തന്മാത്രാ ജീവശാസ്ത്രം

ജീവികളിൽ കാണപ്പെടുന്ന ബൃഹത് തന്മാത്രകളുടെ (macro molecules)http://library.med.utah.edu/NetBiochem/macromol.htm There are three major types of biological macromolecules in mammalian systems. ഘടനയേയും ധർമത്തേയും കുറിച്ചു പ്രതിപാദിക്കുന്ന ശാസ്ത്രമാണ് തന്മാത്രാ ജീവശാസ്ത്രം. ഇതിൽ പാരമ്പര്യ സ്വഭാവനിർണയത്തിനാധാരമായ ഡിഎൻഎ, ആർഎൻഎ എന്നീ ന്യൂക്ലിയിക  അമ്ലങ്ങൾക്കും പ്രോട്ടീനുകൾക്കുമാണു കൂടുതൽ പ്രാധാന്യം നൽകിയിരിക്കുന്നത്. ജന്തു ശാസ്ത്രത്തേയോ സൂക്ഷ്മാണുശാസ്ത്രത്തേയോപോലെ ഒരു ശാസ്ത്രശാഖയായി തന്മാത്രാജീവശാസ്ത്രത്തെ കാണാൻ കഴിയുകയില്ല. കാരണം ഇതിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നത് ബൃഹത് തന്മാത്രകളെ വേർതിരിക്കുന്നതിനും അവ വിശകലനം ചെയ്യുന്നതിനുമുള്ള ഒരു കൂട്ടം സാങ്കേതിക വിദ്യകളാണ്. തന്മാത്രകൾ വിശകലനം ചെയ്യുമ്പോൾ ജൈവധർമത്തെക്കുറിച്ച് കാതലായ വിവരങ്ങൾ ലഭിക്കും എന്നുള്ളതാണ് തന്മാത്രാജീവശാസ്ത്രത്തിനാധാരം.

1938-ൽ റോക്ക്ഫെല്ലർ ഫൗണ്ടേഷന്റെ ഒരു റിപ്പോർട്ടിലാണ് തന്മാത്രാജീവശാസ്ത്രം എന്ന പദം ആദ്യമായി പ്രയോഗിക്കപ്പെട്ടത്. ഇത് ജീവകോശങ്ങളിൽ ഒളിഞ്ഞിരിക്കുന്ന ഗൂഢധർമങ്ങൾ വെളിപ്പെടുത്തും എന്നാണു കരുതപ്പെട്ടത്. എന്നാൽ 1959-ൽ ജേർണൽ ഒഫ് മോളിക്കുലാർ ബയോളജി എന്ന പ്രസിദ്ധീകരണം ആരംഭിച്ചതോടെ തന്മാത്രാജീവശാസ്ത്രം എന്ന പ്രയോഗം പ്രചുരപ്രചാരം നേടി.

19-ആം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ മധ്യത്തോടെയാണ് ജീവികളിൽ പാരമ്പര്യ സ്വഭാവങ്ങൾ കൈമാറുന്നതിന്റേയും വ്യതിയാനങ്ങൾ (variations) ഉണ്ടാകുന്നതിന്റേയും കാരണങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനങ്ങൾ ആരംഭിച്ചത്. ഈ അന്വേഷണമാണ് തന്മാത്രാജീവശാസ്ത്രം എന്ന ശാസ്ത്രശാഖയുടെ ആവിർഭാവത്തിന് വഴി തെളിച്ചത്.

തന്മാത്രാജീവശാസ്ത്രത്തിൽ വിശദമായ പഠനം

ജനിതകശാസ്ത്രത്തിൽ തന്മാത്രകളുടെ അടിസ്ഥാനം എന്താണെന്നു മനസ്സിലാക്കുന്നതിനാണ് ആരംഭഘട്ടത്തിൽ ശാസ്ത്രകാരന്മാർ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിച്ചിരുന്നത്. എന്നാൽ ഡിഎൻഎയുടെ ഘടന കണ്ടുപിടിക്കപ്പെട്ടതോടെ ജീനുകളുടെ ഘടനയിലും ധർമത്തിലും കേന്ദ്രീകരിച്ചുള്ള പഠനങ്ങൾക്ക് മുൻതൂക്കം ലഭിച്ചു. ബാക്ടീരിയ, വൈറസ് തുടങ്ങിയവയിൽ മാത്രമായാണ് ആദ്യ ഘട്ടത്തിൽ തന്മാത്രാജീവശാസ്ത്ര ഗവേഷകർ ഊന്നൽ നൽകിയിരുന്നത്. ഇതിനു കാരണം ഇവയുടെ ലളിതമായ ജനിതക ഘടനയും ജൈവരാസഘടനയുമാണ്. ക്രമേണ 1970-നു ശേഷം സസ്യകോശങ്ങളും ജന്തുകോശങ്ങളും ഇത്തരം പഠനങ്ങൾക്കു വിധേയമാക്കി. ജനിതക എൻജിനീയറിങ്ങിന്റെ പ്രായോഗിക ഗുണങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കിയതോടെയാണ് സസ്യകോശങ്ങളെ തന്മാത്രാതലത്തിൽ വിശകലനം ചെയ്തു പഠിക്കുവാൻ ആരംഭിച്ചത്. ജീനുകളെ തിരിച്ചറിയുവാനും വേർതിരിച്ചെടുക്കുവാനും കഴിഞ്ഞതോടുകൂടി ഡിഎൻഎയുടെ ഘടനാപരവും ധർമപരവും ആയുള്ള സങ്കീർണത ലഘൂകരിക്കപ്പെട്ടു. സൂക്ഷ്മാണുക്കളിൽ മാത്രമല്ല, പരിണാമ ശൃംഖലയിലെ ഉയർന്ന സസ്യഇനങ്ങളിൽപ്പോലും ജനിതക പുനഃസംയോജന ഡിഎൻഎ സാങ്കേതികവിദ്യയിലൂടെ ജീനുകൾ മാറ്റം ചെയ്യാം എന്നു കണ്ടുപിടിക്കപ്പെട്ടു. ഇതോടെ തന്മാത്രാജീവശാസ്ത്രത്തിന്റെ തത്ത്വങ്ങളും വിദ്യകളും ജീവശാസ്ത്രപരമായ പല പ്രശ്നങ്ങൾക്കും പരിഹാരം കാണുന്നതിനുള്ള ഉപാധിയായിത്തീർന്നു.

ജീവശാസ്ത്രപരമായ ധർമങ്ങൾ കോശങ്ങൾക്കുള്ളിൽ എപ്രകാരം നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്നു എന്ന് തന്മാത്രാതലത്തിൽ വിശകലനം ചെയ്തു പഠിക്കുകയാണ് തന്മാത്രാജീവശാസ്ത്രത്തിന്റെ ഉദ്ദേശ്യ മെങ്കിലും ഉയർന്നയിനം ജീവികളുടെ കോശസങ്കീർണത കാരണം നേരിട്ടുള്ള പരീക്ഷണ നിരീക്ഷണങ്ങൾ അത്ര പ്രായോഗികമല്ല. അതുകൊണ്ടാണ് 1960-കളിൽ ഇ.കോളി (Escherichia Coli)http://emedicine.medscape.com/article/217485-overview Escherichia Coli Infections എന്ന ബാക്ടീരിയകളിൽ ആദ്യം പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തിയത്. ഇവയിൽ ജീനുകളുടെ എണ്ണം കുറവായിരുന്നു എന്നുമാത്രമല്ല, കോശത്തി നുള്ളിൽ നടക്കുന്ന ധർമങ്ങളും താരതമ്യേന കുറവായിരുന്നു. യൂകാരിയോട്ടു(Eucaryots)കളായhttp://www.lexic.us/definition-of/eucaryots Eucaryots: Definition with Eucaryots Pictures and Photos പ്രോട്ടോസോവ, യീസ്റ്റ് തുടങ്ങിയ ജീവികൾക്കും ഇതേ സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ ഉള്ളതിനാൽ ഇവയേയും ഇത്തരത്തിലുള്ള പഠനങ്ങൾക്ക് ഉപയോഗപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്.

ജീവകോശങ്ങൾക്കുള്ളിലെ തന്മാത്രാധർമങ്ങൾ വളരെ സങ്കീർണമാണ്. എങ്കിലും സസ്യകോശങ്ങളും ജന്തുകോശങ്ങളും ലബോറട്ടറിക്കുള്ളിൽ കൾച്ചർ ചെയ്യുവാനുള്ള സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ വികസിപ്പിക്കപ്പെട്ടതോടെ കോശങ്ങൾക്കുള്ളിലെ തന്മാത്രാധർമങ്ങൾ കണ്ടെത്താനുള്ള ഗവേഷണങ്ങൾ സഫലമായി. കോശങ്ങൾക്കു ള്ളിലെ ഘടകങ്ങൾ വേർതിരിച്ചെടുക്കുവാനും പ്രത്യേക തന്മാത്രകളുടെ ജൈവരാസപ്രവർത്തനങ്ങൾ പരിശോധിക്കുവാനും കഴിഞ്ഞതോടെ സങ്കീർണമായ കോശപ്രവർത്തനങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കാൻ കഴിഞ്ഞു. ഡിഎൻഎ, ആർഎൻഎ, പ്രോട്ടീൻ എന്നിവയുടെ സംശ്ളേഷണം തുടങ്ങിയ ജൈവശാസ്ത്രപരമായി വളരെ അത്യാവശ്യമായ തന്മാത്രാപ്രതിഭാസങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള വിവരങ്ങൾ തന്മാത്രാ ജീവശാസ്ത്രത്തിന്റെ വളർച്ചയ്ക്ക് ആക്കം കൂട്ടി.

ജീൻമാപ്പിങ്

ക്രോമസോമുകളിൽ ജീനുകളുടെ സ്ഥാനം നിർണയിക്കുന്ന ജീൻ മാപ്പിങ്ങിന് വളരെ പ്രായോഗിക നേട്ടങ്ങൾ ഉണ്ട്. ഡിഎൻഎ ആണ് ജനിതക വസ്തു എന്നും അത് ക്രോമസോമുകളിലാണ് അടങ്ങിയിരിക്കുന്നതെന്നുമുള്ള കണ്ടുപിടിത്തം ജീനുകളെക്കുറിച്ച് ആഴമായ ഗവേഷണം നടത്തുന്നതിന് ഇടയാക്കി. ആദ്യകാല ങ്ങളിൽ ജീനുകളുടെ സ്ഥാനനിർണയം ദുഷ്കരമായിരുന്നു. അതിനാൽ ക്രോമസോമുകളുടെ എണ്ണം കുറവായ ജീവികളുടെ ജീനുകളുടെ സ്ഥാനനിർണയത്തിനുള്ള ശ്രമം മാത്രമേ നടത്തിയിരുന്നുള്ളൂ. കോശവിഭജനം നടക്കുമ്പോൾ മെറ്റാഫേസിൽ കാണുന്ന ക്രോമസോമുകളുടെ ഘടനയുടെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ കുറേ ജീനുകളുടെ സ്ഥാനം നിർണയിക്കുന്നതിനു മാത്രമേ കഴിയുന്നുള്ളൂ. മനുഷ്യരി ലെ ഡൗൺ സിൻഡ്രോം (Down Syndrome)http://www.nichd.nih.gov/health/topics/down_syndrome.cfm  Down Syndrome - NICHD - NIH പോലുള്ള ജനിതക രോഗങ്ങളുടെ ജൈവ-രാസ അടിസ്ഥാനം എന്താണെന്നു മനസ്സിലാ ക്കാൻ കഴിഞ്ഞിരുന്നില്ല. മനുഷ്യക്രോമസോമുകളിലുണ്ടാകുന്ന ഘടനാപരമായ വ്യതിയാനങ്ങൾ (chromosome structural abberrations)http://ehp03.niehs.nih.gov/article/info%3Adoi%2F10.1289%2Fehp.1103921  Occupational Exposure to Benzene and Chromosomal Structural Aberrations in the Sperm of Chinese Men പഠനവിധേയമാക്കിയതോടെ രോഗകാരണമായ ജീൻ എൻകോഡു ചെയ്യുന്ന ക്രോമസോം തിരിച്ചറിയുന്നതിനും കഴിഞ്ഞു.

ക്രോമസോമുകളിൽ നടക്കുന്ന ഉത്പരിവർത്തന(mutation)ത്തിലൂടെയുംhttp://ghr.nlm.nih.gov/handbook/mutationsanddisorders/genemutation What is a gene mutation and how do mutations occur? പ്രത്യേക ജീനുകൾ ഏതു ക്രോമസോമിലാണ് കാണപ്പെടുന്നത് എന്നു പഠിക്കുന്നതിന് ആദ്യകാലങ്ങളിൽ കഴിഞ്ഞിട്ടുണ്ട്.

കായികകോശ സങ്കരണത്തിലൂടെയും ജീൻ നിർണയം ഒരു പരിധിവരെ സാധ്യമാണ്. രണ്ടു വ്യത്യസ്ത കോശങ്ങൾ തമ്മിൽ സങ്കരണം ചെയ്തുണ്ടാക്കുന്ന സങ്കരകോശത്തിന്റെ വളർച്ചയുടെ ആദ്യഘട്ടത്തിൽ രണ്ടു കോശങ്ങളുടേയും ജനിതക ഘടകങ്ങൾ ഉണ്ടായിരിക്കും. എന്നാൽ കൾച്ചറുകളിൽ കോശങ്ങൾ വളരുകയും വിഭജിക്കുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ ഒരു കോശത്തിലെ ക്രോമസോമുകൾ അപ്രത്യക്ഷമാകുന്നതായി കാണാൻ കഴിഞ്ഞു. ക്രോമസോം അപ്രത്യക്ഷമാകുമ്പോൾ സംഭവിക്കുന്ന ജൈവരാസ സ്വഭാവ വ്യത്യാസങ്ങൾ തമ്മിൽ ബന്ധപ്പെടുത്തി അനേകം മനുഷ്യജീനുകളുടെ സ്ഥാനനിർണയം സാധ്യമായിട്ടുണ്ട്.

ജീനുകളെ വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്നതിനും അതു എൻകോഡു ചെയ്യുന്ന ഡിഎൻഎ യുടെ അനുക്രമം മനസ്സിലാക്കുന്നതിനുമുള്ള മാർഗങ്ങൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തതോടെ ജീനുകളുടെ സ്ഥാന നിർണയ പ്രക്രിയ ലഘൂകരിക്കപ്പെട്ടു. ക്ലോൺ ചെയ്ത ജീനുകൾ പ്രോബുകൾ (Probes)http://www.invitrogen.com/site/us/en/home/brands/Molecular-Probes.html Molecular Probes®, Labeling & Detection Technologies ആയി ഉപയോഗിച്ച് ക്രോമസോമുകളിൽ ജീനുകളുടെ സ്ഥാനനിർണയം നടത്തിവരുന്നു. ഉദാഹരണമായി റേഡിയോ ആക്റ്റീവ് ലേബലുകൾ ചെയ്ത് വേർതിരിച്ചെടുത്ത മനുഷ്യ ജീനുകൾ അതുപോലുള്ള ഹാംസ്റ്റർ ഹൈബ്രിഡ് (Hamster hybrid)http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15162017 Human-hamster hybrid cells used as models to investigate species ... കോശങ്ങളിലെ ജീനുകളെ തിരിച്ചറിയുന്നതിന് ഉപയോഗപ്പെടുത്തിവരുന്നു.

പ്രത്യേക ജീനുകളുടെ സ്ഥാനനിർണയത്തിന് അനേകം പ്രായോഗിക ഗുണങ്ങളുണ്ട്. വൈദ്യശാസ്ത്രരംഗത്ത് ക്രോമസോമിലെ ഘടനാപരമായ വൈകല്യങ്ങൾ കണ്ടെത്തി ജന്മനാ ഉണ്ടാകുന്ന രോഗങ്ങളെക്കുറിച്ചും അവയുടെ ചികിത്സാരീതികളെക്കുറിച്ചും മനസ്സിലാക്കാൻ സാധിക്കും. ചില പ്രത്യേകതരം അർബുദ രോഗങ്ങൾക്കും ക്രോമസോമിലെ ഘടനാപരമായ വ്യത്യാസങ്ങളുമായി ബന്ധമുള്ളതായി കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട്. തന്മാത്രാതലത്തിൽ ജനിതക കുറവുകൾ തിരിച്ചറിഞ്ഞാൽ രോഗകാരണം കണ്ടുപിടിക്കാൻ സാധിക്കും. സിക്കിൾ കോശ അനീമിയ (sickle cell anaemia)http://www.medicinenet.com/sickle_cell/article.htm Sickle Cell Anemia (Sickle Cell Disease) Causes, Diagnosis ... എന്ന രോഗം ഡിഎൻഎ യിലെ ഒരു ന്യൂക്ലിയോറ്റൈഡിനു സംഭവിക്കുന്ന മാറ്റവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.

ജനിതക പുനഃസംയോജന ഡിഎൻഎ 
(Genetic recombinant DNA). 

ജനിതക എൻജിനീയറിങ് എന്നറിയപ്പെടുന്ന ജനിതക പുനഃസംയോജന ഡിഎൻഎ സാങ്കേതികവിദ്യ തന്മാത്രാജീവശാസ്ത്രത്തിലെ പ്രധാന കണ്ണിയാണ്.http://www.iptv.org/exploremore/ge/what/insulin.cfm Recombinant DNA: Example Using Insulin ജനിതക എൻജിനീയറിങ് 1970-നു ശേഷമാണ് രൂപംകൊണ്ടതെങ്കിലും ശാസ്ത്രരംഗത്തും വൈദ്യശാസ്ത്രരംഗത്തും കാർഷികരംഗത്തും സാമൂഹ്യരംഗത്തും മനുഷ്യന് ഉപകാരപ്രദമായ ഒട്ടേറെ കാര്യങ്ങൾ ചെയ്യാൻ കഴിയും എന്ന് തെളിയിച്ചു കഴിഞ്ഞു. ഡിഎൻഎ സംയോജനം എന്നു പറയുന്നത് ഡിഎൻഎ യുടെ രണ്ടു ഭാഗങ്ങൾ തമ്മിൽ യോജിപ്പിക്കുക എന്നാണ് അർഥമാക്കുന്നതെങ്കിലും തന്മാത്രാതലത്തിൽ നടക്കുന്ന ജീനുകളുടെ പുനർക്രമീകരണത്തിനും ജീനുകൾ ഒഴിവാക്കുന്നതിനും കോശങ്ങളിൽ ഡിഎൻഎ ഖണ്ഡങ്ങൾ കൂട്ടിച്ചേർക്കുന്നതിനും ഡിഎൻഎ പുനഃസംയോജനം എന്ന പേര് പറയാം.

ജീനുകളുടെ അനുക്രമങ്ങളാണ് കോശങ്ങളുടേയും കലകളു ടേയും അവയവങ്ങളുടേയും ഘടനാപരവും ധർമപരവുമായുള്ള സവിശേഷതകൾ നിശ്ചയിക്കുന്നത്. അതിനാൽ ഡിഎൻഎ പുനഃ സംയോജനത്തിലൂടെ ജീവജാലങ്ങളിൽ സ്വഭാവങ്ങൾക്ക് വ്യതിയാനങ്ങളുണ്ടാക്കാൻ സാധിക്കും. ചില ജീനുകളുടെ പ്രവർത്തനം മന്ദീഭവിപ്പിക്കുവാനോ ഉത്തേജിപ്പിക്കുവാനോ ഡിഎൻഎ സംയോജനത്തിലൂടെ സാധ്യമാകും.

അടുത്തകാലത്ത് തന്മാത്രാശാസ്ത്രത്തിൽ ഉണ്ടായിട്ടുള്ള ഗവേഷണ ഫലങ്ങളാണ് ജനിതക എൻജിനീയറിങ്ങിനു വഴിതെളിച്ചത്. എൻഡോന്യൂക്ലിയേസ് എൻസൈമു(Endonuclease enzyme)കളുടെ കണ്ടുപിടിത്തത്തോടെ ഡിഎൻഎയുടെ പ്രത്യേക ഭാഗങ്ങളിൽ വച്ച് മുറിക്കുന്നതിനും അവ വീണ്ടും സംയോജിപ്പിക്കുന്നതിനും കഴിഞ്ഞു.http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/R/RestrictionEnzymes.html  Restriction Enzymes ഈ എൻസൈമുകൾക്ക് പ്രത്യേക തരത്തിലുള്ള ഡിഎൻഎ അനുക്രമങ്ങൾ തിരിച്ചറിയുന്നതിനും ഈ ഭാഗത്തുവച്ച് മുറിക്കുന്നതിനും ഉള്ള കഴിവുണ്ട്. ഡിഎൻഎ ലൈഗേസിന്റെ സഹായത്താൽ ഡിഎൻഎ കഷണങ്ങൾ തമ്മിൽ സംയോജിപ്പിക്കുന്നതിനും കഴിയും.

ജനിതക അനുക്രമ വാഹകർ 

ബാക്ടീരിയയിൽ കാണുന്ന ഇരട്ട സ്ട്രാൻഡ് (strand)http://www.newscientist.com/article/dn13229-twin-strands-of-dna-seek-each-other-out.html Twin strands of DNA seek each other out  ഉള്ള ഡിഎൻഎ തന്മാത്രകളാണ് പ്ലാസ്മിഡുകൾ (plasmids).http://www.csun.edu/~hcbio027/biotechnology/lec2/PL/pl.htm Bacterial Plasmids ഇവയ്ക്ക് ക്രോമസോമിന് പുറത്തുവച്ച് വർധിക്കുന്നതിനുള്ള (replication)http://bioweb.uwlax.edu/genweb/molecular/theory/replication/replication.htm  DNA replication is initiated at a region on a chromosome called an origin of replication. കഴിവുള്ളതിനാൽ ജീനുകളുടെ അനുക്രമം അടങ്ങിയ ഡിഎൻഎ കഷണങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളാൻ സാധിക്കുന്നു. ബാക്ടീരിയ്ക്കുള്ളിൽ സംവർധനത്തിനു കഴിവുള്ളതിനാൽ ബാക്ടീരിയ ഫേജുകളും ചില ജന്തുക്കളിൽ കാണുന്ന വൈറസുകളുടെ വെക്ടറുകളായി ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട്. ഇത്തരം വെക്ടറുകൾ ക്ളോണിങ് വെക്ടറുകൾ എന്ന് അറിയപ്പെടുന്നു. ക്ളോൺ ചെയ്ത ജീനുള്ള വെക്ടറുകൾ ആതിഥേയ കോശങ്ങളിൽ സംവർധനം (replication) ചെയ്യുന്നു.

പുനർ സംയോജിച്ച ജീനുകളുടെ പ്രവേശനം 

ജനിതക അനുക്രമങ്ങൾ വേർതിരിച്ചെടുത്ത ഡിഎൻഎ കഷണങ്ങളുടെ രൂപത്തിലോ ക്ളോൺചെയ്ത പ്ളാസ്മിഡ് വെക്ടറുകളുടെ രൂപത്തിലോ ആതിഥേയ കോശങ്ങളിൽ പ്രവേശിക്കുന്നു. ഡിഎൻഎ മുഖാന്തരമുള്ള ജീൻ മാറ്റത്തെ ഡിഎൻഎ മീഡിയേറ്റഡ് ജീൻ ട്രാൻസ്ഫർ (DNA mediated gene transfer)http://www.sciencemag.org/content/209/4463/1414 Altering genotype and phenotype by DNA-mediated gene transfer എന്നു പറയുന്നു. കാത്സ്യം സൾഫേറ്റുമായി പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ കോശസ്തരത്തിലൂടെ ഡിഎൻഎ കടത്തിവിടത്തക്കവണ്ണം ആയിത്തീരുന്നു. ക്ലോൺ ചെയ്ത ജീൻ അനുക്രമങ്ങളുള്ള കോശങ്ങൾ നിർധാരണം ചെയ്തെടുക്കുകയാണ് അടുത്തപടി. അതിനു പല മാർഗങ്ങളും ഉണ്ട്. ക്ലോൺ അടങ്ങിയിട്ടുള്ള പ്ളാസ്മിഡുകളുടെ ബാക്ടീരിയങ്ങൾ ചില പ്രത്യേകം ആന്റിബയോട്ടിക്കുകൾക്ക് എതിരെയുള്ള പ്രതിരോധം നോക്കി വേർതിരിച്ചെടുക്കാനാകും. ഇതു കൂടാതെ ന്യൂക്ളിയിക് അമ്ള സങ്കരണം (nucleic acid hybridisation)http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK7567/ Nucleic acid hybridization assays എന്ന മാർഗ്ഗമുപയോഗിച്ചും ക്ലോൺ ചെയ്ത ജീനുകളുള്ള ബാക്ടീരിയകളേയും സസ്യകോശങ്ങളേയും ജന്തുകോശങ്ങളേയും തിരിച്ചറിയാൻ കഴിയും.

ബാക്ടീരിയയുടെ പ്ലാസ്മിഡുകളിൽ ക്ലോൺ ചെയ്തിരിക്കുന്ന ജീനുകളുടെ കൂടുതൽ പതിപ്പുകൾ ഉണ്ടാക്കുന്നതിന് ആതിഥേയ കോശങ്ങൾ ആന്റിബയോട്ടിക്കുകളുമായി പ്രവർത്തിച്ചാൽ മതിയാ കും. ഈ ആന്റിബയോട്ടിക്കുകൾ ബാക്ടീരിയയിലുള്ള ക്രോമസോം വർധനയെ തടയും. അതേസമയം ക്ലോൺ ചെയ്ത ജീനുള്ള പ്ലാസ്മിഡ് പുതിയ പതിപ്പുകൾ ഉണ്ടാക്കുന്നതിന് തടസ്സം നിൽക്കുകയുമില്ല. ക്ലോൺ ചെയ്ത മനുഷ്യ ജീനുകളുടെ പ്രകടനം സ്വാഭാവിക ജീനുകളിൽ നിന്നോ, മറ്റു ജീനുകളിൽ നിന്നോ ആതിഥേയ കോശങ്ങളുടെ ജീൻ അനുക്രമങ്ങളിൽ നിന്നോ ഉള്ള നിയന്ത്രണ ജീൻ അനുക്രമങ്ങൾ (regulatory gene sequences)http://www.biology-online.org/dictionary/Regulatory_gene Regulatory gene - definition from Biology-Online.org ഉപയോഗിച്ച് സാധ്യമാക്കാം. പ്രകടനം എങ്ങനെ ആയിരിക്കണം എന്നുള്ളതിനെ ആശ്രയിച്ചാണ് ക്ളോൺ ചെയ്ത ജീനുമായി ബന്ധപ്പെട്ട നിയന്ത്രണ അനുക്രമങ്ങൾ തിരഞ്ഞെടുക്കപ്പെടുന്നത്. ഉദാഹരണമായി ക്ളോൺ ചെയ്ത മനുഷ്യ ജീൻ ഉള്ള ബാക്ടീരിയ കൂടുതൽ പ്രോട്ടീൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കണമെങ്കിൽ, ക്ലോൺചെയ്ത മനുഷ്യ ജീൻ ബാക്ടീരിയയിലെ നിയന്ത്രണ അനുക്രമങ്ങളുമായി നിയന്ത്രണത്തിലായിരിക്കണം. 

പ്രായോഗിക നേട്ടങ്ങൾ 

ചികിത്സാരംഗത്ത് പ്രാധാന്യം അർഹിക്കുന്ന രണ്ട് ജീനുകളാണ് ഇൻസുലിൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന ജീനും വളർച്ച നിയന്ത്രിക്കുന്ന ഹോർമോൺ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന ജീനും. ഈ ജീനുകൾ വേർതിരിച്ച് ബാക്ടീരിയകളിൽ പ്രവേശിപ്പിച്ച് ജൈവശാസ്ത്രപരമായി പ്രവർത്തന ശേഷിയുള്ള ഹോർമോണു കൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുവാൻ കഴിഞ്ഞിട്ടുണ്ട്. ജൈവസംശ്ലേഷണത്തിലൂടെ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന ഇൻസുലിൻ പ്രമേഹരോഗ ചികിത്സയിൽ വളരെ പ്രയോജനകരമാണ്. അതുപോലെ ക്ലോൺ ചെയ്ത ജീനുകളിൽ നിന്ന് ജൈവസംശ്ലേഷണത്തിലൂടെ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന മനുഷ്യന്റെ വളർച്ച നിയന്ത്രിക്കുന്ന ഹോർമോൺ, വളർച്ചാ വൈകല്യമുള്ള കുട്ടികളെ ചികിത്സിക്കുന്നതിന് ഉപകാരപ്രദമാണ്.

ജനിതക പുനഃസംയോജന ഡിഎൻഎ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ പ്രായോഗിക നേട്ടങ്ങൾ ചികിത്സാരംഗത്തു മാത്രം ഒതുങ്ങി നിൽക്കുന്നില്ല. കാർഷികവിളകളുടേയും കന്നുകാലികളുടേയും ഗുണനിലവാരം ഉയർത്തുന്നതിന് ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ പര്യാപ്തമാണ്. മണ്ണിന്റെ ഫലഭൂയിഷ്ഠത നിലനിർത്തുന്നതിന് നൈട്രജൻ ആഗിരണം ചെയ്യാൻ കഴിവുള്ള ജീനുകൾ പയർചെടിയിൽ നിന്ന് മറ്റു കാർഷിക വിളകളിലേക്കു മാറ്റാൻ സാധിക്കും. ബാസില്ലസ് തൂറിഞ്ചിയൻസിസ് (Basillus thuringiensis)http://etd-library.ku.ac.ke/etd/handle/123456789/2435 Evaluation of native isolates of Basillus thuringiensis and Metarhizium anisopliae for the control of plutella xylostella (L.) (Lepidoptera: Plutellidae) എന്ന ബാക്ടീരിയയിൽ കാണുന്ന വിഷവസ്തു (toxin) ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന ജീൻ (Bt gene) വേർതിരിച്ച് മറ്റു കാർഷികവിളകളിലേക്ക് മാറ്റി കീടപ്രതിരോധമുള്ള ചെടികൾ ഉത്പാദിക്കാമെന്ന് തെളിയിച്ചുകഴിഞ്ഞു. കളനാശിനി പ്രതിരോധമുള്ള ജീനുകൾ വേർതിരിച്ചെടുത്ത് ക്ളോൺ ചെയ്യാൻ കഴിഞ്ഞത് കളനിയന്ത്രണത്തിലും സഹായകരമായിട്ടുണ്ട്.

ഗോൾഡൻ റൈസ് പോലുള്ള പോഷകമൂല്യ വർധനവ് വരു ത്തിയ വിളയിനങ്ങളും തന്മാത്രാജീവശാസ്ത്രത്തിന്റെ നേട്ടങ്ങളു ടെ പട്ടികയിൽപ്പെടുന്നു. നെൽച്ചെടികൾക്ക് പൊതുവേ ബീറ്റാക രോട്ടിൻ സംശ്ലേഷണം ചെയ്യുന്നതിനുള്ള കഴിവില്ല. നെന്മണിയുടെ വളർച്ചയുടെ ആദ്യഘട്ടത്തിൽ എൻഡോസ്പേമിൽ ജറൈനൽ ജറാനിൽ പൈറോ ഫോസ്ഫേറ്റ് എന്ന ഒരു സംയുക്തം സംശ്ലേഷണം ചെയ്യുന്നുണ്ട്. ഇത് ബീറ്റാകരോട്ടിന്റെ സംശ്ലേഷണപാത യിലെ ഒരു സംയുക്തമാണ്. ഇത് ബീറ്റാകരോട്ടിനായി മാറ്റപ്പെടണ മെങ്കിൽ ജൈവസംശ്ലേഷണ പാതയിൽ നാല് എൻസൈമുകളുടെ പ്രവർത്തനം ആവശ്യമാണ്. ജീൻ ക്ലോണിങ്ങിലൂടെ ഡാഫഡിൽ എന്ന സസ്യത്തിൽ നിന്ന് രണ്ട് ജീനുകളും എർവീനിയ യൂറിഡോ വോറ എന്ന ബാക്ടീരിയയിൽ നിന്ന് രണ്ട് ജീനുകളും സംയോജി പ്പിച്ചാണ് ബീറ്റാ കരോട്ടിൻ സംശ്ലേഷണം ചെയ്യാൻ കഴിവുള്ള ഗോൾഡൻ റൈസ് വികസിപ്പിച്ചെടുത്തത്. നെല്ല് മുഖ്യാഹാരമായ ഏഷ്യൻ രാജ്യങ്ങളിലെ ജീവകം എ-യുടെ കുറവ് പരിഹരിക്കുന്ന തിന് ഇത് സഹായിക്കും.

തന്മാത്രാജീവശാസ്ത്രം ഇപ്പോഴും വളർച്ചയുടെ പാതയിലാണ്. ശാസ്ത്രലോകത്ത് വിപ്ലവകരമായ മാറ്റങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്നതിന് ഈ ശാസ്ത്രശാഖ പര്യാപ്തമാണെന്ന് ഇതിനകം തെളിയിച്ചുകഴിഞ്ഞു.  

അവലംബം

പുറംകണ്ണികൾ
http://molbio.princeton.edu/
http://www.news-medical.net/health/What-is-Molecular-Biology.aspx
http://plato.stanford.edu/entries/molecular-biology/
http://www.web-books.com/MoBio/ 
http://www.agriculture.purdue.edu/usda/careers/molecularbiologist.html 

വർഗ്ഗം:ജൈവസാങ്കേതികവിദ്യ
വർഗ്ഗം:തന്മാത്രാ ജീവശാസ്ത്രം