Obsolete models of DNA structure
ವಿವಿಧ ಪರಿಶೀಲಿಸಿದ ಡಿಎನ್ಎ ರಚನೆಗಳ ಜೊತೆಗೆ, ಪ್ರಸ್ತಾವಿತ ಡಿಎನ್ಎ ಮಾದರಿಗಳ ಒಂದು ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು ನಿರಾಕರಿಸಲಾಗಿದೆ ಅಥವಾ ಪುರಾವೆಗಳ ಕೊರತೆಯಿದೆ. ಈ ಕೆಲವು ರಚನೆಗಳನ್ನು 1950ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಡಬಲ್ ಹೆಲಿಕ್ಸ್ನ ರಚನೆಯನ್ನು ಪರಿಹರಿಸುವ ಮೊದಲು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾಯಿತು, ಅತ್ಯಂತ ಪ್ರಸಿದ್ಧವಾದದ್ದು ಲಿನಸ್ ಪೌಲಿಂಗ್ ಅವರಿಂದ. ಆ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಪುನರಾವರ್ತನೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಡಿ. ಎನ್. ಎ. ವರ್ಣತಂತುಗಳ ಟೋಪೋಲಜಿಯೊಂದಿಗಿನ ಸಮಸ್ಯೆಗಳೆಂದು ಕಂಡುಬಂದವುಗಳನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲು 1970ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಡಿ. ಎನ್. ಎ. ಯ ನಾನ್-ಹೆಲಿಕಲ್ ಅಥವಾ "ಸೈಡ್-ಬೈ-ಸೈಡ್" ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾಯಿತು (ತರುವಾಯ ಡಿ. ಎನ್. ಎ. ಟೋಪೋಲಜಿಯನ್ನು ಮಾರ್ಪಡಿಸುವ ಕಿಣ್ವಗಳ ಆವಿಷ್ಕಾರದ ಮೂಲಕ ಪರಿಹರಿಸಲಾಯಿತು). ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಸ್ಫಟಿಕಶಾಸ್ತ್ರ, ದ್ರಾವಣ ಎನ್. ಎಂ. ಆರ್, ಮತ್ತು ಪರಮಾಣು ಶಕ್ತಿ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕದಿಂದ (ಡಿಎನ್ಎ ಮಾತ್ರ, ಮತ್ತು ಡಿಎನ್ಎ-ಬೈಂಡಿಂಗ್ ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳಿಗೆ ಬದ್ಧವಾಗಿದೆ) ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಪುರಾವೆಗಳನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸಿದ್ದರಿಂದಲೂ ಇವುಗಳನ್ನು ತಿರಸ್ಕರಿಸಲಾಯಿತು. ಸ್ಥಳೀಯ ಅಥವಾ ಅಸ್ಥಿರವಾದ ದ್ವಿಮುಖವಲ್ಲದ ಹೆಲಿಕಲ್ ರಚನೆಗಳು ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿದ್ದರೂ, ಹೆಲಿಕಲ್ ಅಲ್ಲದ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಪ್ರಸ್ತುತ ಮುಖ್ಯವಾಹಿನಿಯ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಸಮುದಾಯವು ಸ್ವೀಕರಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಅಂತಿಮವಾಗಿ, ಬೆಂಬಲಿತವಲ್ಲದ ಮಾದರಿಗಳ ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸುವ ಸಮಕಾಲೀನ ಅಂಚಿನ ಸಿದ್ಧಾಂತಗಳ ನಿರಂತರ ಗುಂಪು ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿದೆ. ವ್ಯಾಟ್ಸನ್-ಕ್ರಿಕ್ ರಚನೆಗೆ ಮೊದಲು ಡಿಎನ್ಎ ಡಬಲ್ ಹೆಲಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು 1953 ರಲ್ಲಿ (1954 ರಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿವರಗಳೊಂದಿಗೆ) ಡಿಎನ್ಎಯ ಎಕ್ಸ್-ರೇ ವಿವರ್ತನ ಚಿತ್ರಗಳನ್ನು (ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಫೋಟೋ 51, ರೇಮಂಡ್ ಗೊಸ್ಲಿಂಗ್ ಮತ್ತು ರೋಸಲಿಂಡ್ ಫ್ರಾಂಕ್ಲಿನ್ ತೆಗೆದದ್ದು) ಮತ್ತು ಬೇಸ್-ಪೇಯರಿಂಗ್ ರಾಸಾಯನಿಕ ಮತ್ತು ಜೀವರಾಸಾಯನಿಕ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಆಧರಿಸಿ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾಯಿತು. ಇದಕ್ಕೆ ಮೊದಲು, 1950 ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾದ ಕ್ಷ-ಕಿರಣ ದತ್ತಾಂಶವು ಡಿಎನ್ಎ ಒಂದು ರೀತಿಯ ಹೆಲಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸಿದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸಿತು, ಆದರೆ ಆ ಹೆಲಿಕ್ಸ್ನ ನಿಖರವಾದ ರಚನೆ ಏನೆಂದು ಇನ್ನೂ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾಗಿಲ್ಲ. ಆದ್ದರಿಂದ ಡಿಎನ್ಎ ಡ್ಯುಪ್ಲೆಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸುವ ದತ್ತಾಂಶದಿಂದ ಹಲವಾರು ಪ್ರಸ್ತಾವಿತ ರಚನೆಗಳು ನಂತರ ತಲೆಕೆಳಗಾದವು. 1953ರಲ್ಲಿ ಲಿನಸ್ ಪೌಲಿಂಗ್ ಮತ್ತು ರಾಬರ್ಟ್ ಕೋರೆ ಅವರು ಈ ಆರಂಭಿಕ ಮಾದರಿಗಳಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಪ್ರಸಿದ್ಧವಾದವು, ಇದರಲ್ಲಿ ಅವರು ಒಳಭಾಗದಲ್ಲಿ ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಬೆನ್ನೆಲುಬಿನೊಂದಿಗೆ ಟ್ರಿಪಲ್ ಹೆಲಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದರು ಮತ್ತು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ ಬೇಸ್ಗಳು ಹೊರಕ್ಕೆ ತೋರಿಸಿದವು. ಅದೇ ವರ್ಷ ಬ್ರೂಸ್ ಫ್ರೇಸರ್ ಕೂಡ ಇದೇ ರೀತಿಯ, ಆದರೆ ವಿವರವಾದ ರಚನೆಯನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದರು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ವ್ಯಾಟ್ಸನ್ ಮತ್ತು ಕ್ರಿಕ್ ಶೀಘ್ರದಲ್ಲೇ ಈ ಮಾದರಿಗಳೊಂದಿಗೆ ಹಲವಾರು ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸಿದರುಃ ಅಕ್ಷದ ಬಳಿ ಋಣಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ಫಾಸ್ಫೇಟ್ಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಹಿಮ್ಮೆಟ್ಟಿಸುತ್ತವೆ, ಮೂರು-ಸರಪಳಿ ರಚನೆಯು ಹೇಗೆ ಒಟ್ಟಿಗೆ ಉಳಿಯುತ್ತದೆ ಎಂಬ ಪ್ರಶ್ನೆಯನ್ನು ಬಿಟ್ಟುಬಿಡುತ್ತದೆ. ಟ್ರಿಪಲ್-ಹೆಲಿಕ್ಸ್ ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ (ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಪೌಲಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಕೋರೆ ಅವರ ಮಾದರಿ), ಕೆಲವು ವ್ಯಾನ್ ಡೆರ್ ವಾಲ್ಸ್ ದೂರಗಳು ತುಂಬಾ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿವೆ. ಈಗ ಬಿ-ಫಾರ್ಮ್ ಡಿಎನ್ಎ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುವ ಆರಂಭಿಕ ಡಬಲ್ ಹೆಲಿಕ್ಸ್ ಮಾದರಿಯು ಜೀವಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಸಾಮಾನ್ಯವಾದ ರಚನೆಯಾಗಿದೆ. ನೈಸರ್ಗಿಕವಾಗಿ ಸಂಭವಿಸುವ ಎರಡು ಅಪರೂಪದ ಸುರುಳಿಯಾಕಾರದ ರೂಪಾಂತರಗಳನ್ನು 1970ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಗುರುತಿಸಲಾಯಿತುಃ ಎ-ಫಾರ್ಮ್ ಡಿಎನ್ಎ ಮತ್ತು ಝಡ್-ಫಾರ್ಮ್ ಡಿಎನ್ಎ. ಡಿಎನ್ಎ ಡ್ಯುಪ್ಲೆಕ್ಸ್ ರಚನೆಯನ್ನು ಒಮ್ಮೆ ಪರಿಹರಿಸಿದರೂ ಸಹ, ಅದರ ಒಟ್ಟಾರೆ ಟೋಪೋಲಜಿಯನ್ನು ವಿವರಿಸಲು ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಡಿಎನ್ಎ ರಚನೆಗಳ ಅಗತ್ಯವಿದೆಯೇ ಎಂಬುದು ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ಮುಕ್ತ ಪ್ರಶ್ನೆಯಾಗಿತ್ತು. ಇದು ಡಿಎನ್ಎ ಪ್ರತಿಕೃತಿಯ ಮೇಲೆ ಹೇಗೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರಬಹುದು ಎಂಬ ಬಗ್ಗೆ ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು ಇದ್ದವು. 1963ರಲ್ಲಿ, ಇ. ಕೋಲಿ ಕ್ರೋಮೋಸೋಮ್ನ ಆಟೋರಾಡಿಯೋಗ್ರಾಫ್ಗಳು ಇದು ಒಂದೇ ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಅಣುವಾಗಿದ್ದು, ಎರಡೂ ಹೊಸ ಡಿಎನ್ಎ ಎಳೆಗಳನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗುತ್ತಿರುವ ಒಂದು ಜೋಡಿ ಪ್ರತಿಕೃತಿ ಫೋರ್ಕ್ಗಳಲ್ಲಿ ಪುನರಾವರ್ತನೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಿಕೊಟ್ಟವು. ಆದ್ದರಿಂದ ಪ್ರತಿಕೃತಿಯ ನಂತರ ಎರಡು ಮಗಳು ವರ್ಣತಂತುಗಳು ಸ್ಥಳಶಾಸ್ತ್ರೀಯವಾಗಿ ಸಂಬಂಧ ಹೊಂದಿವೆ. ಪ್ರತಿಕೃತಿಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಎರಡು ಸಂಪರ್ಕಿತ ಮಗಳು ಡಿಎನ್ಎ ಎಳೆಗಳನ್ನು ಬೇರ್ಪಡಿಸಲು ಡಿಎನ್ಎ ನಿವ್ವಳ-ಶೂನ್ಯ ಹೆಲಿಕಲ್ ಟ್ವಿಸ್ಟ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರಬೇಕು, ಅಥವಾ ಎಳೆಗಳನ್ನು ಕತ್ತರಿಸಲು, ದಾಟಲು ಮತ್ತು ಮತ್ತೆ ಸೇರಿಕೊಳ್ಳಬೇಕು. 1970ರಲ್ಲಿ ಟೋಪೋಐಸೋಮೆರೇಸ್ಗಳ ಆವಿಷ್ಕಾರವು ಈ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ಪರಿಹರಿಸುವವರೆಗೆ, ಈ ಸ್ಪಷ್ಟವಾದ ವೈರುಧ್ಯಗಳನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲು ಆರಂಭಿಕ ಹೇಲಿಕೇತರ ಮಾದರಿಗಳು ಪ್ರಯತ್ನಿಸಿದವು. 1960 ಮತ್ತು 1970ರ ದಶಕಗಳಲ್ಲಿ, ಡಿ. ಎನ್. ಎ. ಯ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ನೇರವಾಗಿ ಅಥವಾ ಬಲಗೈ ಮತ್ತು ಎಡಗೈ ಹೆಲಿಕಲ್ ತಿರುವುಗಳನ್ನು ಪರ್ಯಾಯವಾಗಿ ನೀಡುವ ಮೂಲಕ ನಿವ್ವಳ-ಶೂನ್ಯ ಹೆಲಿಕಲ್ ತಿರುವು ನೀಡುವ ಹಲವಾರು ರಚನೆಗಳನ್ನು ಊಹಿಸಲಾಗಿತ್ತು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 1969 ರಲ್ಲಿ, ರೇಖೀಯ ಟೆಟ್ರಾಮರ್ ರಚನೆಯನ್ನು ಊಹಿಸಲಾಯಿತು, ಮತ್ತು 1976 ರಲ್ಲಿ, ಬಲಗೈ ಮತ್ತು ಎಡಗೈ ಹೆಲಿಕ್ಸ್ನ ಪರ್ಯಾಯ ವಿಭಾಗಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ರಚನೆಯನ್ನು ಎರಡು ವಿಭಿನ್ನ ಗುಂಪುಗಳು ಸ್ವತಂತ್ರವಾಗಿ ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದವು. ಪರ್ಯಾಯ ತಿರುವುಗಳ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿ ಅರ್ಧ ತಿರುವಿನಲ್ಲಿ ಬದಲಾಗುವ ಹೆಲಿಕ್ಸಿಟಿಯೊಂದಿಗೆ ಪ್ರಸ್ತುತಪಡಿಸಲಾಯಿತು, ಆದರೆ ನಂತರ ಪ್ರತಿ ಹೆಲಿಕ್ಕಲ್ ದಿಕ್ಕಿನ ದೀರ್ಘ ವಿಸ್ತರಣೆಗಳನ್ನು ನಂತರ ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾಯಿತು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಈ ಮಾದರಿಗಳು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಬೆಂಬಲದ ಕೊರತೆಯಿಂದ ಬಳಲುತ್ತಿದ್ದವು. ತಿರುಚು ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ, ಬಿ-ರೂಪದ ಡಿಎನ್ಎಗೆ ವಿರುದ್ಧವಾದ ತಿರುವುಗಳೊಂದಿಗೆ ಜೆಡ್-ಡಿಎನ್ಎ ರಚನೆಯು ರೂಪುಗೊಳ್ಳಬಹುದು, ಆದರೆ ಇದು ಜೀವಕೋಶದ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ಅಪರೂಪವಾಗಿದೆ. ಟೋಪೋಐಸೋಮರೇಸ್ಗಳು ಮತ್ತು ಗೈರೇಸ್ಗಳ ಆವಿಷ್ಕಾರವು, ವೃತ್ತಾಕಾರದ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಿಕ್ ಆಮ್ಲಗಳ ಜೋಡಣೆಯ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಬಲ್ಲ ಕಿಣ್ವಗಳು ಮತ್ತು ಹೀಗೆ ಪುನರಾವರ್ತಿಸುವ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ವರ್ಣತಂತುಗಳನ್ನು "ಅಲುಗಾಡಿಸುತ್ತದೆ" ಮತ್ತು "ರಿವೈಂಡ್" ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಬಿ-ರೂಪದ ಡಿಎನ್ಎ ಹೆಲಿಕಲ್ ರಚನೆಗೆ ಟೋಪೋಲಾಜಿಕಲ್ ಆಕ್ಷೇಪಣೆಗಳನ್ನು ಪರಿಹರಿಸುತ್ತದೆ. ವಾಸ್ತವವಾಗಿ, ಈ ಟೋಪೋಲಜಿ-ಬದಲಾಯಿಸುವ ಕಿಣ್ವಗಳ ಅನುಪಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ, ಸಣ್ಣ ವೃತ್ತಾಕಾರದ ವೈರಲ್ ಮತ್ತು ಪ್ಲಾಸ್ಮಿಡ್ ಡಿಎನ್ಎಗಳು ಬೇರ್ಪಡಿಸಲಾಗದ ಪೋಷಕ ರಚನೆಯಾಗಿದ್ದು, ಅವುಗಳ ಎಳೆಗಳು ಟೋಪೋಲಾಜಿಕಲ್ ಆಗಿ ಒಟ್ಟಿಗೆ ಬಂಧಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಹೇಲಿಕಲ್ ಅಲ್ಲದ ಡಿಎನ್ಎ ಪ್ರಸ್ತಾಪಗಳನ್ನು ಮುಖ್ಯವಾಹಿನಿಯ ವಿಜ್ಞಾನದಿಂದ ಕೈಬಿಡಲಾಗಿದೆ. ಸುರುಳಿಯಾಕಾರದ ರಚನೆಯ ದೃಢೀಕರಣ ಆರಂಭದಲ್ಲಿ, ಪರಿಹರಿಸಲಾದ ಡಿಎನ್ಎ ರಚನೆಗಳು ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಸ್ಫಟಿಕಶಾಸ್ತ್ರ ತಂತ್ರಗಳ ಕಲಾಕೃತಿಗಳಾಗಿವೆಯೇ ಎಂಬ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು ಇದ್ದವು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಡಿಎನ್ಎಯ ರಚನೆಯನ್ನು ತರುವಾಯ ಜೆಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಫೋರೆಟಿಕ್ ವಿಧಾನಗಳ ಮೂಲಕ ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ದೃಢೀಕರಿಸಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ನಂತರ ದ್ರಾವಣ ಎನ್ಎಂಆರ್ ಮತ್ತು ಎಎಫ್ಎಂ ಮೂಲಕ ಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಅದನ್ನು ವಿರೂಪಗೊಳಿಸಲಿಲ್ಲ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೊಸೋಮ್ಗಳು, ಹೆಲಿಕೇಸ್ಗಳು ಮತ್ತು ಹಲವಾರು ಇತರ ಡಿಎನ್ಎ ಬೈಂಡಿಂಗ್ ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಕೀರ್ಣದಲ್ಲಿರುವ ಡಿಎನ್ಎ ರಚನೆಯು ವಿವೊದಲ್ಲಿ ಅದರ ಜೈವಿಕ ಪ್ರಸ್ತುತತೆಯನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸಿತು. ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಡಿ. ಎನ್. ಎ. ಜೈವಿಕ ಅಣುಗಳಿಗೆ ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ ರಚನಾತ್ಮಕ ಜೈವಿಕ ಮಾಹಿತಿಯ ವೀಡಿಯೊ ತುಣುಕುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಲೇಖನಗಳು ಬಳಕೆಯಲ್ಲಿಲ್ಲದ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಸಿದ್ಧಾಂತಗಳು