പ്രപഞ്ചവും മനുഷ്യനും/ജീൻ ഒരു രാസസംയുക്തം

[ 143 ]

13

ജീൻ ഒരു രാസസംയുക്തം

ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ ആദ്യശതകത്തിൽ ജീവശാസ്ത്രജ്ഞന്മാരുടെ മനോമുകുരങ്ങളിൽ ജീൻ എന്ന സങ്കല്പത്തിനു സ്ഥായീഭാവം ലഭിച്ചു കൊണ്ടിരിക്കുകയായിരുന്നെങ്കിലും, അതേക്കുറിച്ച് ഒട്ടേറെ സന്ദേഹങ്ങളും പൊന്തിവന്നിരുന്നു. ജീനുകളുടെ ഭൗതികാടിസ്ഥാനം കോശകേന്ദ്രത്തിലെ ക്രോമസോമുകളാണെന്നു വ്യക്തമായി വരികയായിരുന്നു. പക്ഷേ, ഓരോ ജീവികളിലും ക്രോമസങ്ങളുടെ എണ്ണത്തിനൊരു പരിധിയുണ്ട്. സാധാരണ ജീവകോശങ്ങളിലെല്ലാം ക്രോമസങ്ങൾ ജോഡിയായിട്ടാണു നിലനിൽക്കുന്നത്. മനുഷ്യനിൽ 46 ക്രോമസങ്ങൾ അഥവാ 23 ജോഡി ക്രോമസങ്ങളുണ്ട്. എന്നാൽ മനുഷ്യനിലടക്കം എല്ലാ ജീവികളിലെയും ബീജകോശങ്ങളുടെ എണ്ണം പകുതിയാകുന്നു. മനുഷ്യബീജകോശങ്ങളിൽ 23 ക്രോമസോമുകളെ ഉണ്ടാവുകയുള്ളു. ഒരു ക്രോമസത്തിൽ ഒരു ജീൻ മാത്രമേ നിലിൽക്കുന്നുള്ളുവെങ്കിൽ ഓരോ ജീവികളിലും വളരെ പരിമിതമായ ജീനുകളേ ഉണ്ടാവുകയുള്ളു. എന്നാൽ ഓരോ ജീവിയും പ്രകടിപ്പിക്കുന്ന സ്വഭാവങ്ങൾ അസംഖ്യമെത്ര. മാത്രമല്ല, ഒരു സ്വഭാവം ഒറ്റയ്ക്കെടുത്ത് പഠനവിധേയമാക്കുമ്പോൾ മാത്രമേ, മെൻഡൽ ചൂണ്ടിക്കാണിച്ച നിയമങ്ങൾക്കനുസൃതമായ അനുപാതങ്ങളിൽ ആ സ്വഭാവം തുടർന്നുള്ള തലമുറകളിൽ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നുള്ളൂ. ഒന്നിലധികം സ്വഭാവങ്ങൾ ഒരുമിച്ചു പഠിക്കുമ്പോൾ ഈ നിയമങ്ങൾ ലംഘിക്കപ്പെടുന്നു.

ഇത്തരം സംശയങ്ങൾ നിലനിന്നിരുന്നതിനാൽ 1903-ൽ സട്ടൻ സിദ്ധാന്തിച്ചതുപോലെ പാരമ്പര്യഘടകങ്ങൾ ക്രോമസങ്ങളിലാണു നിലനിൽക്കുന്നതെന്ന് വിശ്വസിയ്ക്കാൻ പലരും തയ്യാറായില്ല. ഈ പ്രതിസന്ധിക്കൊരു പരിഹാരം കണ്ടെത്തിയത് 1911-ൽ ടി.എച്ച്. മോർഗനാണ്. അദ്ദേഹം ഡ്രോസോഫില എന്നു വിളിക്കപ്പെടുന്ന ഒരു തരം ചെറിയ ഈച്ചകളിൽ നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങൾ വഴി, ഒരേ ക്രോമസത്തിൽ അനവധി ജീനുകൾ പരസ്പരബദ്ധമായി അണിനിരന്നു നിൽക്കുകയാണെന്നു തെളിയിച്ചു. ബീജകോശ രൂപീകരണ സമയത്തു നടക്കുന്ന ന്യൂനീകരണ വിഭജനത്തിനിടയ്ക്ക്, ക്രോമസങ്ങളെല്ലാം ജോഡികളായി അണിനിരക്കും: ഈ ജോഡികളിൽ പരസ്പരം അഭിമുഖമായി നിൽക്കുന്ന ജീനുകൾ സമാനസ്വഭാവങ്ങളെ പ്രതി നിധീകരിക്കുന്നവയാണ്. ഇങ്ങനെ അണിനിരക്കുന്ന ക്രോമസങ്ങൾ അവയുടെ ഘടകങ്ങൾ പരസ്പരം കൈമാറുകയും പതിവുണ്ട്. മോർഗൻ കണ്ടുപിടിച്ച ഈ രണ്ടു വസ്തുതകളും പാരമ്പര്യശാസ്ത്രത്തിന്റെ മൗലികനിയമങ്ങളാണ്. [ 144 ] എക്സ്റേ ഉപയോഗിച്ച് ക്രോമസങ്ങളിൽ ഭൗതികമാറ്റം വരുത്തിയതിന്റെ ഫലമായി പുതിയ സ്വഭാവങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ 1926-ൽ എച്ച്.ജെ. മുള്ളർക്കു കഴിഞ്ഞു. ഇതോടെ എല്ലാ ജൈവപ്രവർത്തനങ്ങളുടെയും കേന്ദ്രബിന്ദുവായ ജീൻ മനുഷ്യന്റെ നിയന്ത്രണത്തിനു വിധേയമാകുമെന്നു തെളിഞ്ഞു. ഇങ്ങനെയാക്കെയാണെങ്കിലും ജീനിന്റെ ഭൗതികഘടനയെക്കുറിച്ചും, അത് വിവിധ സ്വഭാവങ്ങളെ എങ്ങനെയാണു നിയന്ത്രിക്കുന്നത് എന്നതിനെക്കുറിച്ചും വസ്തുനിഷ്ഠമായ ഒരറിവും ശാസ്ത്രജ്ഞന്മാർക്കുണ്ടായിരുന്നില്ല.

മെൻഡലിൽനിന്നാരംഭിച്ച് ഡിവ്രീസ്, മോർഗൻ, മുള്ളർ എന്നിവരിലൂടെ പാരമ്പര്യശാസ്ത്രം ദ്രുതഗതിയിൽ വളർന്നുകൊണ്ടിരുന്ന ആ കാലഘട്ടത്തിൽ അവരുടെയെല്ലാം കണ്ടുപിടുത്തങ്ങൾക്കാധാരമായ ഭൗതിക വസ്തു, പശിമയുള്ള ഒരു വെളുത്ത പൊടി, ആരാലും ശ്രദ്ധിക്കപ്പെടാതെ പല പരീക്ഷണശാലകളിലെയും അലമാരകളിൽ കിടന്നിരുന്നു. 'ന്യൂക്ളിക്കമ്ളം' എന്ന മുദ്രയൊട്ടിച്ച ആ കുപ്പികൾ പൊടിപിടിച്ചു കിടന്നപ്പോൾ അവയിലടങ്ങിയിട്ടുള്ള അമൂല്യവസ്തുവിന്റെ പ്രാധാന്യത്തെക്കുറിച്ച് ആരുംതന്നെ ബോധവാന്മാരായിരുന്നില്ല.

മെൻഡൽ തന്റെ സിദ്ധാന്തങ്ങൾ അവതരിപ്പിച്ച് നാലു വർഷങ്ങൾക്കു ശേഷമാണ് 1869-ൽ ഫ്രീഡ്രിക് മീഷർ എന്ന സ്വിസ് രസതന്ത്രജ്ഞൻ ജീവകോശങ്ങളിലെ ന്യൂക്ളിയസ്സിനെ മാത്രം വേർതിരിച്ചെടുത്തത്. മറ്റു കോശവസ്തുക്കളുടെ രാസഘടനയിൽനിന്ന് തുലോം വ്യത്യസ്തമായിരുന്ന ഈ രാസപദാർത്ഥത്തിന് അദ്ദേഹം 'ന്യൂക്ളീൻ' എന്നു പേരിട്ടു. ന്യൂക്ളിയസ്സിൽനിന്നും പ്രോട്ടീനും മറ്റും നീക്കംചെയ്ത് ശുദ്ധമായ ന്യൂക്ളിൻ തന്നെ വേർതിരിച്ചെടുക്കാൻ അദ്ദേഹത്തിനു കഴിഞ്ഞു. തന്മൂലം അതിന്റെ രാസഘടകങ്ങൾ പരിശോധിച്ചപ്പോൾ മറ്റെല്ലാ രാസസംയുക്തങ്ങളെയുംപോലെ ഇതിലും കാർബൺ, ഓക്സിജൻ, ഹൈഡ്രജൻ, നൈട്രജൻ, ഫോസ്ഫറസ് എന്നീ മൂലകങ്ങളാണുള്ളതെന്ന് മനസ്സിലായി. മീഷറുടെ ഗവേഷണങ്ങൾ തുടർന്ന മറ്റു ശാസ്ത്രജ്ഞന്മാർ ന്യൂക്ളിൻ ഒരു അമ്ളഗുണമുള്ള വസ്തുവായതിനാൽ അതിനെ ന്യൂക്ളിക്കമ്ളം എന്നു വിളിക്കാമെന്നു നിർദ്ദേശിച്ചു.

തുടർന്നുള്ള ഗവേഷണങ്ങൾ ഈ ന്യൂക്ലിക്കമ്ലത്തിന്റെ ഘടനയെക്കുറിച്ച് ഒരേകദേശം രൂപം നൽകാൻ സഹായിച്ചു. മറ്റേതൊരു തന്മാത്രയെ അപേക്ഷിച്ചും വളരെ വലിയ ചരടുപോലുള്ള തന്മാത്രകളാണ് ഈ രാസവസ്തുവെന്നു വ്യക്തമായി. അതിനെ വിഛേദിക്കാൻ ശ്രമിച്ചപ്പോൾ ഓരോ മൂലകവും വേർതിരിഞ്ഞില്ലെങ്കിലും കുറേ കീഴ്ഘടകങ്ങളായി അവ വേർപെട്ടു. ഓരോ കീഴ്ഘടകത്തിന്റെയും രാസഘടന ഇങ്ങനെയായിരുന്നു. അഞ്ചു പഞ്ചസാര തന്മാത്രകൾ, അവയോടു ബന്ധപ്പെട്ടുകൊണ്ടു വ്യത്യസ്ത തരത്തിലുള്ള നൈട്രജൻ വാഹികളായ നാലു സംയുക്തങ്ങളും. ഏതാണ്ട് മൂവായിരത്തോളം വരുന്ന ഇത്തരം കീഴ്ഘടകങ്ങളെല്ലാം ഫോസ്ഫോറിക് അമ്ലത്താൽ ബന്ധിക്കപ്പെട്ടിരുന്നു. ഈ സങ്കീർണ്ണരാസവസ്തുവിനു നൽകിയ [ 145 ] പേരാണ് ഡിയോക്സിറിബോ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് അഥവാ ഡി.എൻ.എ. പിന്നീട് ഏറെക്കാലം ഈ വെളുത്ത പൊടി ആരാലും ശ്രദ്ധിക്കപ്പെടാതെ കിടക്കുകയായിരുന്നു.

ഇടയ്ക്കുവച്ച് റോബർട്ട് ഫുൾജെൻ, ആസിഡ് ഫ്യൂഷൻ എന്ന രാസവസ്തുവുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിപ്പിച്ചതിന്റെ ഫലമായി ന്യൂക്ലിക്കമ്ലം കടും ചുവപ്പുനിറമായി മാറുന്നതു കാണുകയുണ്ടായി. ജീവകോശത്തിന്റെ മറ്റൊരുഭാഗമായിട്ടും ഇത്തരം പ്രവർത്തനം നടക്കാത്തതു നിമിത്തം ന്യൂക്ലിക്കമ്ലം അഥവാ ഡി.എൻ.എ. എവിടെയൊക്കെ സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു എന്നു മനസ്സിലാക്കാറായി. തൽഫലമായി ന്യൂക്ലിയസ്സിൽ മാത്രമേ ഡി.എൻ.എ. നിലനിൽക്കുന്നുള്ളുവെന്നു തെളിഞ്ഞു.

ജൈവപ്രവർത്തനങ്ങളിൽ ന്യൂക്ലിയസ്സിന് അഥവാ ഡി.എൻ.എ.യ്ക്കുള്ള പ്രാധാന്യത്തെക്കുറിച്ചു വീണ്ടും പഠനങ്ങൾ തുടങ്ങിയത് 1931-ലാണ്. കൂണുപോലെ തൊപ്പിയുള്ള വളരെ ചെറിയ ഒരേകകോശ സസ്യത്തിൽ ഹാമർലിങ്ങ് എന്ന ജർമ്മൻ ശാസ്ത്രജ്ഞൻ ശ്രദ്ധേയമായ ചില പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തുകയുണ്ടായി. ഈ സസ്യത്തിനൊരു പ്രത്യേകതയുണ്ട്. അതിന്റെ തൊപ്പി മുറിച്ചുകളഞ്ഞാൽ ഉടനെ അത് പുനഃസ്ഥാപിക്കപ്പെടും. ഇതേ സസ്യത്തിൽത്തന്നെ വിവിധ ജാതികൾ നിലവിലുണ്ട്. ഒരു ജാതിയിൽ പെട്ട സസ്യത്തിൽ സ്ഥാപിച്ചിട്ട് അതിന്റെ തൊപ്പി മുറിച്ചുകളഞ്ഞപ്പോൾ പിന്നീടു വളർന്നുവന്ന തൊപ്പി ന്യൂക്ലിയസ് എടുത്ത സസ്യത്തിന്റേതു പോലുള്ളതായിരുന്നു. ഇതിൽനിന്ന് ന്യൂക്ലിയസ് മാത്രമാണ് ആ സസ്യത്തിന്റെ എല്ലാ ഗുണങ്ങൾക്കും കാരണമെന്നു വ്യക്തമായി. ഇതോടെ ന്യൂക്ലിയസ്സിനുള്ളിലെ ക്രോമസങ്ങളാണ് പാരമ്പര്യവാഹികളെന്ന ധാരണ സ്ഥിരീകരിക്കപ്പെട്ടു.

മീഷറും കൂട്ടരും ശേഖരിച്ചുവച്ചിരുന്ന ഡി.എൻ.എ. വീണ്ടും രംഗത്തു വന്നു. ക്രോമസത്തിൽ ഡി.എൻ.എ-യെ കൂടാതെ പ്രോട്ടീനുകളും മറ്റു വസ്തുക്കളുമുണ്ടെന്ന വസ്തുത കൂടുതൽ സംശയങ്ങൾക്കിടം നൽകി. എല്ലാ ജൈവപ്രതിഭാസങ്ങളിലും അനുപേക്ഷണീയമായ പങ്ക് വഹിക്കുന്ന പ്രോട്ടീൻ തന്നെയായിരിക്കില്ലേ ന്യൂക്ലിയസ്സിലെ പ്രധാന ഘടകം എന്നു പലരും സംശയിക്കാൻ തുടങ്ങി. റോക്ക് ഫെല്ലർ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടിലെ മിർസ്കിയും പൊളിസ്റ്ററും കൂടി ഈ പ്രശ്നത്തിനു പരിഹാരം കണ്ടെത്താൻ ശ്രമിച്ചു. അവരുടെ പരിശ്രമഫലമായി വിവിധ ജീനുകളിൽനിന്ന് ക്രോമസ തന്തുക്കൾ വേർപെടുത്തി എടുക്കാൻ കഴിഞ്ഞു. വൈവിധ്യമാർന്ന എല്ലാത്തരം ജീവികളിലെയും ക്രോമസങ്ങളിലെ ഘടകങ്ങൾ ഒന്നുതന്നെയായിരുന്നു - ഡി.എൻ.എ.യും പ്രോട്ടീനും. തുടർന്നുള്ള ശ്രമഫലമായി ജീവകോശങ്ങളിലെ ഡി.എൻ.എ.യുടെ അളവു തിട്ടപ്പെടുത്താൻ കഴിഞ്ഞു. ഒരു ജീവിയുടെ എല്ലാ ജീവകോശങ്ങളിലെയും ഡി.എൻ.എ-യുടെ അളവ് അത്ഭുതകരമായ വിധത്തിൽ കൃത്യമാണെന്നു കാണാൻ കഴിഞ്ഞു. വ്യത്യസ്തജീവികളിലെ ഡി.എൻ.എ-യുടെ അളവ് വ്യത്യസ്തമാണെങ്കിലും നിശ്ചിതമാണ്. മാത്രമല്ല, ബീജകോശ [ 146 ] ങ്ങളിൽ സാധാരണ കോശങ്ങളിലുള്ളതിന്റെ കൃത്യം പകുതി ഡി.എൻ.എ-യെ ഉള്ളുതാനും. ബീജകോശങ്ങളിൽ ക്രോമസങ്ങളുടെ എണ്ണം പകുതിയാകുന്നുണ്ട് എന്ന കാര്യം ഓർക്കുക. ചില കോശങ്ങളിൽ വിഭജനത്തിൽ സംഭവിക്കുന്ന അപാകതകൾ നിമിത്തം ക്രോമസങ്ങളുടെ എണ്ണം രണ്ടോ മൂന്നോ ഇരട്ടി ആയി വർദ്ധിക്കാറുണ്ട്. അങ്ങനെയുള്ള കോശങ്ങളിലെ ഡി.എൻ.എ-യും അതിനനുസരിച്ചു വർദ്ധിക്കുന്നുണ്ടെന്നു വ്യക്തമായി. അങ്ങനെ ക്രോമസങ്ങളിലെ സ്ഥിരഘടകം ഡി.എൻ.എ. തന്നെയാണെന്നു തെളിഞ്ഞു.

ഈ കാലഘട്ടത്തിൽ തന്നെ ഫ്രഡ് ഗ്രിഫിത്ത് എന്ന ഇംഗ്ലീഷ് ബാക്ടീരിയോളജിസ്റ്റ്, ന്യൂമോകോക്കസ് എന്ന, ന്യൂമോണിയയുടെ കാരണക്കാരനായ ഒരു തരം ബാക്ടീരിയയിൽ നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങൾ ഡി.എൻ.എ. തന്നെയാണ് യഥാർത്ഥ പാരമ്പര്യഘടകങ്ങൾ എന്നു തെളിയിച്ചു.

1952-ൽ ഹെർഷെയും ചെയ്സും കൂടി ബാക്ടീരിയങ്ങളെ ആക്രമിക്കുന്ന ഒരുതരം വൈറസ്സിൽ നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങൾ ഡി.എൻ.എ-യുടെ പ്രധാന്യത്തെ ഒന്നുകൂടി വ്യക്തമാക്കി.

ഈ കാലത്തിനിടയ്ക്കു മറ്റൊരു ന്യൂക്ളിക്കമ്ലത്തെക്കുറിച്ചു കൂടി മനസ്സിലാക്കാനിടയായി. ഡി.എൻ.ഏ-യോടു വളരെ സാദൃശ്യമുള്ള ഈ ന്യൂക്ലിക്കമ്ലത്തിനു നൽകിയ പേര് റിബോന്യൂക്ലിക്ക് ആസിഡ് അഥവാ ആർ.എൻ.എ. എന്നാണ്. ഡി.എൻ.എ-യുടെ ഘടകങ്ങളിൽ പഞ്ചസാര തന്മാത്രകളുണ്ടെന്നു നേരത്തേ പറഞ്ഞുവല്ലോ. അത്തരം പഞ്ചസാര തന്മാത്രകൾ ഇവിടെയുമുണ്ട്. പക്ഷേ, ആർ.എൻ.എ-യിലെ പഞ്ചസാര തന്മാത്രയിൽ ഉള്ളതിനേക്കാൾ ഒരു ഓക്സിജൻ ആറ്റം കുറവാണ് ഡി.എൻ.എ-യിൽ എന്നുമാത്രം. ഡി.എൻ.എ-യിലെ പോലെ തന്നെ ആർ.എൻ.എ-യിലും നൈട്രജൻ സംയുക്തങ്ങളായ ബേസുകളും ഫോസ്ഫേറ്റുകളുമുണ്ട്. ആദ്യകാലങ്ങളിൽ ആർ.എൻ.എ. സസ്യങ്ങളിൽ മാത്രമേ നിലനില്ക്കുന്നുള്ളുവെന്നു ധരിച്ചിരുന്നു. എന്നാൽ ആർ.എൻ.എ. എല്ലാ ജീവകോശങ്ങളിലും ഡി.എൻ.എ-യോടൊപ്പംതന്നെ ക്രോമസങ്ങളിലും വിശിഷ്യ, ന്യൂക്ലിയസ്സിനു പുറത്തുള്ള കോശഭാഗങ്ങളിലും നിലനില്ക്കുന്ന ഒരവശ്യ രാസഘടകമാണെന്നു പില്ക്കാല ഗവേഷണങ്ങൾ തെളിയിച്ചു. മാത്രമല്ല, ടൊബാക്കോ മൊസെയ്ക്ക് വൈറസ്സ് തുടങ്ങിയ ചില വൈറസ്സുകളിൽ ഡി.എൻ.എ-യ്ക്കു പകരം പാരമ്പര്യഘടകങ്ങളായി വർത്തിക്കുന്നത് ആർ.എൻ.എ. ആണെന്നു തെളിഞ്ഞതോടെ ആർ.എൻ.എ-യ്ക്ക് ജൈവപ്രവർത്തനങ്ങളിലുള്ള പ്രാധാന്യം വ്യക്തമായി.

ന്യൂക്ലിക്കമ്ലങ്ങളുടെ രാസഘടന

മൂന്നു തരത്തിലുള്ള രാസസംയുക്തങ്ങളാണ് ന്യൂക്ലിക്കമ്ലങ്ങളുടെ ഘടനയിൽ പങ്കുചേർന്നിട്ടുള്ളത്. അഞ്ചു കാർബൺ ആറ്റങ്ങൾ വീതമുള്ള റിബോസ് വർഗ്ഗത്തിൽപെട്ട പഞ്ചസാര തന്മാത്രകളാണ് ഇവയിലൊന്ന്. ഈ [ 147 ] പഞ്ചസാരതന്മാത്രകളിൽ സാധാരണയായുള്ളതിലും ഒരു ഓക്സിജൻ കുറവാണ് ഡി.എൻ.എ-യിൽ എന്നതുകൊണ്ടാണ് ഡിയോക്സിറിബോസ് (ഒരു ഓക്സിജൻ കുറവുള്ള റിബോസ് ) ന്യൂക്ലിക്കമ്ലമെന്ന് അതിന് പേരുവന്നത്. ആർ.എൻ.എ-യിൽ റിബോസ് സാധാരണഗതിയിൽ തന്നെയാണ്. അടുത്തഘടകം നൈട്രജൻ സംയുക്തങ്ങളായ ബേസുകളാണ് ഡി.എൻ.എ-യിൽ നാലുതരത്തിലുള്ള ബേസുകളുണ്ട്. അഡനിൻ, ഗ്വാനിൻ, തൈമിൻ, സൈറ്റോസിൻ. ഇവയിൽ ആദ്യത്തേതു രണ്ടും പ്യൂരിൻബേസുകളും ബാക്കിയുള്ളവ പിരമിഡൈൻ ബേസുകളുമാണ്. രണ്ടാമത്തെ വർഗ്ഗം ആദ്യത്തേതിനെ അപേക്ഷിച്ച് ചെറിയ തന്മാത്രകളാണ്. ആർ. എൻ.എ-യിലും നാലു തരത്തിലുള്ള ബേസുകളുണ്ട്. ഡി.എൻ.എ-യിലെ തൈമിനു പകരം യൂറാസിൽ ആണ് ആർ.എൻ.എ-യിൽ എന്നു മാത്രമേ വ്യത്യാസമുള്ളു. ഫോസ്ഫേറ്റാണ് ന്യൂക്ലിക്കമ്ലത്തിലെ മൂന്നാമത്തെ ഘടകം. റിബോസിന്റെ ഒരു വശത്ത് ഏതെങ്കിലുമൊരു ബേസും മറുവശത്ത് ഫോസ്ഫേറ്റും സംയോജിക്കുന്നു. ഈ മൂന്നു ഘടകങ്ങളും ചേർന്നുണ്ടാകുന്ന രാസസംയുക്തത്തെ ന്യൂക്ളിയോടൈഡ് എന്നു വിളിക്കുന്നു. നാലു തരത്തിലുള്ള ബേസുകളുള്ളതിനാൽ ഡി.എൻ.എ-യിൽ നാലുതരം ന്യൂക്ലിയോടൈഡുകളുമുണ്ട്. ഇവ വിവിധ അനുപാതത്തിൽ സംയോജിച്ചിട്ടാണ് ഡി.എൻ.എ. എന്ന നീണ്ട ചരടുപോലുള്ള ന്യൂക്ലിക്കമ്ലമുണ്ടാകുന്നത്.

അഡനിൻ ബേസ്, റിബോസിനോടും ഫോസ്ഫേറ്റിനോടും ചേർന്ന് ഒരു ന്യൂക്ലിയോടൈഡ് രൂപം കൊള്ളുന്നു. ഇതുപോലെ മറ്റു ബേസുകളും ന്യൂക്ലിയോടൈഡുകളായി രൂപപ്പെടുന്നു. ഇവിടെ അഡനിന്റെ ഘടന സൂക്ഷിക്കുക. അതിൽ രണ്ട് കാർബൺ വലയങ്ങളുണ്ട്. ഗ്വാനിന്റെ കാര്യത്തിലും ഇങ്ങനെ രണ്ടു കാർബൺ വലയങ്ങളുണ്ട്. ഇവയെയാണ് പ്യൂരിൻ ബേസുകളായി ഗണിക്കുന്നത്. എന്നാൽ പിരമിഡൈൻ ബേസുകളിൽ - തൈമീൻ, സൈറ്റോസിൻ - ഓരോ കാർബൺ വലയങ്ങൾ മാത്രമേ ഉണ്ടാവൂ.

വാട്ട്സൺ-ക്രിക്ക് മോഡൽ

ഡി.എൻ.എ. ആണ് ജീവകോശത്തിന്റെ അഥവാ ജൈവ പ്രതിഭാസത്തിന്റെ തന്നെ മൗലികസ്വഭാവങ്ങളെയെല്ലാം നിയന്ത്രിക്കുന്നത് എന്നു ബോധ്യമായപ്പോൾ അതിനു തക്കവണ്ണം ഈ രാസവസ്തുവിന്റെ ഘടനയിലും പ്രവർത്തനത്തിലും ഉണ്ടാകാനിടയുള്ള സങ്കീർണ്ണതകളിലേയ്ക്കായി ശാസ്ത്രജ്ഞന്മാരുടെ ശ്രദ്ധ മുഴുവനും. എക്സ്-റേ വിഭാഗം ഉപയോഗിച്ചുള്ള ചിത്രങ്ങൾ രാസവസ്തുക്കളുടെ ഘടനയിലേയ്ക്ക് വെളിച്ചം വീശാനുതകുന്നവയാണ്. മോറിസ് വിൽക്കിൻസ് എന്ന ഇംഗ്ലീഷ് ശാസ്ത്രജ്ഞൻ ഈ രീതി ഉപയോഗിച്ച് ഡി.എൻ.എ-യുടെ പടമെടുക്കുകയുണ്ടായി. ഇതേ സമയത്തുതന്നെ കാലിഫോർണിയ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ടെക്നോളജിയിലെ ലിനസ് പോളിങ്ങും, റോബർട്ട് ബി. കോറിയും ചേർന്ന് ഡി.എൻ.എ.യുടെ ഘടനയെക്കുറിച്ച് ഒരേകദേശരൂപം തിട്ടപ്പെടുത്തിയിരുന്നു. അവരുടെ അഭിപ്രായത്തിൽ രണ്ടു ചരടുകൾ പര [ 148 ] സ്പരം ചുറ്റിക്കൊണ്ടുള്ള ഒരു നീണ്ട ചുരുൾപോലെയാണ് ഡി.എൻ.എ.

1953 ആയപ്പോഴേയ്ക്കും കേംബ്രിഡ്ജ് യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ എഫ്. എച്ച്.സി. ക്രിക്കും, ജെ.ഡബ്ള്യു. വാട്ട്സണും ചേർന്ന് ഡി.എൻ.എ-യുടെ പൂർണ്ണഘടന കണ്ടുപിടിച്ചു. ഓരോ ഡി.എൻ.എ തന്മാത്രയിലും റിബോസ് (പഞ്ചസാര) തന്മാത്രകളും ഫോസ്ഫേറ്റുകളും ഇടവിട്ട് കോർത്തിണക്കിയിട്ടുള്ള രണ്ടുനീണ്ട ചരടുപോലുള്ള ഘടകങ്ങളുണ്ട്. ഈ രണ്ടു ചരടുകളെയും പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിക്കുന്നവയാണ് നൈട്രജൻ സംയുക്തങ്ങളായ ബേസുകൾ. ന്യൂക്ലിയോടൈഡുകളുടെ ഘടന വിശകലനം ചെയ്തപ്പോൾ അതിൽ ഓരോ ഫോസ്ഫേറ്റും റിബോസും ബേസുമുണ്ടെന്നു പറഞ്ഞുവല്ലോ. ഡി.എൻ.എ. ചങ്ങലയുടെ ഒരു വശത്തെ ചരടിനെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നവയാണ് ഇതിലെ ഫോസ്ഫേറ്റും റിബോസും. കുറെ ന്യൂക്ലിയോടൈഡുകൾ നിരത്തിവയ്ക്കുകയാണെങ്കിൽ അവയിലെ ഫോസ്ഫേറ്റുകളും റിബോസുകളും കൂടിച്ചേർന്ന് നീണ്ട ഒരു ചരടുപോലെയാവും. അതേസമയം ബേസുകൾ ഒരുവശത്തേയ്ക്കു തള്ളിനില്ക്കുകയും ചെയ്യും. ഇങ്ങനെയുള്ള ന്യൂക്ലിയോടൈഡുകളുടെ രണ്ടു സെറ്റുകളെടുത്ത് അവയിലെ ബേസുകൾ പരസ്പരം തൊട്ടുനില്ക്കത്തക്കവിധം വയ്ക്കുക. ഈ ബേസുകൾ ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ടുകൾ മുഖേന പരസ്പരം ബന്ധപ്പെടും. അപ്പോൾ ഒട്ടാകെ ഇതിന്റെ ഘടന ഒരു നീണ്ട കോണിയുടേതുപോലിരിക്കും, ഫോസ്ഫേറ്റും പഞ്ചസാരയും ചേർന്ന് കോണിയുടെ രണ്ടുവശത്തെ കാലുകളും നൈട്രജൻ ബേസുകൾ പടികളുമായിത്തീരുന്നു. ഡി.എൻ.എ. കോണിയുടെ രണ്ടുകാലുകളും സമാന്തരങ്ങളാണ്. അതായത്, അവയെ പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന ബേസുകളുടെ നീളം തുല്യമാണ്. ബേസുകൾ രണ്ടുവിധമുണ്ടല്ലോ. ഇതിൽ പ്യൂരിൻ ബേസുകൾക്കു രണ്ടു വലയങ്ങളുള്ളതിനാൽ പിരമിഡൈൻ ബേസുകളെക്കാൾ ഇരട്ടിനീളമുണ്ടാകും. അപ്പോൾ പ്യൂരിൻ ബേസുകൾ തനിച്ചും പിരമിഡൈൻ ബേസുകൾ തനിച്ചും ജോഡി ചേർന്ന് പടികളുണ്ടായാൽ അവയുടെ നീളം തുല്യമായിരിക്കില്ല. എന്നാൽ ഒരു പ്യൂരിനും ഒരു പിരമിഡൈനും ചേർന്നാലാകട്ടെ, എല്ലായ്പ്പോഴും അവയുടെ നീളം തുല്യമായിരിക്കും. ഈ നിഗമനത്തെ സാധൂകരിക്കുന്നവിധം ഡി.എൻ.എ.യിൽ പ്യൂരിൻ ബേസുകളോട് തുല്യമായ എണ്ണം പിരമിഡൈൻ ബേസുകളെ മാത്രമേ കാണാൻ കഴിഞ്ഞുള്ളു. മാത്രമല്ല, ഒരു ഡി.എൻ.എ. മോളിക്യുളിൽ എത്ര അഡനീനുണ്ടോ അത്രയും തൈമിൻ എല്ലായ്പ്പോഴുമുണ്ടാകും അതുപോലെതന്നെ ഗ്വാനിനും സൈറ്റോസിനും. ഇതിൽനിന്നും ബേസുകൾ തോന്നിയപോലെയല്ല ജോഡി ചേരുന്നതെന്നു വ്യക്തമാണ്. തൈമിൻ അഡനിനോടു മാത്രമേ ചേരുകയുള്ളു. ഗ്വാനിൻ, സൈറ്റോസിനോടും.

ഈ വസ്തുതകളെയെല്ലാം അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ് വാട്ട്സണും ക്രിക്കും കൂടി ഡി.എൻ.എ. മോഡൽ ഉണ്ടാക്കിയത്. ഇവിടെ സൂചിപ്പിച്ചപോലെ നീണ്ടുനിവർന്ന ഒരു കോണിപോലെയല്ല, ക്രോമസങ്ങളിൽ ഡി.എൻ.എ. നിലനില്ക്കുന്നത്. എളുപ്പത്തിൽ വളയുന്ന കാലുകളുള്ള ഒരു [ 149 ] കോണി നിലത്തുറപ്പിച്ചുനിറുത്തിയിട്ട് മുകളിൽ പിടിച്ചു പിരിച്ചാൽ എങ്ങനെയിരിക്കുമോ അതുപോലെയാണ് ഡി.എൻ.എ. കോണിയും. ഇങ്ങനെയുണ്ടാകുന്ന ഒരു പിരിയുടെ നീളം 30 A ആണെന്ന് കണക്കാക്കിയിരിക്കുന്നു. ഒരു പിരിയിൽ 10 ന്യൂക്ലിയോടൈഡുകളാണ് സാധാരണയായി കണ്ടുവരുന്നത്. സാധാരണഗതിയിൽ ഒരു ഡി.എൻ.എ. തന്മാത്രയിൽ 10,000 ന്യൂക്ലിയോടൈഡകളുണ്ടാവും.

ഈ ഡി.എൻ.എ. മോഡൽ തികച്ചും ശരിയാണെന്നു പിൽക്കാലഗവേഷണങ്ങൾ തെളിയിച്ചു. ഇതിന്റെ ഉപജ്ഞാതാക്കളായ വാട്ട്സണും ക്രിക്കിനും വിൽക്കിൻസനും കൂടി ഒന്നായി 1962-ൽ നോബൽ സമ്മാനം നൽകപ്പെട്ടു.

മറ്റൊരു ഭൗതികപദാർത്ഥത്തിനും ഇല്ലാത്ത ചില ഗുണങ്ങളാണല്ലോ ജീവികളുടെ പ്രത്യേകത. പുനരുല്പാദനവും വളർച്ചയും ആണ് ഇതിൽ പ്രധാനപ്പെട്ടവ. ഒരു കോശം രണ്ടായി വിഭജിക്കുന്നതുകൊണ്ടാണല്ലോ വളർച്ച സാധ്യമാവുന്നത്. ഒരു ഭ്രൂണകോശം വിഭജിച്ച് കോടിക്കണക്കിനു കോശങ്ങളായി വളരുന്നതാണല്ലോ ഓരോ മനുഷ്യനും. ഈ വിഭജനപ്രക്രിയയുടെ രഹസ്യങ്ങളാണ് ഏറ്റവും നിഗൂഢമായി നിലനിന്നിരുന്നത്. കാരണം സമാനങ്ങളായ പ്രതിരൂപങ്ങളെ സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിവുള്ള രാസവസ്തുക്കളൊന്നും തന്നെ അറിയപ്പെട്ടിരുന്നില്ല. എന്നാൽ ഡി.എൻ.എ-യുടെ ഘടന സുവ്യക്തമായി തെളിഞ്ഞുവന്നതോടെ ഈ നിഗൂഢരഹസ്യം മറ നീങ്ങി പുറത്തുവന്നു. ഡി.എൻ.എ-യ്ക്കു സ്വയം പിളരുവാനും, തത്തുല്യങ്ങളായ രണ്ടു തന്മാത്രകളായിത്തീരാനുമുള്ള കഴിവുണ്ട്. ഈ കഴിവാകട്ടെ, തികച്ചും ലളിതമായ ഭൗതികരാസഘടനയുടെ ഫലമാണുതാനും. ഡി.എൻ.എ-യുടെ വിഭജനപ്രക്രിയ അടുത്ത അദ്ധ്യായത്തിൽ പ്രതിപാദിക്കാം.

ഇതോടൊപ്പം മറ്റൊരു സങ്കീർണ്ണപ്രശ്നവും കൂടി തലപൊക്കുകയുണ്ടായി. അണുജീവി തുടങ്ങി അതിമാനുഷൻ വരെയുള്ള ജീവിതപ്രപഞ്ചത്തിലെ എല്ലാ അംഗങ്ങളിലും നിലനില്ക്കുന്ന അവയുടെ വൈവിധ്യമാർന്ന സ്വഭാവങ്ങൾക്കുത്തരവാദിയായ ഡി.എൻ.എ.യുടെ ഘടന ഒന്നുതന്നെയാണ്. നാലു ബേസുകളും റിബോസും ഫോസ്ഫേറ്റും തന്നെയാണ് എല്ലാ ജീവികളിലെയും ഡി.എൻ.എ-യുടെ മൗലിക ഘടകങ്ങൾ. അപ്പോൾ പിന്നെ, ജീവിപ്രപഞ്ചത്തിലെ അനന്തമായ ഈ വൈവിധ്യത്തെ നിയന്ത്രിക്കുന്നതെങ്ങനെയാണ്?

ഡി.എൻ.എ.യിലെ നാലു തരത്തിലുള്ള ന്യൂക്ലിയോടൈഡുകൾ വ്യത്യസ്ത അനുപാതത്തിലും രീതിയിലും അണിനിരന്നുകൊണ്ടാണ് ഈ വൈവിധ്യങ്ങളെല്ലാം സൃഷ്ടിക്കുന്നത്! അത്ഭുതപ്പെടേണ്ട. ഒരു ഭാഷയിലെ തുച്ഛമായ അക്ഷരങ്ങൾകൊണ്ട് എത്രയെത്ര പദങ്ങളാണു സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നത്. ഓരോ ഭാഷയിലും അതേ അക്ഷരങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചുകൊണ്ട് ഇനിയും എത്രയോ പദങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കാം. ഇതുതന്നെയാണ് ഡി.എൻ.എ-യും ചെയ്തു