वैज्ञानिकों ने हाल ही में कोशिकाओं के अंदर निचोड़ने के लिए डीएनए के एक उच्च-रिज़ॉल्यूशन वाले वीडियो को अजीब आकार में ढाल दिया।
1952 में, रोजालिंड फ्रैंकलिन की पहली अप्रत्यक्ष तस्वीर का उत्पादन किया डीएनए कैसे अध्ययन करके एक्स-रे इन मूलभूत अणुओं को उछाल दें। लेकिन यह 2012 तक नहीं था कि वैज्ञानिकों ने इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके डीएनए की एक सीधी तस्वीर खींची, लाइव साइंस ने पहले बताया।
अब, यूनाइटेड किंगडम में शोधकर्ताओं के एक समूह ने उन्नत माइक्रोस्कोपी और सिमुलेशन के संयोजन का उपयोग करते हुए डीएनए के उच्च-परिभाषा वीडियो को गति में कैप्चर किया है। लेकिन वे जीवन के निर्माण खंडों में सिर्फ पपराज़ी नहीं खेल रहे थे – वे यह समझने की कोशिश कर रहे थे कि कैसे डीएनए कोशिकाओं में खुद को निचोड़ता है।
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मानव कोशिकाओं में लगभग 6.6 फीट (2 मीटर) डीएनए होता है। मानव कोशिकाओं को ध्यान में रखते हुए माइक्रोमीटर के आदेश पर, डीएनए को “सुपरकोलिंग” पर वास्तव में अच्छा होना चाहिए या सेल के अंदर कसकर पैक करने के लिए खुद को झुकना और मोड़ना होगा। लेकिन हाल तक तक, प्रौद्योगिकी वैज्ञानिकों के लिए पर्याप्त रूप से अच्छी नहीं थी कि यह स्पष्ट रूप से देखने के लिए डीएनए संरचना कैसी दिखती थी, जैसा कि लेखकों ने अध्ययन में लिखा है।
इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, नए अध्ययन के लेखकों ने “डीएनए मिनीक्रिसल्स” को बैक्टीरिया से अलग और इंजीनियर के रूप में देखा। ये परिपत्र डीएनए संरचनाएं मानव कोशिकाओं में भी पाई जाती हैं, और उनका कार्य काफी हद तक अज्ञात है। शोधकर्ताओं ने इन रिंग संरचनाओं का उपयोग किया क्योंकि वैज्ञानिक उन्हें इस तरह से मोड़ सकते हैं जो लंबे समय तक किस्में, डीएनए के सबसे सामान्य रूप के साथ काम नहीं करते थे, एक बयान के अनुसार।
आंदोलनों को विस्तार से देखने के लिए, शोधकर्ताओं ने सुपरकंप्यूटर सिमुलेशन और परमाणु बल माइक्रोस्कोपी के संयोजन का उपयोग किया, जिसमें एक तेज टिप अणु की सतह पर ग्लाइड होता है और संरचना को रेखांकित करने के लिए टिप पर पीछे धकेलने वाले बलों को मापता है।
“देखकर विश्वास हो रहा है, लेकिन डीएनए जितना छोटा कुछ है, पूरे डीएनए अणु की पेचदार संरचना को देखना बेहद चुनौतीपूर्ण था,” अध्ययन के प्रमुख लेखक ऐलिस पायने, पॉलिमर में एक लेक्चरर और सॉफ्ट मैटर पर शेफ़ील्ड विश्वविद्यालय ब्रिटेन में, जिसने नए फुटेज पर कब्जा कर लिया, बयान में कहा। “हमने जो वीडियो विकसित किए हैं, वे हमें डीएनए के विस्तार के स्तर पर निरीक्षण करने में सक्षम बनाते हैं जो पहले कभी नहीं देखा गया है।”
माइक्रोस्कोप की छवियां इतनी विस्तृत थीं कि वे डीएनए की डबल-हेलिक्स संरचना को देख सकते थे। शोधकर्ताओं ने इन छवियों को सिमुलेशन के साथ जोड़ दिया, तो वे हर एक की स्थिति देख सकते थे परमाणु बयान के अनुसार, डीएनए में यह स्थानांतरित हो गया।
दिलचस्प बात यह है कि इसके सुकून भरे रूप में डीएनए मुश्किल से चला। लेकिन जब मुड़ जाता है – जैसा कि आमतौर पर एक सेल में निचोड़ते समय होता है – बयान के अनुसार डीएनए कई अन्य आकृतियों में रूपांतरित होता है। इन विभिन्न आकृतियों ने प्रभावित किया कि कैसे डीएनए अणु के साथ बातचीत की और इसके चारों ओर अन्य डीएनए अणुओं से बंधे, लेखकों ने कागज में लिखा।
लिन Zechiedrich, पर एक प्रोफेसर बायलर कॉलेज ऑफ मेडिसिन ह्यूस्टन, टेक्सास में, जिन्होंने अध्ययन के लिए मिनिक्रल्स प्रदान किए, पहले पता चला कि रिंग में छोटे आनुवंशिक संदेश डालकर जीन थेरेपी के लिए वैक्टर के रूप में इन रिंग संरचनाओं का उपयोग कैसे किया जाता है।
अध्ययनकर्ताओं ने बयान में कहा, “अध्ययन शोधकर्ताओं ने एक ऐसी तकनीक विकसित की है जो उल्लेखनीय रूप से प्रकट करती है कि झुर्रियों वाली, गुदगुदी, गुदगुदी, बदरंग और अजीब आकार की कैसे होती है।” “हमें यह समझना होगा कि कैसे सुपरकोलिंग, जो कोशिकाओं में डीएनए गतिविधियों के लिए बहुत महत्वपूर्ण है, आशा में डीएनए को प्रभावित करता है कि हम किसी दिन इसे कैसे नकल या नियंत्रित कर सकते हैं।”
यह निष्कर्ष मंगलवार (16 फरवरी) को पत्रिका में प्रकाशित हुआ प्रकृति संचार।
मूल रूप से लाइव साइंस पर प्रकाशित।