ਸਿੱਖਣ ਦੇ ਉਦੇਸ਼
ਡੀਐਨਏ ਦੀ ਬਣਤਰ ਦਾ ਵਰਣਨ ਕਰੋ
ਡੀਐਨਏ ਦੀ ਬਣਤਰ ਦਾ ਵਰਣਨ ਕਰੋ
1950 ਦੇ ਦਹਾਕੇ ਵਿੱਚ, ਫਰਾਂਸਿਸ ਕ੍ਰਿਕ ਅਤੇ ਜੇਮਜ਼ ਵਾਟਸਨ ਇੰਗਲੈਂਡ ਦੀ ਕੈਮਬ੍ਰਿਜ ਯੂਨੀਵਰਸਿਟੀ ਵਿੱਚ ਡੀਐਨਏ ਦੀ ਬਣਤਰ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਨ ਲਈ ਇਕੱਠੇ ਕੰਮ ਕਰ ਰਹੇ ਸਨ। ਲਾਈਨਸ ਪੌਲਿੰਗ ਅਤੇ ਮੌਰੀਸ ਵਿਲਕਿੰਸ ਵਰਗੇ ਹੋਰ ਵਿਗਿਆਨੀ ਵੀ ਇਸ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਸਰਗਰਮੀ ਨਾਲ ਖੋਜ ਕਰ ਰਹੇ ਸਨ। ਪੌਲਿੰਗ ਨੇ ਐਕਸ-ਰੇ ਕ੍ਰਿਸਟੈਲੋਗ੍ਰਾਫੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਪ੍ਰੋਟੀਨ ਦੀ ਸੈਕੰਡਰੀ ਬਣਤਰ ਦੀ ਖੋਜ ਕੀਤੀ ਸੀ। ਐਕਸ-ਰੇ ਕ੍ਰਿਸਟੈਲੋਗ੍ਰਾਫੀ ਇੱਕ ਵਿਧੀ ਹੈ ਜਿਸ ਰਾਹੀਂ ਕਿਸੇ ਪਦਾਰਥ ਦੇ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਿੱਚੋਂ ਐਕਸ-ਰੇ ਗੁਜ਼ਾਰ ਕੇ ਅਣੂ ਦੀ ਬਣਤਰ ਦਾ ਅਧਿਐਨ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਪੈਟਰਨ ਦਿਲਚਸਪੀ ਵਾਲੇ ਅਣੂ ਦੀ ਬਣਤਰ ਬਾਰੇ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਜਾਣਕਾਰੀ ਦਿੰਦੇ ਹਨ। ਵਿਲਕਿੰਸ ਦੀ ਲੈਬ ਵਿੱਚ, ਖੋਜਕਰਤਾ ਰੋਜ਼ਾਲਿੰਡ ਫਰੈਂਕਲਿਨ ਡੀਐਨਏ ਦੀ ਬਣਤਰ ਨੂੰ ਸਮਝਣ ਲਈ ਐਕਸ-ਰੇ ਕ੍ਰਿਸਟੈਲੋਗ੍ਰਾਫੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰ ਰਹੀ ਸੀ। ਵਾਟਸਨ ਅਤੇ ਕ੍ਰਿਕ ਫਰੈਂਕਲਿਨ ਦੇ ਡਾਟਾ (ਚਿੱਤਰ 9.2) ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਡੀਐਨਏ ਅਣੂ ਦੀ ਪਹੇਲੀ ਨੂੰ ਸੁਲਝਾਉਣ ਵਿੱਚ ਕਾਮਯਾਬ ਹੋਏ। ਵਾਟਸਨ ਅਤੇ ਕ੍ਰਿਕ ਕੋਲ ਚਾਰਗਾਫ ਦੇ ਨਿਯਮਾਂ ਵਰਗੇ ਹੋਰ ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਤੋਂ ਵੀ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਜਾਣਕਾਰੀ ਉਪਲਬਧ ਸੀ। ਚਾਰਗਾਫ ਨੇ ਦਿਖਾਇਆ ਸੀ ਕਿ ਡੀਐਨਏ ਅਣੂ ਵਿੱਚ ਮੌਜੂਦ ਚਾਰ ਕਿਸਮਾਂ ਦੇ ਮੋਨੋਮਰ (ਨਿਊਕਲੀਓਟਾਈਡ) ਵਿੱਚੋਂ, ਦੋ ਕਿਸਮਾਂ ਹਮੇਸ਼ਾ ਬਰਾਬਰ ਮਾਤਰਾ ਵਿੱਚ ਮੌਜੂਦ ਹੁੰਦੀਆਂ ਸਨ ਅਤੇ ਬਾਕੀ ਦੋ ਕਿਸਮਾਂ ਵੀ ਹਮੇਸ਼ਾ ਬਰਾਬਰ ਮਾਤਰਾ ਵਿੱਚ ਮੌਜੂਦ ਹੁੰਦੀਆਂ ਸਨ। ਇਸਦਾ ਮਤਲਬ ਸੀ ਕਿ ਉਹ ਹਮੇਸ਼ਾ ਕਿਸੇ ਨਾ ਕਿਸੇ ਤਰੀਕੇ ਨਾਲ ਜੋੜੀ ਬਣਾਉਂਦੇ ਸਨ। 1962 ਵਿੱਚ, ਜੇਮਜ਼ ਵਾਟਸਨ, ਫਰਾਂਸਿਸ ਕ੍ਰਿਕ ਅਤੇ ਮੌਰੀਸ ਵਿਲਕਿੰਸ ਨੂੰ ਡੀਐਨਏ ਦੀ ਬਣਤਰ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਨ ਵਿੱਚ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੇ ਕੰਮ ਲਈ ਮੈਡੀਸਨ ਵਿੱਚ ਨੋਬਲ ਪੁਰਸਕਾਰ ਨਾਲ ਸਨਮਾਨਿਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ।
ਚਿੱਤਰ 9.2: ਵਿਗਿਆਨੀ ਰੋਜ਼ਾਲਿੰਡ ਫਰੈਂਕਲਿਨ ਨੇ ਡੀਐਨਏ ਦਾ ਐਕਸ-ਰੇ ਡਿਫ੍ਰੈਕਸ਼ਨ ਪੈਟਰਨ ਖੋਜਿਆ, ਜਿਸ ਨੇ ਇਸਦੀ ਡਬਲ ਹੈਲਿਕਸ ਬਣਤਰ ਨੂੰ ਉਜਾਗਰ ਕਰਨ ਵਿੱਚ ਮਦਦ ਕੀਤੀ। (ਸਿਹਰਾ: NIH ਦੇ ਕੰਮ ਦਾ ਸੋਧ)
ਹੁਣ ਆਓ ਦੋ ਕਿਸਮਾਂ ਦੇ ਨਿਊਕਲਿਕ ਐਸਿਡ, ਡੀਆਕਸੀਰਾਈਬੋਨਿਊਕਲਿਕ ਐਸਿਡ (ਡੀਐਨਏ) ਅਤੇ ਰਾਈਬੋਨਿਊਕਲਿਕ ਐਸਿਡ (ਆਰਐਨਏ) ਦੀ ਬਣਤਰ 'ਤੇ ਵਿਚਾਰ ਕਰੀਏ। ਡੀਐਨਏ ਦੇ ਬਿਲਡਿੰਗ ਬਲਾਕ ਨਿਊਕਲੀਓਟਾਈਡ ਹਨ, ਜੋ ਤਿੰਨ ਭਾਗਾਂ ਤੋਂ ਬਣੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ: ਇੱਕ ਡੀਆਕਸੀਰਾਈਬੋਜ਼ (5-ਕਾਰਬਨ ਸ਼ੂਗਰ), ਇੱਕ ਫਾਸਫੇਟ ਸਮੂਹ, ਅਤੇ ਇੱਕ ਨਾਈਟ੍ਰੋਜਨਸ ਬੇਸ (ਚਿੱਤਰ 9.3)। ਡੀਐਨਏ ਵਿੱਚ ਚਾਰ ਕਿਸਮਾਂ ਦੇ ਨਾਈਟ੍ਰੋਜਨਸ ਬੇਸ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਐਡੀਨਾਈਨ (A) ਅਤੇ ਗੁਆਨਾਈਨ (G) ਡਬਲ-ਰਿੰਗਡ ਪਿਊਰਿਨ ਹਨ, ਅਤੇ ਸਾਈਟੋਸਿਨ (C) ਅਤੇ ਥਾਈਮਾਈਨ (T) ਛੋਟੇ, ਸਿੰਗਲ-ਰਿੰਗਡ ਪਾਈਰੀਮਿਡਿਨ ਹਨ। ਨਿਊਕਲੀਓਟਾਈਡ ਦਾ ਨਾਮ ਉਸ ਨਾਈਟ੍ਰੋਜਨਸ ਬੇਸ ਦੇ ਅਨੁਸਾਰ ਰੱਖਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਉਹ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
ਚਿੱਤਰ 9.3: (a) ਹਰ ਡੀਐਨਏ ਨਿਊਕਲੀਓਟਾਈਡ ਇੱਕ ਸ਼ੂਗਰ, ਇੱਕ ਫਾਸਫੇਟ ਸਮੂਹ, ਅਤੇ ਇੱਕ ਬੇਸ ਤੋਂ ਬਣਿਆ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। (b) ਸਾਈਟੋਸਿਨ ਅਤੇ ਥਾਈਮਾਈਨ ਪਾਈਰੀਮਿਡਿਨ ਹਨ। ਗੁਆਨਾਈਨ ਅਤੇ ਐਡੀਨਾਈਨ ਪਿਊਰਿਨ ਹਨ।
ਇੱਕ ਨਿਊਕਲੀਓਟਾਈਡ ਦਾ ਫਾਸਫੇਟ ਸਮੂਹ ਅਗਲੇ ਨਿਊਕਲੀਓਟਾਈਡ ਦੇ ਸ਼ੂਗਰ ਅਣੂ ਨਾਲ ਕੋਵੈਲੈਂਟਲੀ ਬੰਨ੍ਹਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਨਿਊਕਲੀਓਟਾਈਡ ਮੋਨੋਮਰ ਦਾ ਇੱਕ ਲੰਬਾ ਪੌਲੀਮਰ ਬਣਦਾ ਹੈ। ਸ਼ੂਗਰ-ਫਾਸਫੇਟ ਸਮੂਹ ਡੀਐਨਏ ਦੇ ਹਰ ਸਿੰਗਲ ਸਟ੍ਰੈਂਡ ਲਈ ਇੱਕ "ਬੈਕਬੋਨ" ਵਿੱਚ ਕਤਾਰਬੱਧ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਅਤੇ ਨਿਊਕਲੀਓਟਾਈਡ ਬੇਸ ਇਸ ਬੈਕਬੋਨ ਤੋਂ ਬਾਹਰ ਨਿਕਲਦੇ ਹਨ। ਪੰਜ-ਕਾਰਬਨ ਸ਼ੂਗਰ ਦੇ ਕਾਰਬਨ ਐਟਮਾਂ ਨੂੰ ਆਕਸੀਜਨ ਤੋਂ ਘੜੀ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ 1', 2', 3', 4', ਅਤੇ 5' (1' ਨੂੰ "ਇੱਕ ਪ੍ਰਾਈਮ" ਪੜ੍ਹਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ) ਵਜੋਂ ਗਿਣਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਫਾਸਫੇਟ ਸਮੂਹ ਇੱਕ ਨਿਊਕਲੀਓਟਾਈਡ ਦੇ 5' ਕਾਰਬਨ ਅਤੇ ਅਗਲੇ ਨਿਊਕਲੀਓਟਾਈਡ ਦੇ 3' ਕਾਰਬਨ ਨਾਲ ਜੁੜਿਆ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਆਪਣੀ ਕੁਦਰਤੀ ਅਵਸਥਾ ਵਿੱਚ, ਹਰ ਡੀਐਨਏ ਅਣੂ ਅਸਲ ਵਿੱਚ ਦੋ ਸਿੰਗਲ ਸਟ੍ਰੈਂਡਾਂ ਦਾ ਬਣਿਆ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜੋ ਬੇਸਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਹਾਈਡਰੋਜਨ ਬੰਧਾਂ ਨਾਲ ਆਪਣੀ ਲੰਬਾਈ ਦੇ ਨਾਲ ਜੁੜੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ।
ਵਾਟਸਨ ਅਤੇ ਕ੍ਰਿਕ ਨੇ ਪ੍ਰਸਤਾਵਿਤ ਕੀਤਾ ਕਿ ਡੀਐਨਏ ਦੋ ਸਟ੍ਰੈਂਡਾਂ ਦਾ ਬਣਿਆ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜੋ ਇੱਕ ਦੂਜੇ ਦੇ ਦੁਆਲੇ ਘੁੰਮ ਕੇ ਇੱਕ ਸੱਜੇ-ਹੱਥ ਵਾਲੀ ਹੈਲਿਕਸ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ, ਜਿਸਨੂੰ ਡਬਲ ਹੈਲਿਕਸ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਬੇਸ-ਪੇਅਰਿੰਗ ਇੱਕ ਪਿਊਰਿਨ ਅਤੇ ਪਾਈਰੀਮਿਡਿਨ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਹੁੰਦੀ ਹੈ: ਅਰਥਾਤ, A T ਨਾਲ ਜੋੜੀ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ G C ਨਾਲ ਜੋੜੀ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਦੂਜੇ ਸ਼ਬਦਾਂ ਵਿੱਚ, ਐਡੀਨਾਈਨ ਅਤੇ ਥਾਈਮਾਈਨ ਪੂਰਕ ਬੇਸ ਜੋੜੀਆਂ ਹਨ, ਅਤੇ ਸਾਈਟੋਸਿਨ ਅਤੇ ਗੁਆਨਾਈਨ ਵੀ ਪੂਰਕ ਬੇਸ ਜੋੜੀਆਂ ਹਨ। ਇਹ ਚਾਰਗਾਫ ਦੇ ਨਿਯਮ ਦਾ ਆਧਾਰ ਹੈ; ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੀ ਪੂਰਕਤਾ ਦੇ ਕਾਰਨ, ਡੀਐਨਏ ਅਣੂ ਵਿੱਚ ਐਡੀਨਾਈਨ ਜਿੰਨੀ ਥਾਈਮਾਈਨ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਗੁਆਨਾਈਨ ਜਿੰਨੀ ਸਾਈਟੋਸਿਨ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਐਡੀਨਾਈਨ ਅਤੇ ਥਾਈਮਾਈਨ ਦੋ ਹਾਈਡਰੋਜਨ ਬੰਧਾਂ ਦੁਆਰਾ ਜੁੜੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਅਤੇ ਸਾਈਟੋਸਿਨ ਅਤੇ ਗੁਆਨਾਈਨ ਤਿੰਨ ਹਾਈਡਰੋਜਨ ਬੰਧਾਂ ਦੁਆਰਾ ਜੁੜੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਦੋ ਸਟ੍ਰੈਂਡ ਕੁਦਰਤ ਵਿੱਚ ਐਂਟੀ-ਪੈਰਲਲ ਹੁੰਦੇ ਹਨ; ਅਰਥਾਤ, ਇੱਕ ਸਟ੍ਰੈਂਡ ਵਿੱਚ ਸ਼ੂਗਰ ਦਾ 3' ਕਾਰਬਨ "ਉੱਪਰ" ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ ਹੋਵੇਗਾ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਦੂਜੇ ਸਟ੍ਰੈਂਡ ਵਿੱਚ 5' ਕਾਰਬਨ ਉੱਪਰਲੀ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ ਹੋਵੇਗਾ। ਡੀਐਨਏ ਡਬਲ ਹੈਲਿਕਸ ਦਾ ਵਿਆਸ ਪੂਰੀ ਲੰਬਾਈ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਸਮਾਨ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਇੱਕ ਪਿਊਰਿਨ (ਦੋ ਰਿੰਗ) ਹਮੇਸ਼ਾ ਇੱਕ ਪਾਈਰੀਮਿਡਿਨ (ਇੱਕ ਰਿੰਗ) ਨਾਲ ਜੋੜੀ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੀਆਂ ਸੰਯੁਕਤ ਲੰਬਾਈਆਂ ਹਮੇਸ਼ਾ ਬਰਾਬਰ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ। (ਚਿੱਤਰ 9.4)।
ਚਿੱਤਰ 9.4: ਡੀਐਨਏ (a) ਇੱਕ ਡਬਲ ਸਟ੍ਰੈਂਡਡ ਹੈਲਿਕਸ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ (b) ਐਡੀਨਾਈਨ ਥਾਈਮਾਈਨ ਨਾਲ ਅਤੇ ਸਾਈਟੋਸਿਨ ਗੁਆਨਾਈਨ ਨਾਲ ਜੋੜੀ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ। (ਸਿਹਰਾ a: ਜੇਰੋਮ ਵਾਕਰ, ਡੇਨਿਸ ਮਾਈਟਸ ਦੇ ਕੰਮ ਦਾ ਸੋਧ)
ਆਰਐਨਏ ਦੀ ਬਣਤਰ
ਸਾਰੀਆਂ ਸੈੱਲਾਂ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਦੂਜਾ ਨਿਊਕਲਿਕ ਐਸਿਡ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜਿਸਨੂੰ ਰਾਈਬੋਨਿਊਕਲਿਕ ਐਸਿਡ, ਜਾਂ ਆਰਐਨਏ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਡੀਐਨਏ ਵਾਂਗ, ਆਰਐਨਏ ਨਿਊਕਲੀਓਟਾਈਡਾਂ ਦਾ ਇੱਕ ਪੌਲੀਮਰ ਹੈ। ਆਰਐਨਏ ਵਿੱਚ ਹਰ ਨਿਊਕਲੀਓਟਾਈਡ ਇੱਕ ਨਾਈਟ੍ਰੋਜਨਸ ਬੇਸ, ਇੱਕ ਪੰਜ-ਕਾਰਬਨ ਸ਼ੂਗਰ, ਅਤੇ ਇੱਕ ਫਾਸਫੇਟ ਸਮੂਹ ਤੋਂ ਬਣਿਆ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਆਰਐਨਏ ਦੇ ਮਾਮਲੇ ਵਿੱਚ, ਪੰਜ-ਕਾਰਬਨ ਸ਼ੂਗਰ ਰਾਈਬੋਜ਼ ਹੈ, ਨਾ ਕਿ ਡੀਆਕਸੀਰਾਈਬੋਜ਼। ਰਾਈਬੋਜ਼ ਵਿੱਚ 2' ਕਾਰਬਨ 'ਤੇ ਇੱਕ ਹਾਈਡ੍ਰੋਕਸਿਲ ਸਮੂਹ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਡੀਆਕਸੀਰਾਈਬੋਜ਼ ਵਿੱਚ ਸਿਰਫ ਇੱਕ ਹਾਈਡਰੋਜਨ ਪਰਮਾਣੂ ਹੁੰਦਾ ਹੈ (ਚਿੱਤਰ 9.5)।
ਚਿੱਤਰ 9.5: ਆਰਐਨਏ ਵਿੱਚ ਪਾਏ ਜਾਣ ਵਾਲੇ ਰਾਈਬੋਜ਼ ਅਤੇ ਡੀਐਨਏ ਵਿੱਚ ਪਾਏ ਜਾਣ ਵਾਲੇ ਡੀਆਕਸੀਰਾਈਬੋਜ਼ ਵਿਚਕਾਰ ਅੰਤਰ ਇਹ ਹੈ ਕਿ ਰਾਈਬੋਜ਼ ਵਿੱਚ 2' ਕਾਰਬਨ 'ਤੇ ਇੱਕ ਹਾਈਡ੍ਰੋਕਸਿਲ ਸਮੂਹ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
ਆਰਐਨਏ ਨਿਊਕਲੀਓਟਾਈਡਾਂ ਵਿੱਚ ਨਾਈਟ੍ਰੋਜਨਸ ਬੇਸ ਐਡੀਨਾਈਨ, ਸਾਈਟੋਸਿਨ, ਅਤੇ ਗੁਆਨਾਈਨ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਉਨ੍ਹਾਂ ਵਿੱਚ ਥਾਈਮਾਈਨ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦਾ, ਜਿਸਦੀ ਥਾਂ ਯੂਰੇਸਿਲ ਲੈਂਦਾ ਹੈ, ਜਿਸਨੂੰ "U" ਦੁਆਰਾ ਦਰਸਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਆਰਐਨਏ ਡਬਲ-ਸਟ੍ਰੈਂਡਡ ਹੈਲਿਕਸ ਦੀ ਬਜਾਏ ਇੱਕ ਸਿੰਗਲ-ਸਟ੍ਰੈਂਡਡ ਅਣੂ ਵਜੋਂ ਮੌਜੂਦ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਮੋਲੀਕੂਲਰ ਬਾਇਓਲੋਜਿਸਟਾਂ ਨੇ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੇ ਕੰਮ ਦੇ ਆਧਾਰ 'ਤੇ ਆਰਐਨਏ ਦੀਆਂ ਕਈ ਕਿਸਮਾਂ ਦਾ ਨਾਮ ਦਿੱਤਾ ਹੈ। ਇਨ੍ਹਾਂ ਵਿੱਚ ਮੈਸੇਂਜਰ ਆਰਐਨਏ (mRNA), ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਆਰਐਨਏ (tRNA), ਅਤੇ ਰਾਈਬੋਸੋਮਲ ਆਰਐਨਏ (rRNA) ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ—ਅਣੂ ਜੋ ਡੀਐਨਏ ਕੋਡ ਤੋਂ ਪ੍ਰੋਟੀਨ ਦੇ ਉਤਪਾਦਨ ਵਿੱਚ ਸ਼ਾਮਲ ਹੁੰਦੇ ਹਨ।
ਸੈੱਲ ਵਿੱਚ ਡੀਐਨਏ ਕਿਵੇਂ ਵਿਵਸਥਿਤ ਹੁੰਦਾ ਹੈ
ਡੀਐਨਏ ਇੱਕ ਕਾਰਜਸ਼ੀਲ ਅਣੂ ਹੈ; ਜਦੋਂ ਕੋਈ ਸੈੱਲ ਵੰਡਣ ਲਈ ਤਿਆਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਤਾਂ ਇਸਦੀ ਨਕਲ ਕੀਤੀ ਜਾਣੀ ਚਾਹੀਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਸੈੱਲ ਦੇ ਕਾਰਜਾਂ ਨੂੰ ਪੂਰਾ ਕਰਨ ਲਈ ਪ੍ਰੋਟੀਨ ਵਰਗੇ ਅਣੂਆਂ ਨੂੰ ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਲਈ ਇਸਨੂੰ "ਪੜ੍ਹਿਆ" ਜਾਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਕਾਰਨ ਕਰਕੇ, ਡੀਐਨਏ ਨੂੰ ਬਹੁਤ ਹੀ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਤਰੀਕਿਆਂ ਨਾਲ ਸੁਰੱਖਿਅਤ ਅਤੇ ਪੈਕ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਡੀਐਨਏ ਅਣੂ ਬਹੁਤ ਲੰਬੇ ਹੋ ਸਕਦੇ ਹਨ। ਸਿਰੇ ਤੋਂ ਸਿਰੇ ਤੱਕ ਖਿੱਚੇ ਜਾਣ 'ਤੇ, ਇੱਕ ਮਨੁੱਖੀ ਸੈੱਲ ਵਿੱਚ ਡੀਐਨਏ ਅਣੂਆਂ ਦੀ ਲੰਬਾਈ ਲਗਭਗ 2 ਮੀਟਰ ਹੋਵੇਗੀ। ਇਸ ਲਈ, ਸੈੱਲ ਲਈ ਡੀਐਨਏ ਨੂੰ ਇੱਕ ਬਹੁਤ ਹੀ ਵਿਵਸਥਿਤ ਤਰੀਕੇ ਨਾਲ ਪੈਕ ਕੀਤਾ ਜਾਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ ਤਾਂ ਜੋ ਇੱਕ ਢਾਂਚੇ (ਸੈੱਲ) ਵਿੱਚ ਫਿੱਟ ਹੋ ਸਕੇ ਅਤੇ ਕਾਰਜ ਕਰ ਸਕੇ ਜੋ ਨੰਗੀ ਅੱਖ ਨਾਲ ਦਿਖਾਈ ਨਹੀਂ ਦਿੰਦਾ। ਪ੍ਰੋਕੈਰੀਓਟਸ ਦੇ ਕ੍ਰੋਮੋਸੋਮ ਕਈ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ (ਚਿੱਤਰ 9.6) ਵਿੱਚ ਯੂਕੈਰੀਓਟਸ ਨਾਲੋਂ ਬਹੁਤ ਸਰਲ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਜ਼ਿਆਦਾਤਰ ਪ੍ਰੋਕੈਰੀਓਟਸ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਸਿੰਗਲ, ਗੋਲ ਕ੍ਰੋਮੋਸੋਮ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜੋ ਸਾਈਟੋਪਲਾਜ਼ਮ ਵਿੱਚ ਨਿਊਕਲੀਓਇਡ ਨਾਮਕ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਪਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।
ਚਿੱਤਰ 9.6: ਇੱਕ ਯੂਕੈਰੀਓਟ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਚੰਗੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਪਰਿਭਾਸ਼ਿਤ ਨਿਊਕਲੀਅਸ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਪ੍ਰੋਕੈਰੀਓਟਸ ਵਿੱਚ, ਕ੍ਰੋਮੋਸੋਮ ਸਾਈਟੋਪਲਾਜ਼ਮ ਵਿੱਚ ਨਿਊਕਲੀਓਇਡ ਨਾਮਕ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਪਿਆ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
ਸਭ ਤੋਂ ਵੱਧ ਅਧਿਐਨ ਕੀਤੇ ਗਏ ਪ੍ਰੋਕੈਰੀਓਟਸ, ਐਸ਼ੇਰੀਚੀਆ ਕੋਲਾਈ (Escherichia coli) ਵਿੱਚੋਂ ਇੱਕ ਦੇ ਜੀਨੋਮ ਦਾ ਆਕਾਰ 4.6 ਮਿਲੀਅਨ ਬੇਸ ਜੋੜੇ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਖਿੱਚੇ ਜਾਣ 'ਤੇ ਲਗਭਗ 1.6 ਮਿਲੀਮੀਟਰ ਦੀ ਦੂਰੀ ਤੱਕ ਫੈਲ ਜਾਵੇਗਾ। ਤਾਂ ਇਹ ਇੱਕ ਛੋਟੇ ਬੈਕਟੀਰੀਆ ਸੈੱਲ ਦੇ ਅੰਦਰ ਕਿਵੇਂ ਫਿੱਟ ਹੁੰਦਾ ਹੈ? ਡੀਐਨਏ ਨੂੰ ਡਬਲ ਹੈਲਿਕਸ ਤੋਂ ਪਰੇ ਸੁਪਰਕੋਇਲਿੰਗ ਵਜੋਂ ਜਾਣੇ ਜਾਂਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਮੋੜਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਕੁਝ ਪ੍ਰੋਟੀਨ ਸੁਪਰਕੋਇਲਿੰਗ ਵਿੱਚ ਸ਼ਾਮਲ ਹੋਣ ਲਈ ਜਾਣੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ; ਹੋਰ ਪ੍ਰੋਟੀਨ ਅਤੇ ਐਨਜ਼ਾਈਮ ਸੁਪਰਕੋਇਲਡ ਢਾਂਚੇ ਨੂੰ ਬਣਾਈ ਰੱਖਣ ਵਿੱਚ ਮਦਦ ਕਰਦੇ ਹਨ।
ਯੂਕੈਰੀਓਟਸ, ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਦੇ ਕ੍ਰੋਮੋਸੋਮ ਹਰੇਕ ਇੱਕ ਰੇਖੀ ਡੀਐਨਏ ਅਣੂ ਦੇ ਬਣੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਆਪਣੇ ਡੀਐਨਏ ਨੂੰ ਨਿਊਕਲੀਅਸ (ਚਿੱਤਰ 9.7) ਦੇ ਅੰਦਰ ਫਿੱਟ ਕਰਨ ਲਈ ਇੱਕ ਵੱਖਰੀ ਕਿਸਮ ਦੀ ਪੈਕਿੰਗ ਰਣਨੀਤੀ ਵਰਤਦੇ ਹਨ। ਡੀਐਨਏ ਦੀ ਬਣਤਰ ਦਾ ਪਤਾ ਲੱਗਣ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ ਹੀ, ਮੈਰੀ ਮੇਯਨਾਰਡ ਡੇਲੀ (Marie Maynard Daly) ਅਤੇ ਆਰਥਰ ਈ. ਮਿਰਸਕੀ (Arthur E. Mirsky) ਨੇ 1940 ਅਤੇ 1950 ਦੇ ਦਹਾਕੇ ਵਿੱਚ ਸ਼ਾਮਲ ਅਣੂਆਂ ਅਤੇ ਢਾਂਚਿਆਂ ਨੂੰ ਸਮਝਣ ਲਈ ਵਿਆਪਕ ਖੋਜ ਕੀਤੀ। ਸਭ ਤੋਂ ਬੁਨਿਆਦੀ ਪੱਧਰ 'ਤੇ, ਡੀਐਨਏ ਨੂੰ ਹਿਸਟੋਨ (histones) ਨਾਮਕ ਪ੍ਰੋਟੀਨਾਂ ਦੇ ਦੁਆਲੇ ਲਪੇਟਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਤਾਂ ਜੋ ਨਿਊਕਲੀਓਸੋਮ (nucleosomes) ਨਾਮਕ ਢਾਂਚੇ ਬਣ ਸਕਣ। ਡੀਐਨਏ ਨੂੰ ਹਿਸਟੋਨ ਕੋਰ ਦੇ ਦੁਆਲੇ ਕਸ ਕੇ ਲਪੇਟਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਨਿਊਕਲੀਓਸੋਮ ਅਗਲੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਡੀਐਨਏ ਦੀ ਛੋਟੀ ਸਟ੍ਰੈਂਡ ਦੁਆਰਾ ਜੁੜਿਆ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜੋ ਹਿਸਟੋਨ ਤੋਂ ਮੁਕਤ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਸਨੂੰ "ਮਣਕਿਆਂ ਵਾਲੀ ਡੋਰੀ" (beads on a string) ਢਾਂਚਾ ਵੀ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ; ਨਿਊਕਲੀਓਸੋਮ "ਮਣਕੇ" ਹਨ ਅਤੇ ਉਨ੍ਹਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਡੀਐਨਏ ਦੀਆਂ ਛੋਟੀਆਂ ਲੰਬਾਈਆਂ "ਡੋਰੀ" ਹਨ। ਨਿਊਕਲੀਓਸੋਮ, ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਦੇ ਦੁਆਲੇ ਡੀਐਨਏ ਲਪੇਟਿਆ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਇੱਕ 30-nm-ਚੌੜੀ ਫਾਈਬਰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਇੱਕ ਦੂਜੇ ਉੱਤੇ ਸੰਖੇਪ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਸਟੈਕ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਇਹ ਫਾਈਬਰ ਇੱਕ ਮੋਟੀ ਅਤੇ ਵਧੇਰੇ ਸੰਖੇਪ ਢਾਂਚੇ ਵਿੱਚ ਹੋਰ ਮੋੜਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਮਾਈਟੋਸਿਸ (mitosis) ਦੇ ਮੈਟਾਫੇਜ਼ (metaphase) ਪੜਾਅ 'ਤੇ, ਜਦੋਂ ਕ੍ਰੋਮੋਸੋਮ ਸੈੱਲ ਦੇ ਕੇਂਦਰ ਵਿੱਚ ਇਕਸਾਰ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਤਾਂ ਕ੍ਰੋਮੋਸੋਮ ਆਪਣੇ ਸਭ ਤੋਂ ਸੰਖੇਪ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਉਹ ਲਗਭਗ 700 nm ਚੌੜੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਅਤੇ ਸਕੈਫੋਲਡ ਪ੍ਰੋਟੀਨਾਂ (scaffold proteins) ਨਾਲ ਸੰਬੰਧ ਵਿੱਚ ਪਾਏ ਜਾਂਦੇ ਹਨ।
ਇੰਟਰਫੇਜ਼ (interphase) ਵਿੱਚ, ਸੈੱਲ ਚੱਕਰ ਵਿੱਚ ਮਾਈਟੋਸਿਸ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਦਾ ਪੜਾਅ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਕ੍ਰੋਮੋਸੋਮ ਡੀਕੰਡੈਂਸਡ (decondensed) ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਯੂਕੈਰੀਓਟਿਕ ਕ੍ਰੋਮੋਸੋਮਾਂ ਵਿੱਚ ਦੋ ਵੱਖਰੇ ਖੇਤਰ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਨੂੰ ਸਟੇਨਿੰਗ (staining) ਦੁਆਰਾ ਵੱਖ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇੱਕ ਕਸ ਕੇ ਪੈਕ ਕੀਤਾ ਹੋਇਆ ਖੇਤਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜੋ ਗੂੜ੍ਹਾ ਸਟੇਨ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਇੱਕ ਘੱਟ ਸੰਘਣਾ ਖੇਤਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਗੂੜ੍ਹੇ ਸਟੇਨਿੰਗ ਵਾਲੇ ਖੇਤਰਾਂ ਵਿੱਚ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਉਹ ਜੀਨ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਜੋ ਸਰਗਰਮ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੇ, ਅਤੇ ਸੈਂਟਰੋਮੇਅਰ (centromere) ਅਤੇ ਟੇਲੋਮੇਅਰ (telomeres) ਦੇ ਖੇਤਰਾਂ ਵਿੱਚ ਪਾਏ ਜਾਂਦੇ ਹਨ। ਹਲਕੇ ਸਟੇਨਿੰਗ ਵਾਲੇ ਖੇਤਰਾਂ ਵਿੱਚ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਉਹ ਜੀਨ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਜੋ ਸਰਗਰਮ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਡੀਐਨਏ ਨਿਊਕਲੀਓਸੋਮਾਂ ਦੇ ਦੁਆਲੇ ਪੈਕ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਪਰ ਹੋਰ ਸੰਖੇਪ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦਾ।
ਚਿੱਤਰ 9.7: ਇਹ ਚਿੱਤਰ ਯੂਕੈਰੀਓਟਿਕ ਕ੍ਰੋਮੋਸੋਮ ਦੇ ਸੰਕੋਚਨ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ।
ਸਿੱਖਣ ਨਾਲ ਜੁੜੋ
ਡੀਐਨਏ ਪੈਕਿੰਗ ਦੀ ਇਸ ਐਨੀਮੇਸ਼ਨ ਨੂੰ ਦੇਖੋ।