သက်ရှိသတ္တဝါများတွင် DNA ၏ဖွဲ့စည်းပုံနှင့်လုပ်ဆောင်ချက်

သက်ရှိသတ္တဝါများတွင် DNA ၏ဖွဲ့စည်းပုံနှင့်လုပ်ဆောင်ချက်

DNA (ဒီအောက်ဆီရိုင်ဘိုနျူကလီးအစ်အက်ဆစ်) သည် သက်ရှိအားလုံးနီးပါးတွင် မျိုးရိုးဗီဇဆိုင်ရာ ညွှန်ကြားချက်များကို သိမ်းဆည်းပေးသည့် အဓိကမော်လီကျူးဖြစ်သည်။ ရိုးရှင်းသော ဘက်တီးရီးယားများမှသည် လူသားများအထိ၊ DNA သည် ဆဲလ်များ မည်သို့ကြီးထွားသည်၊ မည်သို့ကွဲသည်၊ ဇီဝဖြစ်စဉ်ဆိုင်ရာ လုပ်ဆောင်ချက်များကို ဆောင်ရွက်သည်၊ နှင့် မျိုးဆက်တစ်ခုမှ နောက်မျိုးဆက်သို့ ဝိသေသလက္ခဏာများကို လက်ဆင့်ကမ်းပေးသည်ကို ညွှန်ကြားပေးသည့် "လမ်းညွှန်စာအုပ်" အဖြစ် ဆောင်ရွက်သည်။ DNA ၏ဖွဲ့စည်းပုံနှင့် လုပ်ဆောင်ချက်ကို နားလည်ခြင်းသည် ခေတ်သစ်ဇီဝဗေဒ၊ ဆေးပညာ၊ စိုက်ပျိုးရေးနှင့် ဇီဝနည်းပညာအတွက် အရေးကြီးသော အခြေခံအုတ်မြစ်တစ်ခုဖြစ်သည်။

DNA နှင့် ဘဝတွင် ၎င်း၏ အခန်းကဏ္ဍကို နားလည်ခြင်း

DNA သည် ဆဲလ်များအတွင်းတွင်တွေ့ရှိရသော မျိုးရိုးဗီဇပစ္စည်းဖြစ်သည်။ အပင်များ၊ တိရစ္ဆာန်များနှင့် မှိုများကဲ့သို့သော eukaryotic သက်ရှိများတွင် DNA ကို အဓိကအားဖြင့် ဆဲလ်နျူကလိယတွင် ခရိုမိုဆုမ်းပုံစံဖြင့် သိမ်းဆည်းထားပြီး မိုက်တိုခွန်ဒရီးယားနှင့် ကလိုရိုပလတ်စ်ကဲ့သို့သော အင်္ဂါအစိတ်အပိုင်းများတွင်လည်း တွေ့ရှိရသည်။ ဘက်တီးရီးယားကဲ့သို့သော prokaryotic သက်ရှိများတွင် DNA သည် nucleoid ဟုခေါ်သော cytoplasm ဧရိယာတွင် တည်ရှိသည်။

DNA ရဲ့ အဓိကလုပ်ဆောင်ချက်က မျိုးရိုးဗီဇဆိုင်ရာ အချက်အလက်များကို သိမ်းဆည်းဖို့ပါ။ ဒီအချက်အလက်မှာ ပရိုတင်းတွေကို ပေါင်းစပ်ထုတ်လုပ်ဖို့အတွက် "ကုဒ်" ပါဝင်ပြီး ခန္ဓာကိုယ်ရဲ့ ဇီဝဗေဒဆိုင်ရာ လုပ်ဆောင်ချက်အများစုကို လုပ်ဆောင်ပေးတဲ့ မော်လီကျူးတွေ ဖြစ်ပါတယ်။ ဆဲလ်ဖွဲ့စည်းပုံတွေကို ဖွဲ့စည်းခြင်း၊ အင်ဇိုင်းတွေကတစ်ဆင့် ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ တုံ့ပြန်မှုတွေကို ထိန်းညှိပေးခြင်းနဲ့ တစ်ရှူးကြီးထွားမှုနဲ့ ပြုပြင်မှုကို ထိန်းချုပ်ပေးခြင်းတွေ ပါဝင်ပါတယ်။

DNA ၏ အခြေခံဖွဲ့စည်းပုံ- နျူကလီယိုတိုက်များအဖြစ် တည်ဆောက်ခြင်း

DNA ရဲ့ဖွဲ့စည်းပုံကို နျူကလီယိုတိုက်လို့ခေါ်တဲ့ ယူနစ်ငယ်လေးတွေနဲ့ ဖွဲ့စည်းထားပါတယ်။ နျူကလီယိုတိုက်တစ်ခုစီမှာ အဓိကအစိတ်အပိုင်းသုံးခုပါဝင်ပါတယ်။

၁။ ဒီအောက်ဆီရိုင်ဘို့စ်သကြား၊ ၎င်းသည် ကာဗွန်ငါးခုပါ သကြားဖြစ်ပြီး နျူကလီယိုတိုက်များ၏ "အရိုးစု" ဖြစ်သည်။
၂။ ဖော့စဖိတ်အုပ်စုများ၊ နျူကလီယိုတိုက်တစ်ခုကို နောက်နျူကလီယိုတိုက်နှင့် ချိတ်ဆက်ပေးပြီး ကွင်းဆက်ရှည်တစ်ခု ဖွဲ့စည်းပေးသည်။
၃။ မျိုးရိုးဗီဇဆိုင်ရာ အချက်အလက်များကို သယ်ဆောင်ရာတွင် အရေးကြီးသော အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုဖြစ်သည့် နိုက်ထရိုဂျင်ဘေ့စ်များ။

DNA နိုက်ထရိုဂျင်ဘေ့စ်များကို အမျိုးအစားလေးမျိုးခွဲခြားနိုင်သည်-
– အက်ဒီနင်း (A)
– သိုင်မင်း (T)
– ဆိုက်တိုစင်း (C)
– ဂွာနင်း (G)

ဤနိုက်ထရိုဂျင်ဘေ့စ်များ၏ အစီအစဉ်သည် မျိုးရိုးဗီဇအချက်အလက်များကို သိုလှောင်ပေးသောအရာဖြစ်သည်။ တစ်နည်းအားဖြင့်ဆိုရသော် နိုက်ထရိုဂျင်ဘေ့စ်များသည် အက္ခရာစဉ်ရှိ အက္ခရာများနှင့်တူပြီး ၎င်းတို့၏ အစီအစဉ်သည် ဇီဝဗေဒဆိုင်ရာ ညွှန်ကြားချက်များအဖြစ် ဆောင်ရွက်သည့် "စကားလုံးများ" နှင့် "စာကြောင်းများ" ကို ဖွဲ့စည်းပေးသည်။

Double Helix မော်ဒယ်- ဇီဝဗေဒတွင် အဓိကရှာဖွေတွေ့ရှိမှု

အထင်ရှားဆုံး DNA ဖွဲ့စည်းပုံမှာ double helix ဖြစ်ပြီး ၁၉၅၃ ခုနှစ်တွင် James Watson နှင့် Francis Crick တို့၏ သုတေသနပြုချက်အပြီးတွင် Rosalind Franklin နှင့် Maurice Wilkins တို့၏ X-ray diffraction အချက်အလက်များဖြင့် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် ရှင်းလင်းဖော်ပြခဲ့သည်။ DNA တွင် လိမ်ကောက်နေသော လှေကားကဲ့သို့ ခရုပတ်ပုံစံဖြင့် ရစ်ပတ်ထားသော အမျှင်နှစ်ခု ပါဝင်သည်။

ဤမော်ဒယ်တွင်-
– သကြား-ဖော့စဖိတ် အစိတ်အပိုင်းသည် လှေကား၏ “လက်ကိုင်” ဘက်ခြမ်း (ကျောရိုး) ကို ဖွဲ့စည်းသည်။
– နိုက်ထရိုဂျင်ဘေ့စ်များသည် တစ်ခုနှင့်တစ်ခု တွဲထားသော “လှေကားထစ်များ” ကို ဖွဲ့စည်းသည်။

အခြေခံအတွဲများသည် တိကျသည်-
- အဒီနင်း (A) သည် သိုင်းမင်း (T) နှင့် အမြဲတမ်း တွဲဖက်အသုံးပြုသည်။
- Cytosine (C) သည် Guanine (G) နှင့် အမြဲတမ်း တွဲဖက်အသုံးပြုသည်။

ဘေ့စ်အတွဲများအကြား ချည်နှောင်မှုသည် ဟိုက်ဒရိုဂျင်ချည်နှောင်မှုများမှတစ်ဆင့် ဖြစ်ပေါ်ပြီး၊ ၎င်းတို့သည် တစ်ခုချင်းစီအားဖြင့် အားနည်းသော်လည်း DNA မော်လီကျူးတစ်လျှောက်တွင် များပြားသောကြောင့် အလွန်တည်ငြိမ်ပါသည်။

DNA ကြိုးများ၏ ဖြည့်စွက်ဂုဏ်သတ္တိများနှင့် ဦးတည်ရာ

DNA အမျှင်နှစ်ခုသည် အပြန်အလှန် ဆက်စပ်နေပြီး၊ တစ်မျှင်ပေါ်ရှိ အခြေခံ အစီအစဥ်သည် အခြားမျှင်ပေါ်ရှိ အခြေခံ အစီအစဥ်ကို ဆုံးဖြတ်ပေးသည်။ တစ်မျှင်တွင် ATCG အစီအစဥ်ရှိပါက ၎င်း၏ အပြန်အလှန် ဆက်စပ် အတွဲသည် TAGC ဖြစ်သည်။ ဤဂုဏ်သတ္တိသည် DNA ပွားခြင်းနှင့် မျိုးရိုးဗီဇ အမွေဆက်ခံခြင်းအတွက် အလွန်အရေးကြီးပါသည်။

ထို့အပြင်၊ DNA ကြိုးနှစ်ချောင်းသည် ဆန့်ကျင်ဘက် ဦးတည်ချက်များဖြင့် လည်ပတ်ပြီး ၎င်းကို antiparallel ဟုခေါ်သည်။ တစ်ကြိုးသည် ၅ ပေမှ ၃ ပေအထိ လည်ပတ်ပြီး ကျန်တစ်ကြိုးမှာ ၃ ပေမှ ၅ ပေအထိ လည်ပတ်သည်။ ဤဦးတည်ချက်သည် deoxyribose သကြားပေါ်ရှိ ကာဗွန်အက်တမ်များ၏ အနေအထားနှင့် ကိုက်ညီပြီး DNA ကူးယူသည့်အခါ အင်ဇိုင်းများ မည်သို့အလုပ်လုပ်သည်ကို ဆုံးဖြတ်ပေးသည်။

ခရိုမိုဆုန်းများရှိ DNA: မျိုးရိုးဗီဇဆိုင်ရာ အချက်အလက်များကို ထုပ်ပိုးခြင်း

eukaryotic သက်ရှိများတွင် DNA သည် free-form မဟုတ်ဘဲ ခရိုမိုဆုန်းများအဖြစ် ကျစ်လစ်သိပ်သည်းစေသည်။ ဤကျစ်လစ်သိပ်သည်းခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်တွင် histone ပရိုတင်းများပါဝင်သည်။ DNA သည် nucleosomes ဟုခေါ်သော ဖွဲ့စည်းပုံများကို ဖွဲ့စည်းရန် histones များပတ်လည်တွင် လိမ်ပတ်ပြီး ၎င်းတို့ကို chromatin fibers များနှင့် နောက်ဆုံးတွင် chromosomes များအဖြစ် ထပ်မံခေါက်သိမ်းသည်။ ဤထုပ်ပိုးမှုသည် ရှည်လျားသော DNA သည် ဆဲလ်ငယ် nucleus အတွင်း ကိုက်ညီစေရန်နှင့် ဆဲလ်မှ ဖော်ပြခြင်း သို့မဟုတ် "ဖတ်ရှုခြင်း" အတွက် မျိုးဗီဇများ ဝင်ရောက်ခြင်းကို ထိန်းညှိရန်လည်း ကူညီပေးသည်။

ခရိုမိုဆုန်းအရေအတွက်သည် မျိုးစိတ်အလိုက် ကွဲပြားသည်။ လူသားများတွင် ခရိုမိုဆုန်း ၄၆ ခု (စုံ ၂၃ စုံ) ရှိပြီး အချို့အပင်များတွင် ထို့ထက်ပို၍ ရှိနိုင်သည်။

DNA ရဲ့ အဓိကလုပ်ဆောင်ချက် - သတင်းအချက်အလက်တွေကို သိမ်းဆည်းခြင်းနဲ့ အမွေဆက်ခံခြင်း

၁။ ပရိုတင်းပေါင်းစပ်ခြင်း ညွှန်ကြားချက်များ
DNA သည် မျိုးဗီဇများကို သိုလှောင်ထားပြီး၊ ၎င်းတို့သည် လုပ်ဆောင်နိုင်သော ပရိုတင်းများ သို့မဟုတ် RNA မော်လီကျူးများ ပြုလုပ်ရန်အတွက် ညွှန်ကြားချက်များပါရှိသော သီးခြားအပိုင်းများဖြစ်သည်။ မျိုးဗီဇဖော်ပြခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်တွင်၊ DNA ကို အဓိကအဆင့်နှစ်ဆင့်ဖြင့် "ဘာသာပြန်ဆို" သည်-
– ကူးယူခြင်း- DNA ကို RNA (အထူးသဖြင့် mRNA) ထဲသို့ ကူးယူသည်။
– ဘာသာပြန်ခြင်း- mRNA ကို ပရိုတင်းများဖွဲ့စည်းရန် အမိုင်နိုအက်ဆစ်စီးရီးများအဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲပေးသည်။

ထုတ်လုပ်သော ပရိုတင်းများသည် ဆဲလ်များ၏ ဂုဏ်သတ္တိများနှင့် လုပ်ဆောင်ချက်များကို ဆုံးဖြတ်ပေးသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ အချို့သော မျိုးဗီဇများသည် သွေးနီဥများတွင် ဟေမိုဂလိုဘင်ဖွဲ့စည်းမှုကို ထိန်းညှိပေးပြီး အချို့မှာမူ အစာခြေအင်ဇိုင်းများကို ထိန်းညှိပေးသည်။

၂။ ဆဲလ်ကွဲပွားမှုအတွက် DNA ပွားခြင်း
ဆဲလ်များ မကွဲပွားမီ၊ သမီးဆဲလ်တစ်ခုစီတွင် မျိုးရိုးဗီဇဆိုင်ရာ အချက်အလက်များ၏ မိတ္တူတူညီစေရန် DNA ကို ပွားရမည်။ ဤလုပ်ငန်းစဉ်ကို DNA ပွားခြင်းဟုခေါ်ပြီး တစ်ဝက်တစ်ပျက် ရှေးရိုးစွဲပုံစံဖြင့် ဖြစ်ပေါ်သည်- DNA မော်လီကျူးအသစ်တစ်ခုစီတွင် အဟောင်းကြိုးတစ်ချောင်းနှင့် အသစ်ကြိုးတစ်ချောင်း ပါဝင်သည်။

ပွားခြင်းတွင် အောက်ပါကဲ့သို့သော အရေးကြီးသော အင်ဇိုင်းအမျိုးမျိုး ပါဝင်သည်-
– DNA ကို ဖြိုခွဲပေးသော Helicase။
- DNA polymerase သည် base pair များအလိုက် nucleotides အသစ်များကို ပေါင်းထည့်ပေးသည်။
– Ligase သည် DNA အပိုင်းအစများ၊ အထူးသဖြင့် lagging strand တွင် ပေါင်းစပ်ပေးသည်။

DNA polymerase တွင် အမှားများကို ပြင်ဆင်ရန် proofreading စွမ်းရည်ရှိသောကြောင့် ပုံတူကူးခြင်းတိကျမှု အလွန်မြင့်မားပါသည်။

၃။ မျိုးဗီဇထိန်းညှိခြင်းမှတစ်ဆင့် ဆဲလ်လှုပ်ရှားမှုကို ထိန်းညှိပေးခြင်း
မျိုးဗီဇအားလုံးသည် အမြဲတမ်းတက်ကြွနေသည်မဟုတ်ပါ။ ဆဲလ်များတွင် လိုအပ်သလို မျိုးဗီဇများကို ဖွင့်ခြင်း သို့မဟုတ် ပိတ်ခြင်းအတွက် ယန္တရားများရှိသည်။ ၎င်းကို မျိုးဗီဇထိန်းညှိခြင်းဟုခေါ်သည်။ ဥပမာအားဖြင့် အသည်းဆဲလ်များတွင် အဆိပ်အတောက်ဖယ်ရှားခြင်းနှင့် ဆက်စပ်သော မျိုးဗီဇများကို အသက်ဝင်စေပြီး အာရုံကြောဆဲလ်များတွင် အချက်ပြမှုထုတ်လွှင့်မှုကို ပံ့ပိုးပေးသော မျိုးဗီဇများကို အသက်ဝင်စေသည်။

မျိုးဗီဇထိန်းညှိမှုကို DNA မီသိုင်းလေးရှင်းနှင့် ဟစ်စတုန်းပြုပြင်မွမ်းမံခြင်းကဲ့သို့သော DNA အစီအစဉ်ကို မပြောင်းလဲသော်လည်း ၎င်း၏ဖော်ပြမှုကို ထိခိုက်စေသည့် ပြောင်းလဲမှုများဖြစ်သည့် ဗီဇဆက်စပ်မှုဆိုင်ရာအချက်များကလည်း လွှမ်းမိုးမှုရှိသည်။

DNA မျိုးရိုးဗီဇပြောင်းလဲမှုများ- ကွဲပြားမှု၏ရင်းမြစ်နှင့် ရောဂါ၏အကြောင်းရင်း

DNA သည် ၎င်း၏ အခြေခံအစီအစဥ်တွင် ပြောင်းလဲမှုများကို ဖြစ်ပေါ်စေနိုင်ပြီး ၎င်းကို မျိုးဗီဇပြောင်းလဲမှုများဟုခေါ်သည်။ မျိုးဗီဇပြောင်းလဲမှုများသည် ပုံတူကူးခြင်းအမှားများ၊ ရောင်ခြည်ထိတွေ့မှု၊ ဓာတုပစ္စည်းများ သို့မဟုတ် ဗိုင်းရပ်စ်များကြောင့် ဖြစ်ပွားနိုင်သည်။ အကျိုးသက်ရောက်မှုများသည် ကွဲပြားသည်-
– မျိုးရိုးဗီဇပြောင်းလဲမှုများသည် ကြားနေဖြစ်နိုင်သည် (အကျိုးသက်ရောက်မှုမရှိပါ)။
– မျိုးရိုးဗီဇပြောင်းလဲမှုများသည် အကျိုးရှိနိုင်သည် (အချို့သော လိုက်လျောညီထွေဖြစ်အောင် လုပ်ဆောင်ပေးသည်)။
- မျိုးရိုးဗီဇပြောင်းလဲမှုများသည် အန္တရာယ်ရှိပြီး မျိုးရိုးဗီဇဆိုင်ရာရောဂါများကို ဖြစ်စေနိုင်သည်။

လူသားများကို ထိခိုက်စေသော မျိုးရိုးဗီဇပြောင်းလဲမှု၏ ဥပမာတစ်ခုမှာ ဟေမိုဂလိုဘင် မျိုးရိုးဗီဇပြောင်းလဲမှုကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော ရောဂါဖြစ်သည့် သွေးအားနည်းရောဂါဖြစ်သည်။ သို့သော်၊ ဆင့်ကဲဖြစ်စဉ်ဆိုင်ရာ အခြေအနေတွင်၊ မျိုးရိုးဗီဇပြောင်းလဲမှုများသည် သဘာဝရွေးချယ်မှုကို လုပ်ဆောင်နိုင်စေသည့် မျိုးရိုးဗီဇပြောင်းလဲမှု၏ အဓိကအရင်းအမြစ်တစ်ခုလည်း ဖြစ်သည်။

DNA နှင့် သိပ္ပံပညာ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှု

DNA လေ့လာမှုများသည် အောက်ပါကဲ့သို့သော တိုးတက်မှုများစွာကို ဖြစ်ပေါ်စေခဲ့သည်-
- မျိုးရိုးဗီဇဆိုင်ရာရောဂါများ သို့မဟုတ် အန္တရာယ်များကို ရှာဖွေရန်အတွက် မျိုးရိုးဗီဇစစ်ဆေးမှု။
- လူတစ်ဦးချင်းစီကို ခွဲခြားသတ်မှတ်ရန်အတွက် DNA ဆိုင်ရာ ရာဇဝတ်မှုဆိုင်ရာ စစ်ဆေးခြင်း။
– စိုက်ပျိုးရေးတွင် မျိုးရိုးဗီဇအင်ဂျင်နီယာ (ပိုးမွှားဒဏ်ခံနိုင်သော သီးနှံများ) နှင့် ဆေးပညာ (အင်ဆူလင်ထုတ်လုပ်မှု)။
– ပိုမိုတိကျသော DNA တည်းဖြတ်မှုကို ခွင့်ပြုသည့် မျိုးရိုးဗီဇကုထုံးနှင့် CRISPR-Cas9 နည်းပညာ။

ဒီဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုက DNA ဟာ ဇီဝဗေဒဆိုင်ရာ အယူအဆတစ်ခုဖြစ်ရုံသာမက အနာဂတ်နည်းပညာရဲ့ အခြေခံအုတ်မြစ်လည်းဖြစ်တယ်ဆိုတာကို ပြသနေပါတယ်။

နိဂုံး

DNA သည် မျိုးရိုးဗီဇဆိုင်ရာ အချက်အလက်များကို သိုလှောင်၊ ပို့လွှတ် နှင့် ဖော်ပြသောကြောင့် အသက်အတွက် အရေးပါသော မော်လီကျူးတစ်ခုဖြစ်သည်။ ၎င်း၏ နှစ်ထပ်ကွေးညွှတ်ဖွဲ့စည်းပုံ၊ ဖြည့်စွက်အခြေခံအတွဲအဖက် နှင့် ခရိုမိုဆုမ်းများအတွင်း ထုပ်ပိုးမှုများသည် DNA ကို တည်ငြိမ်စွာနှင့် ထိရောက်စွာ လုပ်ဆောင်နိုင်စေပါသည်။ DNA လုပ်ဆောင်ချက်များတွင် ပရိုတင်းပေါင်းစပ်ခြင်း၊ ဆဲလ်ကွဲပွားခြင်းအတွင်း ပုံတူပွားခြင်းနှင့် မျိုးရိုးဗီဇဖော်ပြမှုမှတစ်ဆင့် ဆဲလ်လှုပ်ရှားမှုကို ထိန်းညှိခြင်းတို့ ပါဝင်သည်။ အခြားတစ်ဖက်တွင်မူ DNA ရှိ မျိုးရိုးဗီဇပြောင်းလဲမှုများသည် မျိုးရိုးဗီဇကွဲပြားမှု၏ အရင်းအမြစ်နှင့် ရောဂါဖြစ်စေသော အကြောင်းရင်းတစ်ခု ဖြစ်နိုင်သည်။ သိပ္ပံပညာတိုးတက်မှုနှင့်အတူ DNA ကို နားလည်ခြင်းသည် ဇီဝနည်းပညာ၊ ဆေးပညာနှင့် လူသားပြဿနာများကို ဖြေရှင်းခြင်းအတွက် အခွင့်အလမ်းများစွာကို ဆက်လက်ဖွင့်လှစ်ပေးနေပါသည်။

မင်းလိုချင်ရင် ရိုးရှင်းတဲ့ ပုံကြမ်းတစ်ခု (ဖော်ပြချက်ပုံစံနဲ့) ထည့်နိုင်သလို အလယ်တန်း/အထက်တန်း ကျောင်းသားတွေအတွက် ဒီဆောင်းပါးရဲ့ ပိုပြီး “ရေပန်းစားတဲ့” ဗားရှင်းတစ်ခုလည်း လုပ်ပေးနိုင်ပါတယ်။