टेलोमेरेस को कभी-कभी लंबे समय तक जीवित रहने की कुंजी के रूप में देखा जाता है। वे जीन को क्षति से बचाते हैं लेकिन हर बार कोशिका विभाजित होने पर छोटी हो जाती हैं। हर बार जब कोई कोशिका विभाजित होती है, तो टेलोमेर थोड़े छोटे हो जाते हैं। अंततः, वे इतने छोटे हो जाते हैं कि कोशिका सफलतापूर्वक विभाजित नहीं हो पाती और कोशिका मर जाती है।
आणविक स्तर पर टेलोमेरिक क्रोमैटिन की संरचना के बारे में बहुत कम जानकारी है। एक नए अध्ययन में, वैज्ञानिकों ने लीडेन इंस्टीट्यूट ऑफ फिजिक्स (LION) ने टेलोमेरिक डीएनए की एक नई संरचना की खोज की है। उन्होंने जैविक प्रयोगों के लिए भौतिकी के तरीकों और खोज के लिए एक छोटे से चुंबक का उपयोग किया।
चूंकि टेलोमेरेस के बीच का डीएनए दो मीटर लंबा है, इसलिए इसे एक कोशिका में फिट करने के लिए मोड़ना होगा। यह के पैकेट लपेटकर किया जाता है प्रोटीन और डीएनए मिलकर एक संरचना बनाते हैं जिसे न्यूक्लियोसोम के नाम से जाना जाता है। एक न्यूक्लियोसोम, मुक्त (या अनबाउंड) डीएनए का एक टुकड़ा, एक न्यूक्लियोसोम, और इसी तरह मोतियों की एक स्ट्रिंग की तरह एक पैटर्न में व्यवस्थित होते हैं।
फिर मनके की डोरी और भी सिकुड़ जाती है। न्यूक्लियोसोम के बीच डीएनए की लंबाई - स्ट्रिंग पर मोतियों - यह निर्धारित करती है कि यह इसे कैसे प्राप्त करता है। वहाँ पहले से ही दो ज्ञात पोस्ट-फोल्डिंग संरचनाएँ थीं। उनमें से एक में स्वतंत्र डीएनए दो पास के मोतियों के बीच की जगह में लटका हुआ है जो एक साथ चिपके हुए हैं (चित्र 2ए)। यदि उनके बीच डीएनए का अंतर बहुत छोटा है तो पास के मोती एक साथ जुड़ने में विफल हो जाते हैं। फिर दो ढेर अगल-बगल बनने लगते हैं।
इस अध्ययन में, वैज्ञानिकों को एक और टेलोमेयर संरचना मिली: न्यूक्लियोसोम एक साथ बहुत करीब हैं, इसलिए मोतियों के बीच अब कोई मुक्त डीएनए नहीं है। यह अंततः डीएनए का एक बड़ा हेलिक्स या सर्पिल बनाता है।
वैज्ञानिकों ने इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी और आणविक बल स्पेक्ट्रोस्कोपी के संयोजन का उपयोग करके इस नई संरचना की खोज की। बाद वाली तकनीक वैन नूर्ट की प्रयोगशाला से आती है। यहां, डीएनए का एक सिरा कांच की स्लाइड से जुड़ा हुआ है, और एक छोटी चुंबकीय गेंद दूसरे से चिपकी हुई है।
इस गेंद के ऊपर मजबूत चुम्बकों का एक सेट मोतियों की माला को खींचकर अलग कर देता है। मोतियों को एक-एक करके अलग करने के लिए आवश्यक बल की मात्रा को मापकर, आप इस बारे में और अधिक जान सकते हैं कि डोरी को कैसे मोड़ा जाता है। सिंगापुर के शोधकर्ताओं ने संरचना को बेहतर ढंग से समझने के लिए एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग किया।
वान नूर्ट ने कहा, "संरचना आणविक जीव विज्ञान की पवित्र कब्र है।" अणुओं की संरचना को जानने से हमें इस बारे में अधिक जानकारी मिलेगी कि जीन कैसे चालू और बंद होते हैं और कोशिकाओं में एंजाइम टेलोमेर से कैसे निपटते हैं: उदाहरण के लिए, वे डीएनए की मरम्मत और प्रतिलिपि कैसे बनाते हैं। नई टेलोमेरिक संरचना की खोज से शरीर में बिल्डिंग ब्लॉक्स के बारे में हमारी समझ में सुधार होगा। और वह, बदले में, अंततः हमें उम्र बढ़ने और कैंसर जैसी बीमारियों का अध्ययन करने और उनसे लड़ने के लिए दवाएं विकसित करने में मदद करेगा।
जर्नल संदर्भ:
- सोमन, ए., वोंग, एस.वाई., कोरोलेव, एन., एट अल। मानव टेलोमेरिक क्रोमैटिन की स्तंभ संरचना। प्रकृति (2022)। DOI: 10.1038/s41586-022-05236-5
