DNA

From LTRC

other uses

డియోక్సిరైబోన్యూక్లియిక్ యాసిడ్ (ఉచ్చారణ;[1] DNA) అనేది రెండు పాలీన్యూక్లియోటైడ్ గొలుసులతో కూడిన ఒక పాలిమర్, ఇవి ఒకదాని చుట్టూ ఒకటి చుట్టుకుని డబుల్ హెలిక్స్ (ద్వి-కుండలి) నిర్మాణాన్ని ఏర్పరుస్తాయి. ఈ పాలిమర్ తెలిసిన అన్ని జీవుల మరియు అనేక వైరస్ల అభివృద్ధి, పనితీరు, పెరుగుదల మరియు పునరుత్పత్తికి సంబంధించిన జన్యు సూచనలను కలిగి ఉంటుంది. DNA మరియు రైబోన్యూక్లియిక్ యాసిడ్ (RNA) లు న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాలు. ప్రోటీన్లు, లిపిడ్లు మరియు సంక్లిష్ట కార్బోహైడ్రేట్లు (పాలీశాకరైడ్లు) తో పాటు, న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాలు తెలిసిన అన్ని రకాల జీవన రూపాలకు అవసరమైన నాలుగు ప్రధాన రకాల మాక్రోమోలిక్యూల్స్లో ఒకటి.

రెండు DNA పోగులను పాలీన్యూక్లియోటైడ్లు అని పిలుస్తారు, ఎందుకంటే ఇవి న్యూక్లియోటైడ్లు అని పిలువబడే సరళమైన మోనోమెరిక్ యూనిట్లతో కూడి ఉంటాయి.[2][3] ప్రతి న్యూక్లియోటైడ్ నాలుగు నైట్రోజన్ కలిగిన న్యూక్లియోబేస్లలో ( cytosine [C], guanine [G], adenine [A] లేదా thymine [T]) ఒకటి, డియోక్సిరైబోస్ అని పిలువబడే ఒక చక్కెర, మరియు ఒక ఫాస్ఫేట్ సమూహంతో కూడి ఉంటుంది. న్యూక్లియోటైడ్లు ఒకదానికొకటి సహసంయోజక బంధాల (దీనిని ఫాస్ఫోడైస్టర్ బంధం అంటారు) ద్వారా ఒక గొలుసులో కలిసి ఉంటాయి, ఇది ఒకదాని తర్వాత ఒకటి చక్కెర-ఫాస్ఫేట్ వెన్నెముకను ఏర్పరుస్తుంది. రెండు వేర్వేరు పాలీన్యూక్లియోటైడ్ పోగుల నైట్రోజన్ క్షారాలు క్షార జత నియమాల ప్రకారం (A తో T మరియు C తో G), హైడ్రోజన్ బంధాలతో కలిసి డబుల్-స్ట్రాండెడ్ DNAను తయారు చేస్తాయి. పరిపూరకరమైన నైట్రోజన్ క్షారాలు రెండు సమూహాలుగా విభజించబడ్డాయి: సింగిల్-రింగ్ పిరిమిడిన్లు మరియు డబుల్-రింగ్ ప్యూరిన్లు. DNAలో, పిరిమిడిన్లు థైమిన్ మరియు సైటోసిన్; ప్యూరిన్లు అడెనిన్ మరియు గ్వానైన్.

డబుల్-స్ట్రాండెడ్ DNA యొక్క రెండు పోగులు ఒకే జీవ సమాచారాన్ని నిల్వ చేస్తాయి. ఈ రెండు పోగులు వేరు చేయబడినప్పుడు ఈ సమాచారం ప్రతిరూపం చెందుతుంది. DNA యొక్క రెండు పోగులు ఒకదానికొకటి వ్యతిరేక దిశలలో నడుస్తాయి మరియు అందువల్ల యాంటీపారలల్గా ఉంటాయి. ప్రతి చక్కెరతో నాలుగు రకాల న్యూక్లియోబేస్‌లలో (లేదా 'క్షారాలు') ఒకటి అనుసంధానించబడి ఉంటుంది. జన్యు సమాచారాన్ని ఎన్కోడ్ చేసేది వెన్నెముక వెంబడి ఉన్న ఈ నాలుగు న్యూక్లియోబేస్‌ల క్రమం. ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ అని పిలువబడే ప్రక్రియలో DNA పోగులను టెంప్లేట్‌గా ఉపయోగించి RNA పోగులు సృష్టించబడతాయి, ఇక్కడ థైమిన్ (T) విషయంలో తప్ప, DNA క్షారాలు వాటి సంబంధిత క్షారాలతో మార్పిడి చేయబడతాయి, దీని కోసం RNA uracil (U)ని ప్రత్యామ్నాయంగా ఉపయోగిస్తుంది.[4] జన్యు కోడ్ ప్రకారం, ఈ RNA పోగులు ట్రాన్స్‌లేషన్ అని పిలువబడే ప్రక్రియలో ప్రోటీన్లలోని అమినో ఆమ్లాల క్రమాన్ని నిర్దేశిస్తాయి.

యూకారియోటిక్ కణాలలో, DNA క్రోమోజోములు అని పిలువబడే పొడవైన నిర్మాణాలలో అమర్చబడి ఉంటుంది. సాధారణ కణ విభజనకు ముందు, ఈ క్రోమోజోములు DNA ప్రతిరూపణ ప్రక్రియలో నకిలీ చేయబడతాయి, ప్రతి కుమార్తె కణానికి పూర్తి క్రోమోజోముల సెట్‌ను అందిస్తాయి. యూకారియోటిక్ జీవులు (జంతువులు, మొక్కలు, శిలీంధ్రాలు మరియు ప్రోటిస్టులు) తమ DNAలో ఎక్కువ భాగాన్ని కణ కేంద్రకంలో న్యూక్లియర్ DNAగా, మరియు కొంత భాగాన్ని మైటోకాండ్రియాలో మైటోకాండ్రియల్ DNAగా లేదా క్లోరోప్లాస్ట్‌లలో క్లోరోప్లాస్ట్ DNAగా నిల్వ చేస్తాయి.[5] దీనికి విరుద్ధంగా, ప్రోకారియోట్లు (బ్యాక్టీరియా మరియు ఆర్కియా) తమ DNAను సైటోప్లాజంలో, వృత్తాకార క్రోమోజోములలో మాత్రమే నిల్వ చేస్తాయి. యూకారియోటిక్ క్రోమోజోములలో, హిస్టోన్లు వంటి క్రోమాటిన్ ప్రోటీన్లు DNAను కుదించి, అమర్చుతాయి. ఈ కుదించే నిర్మాణాలు DNA మరియు ఇతర ప్రోటీన్ల మధ్య పరస్పర చర్యలను మార్గనిర్దేశం చేస్తాయి, DNAలోని ఏ భాగాలు ట్రాన్స్‌క్రిప్ట్ చేయబడాలో నియంత్రించడంలో సహాయపడతాయి.

లక్షణాలు

DNA అనేది న్యూక్లియోటైడ్లు అని పిలువబడే పునరావృత యూనిట్ల నుండి తయారైన ఒక పొడవైన పాలిమర్.[6][7] DNA సాధారణంగా ఒకే పోగుగా ఉండదు, బదులుగా గట్టిగా కలిసి పట్టుకున్న పోగుల జంటగా ఉంటుంది.[8][9] ఈ రెండు పొడవైన పోగులు డబుల్ హెలిక్స్ ఆకారంలో ఒకదాని చుట్టూ ఒకటి చుట్టుకుంటాయి. న్యూక్లియోటైడ్ అణువు యొక్క వెన్నెముక విభాగం (ఇది గొలుసును కలిపి ఉంచుతుంది) మరియు ఒక న్యూక్లియోబేస్ (ఇది హెలిక్స్‌లోని ఇతర DNA పోగుతో సంకర్షణ చెందుతుంది) రెండింటినీ కలిగి ఉంటుంది. చక్కెరతో అనుసంధానించబడిన న్యూక్లియోబేస్‌ను న్యూక్లియోసైడ్ అని పిలుస్తారు, మరియు చక్కెరతో మరియు ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ఫాస్ఫేట్ సమూహాలతో అనుసంధానించబడిన క్షారాన్ని న్యూక్లియోటైడ్ అని పిలుస్తారు. బహుళ అనుసంధానిత న్యూక్లియోటైడ్లను కలిగి ఉన్న బయోపాలిమర్‌ను (DNAలో వలె) పాలీన్యూక్లియోటైడ్ అని పిలుస్తారు.[10]

DNA నిర్మాణం దాని పొడవు వెంబడి డైనమిక్‌గా ఉంటుంది, ఇది గట్టి లూప్‌లు మరియు ఇతర ఆకారాలలోకి చుట్టుకోగలదు.[11] అన్ని జాతులలో ఇది రెండు హెలికల్ గొలుసులతో కూడి ఉంటుంది, ఇవి హైడ్రోజన్ బంధాల ద్వారా ఒకదానికొకటి బంధించబడి ఉంటాయి. రెండు గొలుసులు ఒకే అక్షం చుట్టూ చుట్టుకొని ఉంటాయి (కానీ ఒకదానికొకటి నేరుగా ఎదురుగా ఉండవు), మరియు 34 Å యొక్క ఒకే పిచ్‌ను కలిగి ఉంటాయి. క్షారాల గుర్తింపులను విస్మరిస్తే, లైన్ గ్రూప్ D1(q), ఇక్కడ q అనేది ప్రతి క్షార జతకు ఒక మలుపును సూచిస్తుంది, ఇది పూర్తి మలుపులో పదో వంతు ఉంటుంది. సాధారణ రూపంలో (B-DNA), ట్విస్ట్ కుడిచేతి వాటంగా ఉంటుంది, ఇది సవ్యదిశలో తిప్పినప్పుడు ముందుకు సాగే సాధారణ స్క్రూ వలె ఉంటుంది. గొలుసుల జంట 10 Å వ్యాసార్థాన్ని కలిగి ఉంటుంది.[8] మరొక అధ్యయనం ప్రకారం, వేరే ద్రావణంలో కొలిచినప్పుడు, DNA గొలుసు 22 - 26 Å వెడల్పును కలిగి ఉంది, మరియు ఒక న్యూక్లియోటైడ్ యూనిట్ 3.3 Å పొడవును కలిగి ఉంది.[12] చాలా DNA యొక్క బయోయంట్ సాంద్రత 1.7g/cm3.[13]

DNA పోగు యొక్క వెన్నెముక ప్రత్యామ్నాయ ఫాస్ఫేట్ మరియు చక్కెర సమూహాల నుండి తయారవుతుంది.[14] DNAలోని చక్కెర 2-డియోక్సిరైబోస్, ఇది ఒక పెంటోస్ (ఐదు-కార్బన్) చక్కెర. చక్కెరలు పక్కనే ఉన్న చక్కెర రింగుల మూడవ మరియు ఐదవ కార్బన్ పరమాణువుల మధ్య ఫాస్ఫోడైస్టర్ బంధాలను ఏర్పరిచే ఫాస్ఫేట్ సమూహాల ద్వారా అనుసంధానించబడతాయి. వీటిని 3′-ఎండ్ (త్రీ ప్రైమ్ ఎండ్), మరియు 5′-ఎండ్ (ఫైవ్ ప్రైమ్ ఎండ్) కార్బన్‌లుగా పిలుస్తారు, ప్రైమ్ గుర్తును ఈ కార్బన్ పరమాణువులను డియోక్సిరైబోస్ గ్లైకోసిడిక్ బంధాన్ని ఏర్పరిచే క్షారం నుండి వేరు చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు.[9]

అందువల్ల, ఏదైనా DNA పోగు సాధారణంగా ఒక చివర రిబోస్ యొక్క 5′ కార్బన్‌కు అనుసంధానించబడిన ఫాస్ఫేట్ సమూహాన్ని (5′ ఫాస్ఫోరైల్) మరియు మరొక చివర రిబోస్ యొక్క 3′ కార్బన్‌కు అనుసంధానించబడిన ఉచిత హైడ్రాక్సిల్ సమూహాన్ని (3′ హైడ్రాక్సిల్) కలిగి ఉంటుంది. చక్కెర-ఫాస్ఫేట్ వెన్నెముక వెంబడి 3′ మరియు 5′ కార్బన్‌ల ధోరణి ప్రతి DNA పోగుకు దిశానిర్దేశాన్ని (కొన్నిసార్లు ధ్రువణత అని పిలుస్తారు) ఇస్తుంది. న్యూక్లియిక్ ఆమ్ల ద్వి-కుండలిలో, ఒక పోగులోని న్యూక్లియోటైడ్ల దిశ మరొక పోగులోని వాటి దిశకు వ్యతిరేకంగా ఉంటుంది: పోగులు యాంటీపారలల్గా ఉంటాయి. DNA పోగుల అసమాన చివరలు ఐదు ప్రైమ్ ఎండ్ (5′) మరియు మూడు ప్రైమ్ ఎండ్ (3′) దిశానిర్దేశాన్ని కలిగి ఉంటాయని చెప్పబడింది, 5′ ఎండ్ టెర్మినల్ ఫాస్ఫేట్ సమూహాన్ని మరియు 3′ ఎండ్ టెర్మినల్ హైడ్రాక్సిల్ సమూహాన్ని కలిగి ఉంటుంది. DNA మరియు RNA మధ్య ఒక ప్రధాన వ్యత్యాసం చక్కెర, DNAలోని 2-డియోక్సిరైబోస్ RNAలోని సంబంధిత పెంటోస్ చక్కెర రైబోస్ ద్వారా భర్తీ చేయబడుతుంది.[9]

[15]

DNA డబుల్ హెలిక్స్ ప్రధానంగా రెండు శక్తుల ద్వారా స్థిరీకరించబడుతుంది: న్యూక్లియోటైడ్ల మధ్య హైడ్రోజన్ బంధాలు మరియు ఆరోమాటిక్ న్యూక్లియోబేస్‌ల మధ్య బేస్-స్టాకింగ్ పరస్పర చర్యలు.[16] DNAలో కనిపించే నాలుగు క్షారాలు adenine (A), cytosine (C), guanine (G) మరియు thymine (T). ఈ నాలుగు క్షారాలు అడెనోసిన్ మోనోఫాస్ఫేట్ కోసం చూపినట్లుగా, పూర్తి న్యూక్లియోటైడ్‌ను ఏర్పరచడానికి చక్కెర-ఫాస్ఫేట్‌కు అనుసంధానించబడతాయి. అడెనిన్ థైమిన్‌తో మరియు గ్వానైన్ సైటోసిన్‌తో జతకట్టి, A-T మరియు G-C క్షార జతలను ఏర్పరుస్తాయి.[17][18]

న్యూక్లియోబేస్ వర్గీకరణ

న్యూక్లియోబేస్‌లు రెండు రకాలుగా వర్గీకరించబడ్డాయి: ప్యూరిన్లు, A మరియు G, ఇవి ఐదు మరియు ఆరు-సభ్యుల హెటెరోసైక్లిక్ సమ్మేళనాలు, మరియు పిరిమిడిన్లు, ఆరు-సభ్యుల రింగులు C మరియు T.[9] ఐదవ పిరిమిడిన్ న్యూక్లియోబేస్, uracil (U), సాధారణంగా RNAలో థైమిన్ స్థానాన్ని తీసుకుంటుంది మరియు దాని రింగ్‌పై మిథైల్ సమూహం లేకపోవడం ద్వారా థైమిన్ నుండి భిన్నంగా ఉంటుంది. RNA మరియు DNAతో పాటు, న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాల లక్షణాలను అధ్యయనం చేయడానికి లేదా బయోటెక్నాలజీలో ఉపయోగించడానికి అనేక కృత్రిమ న్యూక్లియిక్ ఆమ్ల అనలాగ్‌లు సృష్టించబడ్డాయి.[19]

నాన్-కానానికల్ క్షారాలు

DNAలో మార్పు చెందిన క్షారాలు ఉంటాయి. వీటిలో మొదటిది 5-methylcytosine, ఇది 1925లో Mycobacterium tuberculosis జినోమ్లో కనుగొనబడింది.[20] బాక్టీరియల్ వైరస్‌లలో (బ్యాక్టీరియోఫేజ్‌లు) ఈ నాన్-కానానికల్ క్షారాలు ఉండటానికి కారణం బాక్టీరియాలో ఉండే రెస్ట్రిక్షన్ ఎంజైమ్‌లను నివారించడం. ఈ ఎంజైమ్ వ్యవస్థ కనీసం పాక్షికంగా బాక్టీరియాను వైరస్‌ల ద్వారా వచ్చే ఇన్ఫెక్షన్ నుండి రక్షించే మాలిక్యులర్ రోగనిరోధక వ్యవస్థగా పనిచేస్తుంది.[21] సైటోసిన్ మరియు అడెనిన్ క్షారాల మార్పులు, మొక్కలు మరియు జంతువులలో జన్యు వ్యక్తీకరణ యొక్క ఎపిజెనెటిక్ నియంత్రణలో కీలక పాత్ర పోషిస్తాయి.[22]

DNAలో అనేక నాన్-కానానికల్ క్షారాలు ఉన్నట్లు తెలుస్తుంది.[23] వీటిలో చాలా వరకు కానానికల్ క్షారాలు మరియు యురాసిల్ యొక్క మార్పులు.

  • మార్పు చెందిన అడెనిన్
    • N6-కార్బమోయిల్-మిథైలాడెనిన్
    • N6-మిథైలాడెనిన్
  • మార్పు చెందిన గ్వానైన్
    • 7-డీజాగ్వానైన్
    • 7-మిథైల్గ్వానైన్
  • మార్పు చెందిన సైటోసిన్
    • N4-మిథైల్సైటోసిన్
    • 5-కార్బాక్సిల్సైటోసిన్
    • 5-ఫార్మైల్సైటోసిన్
    • 5-గ్లైకోసైల్హైడ్రాక్సీమిథైల్సైటోసిన్
    • 5-హైడ్రాక్సీసైటోసిన్
    • 5-మిథైల్సైటోసిన్
  • మార్పు చెందిన థైమిడిన్
    • α-గ్లుటామిథైమిడిన్
    • α-పుట్రెసినిల్థైమిన్
  • యురాసిల్ మరియు మార్పులు
    • Base J
    • యురాసిల్
    • 5-డైహైడ్రాక్సీపెంటా యురాసిల్
    • 5-హైడ్రాక్సీమిథైల్ డీయోక్సియురాసిల్
  • ఇతరులు
    • డీయోక్సిఆర్కియోసిన్
    • 2,6-డయామినోప్యూరిన్ (2-అమినోఅడెనిన్)

గాడులు (Grooves)

ట్విన్ హెలికల్ పోగులు DNA వెన్నెముకను ఏర్పరుస్తాయి. పోగుల మధ్య ఖాళీలను లేదా గాడులను అనుసరిస్తూ మరొక డబుల్ హెలిక్స్ కనిపించవచ్చు. ఈ శూన్యాలు క్షార జతలకు ఆనుకొని ఉంటాయి మరియు బైండింగ్ సైట్‌ను అందించవచ్చు. పోగులు ఒకదానికొకటి సంబంధించి సమరూపంగా లేనందున, గాడులు అసమాన పరిమాణంలో ఉంటాయి. మేజర్ గాడి 22 Å వెడల్పు ఉంటుంది, అయితే మైనర్ గాడి 12 Å వెడల్పు ఉంటుంది.[24] మేజర్ గాడి యొక్క ఎక్కువ వెడల్పు కారణంగా, మైనర్ గాడి కంటే మేజర్ గాడిలో క్షారాల అంచులు మరింత అందుబాటులో ఉంటాయి. ఫలితంగా, డబుల్-స్ట్రాండెడ్ DNAలోని నిర్దిష్ట క్రమాలకు బంధించగల ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ ఫ్యాక్టర్లు వంటి ప్రోటీన్లు సాధారణంగా మేజర్ గాడిలో బహిర్గతమయ్యే క్షారాల వైపులతో సంబంధాన్ని ఏర్పరుస్తాయి.[25] కణంలోని DNA యొక్క అసాధారణ ఆకృతులలో ఈ పరిస్థితి మారుతుంది (క్రింద చూడండి), కానీ DNA సాధారణ B రూపంలోకి తిరిగి మెలికలు తిరిగితే కనిపించే వెడల్పు వ్యత్యాసాలను ప్రతిబింబించడానికి మేజర్ మరియు మైనర్ గాడులు ఎల్లప్పుడూ పేరు పెట్టబడతాయి.

క్షార జత (Base pairing)

మరింత సమాచారం: Base pair

పైన, మూడు హైడ్రోజన్ బంధాలతో కూడిన GC క్షార జత. కింద, రెండు హైడ్రోజన్ బంధాలతో కూడిన AT క్షార జత. జతల మధ్య నాన్-కోవాలెంట్ హైడ్రోజన్ బంధాలు చుక్కల గీతలుగా చూపబడ్డాయి.

DNA డబుల్ హెలిక్స్‌లో, ఒక పోగుపై ఉన్న ప్రతి రకమైన న్యూక్లియోబేస్ మరొక పోగుపై ఉన్న ఒకే రకమైన న్యూక్లియోబేస్‌తో బంధిస్తుంది. దీనిని పరిపూరకరమైన క్షార జత అంటారు. ప్యూరిన్లు పిరిమిడిన్లకు హైడ్రోజన్ బంధాలను ఏర్పరుస్తాయి, అడెనిన్ రెండు హైడ్రోజన్ బంధాలలో థైమిన్‌తో మాత్రమే బంధిస్తుంది, మరియు సైటోసిన్ మూడు హైడ్రోజన్ బంధాలలో గ్వానైన్‌తో మాత్రమే బంధిస్తుంది. డబుల్ హెలిక్స్ అంతటా (ఆరు-కార్బన్ రింగ్ నుండి ఆరు-కార్బన్ రింగ్ వరకు) రెండు న్యూక్లియోటైడ్లు కలిసి బంధించే ఈ అమరికను వాట్సన్-క్రిక్ క్షార జత అని పిలుస్తారు. అధిక GC-కంటెంట్ ఉన్న DNA తక్కువ GC-కంటెంట్ ఉన్న DNA కంటే స్థిరంగా ఉంటుంది. ఒక హూగ్‌స్టెయిన్ క్షార జత (6-కార్బన్ రింగ్‌ను 5-కార్బన్ రింగ్‌కు హైడ్రోజన్ బంధించడం) అనేది క్షార జతలో అరుదైన వైవిధ్యం.[26] హైడ్రోజన్ బంధాలు సహసంయోజక కానందున, వాటిని విచ్ఛిన్నం చేయడం మరియు తిరిగి కలపడం సాపేక్షంగా సులభం. అందువల్ల డబుల్ హెలిక్స్‌లోని DNA యొక్క రెండు పోగులను జిప్పర్ వలె, యాంత్రిక శక్తి లేదా అధిక ఉష్ణోగ్రత ద్వారా వేరు చేయవచ్చు.[27] ఈ క్షార జత పరిపూరకత ఫలితంగా, DNA హెలిక్స్ యొక్క డబుల్-స్ట్రాండెడ్ క్రమంలోని మొత్తం సమాచారం ప్రతి పోగుపై ప్రతిరూపం చెందుతుంది, ఇది DNA ప్రతిరూపణలో కీలకమైనది. జీవులలో DNA యొక్క అన్ని విధులకు పరిపూరకరమైన క్షార జతల మధ్య ఈ రివర్సిబుల్ మరియు నిర్దిష్ట పరస్పర చర్య చాలా కీలకం.[7]

ssDNA

ssDNA vs. dsDNA

చాలా DNA అణువులు వాస్తవానికి రెండు పాలిమర్ పోగులు, ఇవి నాన్-కోవాలెంట్ బంధాల ద్వారా హెలికల్ పద్ధతిలో కలిసి ఉంటాయి; ఈ డబుల్-స్ట్రాండెడ్ (dsDNA) నిర్మాణం ఎక్కువగా ఇంట్రాస్ట్రాండ్ బేస్ స్టాకింగ్ పరస్పర చర్యల ద్వారా నిర్వహించబడుతుంది, ఇవి G,C స్టాక్‌ల కోసం బలంగా ఉంటాయి. రెండు పోగులు విడిపోవచ్చు—దీనిని మెల్టింగ్ అని పిలుస్తారు—రెండు సింగిల్-స్ట్రాండెడ్ DNA (ssDNA) అణువులను ఏర్పరుస్తాయి. మెల్టింగ్ అధిక ఉష్ణోగ్రతలు, తక్కువ ఉప్పు మరియు అధిక pH వద్ద జరుగుతుంది (తక్కువ pH కూడా DNAను కరిగిస్తుంది, కానీ యాసిడ్ డిప్యూరినేషన్ కారణంగా DNA అస్థిరంగా ఉన్నందున, తక్కువ pH అరుదుగా ఉపయోగించబడుతుంది).

dsDNA రూపం యొక్క స్థిరత్వం GC-కంటెంట్ (% G,C క్షార జతలు) పైనే కాకుండా, క్రమం (స్టాకింగ్ క్రమం నిర్దిష్టంగా ఉంటుంది) మరియు పొడవు (పొడవైన అణువులు మరింత స్థిరంగా ఉంటాయి) పై కూడా ఆధారపడి ఉంటుంది. స్థిరత్వాన్ని వివిధ మార్గాల్లో కొలవవచ్చు; ఒక సాధారణ మార్గం మెల్టింగ్ ఉష్ణోగ్రత (దీనిని Tm విలువ అని కూడా పిలుస్తారు), ఇది డబుల్-స్ట్రాండ్ అణువులలో 50% సింగిల్-స్ట్రాండ్ అణువులుగా మార్చబడే ఉష్ణోగ్రత; మెల్టింగ్ ఉష్ణోగ్రత అయానిక్ బలం మరియు DNA సాంద్రతపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఫలితంగా, DNA యొక్క రెండు పోగుల మధ్య అనుబంధం యొక్క బలాన్ని నిర్ణయించేది GC క్షార జతల శాతం మరియు DNA డబుల్ హెలిక్స్ యొక్క మొత్తం పొడవు. అధిక GC-కంటెంట్ ఉన్న పొడవైన DNA హెలిక్స్‌లు బలంగా పరస్పర చర్య చేసే పోగులను కలిగి ఉంటాయి, అయితే అధిక AT కంటెంట్ ఉన్న చిన్న హెలిక్స్‌లు బలహీనంగా పరస్పర చర్య చేసే పోగులను కలిగి ఉంటాయి.[28] జీవశాస్త్రంలో, సులభంగా వేరు చేయవలసిన DNA డబుల్ హెలిక్స్ భాగాలు, కొన్ని ప్రమోటర్లలో TATAAT Pribnow box వంటివి, అధిక AT కంటెంట్‌ను కలిగి ఉంటాయి, ఇది పోగులను వేరు చేయడం సులభం చేస్తుంది.[29]

ప్రయోగశాలలో, ఈ పరస్పర చర్య యొక్క బలాన్ని హైడ్రోజన్ బంధాలలో సగం విచ్ఛిన్నం చేయడానికి అవసరమైన మెల్టింగ్ ఉష్ణోగ్రత Tmని కనుగొనడం ద్వారా కొలవవచ్చు. DNA డబుల్ హెలిక్స్‌లోని అన్ని క్షార జతలు కరిగినప్పుడు, పోగులు వేరు చేయబడి ద్రావణంలో రెండు పూర్తిగా స్వతంత్ర అణువులుగా ఉంటాయి. ఈ సింగిల్-స్ట్రాండెడ్ DNA అణువులకు సాధారణ ఆకారం ఉండదు, కానీ కొన్ని ఆకృతులు ఇతరులకన్నా స్థిరంగా ఉంటాయి.[30]

మొత్తం

మానవులలో, కణానికి మొత్తం స్త్రీ డిప్లాయిడ్ న్యూక్లియర్ జినోమ్ 6.37 గిగాబేస్ జతల (Gbp) వరకు విస్తరించి ఉంటుంది, ఇది 208.23 సెం.మీ పొడవు మరియు 6.51 పికోగ్రాముల (pg) బరువు ఉంటుంది.[31] పురుష విలువలు 6.27 Gbp, 205.00 సెం.మీ, 6.41 pg.[31] ప్రతి DNA పాలిమర్ క్రోమోజోమ్ 1లో వలె వందల మిలియన్ల న్యూక్లియోటైడ్లను కలిగి ఉంటుంది. క్రోమోజోమ్ 1 సుమారు 220 మిలియన్ల క్షార జతలతో అతిపెద్ద మానవ క్రోమోజోమ్, మరియు నిటారుగా ఉంచితే 85 mm పొడవు ఉంటుంది.[32]

యూకారియోట్లలో, కేంద్రక DNA (nuclear DNA)తో పాటు, మైటోకాండ్రియల్ DNA (mtDNA) కూడా ఉంటుంది, ఇది మైటోకాండ్రియా ఉపయోగించే కొన్ని ప్రోటీన్లను కోడ్ చేస్తుంది. కేంద్రక DNAతో పోలిస్తే mtDNA సాధారణంగా చిన్నదిగా ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, మానవ మైటోకాండ్రియల్ DNA మూసివున్న వృత్తాకార అణువులను ఏర్పరుస్తుంది, వీటిలో ప్రతి ఒక్కటి 16,569[33][34] DNA బేస్ జతలను కలిగి ఉంటుంది,[35] మరియు ఇటువంటి ప్రతి అణువు సాధారణంగా మైటోకాండ్రియల్ జన్యువుల పూర్తి సెట్‌ను కలిగి ఉంటుంది. ప్రతి మానవ మైటోకాండ్రియాలో సగటున సుమారు 5 ఇటువంటి mtDNA అణువులు ఉంటాయి.[35] ప్రతి మానవ కణం సుమారు 100 మైటోకాండ్రియాలను కలిగి ఉంటుంది, దీనివల్ల ప్రతి మానవ కణంలో మొత్తం mtDNA అణువుల సంఖ్య సుమారు 500గా ఉంటుంది.[35] అయితే, కణానికి ఉండే మైటోకాండ్రియాల పరిమాణం కణ రకాన్ని బట్టి మారుతూ ఉంటుంది, ఒక అండ కణం (egg cell) 100,000 మైటోకాండ్రియాలను కలిగి ఉండవచ్చు, ఇది 1,500,000 మైటోకాండ్రియల్ జన్యువుల కాపీలకు సమానం (ఇది కణంలోని DNAలో 90% వరకు ఉంటుంది).[36]

సెన్స్ మరియు యాంటీసెన్స్

మరింత సమాచారం: Sense (molecular biology)

ఒక DNA క్రమం (DNA sequence) ను "సెన్స్" క్రమం అని పిలుస్తారు, అది ప్రోటీన్‌గా అనువదించబడే మెసెంజర్ RNA కాపీతో సమానంగా ఉంటే.[37] వ్యతిరేక స్ట్రాండ్‌పై ఉన్న క్రమాన్ని "యాంటీసెన్స్" క్రమం అని పిలుస్తారు. సెన్స్ మరియు యాంటీసెన్స్ క్రమాలు రెండూ DNA యొక్క ఒకే స్ట్రాండ్‌లోని వేర్వేరు భాగాలలో ఉండవచ్చు (అంటే, రెండు స్ట్రాండ్‌లు సెన్స్ మరియు యాంటీసెన్స్ క్రమాలను కలిగి ఉండవచ్చు). ప్రోకారియోట్లు మరియు యూకారియోట్లు రెండింటిలోనూ, యాంటీసెన్స్ RNA క్రమాలు ఉత్పత్తి చేయబడతాయి, కానీ ఈ RNAల విధులు పూర్తిగా స్పష్టంగా లేవు.[38] ఒక ప్రతిపాదన ఏమిటంటే, యాంటీసెన్స్ RNAలు RNA-RNA బేస్ పెయిరింగ్ ద్వారా జన్యు వ్యక్తీకరణను నియంత్రించడంలో పాల్గొంటాయి.[39]

ప్రోకారియోట్లు మరియు యూకారియోట్లలో కొన్ని DNA క్రమాలు, మరియు ప్లాస్మిడ్లు మరియు వైరస్లలో మరిన్ని, అతివ్యాప్తి చెందే జన్యువుల (overlapping genes) ద్వారా సెన్స్ మరియు యాంటీసెన్స్ స్ట్రాండ్‌ల మధ్య వ్యత్యాసాన్ని అస్పష్టం చేస్తాయి.[40] ఈ సందర్భాలలో, కొన్ని DNA క్రమాలు రెండు పనులు చేస్తాయి, ఒక స్ట్రాండ్ వెంట చదివినప్పుడు ఒక ప్రోటీన్‌ను, మరియు మరొక స్ట్రాండ్ వెంట వ్యతిరేక దిశలో చదివినప్పుడు రెండవ ప్రోటీన్‌ను కోడ్ చేస్తాయి. బ్యాక్టీరియాలో, ఈ అతివ్యాప్తి జన్యు ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ నియంత్రణలో పాల్గొనవచ్చు,[41] అయితే వైరస్లలో, అతివ్యాప్తి చెందే జన్యువులు చిన్న వైరల్ జన్యువులో కోడ్ చేయగల సమాచార పరిమాణాన్ని పెంచుతాయి.[42]

సూపర్ కాయిలింగ్

మరింత సమాచారం: DNA supercoil

DNA సూపర్ కాయిలింగ్ అనే ప్రక్రియలో DNAను తాడులా మెలికలు తిప్పవచ్చు. DNA దాని "రిలాక్స్డ్" స్థితిలో ఉన్నప్పుడు, ఒక స్ట్రాండ్ సాధారణంగా ప్రతి 10.4 బేస్ జతలకు ఒకసారి డబుల్ హెలిక్స్ అక్షం చుట్టూ తిరుగుతుంది, కానీ DNA మెలికలు తిరిగితే స్ట్రాండ్‌లు మరింత గట్టిగా లేదా వదులుగా చుట్టబడతాయి.[43] DNA హెలిక్స్ దిశలో మెలికలు తిరిగితే, ఇది పాజిటివ్ సూపర్ కాయిలింగ్, మరియు బేస్‌లు మరింత గట్టిగా కలిసి ఉంటాయి. అవి వ్యతిరేక దిశలో మెలికలు తిరిగితే, ఇది నెగటివ్ సూపర్ కాయిలింగ్, మరియు బేస్‌లు మరింత సులభంగా విడిపోతాయి. ప్రకృతిలో, చాలా DNA స్వల్ప నెగటివ్ సూపర్ కాయిలింగ్‌ను కలిగి ఉంటుంది, ఇది టోపోయిసోమెరేస్ (topoisomerases) అనే ఎంజైమ్ల ద్వారా ప్రవేశపెట్టబడుతుంది.[44] ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ మరియు DNA రెప్లికేషన్ వంటి ప్రక్రియల సమయంలో DNA స్ట్రాండ్‌లలోకి ప్రవేశపెట్టబడిన మెలికల ఒత్తిడిని తగ్గించడానికి కూడా ఈ ఎంజైమ్‌లు అవసరం.[45]

ప్రత్యామ్నాయ DNA నిర్మాణాలు

మరింత సమాచారం: Molecular Structure of Nucleic Acids: A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid, Molecular models of DNA, DNA structure

DNA అనేక సాధ్యమైన కన్ఫర్మేషన్లలో ఉంటుంది, ఇందులో A-DNA, B-DNA, మరియు Z-DNA రూపాలు ఉన్నాయి, అయితే B-DNA మరియు Z-DNA మాత్రమే క్రియాత్మక జీవులలో నేరుగా గమనించబడ్డాయి.[14] DNA స్వీకరించే కన్ఫర్మేషన్ హైడ్రేషన్ స్థాయి, DNA క్రమం, సూపర్ కాయిలింగ్ యొక్క పరిమాణం మరియు దిశ, బేస్‌ల రసాయన మార్పులు, లోహ అయాన్ల రకం మరియు సాంద్రత, మరియు ద్రావణంలో పాలీఅమైన్ల ఉనికిపై ఆధారపడి ఉంటుంది.[46]

A-DNA X-ray డిఫ్రాక్షన్ నమూనాల మొదటి ప్రచురించబడిన నివేదికలు—మరియు B-DNA కూడా—పాటర్సన్ ఫంక్షన్ల ఆధారంగా విశ్లేషణలను ఉపయోగించాయి, ఇవి DNA యొక్క ఓరియెంటెడ్ ఫైబర్‌ల కోసం పరిమిత నిర్మాణ సమాచారాన్ని మాత్రమే అందించాయి.[47][48] 1953లో విల్కిన్స్ మరియు ఇతరులు అత్యధికంగా హైడ్రేట్ చేయబడిన DNA ఫైబర్‌ల యొక్క in vivo B-DNA X-ray డిఫ్రాక్షన్-స్కాటరింగ్ నమూనాల కోసం బెస్సెల్ ఫంక్షన్ల వర్గాల పరంగా ప్రత్యామ్నాయ విశ్లేషణను ప్రతిపాదించారు.[49] అదే జర్నల్‌లో, జేమ్స్ వాట్సన్ మరియు ఫ్రాన్సిస్ క్రిక్ DNA X-ray డిఫ్రాక్షన్ నమూనాల యొక్క వారి మాలిక్యులర్ మోడలింగ్ విశ్లేషణను సమర్పించి, నిర్మాణం డబుల్ హెలిక్స్ అని సూచించారు.[8]

కణాలలో కనిపించే పరిస్థితులలో B-DNA రూపం అత్యంత సాధారణమైనది అయినప్పటికీ,[50] ఇది బాగా నిర్వచించబడిన కన్ఫర్మేషన్ కాదు, కానీ కణాలలో ఉండే అధిక హైడ్రేషన్ స్థాయిల వద్ద సంభవించే సంబంధిత DNA కన్ఫర్మేషన్ల కుటుంబం.[51] వాటి సంబంధిత X-ray డిఫ్రాక్షన్ మరియు స్కాటరింగ్ నమూనాలు గణనీయమైన స్థాయి క్రమరాహిత్యంతో కూడిన మాలిక్యులర్ పారాక్రిస్టల్ల లక్షణం.[52][53]

B-DNAతో పోలిస్తే, A-DNA రూపం వెడల్పైన కుడి-చేతి స్పైరల్, ఇది నిస్సారమైన, వెడల్పైన మైనర్ గ్రూవ్ మరియు ఇరుకైన, లోతైన మేజర్ గ్రూవ్‌ను కలిగి ఉంటుంది. A రూపం పాక్షికంగా డీహైడ్రేట్ చేయబడిన DNA నమూనాలలో అశాస్త్రీయ పరిస్థితులలో సంభవిస్తుంది, అయితే కణంలో ఇది DNA మరియు RNA స్ట్రాండ్‌ల హైబ్రిడ్ జతలలో మరియు ఎంజైమ్-DNA కాంప్లెక్స్‌లలో ఉత్పత్తి కావచ్చు.[54][55] మిథైలేషన్ ద్వారా బేస్‌లు రసాయనికంగా మార్చబడిన DNA విభాగాలు కన్ఫర్మేషన్‌లో పెద్ద మార్పుకు లోనై Z రూపాన్ని స్వీకరించవచ్చు. ఇక్కడ, స్ట్రాండ్‌లు హెలికల్ అక్షం చుట్టూ ఎడమ-చేతి స్పైరల్‌లో తిరుగుతాయి, ఇది సాధారణ B రూపానికి వ్యతిరేకం.[56] ఈ అసాధారణ నిర్మాణాలను నిర్దిష్ట Z-DNA బైండింగ్ ప్రోటీన్ల ద్వారా గుర్తించవచ్చు మరియు ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ నియంత్రణలో పాల్గొనవచ్చు.[57]

ప్రత్యామ్నాయ DNA రసాయన శాస్త్రం

మరింత సమాచారం: hypothetical types of biochemistry అనేక సంవత్సరాలుగా, ఎక్సోబయాలజిస్టులు షాడో బయోస్పియర్ ఉనికిని ప్రతిపాదించారు, ఇది భూమి యొక్క ఊహాజనిత సూక్ష్మజీవుల బయోస్పియర్, ఇది ప్రస్తుతం తెలిసిన జీవం కంటే భిన్నమైన బయోకెమికల్ మరియు మాలిక్యులర్ ప్రక్రియలను ఉపయోగిస్తుంది. ప్రతిపాదనలలో ఒకటి DNAలో ఫాస్పరస్‌కు బదులుగా ఆర్సెనిక్ ఉపయోగించే జీవుల ఉనికి. 2010లో బ్యాక్టీరియం GFAJ-1లో ఈ అవకాశం ఉందని ఒక నివేదిక ప్రకటించబడింది,[58][59] అయితే ఈ పరిశోధన వివాదాస్పదమైంది,[59][60] మరియు బ్యాక్టీరియం DNA వెన్నెముక మరియు ఇతర బయోమాలిక్యూల్స్‌లో ఆర్సెనిక్ చేరికను చురుకుగా నిరోధిస్తుందని ఆధారాలు సూచిస్తున్నాయి.[61]

క్వాడ్రప్లెక్స్ నిర్మాణాలు

మరింత సమాచారం: G-quadruplex [62]

లీనియర్ క్రోమోజోమ్‌ల చివరలలో టెలోమియర్లు అని పిలువబడే DNA యొక్క ప్రత్యేక ప్రాంతాలు ఉంటాయి. ఈ ప్రాంతాల ప్రధాన విధి ఏమిటంటే, టెలోమెరేస్ ఎంజైమ్‌ను ఉపయోగించి క్రోమోజోమ్ చివరలను రెప్లికేట్ చేయడానికి కణాన్ని అనుమతించడం, ఎందుకంటే సాధారణంగా DNAను రెప్లికేట్ చేసే ఎంజైమ్‌లు క్రోమోజోమ్‌ల యొక్క తీవ్రమైన 3′ చివరలను కాపీ చేయలేవు.[63] ఈ ప్రత్యేక క్రోమోజోమ్ క్యాప్‌లు DNA చివరలను రక్షించడానికి కూడా సహాయపడతాయి, మరియు కణంలోని DNA మరమ్మత్తు వ్యవస్థలు వాటిని సరిచేయవలసిన నష్టంగా పరిగణించకుండా ఆపుతాయి.[64] మానవ కణాలలో, టెలోమియర్లు సాధారణంగా సాధారణ TTAGGG క్రమం యొక్క అనేక వేల రిపీట్లను కలిగి ఉన్న సింగిల్-స్ట్రాండెడ్ DNA పొడవులను కలిగి ఉంటాయి.[65]

ఈ గ్వానిన్-రిచ్ క్రమాలు ఇతర DNA అణువులలో కనిపించే సాధారణ బేస్ జతలకు బదులుగా, నాలుగు-బేస్ యూనిట్ల స్టాక్డ్ సెట్ల నిర్మాణాలను ఏర్పరచడం ద్వారా క్రోమోజోమ్ చివరలను స్థిరీకరించవచ్చు. ఇక్కడ, నాలుగు గ్వానిన్ బేస్‌లు, గ్వానిన్ టెట్రాడ్ అని పిలువబడతాయి, ఒక ఫ్లాట్ ప్లేట్‌ను ఏర్పరుస్తాయి. ఈ ఫ్లాట్ నాలుగు-బేస్ యూనిట్లు అప్పుడు ఒక స్థిరమైన G-క్వాడ్రప్లెక్స్ నిర్మాణాన్ని ఏర్పరచడానికి ఒకదానిపై ఒకటి స్టాక్ అవుతాయి.[66] ఈ నిర్మాణాలు బేస్‌ల అంచుల మధ్య హైడ్రోజన్ బంధం మరియు ప్రతి నాలుగు-బేస్ యూనిట్ మధ్యలో ఒక లోహ అయాన్ యొక్క కీలేషన్ ద్వారా స్థిరీకరించబడతాయి.[67] ఇతర నిర్మాణాలు కూడా ఏర్పడవచ్చు, నాలుగు బేస్‌ల కేంద్ర సెట్ బేస్‌ల చుట్టూ మడతపెట్టిన ఒకే స్ట్రాండ్ నుండి లేదా అనేక వేర్వేరు సమాంతర స్ట్రాండ్‌ల నుండి రావచ్చు, ప్రతి ఒక్కటి కేంద్ర నిర్మాణానికి ఒక బేస్‌ను అందిస్తుంది.

ఈ స్టాక్డ్ నిర్మాణాలతో పాటు, టెలోమియర్లు టెలోమియర్ లూప్‌లు లేదా T-లూప్‌లు అని పిలువబడే పెద్ద లూప్ నిర్మాణాలను కూడా ఏర్పరుస్తాయి. ఇక్కడ, సింగిల్-స్ట్రాండెడ్ DNA టెలోమియర్-బైండింగ్ ప్రోటీన్ల ద్వారా స్థిరీకరించబడిన పొడవైన వృత్తంలో చుట్టుకుంటుంది.[68] T-లూప్ యొక్క చివరలో, సింగిల్-స్ట్రాండెడ్ టెలోమియర్ DNA డబుల్-హెలికల్ DNAను విచ్ఛిన్నం చేయడం ద్వారా మరియు రెండు స్ట్రాండ్‌లలో ఒకదానికి బేస్ పెయిరింగ్ చేయడం ద్వారా డబుల్-స్ట్రాండెడ్ DNA ప్రాంతంపై పట్టుబడుతుంది. ఈ ట్రిపుల్-స్ట్రాండెడ్ DNA నిర్మాణాన్ని డిస్‌ప్లేస్‌మెంట్ లూప్ లేదా D-లూప్ అని పిలుస్తారు.[66]

బ్రాంచ్డ్ DNA

మరింత సమాచారం: Branched DNA, DNA nanotechnology

సింగిల్ బ్రాంచ్ మల్టిపుల్ బ్రాంచెస్
బ్రాంచ్డ్ DNA బహుళ శాఖలను కలిగి ఉన్న నెట్‌వర్క్‌లను ఏర్పరుస్తుంది.

DNAలో, ఫ్రేయింగ్ అనేది కాంప్లిమెంటరీ డబుల్-స్ట్రాండ్ DNA చివరలో నాన్-కాంప్లిమెంటరీ ప్రాంతాలు ఉన్నప్పుడు సంభవిస్తుంది. అయితే, మూడవ DNA స్ట్రాండ్‌ను ప్రవేశపెట్టినప్పుడు మరియు అది ఇప్పటికే ఉన్న డబుల్-స్ట్రాండ్ యొక్క ఫ్రేయడ్ ప్రాంతాలతో హైబ్రిడైజ్ చేయగల అడ్జాయినింగ్ ప్రాంతాలను కలిగి ఉన్నప్పుడు బ్రాంచ్డ్ DNA సంభవించవచ్చు. బ్రాంచ్డ్ DNA యొక్క సరళమైన ఉదాహరణలో కేవలం మూడు DNA స్ట్రాండ్‌లు మాత్రమే ఉన్నప్పటికీ, అదనపు స్ట్రాండ్‌లు మరియు బహుళ శాఖలతో కూడిన కాంప్లెక్స్‌లు కూడా సాధ్యమే.[69] బ్రాంచ్డ్ DNAను జ్యామితీయ ఆకృతులను నిర్మించడానికి నానోటెక్నాలజీలో ఉపయోగించవచ్చు, దిగువన ఉన్న సాంకేతికతలో ఉపయోగాలు విభాగం చూడండి.

కృత్రిమ బేస్‌లు

ప్రధాన వ్యాసం: Nucleic acid analogue

అనేక కృత్రిమ న్యూక్లియోబేస్‌లు సంశ్లేషణ చేయబడ్డాయి మరియు హచిమోజి DNA అని పిలువబడే ఎనిమిది-బేస్ DNA అనలాగ్‌లో విజయవంతంగా చేర్చబడ్డాయి. S, B, P, మరియు Z అని పిలువబడే ఈ కృత్రిమ బేస్‌లు ఒకదానితో ఒకటి ఊహించదగిన రీతిలో బంధం ఏర్పరుచుకోగలవు (S–B మరియు P–Z), DNA యొక్క డబుల్ హెలిక్స్ నిర్మాణాన్ని నిర్వహించగలవు, మరియు RNAకి ట్రాన్స్‌క్రిప్ట్ చేయబడగలవు. వాటి ఉనికి భూమిపై పరిణామం చెందిన నాలుగు సహజ న్యూక్లియోబేస్‌ల గురించి ప్రత్యేకత ఏమీ లేదని సూచనగా చూడవచ్చు.[70][71] మరోవైపు, DNA RNAతో దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉంటుంది, ఇది DNA యొక్క ట్రాన్స్‌క్రిప్ట్‌గా మాత్రమే కాకుండా కణాలలో అనేక పనులను మాలిక్యులర్ మెషీన్‌లుగా కూడా చేస్తుంది. ఈ ప్రయోజనం కోసం అది ఒక నిర్మాణంలోకి మడవాలి. సంబంధిత RNA కోసం కనీసం నాలుగు బేస్‌లు అవసరమని అన్ని సాధ్యమైన నిర్మాణాలను సృష్టించడానికి చూపబడింది,[72] అయితే ఎక్కువ సంఖ్య కూడా సాధ్యమే కానీ ఇది సహజ కనిష్ట ప్రయత్న సూత్రానికి (principle of least effort) విరుద్ధంగా ఉంటుంది.

ఆమ్లత్వం

DNA యొక్క ఫాస్ఫేట్ గ్రూపులు దీనికి ఫాస్ఫోరిక్ ఆమ్లం వంటి ఆమ్ల లక్షణాలను ఇస్తాయి మరియు దీనిని బలమైన ఆమ్లంగా పరిగణించవచ్చు. ఇది సాధారణ సెల్యులార్ pH వద్ద పూర్తిగా అయాన్ చేయబడుతుంది, ప్రోటాన్లను విడుదల చేస్తుంది, ఇవి ఫాస్ఫేట్ గ్రూపులపై ప్రతికూల ఛార్జీలను వదిలివేస్తాయి. ఈ ప్రతికూల ఛార్జీలు DNAను హైడ్రోలిసిస్ ద్వారా విచ్ఛిన్నం కాకుండా రక్షిస్తాయి, ఎందుకంటే అవి దానిని హైడ్రోలైజ్ చేయగల న్యూక్లియోఫైల్లను తిప్పికొడతాయి.[73]

స్థూల రూపం

కణాల నుండి సేకరించిన స్వచ్ఛమైన DNA తెల్లని, దారపు ముద్దలను ఏర్పరుస్తుంది.[74]

రసాయన మార్పులు మరియు మార్చబడిన DNA ప్యాకేజింగ్

బేస్ మార్పులు మరియు DNA ప్యాకేజింగ్

మరింత సమాచారం: DNA methylation, Chromatin remodeling

సైటోసిన్ 5-మిథైల్‌సైటోసిన్ థైమిన్
5-మిథైల్ గ్రూపుతో మరియు లేకుండా సైటోసిన్ నిర్మాణం. డీఅమినేషన్ 5-మిథైల్‌సైటోసిన్‌ను థైమిన్‌గా మారుస్తుంది.

జన్యువుల వ్యక్తీకరణ క్రోమోజోమ్‌లలో DNA ఎలా ప్యాక్ చేయబడిందనే దానిపై ప్రభావం చూపుతుంది, దీనిని క్రోమాటిన్ అని పిలువబడే నిర్మాణంలో అంటారు. బేస్ మార్పులు ప్యాకేజింగ్‌లో పాల్గొనవచ్చు, తక్కువ లేదా జన్యు వ్యక్తీకరణ లేని ప్రాంతాలు సాధారణంగా సైటోసిన్ బేస్‌ల యొక్క అధిక స్థాయి మిథైలేషన్ను కలిగి ఉంటాయి. DNA ప్యాకేజింగ్ మరియు జన్యు వ్యక్తీకరణపై దాని ప్రభావం క్రోమాటిన్ నిర్మాణంలో DNA చుట్టబడిన హిస్టోన్ ప్రోటీన్ కోర్ యొక్క కోవాలెంట్ మార్పుల ద్వారా లేదా క్రోమాటిన్ రీమోడలింగ్ కాంప్లెక్స్‌ల ద్వారా నిర్వహించబడే రీమోడలింగ్ ద్వారా కూడా సంభవించవచ్చు (చూడండి క్రోమాటిన్ రీమోడలింగ్). ఇంకా, DNA మిథైలేషన్ మరియు హిస్టోన్ మార్పుల మధ్య క్రాస్‌టాక్ ఉంది, కాబట్టి అవి క్రోమాటిన్ మరియు జన్యు వ్యక్తీకరణను సమన్వయంతో ప్రభావితం చేయగలవు.[75]

ఉదాహరణకు, సైటోసిన్ మిథైలేషన్ 5-మిథైల్ సైటోసిన్ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది క్రోమోజోమ్‌ల X-ఇనాక్టివేషన్ (X-క్రియాశీలత నిరోధం)కు ముఖ్యమైనది.[76] మిథైలేషన్ యొక్క సగటు స్థాయి జీవుల మధ్య మారుతూ ఉంటుంది—Caenorhabditis elegans అనే పురుగులో సైటోసిన్ మిథైలేషన్ ఉండదు, అయితే కశేరుకాలలో అధిక స్థాయిలు ఉంటాయి, వాటి DNAలో 1% వరకు 5-మిథైల్ సైటోసిన్ ఉంటుంది.[77] 5-మిథైల్ సైటోసిన్ ప్రాముఖ్యత ఉన్నప్పటికీ, ఇది డీఅమినేషన్ చెంది థైమిన్ బేస్‌గా మారగలదు, కాబట్టి మిథైలేటెడ్ సైటోసిన్‌లు ముఖ్యంగా ఉత్పరివర్తనాలకు గురయ్యే అవకాశం ఉంది.[78] ఇతర బేస్ మార్పులలో బ్యాక్టీరియాలో అడెనైన్ మిథైలేషన్, మెదడులో 5-హైడ్రాక్సీమిథైల్ సైటోసిన్ ఉనికి,[79] మరియు కైనెటోప్లాస్టిడ్లలో "J-బేస్"ను ఉత్పత్తి చేయడానికి యురాసిల్ యొక్క గ్లైకోసైలేషన్ ఉన్నాయి.[80][81]

నష్టం

మరింత సమాచారం: DNA damage (naturally occurring), Mutation, DNA damage theory of aging [82]

DNA అనేక రకాల మ్యూటాజెన్ల ద్వారా దెబ్బతింటుంది, ఇవి DNA క్రమాన్ని మారుస్తాయి. మ్యూటాజెన్లలో ఆక్సిడైజింగ్ ఏజెంట్లు, ఆల్కైలేటింగ్ ఏజెంట్లు మరియు అల్ట్రావయోలెట్ కాంతి మరియు X-రేల వంటి అధిక-శక్తి విద్యుదయస్కాంత వికిరణం ఉన్నాయి. ఉత్పన్నమయ్యే DNA నష్టం రకం మ్యూటాజెన్ రకంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, UV కాంతి పిరిమిడిన్ బేస్‌ల మధ్య క్రాస్-లింక్‌లైన థైమిన్ డైమర్లను ఉత్పత్తి చేయడం ద్వారా DNAను దెబ్బతీస్తుంది.[83] మరోవైపు, ఫ్రీ రాడికల్స్ లేదా హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్ వంటి ఆక్సిడెంట్లు బేస్ మార్పులు, ముఖ్యంగా గ్వానోసిన్ మార్పులు మరియు డబుల్-స్ట్రాండ్ బ్రేక్‌లతో సహా అనేక రకాల నష్టాలను కలిగిస్తాయి.[84] ఒక సాధారణ మానవ కణంలో సుమారు 150,000 బేస్‌లు ఆక్సిడేటివ్ నష్టానికి గురవుతాయి.[85] ఈ ఆక్సిడేటివ్ గాయాలలో, డబుల్-స్ట్రాండ్ బ్రేక్‌లు అత్యంత ప్రమాదకరమైనవి, ఎందుకంటే వీటిని సరిచేయడం కష్టం మరియు ఇవి పాయింట్ మ్యూటేషన్, ఇన్సర్షన్లు, డిలీషన్లు మరియు క్రోమోజోమల్ ట్రాన్స్‌లోకేషన్లకు దారితీయవచ్చు.[86] ఈ ఉత్పరివర్తనలు క్యాన్సర్కు కారణమవుతాయి. DNA రిపేర్ మెకానిజమ్స్‌లో అంతర్లీన పరిమితుల కారణంగా, మానవులు తగినంత కాలం జీవిస్తే, వారందరికీ చివరికి క్యాన్సర్ వచ్చే అవకాశం ఉంది.[87][88] రియాక్టివ్ ఆక్సిజన్ జాతులను ఉత్పత్తి చేసే సాధారణ కణ ప్రక్రియలు, కణజాల నీటి జలవిశ్లేషణ చర్యలు మొదలైన వాటి వల్ల సహజంగా సంభవించే DNA నష్టాలు కూడా తరచుగా జరుగుతుంటాయి. ఈ నష్టాలలో చాలా వరకు రిపేర్ చేయబడినప్పటికీ, రిపేర్ ప్రక్రియలు జరిగినప్పటికీ ఏ కణంలోనైనా కొంత DNA నష్టం మిగిలిపోవచ్చు. ఈ మిగిలిపోయిన DNA నష్టాలు క్షీరదాల పోస్ట్‌మిటోటిక్ కణజాలాలలో వయస్సుతో పాటు పేరుకుపోతాయి. ఈ పేరుకుపోవడం వృద్ధాప్యానికి ఒక ముఖ్యమైన అంతర్లీన కారణమని కనిపిస్తుంది.[89][90][91]

అనేక మ్యూటాజెన్‌లు రెండు పక్కపక్కనే ఉన్న బేస్ జతల మధ్య ఖాళీలో సరిపోతాయి, దీనిని ఇంటర్‌కలేషన్ అంటారు. చాలా ఇంటర్‌కలేటర్లు ఆరోమాటిక్ మరియు ప్లానర్ అణువులు; ఉదాహరణలలో ఎథిడియం బ్రోమైడ్, అక్రిడిన్లు, డౌనోమైసిన్ మరియు డాక్సోరూబిసిన్ ఉన్నాయి. ఒక ఇంటర్‌కలేటర్ బేస్ జతల మధ్య సరిపోవాలంటే, బేస్‌లు వేరు కావాలి, దీనివల్ల డబుల్ హెలిక్స్ విడిపోయి DNA పోగులు వక్రీకరించబడతాయి. ఇది ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ మరియు DNA రెప్లికేషన్ రెండింటినీ నిరోధిస్తుంది, దీనివల్ల విషపూరితం మరియు ఉత్పరివర్తనలు సంభవిస్తాయి.[92] ఫలితంగా, DNA ఇంటర్‌కలేటర్లు కార్సినోజెన్లు కావచ్చు, మరియు థాలిడోమైడ్ విషయంలో, ఇది ఒక టెరాటోజెన్.[93] బెంజో[a]పైరీన్ డయోల్ ఎపాక్సైడ్ మరియు అఫ్లాటాక్సిన్ వంటి ఇతర పదార్థాలు DNA అడక్ట్‌లను ఏర్పరుస్తాయి, ఇవి రెప్లికేషన్‌లో లోపాలను ప్రేరేపిస్తాయి.[94] అయినప్పటికీ, DNA ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ మరియు రెప్లికేషన్‌ను నిరోధించే సామర్థ్యం కారణంగా, వేగంగా పెరుగుతున్న క్యాన్సర్ కణాలను నిరోధించడానికి కీమోథెరపీలో ఇతర సారూప్య విషపదార్థాలను ఉపయోగిస్తారు.[95]

జీవక్రియ విధులు

DNA సాధారణంగా యూకారియోట్లలో సరళ క్రోమోజోమ్లుగా మరియు ప్రోకారియోట్లలో వృత్తాకార క్రోమోజోమ్‌లుగా ఉంటుంది. ఒక కణంలోని క్రోమోజోమ్‌ల సమితి దాని జీనోమ్ను ఏర్పరుస్తుంది; మానవ జీనోమ్లో సుమారు 3 బిలియన్ల బేస్ జతల DNA 46 క్రోమోజోమ్‌లుగా అమర్చబడి ఉంటుంది.[96] DNA ద్వారా మోసుకెళ్ళే సమాచారం జీన్లు అని పిలువబడే DNA ముక్కల క్రమంలో ఉంటుంది. జీన్లలోని జన్యు సమాచార ప్రసారం కాంప్లిమెంటరీ బేస్ పెయిరింగ్ ద్వారా సాధించబడుతుంది. ఉదాహరణకు, ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్‌లో, ఒక కణం జీన్‌లోని సమాచారాన్ని ఉపయోగించినప్పుడు, DNA మరియు సరైన RNA న్యూక్లియోటైడ్‌ల మధ్య ఆకర్షణ ద్వారా DNA క్రమం కాంప్లిమెంటరీ RNA క్రమంలోకి కాపీ చేయబడుతుంది. సాధారణంగా, ఈ RNA కాపీని ట్రాన్స్‌లేషన్ అనే ప్రక్రియలో సరిపోలే ప్రోటీన్ క్రమాన్ని తయారు చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు, ఇది RNA న్యూక్లియోటైడ్‌ల మధ్య అదే పరస్పర చర్యపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ప్రత్యామ్నాయ పద్ధతిలో, ఒక కణం తన జన్యు సమాచారాన్ని DNA రెప్లికేషన్ అనే ప్రక్రియలో కాపీ చేయవచ్చు. ఈ విధులకు సంబంధించిన వివరాలు ఇతర వ్యాసాలలో కవర్ చేయబడ్డాయి; ఇక్కడ జీనోమ్ పనితీరును మధ్యవర్తిత్వం చేసే DNA మరియు ఇతర అణువుల మధ్య పరస్పర చర్యలపై దృష్టి కేంద్రీకరించబడింది.

జీనోమ్‌లు

జీనోమిక్ DNA కణంలోని చిన్న అందుబాటులో ఉన్న పరిమాణాలకు సరిపోయేలా DNA కండెన్సేషన్ అనే ప్రక్రియలో గట్టిగా మరియు క్రమ పద్ధతిలో ప్యాక్ చేయబడుతుంది. యూకారియోట్లలో, DNA కణ కేంద్రకంలో ఉంటుంది, తక్కువ మొత్తంలో మైటోకాండ్రియా మరియు క్లోరోప్లాస్ట్లలో ఉంటుంది. ప్రోకారియోట్లలో, DNA సైటోప్లాజమ్‌లోని క్రమరహిత ఆకారంలో ఉన్న శరీరంలో ఉంటుంది, దీనిని న్యూక్లియోయిడ్ అంటారు.[97]

జీనోమ్‌లోని క్రియాత్మక జన్యు సమాచారం జీన్లు, రెగ్యులేటరీ సీక్వెన్స్‌లు, రెప్లికేషన్ ఆరిజిన్‌లు, సెంట్రోమెర్లు, టెలోమెర్లు మరియు క్రోమాటిన్ యొక్క త్రిమితీయ నిర్మాణానికి అవసరమైన విభాగాలలో ఉంటుంది. అనేక సంక్లిష్ట యూకారియోట్లలో, మొత్తం క్రమంలో కొంత భాగం మాత్రమే వివిధ క్రియాత్మక అంశాలకు కేటాయించబడుతుంది. ఉదాహరణకు, మానవులలో జీనోమ్‌లో 10% కంటే తక్కువ భాగం నిర్వచించబడిన క్రియాత్మక పాత్రను కలిగి ఉంటుంది మరియు మిగిలినది (90%) బహుశా జంక్ DNA. (Non-coding DNA కూడా చూడండి.)

ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ మరియు ట్రాన్స్‌లేషన్

మరింత సమాచారం: Genetic code, Transcription (genetics), Protein biosynthesis జీన్ అనేది జన్యు సమాచారాన్ని కలిగి ఉండే మరియు జీవి యొక్క ఫినోటైప్ను ప్రభావితం చేసే DNA క్రమం. ఒక జీన్ లోపల, DNA స్ట్రాండ్ వెంబడి ఉన్న బేస్‌ల క్రమం ఒక మెసెంజర్ RNA క్రమాన్ని నిర్వచిస్తుంది, ఇది ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ప్రోటీన్ క్రమాలను నిర్వచిస్తుంది. జీన్ల న్యూక్లియోటైడ్ క్రమాలు మరియు ప్రోటీన్ల అమైనో-ఆమ్ల క్రమాల మధ్య సంబంధం ట్రాన్స్‌లేషన్ నియమాల ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది, వీటిని సమిష్టిగా జన్యు కోడ్ అని పిలుస్తారు. జన్యు కోడ్ మూడు అక్షరాల 'పదాలను' కలిగి ఉంటుంది, వీటిని కోడాన్లు అంటారు, ఇవి మూడు న్యూక్లియోటైడ్‌ల క్రమం నుండి ఏర్పడతాయి (ఉదా. ACT, CAG, TTT).

ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్‌లో, ఒక జీన్ యొక్క కోడాన్లు RNA పాలిమరేజ్ ద్వారా మెసెంజర్ RNAలోకి కాపీ చేయబడతాయి. ఈ RNA కాపీని ఒక రైబోజోమ్ డీకోడ్ చేస్తుంది, ఇది మెసెంజర్ RNAను ట్రాన్స్‌ఫర్ RNAతో బేస్-పెయిరింగ్ చేయడం ద్వారా RNA క్రమాన్ని చదువుతుంది, ఇది అమైనో ఆమ్లాలను కలిగి ఉంటుంది. 3-అక్షరాల కలయికలలో 4 బేస్‌లు ఉన్నందున, 64 సాధ్యమయ్యే కోడాన్లు ఉన్నాయి (43 కలయికలు). ఇవి ఇరవై ప్రామాణిక అమైనో ఆమ్లాలను ఎన్కోడ్ చేస్తాయి, దీనివల్ల చాలా అమైనో ఆమ్లాలకు ఒకటి కంటే ఎక్కువ సాధ్యమయ్యే కోడాన్లు ఉంటాయి. కోడింగ్ ప్రాంతం ముగింపును సూచించే మూడు 'స్టాప్' లేదా 'నాన్‌సెన్స్' కోడాన్లు కూడా ఉన్నాయి; ఇవి TAG, TAA మరియు TGA కోడాన్లు (mRNAపై UAG, UAA మరియు UGA).

రెప్లికేషన్

మరింత సమాచారం: DNA replication

ఒక జీవి పెరగడానికి కణ విభజన అవసరం, కానీ, ఒక కణం విభజించబడినప్పుడు, అది తన జీనోమ్‌లోని DNAను రెప్లికేట్ చేయాలి, తద్వారా రెండు కుమార్తె కణాలు వాటి తల్లి కణం వలె అదే జన్యు సమాచారాన్ని కలిగి ఉంటాయి. DNA యొక్క డబుల్-స్ట్రాండెడ్ నిర్మాణం DNA రెప్లికేషన్ కోసం ఒక సాధారణ యంత్రాంగాన్ని అందిస్తుంది. ఇక్కడ, రెండు స్ట్రాండ్‌లు వేరు చేయబడతాయి మరియు ప్రతి స్ట్రాండ్ యొక్క కాంప్లిమెంటరీ DNA క్రమం DNA పాలిమరేజ్ అనే ఎంజైమ్ ద్వారా తిరిగి సృష్టించబడుతుంది. ఈ ఎంజైమ్ కాంప్లిమెంటరీ స్ట్రాండ్‌ను కాంప్లిమెంటరీ బేస్ పెయిరింగ్ ద్వారా సరైన బేస్‌ను కనుగొని, దానిని అసలు స్ట్రాండ్‌పై బంధించడం ద్వారా తయారు చేస్తుంది. DNA పాలిమరేజ్‌లు DNA స్ట్రాండ్‌ను 5′ నుండి 3′ దిశలో మాత్రమే పొడిగించగలవు కాబట్టి, డబుల్ హెలిక్స్ యొక్క యాంటీపారలల్ స్ట్రాండ్‌లను కాపీ చేయడానికి వివిధ యంత్రాంగాలు ఉపయోగించబడతాయి.[98] ఈ విధంగా, పాత స్ట్రాండ్‌పై ఉన్న బేస్ కొత్త స్ట్రాండ్‌పై ఏ బేస్ కనిపించాలో నిర్దేశిస్తుంది, మరియు కణం తన DNA యొక్క ఖచ్చితమైన కాపీని పొందుతుంది.

ఎక్స్‌ట్రాసెల్యులర్ న్యూక్లియిక్ యాసిడ్స్

నగ్న ఎక్స్‌ట్రాసెల్యులర్ DNA (eDNA), ఇందులో ఎక్కువ భాగం కణ మరణం ద్వారా విడుదలవుతుంది, ఇది పర్యావరణంలో దాదాపు సర్వవ్యాప్తమై ఉంటుంది. నేలలో దీని సాంద్రత 2 μg/L వరకు ఉండవచ్చు మరియు సహజ జల వాతావరణాలలో దీని సాంద్రత 88 μg/L వరకు ఉండవచ్చు.[99] eDNA కోసం వివిధ సాధ్యమైన విధులు ప్రతిపాదించబడ్డాయి: ఇది హారిజాంటల్ జీన్ ట్రాన్స్‌ఫర్లో పాల్గొనవచ్చు;[100] ఇది పోషకాలను అందించవచ్చు;[101] మరియు ఇది అయాన్లు లేదా యాంటీబయాటిక్‌లను రిక్రూట్ చేయడానికి లేదా టైట్రేట్ చేయడానికి బఫర్‌గా పనిచేయవచ్చు.[102] ఎక్స్‌ట్రాసెల్యులర్ DNA అనేక బ్యాక్టీరియా జాతుల బయోఫిల్మ్లలో క్రియాత్మక ఎక్స్‌ట్రాసెల్యులర్ మ్యాట్రిక్స్ భాగంగా పనిచేస్తుంది. ఇది బయోఫిల్మ్‌లోని నిర్దిష్ట కణ రకాల అటాచ్‌మెంట్ మరియు వ్యాప్తిని నియంత్రించడానికి గుర్తింపు కారకంగా పనిచేయవచ్చు;[103] ఇది బయోఫిల్మ్ ఏర్పడటానికి దోహదపడవచ్చు;[104] మరియు ఇది బయోఫిల్మ్ యొక్క భౌతిక బలానికి మరియు జీవసంబంధమైన ఒత్తిడికి నిరోధకతకు దోహదపడవచ్చు.[105]

Cell-free fetal DNA తల్లి రక్తంలో కనిపిస్తుంది, మరియు అభివృద్ధి చెందుతున్న పిండం గురించి చాలా సమాచారాన్ని తెలుసుకోవడానికి దీనిని సీక్వెన్స్ చేయవచ్చు.[106]

environmental DNA పేరుతో eDNA ఎకాలజీ కోసం సర్వే సాధనంగా సహజ శాస్త్రాలలో పెరిగిన వినియోగాన్ని చూసింది, నీరు, గాలి లేదా భూమిపై జాతుల కదలికలు మరియు ఉనికిని పర్యవేక్షించడం మరియు ఒక ప్రాంతం యొక్క జీవవైవిధ్యాన్ని అంచనా వేయడం.[107][108]

ప్రోటీన్లతో పరస్పర చర్యలు

DNA యొక్క అన్ని విధులు ప్రోటీన్లతో పరస్పర చర్యలపై ఆధారపడి ఉంటాయి. ఈ ప్రోటీన్ పరస్పర చర్యలు నిర్దిష్టంగా లేనివి కావచ్చు, లేదా ప్రోటీన్ ఒకే DNA క్రమానికి నిర్దిష్టంగా బంధించవచ్చు. ఎంజైమ్‌లు కూడా DNAకు బంధించగలవు మరియు వీటిలో, ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ మరియు DNA రెప్లికేషన్‌లో DNA బేస్ క్రమాన్ని కాపీ చేసే పాలిమరేజ్‌లు ముఖ్యమైనవి.

DNA-బైండింగ్ ప్రోటీన్లు

మరింత సమాచారం: DNA-binding protein

DNAను బంధించే స్ట్రక్చరల్ ప్రోటీన్లు నాన్-స్పెసిఫిక్ DNA-ప్రోటీన్ పరస్పర చర్యలకు బాగా అర్థం చేసుకున్న ఉదాహరణలు. క్రోమోజోమ్‌లలో, DNA స్ట్రక్చరల్ ప్రోటీన్లతో కాంప్లెక్స్‌లలో ఉంచబడుతుంది. ఈ ప్రోటీన్లు DNAను క్రోమాటిన్ అనే కాంపాక్ట్ నిర్మాణంగా నిర్వహిస్తాయి. యూకారియోట్లలో, ఈ నిర్మాణం DNAను హిస్టోన్లు అని పిలువబడే చిన్న ప్రాథమిక ప్రోటీన్ల కాంప్లెక్స్‌కు బంధించడాన్ని కలిగి ఉంటుంది, అయితే ప్రోకారియోట్లలో బహుళ రకాల ప్రోటీన్లు పాల్గొంటాయి.[109][110] హిస్టోన్లు న్యూక్లియోసోమ్ అనే డిస్క్-ఆకారపు కాంప్లెక్స్‌ను ఏర్పరుస్తాయి, ఇది దాని ఉపరితలం చుట్టూ చుట్టబడిన డబుల్-స్ట్రాండెడ్ DNA యొక్క రెండు పూర్తి మలుపులను కలిగి ఉంటుంది. ఈ నాన్-స్పెసిఫిక్ పరస్పర చర్యలు హిస్టోన్లలోని ప్రాథమిక అవశేషాల ద్వారా ఏర్పడతాయి, DNA యొక్క ఆమ్ల చక్కెర-ఫాస్ఫేట్ వెన్నెముకకు అయానిక్ బాండ్లను ఏర్పరుస్తాయి, మరియు అందువల్ల ఇవి బేస్ క్రమంపై ఆధారపడవు.[111] ఈ ప్రాథమిక అమైనో ఆమ్ల అవశేషాల రసాయన మార్పులలో మిథైలేషన్, ఫాస్ఫోరైలేషన్ మరియు ఎసిటైలేషన్ ఉన్నాయి.[112] ఈ రసాయన మార్పులు DNA మరియు హిస్టోన్ల మధ్య పరస్పర చర్య యొక్క బలాన్ని మారుస్తాయి, DNAను ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ ఫ్యాక్టర్లకు ఎక్కువ లేదా తక్కువ అందుబాటులో ఉంచుతాయి మరియు ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ రేటును మారుస్తాయి.[113] క్రోమాటిన్‌లోని ఇతర నాన్-స్పెసిఫిక్ DNA-బైండింగ్ ప్రోటీన్లలో హై-మొబిలిటీ గ్రూప్ ప్రోటీన్లు ఉన్నాయి, ఇవి వంగిన లేదా వక్రీకరించిన DNAకు బంధిస్తాయి.[114] ఈ ప్రోటీన్లు న్యూక్లియోసోమ్‌ల శ్రేణులను వంచడంలో మరియు క్రోమోజోమ్‌లను తయారు చేసే పెద్ద నిర్మాణాలలో వాటిని అమర్చడంలో ముఖ్యమైనవి.[115]

DNA-బైండింగ్ ప్రోటీన్ల యొక్క ప్రత్యేక సమూహం సింగిల్-స్ట్రాండెడ్ DNAను నిర్దిష్టంగా బంధించే DNA-బైండింగ్ ప్రోటీన్లు. మానవులలో, రెప్లికేషన్ protein A ఈ కుటుంబంలో బాగా అర్థం చేసుకున్న సభ్యుడు మరియు డబుల్ హెలిక్స్ వేరు చేయబడిన ప్రక్రియలలో ఉపయోగించబడుతుంది, ఇందులో DNA రెప్లికేషన్, రికంబినేషన్ మరియు DNA రిపేర్ ఉన్నాయి.[116] ఈ బైండింగ్ ప్రోటీన్లు సింగిల్-స్ట్రాండెడ్ DNAను స్థిరీకరించడానికి మరియు స్టెమ్-లూప్లను ఏర్పరచకుండా లేదా న్యూక్లియేజ్ల ద్వారా క్షీణించకుండా రక్షించడానికి కనిపిస్తాయి.

[117] దీనికి విరుద్ధంగా, ఇతర ప్రోటీన్లు నిర్దిష్ట DNA క్రమాలకు బంధించడానికి పరిణామం చెందాయి. వీటిలో అత్యంత తీవ్రంగా అధ్యయనం చేయబడినవి వివిధ ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ ఫ్యాక్టర్లు, ఇవి ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్‌ను నియంత్రించే ప్రోటీన్లు. ప్రతి ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ ఫ్యాక్టర్ DNA క్రమాల యొక్క ఒక నిర్దిష్ట సమితికి బంధిస్తుంది మరియు వాటి ప్రమోటర్లకు దగ్గరగా ఈ క్రమాలను కలిగి ఉన్న జీన్ల ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్‌ను సక్రియం చేస్తుంది లేదా నిరోధిస్తుంది. ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ ఫ్యాక్టర్లు దీనిని రెండు విధాలుగా చేస్తాయి. మొదటిది, అవి ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్‌కు బాధ్యత వహించే RNA పాలిమరేజ్‌ను బంధించగలవు, నేరుగా లేదా ఇతర మధ్యవర్తి ప్రోటీన్ల ద్వారా; ఇది పాలిమరేజ్‌ను ప్రమోటర్ వద్ద ఉంచుతుంది మరియు ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్‌ను ప్రారంభించడానికి అనుమతిస్తుంది.[118] ప్రత్యామ్నాయంగా, ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ ఫ్యాక్టర్లు ప్రమోటర్ వద్ద హిస్టోన్‌లను మార్చే ఎంజైమ్లను బంధించగలవు. ఇది పాలిమరేజ్‌కు DNA టెంప్లేట్ యొక్క ప్రాప్యతను మారుస్తుంది.[119]

ఈ DNA లక్ష్యాలు ఒక జీవి యొక్క జీనోమ్ అంతటా సంభవించగలవు కాబట్టి, ఒక రకమైన ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ ఫ్యాక్టర్ యొక్క కార్యకలాపంలో మార్పులు వేలకొద్దీ జీన్లను ప్రభావితం చేయగలవు.[120] పర్యవసానంగా, ఈ ప్రోటీన్లు తరచుగా పర్యావరణ మార్పులకు లేదా కణ విభేదన మరియు అభివృద్ధికి ప్రతిస్పందనలను నియంత్రించే సిగ్నల్ ట్రాన్స్‌డక్షన్ ప్రక్రియల లక్ష్యాలుగా ఉంటాయి. DNAతో ఈ ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ ఫ్యాక్టర్ల పరస్పర చర్యల యొక్క విశిష్టత ప్రోటీన్లు DNA బేస్‌ల అంచులకు బహుళ పరిచయాలను ఏర్పరచడం నుండి వస్తుంది, ఇది వాటిని DNA క్రమాన్ని "చదవడానికి" అనుమతిస్తుంది. ఈ బేస్-పరస్పర చర్యలలో చాలా వరకు మేజర్ గ్రూవ్‌లో జరుగుతాయి, ఇక్కడ బేస్‌లు అత్యంత అందుబాటులో ఉంటాయి.[25]

DNA-మార్పు చేసే ఎంజైమ్‌లు

న్యూక్లియేజ్‌లు మరియు లైగేజ్‌లు

[121] న్యూక్లియేజ్లు అనేవి ఫాస్ఫోడైస్టర్ బంధాల జలవిశ్లేషణను ఉత్ప్రేరకపరచడం ద్వారా DNA పోగులను కత్తిరించే ఎంజైమ్లు. DNA పోగుల చివరల నుండి న్యూక్లియోటైడ్‌లను జలవిశ్లేషణ చేసే న్యూక్లియేజ్‌లను ఎక్సోన్యూక్లియేజ్లు అని, పోగుల లోపల కత్తిరించే వాటిని ఎండోన్యూక్లియేజ్లు అని అంటారు. మాలిక్యులర్ బయాలజీలో అత్యధికంగా ఉపయోగించే న్యూక్లియేజ్‌లు రెస్ట్రిక్షన్ ఎండోన్యూక్లియేజ్లు, ఇవి DNAను నిర్దిష్ట క్రమాలలో కత్తిరిస్తాయి. ఉదాహరణకు, ఎడమవైపు చూపిన EcoRV ఎంజైమ్ 6-బేస్ క్రమం 5′-GATATC-3′ని గుర్తించి, అడ్డ గీత వద్ద కత్తిరిస్తుంది. ప్రకృతిలో, ఈ ఎంజైమ్‌లు బ్యాక్టీరియా కణంలోకి ఫేజ్ DNA ప్రవేశించినప్పుడు దానిని జీర్ణం చేయడం ద్వారా ఫేజ్ ఇన్ఫెక్షన్ నుండి బ్యాక్టీరియాను రక్షిస్తాయి, ఇవి రెస్ట్రిక్షన్ మోడిఫికేషన్ సిస్టమ్లో భాగంగా పనిచేస్తాయి.[122] సాంకేతికతలో, ఈ క్రమ-నిర్దిష్ట న్యూక్లియేజ్‌లను మాలిక్యులర్ క్లోనింగ్ మరియు DNA ఫింగర్‌ప్రింటింగ్లో ఉపయోగిస్తారు.

DNA లైగేజ్లు అని పిలువబడే ఎంజైమ్‌లు కత్తిరించబడిన లేదా విరిగిన DNA పోగులను తిరిగి కలపగలవు.[123] లైగేజ్‌లు లాగింగ్ స్ట్రాండ్ DNA రెప్లికేషన్‌లో చాలా ముఖ్యమైనవి, ఎందుకంటే ఇవి రెప్లికేషన్ ఫోర్క్ వద్ద ఉత్పత్తి చేయబడిన చిన్న DNA విభాగాలను DNA టెంప్లేట్ యొక్క పూర్తి కాపీగా కలుపుతాయి. వీటిని DNA రిపేర్ మరియు జన్యు పునఃసంయోగంలో కూడా ఉపయోగిస్తారు.[123]

టోపోయిసోమెరేజ్‌లు మరియు హెలికేజ్‌లు

టోపోయిసోమెరేజ్లు న్యూక్లియేజ్ మరియు లైగేజ్ రెండింటి చర్యలను కలిగి ఉన్న ఎంజైమ్‌లు. ఈ ప్రోటీన్లు DNAలోని సూపర్ కాయిలింగ్ మొత్తాన్ని మారుస్తాయి. వీటిలో కొన్ని ఎంజైమ్‌లు DNA హెలిక్స్‌ను కత్తిరించి, ఒక విభాగాన్ని తిరిగేలా చేయడం ద్వారా సూపర్ కాయిలింగ్ స్థాయిని తగ్గిస్తాయి; ఆ తర్వాత ఎంజైమ్ DNA విరామాన్ని మూసివేస్తుంది.[44] ఇతర రకాల ఎంజైమ్‌లు ఒక DNA హెలిక్స్‌ను కత్తిరించి, ఆపై హెలిక్స్‌ను తిరిగి కలపడానికి ముందు రెండవ DNA పోగును ఈ విరామం గుండా పంపగలవు.[124] DNA రెప్లికేషన్ మరియు ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ వంటి DNAతో కూడిన అనేక ప్రక్రియలకు టోపోయిసోమెరేజ్‌లు అవసరం.[45]

హెలికేజ్లు మాలిక్యులర్ మోటార్ రకానికి చెందిన ప్రోటీన్లు. ఇవి న్యూక్లియోసైడ్ ట్రైఫాస్ఫేట్లలోని, ప్రధానంగా అడెనోసిన్ ట్రైఫాస్ఫేట్ (ATP)లోని రసాయన శక్తిని ఉపయోగించి, బేస్‌ల మధ్య ఉన్న హైడ్రోజన్ బంధాలను విచ్ఛిన్నం చేసి, DNA డబుల్ హెలిక్స్‌ను సింగిల్ పోగులుగా విడదీస్తాయి.[125] ఎంజైమ్‌లు DNA బేస్‌లను యాక్సెస్ చేయాల్సిన చాలా ప్రక్రియలకు ఈ ఎంజైమ్‌లు చాలా అవసరం.

పాలిమరేజ్‌లు

పాలిమరేజ్లు న్యూక్లియోసైడ్ ట్రైఫాస్ఫేట్ల నుండి పాలీన్యూక్లియోటైడ్ గొలుసులను సంశ్లేషణ చేసే ఎంజైమ్లు. వీటి ఉత్పత్తుల క్రమం ఇప్పటికే ఉన్న పాలీన్యూక్లియోటైడ్ గొలుసుల ఆధారంగా సృష్టించబడుతుంది—వీటిని టెంప్లేట్లు అని పిలుస్తారు. ఈ ఎంజైమ్‌లు పెరుగుతున్న పాలీన్యూక్లియోటైడ్ గొలుసు చివరన ఉన్న 3′ హైడ్రాక్సిల్ సమూహానికి పదేపదే ఒక న్యూక్లియోటైడ్‌ను జోడించడం ద్వారా పనిచేస్తాయి. దీని ఫలితంగా, అన్ని పాలిమరేజ్‌లు 5′ నుండి 3′ దిశలో పనిచేస్తాయి.[126] ఈ ఎంజైమ్‌ల యాక్టివ్ సైట్లో, వచ్చే న్యూక్లియోసైడ్ ట్రైఫాస్ఫేట్ టెంప్లేట్‌తో బేస్-జత అవుతుంది: ఇది పాలిమరేజ్‌లు తమ టెంప్లేట్ యొక్క కాంప్లిమెంటరీ పోగును ఖచ్చితంగా సంశ్లేషణ చేయడానికి అనుమతిస్తుంది. పాలిమరేజ్‌లు అవి ఉపయోగించే టెంప్లేట్ రకాన్ని బట్టి వర్గీకరించబడతాయి.

DNA రెప్లికేషన్‌లో, DNA-ఆధారిత DNA పాలిమరేజ్లు DNA పాలీన్యూక్లియోటైడ్ గొలుసుల కాపీలను తయారు చేస్తాయి. జీవ సమాచారాన్ని భద్రపరచడానికి, ప్రతి కాపీలోని బేస్‌ల క్రమం టెంప్లేట్ పోగులోని బేస్‌ల క్రమానికి ఖచ్చితంగా కాంప్లిమెంటరీగా ఉండటం చాలా ముఖ్యం. అనేక DNA పాలిమరేజ్‌లు ప్రూఫ్ రీడింగ్ చర్యను కలిగి ఉంటాయి. ఇక్కడ, పాలిమరేజ్ సంశ్లేషణ చర్యలో అప్పుడప్పుడు జరిగే తప్పులను సరిపోలని న్యూక్లియోటైడ్‌ల మధ్య బేస్ జత లేకపోవడం ద్వారా గుర్తిస్తుంది. ఒకవేళ తప్పుగా జతపడటం గుర్తించబడితే, 3′ నుండి 5′ ఎక్సోన్యూక్లియేజ్ చర్య సక్రియం చేయబడుతుంది మరియు తప్పు బేస్ తొలగించబడుతుంది.[127] చాలా జీవులలో, DNA పాలిమరేజ్‌లు రెప్లిసోమ్ అని పిలువబడే ఒక పెద్ద సంక్లిష్టంలో పనిచేస్తాయి, ఇందులో DNA క్లాంప్ లేదా హెలికేజ్ల వంటి బహుళ అనుబంధ సబ్‌యూనిట్లు ఉంటాయి.[128]

RNA-ఆధారిత DNA పాలిమరేజ్‌లు అనేవి RNA పోగు యొక్క క్రమాన్ని DNAలోకి కాపీ చేసే ప్రత్యేక రకమైన పాలిమరేజ్‌లు. వీటిలో రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్ ఉంటుంది, ఇది రెట్రోవైరస్ల ద్వారా కణాల ఇన్ఫెక్షన్‌లో పాల్గొనే ఒక వైరల్ ఎంజైమ్, మరియు టెలోమెరేజ్, ఇది టెలోమెరేల రెప్లికేషన్‌కు అవసరం.[63][129] ఉదాహరణకు, HIV రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్ అనేది AIDS వైరస్ రెప్లికేషన్ కోసం ఒక ఎంజైమ్.[129] టెలోమెరేజ్ ఒక అసాధారణ పాలిమరేజ్, ఎందుకంటే ఇది దాని నిర్మాణంలో భాగంగా తన స్వంత RNA టెంప్లేట్‌ను కలిగి ఉంటుంది. ఇది క్రోమోజోమ్‌ల చివరల వద్ద టెలోమెరేలను సంశ్లేషణ చేస్తుంది. టెలోమెరేలు పొరుగు క్రోమోజోమ్‌ల చివరల కలయికను నిరోధిస్తాయి మరియు క్రోమోజోమ్ చివరలను నష్టం నుండి రక్షిస్తాయి.[64]

ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ అనేది DNA-ఆధారిత RNA పాలిమరేజ్ ద్వారా నిర్వహించబడుతుంది, ఇది DNA పోగు యొక్క క్రమాన్ని RNAలోకి కాపీ చేస్తుంది. ఒక జన్యువును ట్రాన్స్‌క్రైబ్ చేయడం ప్రారంభించడానికి, RNA పాలిమరేజ్ ప్రమోటర్ అని పిలువబడే DNA క్రమానికి బంధించబడి, DNA పోగులను వేరు చేస్తుంది. ఆపై ఇది టెర్మినేటర్ అని పిలువబడే DNA ప్రాంతానికి చేరుకునే వరకు జన్యు క్రమాన్ని మెసెంజర్ RNA ట్రాన్స్‌క్రిప్ట్‌లోకి కాపీ చేస్తుంది, అక్కడ అది ఆగిపోయి DNA నుండి విడిపోతుంది. మానవ DNA-ఆధారిత DNA పాలిమరేజ్‌ల మాదిరిగానే, మానవ జన్యువులోని చాలా జన్యువులను ట్రాన్స్‌క్రైబ్ చేసే ఎంజైమ్ RNA పాలిమరేజ్ II, బహుళ నియంత్రణ మరియు అనుబంధ సబ్‌యూనిట్లతో కూడిన పెద్ద ప్రోటీన్ కాంప్లెక్స్లో భాగంగా పనిచేస్తుంది.[130]

జన్యు పునఃసంయోగం

మరింత సమాచారం: జన్యు పునఃసంయోగం

జన్యు పునఃసంయోగంలో హాలిడే జంక్షన్ ఇంటర్మీడియట్ నిర్మాణం. నాలుగు వేర్వేరు DNA పోగులు ఎరుపు, నీలం, ఆకుపచ్చ మరియు పసుపు రంగులలో ఉన్నాయి.[131]

DNA హెలిక్స్ సాధారణంగా DNA యొక్క ఇతర విభాగాలతో సంకర్షణ చెందదు, మరియు మానవ కణాలలో, వేర్వేరు క్రోమోజోమ్‌లు కేంద్రకంలో "క్రోమోజోమ్ టెరిటరీలు" అని పిలువబడే ప్రత్యేక ప్రాంతాలను ఆక్రమిస్తాయి.[132] వేర్వేరు క్రోమోజోమ్‌ల యొక్క ఈ భౌతిక విభజన సమాచారం కోసం స్థిరమైన రిపోజిటరీగా పనిచేయడానికి DNA సామర్థ్యానికి ముఖ్యమైనది, ఎందుకంటే క్రోమోజోమ్‌లు సంకర్షణ చెందే కొన్ని సమయాల్లో ఒకటి లైంగిక పునరుత్పత్తి సమయంలో జరిగే క్రోమోజోమల్ క్రాస్‌ఓవర్, అప్పుడు జన్యు పునఃసంయోగం జరుగుతుంది. క్రోమోజోమల్ క్రాస్‌ఓవర్ అంటే రెండు DNA హెలిక్స్‌లు విరిగి, ఒక విభాగాన్ని మార్చుకుని, ఆపై తిరిగి కలవడం.

పునఃసంయోగం క్రోమోజోమ్‌లను జన్యు సమాచారాన్ని మార్పిడి చేసుకోవడానికి అనుమతిస్తుంది మరియు జన్యువుల కొత్త కలయికలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది సహజ ఎంపిక సామర్థ్యాన్ని పెంచుతుంది మరియు కొత్త ప్రోటీన్‌ల వేగవంతమైన పరిణామంలో ముఖ్యమైనది కావచ్చు.[133] జన్యు పునఃసంయోగం DNA రిపేర్‌లో కూడా పాల్గొనవచ్చు, ముఖ్యంగా డబుల్-స్ట్రాండ్ బ్రేక్‌లకు కణం యొక్క ప్రతిస్పందనలో.[134]

క్రోమోజోమల్ క్రాస్‌ఓవర్ యొక్క అత్యంత సాధారణ రూపం హోమోలోగస్ రీకాంబినేషన్, ఇక్కడ పాల్గొన్న రెండు క్రోమోజోమ్‌లు చాలా సారూప్య క్రమాలను పంచుకుంటాయి. నాన్-హోమోలోగస్ రీకాంబినేషన్ కణాలకు హానికరం కావచ్చు, ఎందుకంటే ఇది క్రోమోజోమల్ ట్రాన్స్‌లోకేషన్లు మరియు జన్యు అసాధారణతలను ఉత్పత్తి చేయగలదు. పునఃసంయోగ చర్య RAD51 వంటి రీకాంబినేజ్లు అని పిలువబడే ఎంజైమ్‌ల ద్వారా ఉత్ప్రేరకపరచబడుతుంది.[135] పునఃసంయోగంలో మొదటి దశ ఎండోన్యూక్లియేజ్ లేదా DNAకు జరిగిన నష్టం వల్ల కలిగే డబుల్-స్ట్రాండెడ్ బ్రేక్.[136] రీకాంబినేజ్ ద్వారా పాక్షికంగా ఉత్ప్రేరకపరచబడిన దశల శ్రేణి, కనీసం ఒక హాలిడే జంక్షన్ ద్వారా రెండు హెలిక్స్‌లను కలపడానికి దారితీస్తుంది, దీనిలో ప్రతి హెలిక్స్‌లోని ఒకే పోగు యొక్క విభాగం మరొక హెలిక్స్‌లోని కాంప్లిమెంటరీ పోగుకు ఎనీల్ చేయబడుతుంది. హాలిడే జంక్షన్ అనేది ఒక టెట్రాహెడ్రల్ జంక్షన్ నిర్మాణం, దీనిని క్రోమోజోమ్‌ల జత వెంట కదిలించవచ్చు, ఒక పోగును మరొక దానితో మార్చుకోవచ్చు. పునఃసంయోగ చర్య ఆ తర్వాత జంక్షన్ యొక్క క్లీవేజ్ మరియు విడుదలైన DNA యొక్క రీ-లైగేషన్ ద్వారా ఆపబడుతుంది.[137] పునఃసంయోగం సమయంలో ఒకే ధ్రువణత కలిగిన పోగులు మాత్రమే DNAను మార్పిడి చేసుకుంటాయి. క్లీవేజ్‌లో రెండు రకాలు ఉన్నాయి: ఈస్ట్-వెస్ట్ క్లీవేజ్ మరియు నార్త్-సౌత్ క్లీవేజ్. నార్త్-సౌత్ క్లీవేజ్ DNA యొక్క రెండు పోగులను నిక్ చేస్తుంది, అయితే ఈస్ట్-వెస్ట్ క్లీవేజ్‌లో ఒక DNA పోగు చెక్కుచెదరకుండా ఉంటుంది. పునఃసంయోగం సమయంలో హాలిడే జంక్షన్ ఏర్పడటం వల్ల జన్యు వైవిధ్యం, క్రోమోజోమ్‌లపై జన్యువుల మార్పిడి మరియు వైల్డ్-టైప్ వైరల్ జన్యువుల వ్యక్తీకరణ సాధ్యమవుతుంది.

పరిణామం

మరింత సమాచారం: DNA మూలం, RNA ప్రపంచ పరికల్పన DNA అన్ని రకాల జీవులు పనిచేయడానికి, పెరగడానికి మరియు పునరుత్పత్తి చేయడానికి అనుమతించే జన్యు సమాచారాన్ని కలిగి ఉంటుంది. అయితే, జీవ చరిత్రలోని 4-బిలియన్ సంవత్సరాలలో DNA ఎంతకాలం ఈ పనిని నిర్వహించిందో అస్పష్టంగా ఉంది, ఎందుకంటే జీవుల యొక్క ప్రారంభ రూపాలు RNAను తమ జన్యు పదార్థంగా ఉపయోగించి ఉండవచ్చని ప్రతిపాదించబడింది.[138][139] RNA ప్రారంభ కణ జీవక్రియలో కేంద్ర భాగంగా పనిచేసి ఉండవచ్చు, ఎందుకంటే ఇది జన్యు సమాచారాన్ని ప్రసారం చేయగలదు మరియు రైబోజైమ్ల భాగంగా ఉత్ప్రేరక చర్యను నిర్వహించగలదు.[140] ఈ పురాతన RNA ప్రపంచం, ఇక్కడ న్యూక్లియిక్ యాసిడ్ ఉత్ప్రేరక మరియు జన్యుశాస్త్రం రెండింటికీ ఉపయోగించబడేది, నాలుగు న్యూక్లియోటైడ్ బేస్‌ల ఆధారంగా ప్రస్తుత జన్యు కోడ్ యొక్క పరిణామంపై ప్రభావం చూపి ఉండవచ్చు. ఇది జరుగుతుంది, ఎందుకంటే అటువంటి జీవిలోని వివిధ బేస్‌ల సంఖ్య అనేది తక్కువ సంఖ్యలో బేస్‌లు రెప్లికేషన్ ఖచ్చితత్వాన్ని పెంచడం మరియు ఎక్కువ సంఖ్యలో బేస్‌లు రైబోజైమ్‌ల ఉత్ప్రేరక సామర్థ్యాన్ని పెంచడం మధ్య ఒక సమతుల్యత.[141] అయితే, పురాతన జన్యు వ్యవస్థలకు ప్రత్యక్ష ఆధారాలు లేవు, ఎందుకంటే చాలా శిలాజాల నుండి DNAను తిరిగి పొందడం అసాధ్యం, ఎందుకంటే DNA పర్యావరణంలో ఒక మిలియన్ సంవత్సరాల కంటే తక్కువ కాలం మాత్రమే ఉంటుంది మరియు ద్రావణంలో నెమ్మదిగా చిన్న ముక్కలుగా క్షీణిస్తుంది.[142] పాత DNA కోసం క్లెయిమ్‌లు చేయబడ్డాయి, ముఖ్యంగా 250 మిలియన్ సంవత్సరాల పాత ఉప్పు స్ఫటికం నుండి జీవించగల బ్యాక్టీరియాను వేరు చేసినట్లు ఒక నివేదిక ఉంది,[143] కానీ ఈ క్లెయిమ్‌లు వివాదాస్పదమైనవి.[144][145]

DNA యొక్క బిల్డింగ్ బ్లాక్స్ (అడెనిన్, గ్వానిన్, మరియు సంబంధిత సేంద్రీయ అణువులు) అంతరిక్షంలో భూమి వెలుపల ఏర్పడి ఉండవచ్చు.[146][147][148] యురాసిల్, సైటోసిన్, మరియు థైమిన్ వంటి జీవం యొక్క సంక్లిష్ట DNA మరియు RNA సేంద్రీయ సమ్మేళనాలు కూడా ప్రయోగశాలలో అంతరిక్షంలో కనిపించే పరిస్థితులను అనుకరిస్తూ, ఉల్కలలో కనిపించే పిరిమిడిన్ వంటి ప్రారంభ రసాయనాలను ఉపయోగించి సృష్టించబడ్డాయి. పిరిమిడిన్, విశ్వంలో అత్యధికంగా కార్బన్ కలిగిన రసాయనమైన పాలీసైక్లిక్ ఆరోమాటిక్ హైడ్రోకార్బన్‌ల (PAHs) వలె, రెడ్ జెయింట్లలో లేదా అంతర్నక్షత్ర కాస్మిక్ ధూళి మరియు వాయువు మేఘాలలో ఏర్పడి ఉండవచ్చు.[149]

పురాతన DNAను జన్యు పరిణామం నేరుగా గమనించగలిగే కాలక్రమంలోని పురాతన జీవుల నుండి, ఉన్ని మముత్ వంటి మిలియన్ల సంవత్సరాల నాటి అంతరించిపోయిన జీవుల నుండి కూడా సేకరించారు.[150][151]

సాంకేతికతలో ఉపయోగాలు

జన్యు ఇంజనీరింగ్

మరింత సమాచారం: మాలిక్యులర్ బయాలజీ, న్యూక్లియిక్ యాసిడ్ పద్ధతులు, జన్యు ఇంజనీరింగ్ ఫినాల్-క్లోరోఫామ్ ఎక్స్‌ట్రాక్షన్ వంటి జీవుల నుండి DNAను శుద్ధి చేయడానికి మరియు రెస్ట్రిక్షన్ డైజెస్ట్లు మరియు పాలిమరేజ్ చైన్ రియాక్షన్ వంటి ప్రయోగశాలలో దానిని మార్చడానికి పద్ధతులు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి. ఆధునిక జీవశాస్త్రం మరియు బయోకెమిస్ట్రీ ఈ పద్ధతులను రీకాంబినెంట్ DNA సాంకేతికతలో విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తాయి. రీకాంబినెంట్ DNA అనేది ఇతర DNA క్రమాల నుండి అసెంబుల్ చేయబడిన మానవ నిర్మిత DNA క్రమం. వీటిని ప్లాస్మిడ్ల రూపంలో లేదా తగిన ఫార్మాట్‌లో, వైరల్ వెక్టర్ ఉపయోగించి జీవులలోకి ట్రాన్స్‌ఫార్మ్ చేయవచ్చు.[152] ఉత్పత్తి చేయబడిన జన్యుపరంగా మార్పు చెందిన జీవులను వైద్య పరిశోధనలో ఉపయోగించే రీకాంబినెంట్ ప్రోటీన్ల వంటి ఉత్పత్తులను తయారు చేయడానికి,[153] లేదా వ్యవసాయంలో పెంచడానికి ఉపయోగించవచ్చు.[154][155]

DNA ప్రొఫైలింగ్

మరింత సమాచారం: DNA ప్రొఫైలింగ్

ఫోరెన్సిక్ శాస్త్రవేత్తలు నేరస్థలం వద్ద దొరికిన రక్తం, వీర్యం, చర్మం, లాలాజలం లేదా జుట్టులోని DNAను ఉపయోగించి నేరస్థుడి వంటి వ్యక్తి యొక్క సరిపోలే DNAను గుర్తించగలరు.[156] ఈ ప్రక్రియను అధికారికంగా DNA ప్రొఫైలింగ్ అని పిలుస్తారు, దీనిని DNA ఫింగర్‌ప్రింటింగ్ అని కూడా అంటారు. DNA ప్రొఫైలింగ్‌లో, షార్ట్ టాండెమ్ రిపీట్లు మరియు మినీశాటిలైట్ల వంటి పునరావృత DNA యొక్క వేరియబుల్ విభాగాల పొడవులను వ్యక్తుల మధ్య పోల్చతారు. ఈ పద్ధతి సాధారణంగా సరిపోలే DNAను గుర్తించడానికి అత్యంత నమ్మదగిన సాంకేతికత.[157] అయితే, నేరస్థలం అనేక మంది వ్యక్తుల DNAతో కలుషితమైతే గుర్తింపు క్లిష్టంగా మారవచ్చు.[158] DNA ప్రొఫైలింగ్‌ను 1984లో బ్రిటిష్ జన్యు శాస్త్రవేత్త సర్ అలెక్ జెఫ్రీస్ అభివృద్ధి చేశారు,[159] మరియు ఫోరెన్సిక్ సైన్స్‌లో మొదటిసారిగా 1988 ఎండర్‌బీ హత్యల కేసులో కోలిన్ పిచ్‌ఫోర్క్‌ను దోషిగా నిర్ధారించడానికి ఉపయోగించారు.[160]

ఫోరెన్సిక్ సైన్స్ అభివృద్ధి మరియు రక్తం, చర్మం, లాలాజలం లేదా జుట్టు యొక్క చిన్న నమూనాలపై జన్యు సరిపోలికను పొందే సామర్థ్యం ఇప్పుడు అనేక కేసులను తిరిగి పరిశీలించడానికి దారితీసింది. అసలు పరీక్ష సమయంలో శాస్త్రీయంగా అసాధ్యమైన ఆధారాలను ఇప్పుడు వెలికితీయవచ్చు. కొన్ని చోట్ల డబుల్ జియోపార్డీ చట్టాన్ని తొలగించడంతో కలిపి, మునుపటి విచారణలు జ్యూరీని ఒప్పించడానికి తగిన ఆధారాలను అందించడంలో విఫలమైన కేసులను తిరిగి తెరవడానికి ఇది అనుమతిస్తుంది. తీవ్రమైన నేరాలకు పాల్పడిన వ్యక్తులు సరిపోలిక ప్రయోజనాల కోసం DNA నమూనాను అందించవలసి ఉంటుంది. ఫోరెన్సిక్ ద్వారా పొందిన DNA సరిపోలికలకు అత్యంత స్పష్టమైన రక్షణ ఏమిటంటే, సాక్ష్యాల క్రాస్-కాలుష్యం జరిగిందని క్లెయిమ్ చేయడం. దీని ఫలితంగా తీవ్రమైన నేరాల కొత్త కేసులతో కఠినమైన నిర్వహణ విధానాలు అమలులోకి వచ్చాయి.

DNA ప్రొఫైలింగ్‌ను సామూహిక మరణాల సంఘటనలలో బాధితులను,[161] తీవ్రమైన ప్రమాదాలలో మృతదేహాలు లేదా శరీర భాగాలను, మరియు సామూహిక యుద్ధ సమాధులలోని వ్యక్తిగత బాధితులను కుటుంబ సభ్యులతో సరిపోల్చడం ద్వారా సానుకూలంగా గుర్తించడానికి కూడా విజయవంతంగా ఉపయోగిస్తారు.

DNA ప్రొఫైలింగ్‌ను DNA పితృత్వ పరీక్షలో కూడా ఉపయోగిస్తారు, ఒక వ్యక్తి బిడ్డకు జీవసంబంధమైన తల్లిదండ్రులు లేదా తాతామామలు అవునా కాదా అని నిర్ణయించడానికి, ఆరోపించబడిన తల్లిదండ్రులు బిడ్డకు జీవసంబంధంగా సంబంధం కలిగి ఉన్నప్పుడు పితృత్వ సంభావ్యత సాధారణంగా 99.99% ఉంటుంది. సాధారణంగా DNA సీక్వెన్సింగ్ పుట్టిన తర్వాత నిర్వహిస్తారు, కానీ తల్లి గర్భవతిగా ఉన్నప్పుడే పితృత్వాన్ని పరీక్షించడానికి కొత్త పద్ధతులు ఉన్నాయి.[162]

DNA ఎంజైమ్‌లు లేదా ఉత్ప్రేరక DNA

మరింత సమాచారం: Deoxyribozyme Deoxyribozymeలు, వీటిని DNAzymes లేదా ఉత్ప్రేరక DNA అని కూడా పిలుస్తారు, ఇవి మొదటిసారిగా 1994లో కనుగొనబడ్డాయి.[163] ఇవి ఎక్కువగా సింగిల్ స్ట్రాండెడ్ DNA క్రమాలు, వీటిని in vitro సెలక్షన్ లేదా systematic evolution of ligands by exponential enrichment (SELEX) అనే కాంబినేటోరియల్ పద్ధతి ద్వారా పెద్ద సంఖ్యలో ఉన్న యాదృచ్ఛిక DNA క్రమాల నుండి వేరు చేస్తారు. DNAzymes RNA-DNA క్లీవేజ్, RNA-DNA లైగేషన్, అమైనో ఆమ్లాల ఫాస్ఫోరైలేషన్-డీఫాస్ఫోరైలేషన్, కార్బన్-కార్బన్ బంధం ఏర్పడటం వంటి వివిధ రసాయన చర్యలను ఉత్ప్రేరకపరుస్తాయి. DNAzymes రసాయన చర్యల ఉత్ప్రేరక రేటును ఉత్ప్రేరకం లేని చర్యతో పోలిస్తే 100,000,000,000 రెట్లు పెంచగలవు.[164] DNAzymesలో అత్యంత విస్తృతంగా అధ్యయనం చేయబడిన తరగతి RNA-క్లీవింగ్ రకాలు, వీటిని వివిధ లోహ అయాన్లను గుర్తించడానికి మరియు చికిత్సా ఏజెంట్లను రూపొందించడానికి ఉపయోగిస్తారు. GR-5 DNAzyme (లెడ్-నిర్దిష్ట),[163] CA1-3 DNAzymes (కాపర్-నిర్దిష్ట),[165] 39E DNAzyme (యురేనిల్-నిర్దిష్ట) మరియు NaA43 DNAzyme (సోడియం-నిర్దిష్ట) వంటి అనేక లోహ-నిర్దిష్ట DNAzymes నివేదించబడ్డాయి.[166] NaA43 DNAzyme, ఇతర లోహ అయాన్ల కంటే సోడియం కోసం 10,000 రెట్లు ఎక్కువ ఎంపికను కలిగి ఉందని నివేదించబడింది, దీనిని కణాలలో రియల్-టైమ్ సోడియం సెన్సార్‌ను తయారు చేయడానికి ఉపయోగించారు.

బయోఇన్ఫర్మేటిక్స్

మరింత సమాచారం: Bioinformatics Bioinformatics అనేది DNA nucleic acid sequence డేటాతో సహా జీవసంబంధమైన డేటాను నిల్వ చేయడానికి, డేటా మైనింగ్ చేయడానికి, శోధించడానికి మరియు మార్చడానికి పద్ధతుల అభివృద్ధిని కలిగి ఉంటుంది. ఇవి computer science, ముఖ్యంగా string searching algorithmలు, machine learning, మరియు database theoryలలో విస్తృతంగా వర్తించే పురోగతికి దారితీశాయి.[167] స్ట్రింగ్ సెర్చింగ్ లేదా మ్యాచింగ్ అల్గారిథమ్‌లు, ఇవి పెద్ద అక్షరాల క్రమంలో అక్షరాల క్రమం యొక్క ఉనికిని కనుగొంటాయి, వీటిని నిర్దిష్ట న్యూక్లియోటైడ్ క్రమాల కోసం శోధించడానికి అభివృద్ధి చేశారు.[168] DNA క్రమాన్ని ఇతర DNA క్రమాలతో అలైన్ చేసి సజాతీయ క్రమాలను గుర్తించడానికి మరియు వాటిని ప్రత్యేకంగా చేసే నిర్దిష్ట mutationలను గుర్తించడానికి వీలుంటుంది. ఈ పద్ధతులు, ముఖ్యంగా multiple sequence alignment, ఫైలోజెనెటిక్ సంబంధాలు మరియు ప్రోటీన్ పనితీరును అధ్యయనం చేయడంలో ఉపయోగించబడతాయి.[169] Human Genome Project ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన మొత్తం జన్యువుల DNA క్రమాలను సూచించే డేటా సెట్‌లను, ప్రతి క్రోమోజోమ్‌పై జన్యువులు మరియు నియంత్రణ మూలకాల స్థానాలను గుర్తించే ఉల్లేఖనాలు లేకుండా ఉపయోగించడం కష్టం. ప్రోటీన్ లేదా RNA-కోడింగ్ జన్యువులతో సంబంధం ఉన్న లక్షణ నమూనాలను కలిగి ఉన్న DNA క్రమ ప్రాంతాలను జీన్ ఫైండింగ్ అల్గారిథమ్‌ల ద్వారా గుర్తించవచ్చు, ఇవి పరిశోధకులకు నిర్దిష్ట gene productల ఉనికిని మరియు ఒక జీవిలో వాటి సంభావ్య విధులను ప్రయోగాత్మకంగా వేరుచేయకముందే అంచనా వేయడానికి అనుమతిస్తాయి.[170] మొత్తం జన్యువులను కూడా పోల్చవచ్చు, ఇది నిర్దిష్ట జీవి యొక్క పరిణామ చరిత్రపై వెలుగునిస్తుంది మరియు సంక్లిష్ట పరిణామ సంఘటనల పరిశీలనను అనుమతిస్తుంది.

DNA నానోటెక్నాలజీ

మరింత సమాచారం: DNA nanotechnology [171] DNA నానోటెక్నాలజీ ఉపయోగకరమైన లక్షణాలతో స్వయంగా అసెంబుల్ అయ్యే బ్రాంచ్డ్ DNA కాంప్లెక్స్‌లను సృష్టించడానికి DNA మరియు ఇతర న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాల ప్రత్యేక molecular recognition లక్షణాలను ఉపయోగిస్తుంది.[172] అందువల్ల DNA జీవ సమాచార వాహకంగా కాకుండా నిర్మాణ పదార్థంగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది ద్వి-పరిమాణ ఆవర్తన లాటిస్‌ల (టైల్-ఆధారిత మరియు DNA origami పద్ధతిని ఉపయోగించి) మరియు పాలిహెడ్రా ఆకారాలలో త్రి-పరిమాణ నిర్మాణాల సృష్టికి దారితీసింది.[173] నానోమెకానికల్ పరికరాలు మరియు అల్గారిథమిక్ సెల్ఫ్-అసెంబ్లీ కూడా ప్రదర్శించబడ్డాయి,[174] మరియు ఈ DNA నిర్మాణాలు గోల్డ్ నానోపార్టికల్స్ మరియు streptavidin ప్రోటీన్ల వంటి ఇతర అణువుల అమరికను టెంప్లేట్ చేయడానికి ఉపయోగించబడ్డాయి.[175] DNA మరియు ఇతర న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాలు aptamersకు ఆధారం, ఇవి బయోటెక్నాలజీ మరియు బయోమెడికల్ అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించే నిర్దిష్ట లక్ష్య అణువుల కోసం సింథటిక్ ఒలిగోన్యూక్లియోటైడ్ లిగాండ్‌లు.[176]

చరిత్ర మరియు మానవశాస్త్రం

మరింత సమాచారం: Phylogenetics, Genetic genealogy DNA కాలక్రమేణా ఉత్పరివర్తనాలను సేకరిస్తుంది, అవి వారసత్వంగా వస్తాయి, కాబట్టి ఇది చారిత్రక సమాచారాన్ని కలిగి ఉంటుంది, మరియు DNA క్రమాలను పోల్చడం ద్వారా, జన్యు శాస్త్రవేత్తలు జీవుల పరిణామ చరిత్రను, వాటి ఫైలోజెనీని ఊహించగలరు.[177] ఈ ఫైలోజెనెటిక్స్ రంగం evolutionary biologyలో ఒక శక్తివంతమైన సాధనం. ఒక జాతిలోని DNA క్రమాలను పోల్చినట్లయితే, పాపులేషన్ జెనెటిసిస్ట్‌లు నిర్దిష్ట జనాభా చరిత్రను తెలుసుకోవచ్చు. దీనిని ecological genetics నుండి anthropology వరకు అధ్యయనాలలో ఉపయోగించవచ్చు.

సమాచార నిల్వ

ప్రధాన వ్యాసం: DNA digital data storage

DNA సమాచారం కోసం నిల్వ పరికరంగా అపారమైన సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంది, ఎందుకంటే ఇది ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలతో పోలిస్తే చాలా ఎక్కువ storage densityని కలిగి ఉంటుంది. అయితే, అధిక ఖర్చులు, నెమ్మదిగా ఉండే రీడ్ మరియు రైట్ సమయాలు (memory latency), మరియు తగినంత విశ్వసనీయత లేకపోవడం దీని ఆచరణాత్మక వినియోగాన్ని అడ్డుకున్నాయి.[178][179]

చరిత్ర

History of DNA research మరింత సమాచారం: History of molecular biology

DNAను మొదటిసారిగా స్విస్ వైద్యుడు Friedrich Miescher వేరుచేశారు, ఆయన 1869లో పారవేసిన శస్త్రచికిత్స కట్టు కట్టిన pusలో ఒక సూక్ష్మ పదార్థాన్ని కనుగొన్నారు. ఇది కణాల కేంద్రకాల్లో నివసిస్తున్నందున, ఆయన దీనిని "న్యూక్లిన్" అని పిలిచారు.[180][181] 1878లో, Albrecht Kossel "న్యూక్లిన్" యొక్క ప్రోటీన్-యేతర భాగమైన న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాన్ని వేరుచేశారు మరియు తరువాత దాని ఐదు ప్రాథమిక nucleobaseలను వేరుచేశారు.[182][183]

1909లో, Phoebus Levene RNA యొక్క క్షారం, చక్కెర మరియు ఫాస్ఫేట్ న్యూక్లియోటైడ్ యూనిట్‌ను (అప్పుడు "ఈస్ట్ న్యూక్లియిక్ యాసిడ్" అని పిలిచేవారు) గుర్తించారు.[184][185][186] 1929లో, Levene "థైమస్ న్యూక్లియిక్ యాసిడ్" (DNA)లో డియోక్సిరైబోస్ చక్కెరను గుర్తించారు.[187] DNA అనేది ఫాస్ఫేట్ సమూహాల ద్వారా అనుసంధానించబడిన నాలుగు న్యూక్లియోటైడ్ యూనిట్ల గొలుసుతో కూడి ఉంటుందని Levene సూచించారు ("Tetranucleotide hypothesis"). గొలుసు చిన్నదని మరియు క్షారాలు స్థిరమైన క్రమంలో పునరావృతమవుతాయని Levene భావించారు. 1927లో, Nikolai Koltsov వారసత్వ లక్షణాలు "రెండు అద్దం పోలికలు కలిగిన స్ట్రాండ్‌లతో" తయారైన "భారీ వారసత్వ అణువు" ద్వారా వారసత్వంగా వస్తాయని, ఇవి ప్రతి స్ట్రాండ్‌ను టెంప్లేట్‌గా ఉపయోగించి సెమీ-కన్జర్వేటివ్ పద్ధతిలో ప్రతిరూపం చెందుతాయని ప్రతిపాదించారు.[188][189] 1928లో, Frederick Griffith తన ప్రయోగంలో చనిపోయిన "స్మూత్" బ్యాక్టీరియాను ప్రత్యక్ష "రఫ్" రూపంతో కలపడం ద్వారా Pneumococcus యొక్క "స్మూత్" రూపం యొక్క లక్షణాలు అదే బ్యాక్టీరియా యొక్క "రఫ్" రూపానికి బదిలీ చేయవచ్చని కనుగొన్నారు.[190][191] ఈ వ్యవస్థ DNA జన్యు సమాచారాన్ని కలిగి ఉంటుందనే మొదటి స్పష్టమైన సూచనను అందించింది.

1933లో, కన్య sea urchin గుడ్లను అధ్యయనం చేస్తున్నప్పుడు, Jean Brachet DNA cell nucleusలో కనిపిస్తుందని మరియు RNA ప్రత్యేకంగా cytoplasmలో ఉంటుందని సూచించారు. ఆ సమయంలో, "ఈస్ట్ న్యూక్లియిక్ యాసిడ్" (RNA) మొక్కలలో మాత్రమే ఉంటుందని, "థైమస్ న్యూక్లియిక్ యాసిడ్" (DNA) జంతువులలో మాత్రమే ఉంటుందని భావించేవారు. రెండోది టెట్రామర్ అని, కణ pHను బఫర్ చేసే పనిని కలిగి ఉంటుందని భావించేవారు.[192][193] 1937లో, William Astbury DNA క్రమబద్ధమైన నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉందని చూపించే మొదటి X-రే డిఫ్రాక్షన్ నమూనాలను రూపొందించారు.[194]

1943లో, Oswald Avery, సహోద్యోగులు Colin MacLeod మరియు Maclyn McCartyలతో కలిసి, DNAను ట్రాన్స్‌ఫార్మింగ్ ప్రిన్సిపుల్గా గుర్తించారు, ఇది గ్రిఫిత్ సూచనకు మద్దతు ఇచ్చింది (Avery–MacLeod–McCarty experiment).[195] Erwin Chargaff Chargaff's rules అని పిలువబడే పరిశీలనలను అభివృద్ధి చేసి ప్రచురించారు, ఏ జీవి యొక్క DNAలోనైనా guanine మొత్తం cytosineకి సమానంగా ఉండాలని మరియు adenine మొత్తం thymineకి సమానంగా ఉండాలని పేర్కొన్నారు.[196][197]

1951 నాటికి, Alec Todd మరియు University of Cambridgeలోని సహకారులు చక్కెర యొక్క కార్బన్ అణువులు 3 మరియు 5లను ఫాస్ఫేట్‌లకు వరుసగా అనుసంధానించడం ద్వారా DNA యొక్క వెన్నెముక ఎలా నిర్మించబడిందో బయోకెమికల్ పద్ధతుల ద్వారా నిర్ణయించారు. ఇది వాట్సన్ మరియు క్రిక్ యొక్క తదుపరి X-రే నిర్మాణ పనిని ధృవీకరించడానికి సహాయపడింది.[198] టాడ్ తరువాత దీనికి మరియు DNAకు సంబంధించిన ఇతర ఆవిష్కరణలకు 1957 Nobel Prize in Chemistryని అందుకున్నారు.[199]

1951 చివరలో, Francis Crick కేంబ్రిడ్జ్ విశ్వవిద్యాలయంలోని Cavendish Laboratoryలో James Watsonతో కలిసి పనిచేయడం ప్రారంభించారు. 1952లో Alfred Hershey మరియు Martha Chase Hershey–Chase experimentలో DNA అనేది enterobacteria phage T2 యొక్క genetic material అని చూపినప్పుడు heredityలో DNA పాత్ర ధృవీకరించబడింది.[200]

మే 1952లో, Rosalind Franklin పర్యవేక్షణలో పనిచేస్తున్న గ్రాడ్యుయేట్ విద్యార్థి Raymond Gosling, DNA యొక్క అధిక హైడ్రేషన్ స్థాయిల వద్ద "Photo 51"గా లేబుల్ చేయబడిన X-ray diffraction చిత్రాన్ని తీశారు.[201] ఈ ఫోటోను Maurice Wilkins వాట్సన్ మరియు క్రిక్‌లకు ఇచ్చారు మరియు DNA యొక్క సరైన నిర్మాణాన్ని పొందడంలో ఇది కీలకమైనది. వెన్నెముకలు బయట ఉండాలని ఫ్రాంక్లిన్ క్రిక్ మరియు వాట్సన్‌లకు చెప్పారు. అంతకుముందు, లైనస్ పాలింగ్, మరియు వాట్సన్ మరియు క్రిక్, గొలుసులు లోపల మరియు క్షారాలు బయటికి చూపే తప్పుడు నమూనాలను కలిగి ఉన్నారు. DNA స్ఫటికాల కోసం space groupను ఫ్రాంక్లిన్ గుర్తించడం ఆమె సరైనదని నిరూపించింది.[202] ఫిబ్రవరి 1953లో, Linus Pauling మరియు Robert Corey న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాల కోసం ఒక నమూనాను ప్రతిపాదించారు, ఇందులో మూడు అల్లిన గొలుసులు ఉన్నాయి, ఫాస్ఫేట్లు అక్షం దగ్గర మరియు క్షారాలు బయట ఉన్నాయి.[203] వాట్సన్ మరియు క్రిక్ తమ నమూనాను పూర్తి చేశారు, ఇది ఇప్పుడు DNA యొక్క డబుల్ హెలిక్స్ యొక్క మొదటి సరైన నమూనాగా అంగీకరించబడింది. 28 ఫిబ్రవరి 1953న క్రిక్ ఇంగ్లాండ్‌లోని కేంబ్రిడ్జ్‌లో ఉన్న The Eagle pubలో భోజన సమయంలో వినియోగదారులకు అంతరాయం కలిగించి, తాను మరియు వాట్సన్ "జీవిత రహస్యాన్ని కనుగొన్నామని" ప్రకటించారు.[204]

25 ఏప్రిల్ 1953 నాటి నేచర్ జర్నల్ సంచికలో వాట్సన్ మరియు క్రిక్ ప్రతిపాదించిన DNA డబుల్-హెలిక్స్ నిర్మాణాన్ని మరియు దానికి మద్దతునిచ్చే ఆధారాలను వివరిస్తూ ఐదు వ్యాసాల శ్రేణి ప్రచురితమైంది.[205] ఈ నిర్మాణాన్ని ఒక లేఖ ద్వారా నివేదించారు, అందులో వారు ఇలా పేర్కొన్నారు, "మేము ప్రతిపాదించిన నిర్దిష్ట జత (pairing) జన్యు పదార్థానికి సాధ్యమయ్యే కాపీయింగ్ యంత్రాంగాన్ని వెంటనే సూచిస్తుందనే విషయం మా దృష్టికి రాకుండా పోలేదు."[8] ఈ లేఖ తర్వాత ఫ్రాంక్లిన్ మరియు గోస్లింగ్ రాసిన లేఖ వచ్చింది, ఇది వారి స్వంత ఎక్స్-రే డిఫ్రాక్షన్ డేటా మరియు వారి అసలు విశ్లేషణ పద్ధతి యొక్క మొదటి ప్రచురణ.[48][206] ఆ తర్వాత విల్కిన్స్ మరియు అతని ఇద్దరు సహోద్యోగుల లేఖ వచ్చింది, ఇందులో in vivo B-DNA ఎక్స్-రే నమూనాల విశ్లేషణ ఉంది, ఇది వాట్సన్ మరియు క్రిక్ నిర్మాణం in vivoలో ఉండటానికి మద్దతు ఇచ్చింది.[49]

ఏప్రిల్ 2023లో, శాస్త్రవేత్తలు కొత్త ఆధారాల ఆధారంగా, రోసాలిండ్ ఫ్రాంక్లిన్ DNA ఆవిష్కరణ ప్రక్రియలో ఒక "సమాన భాగస్వామి" అని, ఆవిష్కరణ జరిగిన సమయం తర్వాత ప్రదర్శించబడినట్లుగా కాకుండా, ఆమె ఒక ముఖ్యమైన సహకారి అని నిర్ధారించారు.[207][208][209] 1962లో, ఫ్రాంక్లిన్ మరణం తర్వాత, వాట్సన్, క్రిక్ మరియు విల్కిన్స్ సంయుక్తంగా శరీరధర్మశాస్త్రం లేదా వైద్యశాస్త్రంలో నోబెల్ బహుమతిని అందుకున్నారు.[210] నోబెల్ బహుమతులు జీవించి ఉన్న గ్రహీతలకు మాత్రమే ఇవ్వబడతాయి. ఈ ఆవిష్కరణకు ఎవరికి క్రెడిట్ దక్కాలనే దానిపై చర్చ కొనసాగుతోంది.[211]

1957లో జరిగిన ఒక ప్రభావవంతమైన ప్రదర్శనలో, క్రిక్ మాలిక్యులర్ బయాలజీ యొక్క సెంట్రల్ డాగ్మాను వివరించారు, ఇది DNA, RNA మరియు ప్రోటీన్ల మధ్య సంబంధాన్ని అంచనా వేసింది మరియు "అడాప్టర్ హైపోథెసిస్"ను స్పష్టం చేసింది.[212] డబుల్-హెలికల్ నిర్మాణం ద్వారా సూచించబడిన రెప్లికేషన్ యంత్రాంగం యొక్క తుది నిర్ధారణ 1958లో మెసెల్సన్-స్టాల్ ప్రయోగం ద్వారా జరిగింది.[213] క్రిక్ మరియు సహోద్యోగుల తదుపరి పని జన్యు సంకేతం బేస్‌ల యొక్క ఓవర్‌ల్యాప్ కాని త్రికాల (triplets) పై ఆధారపడి ఉందని చూపింది, వీటిని కోడాన్లు అని పిలుస్తారు, ఇది హరగోవింద్ ఖురానా, రాబర్ట్ డబ్ల్యూ. హోలీ మరియు మార్షల్ వారెన్ నిరెన్‌బర్గ్ జన్యు సంకేతాన్ని డీకోడ్ చేయడానికి అనుమతించింది.[214] ఈ ఆవిష్కరణలు మాలిక్యులర్ బయాలజీ పుట్టుకను సూచిస్తాయి.[215]

1986లో, UKలోని పోలీసులు లీసెస్టర్ విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన అలెక్ జెఫ్రీస్‌ను ఒక నిర్దిష్ట కేసులో నిందితుడి ప్రమేయాన్ని నిరూపించడానికి లేదా తోసిపుచ్చడానికి కోరినప్పుడు, నేర పరిశోధనలో DNA విశ్లేషణ మొదటిసారిగా ఉపయోగించబడింది. నిందితుడు ఇప్పటికే ఇటీవలి అత్యాచారం-హత్య చేసినట్లు అంగీకరించినప్పటికీ, మూడు సంవత్సరాల క్రితం జరిగిన ఇలాంటి నేరంలో తన ప్రమేయం లేదని అతను తిరస్కరిస్తున్నాడు. అయినప్పటికీ, రెండు కేసుల వివరాలు చాలా పోలి ఉండటంతో, రెండు నేరాలు ఒకే వ్యక్తి చేసినట్లు పోలీసులు నిర్ధారించారు. అయితే, జెఫ్రీస్ యొక్క DNA పరీక్ష నిందితుడిని నిర్దోషిగా తేల్చినప్పుడు, అతనిపై ఉన్న అన్ని అభియోగాలు తొలగించబడ్డాయి—మునుపటి హత్య మరియు అతను అంగీకరించిన నేరం రెండింటి నుండి. ఇటువంటి మరిన్ని DNA ప్రొఫైలింగ్ మరొక నిందితుడిని (కోలిన్ పిచ్‌ఫోర్క్) గుర్తించడానికి దారితీసింది, అతను 1988లో రెండు అత్యాచార-హత్యలకు దోషిగా తేలాడు.[216][217]

ఇవి కూడా చూడండి

  • Autosome
  • Crystallography
  • DNA Day
  • DNA microarray
  • DNA sequencing
  • Environmental DNA
  • Genetic code
  • Genetic disorder
  • Genetic genealogy
  • Haplotype
  • Meiosis
  • Nucleic acid notation
  • Nucleic acid sequence
  • Forms_of_DNA
  • DNA Replication
  • Ribosomal DNA
  • Southern blot
  • Transcription (biology)
  • X-ray scattering techniques
  • Xeno nucleic acid

మూలాలు

[32]

[96]

  1. ↑ deoxyribonucleic acid: IPA: /diːˈɒksᵻˌraɪboʊnjuːˌkliːᵻk,_ˌkleɪ/
  2. ↑ (2014). Molecular Biology of the Cell. Chapter 4: DNA, Chromosomes and Genomes. Garland. ISBN 978-0-8153-4432-2.
  3. ↑ DNA. Basic Biology.
  4. ↑ Uracil. Genome.gov.
  5. ↑ (2001). iGenetics. Benjamin Cummings. ISBN 0-8053-4553-1.
  6. ↑ (1984). "Principles of Nucleic Acid Structure". Springer-Verlag. ISBN 0-387-90762-9.
  7. ↑ 7.0 7.1 (2002). Molecular Biology of the Cell. Garland Science. ISBN 0-8153-3218-1.
  8. ↑ 8.0 8.1 8.2 8.3 (April 1953). Molecular structure of nucleic acids; a structure for deoxyribose nucleic acid. Nature. 171 (4356) 737–38. doi:10.1038/171737a0.
  9. ↑ 9.0 9.1 9.2 9.3 (2002). "Biochemistry". W.H. Freeman and Company. ISBN 0-7167-4955-6.
  10. ↑ IUPAC-IUB Commission on Biochemical Nomenclature (CBN). (December 1970). Abbreviations and Symbols for Nucleic Acids, Polynucleotides and their Constituents. Recommendations 1970. The Biochemical Journal. 120 (3) 449–54. doi:10.1042/bj1200449.
  11. ↑ (October 2015). "Structural diversity of supercoiled DNA". Nature Communications. 6 (1). doi:10.1038/ncomms9440.
  12. ↑ (October 1981). "The dimensions of DNA in solution". Journal of Molecular Biology. 152 (1) 153–61. doi:10.1016/0022-2836(81)90099-1.
  13. ↑ (June 1970). "Buoyant densities of DNA of mammals". Biochemical Genetics. 4 (3) 367–376. doi:10.1007/BF00485753.
  14. ↑ 14.0 14.1 (April 2003). "A glossary of DNA structures from A to Z". Acta Crystallographica Section D. 59 (Pt 4) 620–26. doi:10.1107/S0907444903003251.
  15. ↑ RCSB PDB – 1D65: Molecular structure of the B-DNA dodecamer d(CGCAAATTTGCG)2. An examination of propeller twist and minor-groove water structure at 2.2 A resolution.. www.rcsb.org.
  16. ↑ (2006). "Base-stacking and base-pairing contributions into thermal stability of the DNA double helix". Nucleic Acids Research. 34 (2) 564–74. doi:10.1093/nar/gkj454.
  17. ↑ (2012). "Molecular Biology". Jones and Barlett Learning. ISBN 978-0-7637-8663-2.
  18. ↑ (1953). Watson-Crick Structure of DNA. Memorial University of Newfoundland.
  19. ↑ (1998). "Modified oligonucleotides: synthesis and strategy for users". Annual Review of Biochemistry. 67 99–134. doi:10.1146/annurev.biochem.67.1.99.
  20. ↑ (1925). "Pyrimidines. CIII. The discovery of 5-methylcytosine in tuberculinic acid, the nucleic acid of the tubercle bacillus.". Journal of the American Chemical Society. 47 2838–44. doi:10.1021/ja01688a030.
  21. ↑ (October 2016). "Biosynthesis and Function of Modified Bases in Bacteria and Their Viruses". Chemical Reviews. 116 (20) 12655–12687. doi:10.1021/acs.chemrev.6b00114.
  22. ↑ (2018). "Epigenetics of Modified DNA Bases: 5-Methylcytosine and Beyond". Frontiers in Genetics. 9. doi:10.3389/fgene.2018.00640.
  23. ↑ (April 2018). "Non-canonical Bases in the Genome: The Regulatory Information Layer in DNA". Angewandte Chemie. 57 (16) 4296–4312. doi:10.1002/anie.201708228.
  24. ↑ (October 1980). "Crystal structure analysis of a complete turn of B-DNA". Nature. 287 (5784) 755–58. doi:10.1038/287755a0.
  25. ↑ 25.0 25.1 (1984). "Protein-DNA recognition". Annual Review of Biochemistry. 53 (1) 293–321. doi:10.1146/annurev.bi.53.070184.001453.
  26. ↑ (2013). "A historical account of Hoogsteen base-pairs in duplex DNA". Biopolymers. 99 (12) 955–68. doi:10.1002/bip.22334.
  27. ↑ (April 2000). "Mechanical stability of single DNA molecules". Biophysical Journal. 78 (4) 1997–2007. doi:10.1016/S0006-3495(00)76747-6.
  28. ↑ (July 1999). "A more unified picture for the thermodynamics of nucleic acid duplex melting: a characterization by calorimetric and volumetric techniques". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 96 (14) 7853–58. doi:10.1073/pnas.96.14.7853.
  29. ↑ (June 1995). "Open complex formation by Escherichia coli RNA polymerase: the mechanism of polymerase-induced strand separation of double helical DNA". Molecular Microbiology. 16 (5) 817–24. doi:10.1111/j.1365-2958.1995.tb02309.x.
  30. ↑ (December 2004). Single-stranded adenine-rich DNA and RNA retain structural characteristics of their respective double-stranded conformations and show directional differences in stacking pattern. Biochemistry. 43 (51) 15996–6010. doi:10.1021/bi048221v.
  31. ↑ 31.0 31.1 (2019). "On the length, weight and GC content of the human genome.". BMC Res Notes. 12 (1). doi:10.1186/s13104-019-4137-z.
  32. ↑ 32.0 32.1 (May 2006). "The DNA sequence and biological annotation of human chromosome 1". Nature. 441 (7091) 315–21. doi:10.1038/nature04727.
  33. ↑ (April 1981). "Sequence and organization of the human mitochondrial genome". Nature. 290 (5806) 457–465. doi:10.1038/290457a0.
  34. ↑ Untitled.
  35. ↑ 35.0 35.1 35.2 (September 1991). "Organization of multiple nucleoids and DNA molecules in mitochondria of a human cell". Experimental Cell Research. 196 (1) 137–140. doi:10.1016/0014-4827(91)90467-9.
  36. ↑ (March 2017). "Mitochondria in oocyte aging: current understanding". Facts, Views & Vision in ObGyn. 9 (1) 29–38.
  37. ↑ Designation of the two strands of DNA ఆర్కైవ్ చేసిన కాపీ JCBN/NC-IUB Newsletter 1989. Retrieved 7 May 2008
  38. ↑ (May 2005). "Non-coding RNAs: hope or hype?". Trends in Genetics. 21 (5) 289–97. doi:10.1016/j.tig.2005.03.007.
  39. ↑ (November 2004). "Diversity of antisense regulation in eukaryotes: multiple mechanisms, emerging patterns". Journal of Cellular Biochemistry. 93 (4) 664–71. doi:10.1002/jcb.20252.
  40. ↑ (February 2005). "Overlapping genes in vertebrate genomes". Computational Biology and Chemistry. 29 (1) 1–12. doi:10.1016/j.compbiolchem.2004.12.006.
  41. ↑ (November 2004). "Properties of overlapping genes are conserved across microbial genomes". Genome Research. 14 (11) 2268–72. doi:10.1101/gr.2433104.
  42. ↑ (August 1991). "Diversity of coding strategies in influenza viruses". Trends in Genetics. 7 (8) 261–66. doi:10.1016/0168-9525(91)90326-L.
  43. ↑ (2005). DNA mechanics. Annual Review of Biomedical Engineering. 7 21–53. doi:10.1146/annurev.bioeng.6.062403.132016.
  44. ↑ 44.0 44.1 (2001). "DNA topoisomerases: structure, function, and mechanism". Annual Review of Biochemistry. 70 369–413. doi:10.1146/annurev.biochem.70.1.369.
  45. ↑ 45.0 45.1 (June 2002). "Cellular roles of DNA topoisomerases: a molecular perspective". Nature Reviews Molecular Cell Biology. 3 (6) 430–40. doi:10.1038/nrm831.
  46. ↑ (October 1988). "Recognition of Z-RNA and Z-DNA determinants by polyamines in solution: experimental and theoretical studies". Journal of Biomolecular Structure & Dynamics. 6 (2) 299–309. doi:10.1080/07391102.1988.10507714.
  47. ↑
  48. ↑ 48.0 48.1 (April 1953). Molecular configuration in sodium thymonucleate. Nature. 171 (4356) 740–41. doi:10.1038/171740a0.
  49. ↑ 49.0 49.1 (April 1953). Molecular structure of deoxypentose nucleic acids. Nature. 171 (4356) 738–40. doi:10.1038/171738a0.
  50. ↑ (October 1980). "Polymorphism of DNA double helices". Journal of Molecular Biology. 143 (1) 49–72. doi:10.1016/0022-2836(80)90124-2.
  51. ↑ (1980). Structural Order and Partial Disorder in Biological systems. Bull. Math. Biol.. 42 (4) 137–41. doi:10.1007/BF02462372.
  52. ↑ (1962). "Direct analysis of diffraction by matter". North-Holland Publishers.
  53. ↑ (1978). X-ray scattering by partially disordered membrane systems. Acta Crystallogr A. 34 (5) 751–53. doi:10.1107/S0567739478001540.
  54. ↑ (1997). "Crystal structures of A-DNA duplexes". Biopolymers. 44 (1) 45–63. doi:<45::AID-BIP4>3.0.CO;2-# 10.1002/(SICI)1097-0282(1997)44:1<45::AID-BIP4>3.0.CO;2-#.
  55. ↑ (July 2000). "A-form conformational motifs in ligand-bound DNA structures". Journal of Molecular Biology. 300 (4) 819–40. doi:10.1006/jmbi.2000.3690.
  56. ↑ (December 2001). "DNA methylation and Z-DNA formation as mediators of quantitative differences in the expression of alleles". Immunological Reviews. 184 286–98. doi:10.1034/j.1600-065x.2001.1840125.x.
  57. ↑ (December 2002). "Z-DNA-binding proteins can act as potent effectors of gene expression in vivo". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 99 (26) 16666–71. doi:10.1073/pnas.262672699.
  58. ↑ (2 December 2010). Arsenic-loving bacteria may help in hunt for alien life. BBC News.
  59. ↑ 59.0 59.1 (2 December 2010). Arsenic-Eating Bacteria Opens New Possibilities for Alien Life. Space.com.
  60. ↑ (2 December 2010). Arsenic-eating microbe may redefine chemistry of life. Nature News. doi:10.1038/news.2010.645.
  61. ↑ (3 October 2012). "'Arsenic-life' Bacterium Prefers Phosphorus after all". Nature News. doi:10.1038/nature.2012.11520.
  62. ↑ Structure and packing of human telomeric DNA. ndbserver.rutgers.edu.
  63. ↑ 63.0 63.1 (December 1985). "Identification of a specific telomere terminal transferase activity in Tetrahymena extracts". Cell. 43 (2 Pt 1) 405–13. doi:10.1016/0092-8674(85)90170-9.
  64. ↑ 64.0 64.1 (April 1998). "The telomerase reverse transcriptase: components and regulation". Genes & Development. 12 (8) 1073–85. doi:10.1101/gad.12.8.1073.
  65. ↑ (November 1997). "Normal human chromosomes have long G-rich telomeric overhangs at one end". Genes & Development. 11 (21) 2801–09. doi:10.1101/gad.11.21.2801.
  66. ↑ 66.0 66.1 (2006). "Quadruplex DNA: sequence, topology and structure". Nucleic Acids Research. 34 (19) 5402–15. doi:10.1093/nar/gkl655.
  67. ↑ (June 2002). "Crystal structure of parallel quadruplexes from human telomeric DNA". Nature. 417 (6891) 876–80. doi:10.1038/nature755.
  68. ↑ (May 1999). "Mammalian telomeres end in a large duplex loop". Cell. 97 (4) 503–14. doi:10.1016/S0092-8674(00)80760-6.
  69. ↑ (November 2005). "DNA enables nanoscale control of the structure of matter". Quarterly Reviews of Biophysics. 38 (4) 363–71. doi:10.1017/S0033583505004087.
  70. ↑ (21 February 2019). "Four new DNA letters double life's alphabet". Nature. 566 (7745) 436. doi:10.1038/d41586-019-00650-8.
  71. ↑ (22 February 2019). "Hachimoji DNA and RNA: A genetic system with eight building blocks (paywall)". Science. 363 (6429) 884–887. doi:10.1126/science.aat0971.
  72. ↑ (February 2007). RNA secondary structure design. Physical Review E. 75 (2). doi:10.1103/PhysRevE.75.021920.
  73. ↑ Nucleic Acids. Michigan State University.
  74. ↑ How To Extract DNA From Anything Living. University of Utah.
  75. ↑ (2012). "Epigenetic regulation of human embryonic stem cells". Frontiers in Genetics. 3 238. doi:10.3389/fgene.2012.00238.
  76. ↑ (February 2006). "Genomic DNA methylation: the mark and its mediators". Trends in Biochemical Sciences. 31 (2) 89–97. doi:10.1016/j.tibs.2005.12.008.
  77. ↑ (January 2002). "DNA methylation patterns and epigenetic memory". Genes & Development. 16 (1) 6–21. doi:10.1101/gad.947102.
  78. ↑ (2006). "DNA Methylation: Basic Mechanisms". 301 283–315. ISBN 3-540-29114-8. doi:10.1007/3-540-31390-7_11.
  79. ↑ (May 2009). "The nuclear DNA base 5-hydroxymethylcytosine is present in Purkinje neurons and the brain". Science. 324 (5929) 929–30. doi:10.1126/science.1169786.
  80. ↑ (March 2006). "N6-methyladenine: the other methylated base of DNA". BioEssays. 28 (3) 309–15. doi:10.1002/bies.20342.
  81. ↑ (December 1993). "beta-D-glucosyl-hydroxymethyluracil: a novel modified base present in the DNA of the parasitic protozoan T. brucei". Cell. 75 (6) 1129–36. doi:10.1016/0092-8674(93)90322-H.
  82. ↑ Created from PDB 1JDG ఆర్కైవ్ చేసిన కాపీ
  83. ↑ (August 2003). "Bipyrimidine photoproducts rather than oxidative lesions are the main type of DNA damage involved in the genotoxic effect of solar UVA radiation". Biochemistry. 42 (30) 9221–26. doi:10.1021/bi034593c.
  84. ↑ (March 1999). "Hydroxyl radicals and DNA base damage". Mutation Research. 424 (1–2) 9–21. doi:10.1016/S0027-5107(99)00004-4.
  85. ↑ (August 1997). "Oxidative decay of DNA". The Journal of Biological Chemistry. 272 (32) 19633–36. doi:10.1074/jbc.272.32.19633.
  86. ↑ (September 2003). "Regulation and mechanisms of mammalian double-strand break repair". Oncogene. 22 (37) 5792–812. doi:10.1038/sj.onc.1206679.
  87. ↑ (28 December 2010). Unearthing Prehistoric Tumors, and Debate. The New York Times.
  88. ↑ (2002). Molecular biology of the cell. Garland Science. ISBN 0-8153-4072-9.
  89. ↑ (2008). New Research on DNA Damage. 1–47. Nova Science Publishers. ISBN 978-1-60456-581-2.
  90. ↑ (October 2009). "DNA damage, aging, and cancer". The New England Journal of Medicine. 361 (15) 1475–85. doi:10.1056/NEJMra0804615.
  91. ↑ (2011). "A review and appraisal of the DNA damage theory of ageing". Mutation Research. 728 (1–2) 12–22. doi:10.1016/j.mrrev.2011.05.001.
  92. ↑ (September 1991). "The genetic toxicology of acridines". Mutation Research. 258 (2) 123–60. doi:10.1016/0165-1110(91)90006-H.
  93. ↑ (June 2000). "Mechanism of action in thalidomide teratogenesis". Biochemical Pharmacology. 59 (12) 1489–99. doi:10.1016/S0006-2952(99)00388-3.
  94. ↑ (1985). "DNA modification by chemical carcinogens". Pharmacology & Therapeutics. 28 (2) 237–72. doi:10.1016/0163-7258(85)90013-0.
  95. ↑ (November 2001). "Intercalators as anticancer drugs". Current Pharmaceutical Design. 7 (17) 1745–80. doi:10.2174/1381612013397113.
  96. ↑ 96.0 96.1 (February 2001). "The sequence of the human genome". Science. 291 (5507) 1304–51. doi:10.1126/science.1058040.
  97. ↑ (October 2005). "The bacterial nucleoid: a highly organized and dynamic structure". Journal of Cellular Biochemistry. 96 (3) 506–21. doi:10.1002/jcb.20519.
  98. ↑ (2001). "Replicative DNA polymerases". Genome Biology. 2 (1). doi:10.1186/gb-2001-2-1-reviews3002.
  99. ↑ (2010). Extracellular Nucleic Acids. 25–38. Springer. ISBN 978-3-642-12616-1.
  100. ↑ (July 2007). "Extracellular nucleic acids". BioEssays. 29 (7) 654–67. doi:10.1002/bies.20604.
  101. ↑ (November 2001). "DNA as a nutrient: novel role for bacterial competence gene homologs". Journal of Bacteriology. 183 (21) 6288–93. doi:10.1128/JB.183.21.6288-6293.2001.
  102. ↑ (November 2008). "Extracellular DNA chelates cations and induces antibiotic resistance in Pseudomonas aeruginosa biofilms". PLOS Pathogens. 4 (11). doi:10.1371/journal.ppat.1000213.
  103. ↑ (August 2010). "A bacterial extracellular DNA inhibits settling of motile progeny cells within a biofilm". Molecular Microbiology. 77 (4) 815–29. doi:10.1111/j.1365-2958.2010.07267.x.
  104. ↑ (February 2002). "Extracellular DNA required for bacterial biofilm formation". Science. 295 (5559) 1487. doi:10.1126/science.295.5559.1487.
  105. ↑ (2012). "DNA builds and strengthens the extracellular matrix in Myxococcus xanthus biofilms by interacting with exopolysaccharides". PLOS ONE. 7 (12). doi:10.1371/journal.pone.0051905.
  106. ↑ (February 2013). "Recent advances in the prenatal interrogation of the human fetal genome". Trends in Genetics. 29 (2) 84–91. doi:10.1016/j.tig.2012.10.013.
  107. ↑ (2012). "Investigating the potential use of environmental DNA (eDNA) for genetic monitoring of marine mammals". PLOS ONE. 7 (8). doi:10.1371/journal.pone.0041781.
  108. ↑ Siva, Nayanah. Researchers Detect Land Animals Using DNA in Nearby Water Bodies. The Scientist.
  109. ↑ (December 1998). "Diversity of prokaryotic chromosomal proteins and the origin of the nucleosome". Cellular and Molecular Life Sciences. 54 (12) 1350–64. doi:10.1007/s000180050259.
  110. ↑ (May 2005). "The role of nucleoid-associated proteins in the organization and compaction of bacterial chromatin". Molecular Microbiology. 56 (4) 858–70. doi:10.1111/j.1365-2958.2005.04598.x.
  111. ↑ (September 1997). "Crystal structure of the nucleosome core particle at 2.8 A resolution". Nature. 389 (6648) 251–60. doi:10.1038/38444.
  112. ↑ (August 2001). Translating the histone code. Science. 293 (5532) 1074–80. doi:10.1126/science.1063127.
  113. ↑ (2003). "Protein Complexes that Modify Chromatin". 274 1–22. ISBN 978-3-540-44208-0. doi:10.1007/978-3-642-55747-7_1.
  114. ↑ (August 2001). "HMG1 and 2: architectural DNA-binding proteins". Biochemical Society Transactions. 29 (Pt 4) 395–401. doi:10.1042/BST0290395.
  115. ↑ (March 1994). "HMG domain proteins: architectural elements in the assembly of nucleoprotein structures". Trends in Genetics. 10 (3) 94–100. doi:10.1016/0168-9525(94)90232-1.
  116. ↑ (1999). "Replication protein A (RPA): the eukaryotic SSB". Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology. 34 (3) 141–80. doi:10.1080/10409239991209255.
  117. ↑ RCSB PDB – 1LMB: Refined 1.8 Å crystal structure of the lambda repressor-operator complex. www.rcsb.org.
  118. ↑ (2000). "Mediator of transcriptional regulation". Annual Review of Biochemistry. 69 729–49. doi:10.1146/annurev.biochem.69.1.729.
  119. ↑ (October 2004). "Biological control through regulated transcriptional coactivators". Cell. 119 (2) 157–67. doi:10.1016/j.cell.2004.09.037.
  120. ↑ (July 2003). "A global transcriptional regulatory role for c-Myc in Burkitt's lymphoma cells". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 100 (14) 8164–69. doi:10.1073/pnas.1332764100.
  121. ↑ RCSB PDB – 1RVA: Mg2+ binding to the active site of EcoRV endonuclease: a crystallographic study of complexes with substrate and product DNA at 2 Å resolution. www.rcsb.org.
  122. ↑ (June 1993). "Biology of DNA restriction". Microbiological Reviews. 57 (2) 434–50. doi:10.1128/MMBR.57.2.434-450.1993.
  123. ↑ 123.0 123.1 (November 2000). "Structural and mechanistic conservation in DNA ligases". Nucleic Acids Research. 28 (21) 4051–58. doi:10.1093/nar/28.21.4051.
  124. ↑ (December 2005). "Recent advances in understanding structure-function relationships in the type II topoisomerase mechanism". Biochemical Society Transactions. 33 (Pt 6) 1465–70. doi:10.1042/BST0331465.
  125. ↑ (May 2004). Unraveling DNA helicases. Motif, structure, mechanism and function. European Journal of Biochemistry. 271 (10) 1849–63. doi:10.1111/j.1432-1033.2004.04094.x.
  126. ↑ (November 1995). "Polymerase structures and function: variations on a theme?". Journal of Bacteriology. 177 (22) 6321–29. doi:10.1128/jb.177.22.6321-6329.1995.
  127. ↑ (2002). Eukaryotic DNA polymerases. Annual Review of Biochemistry. 71 (1) 133–63. doi:10.1146/annurev.biochem.71.090501.150041.
  128. ↑ (2005). "Cellular DNA replicases: components and dynamics at the replication fork". Annual Review of Biochemistry. 74 283–315. doi:10.1146/annurev.biochem.73.011303.073859.
  129. ↑ 129.0 129.1 (May 1994). "The reverse transcriptase of HIV-1: from enzymology to therapeutic intervention". FASEB Journal. 8 (8) 497–503. doi:10.1096/fasebj.8.8.7514143.
  130. ↑ (December 2002). "Multi-protein complexes in eukaryotic gene transcription". Plant Molecular Biology. 50 (6) 925–47. doi:10.1023/A:1021258713850.
  131. ↑ RCSB PDB – 1M6G: Structural Characterisation of the Holliday Junction TCGGTACCGA. www.rcsb.org.
  132. ↑ (April 2001). "Chromosome territories, nuclear architecture and gene regulation in mammalian cells". Nature Reviews Genetics. 2 (4) 292–301. doi:10.1038/35066075.
  133. ↑ (May 2006). "An integrated view of protein evolution". Nature Reviews Genetics. 7 (5) 337–48. doi:10.1038/nrg1838.
  134. ↑ (January 2006). "The role of double-strand break repair – insights from human genetics". Nature Reviews Genetics. 7 (1) 45–54. doi:10.1038/nrg1746.
  135. ↑ (October 1997). "Mammalian Rad51 protein: a RecA homologue with pleiotropic functions". Biochimie. 79 (9–10) 587–92. doi:10.1016/S0300-9084(97)82007-X.
  136. ↑ (July 2006). "Clarifying the mechanics of DNA strand exchange in meiotic recombination". Nature. 442 (7099) 153–58. doi:10.1038/nature04885.
  137. ↑ (November 2002). "The RuvABC resolvasome". European Journal of Biochemistry. 269 (22) 5492–501. doi:10.1046/j.1432-1033.2002.03250.x.
  138. ↑ (July 2002). "The antiquity of RNA-based evolution". Nature. 418 (6894) 214–21. doi:10.1038/418214a.
  139. ↑ (2004). "Prebiotic chemistry and the origin of the RNA world". Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology. 39 (2) 99–123. doi:10.1080/10409230490460765.
  140. ↑ (May 2001). "Ribozymes. Making copies in the RNA world". Science. 292 (5520) 1278a–1278. doi:10.1126/science.292.5520.1278a.
  141. ↑ (April 1992). "What is the optimum size for the genetic alphabet?". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 89 (7) 2614–18. doi:10.1073/pnas.89.7.2614.
  142. ↑ (April 1993). "Instability and decay of the primary structure of DNA". Nature. 362 (6422) 709–15. doi:10.1038/362709a0.
  143. ↑ (October 2000). "Isolation of a 250 million-year-old halotolerant bacterium from a primary salt crystal". Nature. 407 (6806) 897–900. doi:10.1038/35038060.
  144. ↑ (May 2005). "Geologically ancient DNA: fact or artefact?". Trends in Microbiology. 13 (5) 212–20. doi:10.1016/j.tim.2005.03.010.
  145. ↑ (January 2002). "Curiously modern DNA for a "250 million-year-old" bacterium". Journal of Molecular Evolution. 54 (1) 134–37. doi:10.1007/s00239-001-0025-x.
  146. ↑ (August 2011). "Carbonaceous meteorites contain a wide range of extraterrestrial nucleobases". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108 (34) 13995–98. doi:10.1073/pnas.1106493108.
  147. ↑ (8 August 2011). NASA Researchers: DNA Building Blocks Can Be Made in Space. NASA.
  148. ↑ ScienceDaily Staff. (9 August 2011). DNA Building Blocks Can Be Made in Space, NASA Evidence Suggests. ScienceDaily.
  149. ↑ (3 March 2015). NASA Ames Reproduces the Building Blocks of Life in Laboratory. NASA.
  150. ↑ (17 February 2021). World's oldest DNA sequenced from a mammoth that lived more than a million years ago. CNN News.
  151. ↑ (17 February 2021). "Million-year-old mammoth genomes shatter record for oldest ancient DNA – Permafrost-preserved teeth, up to 1.6 million years old, identify a new kind of mammoth in Siberia.". Nature. 590 (7847) 537–538. doi:10.1038/d41586-021-00436-x.
  152. ↑ (December 1976). "Construction of hybrid viruses containing SV40 and lambda phage DNA segments and their propagation in cultured monkey cells". Cell. 9 (4 PT 2) 695–705. doi:10.1016/0092-8674(76)90133-1.
  153. ↑ (2007). "Target Discovery and Validation Reviews and Protocols". 360 163–202. ISBN 978-1-59745-165-9. doi:10.1385/1-59745-165-7:163.
  154. ↑ (April 2002). "Multigene engineering: dawn of an exciting new era in biotechnology". Current Opinion in Biotechnology. 13 (2) 136–41. doi:10.1016/S0958-1669(02)00297-5.
  155. ↑ (November 2002). "Plant biotechnology in agriculture". Biochimie. 84 (11) 1105–10. doi:10.1016/S0300-9084(02)00013-5.
  156. ↑ (29 August 2017). From the crime scene to the courtroom: the journey of a DNA sample. The Conversation.
  157. ↑ (June 1994). "Likelihood ratios for DNA identification". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 91 (13) 6007–11. doi:10.1073/pnas.91.13.6007.
  158. ↑ (March 1997). "Interpreting DNA mixtures". Journal of Forensic Sciences. 42 (2) 213–22. doi:10.1520/JFS14100J.
  159. ↑ (1985). "Individual-specific 'fingerprints' of human DNA". Nature. 316 (6023) 76–79. doi:10.1038/316076a0.
  160. ↑ (14 December 2006). Colin Pitchfork.
  161. ↑ (September 2006). DNA Identification in Mass Fatality Incidents. National Institute of Justice.
  162. ↑ (19 June 2012). Before Birth, Dad's ID. The New York Times.
  163. ↑ 163.0 163.1 (December 1994). "A DNA enzyme that cleaves RNA". Chemistry & Biology. 1 (4) 223–29. doi:10.1016/1074-5521(94)90014-0.
  164. ↑ (October 2009). "DNA-catalyzed sequence-specific hydrolysis of DNA". Nature Chemical Biology. 5 (10) 718–20. doi:10.1038/nchembio.201.
  165. ↑ (December 1996). "In vitro selection of self-cleaving DNAs". Chemistry & Biology. 3 (12) 1039–46. doi:10.1016/S1074-5521(96)90170-2.
  166. ↑ (May 2015). "In vitro selection of a sodium-specific DNAzyme and its application in intracellular sensing". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112 (19) 5903–08. doi:10.1073/pnas.1420361112.
  167. ↑ (2001). "Bioinformatics: The Machine Learning Approach". MIT Press. ISBN 978-0-262-02506-5.
  168. ↑ (15 January 1997). "Algorithms on Strings, Trees, and Sequences: Computer Science and Computational Biology". Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-58519-4.
  169. ↑ (January 2004). "Phylogenomic inference of protein molecular function: advances and challenges". Bioinformatics. 20 (2) 170–79. doi:10.1093/bioinformatics/bth021.
  170. ↑ (2004). "Bioinformatics: Sequence and Genome Analysis". Cold Spring Harbor Laboratory Press. ISBN 0-87969-712-1.
  171. ↑ (March 2004). "Protein nanomachines". PLOS Biology. 2 (3). doi:10.1371/journal.pbio.0020073.
  172. ↑ (March 2006). Folding DNA to create nanoscale shapes and patterns. Nature. 440 (7082) 297–302. doi:10.1038/nature04586.
  173. ↑ (May 2009). "Self-assembly of a nanoscale DNA box with a controllable lid". Nature. 459 (7243) 73–76. doi:10.1038/nature07971.
  174. ↑ (May 2009). "DNA nanotechnology: a nanomachine goes live". Nature Nanotechnology. 4 (5) 281–82. doi:10.1038/nnano.2009.101.
  175. ↑ (September 2008). "Assembling materials with DNA as the guide". Science. 321 (5897) 1795–99. doi:10.1126/science.1154533.
  176. ↑ (2017). Analysis of aptamer discovery and technology. Nature Reviews Chemistry. 1 (10). doi:10.1038/s41570-017-0076.
  177. ↑ (2002). "Dating branches on the tree of life using DNA". Genome Biology. 3 (1). doi:10.1186/gb-2001-3-1-reviews0001.
  178. ↑ (May 2018). "DNA as a digital information storage device: hope or hype?". 3 Biotech. 8 (5). doi:10.1007/s13205-018-1246-7.
  179. ↑ (October 2018). "Trends to store digital data in DNA: an overview". Molecular Biology Reports. 45 (5) 1479–1490. doi:10.1007/s11033-018-4280-y.
  180. ↑ (1871). Ueber die chemische Zusammensetzung der Eiterzellen. Medicinisch-chemische Untersuchungen. 4 441–60.
  181. ↑ (January 2008). "Discovering DNA: Friedrich Miescher and the early years of nucleic acid research". Human Genetics. 122 (6) 565–81. doi:10.1007/s00439-007-0433-0.
  182. ↑ చూడండి:
  183. ↑ (September 1953). "Albrecht Kossel, a biographical sketch". The Yale Journal of Biology and Medicine. 26 (1) 80–97.
  184. ↑ (1909). Über Inosinsäure. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 42 1198–203. doi:10.1002/cber.190904201196.
  185. ↑ (1909). Über die Hefe-Nucleinsäure. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 42 (2) 2474–78. doi:10.1002/cber.190904202148.
  186. ↑ (1919). "The structure of yeast nucleic acid". J Biol Chem. 40 (2) 415–24. doi:10.1016/S0021-9258(18)87254-4.
  187. ↑ (1974). The search for the chemical structure of DNA. Connecticut Medicine. 38 (10) 551–52, 554–57.
  188. ↑ Koltsov ఒక కణం యొక్క జన్యు సమాచారం అమైనో ఆమ్లాల పొడవైన గొలుసులో ఎన్కోడ్ చేయబడిందని ప్రతిపాదించారు. చూడండి:
    • (12 December 1927). "Физико-химические основы морфологии".
    • Reprinted in: (1928). "Физико-химические основы морфологии". Успехи Экспериментальной Биологии (Advances in Experimental Biology) Series B. 7 (1) ?.
    • Reprinted in German as: (1928). "Physikalisch-chemische Grundlagen der Morphologie". Biologisches Zentralblatt. 48 (6) 345–69.
    • 1934లో, Koltsov ఒక కణం యొక్క జన్యు సమాచారాన్ని కలిగి ఉన్న ప్రోటీన్లు ప్రతిరూపం చెందుతాయని వాదించారు. చూడండి: (October 1934). "The structure of the chromosomes in the salivary glands of Drosophila". Science. 80 (2075) 312–13. doi:10.1126/science.80.2075.312.
  189. ↑ (September 2001). "The consequences of political dictatorship for Russian science". Nature Reviews Genetics. 2 (9) 723–29. doi:10.1038/35088598.
  190. ↑ (January 1928). "The Significance of Pneumococcal Types". The Journal of Hygiene. 27 (2) 113–59. doi:10.1017/S0022172400031879.
  191. ↑ (September 1994). "Bacterial gene transfer by natural genetic transformation in the environment". Microbiological Reviews. 58 (3) 563–602. doi:10.1128/MMBR.58.3.563-602.1994.
  192. ↑ (1933). "Recherches sur la synthese de l'acide thymonucleique pendant le developpement de l'oeuf d'Oursin". Archives de Biologie. 44 519–76.
  193. ↑ (1994). Les sciences biologiques et médicales en France 1920–1950. 2 207–20. CNRS Editions.
  194. ↑ చూడండి:
  195. ↑ (February 1944). "Studies on the Chemical Nature of the Substance Inducing Transformation of Pneumococcal Types: Induction of Transformation by a Desoxyribonucleic Acid Fraction Isolated from Pneumococcus Type III". The Journal of Experimental Medicine. 79 (2) 137–158. doi:10.1084/jem.79.2.137.
  196. ↑ (June 1950). Chemical specificity of nucleic acids and mechanism of their enzymatic degradation. Experientia. 6 (6) 201–209. doi:10.1007/BF02173653.
  197. ↑ (June 2005). "Chargaff's Rules: the Work of Erwin Chargaff". Journal of Biological Chemistry. 280 (24) 172–174. doi:10.1016/S0021-9258(20)61522-8.
  198. ↑ Plaque in Cambridge to honour the man who made DNA decoding possible. Royal Society of Chemistry.
  199. ↑ Nobel Prize in Chemistry 1957. The Nobel Prize.
  200. ↑ (May 1952). "Independent functions of viral protein and nucleic acid in growth of bacteriophage". The Journal of General Physiology. 36 (1) 39–56. doi:10.1085/jgp.36.1.39.
  201. ↑ Pictures and Illustrations: Crystallographic photo of Sodium Thymonucleate, Type B. "Photo 51." May 1952. scarc.library.oregonstate.edu.
  202. ↑ (2008). In pursuit of the gene: from Darwin to DNA. Harvard University Press. ISBN 978-0-674-02670-4.
  203. ↑ (February 1953). A Proposed Structure For The Nucleic Acids. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 39 (2) 84–97. doi:10.1073/pnas.39.2.84.
  204. ↑ (2009). "What Is Life?: investigating the nature of life in the age of synthetic biology". 52. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-538341-6.
  205. ↑ Double Helix of DNA: 50 Years. Nature Archives.
  206. ↑ Original X-ray diffraction image. Oregon State Library.
  207. ↑ (25 April 2023). Rosalind Franklin's role in DNA discovery gets a new twist. AP News.
  208. ↑ (25 April 2023). Untangling Rosalind Franklin's Role in DNA Discovery, 70 Years On – Historians have long debated the role that Dr. Franklin played in identifying the double helix. A new opinion essay argues that she was an "equal contributor.". The New York Times.
  209. ↑ (25 April 2023). "What Rosalind Franklin truly contributed to the discovery of DNA's structure – Franklin was no victim in how the DNA double helix was solved. An overlooked letter and an unpublished news article, both written in 1953, reveal that she was an equal player.". Nature. 616 (7958) 657–660. doi:10.1038/d41586-023-01313-5.
  210. ↑ The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1962. Nobelprize.org.
  211. ↑ (January 2003). The double helix and the 'wronged heroine'. Nature. 421 (6921) 407–08. doi:10.1038/nature01399.
  212. ↑ (1955). A Note for the RNA Tie Club.
  213. ↑ (July 1958). "The Replication of DNA in Escherichia Coli". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 44 (7) 671–82. doi:10.1073/pnas.44.7.671.
  214. ↑ The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1968. Nobelprize.org.
  215. ↑ (2008). "Discovery of DNA structure and function: Watson and Crick.". Nature Education. 1 (1) 100.
  216. ↑ (2003). "Forensic DNA Profiling and Database". The Malaysian Journal of Medical Sciences. 10 (2) 20–26.
  217. ↑ (4 October 2006). Crime-fighting successes of DNA. BBC News.

మరింత సమాచారం

  • (2003). DNA: the secret of life. Alfred A. Knopf. ISBN 0-375-41546-7.
  • (2003). "Understanding DNA: the molecule & how it works". Elsevier Academic Press. ISBN 0-12-155089-3.
  • (2003). 50 years of DNA. Palgrave Macmillan. ISBN 1-4039-1479-6.
  • (1979). "The Eighth Day of Creation: Makers of the Revolution in Biology". Cold Spring Harbor Laboratory Press. ISBN 0-671-22540-5.
  • (1994). "The path to the double helix: the discovery of DNA". Dover Publications. ISBN 0-486-68117-3. First published in October 1974 by MacMillan, with foreword by Francis Crick; the definitive DNA textbook, revised in 1994 with a nine-page postscript.
  • (January 2003). "Quiet debut for the double helix". Nature. 421 (6921) 402–05. doi:10.1038/nature01397.
  • (2009). "Francis Crick: A Biography". Cold Spring Harbor Laboratory Press. ISBN 978-0-87969-798-3.
  • (2003). "DNA Science: A First Course". Cold Spring Harbor Press. ISBN 978-0-87969-636-8.
  • (2006). "Francis Crick: discoverer of the genetic code". Eminent Lives, Atlas Books. ISBN 0-06-082333-X.
  • (2010). "DNA: A Graphic Guide to the Molecule that Shook the World". Columbia University Press. ISBN 978-0-231-14271-7.
  • (2009). The Stuff of Life: A Graphic Guide to Genetics and DNA. Hill and Wang. ISBN 978-0-8090-8947-5.
  • (1980). The Double Helix: A Personal Account of the Discovery of the Structure of DNA. Norton. ISBN 0-393-95075-1.
  • (2004). "DNA: The Secret of Life". Random House. ISBN 978-0-09-945184-6.
  • (2003). "The third man of the double helix the autobiography of Maurice Wilkins". University Press. ISBN 0-19-860665-6.

బాహ్య లింకులు

dna.ogg

మూలం: ఇంగ్లీష్ వికీపీడియాలోని “DNA” వ్యాసానికి అనువాదం. మూల వ్యాసం: https://en.wikipedia.org/wiki/DNA ఈ అనువాదం స్వయంచాలకంగా రూపొందించబడింది.

Retrieved from "https://ltrc.sciwiki.in/index.php?title=DNA&oldid=4548"