கேள்வி: புரதம் மடிப்படைதல் பற்றி நீங்கள் என்ன அறிந்துள்ளீர்கள்?
பதில்: படிமம்:Protein folding.png புரத மடிப்பு என்பது பொருள்சார்ந்த செயலாக்கம், இதன் மூலம் ஒரு பல்பெத்தைட்டு எழுந்தமான சுருளிலிருந்து அதன் சிறப்பியல்பான மற்றும் செயல்பாட்டுக்குரிய முப்பரிமாண வடிவமைப்பாக மடிகிறது. mRNA வரிசையிலிருந்து அமினோ அமிலங்களின் நேர்கோட்டுச் சங்கிலியாக மொழிபெயர்க்கும்போது ஒவ்வொரு புரதமும் மடிக்கப்படாத பல்பெத்தைட்டு அல்லது எழுந்தமான சுருளாக இருக்கிறது. இந்த பல்பெத்தைட்டில் எந்தவொரு உருவாக்கப்பட்ட முப்பரிமாண வடிவமைப்பும் இருக்காது (பக்கத்திலுள்ள படத்தில் இடதுபுறம்) இயற்கையான நிலை எனப்படுகின்ற மடிக்கப்பட்ட புரதமான (படத்தின் வலதுபுறம்) நன்கு வரையறுத்த முப்பரிமாண வடிவமைப்பை உருவாக்குவதற்கு அமினோ அமிலங்கள் ஒன்றுடனொன்று இடைவினைபுரிகின்றன. விளைவக வருகின்ற முப்பரிமாண வடிவமைப்பை அமினோ அமிலம் வரிசை தீர்மானிக்கும். பல புரதங்களுக்கு முப்பரிமாண வடிவமைப்பு என்பது செயல்பாட்டுக்கு அவசியமானது. திட்டமிட்டுள்ள வடிவத்தில் மடிக்கத் தவறுவதால் பொதுவாக நச்சுத்தன்மையான பிரீயான்கள் உட்பட வேறுபட்ட பண்புகளுடனான செயற்படாத புரதங்கள் உருவாகும். பல்வேறு நரம்புசிதைவு மற்றும் பிற நோய்கள் ''தவறாக மடிக்கப்பட்ட'' (சரியல்லாமல் மடிக்கப்பட்டது) புரதங்களின் தேக்கத்தால் ஏற்பட்டதென நம்பப்படுகின்றன.
கேள்வி: புரதம் மடிப்படைதல் - இயல்பான நிலைச் சீர்குலைவு என்பது என்ன?
பதில்: சில நிலமைகளின்கீழ் புரதங்கள் அவற்றின் உயிரிரசாயனத்துக்குரிய செயல்பாட்டு வடிவங்களாக மடிவதில்லை. கலங்கள் வாழக்கூடிய வரம்புக்கு அதிகமான அல்லது குறைவான வெப்பநிலைகள் வெப்பரீதியாக உறுதியில்லாத புரதங்களை மடியவிடமாட்டாது அல்லது "செயலிழக்கச் செய்யும்" (இதன் காரணமாகவே வேகவைக்கும்போது முட்டை வெள்ளைக்கரு ஒளிபுகவிடாததாக மாறுகிறது). கரைப்பான்களின் உயர் செறிவுகள், pH இன் உச்ச அளவுகள், பொறிமுறை விசைகள் மற்றும் செயலிழக்கச் செய்கின்ற வேதிய பிற பொருள்கள் இருத்தல் ஆகியவையும் அதையே செய்யக்கூடியன. இருந்தபோதிலும், புரதத்தின் வெப்ப உறுதித்தன்மையானது மாறிலியாக இருக்கவே இருக்காது. எடுத்துக்காட்டாக, ஹைப்பர்தெர்மோபீலிக் பாக்டீரியா 122&nbsp;°C வெப்பநிலையிலும் வளர்வதாகவும், இதற்கு அவை உயிர்வாழ அவசியமான புரதங்கள் மற்றும் புரதக் கூட்டங்களின் முழுமையான நிரப்புக் கூறும் அந்த வெப்பநிலையில் அல்லது அதற்கும் அதிகமான வெப்பநிலையில் உறுதியாக இருப்பதும் தேவை என்பதும் கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ளது. முழுவதுமாக செயலிழக்கச் செய்யப்பட்ட புரதத்தில் மூன்றாம் நிலை மற்றும் இரண்டாம் நிலை வடிவமைப்புகள் இரண்டுமே இருக்காது, மேலும் அது தோராயமான சுருள் எனப்படுவது போலவே இருக்கும். சில குறிப்பிட்ட நிலைமைகளின்கீழ், சில புரதங்கள் மீண்டும் மடியலாம்; இருந்தபோதிலும், செயலிழப்பு என்பது மீளுந்தன்மை அற்றது. சில வேளைகளில், மடிப்பு மற்றும் மடித்தபடியே இருத்தல் ஆகிய இரண்டிலும் பிற புரதங்களுக்குத் துணைபுரியும் சாப்பரோன்கள் அல்லது வெப்ப அதிர்ச்சி புரதங்கள் எனப்படுகின்ற நொதியங்களைப் பயன்படுத்தி வெப்பத்தின் செயலிழக்கச் செய்யும் தாக்கத்திலிருந்து கலங்கள் தமது புரதங்களைக் காக்கும். சாப்பரோன் மூலக்கூறுகளின் துணையுடன் அன்றி சில புரதங்கள் ஒருபோதுமே கலங்களில் மடியாது, சாப்பரோன் மூலக்கூறுகள் தனித்த புரதங்களை பிரிக்கும், ஆகவே அவற்றின் மடிப்பானது பிற புரதங்களுடன் இடைவினைகள் மூலம் குறுக்கீடு செய்யப்படமாட்டா அல்லது சாப்பரோன் மூலக்கூறுகள் தவறுதலாக மடிக்கப்பட்ட புரதங்களின் மடிப்பை நீக்க உதவி, அவை சரியாக மீண்டும் மடிய இரண்டாவது சந்தர்ப்பத்தை வழங்குகின்றன. கரையுந்தன்மையில்லாத படிக உருவமற்ற திரட்டுக்களாக வீழ்படிவாகும் ஆபத்திலிருந்து காக்க இந்த செயல்பாடு மிகவும் முக்கியமாகும்.
கேள்வி: புரதம் மடிப்படைதல் - தவறான புரத மடிப்பு மற்றும் நரம்புச்சிதைவு நோய் பற்றி நீங்கள் என்ன அறிந்துள்ளீர்கள்?
பதில்: Creutzfeldt-Jakob நோய் போன்ற பிரயோன்-தொடர்பான நோய்கள், மாட்டு பைத்திய நோய் (விசர் மாட்டு நோய்), அல்சைமர் நோய் மற்றும் குடும்ப அமைலோயிட்டு இதயத்தசைநோய் அல்லது பலநரம்புகள் கோளாறு போன்ற அமைலோயிட்டு-தொடர்பான நோய்கள், மேலும் ஹன்ரிங்ரொன் மற்றும் and பார்க்கின்சன் நோய் போன்ற குழியவுருவக திரளல் நோய்கள் ஆகியவற்றுடன் திரண்ட புரதங்கள் தொடர்பானவை. சிறிய வயதில் வரும் இந்த செயலிழப்பு நோய்கள் தவறாக மடிந்த புரதங்களின் பல மூலக்கூறுகள் கரையுந்தன்மையற்ற, கலத்திற்கு வெளியான மற்றும்/அல்லது குறுக்கு-பீட்டா தாள் அமைலோயிட்டு நுண்நார்கள் உள்ளடங்கலான கலத்திற்கு உள்ளேயான திரட்டுகளுடன் தொடர்பானவை; இந்த திரட்டுகளானவை தொகுப்பு, மடிப்பு, திரளுதல் மற்றும் புரத பரிமாற்ற அளவு ஆகியவற்றுக்கிடையிலான சமநிலையான புரத ஒத்தவொடுக்கத்தின் இழப்பு காரணமாக அல்லது அதன் பிரதிபலிப்பாக மட்டும் உள்ளனவா என்பது தெளிவாகத் தெரியவில்லை. மடிப்பு மற்றும் செயற்பாட்டுக்குப் பதிலாக தவறாக மடிந்து அளவுக்கதிகமான படிச் சிதைவு ஏற்படுதலானது ஆண்டிதிரிப்சின் தொடர்பான காற்றேற்ற விரிவு, சிறு நீர்ப்பையின் நார்க்கட்டிப் பெருக்கம் மற்றும் லைசோச்சோமுக்குரிய சேமிப்பு நோய்கள் போன்ற பல proteopathy நோய்கள் ஏற்பட வழிவகுக்கும், இங்கு செயற்பாடு இழப்பு என்பதே அந்தக் குறைபாட்டின் தொடக்கமாகும். மேலே பிந்தையதாகக் கூறப்பட்டுள்ள குறைபாடுகளைக் குணப்படுத்த புரத மாற்றீட்டுச் சிகிச்சையை காலம்காலமாகப் பயன்படுத்தியுள்ள நிலையில், விகாரமடைந்த புரதங்களுக்கு செயற்பாட்டை வழங்கக்கூடியதாக அவற்றை மடிக்க, வளர்ந்துவரும் ஒரு அணுகுமுறையானது மருந்து சாப்பரோன்களைப் பயன்படுத்தவுள்ளது.
கேள்வி: புரதம் மடிப்படைதல் - லேவிந்தல் முரண்பாடு மற்றும் இயக்கவியல் என்பது என்ன?
பதில்: ஒரு புரதமானது சாத்தியமான அனைத்து கட்டமைப்புகளையும் தொடர்ச்சியாக மாதிரியாக்குவதன்மூலன் மடியவுள்ளது எனில், கட்டமைப்புகள் துரித வீதத்தில் (நானோவினாடி அல்லது பீக்கோவினாடி அளவீட்டில்) மாதிரியாக்கப்பட்டால்கூட, அவ்வாறு நடக்க வானளவான நேரத்தை எடுக்கலாம் என லேவிந்தல் முரண்பாடு கண்டறிந்தது. மேற்படி அவதானிப்பை அடிப்படையில், இதைவிட புரதங்கள் மிக வேகமாக மடிகின்றன, தோராயமான கட்டமைப்புத் தேடல் நிகழவில்லை என்றும் ஆகவே அதியுயர்-நிலையான இடைநிலைக் கூறுகள் வரிசையின்வழியாக மடிய வேண்டியது அவசியம் என்றும் லேவிந்தன் பின்னர் முன்மொழிந்தார். மடிதல் செயலாக்கம் நடைபெறும் கால அளவானது அதிலீடுபடும் புரதத்தினைப் பொறுத்து வெகுவாக மாறுபடும். கலத்துக்கு வெளியே ஆய்வு செய்தபோது, முதன்மையாக புரோலீன் சமபகுதியாகுதன்மை காரணமாக மிகமெதுவாக மடிகின்ற புரதங்கள் மடிய பல நிமிடங்கள் அல்லது மணி நேரங்கள் தேவைப்படும், மேலும் அச்செயலாக்கம் நிறைவுபெற முன்னர், சோதனைச் சாவடிகள் போன்ற பல இடைநிலைக் கூறுகளைக் கடக்கவேண்டும். மற்றொருவகையில், நூறு அமினோ அமிலங்கள் வரையான நீளங்கொண்ட மிகவும் சிறிய தனித்த-களப் புரதங்கள் பொதுவாக ஒரேயொரு படியில் மடிகின்றன. }} மில்லிவினாடிகள் நேர அளவீடுகள் என்பவை நெறிமுறையாகும், மிகவும் வேகமான தெரிந்த புரத மடிப்பு மறுவினைகள் ஒருசில மைக்ரோவினாடிகளில் பூர்த்தியாகின்றன.
கேள்வி: புரதம் மடிப்படைதல் - புரத மடிப்பின் சக்தி இயற்கைத்தோற்றக் கோட்பாடு பற்றி விளக்கவும்.
பதில்: 1980 ஆம் ஆண்டுகள் மற்றும் 1990 ஆம் ஆண்டுகளின் ஆரம்பத்தில், ஜோசப் பிரிஞ்ஜெல்சன் மற்றும் பீட்டர் வோலின்ஸ் ஆகியோர் சக்தி இயற்கைத்தோற்ற கோட்பாட்டை உருவகுக்கும்வரை புரத மடிப்பு நிகழ்வு என்பது பெருமளவில் ஒரு பரிசோதனை முயற்சியாகவே இருந்தது. இந்த அணுகுமுறையானது குறைந்த செயல் படுத்த முடியாமை கொள்கையை அறிமுகம் செய்தது, இது இயற்கைப் புரதங்களின் அமினோ அமில வரிசைகளை கூர்ப்பு தேர்ந்தெடுத்துள்ளதை இது உறுதிப்படுத்தும், ஆகவே பக்கச் சங்கிலிகளுக்கு இடையான இடவினைகள் மடிந்த நிலை மூலக்கூறின் கையகப்படுத்தலுக்கு பெருமளவில் உதவுகிறது. எஞ்சிய சில ''செயல் படுத்த முடியாமை'' இருக்குமென எதிர்பார்க்கப்படும்போதும், மடிப்புக்கு ஆதரவாக அமையாத இடைவினைகள் எதிராக தேர்ந்தெடுக்கப்படும். புரதங்கள், இயல்பான நிலைக்கு பெருமளவில் வழிப்படுத்தப்படும் உலகளாவிய "புனல்வடிவமான சக்தி இயற்கைத்தோற்றங்களைக்" கொண்டிருக்க வேண்டுமென (ஜோஸ் ஓனுசிக் உருவாக்கியது[reference needed]) பொதுவாகக் கருதப்படுவது கூர்ப்பு ரீதியாகத் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட இந்த வரிசைகளின் பின்விளைவாகும். இந்த "மடிப்புப் புனல்" இயற்கைத் தோற்றமானது, புரதத்தை ஒரு தனித்த பொறிமுறைக்கு மட்டும் மட்டுப்படுத்தாமல் எந்தவொரு பெரிய எண்ணிக்கையான பாதைகள் மற்றும் இடைநிலைகளூடாக இயல்பான நிலைக்கு மடிய அனுமதிக்கும். கோட்பாட்டை மாதிரி புரதங்களின் கணிப்பியல் பாவனைகள் மற்றும் பல்வேறு பரிசோதனை ஆய்வுகள் இரண்டும் ஆதரிக்கிறது, மேலும் புரத வடிவமைப்பு எதிர்வுகூறல் மற்றும் வடிவமைப்பு ஆகியவற்றுக்கான செயன்முறைகளை மேம்படுத்தப் பயன்பட்டுள்ளது [reference needed]. கட்டற்ற-சக்தி இயற்கைத்தோற்றத்தை சமநிலைப்படுத்துவதன் மூலமான புரத மடிப்பின் விவரமும் 2வது வெப்ப இயக்கவியல் விதிக்கு இசைவானது.
கேள்வி: புரதம் மடிப்படைதல் - வட்டமான இரு வண்ணத் தன்மை பற்றி தகவல் சொல்.
பதில்: வட்டமான இரு வண்ணத் தன்மை என்பது புரத மடிப்பை ஆராய்வதற்கு மிகவும் பொதுவான மற்றும் அடிப்படைக் கருவியாகும். வட்டமான இரு வண்ணத் தன்மை நிறமாலைகாட்டியியல் ஆனது வட்டமாக முனைவாக்கிய ஒளியை அளக்கிறது. புரதங்களில், ஆல்பா சுருள்கள் மற்றும் பீட்டா தாள்கள் போன்ற வடிவமைப்புகள் கிரல் (chiral) ஆகும், ஆகவே அதுபோன்ற ஒளியை அகத்துறிஞ்சும். இந்த ஒளியை அகத்துறிஞ்சுவதானது புரத குழும மடிப்புத்தன்மையின் பாகையைக் குறிக்கும் கருவியாக செயல்படும். செயலிழக்கச் செய்கின்ற பொருளின் செறிவு அல்லது வெப்பநிலையின் சார்பாக, இந்த அகத்துறிஞ்சலிலுள்ள மாற்றத்தை அளவிடுவதன்மூலம் புரதத்தின் சமநிலை மடியாமையை அளக்க இந்த தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தலாம். செயலிழக்கச் செய்கின்ற பொருள் உருகுவதானது மடியாமையின் கட்டற்ற சக்தி மற்றும் அதோடு புரத m ம்திப்பு, அல்லது செயலிழக்கச் செய்கின்ற பொருள் சார்புள்ளமை ஆகியவற்றை அளக்கிறது. வெப்பநிலை உருகுவதானது புரதத்தின் உருகும் வெப்பநிலையை (Tm) அளக்கும். இந்த வகையான நிறமாலைகாட்டியியலானது புரத மடிப்பு 0}இயக்கவியலை அளக்கவும் செவ்ரான் பகுதிகளை உருவாக்கவும், நிறுத்தப்பட்ட ஓட்டம் போன்ற வேகமாக-கலக்கும் சாதனங்களுடனும் இணையக்கூடியது.
கேள்வி: புரதம் மடிப்படைதல் - புரதங்களின் அதிர்வுக்குரிய வட்டமான இரு வண்ணத் தன்மை குறித்து விரிவாக சொல்லுங்கள்.
பதில்: தற்போது ஃபோரியர் மாற்ற (FFT) உபகரணங்களில் ஈடுபடுத்துகின்ற புரதங்களுக்காக மிக அண்மையில் விருத்திசெய்யப்பட்ட அதிர்வுக்குரிய வட்டமான இரு வண்ணத் தன்மை (VCD) தொழில்நுட்பங்கள், மிகப்பெரிய புரத மூலக்கூறுகளாக இருந்தாலும் கூட, கரைசலிலுள்ள புரதக் கட்டமைப்புகளைத் தீர்மானிப்பதற்கான திறன்வாய்ந்த வழிகளை வழங்குகின்றன. புரதங்களின் இதுபோன்ற VCD ஆய்வுகள் CD இலிருந்து பெறமுடியாத தெளிவான அமைப்பிற்குரிய நிர்ணயங்களை வழங்க, பெரும்பாலும் புரத பளிங்குகளின் X-கதிர் சிதறல், கனமான நீரில் (D2O) புரத கரைசல்களுக்கான FT-IR தரவு அல்லது ''தொடக்கத்திலிருந்தே'' பங்கு கணிப்புகளுடன் இணைக்கப்படுகின்றன.
கேள்வி: புரதம் மடிப்படைதல் - அதிக நேர நுணுக்கத்துடனான நவீன ஆய்வுகள் பற்றி தகவல் சொல்.
பதில்: புரத மடிப்பு ஆய்வானது அண்மைக்காலத்தில், வேகமான, நேர-உறுதியான தொழில்நுட்பங்களால் சிறப்பாக மேம்பட்டுள்ளது. இவை மடிக்காத புரத மாதிரியின் மடிப்பை விரைவக தொடக்குவதற்கும், இதன் விளைவாக வரும் இயக்கவியலை அவதானிப்பதற்குமான பரிசோதனை முறைகளாகும். பரந்துபட்ட பயன்பாட்டிலுள்ள விரைவான தொழில்நுட்பங்கள் நியூத்திரன் சிதறல், கரைசலின் அதிவிரைவு கலத்தல், ஒளி வேதிம முறைகள் மற்றும் லேசர் வெப்பநிலை தாவல் நிறமாலைகாட்டியியல் ஆகியவறை உள்ளடக்கும். இந்த தொழில்நுட்பங்களின் உருவாக்கத்தில் பங்களித்த பல விஞ்ஞானிகளுள் ஜெரெமி கூக், ஹெய்ன்ரிச் ரோடர், ஹாரி கிரே, மார்டின் குருவெபெல், பிரியான் டையர், வில்லியம் ஈட்டன், ஷீனா ராட்ஃபோர்ட், கிரிஸ் டாப்சன், சர் அலன் ஆர். ஃபெர்ஷ்ட் மற்றும் பெங்ட் நால்டிங் ஆகியோர் அடங்குவர்.
கேள்வி: புரதம் மடிப்படைதல் - வெளிப்புற இணைப்புகள் பற்றி நீங்கள் என்ன அறிந்துள்ளீர்கள்?
பதில்: * [http://fold.it/portal/info/science FoldIt - ஃபோல்டிங் புரோட்டின் கேம்] * [http://www.stanford.edu/group/pandegroup/folding/about.html Folding@Home] * [http://boinc.bakerlab.org/rosetta Rosetta@Home] பகுப்பு:புரதக் கட்டமைப்பு பகுப்பு:புரத மடிப்புகள் பகுப்பு:கூகுள் தமிழாக்கம்-உயிரியல்