დეზოქსირიბონუკლეინის მჟავა

0
370

ორგანიზმთა მიერ თავის შთამომავლობაში ნიშან-თვისებათა მემკვიდრეობით გადაცემისა და ამ ნიშან-თვისებათა ცვალებადობის საკითხები ძველთაგანვე აინტერესებდა ადამიანს და საუკუნეთა განმავლობაში იდუმალებით იყო მოცული. ადამიანმა ძალიან დიდხანს არ იცოდა ამ მოვლენების დედაარსი და არც შეეძლო მათი ახსნა, თუმცა ცოცხალ არსებათა ამ თვისებებს იყენებდა კიდეც თავისი ინტერესებსათვის, ისევე, როგორც იყენებდა ცეცხლს და სხვა გარემოში არსებულ ნივთიერებებს, თუ ასე შეგვიძლია ვუწოდოთ მათ.

მაგრამ რადგან ადამიანი იყენებდა ცეცხლს განა მან იცოდა წვის არსი?! საუკუნეთა განმავლობაში გროვდებოდა ცნობები ორგანიზმთა ნაირგვარობის, მათი გამრავლების ფორმებისა და სხვა თავისებურებებათა შესახებ. სხვადასხვა მნიშვნელობის კვლევები ჯერ კიდეც მეცხრამეტე საუკუნეში დაიწყო, მაგრამ პირველმა ჩეხმა მეცნიერმა გ. მენდელმა ბარდაზე (მცენარე) ჩატარებული ექსპერიმენტებით სცადა ჩამოეყალიბებინა მშობლებიდან შთამომავლობაში ნიშან-თვისებათა გადაცემის მემკვიდრულობის კანონზომიერებანი.

დაგვიანებით და თან წარმატებით მიმდინარეობდა ორგანიზმთა აგებულების ნატიფი სტრუქტურის კვლევაც. გამოვლინდა უჯრედის აღნაგობის ძირითადი სურათიც. უკეთ შესწავლის შემდეგ დადგინადა, რომ მემკვიდრულ ნიშან-თვისებათა განმაპირობებელი ფაქტორები – იგივე გენები – მოთავსებული უნდა ყოფილიყო უჯრედის ბირთვის განსაკუთრებულ წარმონაქმნებში – ქრომოსომებში, რომელთაც აქვთ უაღრესად კანონზომიერი დაყოფის უნარი, რის დროსაც ორმაგდებიან და ნაწილდებიან უჯრედებში უჯდრედის არაპირდაპირი დაყოფის ანუ მიტოზის დროს.

1944 წელს ზუსტი ექსპერიმენტებით დადგინდა, რომ მემკვიდრულობის ქიმიური საფუძველს წარმოადგენდა განსაკუთრებული აღნაგობის ნაერთები – ნუკლეინის მჟავები, კერძოდ დეზოქსირიბონუკლეინის მჟავა (დნმ), რომელიც ქრომოსომების მთავარი შემადგენელი ნაწილია. ეს ნივთიერება ჯერ კიდევ 1868 წელს აღმოაჩინა შვეიცარიელმა ექიმმა მიშერმა, მაგრამ მისი რეალური ფუნქცია და როლი მხოლოდ 80 წლის შემდეგ დადგინდა. გაირკვა, რომ ცოცხალ სისტემაში, უჯრედში ყოველგვარი სტრუქტურების წარმოქმნა და ფუნქციონირება და საერთოდ სასიცოცხლო პროცესთა მსვლელობა, სწორედ დნმ-შია დაპროგრამებული, რის გამოც მას მრავალი ზედმეტსახელიც კი უწოდეს, მაგალითად “მემკვიდრული ნივთიერება”, “უმთავრესი მოლეკულა”, “სიცოცხლის ძაფი” და სხვა.

დნმ-ს თავისი გენეტიკური ფუნქციის განხორციელებაში ემსახურებიან მისი მსხგავსი ნაერთები – სხვადასხვა ტიპის რიბონუკლეინის მჟავები (რნმ), რომლებიც წარმოიქმნებიან დნმ-ის მოლეკულის სხვადსხვა უბანზე და საბოლოოდ უშუალოდ განაპირობებენ სიცოცხლის პროცესის ნაირგვარი მხარეებისათვის საჭირო უმთავრესი ორგანული ნაერთების – ცილების წარმოქმნას.

უნდა აღინიშნოს ის ფაქტი, რომ ადამიანისათვის ცნობილი ყველაზე პატარა წარმონაქმნი უჯრედია (თუ არ ჩავთვლით ვირუსებს, რომლებიც არსებობა-არარსებობის მიჯნაზე არიან). უჯრედში ჩვეულებრივ ერთი ბირთვია, ზოგჯერ ვხდვებით ორ ან მეტ ბირთვსაც. ისეთ უჯრედებში, რომელთაც ბირთვი არა აქვთ, დნმ დიფუზიურადაა განაწილებული, ხოლო ბირთვის მქონე უჯრედებში იგი ნაირგვარ ცილებთამ რნმ-თანმ ლიპიდებთან და პოლისაქარიდებთან ერთად ქრომატინს წარმოქმნის. ანუ ერთი სიტყვით, რომ ვთქვათ, დნმ-ის, რნმ-ისა და ცილების კომპლექსია ქრომატინი, რომელშიც ხდება გენეტიკური ინფორმაციის რეალიზაცია. მას მიკროსკოპში საკმაოდ საინტერესო – ბადისებური ფორმა აქვს, უჯრედის დაყოფისას კი იგი ძაფებად, ანუ ქრომოსომებად იშლება.

მაგრამ თავის მხრივ შეგვიძლია უფრო ჩავუღრმავდეთ: როგორც დნმ-ის, ისე რნმ-ის მოლეკულა შედგება შედარებით მცირე ზომის ნაერთებისაგან – ნუკლეოტიდებისაგან. დაყოფილი ნუკლეოტიდი კი თავის მხრივ შეიცავს სამ კომპონენტს: აზოტოვან ფუძეს, ხუთნახშირბადიან შაქარს, რომელსაც პენტოზას უწოდებენ და ფოსფორის მჟავის ნარჩენს. დნმ-ში ნუკლეოტიდები ერთმანეთზე საქარიდებისა და ფოსფორმჟავას ჯგუფებით არის გადაბმული.

დნმ-ის შედგენილობაში ვხვდებით ოთხი ტიპის აზტოვან ფუძეს: ადენინს, გუანინს, ციტოზინსა და თიმინს, ხოლო შაქაროვანი კომპონენტი დეზოქსირობოზაა. რნმ-ში ასეთივე ოთხი ტიპის აზოტოვანი ფუძეა.

როგორც დნმ-ის, ისე რნმ-ის მოკლეკულის შემადგენელი ნუკლეოტიდები ერთმანეთთან დაკავშირებულია ფოსფორ-ეთეროვანი ბმებით და წარმოქმნიან გიგანტურ პოლინუკლეოტიდურ ძაფს, რომელშიც თითოეული ნუკლეოტიდი მრავალჯერ შედის და მეორდება ნაირგვარი თანმიმდევრობით. თანამედროვე ორგანიზმთა დნმ უმეტესად ორძაფიანია, ხოლო რნმ ერთძაფიანი.

ეს აღმოჩენა ინგლისელ და ამერიკელ მეცნიერებს ეკუთვნით. კვლევებმა ცხადყო, რომ დნმ-ის ორი პოლინუკლეოტიდური ძაფი დაკავშირებულია ერთმანეთთან აზოტოვან ფუძეებს შორის წარმოქმნილი წყალბადური ბმებით. ამასთან, ერთი ძაფის ადენინი უკავშირდება მეორე ძაფის თიმინს, ხოლო გუანინი – ციტოზინს. ადენინსა და თიმინს შოირის ორი წყალბადური ბმაა, ხოლო გუანინი და ციტოზინი ერთმანეთთან დაკავშირებული სამი ასეთი ბმით.

აქედან შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ დნმ-ის მოკლეკულა ერთგვარი კიბეა, რომლის საფეხურები წყალბადური ბმებია. საბოლოოდ კი ასეთი კიბე დაგრეხილია ერთი ღერძის ირგვლივ, რაც განაპირობებს იმას, რომ მოლეკულა იძენს ხვეულ სახეს.

დიდახნს მიაჩნდათ, რომ დნმ-ის ორმაგი სპირალი მყარი და უცვლელი სტრუქტურა იყო. შემდგომში აღმოჩნდა, რომ მოლეკულა საკმაოდ დინამიკურია და ზოგჯერ ძლიერ მოდიფიცირდება – იცვლება.

რაოდენ საოცარი, უცნაური, სასაცილო, ან საინტერესოც არ უნდა იყოს, სწორედ დეზოქსირიბონუკლეინის მჟავა განსაზღვრავს ადამიანის “ადამიანურ” აღნაგობასა და სიცოცხლეს, ხოლო მასთან “არაფაქიზი” მოპყრბა კი – მუტაციას.

მოამზადა:გიორგი კობერიძემ

დატოვეთ კომენტარი, თქვნი აზრი მნიშვნელოვანია!

თქვენი გამოხმაურება
შეიყვანეთ თქვენი სახელი