇటీవల నా కుమార్తెతో మాలిక్యులర్ బయాలజీ గురించి మాట్లాడుతున్నాను. చాలా పాఠ్యపుస్తకాలు దాని వెనుక ఉన్న సైన్స్ను అర్థం చేసుకోవడం కష్టతరం చేస్తాయని మరియు దాని ఫలితంగా, ప్రతిదీ సంక్లిష్టంగా అనిపిస్తుందని నేను గ్రహించాను. నేను ఎప్పుడూ సంక్లిష్టతను సరళీకరించడం ఆనందించాను. కాబట్టి ఇది ప్రధానంగా ఉన్నత పాఠశాల విద్యార్థుల కోసం, కానీ మాలిక్యులర్ బయాలజీని వివరంగా ఎప్పుడూ నేర్పని ఆరోగ్య సంరక్షణ నిపుణుల కోసం కూడా నా ప్రయత్నం.
మన శరీరం ట్రిలియన్ల కణాలతో రూపొందించబడింది. ఇటీవలి అంచనాల ప్రకారం, ఈ సంఖ్యను 30 ట్రిలియన్లుగా పేర్కొన్నారు. అది ఎన్ని సున్నాలు అనుకుంటున్నారు? 12 సున్నాలు. ఒక మిలియన్ అంటే 6 సున్నాలు కాబట్టి దీనిని ఒక మిలియన్ మరియు మరొక మిలియన్ గా భావించండి. కాబట్టి ప్రాథమికంగా చాలా కణాలు. ప్రతి కణం సూక్ష్మ ప్రపంచంలో చదవగలిగే ఒక సూచనల మాన్యువల్తో వస్తుంది. ఈ సూచనల మాన్యువల్ను జీనోమ్ అంటారు. మాన్యువల్లో మనం క్రోమోజోమ్లు అని పిలిచే అధ్యాయాలు, జన్యువులు అని పిలిచే పేరాగ్రాఫ్లు, ఆపై DNA అని పిలువబడే నాలుగు అక్షరాల చిన్న వర్ణమాల ఉన్నాయి.
DNA అనేది A, C, T, మరియు G అనే నాలుగు అక్షరాలతో వ్రాయబడుతుంది. DNA అంటే డియోక్సిరైబోన్యూక్లిక్ ఆమ్లం. కాబట్టి ప్రాథమికంగా వీటికి రైబోన్యూక్లిక్ ఆమ్లం (RNA) తో పోలిస్తే ఆక్సిజన్ అణువు ఉండదు. ఆపై RNA అణువు ఉంది. ఇక్కడ A, C, T, మరియు G కి బదులుగా A, C, U, మరియు G ఉంటాయి. మరియు దీనికి ఆక్సిజన్ అణువు ఉండదు. అందుకే దీనికి రైబోన్యూక్లిక్ ఆమ్లం అనే పేరు వచ్చింది.
అయితే అదే DNA 30 ట్రిలియన్ కణాలలోకి ఎలా చేరుతుంది?
కణాలు మరిన్ని కణాలను తయారు చేయడానికి విభజన చెందుతాయి. రెప్లికేషన్ అనే ప్రక్రియ ఉంది. రెప్లికేషన్ అంటే కాపీ చేయడం. దురదృష్టవశాత్తు, ఇది ఒక డాక్యుమెంట్ను జిరాక్స్ మెషీన్లో పెట్టడం అంత సులభం కాదు. రెప్లికేషన్ ను ఉత్ప్రేరకం చేసే ఎంజైమ్లు వంటి కొన్ని ముఖ్యమైన కారకాలు ఉన్నాయి. చాలా ఎంజైమ్లు "ఏస్" తో ముగుస్తాయి. రెప్లికేషన్లో ముఖ్యమైన నాలుగు DNA పాలిమరేస్, హెలికేస్, ప్రైమేస్ మరియు లైగేస్. సంక్లిష్టంగా అనిపించే పేర్లు కానీ మీరు వాటిని బాగా అర్థం చేసుకోవడానికి విడదీయవచ్చు.
DNA 2 తంతువులతో రూపొందించబడిందని మీకు గుర్తుండే ఉంటుంది. DNA ని కాపీ చేయడానికి, మీరు డబుల్ హెలిక్స్ ను విడదీయాలి. దానిని చేయడానికి ఉపయోగించే ఎంజైమ్ హెలికేస్. ఇది రెండు తంతువుల మధ్య హైడ్రోజన్ బంధాలను విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది మరియు మీకు DNA యొక్క సింగిల్ స్ట్రాండ్ ఉంటుంది.
ఇప్పుడు ఈ తంతువును పూర్తి చేయడానికి మాకు ఒక బిల్డర్ అవసరం. DNA పాలిమరేస్ సహాయానికి వస్తుంది. కానీ అది ఎక్కడ ప్రారంభించాలో నిజంగా తెలియదు కాబట్టి అక్కడ ప్రైమేస్ చిత్రంలోకి వస్తుంది. మీకు గుర్తుండే ఉంటుంది, ఒక పుస్తకం ప్రారంభంలో మీరు సాధారణంగా ప్రైమర్ను కనుగొంటారు. ప్రైమేస్ DNA పాలిమరేస్కు ఎక్కడ ప్రారంభించాలో చెబుతుంది. అప్పుడు మీరు వాటన్నింటినీ తిరిగి కలిపి ఉంచాలి మరియు ఇక్కడ మనం వాటిని కలిపి బంధించడానికి లైగేస్ను ఉపయోగిస్తాము. వోయిలా! ఇప్పుడు మీకు ఒకే ఒక దాని నుండి 2 ఒకేలాంటి తంతువులు ఉన్నాయి. మరియు ఈ ప్రక్రియ కొనసాగుతుంది.
ఇప్పుడు మరింత కష్టమైన ప్రశ్న వస్తుంది. ప్రతి కణం ఏమి చేయాలో ఎలా తెలుస్తుంది? జీవితంలోని కేంద్ర సిద్ధాంతం DNA->RNA-> ప్రోటీన్ అని గుర్తుంచుకోండి
DNA RNAని ఆపై ప్రోటీన్ని ఎలా తయారు చేస్తుంది?
డబుల్-స్ట్రాండెడ్ DNA అణువుతో ప్రారంభిద్దాం. జన్యువులలో ప్రోటీన్లను తయారు చేయడానికి సూచనలు ఉంటాయి. DNA కోడ్ యొక్క నాలుగు అక్షరాలు, అంటే A, C, T, మరియు G, మనకు గుర్తు. Mapmygenomeలో Genomepatri మరియు ఇతర ఉత్పత్తులలో మనం డీకోడ్ చేసేది ఇదే. కాబట్టి A, C, T, మరియు G అనే సులభంగా చదవగలిగే కోడ్ నుండి సంక్లిష్ట ప్రోటీన్లకు మనం ఎలా వెళ్తాము?
mRNA తయారీ
అప్పుడు RNA పాలిమరేస్ అనే ఎంజైమ్ వస్తుంది, అది జన్యువు ప్రారంభంలో DNA యొక్క ఒక స్ట్రాండ్పై కూర్చుని మెసెంజర్ RNAని తయారు చేస్తుంది. మీకు గుర్తుంటే, RNAలో A, C, G, మరియు U ఉంటాయి. కాబట్టి mRNA స్ట్రాండ్ను తయారు చేస్తున్నప్పుడు A, Uతో మరియు C, Gతో జత కడతాయి. ఈ ప్రక్రియను ట్రాన్స్క్రిప్షన్ అంటారు. ఇప్పుడు మీకు మెడికల్ ట్రాన్స్క్రిప్షన్ మరియు మీ స్కూల్ ట్రాన్స్క్రిప్ట్ వంటి పదాలు తెలిసి ఉండవచ్చు. ట్రాన్స్క్రిప్ట్ అనే పదం లాటిన్ నుండి వచ్చింది, అది మీకు తెలియాల్సిన అవసరం లేదు. కానీ ఇది రెండు పదాల నుండి వచ్చింది, "ట్రాన్స్" అంటే దాటి లేదా అంతటా, మరియు "స్క్రైబెరే" అంటే వ్రాయడం. కాబట్టి ఈ సందర్భంలో మీరు ప్రాథమికంగా DNA కోడ్ను ఉపయోగించి RNA అక్షరాలలో ట్రాన్స్క్రిప్ట్ను తయారు చేస్తున్నారు.
దీనిని mRNA లేదా మెసెంజర్ RNA అంటారు.
మీరు మెసెంజర్ ఎందుకు అని అడగవచ్చు - ఎందుకంటే ఇది అనువాదానికి సిద్ధంగా ఉందని చెప్పడానికి సందేశాన్ని పంపుతుంది. దేనికి అనువాదం అని మీరు అడగవచ్చు - సమాధానం ప్రోటీన్. కానీ ఎలా?
ప్రోటీన్ కోసం సిద్ధం
mRNA కేంద్రకం నుండి సైటోప్లాజంలోకి కదులుతుంది.
ఇక్కడే రైబోజోమ్లు అని పిలువబడే ప్రోటీన్ ఫ్యాక్టరీలు mRNAతో బంధం ఏర్పరచి ప్రోటీన్లను ఉత్పత్తి చేయడంలో సహాయపడతాయి. ప్రోటీన్లు 21 అమైనో ఆమ్లాలతో తయారవుతాయి మరియు రైబోజోమ్ ప్రాథమికంగా mRNA కలిగి ఉన్న టెంప్లేట్ను ఉపయోగించి వాటిని ప్రోటీన్లుగా మారుస్తుంది. ఇప్పుడు ఇక్కడే నేను అమైనో ఆమ్లాలను కోడాన్లు అని పిలువబడే మూడు బేస్ జతలుగా విడదీయవచ్చని మీకు చెబుతాను.
tRNA లేదా బదిలీ RNA అని పిలువబడే మరొక RNAకి ఒక పాత్ర ఉంది. వాటి పని అమైనో ఆమ్లాలను ఫ్యాక్టరీకి, అంటే రైబోజోమ్కు తీసుకువెళ్లడం. కాబట్టి ఇలా ఊహించుకోండి. మీకు ACGU కోసం ఒక RNA కోడ్ ఉంది మరియు ఇప్పుడు tRNA ఒకసారి 1 అక్షరానికి బదులుగా ఒకేసారి 3 అక్షరాలను చదువుతుంది. ఇది ఒక అమైనో ఆమ్లం మరియు tRNA ఈ అమైనో ఆమ్లాలను రైబోజోమ్లకు తీసుకువెళుతుంది, అక్కడ మీరు tRNA తీసుకువచ్చిన అమైనో ఆమ్లాలను ఉపయోగించి ఒక గొలుసును తయారు చేస్తారు. మనకు మొత్తం గొలుసు లభించిన తర్వాత, అది ఒక ఆసక్తికరమైన ఆకారంలో ముడుచుకుంటుంది.
మరియు అలా ఒక ప్రోటీన్ తయారవుతుంది.
ఇప్పుడు, మీరు మనిషిని తయారు చేయగలరని మీరు అనుకుంటున్నారా? ఆలోచించండి!
