डीएनए के भौतिक, आणविक या ज्यामितीय संगठन (612 शब्द)

डीएनए के भौतिक, आणविक या ज्यामितीय संगठन पर उपयोगी नोट्स!

डीएनए के तीन आयामी संरचना को कोई भी विचार देने वाला पहला व्यक्ति डब्ल्यूटी एस्टबरी था, जिसने 1940 में डीएनए अणु के एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफिक अध्ययन द्वारा निष्कर्ष निकाला था, क्योंकि डीएनए में उच्च घनत्व है, इसलिए, इसके पोलिन्यूक्लियोटाइड फ्लैट न्यूक्लियोटाइड का एक ढेर था, प्रत्येक जो अणु के लंबे अक्ष के लिए लंबवत उन्मुख था और स्टैक के साथ प्रत्येक 3.4 ए पर स्थित था।

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विल्किंस और उनके सहयोगियों (1953) द्वारा एस्टबरी के एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफिक अध्ययन जारी रखे गए, जो अत्यधिक उन्मुख डीएनए फाइबर तैयार करने में कामयाब रहे, जिससे उन्हें एक्स-रे विवर्तन तस्वीर प्राप्त करने की अनुमति मिली। उनके एक सहयोगी रोसलिंड फ्रैंकलिन ने डीएनए की एक बेहतर एक्स-रे विवर्तन तस्वीर प्राप्त की, जिसने एस्तबरी के 3.4 ए इंटर्ब्यूक्लियोटाइड दूरी के पहले निष्कर्ष की पुष्टि की और डीएनए अणु के लिए एक पेचीदा कॉन्फ़िगरेशन का सुझाव दिया।

वाटसन और क्रिक जो पहले से ही डीएनए संरचना के लिए कुछ उपयुक्त मॉडल के निर्माण में लगे हुए थे, जब फ्रैंकलिन ने डीएनए अणु की तस्वीर देखी, तो उन्होंने तुरंत डीएनए के लिए एक आणविक मॉडल के निर्माण में उस जानकारी का उपयोग किया। अप्रैल 1953 में वाटसन और क्रिक ने 'नेचर' के उसी अंक में डीएनए की संरचना के बारे में अपने निष्कर्ष प्रकाशित किए, जिसमें विल्किंस और उनके सहयोगियों ने उस संरचना के लिए एक्स-रे साक्ष्य प्रस्तुत किए।

डीएनए अणु की दोहरी पेचदार संरचना के निर्माण में वाटसन और क्रिक के विचार:

वाटसन और क्रिक ने फ्रैंकलिन द्वारा ली गई डीएनए की एक्स-रे विवर्तन तस्वीर से सीधे निष्कर्ष निकाला कि (1) डीएनए पॉली न्यूक्लियोटाइड श्रृंखला में एक नियमित हेलिक्स का रूप है, (2) हेलिक्स का व्यास लगभग 20 ए और (3) है। हेलिक्स अपनी लंबाई के साथ हर 3.4 ए को एक पूर्ण मोड़ देता है, और इसलिए, क्योंकि इंटर्न्यूक्लियोटाइड दूरी 3.4 ए है, प्रति मोड़ दस न्यूक्लियोटाइड का एक स्टैक होता है।

डीएनए अणु के ज्ञात घनत्व को देखते हुए, वॉटसन और क्रिक ने अगले निष्कर्ष निकाला कि हेलिक्स में प्रत्येक पॉली न्यूक्लियोटाइड श्रृंखला में दो या दस न्यूक्लियोटाइड्स के दो स्टैक होने चाहिए, क्योंकि एक सिलेंडर 20 ए के व्यास और 34 ए लंबे समय तक बहुत लंबा होगा। कम अगर इसमें सम्‍मिलित है लेकिन दस का एक एकल ढेर, और बहुत अधिक है अगर इसमें दस नाभिक के तीन या अधिक ढेर शामिल हैं।

आवश्यक आयामों के एक नियमित हेलिक्स में इन दो पोलिन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं को व्यवस्थित करने की कोशिश करने से पहले, वॉटसन और क्रिक ने अपने मॉडल पर एक और प्रतिबंध लगा दिया - एक प्रतिबंध जो उनके ज्ञान से उत्पन्न होता है कि डीएनए, आखिरकार, आनुवंशिक सामग्री है।

यदि डीएनए में आनुवंशिकता की जानकारी शामिल है, तो उन्होंने तर्क दिया, और यदि उस सूचना को पॉली न्यूक्लियोटाइड श्रृंखला के साथ चार आधारों के एक विशिष्ट अनुक्रम के रूप में अंकित किया जाता है, तो डीएनए की आणविक संरचना को अपने पॉली न्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं के साथ आधारभूत के किसी भी मनमाने अनुक्रम को समायोजित करने में सक्षम होना चाहिए । अन्यथा, सूचना वाहक के रूप में डीएनए की क्षमता बहुत गंभीर रूप से सीमित होगी।

इसलिए, उन्हें इस तरह के एक नियमित हेलिक्स के निर्माण की आवश्यकता महसूस हुई, हालांकि उनकी लंबाई के साथ हर ए 3.4 ए में न्यूक्लियोटाइड ठिकानों के एक मनमाना अनुक्रम वाले दो पॉली न्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं से बना, फिर भी 20 ए का एक निरंतर व्यास होगा।

चूंकि प्यूरीमिडीन रिंग वॉटसन और क्रिक की तुलना में प्यूरीन रिंग का आयाम अधिक होता है, इस विचार से टकराता है कि दो न्यूक्लियोटाइड ढेर के बीच एक पूरक संबंध होने पर दो श्रृंखला हेलिक्स का एक निरंतर व्यास हो सकता है, ताकि हर स्तर पर एक स्टैक हार्न को एक प्यूरीन बेस और दूसरे को पाइरीमिडीन बेस बनाता है।

अंत में, थर्मोडायनामिक स्थिरता के साथ हेलिक्स को समाप्त करने के लिए, संरचना में अमीनो-या-हाइड्रॉक्सिल हाइड्रोजन और कीटो- ऑक्सीजेंस या प्यूरीमिडीन अड्डों के इम्युनो-नाइट्रोजेन के बीच हाइड्रोजन बांड के गठन के पर्याप्त अवसर होंगे। इन विचारों ने उन्हें डीएनए अणु की आणविक संरचना के लिए एक डबल हेलिक्स मॉडल का निर्माण करने के लिए प्रेरित किया।