డిఎన్ఏ 🧬

డిఎన్ఏ (డియోక్సిరిబోన్యూక్లిక్ యాసిడ్) అనేది మానవులలో మరియు చాలా జీవులలో జన్యు పదార్ధం. డిఎన్ఏ జన్యువులను ఏర్పరుస్తుంది మరియు ఒక వ్యక్తి యొక్క ఆరోగ్యం మరియు వారసత్వాన్ని నిర్ణయిస్తుంది.

సంపత్ అమితాష్ గాది

మానవ శరీరం చాలా సమర్థవంతమైన యంత్రం. ఈ సామర్థ్యాన్ని సాధించడానికి, కోట్లాది కణాలు మానవ శరీరాన్ని తయారు చేస్తాయి.

చాలా కణ రకాలు (కొన్ని మినహాయింపులు ఉన్నాయి) వాటి లోపల డిఎన్ఏ కలిగి ఉంటాయి. నిజానికి చాలా కణాలు డిఎన్ఏ యొక్క రెండు కాపీలను కలిగి ఉంటాయి. డిఎన్ఏ కాపీ ఒకటి తల్లి నుండి మరియు మరొకటి తండ్రి నుండి వస్తుంది.

డిఎన్ఏ లో ఎక్కువ భాగం సెల్ యొక్క కేంద్రకంలో ఉంది. ఈ డిఎన్ఏ సెల్ నియంత్రణ కేంద్రం లాంటిది.

డిఎన్ఏ యొక్క చిన్న భాగం మైటోకాండ్రియా వంటి సెల్‌లోని ఇతర భాగాలలో కూడా కనుగొనవచ్చు.

డిఎన్ఏ దేనితో తయారు చేయబడింది?

DNA అంటే డియోక్సిరిబోన్యూక్లిక్ యాసిడ్. ఇది అనేక లింక్‌లతో తయారైన రసాయనం లాంటి పొడవైన, గొలుసు. ప్రతి లింక్‌ను న్యూక్లియోటైడ్ అంటారు. ప్రతి న్యూక్లియోటైడ్ 3 అణువులతో కూడి ఉంటుంది:

1. డియోక్సిరైబోస్ అనే చక్కెర
2. ఒక ఫాస్ఫేట్
3. నాలుగు నైట్రోజన్ బేస్‌లలో ఒకటి - అడెనిన్, థైమిన్, గ్వానైన్ మరియు సైటోసిన్

DNA యొక్క పొడవు దానిలోని న్యూక్లియోటైడ్ల సంఖ్యపై ఆధారపడి ఉంటుంది. పొట్టి DNA అణువు కంటే పొడవైన DNA అణువులో ఎక్కువ సంఖ్యలో న్యూక్లియోటైడ్‌లు ఉంటాయి.

4 న్యూక్లియోటైడ్‌లు సాధ్యమేనని మీరు ఇప్పటికే గమనించి ఉండవచ్చు. ప్రతి న్యూక్లియోటైడ్ దానిలోని నత్రజని (నైట్రోజన్) బేస్ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. ప్రతి న్యూక్లియోటైడ్‌లో చక్కెర (డియోక్సిరైబోస్) మరియు ఫాస్ఫేట్ ఎల్లప్పుడూ ఒకే విధంగా ఉంటాయి. నైట్రోజన్ బేస్ మాత్రమే మారుతూ ఉంటుంది.

నైట్రోజన్ బేస్ అడెనైన్ అయితే, న్యూక్లియోటైడ్‌ను “A” అంటారు. అదేవిధంగా, నైట్రోజన్ బేస్ సైటోసిన్ అయితే, న్యూక్లియోటైడ్‌ను “సి” అంటారు.

కాబట్టి, DNA లో 4 న్యూక్లియోటైడ్లు ఉన్నాయి. అవి A, T, G మరియు C. DNA అణువులోని ఈ న్యూక్లియోటైడ్‌ల క్రమం దాని DNA క్రమాన్ని నిర్ణయిస్తుంది.

డిఎన్ఏ నిర్మాణం ఏమిటి?

DNA యొక్క నిర్మాణాన్ని జేమ్స్ వాట్సన్, ఫ్రాన్సిస్ క్రిక్, రోసలిండ్ ఫ్రాంక్లిన్ మరియు మారిస్ విల్కిన్స్‌ కలిసి విశ్లేషించారు.

వాట్సన్, క్రిక్ మరియు విల్కిన్స్‌లకు 1962లో నోబెల్ పురస్కారం లభించింది.

సాంకేతిక కారణాల వల్ల రోసలిండ్ ఫ్రాంక్లిన్‌కు నోబెల్ పురస్కారం లభించలేదు.

ఆ సమయంలో నోబెల్ కమిటీ వ్యక్తులకు మరణానంతరం అవార్డు ఇవ్వదు అని నిర్ణయించుకుంది. అవార్డును ముగ్గురికి మించి పంచదు అని కూడా నిర్ణయించుకుంది. రోసలిండ్ ఫ్రాంక్లిన్ 1958లో మరణించడంతో, మిగిలిన ముగ్గురు శాస్త్రవేత్తలు ఈ అవార్డును అందుకున్నారు.

ఎడమ నుండి కుడికి: జేమ్స్ వాట్సన్, ఫ్రాన్సిస్ క్రిక్, రోసలిండ్ ఫ్రాంక్లిన్ మరియు మారిస్ విల్కిన్స్. DNA యొక్క నిర్మాణాన్ని అంచనా వేయడంలో వీరే కీలక వ్యక్తులు.

డిఎన్ఏ ధ్రువంగా ఉంటుంది

DNA డబుల్ హెలిక్స్ DNA యొక్క రెండు పరిపూరకరమైన తంతువులతో తయారు చేయబడుతుంది. ఈ రెండు తంతువులు వ్యతిరేక ధ్రువణాలను కలిగి ఉంటాయి. న్యూక్లియోటైడ్ల యొక్క రసాయన స్వభావం ఈ తంతువులకు ధ్రువణాలను ఇస్తుంది. దీని గురించి క్రింద వివరించాను.

గుర్తుతెచ్చుకోవండి, DNA అనేది ఒక పాలీ-న్యూక్లియోటైడ్ గొలుసు. ప్రతి న్యూక్లియోటైడ్‌లో చక్కెర మరియు ఫాస్ఫేట్ సమూహం ఉంటుంది.

ప్రతి న్యూక్లియోటైడ్ యొక్క చక్కెర అణువు అదే న్యూక్లియోటైడ్ యొక్క ఫాస్ఫేట్ సమూహానికి ఎస్టర్ బంధం ద్వారా కట్టుబడి ఉంటుంది. ఈ చక్కెర అణువు ప్రక్కనే ఉన్న న్యూక్లియోటైడ్ యొక్క ఫాస్ఫేట్ సమూహానికి మరొక ఎస్టర్ బంధం ద్వారా కట్టుబడి ఉంటుంది. రెండు ఎస్టర్ బంధాలు ప్రక్కనే ఉన్న రెండు న్యూక్లియోటైడ్‌లను ఫాస్ఫోడీస్టర్ బాండ్ అని పిలవబడే వాటి ద్వారా కలుపుతుంది.

ఈ అమరిక కారణంగా, DNA యొక్క ఒక చివరన, ఒక ఫాస్ఫేట్ సమూహం బహిర్గతమవుతుంది. DNA యొక్క మరొక చివరలో, ఒక చక్కెర అణువు బహిర్గతమవుతుంది.

DNA స్ట్రాండ్ చివరిలో ఫాస్ఫేట్ సమూహం బహిర్గతం అయినప్పుడు, అది దాని హైడ్రాక్సిల్ సమూహాన్ని (-OH) 5వ స్థానంలో బహిర్గతం చేస్తుంది.

ఒక చక్కెర సమూహం DNA స్ట్రాండ్ చివరిలో బహిర్గతం అయినప్పుడు, అది దాని హైడ్రాక్సిల్ సమూహాన్ని (-OH) 3వ స్థానంలో బహిర్గతం చేస్తుంది.

ఫలితంగా, ప్రతి DNA స్ట్రాండ్ ధ్రువణతను కలిగి ఉంటుంది, ప్రతి చివర హైడ్రాక్సిల్‌లను బహిర్గతం చేస్తుంది. ఫాస్ఫేట్‌పై బహిర్గతమైన హైడ్రాక్సిల్‌తో ముగింపుని 5´ (5-ప్రైమ్) ముగింపు అంటారు. చక్కెరపై బహిర్గతమైన హైడ్రాక్సిల్‌తో ముగింపును 3´ (3-ప్రైమ్) ముగింపు అంటారు.

పరిపూరకరమైన DNA తంతువుల మధ్య బేస్ జత చేసే రసాయన శాస్త్రం. 2 హైడ్రోజన్ బంధాల ద్వారా A మరియు T బేస్ జత అని గమనించండి. 3 హైడ్రోజన్ బంధాల ద్వారా G మరియు C బేస్ జత. DNA యొక్క ప్రతి స్ట్రాండ్‌లో, న్యూక్లియోటైడ్‌లు రెండు ప్రక్కనే ఉన్న చక్కెర-ఫాస్ఫేట్ అణువుల మధ్య ఫాస్ఫోడీస్టర్ బంధంతో అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. డారిల్ లేజా (NHGRI) నుండి స్వీకరించబడిన చిత్రం.

డిఎన్ఏ ఒక డబుల్ హెలిక్స్ రూపం లో ఉంటుంది

ప్రతి DNA అణువు హెలిక్స్ రూపంలో అమర్చబడిన రెండు పరిపూరకరమైన DNA తంతువులను కలిగి ఉంటుంది.

రెండు తంతువులను కాంప్లిమెంటరీ స్ట్రాండ్‌లు అంటారు, ఎందుకంటే ఒక స్ట్రాండ్‌లోని DNA క్రమం మరొకదానిపై పరిపూరకరమైన క్రమాన్ని నిర్ణయిస్తుంది.

అదనంగా, ఈ రెండు తంతువులు వ్యతిరేక ధ్రువణతను కలిగి ఉంటాయి. ఒక తంతువు 5´ నుండి 3´ వరకు విస్తరించినప్పుడు, కాంప్లిమెంటరీ స్ట్రాండ్ 3´ నుండి 5´ దిశలో ఉండాలి. ఇది DNA యొక్క ప్రతిసమాంతర స్వభావం.

ఈ కాంప్లిమెంటరిటీ ప్రతి స్ట్రాండ్‌లోని న్యూక్లియోటైడ్‌లలోని నైట్రోజన్ బేస్‌ల మధ్య ఉంటుంది. కాంప్లిమెంటరీ బేస్‌లు ఒకదానితో ఒకటి హైడ్రోజన్ బంధాలుతో జత చేసి డబుల్ స్ట్రాండెడ్ DNAని ఏర్పరుస్తాయి.

• అడెనైన్ (A) మరియు థైమిన్ (T) రెండు హైడ్రోజన్ బంధాల ద్వారా పరిపూరకరమైనవి
• సైటోసిన్ (C) మరియు గ్వానైన్ (G) మూడు హైడ్రోజన్ బంధాల ద్వారా పరిపూరకరమైనవి

డబుల్ స్ట్రాండెడ్ DNAలోని కాంప్లిమెంటరీ DNA తంతువులు DNA డబుల్ హెలిక్స్‌ను ఏర్పరచడానికి ఒకదానికొకటి మెలితిరిగిపోతాయి. ఇది సరళీకృత దృష్టాంతం.

డబుల్ హెలిక్స్‌ను వాట్సన్ మరియు క్రిక్ మోడల్ అని కూడా పిలుస్తారు, ఎందుకంటే వారు ఈ మోడల్‌ను చాలా వివరంగా వివరించారు.

• DNA డబుల్ హెలిక్స్ ప్రతి మలుపుకు 10 బేస్-జతలు ఉంటాయి.
• ప్రక్కనే ఉన్న బేస్-జతల మధ్య దూరం 3.4 Å (యాంగ్సట్రోమ్స్) లేదా 0.34 nm (నానోమీటర్లు).
• కాబట్టి, పిచ్ అని పిలువబడే ప్రతి హెలిక్స్ మలుపు యొక్క పొడవు 34 Å (యాంగ్సట్రోమ్స్).

1950లో ఎర్విన్ చార్‌గాఫ్ ద్వారా కాంప్లిమెంటరిటీ అనే ఆలోచన మొదట ప్రతిపాదించబడింది. వాట్సన్ మరియు క్రిక్ 1953లో ఈ ఆలోచనను మరింత పటిష్టం చేశారు.

DNA డబుల్ హెలిక్స్ ప్రతి మలుపుకు పది బేస్-జతలను కలిగి ఉంటుంది. ఇది సరళీకృత దృష్టాంతం. రెండు స్ట్రాండ్‌లను సులభంగా దృశ్యమానం చేయడానికి నేను రెండవ స్ట్రాండ్‌ని హైలైట్ చేసాను.

సెల్ యొక్క కేంద్రకంలో డిఎన్ఏ ఎలా నిర్వహించబడుతుంది?

మీ శరీరం నుండి ఒక కణం నుండి DNA దాదాపు 6 అడుగుల పొడవు ఉంటుంది. సగటు సెల్ 30 మరియు 50 μm (మైక్రోమీటర్లు) మధ్య మాత్రమే ఉంటుంది. కాబట్టి, సెల్‌లో ఉన్న 6 అడుగుల DNA సెల్ కంటే 35000 రెట్లు ఎక్కువ పొడుగు. అలాంటప్పుడు, సెల్ దాని కేంద్రకంలో అంత పొడవైన DNA అణువును ఎలా సరిపెట్టుతుంది?

మన శరీరంలోని ఒక సెల్ లోపల పొడవైన DNA అణువులు ఎలా ప్యాక్ చేయబడి ఉంటాయి మరియు వ్యవస్థీకరించబడతాయో చూద్దాం.

DNA క్రోమోజోమ్ అనే గట్టిగా కుట్టబడిన నిర్మాణంలో ప్యాక్ చేయబడుంటుంది.

ముందుగా, DNA స్ట్రాండ్ న్యూక్లియోజోమ్‌లను ఏర్పరచడానికి హిస్టోన్స్ అనే ప్రత్యేక ప్రోటీన్‌ల చుట్టూ చుట్టబడి ఉంటుంది. ఈ నిర్మాణం తీగపై పూసలు లాగా కనిపిస్తుంది.

న్యూక్లియోజోమ్‌లు 30 nm (నానోమీటర్లు) పొడవు గల క్రోమాటిన్ ఫైబర్స్ వలె నిర్వహించబడుతుంది.

చివరగా, క్రోమాటిన్ ఫైబర్స్ ఒక క్రోమోజోమ్ని ఏర్పరచడానికి పరంజా ప్రోటీన్ల సహాయంతో మరింత మడతకు గురవుతాయి.

ప్రతి మానవ కణంలోని DNA 3.2 వందల కోట్ల బేస్-జతల పొడవు మరియు 23 క్రోమోజోమ్‌లుగా నిర్వహించబడుతుంది. దీన్నే సెల్ యొక్క జీనోమ్ అంటారు.

మానవులు డిప్లాయిడ్ అంటే ప్రతి క్రోమోజోమ్‌కి రెండు కాపీలు ఉంటాయి. ఒకటి తండ్రి నుండి మరియు మరొకటి తల్లి నుండి వస్తుంది.

కాబట్టి, మొత్తంగా, ప్రతి సెల్‌లో 23 + 23 = 46 క్రోమోజోములు ఉంటాయి. కాబట్టి ప్రతి కణంలో 6.4 వందల కోట్ల బేస్ జతల DNA ఉంటుంది.

మీ హాప్లోయిడ్ జన్యువు 23 క్రోమోజోములు మరియు డిప్లాయిడ్ జన్యువు 46 క్రోమోజోములు. మీ శరీరంలోని దాదాపు అనేక కణాలు డిప్లాయిడ్ జన్యువును కలిగి ఉంటాయి.

స్పెర్మ్ కణాలు (పురుషులలో) మరియు ఓసైట్లు (ఆడవారిలో) హాప్లోయిడ్ జన్యువును మాత్రమే కలిగి ఉంటాయి. ఫలదీకరణ సమయంలో ఈ రెండు కణాలు కలిసిపోయినప్పుడు, అవి డిప్లాయిడ్ సంతానాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తాయి.

DNA ఒక సెల్ యొక్క కేంద్రకంలో సమర్థవంతంగా నిర్వహించబడుతుంది. మొదట, న్యూక్లియోజోమ్‌లను రూపొందించడానికి డబుల్ హెలిక్స్ DNA హిస్టోన్‌ల చుట్టూ చుట్టబడి ఉంటుంది. అప్పుడు, న్యూక్లియోజోమ్‌లు మరింత ముడుచుకుని క్రోమాటిన్ ఫైబర్‌లను ఏర్పరుస్తాయి. చివరగా, మరింత పరంజా తర్వాత, క్రోమాటిన్ సెల్ యొక్క కేంద్రకంలో క్రోమోజోమ్‌లుగా నిర్వహించబడుతుంది.

డిఎన్ఏ క్రమం అంటే ఏమిటి?

DNA అణువులోని న్యూక్లియోటైడ్‌ల క్రమాన్ని DNA క్రమం అంటారు. DNA కలిగి ఉన్న మీ శరీరంలోని అన్ని కణాలు ఒకే DNA క్రమాన్ని కలిగి ఉంటాయి.

మీ కణాలలోని DNA క్రమం జన్యులు అనే ఫంక్షనల్ యూనిట్‌లుగా నిర్వహించబడుతుంది. ఈ జన్యువులు ప్రోటీన్లను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఒక కోడ్. సరళంగా చెప్పాలంటే, ప్రతి జన్యువులోని DNA క్రమం అక్షరాలా ప్రోటీన్‌గా అనువదించబడుతుంది. నన్ను వివిరించనివ్వండి.

DNA క్రమం రెండు-దశల ప్రక్రియలో ప్రోటీన్లను తయారు చేయడానికి చదవబడుతుంది:

1. ముందుగా, DNA ట్రాన్స్క్రిప్షన్ అనే ప్రక్రియ ద్వారా RNAని (mRNA లేదా మెసెంజర్ RNA) చేస్తుంది.
2. తరువాత, mRNA ట్రాన్సలేషన్ (అనువాదం) అనే ప్రక్రియ ద్వారా ప్రోటీన్‌లను తయారు చేస్తుంది.

ఈ రెండు దశలను జీవితపు కేంద్ర సిద్ధాంతం (సెంట్రల్ డాగ్మా అఫ్ లైఫ్) గా పరిగణిస్తారు.

RNA వంటి మెసెంజర్ ద్వారా జన్యువుల నుండి ప్రోటీన్‌లకు జన్యు సమాచారం యొక్క ప్రవాహాన్ని జీవితం యొక్క కేంద్ర సిద్ధాంతం నిర్వచిస్తుంది. ఇది అన్ని రకాల జీవితాలలో స్థిరంగా ఉంటుంది.

కొంచెం వెనక్కి వెళ్లి, ఆర్‌ఎన్‌ఏ మరియు ప్రొటీన్‌ల గురించి కొంచెం ఎక్కువ అర్థం చేసుకుందాం.

ఆర్ఎన్ఏ అంటే ఏమిటి?

RNA అంటే రిబోనుక్కులేయిక్ ఆసిడ్. ఇది మూడు కీలక వైవిధ్యాలతో DNA మాదిరిగానే ఒక అణువు:

1. RNA సాధారణంగా సింగిల్ (ఒకటే) స్ట్రాండెడ్ అయితే DNA సాధారణంగా డబుల్ స్ట్రాండెడ్.
2. RNAలో, చక్కెర డియోక్సిరైబోస్‌కు బదులుగా రైబోస్.
3. RNAలో, నైట్రోజన్ బేస్ థైమిన్ (T) స్థానంలో యురేసిల్ (U) ఉంటుంది.

DNA మరియు RNA రెండూ న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాలుగా వర్గీకరించబడ్డాయి. జన్యువులపై జన్యు (DNA) సమాచారాన్ని RNA మరియు ప్రోటీన్‌లుగా మార్చే ప్రక్రియను జన్యువుల వ్యక్తీకరణ అని కూడా అంటారు.

ప్రోటీన్ అంటే ఏమిటి?

ప్రోటీన్లు అమినో యాసిడ్స్ యొక్క పొడవైన గొలుసులు 3D ఆకారాలుగా మడవబడతాయి మరియు నిర్దిష్ట విధులను కలిగి ఉంటాయి. ప్రకృతిలో 3 అక్షరాలు మరియు 1 అక్షర ప్రాతినిధ్యాలతో 20 సాధారణ అమైనో యాసిడ్లు ఉన్నాయి.

అమినో యాసిడ్	3-అక్షరాల కోడ్	1-అక్షర కోడ్
Alanine (అలనైన్)	Ala	A
Arginine (అర్జినైన్)	Arg	R
Asparagine (ఆస్పరాగిన్)	Asn	N
Aspartic acid (అస్పార్టిక్ యాసిడ్)	Asp	D
Cysteine (సిస్టీన్)	Cys	C
Glutamine (గ్లుటామైన్)	Gln	Q
Glutamic acid (గ్లుటామిక్ యాసిడ్)	Glu	E
Glycine (గ్లైసిన్)	Gly	G
Histidine (హిస్టిడిన్)	His	H
Isoleucine (ఐసోలూసిన్)	Ile	I
Leucine (లూసిన్)	Leu	L
Lysine (లైసిన్)	Lys	K
Methionine (మెథియోనిన్)	Met	M
Phenylalanine (ఫెనిలాలనైన్)	Phe	F
Proline (ప్రోలైన్)	Pro	P
Serine (సేరిన్)	Ser	S
Threonine (థ్రెయోనిన్)	Thr	T
Tryptophan (ట్రిప్టోఫాన్)	Trp	W
Tyrosine (టైరోసిన్)	Tyr	Y
Valine (వాలైన్)	Val	V

ప్రోటీన్ల కార్యకలాపాలు లక్షణాలుగా వ్యక్తమవుతాయి. ఉదాహరణకు, మానవులలో చర్మం రంగు మెలనోసైట్స్ (చర్మ కణాలు)లోని జన్యువుల సమితి యొక్క వ్యక్తీకరణ కారణంగా ఉంటుంది.

జెనెటిక్ కోడ్

జన్యువులు ప్రోటీన్లకు కోడ్‌గా పనిచేస్తాయి. నిర్దిష్ట శ్రేణిని కలిగి ఉన్న జన్యువు ఏ జీవితో సంబంధం లేకుండా ఎల్లప్పుడూ అదే ప్రోటీన్‌ను తయారు చేస్తుంది. దీనిని జన్యు సంకేతం అని పిలుస్తారు మరియు ఇది దాదాపు అన్ని రకాల జీవితాలలో స్థిరంగా ఉంటుంది.

mRNA (మెసెంజర్ RNA) కోసం జన్యువుల DNA క్రమం ఒక కోడ్ అని గుర్తుచేసుకోండి. mRNA క్రమం కోడన్లు అని పిలువబడే న్యూక్లియోటైడ్‌ల త్రిపాదిలుగా చదవబడుతుంది. ప్రోటీన్ యొక్క ప్రాథమిక యూనిట్ అయిన 1 అమైనో ఆసిడ్ కోసం 3 న్యూక్లియోటైడ్‌లను కలిగి ఉన్న ప్రతి కోడాన్.

జన్యు సంకేతంలో, కొన్ని కోడన్లు (సాధారణంగా మెథియోనిన్ కోసం కోడింగ్) ప్రారంభ కోడన్లు. అవి జన్యువుల ప్రారంభాన్ని సూచిస్తాయి. జన్యువు ముగింపును సూచించే కోడన్‌లను స్టాప్ కోడన్‌లు అంటారు.

అమైనో ఆసిడ్ల పొడవైన గొలుసును పాలీపెప్టైడ్ అంటారు. ఒకే లేదా బహుళ పాలీపెప్టైడ్‌లు ఫంక్షనల్ ప్రోటీన్‌లుగా మారడానికి 3D నిర్మాణాలుగా ముడుచుకుంటాయి.

4 వేర్వేరు న్యూక్లియోటైడ్‌లు ఉన్నందున, మొత్తం 4³ = 64 కోడన్‌లు సాధ్యమే. అన్ని ప్రొటీన్ల తయారుచేయడానికి 20 ఎమినో యాసిడ్లు చాలు. జన్యు సంకేతం ద్వారా 64 కోడోన్లు 20 ఎమినో ఆసిడ్లను సులభంగా తయారు చేయవచు.

కిందిది mRNA కోసం కోడాన్ చార్ట్.

స్టాప్ కోడన్‌లతో సహా మొత్తం 64 కోడన్‌లను వర్ణించే జన్యు కోడ్ కోడన్‌ల చక్రం. మెథియోనిన్ కోసం కోడాన్ AUG కోడింగ్ ప్రారంభ కోడాన్ అని గమనించండి. ఇది జన్యు వ్యక్తీకరణ యొక్క ప్రారంభ స్థానం. చార్ట్‌ను లోపల నుండి బయటకి చదవండి (5´ నుండి 3´ దిశ). సిగ్మా ఆల్డ్రిచ్ కంపెనీ నుండి పొందిన దృష్టాంతం ఆధారంగా సంపత్ అమితాష్ గాడిచే స్వీకరించబడింది.

డిఎన్ఏ క్రమం ఎలా నిర్వహించబడుతుంది?

ఫంక్షనల్ ప్రోటీన్ తయారు కావాలంటే జన్యువుల DNA క్రమం ఖచ్చితంగా ఉండాలి. DNA క్రమంలో మార్పును మ్యుటేషన్ (ఉత్పరివర్తన) అంటారు. ఉత్పరివర్తనతో కూడిన జన్యువు నాన్-ఫంక్షనల్ (పని చెయ్యని) ప్రోటీన్ ఉత్పత్తికి దారితీయవచ్చు.

ప్రోటీన్ పనితీరు కోల్పోవడం వలన సెల్ అసమర్థంగా లేదా పూర్తిగా నిలిపివేయబడుతుంది. ఇది జన్యుపరమైన వ్యాధులకు ఆధారం.

లక్షణాల వలె, జన్యువులలో ఉత్పరివర్తనలు మరియు అందువల్ల వ్యాధులు కూడా పిల్లలకు సంక్రమించవచ్చు. ఒక వ్యక్తి యొక్క జన్యుశాస్త్రాన్ని అర్థం చేసుకోవడం జన్యుపరమైన వ్యాధులు మరియు రుగ్మతలను బాగా నిర్ధారించడంలో సహాయపడుతుంది.

కానీ, తల్లిదండ్రుల నుండి వారి పిల్లలకు DNA క్రమం ఎలా కాపీ చేయబడింది. DNA రెప్లికేషన్ అనే ప్రక్రియ ద్వారా DNA కాపీ చేయబడుతుంది.

డిఎన్ఏ ప్రతిరూపణ (రెప్లికేషన్) అంటే ఏమిటి?

ఒక DNA స్ట్రాండ్‌లోని క్రమాన్ని కొత్త DNA స్ట్రాండ్‌లోకి కాపీ చేసే ప్రక్రియను DNA రెప్లికేషన్ (ప్రతిరూపణ) అంటారు.

కణాలు వాటి DNA క్రమాన్ని ఖచ్చితంగా మరియు విశ్వసనీయంగా ప్రతిబింబించడానికి చాలా సొగసైన మరియు విస్తృతమైన యంత్రాంగాన్ని అభివృద్ధి చేశాయి.

ఇది చాలా క్లిష్టమైన ప్రక్రియ మరియు DNA ప్రతిరూపణ యొక్క క్లిష్టమైన వివరాలను వివరిస్తూ వేలాది పరిశోధనా పత్రాలు ప్రచురించబడ్డాయి. ఈ వ్యాసంలో, నేను మీకు DNA రెప్లికేషన్ యొక్కప్రాథమిక అంశాలను మాత్రమే ఇస్తాను.

డిఎన్ఏ ప్రతిరూపణలో కీలక దశలు

దశ 1 - డిఎన్ఏ తంతువులను తెరవడం

డబుల్ స్ట్రాండెడ్ DNAని ప్రతిరూపం చేయడానికి, దానిని మొదట రెండు సింగిల్ స్ట్రాండెడ్ DNAలుగా అన్‌జిప్ చేయాలి. ఇది రెప్లికేటివ్ హెలికేస్ అని పిలువబడే ప్రత్యేక ప్రోటీన్ల సమూహం ద్వారా సాధించబడుతుంది.

దశ 2 - కొత్త డిఎన్ఏ తంతువులను సంశ్లేసహించడం

తెరవబడిన సింగిల్ స్ట్రాండెడ్ DNAలు కొత్త కాంప్లిమెంటరీ DNA స్ట్రాండ్‌ను సంశ్లేషణ చేయడానికి DNA పాలిమరేసెస్ అని పిలువబడే మరొక ప్రత్యేక ప్రోటీన్‌ల సమూహానికి టెంప్లేట్‌గా పనిచేస్తాయి.

రెప్లికేటివ్ DNA పాలిమరేసెస్‌లు 5´ నుండి 3´ దిశలో మాత్రమే కొత్త స్ట్రాండ్‌ను సంశ్లేషణ చేయగలవు. దీనర్థం వారు ఎల్లప్పుడూ టెంప్లేట్ స్ట్రాండ్‌ను 3´ నుండి 5´ దిశలో చదువుతారు.

దీని అర్థం ఒక స్ట్రాండ్‌లో DNA ప్రతిరూపణ హెలికేస్ ద్వారా అన్‌జిప్ చేసే దిశలో నిరంతరం కొనసాగుతుంది. దీనిని లీడింగ్ స్ట్రాండ్ అంటారు.

మరొక స్ట్రాండ్‌లో, DNA ప్రతిరూపణ హెలికేస్ ద్వారా అన్‌జిప్ చేసే దిశకు వ్యతిరేకంగా ఉంటుంది. అందువల్ల, ఇది ఓకాజాకి శకలాలు అని పిలువబడే చిన్న శకలాలుగా ప్రతిరూపం పొందాయి. ఈ స్ట్రాండ్‌ను లాగింగ్ స్ట్రాండ్ అంటారు.

DNA యొక్క రెండు తంతువులపై ప్రతిరూపణలో ఈ వ్యత్యాసాల కారణంగా, ప్రతిరూపణను అర్ధ-నిరంతర (సెమి దీస్కుంటిన్యుయస్) అని పిలుస్తారు.

దశ 3 - రెండు డిఎన్ఏ కాపీలను వేరు చేయడం

మొత్తం DNA క్రమం ప్రతిరూపం అయిన తర్వాత, DNA యొక్క కొత్త కాపీని కుమార్తె DNA అణువు అంటారు. ప్రతి కణానికి DNA యొక్క 2 కాపీలు (డిప్లాయిడ్), ప్రతిరూపంగా తరువాత DNA యొక్క 4 కాపీలు (టెట్రాప్లాయిడ్) వద్ద ఉంటాయి. వీటిని మల్లి రెండు కాపీలుగా రెండు కుమార్తె కణాలకు పంచాలి.

కొత్తగా కాపీ చేయబడిన కుమార్తె DNA చివరికి కుమార్తె కణానికి బదిలీ చేయబడుతుంది, మనకు ఒకటి నుండి రెండు కణాలను వదిలివేస్తుంది.

అర్ధ-నిరంతర DNA ప్రతిరూపణ. ఒకే తంతువులను బహిర్గతం చేయడానికి DNA మొదట హెలికేస్‌ల ద్వారా అన్జిప్ చేయబడుతుంది. కొత్త డబుల్ స్ట్రాండెడ్ DNAను సంశ్లేషణ చేయడానికి పాలిమరేసెస్ ప్రతి ఒక్క స్ట్రాండ్‌ను టెంప్లేట్‌లుగా ఉపయోగిస్తాయి.

DNA ప్రతిరూపణ DNA క్రమం నిర్వహించబడుతుందని మరియు తరతరాలుగా వారసత్వంగా పొందుతుందని నిర్ధారిస్తుంది. ఇది పరిణామానికి ఆధారం.

ఈ విధంగా ఆలోచించండి. మీరు మీ తల్లిదండ్రుల నుండి మీ DNA పొందారు. మీ తల్లిదండ్రులు వారి తల్లిదండ్రుల నుండి వారి DNA ను పొందారు. ఈ విధంగా, మనం చివరి సార్వత్రిక సాధారణ పూర్వీకుడు వరకు తిరిగి వెళ్లవచ్చు.

సారాంశం

ఈ వ్యాసంలో, నేను ఒక అవలోకనాన్ని అందించాలనే ఉద్దేశ్యంతో DNA యొక్క ప్రాథమికాలను అన్వేషించాను. నేను మొదట DNA అంటే ఏమిటి మరియు DNAని తయారు చేసే భాగాలు ఏమిటో వివరించాను. తరువాత, నేను DNA యొక్క లక్షణాలను వివరించాను. తరువాత, నేను DNA మరియు DNA శ్రేణి యొక్క విధులు మరియు అది జీవితంలో ఎలా ఉపయోగించబడుతుందో వ్రాసాను. చివరగా, DNA ఎలా నిర్వహించబడుతుందో మరియు తరతరాలుగా వారసత్వంగా ఎలా పొందబడుతుందో కూడా నేను మీకు వివరించాను.

ఈ వ్యాసం DNA మరియు జన్యుశాస్త్రం గురించి తెలుసుకోవడం ప్రారంభించిన పాఠకుల కోసం ఉద్దేశించబడింది. DNAని అర్థం చేసుకునేందుకు మీ అన్వేషణలో ఇది గట్టి ప్రారంభ బిందువును అందిస్తుందని నేను ఆశిస్తున్నాను.

రచయితలు

రచయిత

సంపత్ అమితాష్ గాది, పిఎచ్.డి.

సంపత్ యూనివర్శిటీ ఆఫ్ కోపెన్‌హాగన్‌లో డిఎన్ఏ పరిశోధకుడిగా పనిచేస్తున్నారు. మానవ కణాలలో డిఎన్ఏ గాయాలను ఎదుర్కోవడానికి ప్రోటీన్‌లు మరియు ప్రోటీన్‌లలో సిగ్నలింగ్ ఎలా సహాయపడతాయనే దానితో అతని పరిశోధన వ్యవహరిస్తుంది.