ജീൻ

ഒരു ജീവിയിലെ പാരമ്പര്യസ്വഭാവങ്ങളുടെ വാഹകതന്മാത്രകളാണ് ജീനുകൾ. ന്യൂക്ലികാമ്ലങ്ങളായ ഡി.എൻ.ഏ യുടേയോ ആർ.എൻ.ഏ യുടേയോ ഘടനയിൽ ഉൾകൊള്ളപ്പെട്ടിരിക്കുകയും അവയിലെ ചില നിയന്ത്രിതഭാഗങ്ങളുടേയോ, ട്രാൻസ്ക്രൈബ്ഡ് ഭാഗങ്ങളുടേയോ, മറ്റ് ധർമ്മപരശ്രേണികളുടെയോ ഒപ്പം ചേർന്ന് ഒരു മാംസ്യതന്മാത്രയുടേയോ ആർ.എൻ.ഏ ശൃംഖലയുടേയോ നിർമ്മാണത്തിന് കാരണമാകുകയും ചെയ്യുന്ന അസ്തിത്വമാണ് ജീനുകൾ.^[1] ഇവ ന്യൂക്ലികാമ്ളങ്ങളുടെ ഭാഗമായിരുന്ന് ജീവജാലങ്ങളുടെ പാരമ്പര്യസ്വഭാവങ്ങളെ നിയന്ത്രിക്കുകയും ഒരു തലമുറയിൽ നിന്ന് അടുത്ത തലമുറയിലേയ്ക്ക് സ്വഭാവങ്ങളെ കൈമാറ്റം ചെയ്യുന്ന ഭൗതികവസ്തുക്കളായി പ്രവർത്തിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ജനിതകശാസ്ത്രത്തിന്റെ പിതാവായി അറിയപ്പെടുന്ന ജോൺ ഗ്രിഗർ മെൻഡൽ ആണ് ജീനുകളെ സൂചിപ്പിക്കുന്ന പാരമ്പര്യഘടകങ്ങളെക്കുറിച്ച് ആദ്യമായി ധാരണ നൽകിയത്.

ഈ ചിത്രം ഡി.എൻ.ഏയും ക്രോമസോമും തമ്മിലുള്ള ബന്ധത്തെ കാണിക്കുന്നു. ക്രോമസോമിലെ രണ്ട് ഇഴകളിലോരോന്നിലും കാണപ്പെടുന്ന ഇൻട്രോൺ ഭാഗങ്ങളെ മെസഞ്ചർ ആർ.എൻ.ഏ ഉണ്ടാകുമ്പോൾ ഒഴിവാക്കുകയും ഇക്സോണുകളെ മാത്രം മാംസ്യസംശ്ലേഷണത്തിന് റൈബോസോമിലേയ്ക്കയയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

ഡി.എൻ.ഏയുടെ ഘടന

ഡി.എൻ.ഏ യുടേയോ ആർ.എൻ.ഏ യുടേയോ ഭാഗമായാണ് ജീനുകൾ നിലനിൽക്കുന്നത്. ഒരു ഡി.എൻ.ഏയിൽ സാധാരണഗതിയിൽ പഞ്ചസാരത്തന്മാത്രകളുടേയും ഫോസ്ഫേറ്റ് തന്മാത്രകളുടേയും ഒന്നിടവിട്ട് ആവർത്തിക്കുന്ന രണ്ട് സമാന്തരഇഴകളുണ്ട്. ഈ ഇഴകളിലെ പഞ്ചസാരത്തന്മാത്രകളെത്തമ്മിൽ നൈട്രജൻ ബേയ്സുകളായ അഡിനിൻ, തൈമിൻ അല്ലെങ്കിൽ ഗ്വാനിൻ, സൈറ്റോസിൻ എന്നീജോടികൾ ഉപയോഗിച്ച് ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. ഒരു ഇഴയിൽ വരാവുന്ന ഒരു പഞ്ചസാരത്തൻമാത്രയും ഫോസ്ഫേറ്റുതൻമാത്രയും ഒരു നൈട്രജൻ ബേയ്സും ചേർന്നതാണ് ന്യൂക്ലിയോടൈഡുകൾ. ന്യൂക്ലിക്കാസിഡുകളെല്ലാം ഒന്നിലധികം ന്യൂക്ലിയോടൈഡുകളുടെ ശൃംഖലയാണ്.

Diagram of the "typical" eukaryotic protein-coding gene. Promoters and enhancers determine what portions of the DNA will be transcribed into the precursor mRNA (pre-mRNA). The pre-mRNA is then spliced into messenger RNA (mRNA) which is later translated into protein.

ജീനുകളുടെ പ്രവർത്തനം

ജീനുകളുടെ ലക്ഷ്യം അനുയോജ്യമായ മാംസ്യതൻമാത്രകളെ നിർമ്മിക്കുകയാണ് എന്നുള്ളതിനാൽ ജീൻ പ്രവർത്തനത്തെ മാംസ്യസംശ്ലേഷണം അഥവാ ജീൻ എക്സ്പ്രഷൻ എന്ന് വിവക്ഷിക്കുന്നു.^[2] ജീൻ എക്സ്പ്രഷനിൽ ട്രാൻസ്ക്രിപ്ഷൻ, ട്രാൻസ്ലേഷൻ എന്നീ രണ്ടുഘട്ടങ്ങളുണ്ട്.

ട്രാൻസ്ക്രിപ്ഷൻ

ഡി.എൻ.ഏ യിൽ നിന്ന് മെസഞ്ചർ ആർ.എൻ.ഏ ഉണ്ടാകുന്ന പ്രവർത്തനമാണ് ട്രാൻസ്ക്രിപ്ഷൻ. ഇതിൽ താഴെയുള്ള ഘട്ടങ്ങൾ ഉൾചേർന്നിരിക്കുന്നു.

ഇനിസിയേഷൻ

ഡി.എൻ.ഏയുടെ ഇഴകളിലെ നൈട്രജൻ ബേയ്സുകളുടെ ക്രമമനുസരിച്ച് അനുപൂരകമായ ഒരു മെസഞ്ചർ ആർ.എൻ.ഏ ഉണ്ടാവുകയും അത് മർമ്മസ്തരത്തിലൂടെ കോശദ്രവ്യത്തിലെ റൈബോസോമുകളിലെത്തുന്നു.

ഇലോംഗേഷൻ

എം.ആർ.എൻ.ഏയിലെ കോഡിംഗ് ശ്രേണി അനുസരിച്ച് റൈബോസോമിലേയ്ക്ക് കോശദ്രവ്യത്തിൽ നിന്നും വിവിധ ട്രാൻസ്ഫർ ആർ.എൻ.ഏകൾ അനുയോജ്യമായ അമിനോആസിഡുകളുമായി എത്തുന്നു. എത്തിച്ചേരുന്ന അമിനോ ആസിഡുകൾക്കിടയിൽ പെപ്റ്റൈഡ് രാസബന്ധനങ്ങൾ രൂപപ്പെട്ടാൽ അവ വലിപ്പം കുറഞ്ഞ പോളിപെപ്റ്റൈഡുകൾ ആകും. നിരവധി പോളിപെപ്റ്റൈഡുകൾ ചേർന്ന് വിവിധതലങ്ങളിലുള്ള മാംസ്യതന്മാത്രയുണ്ടാകുന്നു.

ടെർമിനേഷൻ

എപ്പോഴെങ്കിലും എം.ആർ.എൻ.ഏയിൽ UAA, UAG, UGA എന്നീ കോഡുകൾ വന്നാൽ അവയ്ക്കനുസരിച്ചുള്ള അമിനോ ആസിഡുകൾ കോശദ്രവ്യത്തിലില്ലാത്തതിനാൽ മാംസ്യനിർമ്മാണം നിലയ്ക്കുന്നു. ആവശ്യമായ അളവിൽ മാംസ്യങ്ങൾ രൂപപ്പെടുന്നതിനനുസരിച്ച് കൂടിച്ചേർന്നുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന എം.ആർ.എൻ.ഏ, ടി. ആർ.എൻ.ഏ എന്നിവ റൈബോസോമിൽ നിന്ന് വിട്ടുപോകുന്നു.

ട്രാൻസ്‌ലേഷൻ

മെസഞ്ചർ ആർ.എൻ.ഏ യിലെ നൈട്രജൻ ബേയ്സിന്റെ ക്രമീകരണമനുസരിച്ച് ആവശ്യമായ അമിനോ ആസിഡുകൾ കൂടിച്ചേർന്ന് മാംസ്യങ്ങളാകുന്ന പ്രക്രിയയാണ് ട്രാൻസ്‌ലേഷൻ.

ജീനിന്റെ രൂപം

നിശ്ചിത ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റുന്നതിനാവശ്യമായ മാംസ്യങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിന് അനുയോജ്യമായ അമിനോആസിഡുകളെ റൈബോസോമുകളിലെത്തിക്കുന്നത് മെസഞ്ചർ ആർ.എൻ.ഏ യിലെ നൈട്രജൻ ബേയ്സ് ശ്രേണികളാണ്. ഈ നിർദ്ദേശം മർമ്മത്തിലെ ഡി.എൻ.ഏയിലെ നൈട്രജൻ ബേയ്സ് ശ്രേണിയ്ക്കനുസരിച്ചാണ് രൂപപ്പെടുന്നത്. എങ്കിൽ ഒരു നിശ്ചിത മാംസ്യത്തെയോ മാംസ്യങ്ങളേയോ നിർമ്മിക്കാനാവശ്യമായ ഡി.എൻ.ഏയിലെ ഈ നൈട്രജൻ ബേയ്സ് ശ്രേണിയെ ജീൻ എന്നുവിളിക്കാം.^[3]

ഇൻട്രോൺ

യൂക്കാരിയോട്ടുകളിൽ ഡി.എൻ.ഏയുടെ എല്ലാ നെട്രജൻ ബേയ്സ് ശ്രേണിയും അവസാനഘട്ട മെസഞ്ചർ ആർ.എൻ.ഏ യായി മാറുന്നില്ല. പൂർണ്ണ എം.ആർ.എൻ.ഏ യായി മർമ്മം വിടുന്നതിനുമുൻപ് ഈ ആർ.എന്.ഏയിലെ ചില ഭാഗങ്ങൾ സ്പ്ലൈസിംഗ് എന്ന പ്രക്രിയയിലൂടെ നീക്കം ചെയ്യുന്നു. ഫിലിപ്പ് ഷാർപ്പും റിച്ചാർഡ് റോബർട്ട്സും ആണ് 1977 ൽ ഇൻട്രോണുകളെ കണ്ടെത്തുന്നത്. ഇതിന് 1993 ലെ ഫിസിയോളജി-മെഡിസിൻ നോബൽപ്രൈസ് അവർക്ക് ലഭിച്ചു.^[4]

ഇക്സോൺ

അവസാനഘട്ട മെസഞ്ചർ ആർ.എൻ.ഏയിൽ ഉൾക്കൊള്ളുന്ന ഡി.എൻ.ഏയിലെ ഭാഗങ്ങളാണ് ഇക്സോണുകൾ.

ജീനുകളുടെ വർഗ്ഗീകരണം

കോൺസ്റ്റിട്യൂട്ടീവ് ജീൻ

ഒരു ജീവകോശത്തിലെ ദൈനംദിനപ്രവർത്തനങ്ങൾക്കാവശ്യമായ എല്ലാ ഉൽപ്പന്നങ്ങളേയും(രാസാഗ്നികൾ മൂലം സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നവ) ഉൽപാദിപ്പിക്കുന്ന പ്രവർത്തനം നടത്തുന്ന ജീനുകളാണ് ഈ വിഭാഗത്തിൽ ഉൾപെടുന്നത്. ഇവ ഹൈസ് കീപ്പിംഗ് ജീനുകൾ എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു.

ഇൻഡ്യൂസിബിൾ ജീൻ

ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന ചില ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ ഗാഢതമൂലം ചില മാംസ്യങ്ങളെ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള കഴിവ് ഡി.എൻ.ഏ വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു. ഇൻഡ്യൂസർ ആയ ഉൽപ്പന്നം ജീനിന്റെ പ്രവർത്തനത്തെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്നു എങ്കിൽ അത് ഇൻഡ്യൂസിബിൾ ജീൻ എന്നും മറിച്ചാണെങ്കിൽ റിപ്രസ്സർ ജീൻ എന്നും വിളിക്കുന്നു.^[5]

ജീനുകളുടെ എണ്ണം

വിവിധ ജീവികളിൽ ജീനുകളുടെ എണ്ണം വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ഹ്യൂമൻ ജീനോം പ്രോജക്ട് അനുസരിച്ച് മനുഷ്യരിൽ 25000 ത്തിനടുത്ത് ജീനുകളേ ഉള്ളൂ എന്ന് കണക്കാക്കിയിട്ടുണ്ട്. ഈ- കോളി ബാക്ടീരിയയിൽ 4377 ജീനുകളുണ്ട്.^[6]Daphnia pulex എന്ന ജലസൂക്ഷ്മജീവിക്കാണ് കണ്ടെത്തിയിട്ടുള്ളതിൽ ഏറ്റവുംകൂടുതൽ ജീനുകളുള്ളത്- 31000.^[7]