அறிவியலை மின்மயமாக்குதல்: புதிய ஆய்வு புரதங்கள் மூலம் கடத்துவதை விவரிக்கிறது - Phys.org

news-details

டி.என்.ஏ பாலிமரேஸ் - நியூக்ளியோடைடு கட்டுமானத் தொகுதிகளிலிருந்து டி.என்.ஏ மூலக்கூறுகளை ஒருங்கிணைக்கும் ஒரு நொதி - ஒரு ஜோடி மின்முனைகளுக்கு இடையில் தயாராக உள்ளது. பாலிமரேஸால் நியூக்ளியோடைட்களை பிணைப்பது நடத்தை கூர்முனைகளை ஏற்படுத்துகிறது, இது பாலிமரேஸால் பிணைக்கப்பட்ட குறிப்பிட்ட மூலக்கூறுகளின் சிறப்பியல்புகளாக இருக்கலாம்.அதனால் ஒரு சாதனம், கோட்பாட்டில், விரைவான, துல்லியமான, குறைந்த விலை டி.என்.ஏ வரிசைமுறையை மேற்கொள்ளக்கூடும், மேலும் மருத்துவத்தில் பல கூடுதல் பயன்பாடுகளைக் கொண்டிருக்கலாம் நோயறிதல், தொழில்துறை உற்பத்தி மற்றும் பிற பகுதிகள். கடன்: லிண்ட்சே ஆய்வகம்              வாழ்க்கைக்கு அவசியமான உயிர் அணுக்களின் மிருகக்காட்சிசாலையின் மத்தியில், நொதிகள் மிக முக்கியமானவை. வேதியியல் எதிர்வினைகளின் வீதத்தை விரைவுபடுத்தும் இந்த சிறப்பு புரதங்கள் இல்லாமல், உயிரணு வளர்ச்சி மற்றும் செரிமானம் முதல் சுவாசம் மற்றும் நரம்பு செயல்பாடு வரை ஆயிரக்கணக்கான அத்தியாவசிய வாழ்க்கை செயல்முறைகள் சாத்தியமற்றது.                                                       புதிய ஆராய்ச்சியில், ஸ்டூவர்ட் லிண்ட்சே மற்றும் அவரது சகாக்கள் சமீபத்தில் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட நொதிகளால் மேற்கொள்ளப்பட்ட சாதனையை ஆராய்கின்றனர், பெரும்பாலும் எல்லா புரதங்களும். சரியான நிலைமைகளின் கீழ், அவை மின்சாரத்தின் மிகச்சிறந்த கடத்திகளாக செயல்பட முடியும், மேலும் அவை பலவிதமான மின்னணு சாதனங்களில் இணைக்க அனுமதிக்கின்றன. "இது என்சைம்களின் அற்புதமான வேதியியல் பன்முகத்தன்மையை நேரடியாக ஒரு கணினியில் செருகுவதற்கான ஒரு வழியாகும்" என்று லிண்ட்சே கூறுகிறார். இயற்கையில் புரத நடத்தைகளின் பங்கு மர்மம் மற்றும் ஊக விஷயமாக இருக்கும்போது, ​​மனித பயன்பாட்டிற்காக இந்த நிகழ்வைப் பயன்படுத்துவது உயிர்வேதியியல் உணர்திறன் சாதனங்கள், ஸ்மார்ட் தொழில்துறை உற்பத்தி மற்றும் மருத்துவ நோயறிதலில் புதிய கண்டுபிடிப்புகளுக்கு புதிய வழிகளைத் திறக்கும். ஒரு சிறப்பு வகை நொதியின் மூலம் மிகவும் உற்சாகமான, மின் நடத்தை டி.என்.ஏ வரிசைப்படுத்துதலுக்கான குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றத்தைக் குறிக்கலாம். இயற்கையின் சொந்த உயர்-தெளிவுத்திறன் கொண்ட டி.என்.ஏ ரீடர் டி.என்.ஏ பாலிமரேஸைப் பயன்படுத்துவது, அத்தகைய சாதனத்தில் முழு மனித மரபணுக்களின் மின்னல் வேகத்தை மிகக் குறைந்த செலவில் முன்னோடியில்லாத துல்லியத்துடன் வரிசைப்படுத்த அனுமதிக்கும். புதிய ஆய்வு "கணினி சிப்பில் உள்ள எந்த நொதியின் செயல்பாட்டையும் பார்க்கும் பண்டோராவின் பெட்டியைத் திறக்கிறது." தற்போதைய நிகழ்வுகள் புதிய ஆய்வின் ஆசிரியர்கள் ஒரு டி.என்.ஏ பாலிமரேஸை ஒரு ஜோடி மின்முனைகளுடன் இணைக்க அவர்கள் பயன்படுத்திய தந்திரங்களையும், அதன் விளைவாக நிகழும் தற்போதைய கூர்முனைகளும் நொதியுடன் தொடர்புடையவை மற்றும் இலக்கு டி.என்.ஏ நியூக்ளியோடைட்களை அடுத்தடுத்து பிணைத்து வெளியிடுகின்றன. என்சைம் நடத்துதலின் வெற்றிகரமான ஆர்ப்பாட்டம் இறுதியில் கணினி சில்லுகளில் புரதங்களின் வரிசைகளை ஏற்றுவதற்கு வழிவகுக்கிறது, அங்கு அவை பல்வேறு பணிகளுக்கு உயிரியல் இணை செயலிகளாக செயல்பட முடியும். "என்சைம்கள் நம்பமுடியாத மூலக்கூறுகள், அவை வேதியியல் எதிர்வினைகளைச் செய்கின்றன, அவை வேறுவிதமாக நடக்காது" என்று லிண்ட்சே கூறுகிறார். இந்த மூலக்கூறுகளின் சக்தியைப் புரிந்துகொள்ள, வாழ்க்கை செயல்முறைகளுக்கு இன்றியமையாத சில எதிர்வினைகள், வினாடிக்கு ஆயிரக்கணக்கான முறை விரிவடைந்து, நொதிகள் இல்லாத நிலையில் ஆயிரக்கணக்கான ஆண்டுகள் நிகழும்.                                                                                      அரிசோனா மாநில பல்கலைக்கழகத்தில் ஒற்றை மூலக்கூறு உயிர் இயற்பியலுக்கான பயோசெடின் மையத்தை லிண்ட்சே இயக்குகிறார். மையத்தின் முதன்மை ஆராய்ச்சி மூலக்கூறு மருத்துவம் மற்றும் நானோ தொழில்நுட்பத்தின் இணைப்பில் அறிவியலில் கவனம் செலுத்துகிறது. அவரது குழுவின் கண்டுபிடிப்புகள் ஏ.சி.எஸ் நானோ இதழின் வரவிருக்கும் பதிப்பில் காணப்படுகின்றன. நடத்துனர்களாக புரதங்கள் மிக சமீபத்தில் வரை, புரதங்கள் கண்டிப்பாக மின் மின்னோட்ட ஓட்டத்தின் மின்தேக்கிகளாக கருதப்பட்டன. இப்போது, ​​அவற்றின் அசாதாரண இயற்பியல் பண்புகள் ஒரு மின்தேக்கி மற்றும் ஒரு கடத்திக்கு இடையில் உணர்திறன் கொண்ட ஒரு நிலைக்கு வழிவகுக்கும் என்று தெரிகிறது. (குவாண்டம் விமர்சனம் எனப்படும் ஒரு நிகழ்வு அவர்களின் விசித்திரமான நடத்தையின் இதயத்தில் இருக்கலாம்.)                                    உண்மையில், முந்தைய ஆராய்ச்சியில், லிண்ட்சே ஒரு ஜோடி மின்முனைகளுக்கு இடையில் கைப்பற்றப்பட்ட ஒரு புரதத்தின் மூலம் வலுவான மின் நடத்தையை நிரூபித்தார். புதிய ஆராய்ச்சி புரத நடத்தை பற்றிய விசாரணைகளை ஒரு படி மேலே கொண்டு செல்கிறது. முன்னதாக, புரதம் அதன் இரண்டு செயலில் உள்ள தளங்கள் வழியாக இணைக்கப்பட்டது. தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட மூலக்கூறுகளை பிணைக்கும் ஒரு புரதத்தின் பகுதிகள் இவை, பெரும்பாலும் மூலக்கூறின் சிக்கலான 3-டி கட்டமைப்பில் இணக்கமான மாற்றம் மற்றும் புரதத்தின் கொடுக்கப்பட்ட பணியை நிறைவு செய்தல். இந்த நேரத்தில், நொதி மீது மாற்று பிணைப்பு தளங்கள் மூலம் உயிரி மூலக்கூறு மின்முனைகளுக்கு உணர்திறன் மிக்கதாக இருந்தது, மூலக்கூறுகளை பிணைப்பதற்கும் இயற்கையான புரதச் செயல்பாட்டைச் செய்வதற்கும் செயலில் உள்ள தளங்கள் கிடைக்கின்றன. நேச்சரின் கின்டெல் சோதனைகளுக்கு தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட நொதி மூலக்கூறு வாழ்க்கைக்கு மிக முக்கியமான ஒன்றாகும். டி.என்.ஏ பாலிமரேஸ் என அழைக்கப்படும் இந்த நொதி டி.என்.ஏவின் நீளத்தில் அடுத்தடுத்த நியூக்ளியோடைட்களுடன் பிணைக்கப்பட்டு நியூக்ளியோடைட்களின் பாராட்டு சங்கிலியை ஒவ்வொன்றாக உருவாக்குகிறது. இந்த பல்துறை நானோமைன் வாழ்க்கை முறைகளில் உயிரணு பிரதிபலிப்பின் போது டி.என்.ஏவை நகலெடுப்பதற்கும், டி.என்.ஏவுக்கு இடைவெளிகள் அல்லது பிற அவமானங்களை சரிசெய்வதற்கும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. பயோடின் மற்றும் ஸ்ட்ரெப்டாவிடின் எனப்படும் இரண்டு சிறப்பு பிணைப்பு இரசாயனங்கள் மூலம் வலுவான நடத்துதல் சமிக்ஞைகளை உருவாக்க டி.என்.ஏ பாலிமரேஸை மின்முனைகளுடன் இணைப்பதற்கான நுட்பங்களை இந்த ஆய்வு விவரிக்கிறது. இந்த நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி ஒரு மின்முனை செயல்படும் போது, ​​டி.என்.ஏ பாலிமரேஸாக அடுத்தடுத்து பிணைக்கப்பட்டு, ஒவ்வொரு நியூக்ளியோடைடையும் வெளியிடுவதால் சிறிய நடத்தை கூர்முனைகள் உருவாக்கப்பட்டன. இரண்டு மின்முனைகளும் ஸ்ட்ரெப்டாவிடின் மற்றும் பயோட்டின் மூலம் அலங்கரிக்கப்பட்டபோது, ​​3-5 மடங்கு பெரிய அளவைக் கொண்ட மிக வலுவான நடத்துதல் சமிக்ஞைகள் காணப்பட்டன.                               ஒற்றை மூலக்கூறு உயிர் இயற்பியலுக்கான பயோடிசைன் மையத்தை ஸ்டூவர்ட் லிண்ட்சே இயக்குகிறார். அவர் ஒரு ரீஜண்ட்ஸ் பேராசிரியராகவும், நாடின் மற்றும் இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பேராசிரியராகவும் உள்ளார். கடன்: ASU இல் பயோடிசைன் நிறுவனம்              விரைவான டி.என்.ஏ வரிசைமுறையைச் செய்வதற்கு பாலிமரேஸைக் கட்டுப்படுத்துவதற்கான யோசனை லிண்ட்சேவுடன் சிறிது நேரம் உள்ளது. அவர் உருவாக்கிய முந்தைய சாதனங்களில் இதைப் பயன்படுத்துவதைக் கருத்தில் கொண்டார், அதில் டி.என்.ஏவின் பகுதிகள் குறுகிய சுரங்கப்பாதை சந்திப்புகள் மூலம் வழங்கப்பட்டன. "பாலிமரேஸின் உள்ளே ஒரு ஜோடி எலக்ட்ரோட்களை வைக்க முடிந்தால் அது சுத்தமாக இருக்காது, ஏனெனில் பாலிமரேஸ் டி.என்.ஏவைப் பிடித்து சந்தி வழியாக சக் செய்கிறது. பாலிமரேஸில் பதிக்கப்பட்ட ஒரு வாசிப்பு வழிமுறை உங்களிடம் இருந்தால், உங்களுக்கு சிறந்த வரிசைமுறை இயந்திரம் கிடைத்துள்ளது . " புதிய முறை வேறுபட்ட அணுகுமுறையை எடுக்க நம்புகிறது, பாலிமரேஸின் சொந்த வேக-வாசிப்பு நிபுணத்துவத்தைப் பயன்படுத்தி 4 டி.என்.ஏ தளங்களில் ஒவ்வொன்றிற்கும் குறிப்பிட்ட நடத்து கூர்முனைகள் மூலம் நியூக்ளியோடைட்களைப் படிக்க உதவுகிறது. நடைமுறையில், பல வடிவமைப்பு தடைகளை கடக்க வேண்டும். மின் நடத்தைக்கான பாலிமரேஸின் சரியான இணைப்பு ஒரு நுட்பமான விவகாரம் மற்றும் அதிக சோதனை மற்றும் பிழையை உள்ளடக்கியது. பிணைப்பு தளங்கள் புரதங்களை மடிப்பு மற்றும் செயல்பாட்டை பாதிக்காத குறிப்பிட்ட களங்களில் வடிவமைக்கப்பட வேண்டும் மற்றும் நொதி மின்முனைகளுடன் தொடர்பு கொள்வதைத் தடுக்க இணைப்புகளை உருவாக்க வேண்டும். மூலக்கூறை பிணைப்பதற்கு பயோட்டின் பயன்பாடும் அதிக நடத்தைக்கு முக்கியமானதாகத் தெரிகிறது. ஸ்ட்ரெப்டாவிடினின் பாக்கெட்டை பிணைக்கும் பயோட்டின், எலக்ட்ரான் போக்குவரத்தை புரத உட்புறத்தில் ஆழமாக இயக்க உதவுகிறது, இதனால் நடத்தை அதிகப்படுத்துகிறது. ஒவ்வொரு அடுத்தடுத்த டி.என்.ஏ தளத்தையும் பின்னணி இரைச்சல் மற்றும் நொதிக்கான தொடர்பு புள்ளிகளின் சீரற்ற இயக்கங்களிலிருந்து பதிவுசெய்தல் நடத்தை சமிக்ஞைகள் சவாலானவை என்பதை நிரூபித்துள்ளன, மேலும் நடத்தை வாசிப்புகளை தெளிவுபடுத்துவதற்காக அதிநவீன இயந்திர கற்றல் வழிமுறைகள் தாங்கப்படுகின்றன. பாலிமரேஸ்கள் ஒழுங்காக தனிமைப்படுத்தப்பட்ட மற்றும் சீல் செய்யப்பட்ட சில்லுகளில் என்சைமை கடுமையாக வைத்திருக்கும் போது இந்த சத்தம் சிக்கல்கள் பல தீர்க்கப்படும் என்று லிண்ட்சே நம்புகிறார். என்சைம் எல்லைகள் முதல் முழுமையான மனித மரபணு அறிவியல் மற்றும் மருத்துவத்திற்கான ஒரு மைல்கல்லாகும். மனித ஜீனோம் திட்டத்தின் கடுமையான முயற்சி 13 பில்லியன் உழைப்பை ஒரு பில்லியன் டாலர் செலவில் பயன்படுத்தியது. இப்போது புரத பயோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் ஒரு புதிய சகாப்தத்திற்கான வெள்ள வாயில்கள் திறக்கப்படலாம், பல ஆச்சரியங்கள் கடையில் இருக்கலாம். மீதமுள்ள தொழில்நுட்ப இடையூறுகளை சமாளிக்க முடிந்தால், டி.என்.ஏ வரிசைமுறை ஒரு செயல்பாட்டு டி.என்.ஏ பாலிமரேஸின் முறிவு வேகத்தில் அல்லது வினாடிக்கு நூறு நியூக்ளியோடைட்களை மேற்கொள்ள முடியும். "நீங்கள் 10,000 மூலக்கூறுகளை ஒரு சிப்பில் வைத்தால், ஒரு கடினமான காரியத்தைச் செய்ய முடியாது, ஒரு மணி நேரத்திற்குள் ஒரு முழு மரபணுவையும் வரிசைப்படுத்துவீர்கள்" என்று லிண்ட்சே கூறுகிறார்                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     சான்று:                                                  மின்மயமாக்கல் அறிவியல்: புதிய ஆய்வு புரதங்கள் மூலம் கடத்தலை விவரிக்கிறது (2019, அக்டோபர் 31)                                                  பார்த்த நாள் 1 நவம்பர் 2019                                                  https://phys.org/news/2019-10-electrify-science-proteins.html இலிருந்து                                                                                                                                       இந்த ஆவணம் பதிப்புரிமைக்கு உட்பட்டது. தனியார் ஆய்வு அல்லது ஆராய்ச்சியின் நோக்கத்திற்காக எந்தவொரு நியாயமான கையாளுதலையும் தவிர, இல்லை                                             எழுத்துப்பூர்வ அனுமதியின்றி பகுதி மீண்டும் உருவாக்கப்படலாம். உள்ளடக்கம் தகவல் நோக்கங்களுக்காக மட்டுமே வழங்கப்படுகிறது.                                                                                                                                மேலும் வாசிக்க