डीएनए चित्र में ट्विस्ट के लिए डबल हेलिक्स का क्या कारण है?

विषय

• आकार
• रसायन विज्ञान
• संरचना
• स्टैकिंग
• प्रोटीन

कल्पना करें कि आपके पास दो पतले स्ट्रैंड्स हैं, प्रत्येक में लगभग 3 1/4 फीट लंबा, एक धागा बनाने के लिए पानी-रिपेलेंट सामग्री के स्निपेट्स द्वारा एक साथ रखा गया है। अब उस धागे को पानी से भरे कंटेनर में कुछ माइक्रोमीटर व्यास में फिट करने की कल्पना करें। ये ऐसी स्थितियां हैं जो मानव डीएनए का सामना सेल नाभिक के भीतर करती हैं। डीएनए रासायनिक श्रृंगार, प्रोटीन की क्रियाओं के साथ, डीएनए को दो बाहरी किनारों को एक सर्पिल आकार, या हेलिक्स में बदल देते हैं, जो डीएनए को एक छोटे से नाभिक में फिट करने में मदद करते हैं।

आकार

सेल नाभिक के भीतर, डीएनए एक कसकर कुंडलित, थ्रेडलाइड अणु है। नाभिक और डीएनए अणु जीव और सेल प्रकारों के बीच आकार में भिन्न होते हैं। हर मामले में, एक तथ्य सुसंगत रहता है: फैला हुआ सपाट, एक कोशिका डीएनए अपने नाभिक के व्यास की तुलना में तेजी से लंबा होगा। अंतरिक्ष की कमी के लिए डीएनए को अधिक कॉम्पैक्ट बनाने के लिए घुमा की आवश्यकता होती है, और रसायन विज्ञान बताता है कि घुमा कैसे होता है।

रसायन विज्ञान

डीएनए एक बड़ा अणु है जो तीन अलग-अलग रासायनिक अवयवों के छोटे अणुओं से निर्मित होता है: चीनी, फॉस्फेट और नाइट्रोजनस आधार। चीनी और फॉस्फेट डीएनए अणु के बाहरी किनारों पर स्थित होते हैं, जिनके बीच एक सीढ़ी की तरह की व्यवस्था होती है। यह देखते हुए कि हमारी कोशिकाओं में तरल पदार्थ पानी आधारित हैं, यह संरचना समझ में आता है: चीनी और फॉस्फेट दोनों हाइड्रोफिलिक, या पानी से प्यार करते हैं, जबकि आधार हाइड्रोफोबिक, या पानी से डरते हैं।

संरचना

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अब, एक सीढ़ी के बजाय, एक मुड़ रस्सी की तस्वीर लें। मोड़ रस्सी के स्ट्रैंड्स को एक साथ पास लाते हैं, जिससे उनके बीच बहुत कम जगह बचती है। डीएनए अणु समान रूप से अंदर पर हाइड्रोफोबिक ठिकानों के बीच रिक्त स्थान को छोटा करने के लिए मुड़ता है। सर्पिल आकार उनके बीच बहने वाले पानी को हतोत्साहित करता है, और एक ही समय में प्रत्येक रासायनिक घटक के परमाणुओं को अतिव्यापी या हस्तक्षेप किए बिना फिट होने के लिए कमरे को छोड़ देता है।

स्टैकिंग

आधार हाइड्रोफोबिक प्रतिक्रिया केवल रासायनिक घटना नहीं है जो डीएनए मोड़ को प्रभावित करती है।डीएनए पर एक दूसरे से बैठने वाले नाइट्रोजनस बेस दो स्ट्रैंड एक दूसरे को आकर्षित करते हैं, लेकिन एक अन्य आकर्षक बल, जिसे स्टैकिंग फोर्स कहा जाता है, खेल में भी है। स्टैकिंग फोर्स एक ही स्ट्रैंड पर एक दूसरे के ऊपर या नीचे बेस को आकर्षित करता है। ड्यूक यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने सिर्फ एक आधार से बने डीएनए अणुओं को संश्लेषित करके सीखा है कि प्रत्येक बेस एक अलग स्टैकिंग बल को बढ़ाता है, जिससे डीएनए सर्पिल आकार में योगदान देता है।

प्रोटीन

कुछ उदाहरणों में, प्रोटीन डीएनए के वर्गों को और भी अधिक कसकर कुंडलित कर सकता है, जिससे तथाकथित सुपरकोइल बनते हैं। उदाहरण के लिए, डीएनए की प्रतिकृति में सहायता करने वाले एंजाइम अतिरिक्त मोड़ पैदा करते हैं क्योंकि वे डीएनए स्ट्रैंड की यात्रा करते हैं। इसके अलावा, 13S कंडेनसिन नामक एक प्रोटीन कोशिका विभाजन से ठीक पहले डीएनए में सुपरकोइल को प्रेरित करने के लिए लगता है, एक 1999 के कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले, अध्ययन से पता चला। वैज्ञानिक इन प्रोटीनों पर शोध करना जारी रखते हैं ताकि डीएनए में डबल ट्विस्ट के बारे में समझने की उम्मीद की जा सके।