Wednesday, May 30, 2012

மியுட்டேசன் - MUTATION - ஒரு சிறப்பு அறிமுகம்...!!!

மக்களே...!!!

இந்த வாரம் எனக்கு மிக சந்தோசமான வாரம். நாம வலைப்பூவுக்கு நிறைய பின்தொடர்பவர்கள் வந்திருக்காங்க. அதுல என்னோட நெருங்கின நண்பர்களும் அடக்கம். அதே போல, நான் உங்களை எல்லாம் நம்மளோட முகநூல் பக்கத்துலயும் சீக்கிரமே எதிர்ப்பார்க்கிறேன். பதிவுகள் மட்டும் இல்லாம, நல்ல கேள்விகளையும், சந்தேகங்களையும் முன் வெச்சி, நல்ல ஆரோக்கியமான விவாதங்களை நடத்தலாம். (சீக்கிரமா சேருங்கப்பா...!!!)

DNA , RNA மற்றும் குரோமோசோம் பத்தின நம்மளோட  போன பதிவுக்கு நல்ல வரவேற்பு. அந்த பதிவை படிச்சிட்டு நம்ம நண்பர் டாக்டர். டூ லிட்டில் (இவர் ஒரு விலங்குகள் நல மருத்துவர் அப்படின்னு ஏற்கனவே சொல்லியிருக்கேன்) சில கேள்விகளை கேட்டிருந்தார். அதை ஒரு தனி பதிவா போட இருக்கேன். அந்த பதிவு எல்லாருக்கும் சரியா புரியணும் அப்படினா உங்களுக்கு சில விசயங்களை சொல்ல வேண்டி இருக்கு. அது தான் இந்த பதிவு. பதிவுக்கு போவோம்...

MUTATION (மியுட்டேசன்) IN NUCLEOTIDE SEQUENCE  - நியூக்ளியோடைடு  வரிசையில் மாற்றம்
 

ஸோ, மக்களே...!!! நியுக்ளிக் அமிலங்களான DNA , RNA இந்த ரெண்டும் நியுக்ளியோடைடுகள் வரிசையா செயின் மாதிரி கோர்த்த அமைப்பு. இது நம்ம எல்லாருக்கும் தெரியும். இந்த நியுக்ளியோடைடுகள் கோர்க்கப்பட்டு இருக்கிற வரிசை ஒவ்வொரு ஜீனுக்கும் தனித்தனியானது. அதாவது ஒரு ஜீன்ல இருக்கிற நியுக்ளியோடைடுகளோட எண்ணிக்கை, அது கோர்க்கப்பட்டு இருக்கிற வரிசை எல்லாமே ஜீனுக்கு ஜீன் வேறுபாடும். இந்த வரிசையை வெச்சி தான் இந்த ஜீன்ல இருந்து டிரான்ஸ்லேட் ஆகி வரவேண்டிய புரோட்டீனோட அமினோ அமிலங்கள் வரிசை தீர்மானம் ஆகும். ஸோ, ஒரு செல் பிரிஞ்சி புது செல் உருவாகும் போது, மொத்த DNA வும்  அப்படியே, நியுக்ளியோடைடுகள் வரிசை மாறாம,  ரெப்ளிகேட் ஆகி புது செட் DNA வா உருவாகி புது செல்லுக்கு போகும்.  போகணும்... அப்போதான் அந்த சேய் செல்லுக்கும் அதே மாதிரியான அத்தனை புரோட்டீன்களும் உருவாக்கி கொள்ள முடியும்...  

இப்போ யோசிச்சி பாருங்க, இப்படி ரெப்ளிகேட் ஆகும்போது அந்த நியுக்ளியோடைடுகள் வரிசையில ஏதாவது தப்பு நடந்திட்டா அல்லது தேவை இல்லாத ஒரு புது நியுக்ளியோடைடு உள்ள வந்திட்டா அல்லது செயின் வரிசையில் சேர்க்க வேண்டிய ஒரு நியுக்ளியோடைடு தவறுதலா சேர்க்கப்படாம போயிட்டா,  அது தான் மியுட்டேசன் - MUTATION .

விளக்கமா வேணும் இல்லையா...? நான் ஏற்கனவே சொல்லியிருக்கேன்...  DNA கட்டமைப்பு படி இரட்டை ரிப்பன் அமைப்பு உருவாகும்போது அடினைன் தைமின் கூட மட்டும் தான் ஜோடி சேரும். அதே போல குவானின் சைட்டோசின் கூட மட்டும் தான் ஜோடி சேரும். இரட்டை ரிப்பன் அமைப்பு படி ஒரு ரிப்பன் அப்படியே தலைகீழா வெச்சதான் அமைப்பு தான் இன்னொரு ரிப்பனா இருக்க இதுவும் ஒரு காரணம். அப்போ தான் இந்த கார மூலக்கூறுகள் கொண்ட  நியுக்ளியோடைடுகள் இந்த விதிப்படி ஜோடி சேரமுடியும்.

அது ஏன் குறிப்பா A - T , G - C வரிசை...? அதாவது இரட்டை ரிப்பன் முறை கட்டமைப்பு (DOUBLE HELIX - டபுள் ஹெலிக்ஸ் ) உருவாகும் போது இரண்டு ஒற்றை ரிப்பன் DNA ஒன்னுக்கு ஒன்னு வேதி பினைப்புகளால் பிணைக்கப்படும். அப்போ தான் இந்த இரட்டை ரிப்பன் அமைப்பு நல்ல பலமான முறையில் பழுது படாமல் அப்படியே கடைசி வரை இருக்கும். இல்லேன்னா, இந்த இரட்டை ரிப்பன் அமைப்பு ரொம்ப நாளைக்கு அதே மாதிரி இருக்காது. நைட்ரஜனை அடிப்படையாக கொண்ட கார மூலக்கூறுகளோட வேதி கட்டமைப்பை பார்த்திங்கன்னா உங்களுக்கே புரியும்.


ஸோ, ரெப்ளிகேசன் நடக்கும் போது, இரட்டை ரிப்பன் அமைப்பு DNA ஒற்றையா பிரிஞ்சி வழிவிட, DNA  பாலிமரேஸ் - DNA POLYMERASE அப்படிங்கற என்சைம் அந்த ஒற்றை ரிப்பன் அமைப்பு DNA (இதை நாங்க ஆங்கிலத்துல SINGLE STRAND அப்படின்னு சொல்லுவோம்) மேல உட்கார்ந்து நியுக்ளியோடைடு வரிசைக்கு ஏத்த மாதிரி ஒவ்வொரு நியுக்ளியோடைடா  கோர்த்து (தாய் STRAND ல A - அடினைன் இருந்தா T - தைமினும், G - குவனைன் இருந்தா C - சைட்டோசினும் சேர்க்கும். அதே மாதிரி T இருந்தா A -வும், C இருந்தா G -யும் வரும்) புது DNA செயினை உருவாக்கும். அதாவது நகல் எடுக்கும். இது தான் ரெப்ளிகேசன். 

இப்படி ரெப்ளிகேசன் நடக்கும் போது, ஒரு இடத்துல A - அடினைன் இருக்கறதா வெச்சிக்குவோம். இங்க வரவேண்டிய தைமினுக்கு பதிலா தவறுதலா வேற ஏதாவது ஒரு  காரமூலக்கூறு அதாவது நியுக்ளியோடைடு வந்திட்டா அது தான் மியுட்டேசன். இதனால என்ன ஆகும்...?

இங்க தான் நாம மரபு குறியீடுகள் (GENETIC CODE ) பத்தி தெரிஞ்சிக்கணும். அதாவது mRNA வுல இருக்கிற நியுக்ளியோடைடுகள் வரிசையில இருக்கிற முதல் நியுக்ளியோடைடுல இருந்து, ஒவ்வொரு மூணு நியுக்ளியோடைடும் (இதை கோடான் அப்படின்னு சொல்லுவோம்ன்னு சொல்லியிருக்கேன்) ஒரு அமினோ அமிலத்தை குறிக்கும்.

உதாரணத்துக்கு நான் என்னோட ஆராய்ச்சியில உபயோகிக்கிற ஒரு ஜீனோட நியுக்ளியோடைடு  வரிசையில ஒரு சிறு பகுதி -

                                   GGATCCCAT
                                   CCTAGGGTA

இதை ஒற்றை ரிப்பன் முறையில பிரிச்சி கோடான் அமைப்புல எழுதினா, 
  
                                 GGA TCC CAT
இதை mRNA வா டிரான்ஸ்கிரைப் பண்ணினா,
                            CCU AGG GUA
இந்த mRNA-வுல நல்லா கவனிச்சி பார்த்தா T - தைமினுக்கு பதிலா U -யுராசில் வந்திருக்கும்.  இதுதான் DNA வுக்கும் RNA வுக்கும் இருக்கிற வேறுபாடு.  

 ஸோ, ஒவ்வொரு மூணு நியுக்ளியோடைடு  ஒரு கோடான். ஒவ்வொரு கோடானும் ஒவ்வொரு அமினோ அமிலத்தை குறிக்கும்.  ஸோ, எந்த எந்த கோடான் என்ன அமினோ அமிலத்தை தரும் அப்படின்னு பல்வேறு வகையான ஜீன்களை, புரோட்டீன்களை ஆராய்ஞ்சி விஞ்ஞானிகள் ஏற்கனவே ஒரு பட்டியல் போட்டு வெச்சிருக்காங்க... அந்த பட்டியல் படி,




மேல இருக்கிற ஜீன் குடுக்கிற புரோட்டீனோட அமினோ அமில வரிசை

                            புரோலின் - ஆர்ஜினைன் - வேலின்                         
                                  Proline - Arginine - Valine 

இதுவே, ரெப்ளிகேசன் நடக்கும் போது அல்லது டிரான்ஸ்கிரிப்சன் நடக்கும் போது தவறுதலா, நாலாவதா இருக்கிற அடினைனுக்கு நேரா வர வேண்டிய தைமினுக்கு பதிலா, மீதி இருக்கிற மூணும் (ஒவ்வொன்னும் தனி தனியா பாப்போம் ) ஒவ்வொரு தடவை வருதுன்னு வெச்சிப்போம். என்ன ஆகும்...?



புரோட்டீனோட அமினோ அமில வரிசை மாறுது பார்த்திங்களா..? இந்த மியுட்டேசன் பத்தி சொல்லும் போது இன்னொரு விசயத்தையும் சொல்லியாகனும். எல்லா மியுட்டேசனும் பிரச்சனை ஆகறது இல்லை. சில சமயம் மியுட்டேசன் நடந்தாலும் கூட அமினோ அமில வரிசையில எந்த பிரச்சனையும் வராது. அது எப்படின்னா ஒரே அமினோ அமிலத்தை தருகிற பல கோடான்கள் இருக்கு (பார்க்க மரபு குறியீடு - GENETIC CODE படம் ). மியுட்டேசன் வரும்போது சில சமயங்கள்ல அதே அமினோ அமிலத்தை தருகிற வேற ஒரு கோடான் வந்திடும். ஸோ, இந்த மாதிரி மியுட்டேசனுக்கு சைலன்ட் மியுட்டேசன் - SILENT MUTATION அப்படின்னு பேரு. 


இதே போல, புதுசா எக்ஸ்ட்ராவா ஒரு கார மூலக்கூறு வந்தாலும், ஏதாவது ஒன்னு தவறுதலா இணைக்கப்படாம போனாலும்,  அதே கதை தான்.




சரி... இந்த மியுட்டேசன் காரணத்தால ஒரு புரோட்டீன் தவறா உருவாகும்... அவ்வளவுதானே ? அதுக்கு ஏன் இந்த ஆர்ப்பாட்டம் அப்படின்னு நெனக்க தோணுதா...? அப்படி தவறா உருவாகற புரோட்டீன் ஒரு முக்கியமான வேலையை செய்யிறதா இருந்தா...?

உதாரணம், p53 - இது செல் சைக்கிள் கண்ட்ரோல் பண்ற புரோட்டீன்... செல் சைக்கிள் அப்படின்னா வேற புதுசா ஒன்னும் இல்லை... புது செல் உருவாகறது... ஒரு செல் பிரிய ஆரம்பிக்கிறதுல இருந்து, முழுசா பிரிஞ்சி, புது செல் உருவாகி,அது மறுபடியும் பிரிய தயாராகிற நிலை வரை ஒரு சைக்கிள் அதாவது ஒரு சுற்று...  அவ்ளோதான்... நான் மொதல்லயே சொன்ன மாதிரி, நம்ம உடம்புல தேவை ஏற்ப்படும்போது செல்கள் உருவாகும். தேவை முடிஞ்சதும் செல்கள் உருவாகறது நின்னு போயிடும். இந்த நின்னு போற அதாவது தேவையான அளவு செல்கள் உருவானது செல் பிரிதலை நிறுத்தற முக்கியமான வேலையை செய்யிறது, இந்த p53 அப்படிங்கற புரோட்டீன் தான். இப்போ இந்த புரோட்டீன்ல மியுட்டேசன் வந்தா...??? ஆபத்து புரியுதா...? செல் பிரிதலை கட்டுபடுத்தர புரோட்டீன் மியுட்டேசன்னால தன்னோட வேலையை செய்யாம போனா...? வேற என்ன...? கேன்சர் தான்... செல்கள் தன்னோட தேவை முடிஞ்சும் புதுசா உருவாகிட்டே இருக்கும்.   அந்த புரோட்டீன் இல்லாததால கட்டுப்பாடு இல்லாம உருவாகிட்டே இருக்கும். இந்த மியுட்டேசன் கேன்சர் உருவாக ஒரு முக்கியமான காரணம்.

இந்த மியுட்டேசன் பிரச்சனை ரெப்ளிகேசன் நடக்கும் போது மட்டும் இல்லை, டிரான்ஸ்கிரிப்சன் ஸ்டெப்லயும்,  டிரான்ஸ்லேசன்லயும் கூட நடக்கலாம்.  ஆனா இங்க ஒன்னு தெரியுமா...? நம்ம செல்லுல, இந்த மியுட்டேசன் தினம் தினம் நடந்திட்டு தான் இருக்கு... ஆனா, நமக்கு எந்த பிரச்சனையும் இல்லாம நல்லாதானே இருக்கோம்... அது எப்படின்னா இந்த மாதிரி பிரச்னையை முன்கூட்டிடே, உணர்ந்து இயற்கையே நமக்கு ப்ரூப் ரீடிங் மெக்கானிசம் வெச்சிருக்கு... அதாவது, ரெப்ளிகேசன், டிரான்ஸ்கிரிப்சன் மற்றும் டிரான்ஸ்லேசன்ல புது நியுக்ளியோடைடுகளை, அமினோ அமிலங்களை சேர்க்கும்போது ஏதாவது தவறு நடந்திட்டா, அந்த வேலை அந்த இடத்துலேயே நிறுத்தப்படும். பிறகு இதுக்குன்னே இருக்கிற சில என்சைம்கள் இந்த தவறான நியுக்ளியோடைடுகளை அல்லது அமினோ அமிலங்களை நீக்கிட்டு புதிய சரியானவற்றை கொண்டு வந்து சேர்க்கும். அதே மாதிரி புது புரோட்டீன் உருவானதும் அந்த புரோட்டீன் கவனமா பரிசோதனை செய்யப்பட்ட பிறகே தேவையான வேலைக்கு அனுப்பப்படும். இதுக்குன்னே ஒரு முழு குவாலிட்டி கண்ட்ரோல் யூனிட்டே நம்ம செல்லுக்குள்ள இயங்கிட்டு இருக்கு. அதே மாதிரி தவறா உருவான DNA வை சரி செய்யவும் DNA ரிப்பேர் மெக்கானிசம் அப்படிங்கற ஒரு யூனிட் இயங்குது... இந்த புரோட்டீன் குவாலிட்டி கண்ட்ரோல் மெக்கானிசம் மற்றும் DNA ரிப்பேர் மெக்கானிசமும் சரியா அமையாதவங்களுக்கு மட்டுமே கேன்சர் வரும். 

மியுட்டேசன்ல நிறைய வகை இருக்கு... ஆனா அதுவெல்லாம் நாம பிறகு இன்னும் ஒரு விரிவான பதிவுல பார்க்கலாம். நமக்கு மியுட்டேசன் பத்தின ஒரு சிறு அறிமுகம் இப்போதைக்கு போதும். அடுத்த பதிவுல சிந்திப்போம்.