රසායන විද්‍යාව පිළිබඳ ඇමරිකානු නොබෙල් ත්‍යාගලාභී කැරි මුල්ලිස් වයස අවුරුදු 74 දී කැලිෆෝනියාවේ දී මිය ගියේය. ඔහුගේ බිරිඳට අනුව මරණය සිදුවී ඇත්තේ අගෝස්තු 7 වැනිදාය. හේතුව නියුමෝනියාව නිසා හෘදය සහ ශ්වසන අපහසුතාවයි.
ඩීඑන්ඒ අණුව සොයාගත් ජේම්ස් වොට්සන් විසින්ම ජෛව රසායන විද්‍යාවට ඔහු කළ දායකත්වය සහ ඔහුට නොබෙල් ත්‍යාගය ලැබුණු බව අපට කියනු ඇත.
ජේම්ස් වොට්සන්, ඇන්ඩෲ බෙරී, කෙවින් ඩේවිස්ගේ පොතෙන් උපුටා ගැනීමකි
DNA. ජාන විප්ලවයේ ඉතිහාසය
පරිච්ඡේදය 7. මානව ජෙනෝමය. ජීවිත දර්ශනය
...
පොලිමරේස් දාම ප්රතික්රියාව (PCR) 1983 දී Cetus හි සේවය කළ ජෛව රසායන විද්‍යාඥ Carey Mullis විසින් සොයා ගන්නා ලදී. මෙම ප්රතික්රියාව සොයා ගැනීම ඉතා විශිෂ්ටයි. මුල්ලිස් පසුව මෙසේ සිහිපත් කළේය: “1983 අප්‍රේල් මාසයේ එක් සිකුරාදා සවස මට එපිෆනි එකක් තිබුණා. මම රෝදය පිටුපස සිටියේ, රතු කැලිෆෝනියාවේ, රෙඩ්වුඩ් වනාන්තරවල දේශයේ සඳ එළිය ඇති, වංගු සහිත කඳුකර මාර්ගයක ගමන් කරමින්. ඔහු තුළ ආශ්වාදයක් ඇති වූයේ එවැනි අවස්ථාවක බව සිත් ඇදගන්නා සුළු ය. උතුරු කැලිෆෝනියාවේ තීක්ෂ්ණ බුද්ධිය ප්‍රවර්ධනය කරන විශේෂ මාර්ග ඇති බව නොවේ; ඔහුගේ මිතුරා වරක් මුල්ලිස් අයිස් සහිත ද්විත්ව මාර්ගයක් දිගේ නොසැලකිලිමත් ලෙස වේගයෙන් ගමන් කරනු දුටු අතර එය ඔහුට කිසිසේත් කරදර කළේ නැත. මිතුරෙක් නිව් යෝර්ක් ටයිම්ස් පුවත්පතට මෙසේ පැවසීය: “රෙඩ්වුඩ් ගසක හැපී ඔහු මිය යන බව මුල්ලිස්ට දර්ශනයක් තිබුණි. ඒ නිසා පාර අයිනේ වැවෙන රෙඩ්වුඩ් ගස් තිබුණොත් මිසක් වාහන පදවන ගමන් කිසිම දේකට බය නැහැ.” පාර දිගේ රෙඩ්වුඩ් තිබීම නිසා මුල්ලිස්ට අවධානය යොමු කිරීමට සිදු වූ අතර ... මෙන්න එය තීක්ෂ්ණ බුද්ධියක්. මුල්ලිස් 1993 දී ඔහුගේ නව නිපැයුම සඳහා රසායන විද්‍යාව සඳහා නොබෙල් ත්‍යාගය ලබා ගත් අතර එතැන් සිට ඔහුගේ ක්‍රියාවන් තවත් ආගන්තුකයෙකු බවට පත් විය. නිදසුනක් වශයෙන්, ඔහු ඒඩ්ස් HIV හා සම්බන්ධ නොවන සංශෝධනවාදී න්‍යායේ ආධාරකරුවෙකි, එය ඔහුගේම කීර්ති නාමය සැලකිය යුතු ලෙස අඩපණ කළ අතර වෛද්‍යවරුන්ට බාධා කළේය.
PCR යනු තරමක් සරල ප්‍රතික්‍රියාවකි. එය සිදු කිරීම සඳහා, අපට අවශ්ය DNA කැබැල්ලේ විවිධ කෙඳිවල ප්‍රතිවිරුද්ධ කෙළවරට අනුපූරක වන රසායනිකව සංස්ලේෂණය කරන ලද ප්‍රාථමික දෙකක් අවශ්ය වේ. ප්‍රයිමර් යනු තනි කෙඳි සහිත DNA වල කෙටි කොටස් වන අතර, එක් එක් පාද යුගල 20ක් පමණ දිග වේ. ප්‍රයිමර් වල විශේෂත්වය නම් ඒවා විස්තාරණය කළ යුතු DNA කොටස් වලට, එනම් DNA අච්චුවට අනුරූප වීමයි.
(පින්තූරය ක්ලික් කළ හැකි) PCR නව නිපැයුම්කරු Kary Mullis
PCR හි විශේෂත්වය පදනම් වී ඇත්තේ සැකිල්ල සහ ප්‍රාථමික, කෙටි කෘතිම ඔලිගොනියුක්ලියෝටයිඩ අතර අනුපූරක සංකීර්ණ ගොඩනැගීම මත ය. සෑම ප්‍රාථමිකයක්ම ද්විත්ව නූල් අච්චුවේ එක් කෙඳිවලට අනුපූරක වන අතර විස්තාරණය කළ කලාපයේ ආරම්භය සහ අවසානය සීමා කරයි. ඇත්ත වශයෙන්ම, ප්රතිඵලයක් වශයෙන් "matrix" යනු සම්පූර්ණ ජෙනෝමයක් වන අතර, අපගේ ඉලක්කය වන්නේ අපට උනන්දුවක් දක්වන කොටස් එයින් හුදකලා කිරීමයි. මෙය සිදු කිරීම සඳහා, DNA කෙඳි වෙන් කිරීම සඳහා ද්විත්ව නූල් DNA අච්චුව මිනිත්තු කිහිපයක් සඳහා 95 ° C දක්වා රත් කරනු ලැබේ. DNA තන්තු දෙක අතර හයිඩ්‍රජන් බන්ධන කැඩී ඇති නිසා මෙම අදියර denaturation ලෙස හැඳින්වේ. කෙඳි වෙන් වූ පසු, උෂ්ණත්වය පහත හෙලනු ලබන අතර, ප්‍රාථමික තනි කෙඳි සැකිල්ලට බැඳීමට ඉඩ සලසයි. DNA පොලිමරේස් නියුක්ලියෝටයිඩ දාමයකට බැඳීමෙන් DNA ප්‍රතිවර්තනය ආරම්භ කරයි. DNA පොලිමරේස් එන්සයිමය ප්‍රාථමිකයක් හෝ පිටපත් කිරීම සඳහා උදාහරණයක් ලෙස ප්‍රයිමරයක් භාවිතා කරමින් අච්චු පොට අනුකරණය කරයි. පළමු චක්රයේ ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, අපි යම් DNA කොටසක බහු අනුක්රමික දෙගුණයක් ලබා ගනිමු. ඊළඟට අපි මෙම ක්රියා පටිපාටිය නැවත කරන්නෙමු. සෑම චක්‍රයකින්ම පසු අපි ඉලක්කගත ප්‍රදේශයක් ද්විත්ව ප්‍රමාණයකින් ලබා ගනිමු. PCR චක්‍ර විසිපහකට පසුව (එනම් පැය දෙකකට අඩු කාලයකදී), මුල් පිටපතට වඩා 225 ගුණයකින් වැඩි ප්‍රමාණයකින් (එනම්, අපි එය දළ වශයෙන් මිලියන 34 වාරයක් විස්තාරණය කර ඇත) DNA කලාපය අපට ඇත. ඇත්ත වශයෙන්ම, ආදානයේදී අපට ප්‍රයිමර්, අච්චු DNA, DNA පොලිමරේස් එන්සයිම සහ නිදහස් භෂ්ම A, C, G සහ T මිශ්‍රණයක් ලැබුණි, නිශ්චිත ප්රතික්රියා නිෂ්පාදනයක ප්‍රමාණය (ප්‍රයිමර් මගින් සීමා කළ) ඝාතීය ලෙස වර්ධනය වන අතර සංඛ්‍යාව "දිගු" DNA පිටපත් රේඛීය වේ, එබැවින් ප්‍රතික්‍රියාවේ නිෂ්පාදන ආධිපත්‍යය දරයි.
අපේක්ෂිත DNA කොටසේ විස්තාරණය: පොලිමරේස් දාම ප්රතික්රියාව
PCR හි මුල් දිනවල, ප්‍රධාන ගැටළුව වූයේ පහත සඳහන් දේ ය: එක් එක් තාපන-සිසිලන චක්‍රයෙන් පසු, DNA පොලිමරේස් ප්රතික්රියා මිශ්‍රණයට එකතු කිරීමට සිදු විය, මන්ද එය 95 ° C උෂ්ණත්වයකදී අක්‍රිය විය. එබැවින්, එක් එක් චක්රය 25 ට පෙර එය නැවත එකතු කිරීම අවශ්ය විය. ප්රතික්රියා ක්රියාපටිපාටිය සාපේක්ෂව අකාර්යක්ෂම විය, බොහෝ කාලයක් සහ පොලිමරේස් එන්සයිමය අවශ්ය වූ අතර ද්රව්යය ඉතා මිල අධික විය. වාසනාවකට මෙන්, සොබාදහමේ මාතාව ගලවා ගැනීමට පැමිණියාය. බොහෝ සතුන්ට 37 ° C ට වඩා වැඩි උෂ්ණත්වයකදී සුවපහසුවක් දැනේ. 37 °C අගය අපට වැදගත් වූයේ ඇයි? PCR සඳහා පොලිමරේස් එන්සයිමය මුලින් ලබා ගත් E. coli සඳහා මෙම උෂ්ණත්වය ප්‍රශස්ත බැවින් මෙය සිදු විය. ස්වභාවධර්මයේ ක්ෂුද්‍ර ජීවීන් සිටින අතර ඒවායේ ප්‍රෝටීන, වසර මිලියන ගණනක ස්වභාවික වරණයන්, අධික උෂ්ණත්වයන්ට වඩා ප්‍රතිරෝධී වී ඇත. තාපගතික බැක්ටීරියා වලින් DNA පොලිමරේස් භාවිතා කිරීමට යෝජනා කර ඇත. මෙම එන්සයිම තාප ස්ථායී බවට පත් වූ අතර බොහෝ ප්රතික්රියා චක්‍රවලට ඔරොත්තු දීමට සමත් විය. ඔවුන්ගේ භාවිතය PCR සරල කිරීමට සහ ස්වයංක්රීය කිරීමට හැකි විය. යෙලෝස්ටෝන් ජාතික වනෝද්‍යානයේ උණු දිය උල්පත්වල ජීවත් වන Thermus aquaticus බැක්ටීරියාවෙන් පළමු තාප ස්ථායී DNA පොලිමරේස් හුදකලා වූ අතර එය Taq polymerase ලෙස නම් කරන ලදී.
PCR ඉක්මනින් මානව ජෙනෝම ව්‍යාපෘතියේ වැඩකාරයා බවට පත් විය. පොදුවේ ගත් කල, ක්‍රියාවලිය මුල්ලිස් විසින් වර්ධනය කරන ලද ක්‍රියාවලියට වඩා වෙනස් නොවේ, එය ස්වයංක්රීය කර ඇත. අපි තවදුරටත් ප්ලාස්ටික් පරීක්ෂණ ටියුබ් වලට දියර බිංදු වෙහෙස මහන්සි වී වත් කරන අඳුරු බුද්ධියෙන් යුත් උපාධිධාරී සිසුන් සමූහයක් මත රඳා නොසිටිමු. අණුක ජාන පර්යේෂණ සිදු කරන නවීන රසායනාගාරවල, මෙම කාර්යය රොබෝ වාහක මත සිදු කෙරේ. හියුමන් ජෙනෝමය තරම් විශාල අනුක්රමික ව්‍යාපෘතියකට සම්බන්ධ PCR රොබෝවරු විශාල තාප ස්ථායී පොලිමරේස් ප්‍රමාණයකින් නිර්දය ලෙස ක්රියා කරති. මානව ජෙනෝම් ව්‍යාපෘතියේ වැඩ කරන සමහර විද්‍යාඥයින්, PCR පේටන්ට් බලපත්‍රයේ හිමිකරු, යුරෝපීය කාර්මික ඖෂධ දැවැන්තයෙකු වන Hoffmann-LaRoche විසින් පරිභෝජන භාණ්ඩවල පිරිවැයට අසාධාරණ ලෙස ඉහළ කර්තෘභාගයක් එකතු කිරීම නිසා කෝපයට පත් විය.
තවත් "රිය පැදවීමේ මූලධර්මයක්" වූයේ DNA අනුක්රමික ක්‍රමයයි. මෙම ක්‍රමයේ රසායනික පදනම එකල තවදුරටත් අලුත් නොවීය: අන්තර් රාජ්ය මානව ජෙනෝම් ව්‍යාපෘතිය (HGP) 1970 ගණන්වල මැද භාගයේදී ෆ්‍රෙඩ් සැන්ගර් විසින් වර්ධනය කරන ලද එම දක්ෂ ක්‍රමයම අනුගමනය කළේය. නවෝත්පාදනය වූයේ අනුපිළිවෙලට ළඟා කර ගැනීමට හැකි වූ ස්වයංක්‍රීයකරණයේ පරිමාණය සහ උපාධියයි.
ස්වයංක්රීය අනුක්‍රමණය මුලින් සංවර්ධනය කරන ලද්දේ කැලිෆෝනියා තාක්ෂණ ආයතනයේ ලී හුඩ්ගේ රසායනාගාරයේ ය. ඔහු මොන්ටානා හි උසස් පාසලට ඇතුළත් වූ අතර ක්වාටර්බැක් ලෙස විද්‍යාල පාපන්දු ක්‍රීඩා කළේය; හුඩ්ට ස්තූතියි, කණ්ඩායම එක් වරකට වඩා රාජ්ය ශූරතාව දිනා ගත්තේය. ඔහුගේ කණ්ඩායම් වැඩ කුසලතා ඔහුගේ විද්‍යාත්මක ජීවිතයට ද ප්‍රයෝජනවත් විය. හුඩ්ගේ රසායනාගාරය රසායනඥයින්, ජීව විද්‍යාඥයින් සහ ඉංජිනේරුවන්ගෙන් සමන්විත කාර්ය මණ්ඩලයකින් සමන්විත වූ අතර ඔහුගේ රසායනාගාරය ඉක්මනින්ම තාක්ෂණික නවෝත්පාදනයේ ප්‍රමුඛයා බවට පත්විය.
ඇත්ත වශයෙන්ම, ස්වයංක්රීය අනුක්රමික ක්‍රමය ලොයිඩ් ස්මිත් සහ මයික් හන්කපිලර් විසින් සොයා ගන්නා ලදී. එවකට හුඩ්ගේ රසායනාගාරයේ සේවය කරමින් සිටි මයික් හුන්කපිලර්, එක් එක් වර්ගවල පදනම වෙනස් ලෙස වර්ණ ගැන්වෙන වැඩිදියුණු කළ අනුක්රමික ක්‍රමයක් සඳහා යෝජනාවක් සමඟින් ලොයිඩ් ස්මිත් වෙත ළඟා විය. එවැනි අදහසක් සැන්ගර් ක්‍රියාවලියේ කාර්යක්ෂමතාවය හතර ගුණයකින් වැඩි කළ හැකිය. සැන්ගර් හි, DNA පොලිමරේස් සහභාගීත්වය ඇතිව, එක් එක් නල හතරක (පදනම ගණන අනුව) අනුක්‍රමණය කරන විට, ප්‍රාථමික අනුපිළිවෙලක් ඇතුළුව විවිධ දිගකින් යුත් අද්විතීය ඔලිගොනියුක්ලියෝටයිඩ කට්ටලයක් සෑදී ඇත. ඊළඟට, දම්වැල් වෙන් කිරීම සඳහා ෆෝමමිඩ් නල වලට එකතු කරන ලද අතර මංතීරු හතරක පොලිඇක්‍රිලමයිඩ් ජෙල් ඉලෙක්ට්‍රෝෆොරේසිස් සිදු කරන ලදී. ස්මිත් සහ හුන්කපිලර්ගේ අනුවාදයේ, ඩිඩොක්සිනියුක්ලියෝටයිඩ විවිධ ඩයි වර්ග හතරකින් ලේබල් කර ඇති අතර PCR එක නලයක් තුළ සිදු කෙරේ. ඉන්පසුව, polyacrylamide gel electrophoresis අතරතුර, ජෙල් මත නිශ්චිත ස්ථානයක ඇති ලේසර් කදම්භයක් සායම්වල ක්‍රියාකාරිත්වය උද්දීපනය කරයි, සහ අනාවරකය දැනට ජෙල් හරහා සංක්‍රමණය වන්නේ කුමන නියුක්ලියෝටයිඩද යන්න තීරණය කරයි. මුලදී, ස්මිත් අශුභවාදී විය - ඉතා අඩු මාත්‍රාවලින් සායම් භාවිතා කිරීමෙන් නියුක්ලියෝටයිඩ ප්‍රදේශ වෙන්කර හඳුනාගත නොහැකි වනු ඇතැයි ඔහු බිය විය. කෙසේ වෙතත්, ලේසර් තාක්ෂණය පිළිබඳ විශිෂ්ට අවබෝධයක් ඇති ඔහු, ලේසර් විකිරණවලට නිරාවරණය වන විට ප්‍රතිදීප්ත වන විශේෂ ෆ්ලෝරෝක්‍රෝම් ඩයි භාවිතා කිරීමෙන් ඉක්මනින් තත්වයෙන් මිදීමට මගක් සොයා ගත්තේය.
(සම්පූර්ණ සංස්කරණය - 4,08 MB) සියුම් මුද්‍රණය: ස්වයංක්රීය අනුක්රමික යන්ත්‍රයකින් ලබාගත් ස්වයංක්රීය අනුක්රමික යන්ත්‍රයක් භාවිතයෙන් DNA අනුපිළිවෙල අනුපිළිවෙල. සෑම වර්ණයක්ම පදනම් හතරෙන් එකකට අනුරූප වේ
සැන්ගර් ක්‍රමයේ සම්භාව්‍ය අනුවාදයේ, විශ්ලේෂණය කරන ලද DNA වල එක් නූල් එකක් DNA පොලිමරේස් එන්සයිම මගින් අනුපූරක නූල් සංස්ලේෂණය සඳහා අච්චුවක් ලෙස ක්රියා කරයි, එවිට DNA කොටස්වල අනුපිළිවෙල ප්‍රමාණයෙන් ජෙල් එකක වර්ග කරනු ලැබේ. සංස්ලේෂණය අතරතුර DNA තුළ ඇතුළත් වන අතර ප්රතික්රියා නිෂ්පාදන පසුව දෘශ්‍යකරණයට ඉඩ සලසන සෑම කැබැල්ලක්ම පර්යන්ත පදනමට අනුරූප වන ප්‍රතිදීප්ත සායම් වලින් ලේබල් කර ඇත (මෙය p. 124 හි සාකච්ඡා කරන ලදී); එබැවින්, මෙම ඛණ්ඩනයේ ප්‍රතිදීප්තතාව ලබා දී ඇති පදනමක් සඳහා හඳුනාගැනීමක් වනු ඇත. එවිට ඉතිරිව ඇත්තේ ප්රතික්රියා නිෂ්පාදන හඳුනා ගැනීම සහ දෘශ්‍යමාන කිරීම පමණි. ප්රතිඵල පරිගණකය මගින් විශ්ලේෂණය කර නියුක්ලියෝටයිඩ හතරකට අනුරූප බහු-වර්ණ උච්ච අනුපිළිවෙලක් ලෙස ඉදිරිපත් කෙරේ. පසුව තොරතුරු පරිගණකයේ තොරතුරු පද්ධතියට සෘජුවම මාරු කරනු ලබන අතර, අනුක්‍රමණය ඉතා අපහසු වූ කාලය ගතවන සහ සමහර විට වේදනාකාරී දත්ත ඇතුළත් කිරීමේ ක්‍රියාවලිය ඉවත් කරයි.
» පොත පිළිබඳ වැඩි විස්තර මෙතැනින් සොයාගත හැකිය
»
»
Khabrozhiteley සඳහා කූපනය භාවිතයෙන් 25% වට්ටමක් - PCR
මූලාශ්රය: www.habr.com