ಅಮೇರಿಕನ್ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ನೊಬೆಲ್ ಪ್ರಶಸ್ತಿ ವಿಜೇತ ಕ್ಯಾರಿ ಮುಲ್ಲಿಸ್ ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾದಲ್ಲಿ 74 ನೇ ವಯಸ್ಸಿನಲ್ಲಿ ನಿಧನರಾದರು. ಅವರ ಪತ್ನಿ ಪ್ರಕಾರ, ಸಾವು ಆಗಸ್ಟ್ 7 ರಂದು ಸಂಭವಿಸಿದೆ. ಕಾರಣ ನ್ಯುಮೋನಿಯಾದಿಂದ ಹೃದಯ ಮತ್ತು ಉಸಿರಾಟದ ವೈಫಲ್ಯ.
ಡಿಎನ್ಎ ಅಣುವಿನ ಅನ್ವೇಷಕ ಜೇಮ್ಸ್ ವ್ಯಾಟ್ಸನ್ ಸ್ವತಃ ಜೀವರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಕ್ಕೆ ಅವರ ಕೊಡುಗೆಯ ಬಗ್ಗೆ ನಮಗೆ ತಿಳಿಸುತ್ತಾರೆ ಮತ್ತು ಅದಕ್ಕಾಗಿ ಅವರು ನೊಬೆಲ್ ಪ್ರಶಸ್ತಿಯನ್ನು ಪಡೆದರು.
ಜೇಮ್ಸ್ ವ್ಯಾಟ್ಸನ್, ಆಂಡ್ರ್ಯೂ ಬೆರ್ರಿ, ಕೆವಿನ್ ಡೇವಿಸ್ ಅವರ ಪುಸ್ತಕದಿಂದ ಆಯ್ದ ಭಾಗಗಳು
ಡಿಎನ್ಎ. ಜೆನೆಟಿಕ್ ಕ್ರಾಂತಿಯ ಇತಿಹಾಸ
ಅಧ್ಯಾಯ 7. ಮಾನವ ಜೀನೋಮ್. ಜೀವನದ ಸನ್ನಿವೇಶ
...
ಪಾಲಿಮರೇಸ್ ಚೈನ್ ರಿಯಾಕ್ಷನ್ (PCR) ಅನ್ನು 1983 ರಲ್ಲಿ Cetus ನಲ್ಲಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತಿದ್ದ ಜೀವರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಕ್ಯಾರಿ ಮುಲ್ಲಿಸ್ ಕಂಡುಹಿಡಿದನು. ಈ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಆವಿಷ್ಕಾರವು ಸಾಕಷ್ಟು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿದೆ. ಮುಲ್ಲಿಸ್ ನಂತರ ನೆನಪಿಸಿಕೊಂಡರು: “ಏಪ್ರಿಲ್ 1983 ರಲ್ಲಿ ಒಂದು ಶುಕ್ರವಾರ ಸಂಜೆ, ನಾನು ಎಪಿಫ್ಯಾನಿ ಹೊಂದಿದ್ದೆ. ರೆಡ್‌ವುಡ್ ಕಾಡುಗಳ ನಾಡಾದ ಉತ್ತರ ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾದ ಬೆಳದಿಂಗಳ, ಅಂಕುಡೊಂಕಾದ ಪರ್ವತ ರಸ್ತೆಯಲ್ಲಿ ನಾನು ಚಕ್ರದ ಹಿಂದೆ ಇದ್ದೆ. ಅಂತಹ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಸ್ಫೂರ್ತಿ ಅವರಿಗೆ ಬಡಿದದ್ದು ಆಕರ್ಷಕವಾಗಿದೆ. ಮತ್ತು ಉತ್ತರ ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ಒಳನೋಟವನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುವ ವಿಶೇಷ ರಸ್ತೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಎಂದು ಅಲ್ಲ; ಅವನ ಸ್ನೇಹಿತ ಒಮ್ಮೆ ಮುಲ್ಲಿಸ್ ಹಿಮಾವೃತ ದ್ವಿಪಥದಲ್ಲಿ ಅಜಾಗರೂಕತೆಯಿಂದ ವೇಗವಾಗಿ ಓಡುತ್ತಿರುವುದನ್ನು ನೋಡಿದನು ಮತ್ತು ಅದು ಅವನಿಗೆ ಸ್ವಲ್ಪವೂ ತೊಂದರೆ ನೀಡಲಿಲ್ಲ. ಸ್ನೇಹಿತರೊಬ್ಬರು ನ್ಯೂಯಾರ್ಕ್ ಟೈಮ್ಸ್‌ಗೆ ಹೇಳಿದರು: “ಮುಲ್ಲಿಸ್ ಅವರು ರೆಡ್‌ವುಡ್ ಮರಕ್ಕೆ ಅಪ್ಪಳಿಸುವ ಮೂಲಕ ಸಾಯುತ್ತಾರೆ ಎಂಬ ದೃಷ್ಟಿ ಹೊಂದಿದ್ದರು. ಆದ್ದರಿಂದ, ರಸ್ತೆಯುದ್ದಕ್ಕೂ ರೆಡ್‌ವುಡ್ ಮರಗಳು ಬೆಳೆಯದ ಹೊರತು ಅವನು ಚಾಲನೆ ಮಾಡುವಾಗ ಯಾವುದಕ್ಕೂ ಹೆದರುವುದಿಲ್ಲ. ರಸ್ತೆಯ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ರೆಡ್‌ವುಡ್‌ಗಳ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯು ಮುಲ್ಲಿಸ್‌ನನ್ನು ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸಲು ಒತ್ತಾಯಿಸಿತು ಮತ್ತು... ಇಲ್ಲಿದೆ, ಒಳನೋಟ. ಮುಲ್ಲಿಸ್ 1993 ರಲ್ಲಿ ಅವರ ಆವಿಷ್ಕಾರಕ್ಕಾಗಿ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ನೊಬೆಲ್ ಪ್ರಶಸ್ತಿಯನ್ನು ಪಡೆದರು ಮತ್ತು ನಂತರ ಅವರ ಕಾರ್ಯಗಳಲ್ಲಿ ಇನ್ನೂ ಅಪರಿಚಿತರಾಗಿದ್ದಾರೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಅವರು ಏಡ್ಸ್ ಎಚ್ಐವಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿಲ್ಲ ಎಂಬ ಪರಿಷ್ಕರಣೆ ಸಿದ್ಧಾಂತದ ಬೆಂಬಲಿಗರಾಗಿದ್ದಾರೆ, ಇದು ಅವರ ಸ್ವಂತ ಖ್ಯಾತಿಯನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ದುರ್ಬಲಗೊಳಿಸಿತು ಮತ್ತು ವೈದ್ಯರೊಂದಿಗೆ ಮಧ್ಯಪ್ರವೇಶಿಸಿತು.
ಪಿಸಿಆರ್ ಸಾಕಷ್ಟು ಸರಳವಾದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ. ಅದನ್ನು ಕೈಗೊಳ್ಳಲು, ನಮಗೆ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಡಿಎನ್ಎ ತುಣುಕಿನ ವಿಭಿನ್ನ ಎಳೆಗಳ ವಿರುದ್ಧ ತುದಿಗಳಿಗೆ ಪೂರಕವಾಗಿರುವ ಎರಡು ರಾಸಾಯನಿಕವಾಗಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಪ್ರೈಮರ್‌ಗಳು ಬೇಕಾಗುತ್ತವೆ. ಪ್ರೈಮರ್‌ಗಳು ಸಿಂಗಲ್ ಸ್ಟ್ರಾಂಡೆಡ್ ಡಿಎನ್‌ಎಯ ಚಿಕ್ಕ ವಿಭಾಗಗಳಾಗಿವೆ, ಪ್ರತಿಯೊಂದೂ ಸುಮಾರು 20 ಬೇಸ್ ಜೋಡಿ ಉದ್ದವಿರುತ್ತದೆ. ಪ್ರೈಮರ್‌ಗಳ ವಿಶಿಷ್ಟತೆಯೆಂದರೆ ಅವು ವರ್ಧಿಸಬೇಕಾದ ಡಿಎನ್ಎ ವಿಭಾಗಗಳಿಗೆ, ಅಂದರೆ ಡಿಎನ್ಎ ಟೆಂಪ್ಲೇಟ್‌ಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುತ್ತವೆ.
(ಚಿತ್ರ ಕ್ಲಿಕ್ ಮಾಡಬಹುದಾದ) ಕ್ಯಾರಿ ಮುಲ್ಲಿಸ್, PCR ನ ಸಂಶೋಧಕ
ಪಿಸಿಆರ್‌ನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟತೆಯು ಟೆಂಪ್ಲೇಟ್ ಮತ್ತು ಪ್ರೈಮರ್‌ಗಳು, ಶಾರ್ಟ್ ಸಿಂಥೆಟಿಕ್ ಆಲಿಗೋನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್‌ಗಳ ನಡುವಿನ ಪೂರಕ ಸಂಕೀರ್ಣಗಳ ರಚನೆಯನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ. ಪ್ರತಿ ಪ್ರೈಮರ್ ಡಬಲ್-ಸ್ಟ್ರಾಂಡೆಡ್ ಟೆಂಪ್ಲೇಟ್‌ನ ಸ್ಟ್ರಾಂಡ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಕ್ಕೆ ಪೂರಕವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ವರ್ಧಿತ ಪ್ರದೇಶದ ಪ್ರಾರಂಭ ಮತ್ತು ಅಂತ್ಯವನ್ನು ಮಿತಿಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ವಾಸ್ತವವಾಗಿ, ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ "ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್" ಸಂಪೂರ್ಣ ಜೀನೋಮ್ ಆಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಅದರಿಂದ ನಮಗೆ ಆಸಕ್ತಿಯ ತುಣುಕುಗಳನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸುವುದು ನಮ್ಮ ಗುರಿಯಾಗಿದೆ. ಇದನ್ನು ಮಾಡಲು, ಡಿಎನ್ಎ ಎಳೆಗಳನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲು ಡಬಲ್-ಸ್ಟ್ರಾಂಡೆಡ್ ಡಿಎನ್ಎ ಟೆಂಪ್ಲೇಟ್ ಅನ್ನು ಹಲವಾರು ನಿಮಿಷಗಳ ಕಾಲ 95 °C ಗೆ ಬಿಸಿಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಹಂತವನ್ನು ಡಿನಾಟರೇಶನ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಎರಡು ಡಿಎನ್ಎ ಎಳೆಗಳ ನಡುವಿನ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧಗಳು ಮುರಿದುಹೋಗಿವೆ. ಸ್ಟ್ರಾಂಡ್‌ಗಳು ಬೇರ್ಪಟ್ಟ ನಂತರ, ಪ್ರೈಮರ್‌ಗಳನ್ನು ಸಿಂಗಲ್-ಸ್ಟ್ರಾಂಡೆಡ್ ಟೆಂಪ್ಲೇಟ್‌ಗೆ ಬಂಧಿಸಲು ಅನುಮತಿಸಲು ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಡಿಎನ್ಎ ಪಾಲಿಮರೇಸ್ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೊಟೈಡ್ ಸರಪಳಿಯ ವಿಸ್ತರಣೆಗೆ ಬಂಧಿಸುವ ಮೂಲಕ ಡಿಎನ್ಎ ಪ್ರತಿಕೃತಿಯನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತದೆ. ಕಿಣ್ವ DNA ಪಾಲಿಮರೇಸ್ ಪ್ರೈಮರ್ ಅನ್ನು ಪ್ರೈಮರ್ ಅಥವಾ ನಕಲು ಮಾಡಲು ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿ ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಟೆಂಪ್ಲೇಟ್ ಸ್ಟ್ರಾಂಡ್ ಅನ್ನು ಪುನರಾವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ. ಮೊದಲ ಚಕ್ರದ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ನಾವು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಡಿಎನ್ಎ ವಿಭಾಗದ ಬಹು ಅನುಕ್ರಮ ದ್ವಿಗುಣಗೊಳಿಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತೇವೆ. ಮುಂದೆ ನಾವು ಈ ವಿಧಾನವನ್ನು ಪುನರಾವರ್ತಿಸುತ್ತೇವೆ. ಪ್ರತಿ ಚಕ್ರದ ನಂತರ ನಾವು ಎರಡು ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಗುರಿ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತೇವೆ. ಇಪ್ಪತ್ತೈದು ಪಿಸಿಆರ್ ಚಕ್ರಗಳ ನಂತರ (ಅಂದರೆ, ಎರಡು ಗಂಟೆಗಳಿಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಅವಧಿಯಲ್ಲಿ), ಮೂಲಕ್ಕಿಂತ 225 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ನಮಗೆ ಆಸಕ್ತಿಯಿರುವ ಡಿಎನ್ಎ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ನಾವು ಹೊಂದಿದ್ದೇವೆ (ಅಂದರೆ, ನಾವು ಅದನ್ನು ಸರಿಸುಮಾರು 34 ಮಿಲಿಯನ್ ಬಾರಿ ವರ್ಧಿಸಿದ್ದೇವೆ). ವಾಸ್ತವವಾಗಿ, ಇನ್‌ಪುಟ್‌ನಲ್ಲಿ ನಾವು ಪ್ರೈಮರ್‌ಗಳು, ಟೆಂಪ್ಲೇಟ್ ಡಿಎನ್ಎ, ಡಿಎನ್ಎ ಪಾಲಿಮರೇಸ್ ಕಿಣ್ವ ಮತ್ತು ಉಚಿತ ಬೇಸ್‌ಗಳಾದ ಎ, ಸಿ, ಜಿ ಮತ್ತು ಟಿ ಮಿಶ್ರಣವನ್ನು ಸ್ವೀಕರಿಸಿದ್ದೇವೆ, ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಉತ್ಪನ್ನದ ಪ್ರಮಾಣವು (ಪ್ರೈಮರ್‌ಗಳಿಂದ ಸೀಮಿತವಾಗಿದೆ) ಘಾತೀಯವಾಗಿ ಬೆಳೆಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಂಖ್ಯೆ "ದೀರ್ಘ" ಡಿಎನ್ಎ ಪ್ರತಿಗಳು ರೇಖೀಯವಾಗಿರುತ್ತವೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಉತ್ಪನ್ನಗಳು ಪ್ರಾಬಲ್ಯ ಹೊಂದಿವೆ.
ಅಪೇಕ್ಷಿತ DNA ವಿಭಾಗದ ವರ್ಧನೆ: ಪಾಲಿಮರೇಸ್ ಚೈನ್ ರಿಯಾಕ್ಷನ್
ಪಿಸಿಆರ್‌ನ ಆರಂಭಿಕ ದಿನಗಳಲ್ಲಿ, ಮುಖ್ಯ ಸಮಸ್ಯೆ ಈ ಕೆಳಗಿನಂತಿತ್ತು: ಪ್ರತಿ ತಾಪನ-ತಂಪಾಗಿಸುವ ಚಕ್ರದ ನಂತರ, ಡಿಎನ್ಎ ಪಾಲಿಮರೇಸ್ ಅನ್ನು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಮಿಶ್ರಣಕ್ಕೆ ಸೇರಿಸಬೇಕಾಗಿತ್ತು, ಏಕೆಂದರೆ ಅದು 95 ° C ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯಗೊಂಡಿತು. ಆದ್ದರಿಂದ, ಪ್ರತಿ 25 ಚಕ್ರಗಳ ಮೊದಲು ಅದನ್ನು ಮರು-ಸೇರಿಸುವುದು ಅಗತ್ಯವಾಗಿತ್ತು. ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಅಸಮರ್ಥವಾಗಿದೆ, ಸಾಕಷ್ಟು ಸಮಯ ಮತ್ತು ಪಾಲಿಮರೇಸ್ ಕಿಣ್ವದ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಸ್ತುವು ತುಂಬಾ ದುಬಾರಿಯಾಗಿದೆ. ಅದೃಷ್ಟವಶಾತ್, ಪ್ರಕೃತಿ ಮಾತೆ ರಕ್ಷಣೆಗೆ ಬಂದರು. ಅನೇಕ ಪ್ರಾಣಿಗಳು 37 °C ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಹಾಯಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಅಂಕಿ 37 °C ನಮಗೆ ಏಕೆ ಮುಖ್ಯವಾಯಿತು? ಇದು ಸಂಭವಿಸಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಈ ತಾಪಮಾನವು E. ಕೋಲಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ, ಇದರಿಂದ PCR ಗಾಗಿ ಪಾಲಿಮರೇಸ್ ಕಿಣ್ವವನ್ನು ಮೂಲತಃ ಪಡೆಯಲಾಗಿದೆ. ಪ್ರಕೃತಿಯಲ್ಲಿ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳಿವೆ, ಅದರ ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳು, ಲಕ್ಷಾಂತರ ವರ್ಷಗಳ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಆಯ್ಕೆಯಲ್ಲಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚು ನಿರೋಧಕವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಥರ್ಮೋಫಿಲಿಕ್ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದಿಂದ ಡಿಎನ್ಎ ಪಾಲಿಮರೇಸ್ಗಳನ್ನು ಬಳಸಲು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾಗಿದೆ. ಈ ಕಿಣ್ವಗಳು ಥರ್ಮೋಸ್ಟೆಬಲ್ ಆಗಿ ಹೊರಹೊಮ್ಮಿದವು ಮತ್ತು ಅನೇಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಚಕ್ರಗಳನ್ನು ತಡೆದುಕೊಳ್ಳಬಲ್ಲವು. ಅವರ ಬಳಕೆಯು ಪಿಸಿಆರ್ ಅನ್ನು ಸರಳೀಕರಿಸಲು ಮತ್ತು ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತಗೊಳಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿಸಿತು. ಯೆಲ್ಲೊಸ್ಟೋನ್ ರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಉದ್ಯಾನವನದ ಬಿಸಿನೀರಿನ ಬುಗ್ಗೆಗಳಲ್ಲಿ ವಾಸಿಸುವ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಂ ಥರ್ಮಸ್ ಅಕ್ವಾಟಿಕಸ್‌ನಿಂದ ಮೊದಲ ಥರ್ಮೋಸ್ಟೇಬಲ್ ಡಿಎನ್ಎ ಪಾಲಿಮರೇಸ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಟಾಕ್ ಪಾಲಿಮರೇಸ್ ಎಂದು ಹೆಸರಿಸಲಾಯಿತು.
ಪಿಸಿಆರ್ ಶೀಘ್ರವಾಗಿ ಹ್ಯೂಮನ್ ಜೀನೋಮ್ ಪ್ರಾಜೆಕ್ಟ್‌ನ ಕಾರ್ಯಾಗಾರವಾಯಿತು. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಮುಲ್ಲಿಸ್ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ ಒಂದಕ್ಕಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿರುವುದಿಲ್ಲ, ಇದು ಕೇವಲ ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತವಾಗಿದೆ. ನಾವು ಇನ್ನು ಮುಂದೆ ಮಂದಬುದ್ಧಿಯ ಪದವೀಧರ ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿಗಳ ಗುಂಪಿನ ಮೇಲೆ ಅವಲಂಬಿತರಾಗಿರಲಿಲ್ಲ. ಆಣ್ವಿಕ ಆನುವಂಶಿಕ ಸಂಶೋಧನೆಯನ್ನು ನಡೆಸುವ ಆಧುನಿಕ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯಗಳಲ್ಲಿ, ಈ ಕೆಲಸವನ್ನು ರೊಬೊಟಿಕ್ ಕನ್ವೇಯರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹ್ಯೂಮನ್ ಜಿನೋಮ್‌ನಷ್ಟು ದೊಡ್ಡದಾದ ಅನುಕ್ರಮ ಯೋಜನೆಯಲ್ಲಿ ತೊಡಗಿರುವ PCR ರೋಬೋಟ್‌ಗಳು ಶಾಖ-ಸ್ಥಿರವಾದ ಪಾಲಿಮರೇಸ್‌ನ ಬೃಹತ್ ಸಂಪುಟಗಳೊಂದಿಗೆ ಪಟ್ಟುಬಿಡದೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತವೆ. ಹ್ಯೂಮನ್ ಜೀನೋಮ್ ಪ್ರಾಜೆಕ್ಟ್‌ನಲ್ಲಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವ ಕೆಲವು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಪಿಸಿಆರ್ ಪೇಟೆಂಟ್‌ನ ಮಾಲೀಕರಾದ ಯುರೋಪಿಯನ್ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಔಷಧೀಯ ದೈತ್ಯ ಹಾಫ್‌ಮನ್-ಲಾರೋಚೆ ಅವರಿಂದ ಉಪಭೋಗ್ಯ ವಸ್ತುಗಳ ಬೆಲೆಗೆ ಸೇರಿಸಲಾದ ಅಸಮಂಜಸವಾದ ಹೆಚ್ಚಿನ ರಾಯಧನದಿಂದ ಆಕ್ರೋಶಗೊಂಡರು.
ಮತ್ತೊಂದು "ಚಾಲನಾ ತತ್ವ" ಡಿಎನ್ಎ ಅನುಕ್ರಮ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ. ಈ ವಿಧಾನದ ರಾಸಾಯನಿಕ ಆಧಾರವು ಆ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಹೊಸದಾಗಿರಲಿಲ್ಲ: ಇಂಟರ್ಸ್ಟೇಟ್ ಹ್ಯೂಮನ್ ಜಿನೋಮ್ ಪ್ರಾಜೆಕ್ಟ್ (HGP) 1970 ರ ದಶಕದ ಮಧ್ಯಭಾಗದಲ್ಲಿ ಫ್ರೆಡ್ ಸ್ಯಾಂಗರ್ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ ಅದೇ ಚತುರ ವಿಧಾನವನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಂಡಿತು. ಅನುಕ್ರಮವು ಸಾಧಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾದ ಯಾಂತ್ರೀಕೃತಗೊಂಡ ಪ್ರಮಾಣ ಮತ್ತು ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ನಾವೀನ್ಯತೆ ಅಡಗಿದೆ.
ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ಅನುಕ್ರಮವನ್ನು ಮೂಲತಃ ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ಇನ್‌ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ಆಫ್ ಟೆಕ್ನಾಲಜಿಯಲ್ಲಿನ ಲೀ ಹುಡ್‌ನ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದಲ್ಲಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಯಿತು. ಅವರು ಮೊಂಟಾನಾದಲ್ಲಿ ಪ್ರೌಢಶಾಲೆಯಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಸಂಗ ಮಾಡಿದರು ಮತ್ತು ಕ್ವಾರ್ಟರ್ಬ್ಯಾಕ್ ಆಗಿ ಕಾಲೇಜು ಫುಟ್ಬಾಲ್ ಆಡಿದರು; ಹುಡ್‌ಗೆ ಧನ್ಯವಾದಗಳು, ತಂಡವು ಒಂದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಬಾರಿ ರಾಜ್ಯ ಚಾಂಪಿಯನ್‌ಶಿಪ್ ಗೆದ್ದಿದೆ. ಅವರ ಟೀಮ್‌ವರ್ಕ್ ಕೌಶಲ್ಯಗಳು ಅವರ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ವೃತ್ತಿಜೀವನದಲ್ಲಿ ಸೂಕ್ತವಾಗಿ ಬಂದವು. ಹುಡ್‌ನ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯವು ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರು, ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರು ಮತ್ತು ಇಂಜಿನಿಯರ್‌ಗಳ ಮಾಟ್ಲಿ ಸಿಬ್ಬಂದಿಯಿಂದ ಸಿಬ್ಬಂದಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿತ್ತು ಮತ್ತು ಅವರ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯವು ಶೀಘ್ರದಲ್ಲೇ ತಾಂತ್ರಿಕ ಆವಿಷ್ಕಾರದಲ್ಲಿ ನಾಯಕರಾದರು.
ವಾಸ್ತವವಾಗಿ, ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ಅನುಕ್ರಮ ವಿಧಾನವನ್ನು ಲಾಯ್ಡ್ ಸ್ಮಿತ್ ಮತ್ತು ಮೈಕ್ ಹಂಕಪಿಲ್ಲರ್ ಕಂಡುಹಿಡಿದರು. ನಂತರ ಹುಡ್‌ನ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದಲ್ಲಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತಿದ್ದ ಮೈಕ್ ಹಂಕಪಿಲ್ಲರ್, ಲಾಯ್ಡ್ ಸ್ಮಿತ್‌ರನ್ನು ಸುಧಾರಿತ ಅನುಕ್ರಮ ವಿಧಾನದ ಪ್ರಸ್ತಾವನೆಯೊಂದಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸಿದರು, ಇದರಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಪ್ರಕಾರದ ಬೇಸ್‌ಗೆ ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿ ಬಣ್ಣ ನೀಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅಂತಹ ಕಲ್ಪನೆಯು ಸ್ಯಾಂಗರ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ನಾಲ್ಕು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು. ಸ್ಯಾಂಗರ್‌ನಲ್ಲಿ, ಡಿಎನ್ಎ ಪಾಲಿಮರೇಸ್‌ನ ಭಾಗವಹಿಸುವಿಕೆಯೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತಿ ನಾಲ್ಕು ಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳಲ್ಲಿ (ಬೇಸ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಪ್ರಕಾರ) ಅನುಕ್ರಮ ಮಾಡುವಾಗ, ಪ್ರೈಮರ್ ಸೀಕ್ವೆನ್ಸ್ ಸೇರಿದಂತೆ ವಿವಿಧ ಉದ್ದಗಳ ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಆಲಿಗೊನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೊಟೈಡ್‌ಗಳು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಮುಂದೆ, ಸರಪಳಿ ಬೇರ್ಪಡಿಕೆಗಾಗಿ ಫಾರ್ಮಮೈಡ್ ಅನ್ನು ಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳಿಗೆ ಸೇರಿಸಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ಪಾಲಿಅಕ್ರಿಲಮೈಡ್ ಜೆಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಫೋರೆಸಿಸ್ ಅನ್ನು ನಾಲ್ಕು ಲೇನ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ನಡೆಸಲಾಯಿತು. ಸ್ಮಿತ್ ಮತ್ತು ಹಂಕಪಿಲ್ಲರ್‌ನ ಆವೃತ್ತಿಯಲ್ಲಿ, ಡಿಯೋಕ್ಸಿನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೊಟೈಡ್‌ಗಳನ್ನು ನಾಲ್ಕು ವಿಭಿನ್ನ ಬಣ್ಣಗಳೊಂದಿಗೆ ಲೇಬಲ್ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು PCR ಅನ್ನು ಒಂದು ಟ್ಯೂಬ್‌ನಲ್ಲಿ ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ನಂತರ, ಪಾಲಿಆಕ್ರಿಲಮೈಡ್ ಜೆಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಫೋರೆಸಿಸ್ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಜೆಲ್‌ನ ಮೇಲೆ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸ್ಥಳದಲ್ಲಿ ಲೇಸರ್ ಕಿರಣವು ಬಣ್ಣಗಳ ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ಪ್ರಚೋದಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಸ್ತುತ ಜೆಲ್ ಮೂಲಕ ಯಾವ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೊಟೈಡ್ ವಲಸೆ ಹೋಗುತ್ತಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ. ಮೊದಲಿಗೆ, ಸ್ಮಿತ್ ನಿರಾಶಾವಾದಿಯಾಗಿದ್ದರು - ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಮಾಣದ ಬಣ್ಣವನ್ನು ಬಳಸುವುದರಿಂದ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೊಟೈಡ್ ಪ್ರದೇಶಗಳು ಅಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತವೆ ಎಂದು ಅವರು ಭಯಪಟ್ಟರು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಲೇಸರ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಅವರು ಲೇಸರ್ ವಿಕಿರಣಕ್ಕೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಂಡಾಗ ಪ್ರತಿದೀಪಿಸುವ ವಿಶೇಷ ಫ್ಲೋರೋಕ್ರೋಮ್ ಬಣ್ಣಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಪರಿಸ್ಥಿತಿಯಿಂದ ಹೊರಬರಲು ಶೀಘ್ರದಲ್ಲೇ ಒಂದು ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಕಂಡುಕೊಂಡರು.
(ಪೂರ್ಣ ಆವೃತ್ತಿ - 4,08 MB) ಫೈನ್ ಪ್ರಿಂಟ್: ಡಿಎನ್ಎ ಅನುಕ್ರಮವನ್ನು ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ಸೀಕ್ವೆನ್ಸರ್ ಬಳಸಿ ಅನುಕ್ರಮಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ, ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ಅನುಕ್ರಮ ಯಂತ್ರದಿಂದ ಪಡೆಯಲಾಗಿದೆ. ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಬಣ್ಣವು ನಾಲ್ಕು ನೆಲೆಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಕ್ಕೆ ಅನುರೂಪವಾಗಿದೆ
ಸ್ಯಾಂಗರ್ ವಿಧಾನದ ಕ್ಲಾಸಿಕ್ ಆವೃತ್ತಿಯಲ್ಲಿ, ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಿದ ಡಿಎನ್‌ಎಯ ಎಳೆಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದನ್ನು ಡಿಎನ್ಎ ಪಾಲಿಮರೇಸ್ ಕಿಣ್ವದಿಂದ ಪೂರಕ ಸ್ಟ್ರಾಂಡ್‌ನ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಗೆ ಟೆಂಪ್ಲೇಟ್ ಆಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ, ನಂತರ ಡಿಎನ್ಎ ತುಣುಕುಗಳ ಅನುಕ್ರಮವನ್ನು ಜೆಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಗಾತ್ರದಿಂದ ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ DNA ಯಲ್ಲಿ ಸೇರಿಸಲಾದ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ನಂತರದ ದೃಶ್ಯೀಕರಣವನ್ನು ಅನುಮತಿಸುವ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ತುಣುಕನ್ನು ಟರ್ಮಿನಲ್ ಬೇಸ್‌ಗೆ ಅನುಗುಣವಾದ ಪ್ರತಿದೀಪಕ ಬಣ್ಣದಿಂದ ಲೇಬಲ್ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ (ಇದನ್ನು p. 124 ನಲ್ಲಿ ಚರ್ಚಿಸಲಾಗಿದೆ); ಆದ್ದರಿಂದ, ಈ ತುಣುಕಿನ ಪ್ರತಿದೀಪಕವು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ನೆಲೆಗೆ ಗುರುತಿಸುವಿಕೆಯಾಗಿದೆ. ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ಮತ್ತು ದೃಶ್ಯೀಕರಿಸಲು ಮಾತ್ರ ಉಳಿದಿದೆ. ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಮೂಲಕ ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಾಲ್ಕು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೊಟೈಡ್‌ಗಳಿಗೆ ಅನುಗುಣವಾದ ಬಹು-ಬಣ್ಣದ ಶಿಖರಗಳ ಅನುಕ್ರಮವಾಗಿ ಪ್ರಸ್ತುತಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ನಂತರ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ನ ಮಾಹಿತಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ನೇರವಾಗಿ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಸಮಯ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಮತ್ತು ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ನೋವಿನ ಡೇಟಾ ಪ್ರವೇಶ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುತ್ತದೆ, ಇದು ಅನುಕ್ರಮವನ್ನು ಬಹಳ ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿಸುತ್ತದೆ.
» ಪುಸ್ತಕದ ಕುರಿತು ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿವರಗಳನ್ನು ಇಲ್ಲಿ ಕಾಣಬಹುದು
»
»
ಖಬ್ರೋಝೈಟೆಲಿಗಾಗಿ ಕೂಪನ್ ಬಳಸಿ 25% ರಿಯಾಯಿತಿ - ಪಿಸಿಆರ್
ಮೂಲ: www.habr.com