ജീവന്റെ അടിസ്ഥാനമായ DNA; അതിഥികളായ മ്യൂട്ടേഷൻസ്, അധിനിവേശക്കാരായ വൈറസ്

“ജനിതകഭാഷയെ (genetic language) സംരക്ഷിക്കുന്ന നിശ്ശബ്ദനായ ലൈബ്രേറിയൻ, സുരക്ഷിതമായി അത് തലമുറകളിലേക്ക് കൈമാറുന്ന പ്രതിഭ. DNA-യെ എങ്ങനെ വിശേഷിപ്പിച്ചാലും വിശേഷണം പൂർണ്ണമാകില്ല,” ഡോ. പ്രസന്നൻ പി.എ. ഓസ്ട്രേലിയയിൽ നിന്ന് എഴുതുന്ന കോളം Good Evening Friday തുടരുന്നു.

Good Evening Friday - 54

ഥ വലുതോ ചെറുതോ ആകാം. 1000 മുതൽ 7500 വാക്കുകളിൽ കഥ തീരുമെങ്കിൽ അത് ചെറുകഥ. നാൽപ്പതിനായിരം വാക്കുകളിൽ തീരുന്നില്ലെങ്കിലാണ് കഥ നോവലാകുന്നത്. ചെറുകഥയ്ക്കും, നോവലിനും ഇടയിലാണ് വെസ്റ്റേൺ നാടുകളിൽ Novelette-നും Novella-യ്ക്കും സ്ഥാനം. വാക്കുകളുടെ കണക്കൊക്കെ എഡിറ്റേഴ്‌സോ പബ്ലിഷേഴ്‌സോ തീരുമാനിച്ചതാവാം.

എന്നാൽ 'സവിശേഷമായ ഒരൊററ വൈകാരികഭാവമാണ് ചെറുകഥയായി പരിണമിക്കേണ്ടത്' എന്ന് പറഞ്ഞത് അമേരിക്കൻ എഴുത്തുകാരൻ Edgar Allan Poe, ഏതാണ്ട് 200 വർഷങ്ങൾക്ക് മുമ്പ്.

നൂറ് വർഷങ്ങൾക്ക് ശേഷം നിരൂപകൻ E.M. Forster പറഞ്ഞു, 'കുറഞ്ഞത് അമ്പതിനായിരം വാക്കുകളെങ്കിലും വേണം ജീവിതത്തെ സമഗ്രമായൊന്ന് ചിത്രീകരിക്കുവാൻ' എന്നിട്ട് "any fictitious prose work over 50,000 words" എന്ന് നോവലിനെ നിർവ്വചിക്കുകയും ചെയ്തു.

അപ്പോൾ മൂന്ന് ബില്യൺ അക്ഷരങ്ങളുള്ള പുസ്തകത്തിനെ എന്തൂ വിളിക്കും? ഒ.എൻ.വി പാട്ടിൽ 'നിന്നെ ഞാനെന്തു വിളിക്കും' ചോദിച്ചതുപോലെയല്ല. ഇവിടെ കൺഫ്യൂഷൻ തീരെയില്ല.

Human genome (മനുഷ്യന്റെ പൂർണ്ണജനിതകഗ്രന്ഥം) എന്ന് വിളിക്കണം. ജിനോം എല്ലാ ജീവജാലങ്ങൾക്കുമുണ്ട്. കഥയുടെ ജാലകം ഇവിടെ തുറക്കുന്നത് ഹ്യൂമൻ ജീനോമിലേക്കായിട്ടാണ്.

ആ ഗ്രന്ഥത്തിലെ അദ്ധ്യായങ്ങളാണ് (chapters) ക്രോമോസോംസ്.

വാചകങ്ങൾ ജീനുകൾ (genes),

വാക്കുകൾ കോഡോൺസ് (codons),

അക്ഷരങ്ങളാണ് ന്യൂക്ളിയോടൈഡ്സ്,

ആ അക്ഷരങ്ങൾ ക്രമത്തിൽ വിന്യസിച്ചിരിക്കുന്നത് DNA ആണ്.

ഒരു കാര്യം പറയുമ്പോൾ അത് ലളിതമായിരിക്കണം, ലളിതമായി പറയാനാണ് പക്ഷേ ബുദ്ധിമുട്ട്. ഒന്നുകിൽ അതിലളിതമായി പോയി സംഗതിയുടെ സത്ത നഷ്ടപ്പെടും. അല്ലെങ്കിൽ ഗട്ടറുള്ള റോഡിൽ അതീവസൂക്ഷ്മതയോടെ ഓടിച്ചിട്ടും കൃത്യമായി ഗട്ടറിൽ വീഴുന്ന സ്‌കൂട്ടറിന്റെ അവസ്ഥയാകും. ലളിതമാക്കാനുള്ള പരിശ്രമതീക്ഷ്ണതക്കൊടുവിൽ സംഗതി സങ്കീർണ്ണതയുടെ ഗട്ടറിൽ വീണുപോകും.

നിരൂപകൻ E.M. Forster
നിരൂപകൻ E.M. Forster

ഞാൻ പറയാൻ പോകുന്ന കഥയിലെ കേന്ദ്രകഥാപാത്രം DNA-യുടെ കാര്യത്തിലും ഇങ്ങനെ സംഭവിച്ചേക്കാം. 'To minimise the risk, optimise the effort' എന്ന ട്രാക്കിൽ പോയിനോക്കാം.

ജനിതകഭാഷയെ (genetic language) സംരക്ഷിക്കുന്ന നിശ്ശബ്ദനായ ലൈബ്രേറിയൻ, സുരക്ഷിതമായി അത് തലമുറകളിലേക്ക് കൈമാറുന്ന പ്രതിഭ. DNA-യെ എങ്ങനെ വിശേഷിപ്പിച്ചാലും വിശേഷണം പൂർണ്ണമാകില്ല.

ജീവന്റെ അടിസ്ഥാനമായ ഈ എഴുത്തിലേക്ക് ക്ഷണിക്കപ്പെടാതെ വരുന്ന പ്രകൃതിയിൽ നിന്നുള്ള (natural) അതിഥികളാണ് മ്യൂട്ടേഷൻസ്. അവർ അക്ഷരങ്ങളെ മാറ്റും, വിന്യാസക്രമത്തിൽ വ്യതിയാനമുണ്ടാക്കും. ചിലപ്പോൾ DNA-ക്ക് നിസ്സഹായമായി നോക്കിനിൽക്കേണ്ടിവന്നേക്കാം. ചില മാറ്റങ്ങൾ ഗുണകരമായി ഭവിക്കും. നിസ്സാരമോ, ഗുരുതരമോ ആയ ദോഷങ്ങളും ഈ മാറ്റങ്ങൾ കൊണ്ട് സംഭവിക്കാം. ഉപദ്രവമോ, ഉപകാരമോ ഇല്ലാത്ത മാറ്റങ്ങളുമുണ്ട്.

മൊത്തമായി ഇംഗ്ലീഷിൽ പറഞ്ഞാൽ 'Mutations are the uninvited edits in life’s manuscript: some beneficial, some fatal, most neutral - colourless, odourless, and tasteless, yet capable of shaping the story in ways both subtle and profound'

DNA-ക്ക് അസാധാരണമായ കഴിവുകളുണ്ട്. എന്നാൽ ഒരു സൂപ്പർ പവർ അല്ല, ദൗർബല്യങ്ങളുണ്ടെന്ന് വ്യക്തമാക്കാനാണ് സീനിൽ മ്യൂട്ടേഷൻ വന്നത്.

ചില മനുഷ്യർക്ക് എയ്‌ഡ്‌സ് ബാധിക്കില്ല. മലേറിയക്കെതിരെ പ്രതിരോധശക്തിയുള്ളവരുണ്ട്. ഉഷ്ണമേഖലയിലെ മനുഷ്യരുടെ തൊലി കറുത്തത് സൂര്യന്റെ അൾട്രാവയലറ്റ് രശ്മികളെ തടുത്ത് നിറുത്താനാണ്. മനുഷ്യന് സംസാരശക്തി കിട്ടിയത്, ബുദ്ധി വികസിച്ചത്, പാൽ ദഹിപ്പിക്കാൻ സാധിക്കുന്നത്... മ്യൂട്ടേഷൻ തിരുത്തിയ ജനിതകഭാഷയിലെ അക്ഷരങ്ങൾ തന്ന ഗുണങ്ങളാണ്.

ജന്മനാ കിട്ടുന്ന ചില രോഗങ്ങൾ, ജീവനില്ലാതെ പുറത്തുവരുന്ന കുട്ടികൾ... മ്യൂട്ടേഷൻസിന്റെ മാരകഫലങ്ങളാണ്.

ഇനിയാണ് അധിനിവേശക്കാർ വരുന്നത്. വൈറസുകൾ. അതിക്രമിച്ച് മനുഷ്യന്റെ അതിർത്തികൾ തകർത്ത് പല കാലങ്ങളിലായി അവർ അകത്ത് കയറി. ഏതൊരു അധിവേശക്കാരെയും പോലെ സ്വന്തം ജീവനമായിരുന്നു അവരുടെയും ലക്‌ഷ്യം. അവർ മനുഷ്യന്റെ ജനിതകഭാഷ തിരുത്തി. അക്ഷരങ്ങൾ കൂട്ടിച്ചേർത്തു. വാചകങ്ങളുടെ അർത്ഥം മാറി.

മനുഷ്യജീനോമിൽ എട്ട് ശതമാനം വൈറസ് കൊണ്ടുവന്നതാണ്. അതായത് 240 മില്യൺ അക്ഷരങ്ങളാണ് പലകാലങ്ങളിലായി വൈറസ് മാറ്റിയെഴുതിയത്.

ചില ആക്ഷൻസ് അവരറിയാതെ മനുഷ്യർക്ക് ഗുണം ചെയ്തു. ഗർഭപാത്രത്തിൽ പ്ലാസന്റ നിർമ്മിച്ച് മനുഷ്യഭ്രൂണങ്ങൾക്ക് ആരോഗ്യം പകർന്നത്, രോഗപ്രതിരോധശേഷി (immunity) പരിഷ്കരിക്കപ്പെട്ടത്, ബോധം/പ്രജ്ഞ (consciousness) ഉണ്ടായത്, അടിസ്ഥാന അറിവ് നേടാനുള്ള കഴിവ് (basic learning) മുതൽ ധിഷണാശക്തി (intellect) വരെ വികസിച്ചത്, സഹാനുഭൂതിയും (empathy) , സാമൂഹ്യപ്രതിബദ്ധതയും (Social commitment) എല്ലാം വൈറസ് കാലാകാലങ്ങളിൽ തന്ന ജനിതകസാമഗ്രികൾ മൂലമായിരുന്നു.

'The invaders thought they were corrupting the script.

Instead, they ended up giving the story its most beautiful chapters-

the placenta that protected life, the neurons that dreamt,

the immune cells that remembered enemies,

and the strange spark we call consciousness'

വൈറസ് എന്ന എഡിറ്ററുടെ അഭാവത്തിൽ മനുഷ്യന്റെ ജനിതക കഥ അകാലത്തിൽ പറഞ്ഞുതീർന്നേനെ. വൈറസ് ഇല്ലാതിരുന്നെങ്കിൽ മനുഷ്യൻ നിലനിൽക്കുമായിരുന്നോ? സാദ്ധ്യത കുറവാണ്. 'most unlikely'

DNA-ക്ക് അസാധാരണമായ കഴിവുകളുണ്ട്. എന്നാൽ ഒരു സൂപ്പർ പവർ അല്ല, ദൗർബല്യങ്ങളുണ്ടെന്ന് വ്യക്തമാക്കാനാണ് സീനിൽ മ്യൂട്ടേഷൻ വന്നത്.
DNA-ക്ക് അസാധാരണമായ കഴിവുകളുണ്ട്. എന്നാൽ ഒരു സൂപ്പർ പവർ അല്ല, ദൗർബല്യങ്ങളുണ്ടെന്ന് വ്യക്തമാക്കാനാണ് സീനിൽ മ്യൂട്ടേഷൻ വന്നത്.

അവർ തന്ന എല്ലാം നല്ലതായിരുന്നില്ല. കാൻസർ വരാനുള്ള സാധ്യത വർദ്ധിച്ചതും ചിലപ്പോഴൊക്കെ രോഗപ്രതിരോധസംവിധാനത്തെ വഴി തെറ്റിച്ച് സ്വന്തം ശരീരത്തിന്റെ ഭാഗങ്ങളെ നശിപ്പിക്കുന്ന രോഗങ്ങളുണ്ടായതും (Autoimmune disorders), വന്ധ്യത (Infertility) യും മനുഷ്യജീനോമിൽ വൈറസ് നടത്തിയ ഇടപെടലുകളുടെ അനന്തരഫലമാണെന്ന് സംശയിക്കപ്പെടുന്നു.

പ്രകടമായതോ, അല്ലാത്തതോ (Manifested or unmanifested), താല്കാലികമോ, സ്ഥിരമായതോ (Temporary or permanent) ആയ അടയാളങ്ങൾ ജീനുകളിൽ അവശേഷിപ്പിച്ചുകൊണ്ടാണ് ഒട്ടുമിക്ക വൈറസുകളും മനുഷ്യശരീരത്തിലൂടെ ഇപ്പോഴും കടന്നുപോകുന്നത്. അവയെന്തെന്ന് തലമുറകൾക്കപ്പുറം പരിണാമപരിവർത്തനങ്ങളിലൂടെ അറിയാൻ കഴിഞ്ഞേക്കാം.

അക്ഷരങ്ങളിലേക്ക് മടങ്ങാം. അഥവ ന്യൂക്ളിയോടൈഡ്സിലേക്ക് വരാം.

നൈട്രജൻ ബേസ് + ഷുഗർ (ഡിഓക്സി റൈബോസ്) + ഫോസ്‌ഫേറ്റ് = ന്യൂക്ളിയോടൈഡ്

പ്യൂരിൻസ് ആൻഡ് പിരിമിഡിൻസ് (Purines and Pyrimidines) എന്ന അരോമാറ്റിക് സംയുക്തങ്ങളാണ് ഈ നൈട്രജൻ ബേസ്.

DNA-യിലുള്ള പ്യൂരിൻസ് ആണ് അഡിനിനും (A), ഗുവാനിനും.

തൈമിനും (T), സൈറ്റോസിനും (C) മാണ് പിരിമിഡിൻസ്.

രണ്ടു നാരുകൾ (strands) ഇഴ ചേർന്നത് പോലെയാണ് ( double helix) ഡി.എൻ.എയുടെ ഷേപ്പ്. ഒരു നാരിലുള്ള അഡിനിൻ മറ്റേ നാരിലുള്ള തൈമിനുമായി ഘടിപ്പിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. അതുപോലെ ഗുവാനിനും സൈറ്റോസിനും. ഷുഗറും ഫോസ്‌ഫേറ്റും സ്ഥാനഭ്രംശം വരാതെ നൈട്രജൻ ബേസുകളെ ഉറപ്പിച്ച് നിർത്തുന്നു. ഫോസ്‌ഫേറ്റ് ആണ് ദ ബാക്ക്ബോൺ. ഡി.എൻ.എയുടെ വലിപ്പം കുറയ്ക്കാനും, ദൃഢത നിലനിർത്താനും വേണ്ടിയാണ് പ്രത്യേക ആകൃതിയും, വളരെ സെലക്ടീവ് ആയിട്ടുള്ള ബന്ധിപ്പിക്കലും.

പ്യൂരിൻസും പിരിമിഡിൻസും (പ്യൂ-പി) മനുഷ്യന് വേണ്ടി മാത്രമുണ്ടായതല്ല. എല്ലാ ജീവജാലങ്ങൾക്കും പൊതുവായിട്ടുള്ള ആദിമജീവി {last universal common ancestor (LUCA)} യിൽ പ്യൂ-പി ഉണ്ടായിരുന്നു.

4 ബില്യൺ വർഷങ്ങൾക്ക് മുമ്പ് ചില രാസപദാർത്ഥങ്ങളിൽ നിന്ന് ഉരുത്തിരിഞ്ഞ് വന്നതാണ് പ്യൂ-പി. ഈ രാസപദാർത്ഥങ്ങൾ അടങ്ങിയ ദ്രാവകം (Prebiotic Soup) ഭൂമിയിലുണ്ടായിരുന്നു. അതിലൂടെ കടന്നുപോയ ഭൗമതാപ (geothermal) വികിരണമോ മിന്നൽ പോലുള്ള വിദ്യുത്-കാന്തിക രശ്‌മികളോ ഒരു രാസപ്രക്രിയക്ക് കാരണമായിട്ടുണ്ടാകാം. ക്ലേ, മിനറൽസ്, അഗ്നിപർവ്വത വാതകങ്ങൾ എന്നിവ ഉൽപ്രേരകങ്ങളായിട്ടുമുണ്ടാവാം.

ജീവൻ എങ്ങനെയുണ്ടായി എന്ന ചോദ്യത്തിനുള്ള പല ഉത്തരങ്ങളിൽ ഒന്നാണീ സൂപ്പ് തിയറി. റോബർട്സണും മില്ലറും കൂടി (Michael P. Robertson & Stanley L. Miller) പിരിമിഡിൻ ലാബിൽ നിർമ്മിക്കാമെന്ന് 1996-ൽ കണ്ടെത്തുകയുണ്ടായി. അതിന് മുപ്പത്തിയഞ്ച് വർഷം മുമ്പ് ഒറോ (Joan Oró) പ്യൂരിൻ ഉണ്ടാക്കിയത് ഹൈഡ്രജൻ സയനൈഡും അമോണിയയും ഉപയോഗിച്ചായിരുന്നു. ഇതൊക്കെ സൂപ്പ് തിയറിയെ പിന്തുണക്കേണ്ടതായിരുന്നു. എന്നാൽ പ്യൂ-പി കൾക്ക് ശരീരത്തിന് പുറത്ത് അധികം നേരം ഘടനാപരമായി ഉറച്ചു നിൽക്കാൻ സാധിക്കില്ല, പിന്നെ എങ്ങിനെ DNA യിൽ കയറി പറ്റും? എന്നതാണ് സൂപ്പ് തിയറിക്കെതിരായ ചോദ്യം.

Joan Oró
Joan Oró

അന്നത്തെ ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തിൽ മാറി മാറി വന്നിരുന്ന ഈർപ്പവും, ചൂടും; മണ്ണും, ലോഹധാതുക്കളും ചേർന്നുള്ള മിശ്രിതം; ഉറഞ്ഞ ലാവയുടെ രാസചാരുത...

എല്ലാം ചേർന്ന് പ്യൂ-പിയ്ക്ക് സ്ഥിരത (stability) കൊടുത്തിരിക്കാം. ആദിമ ജനിതക കഥാപാത്രങ്ങൾ ആധുനികപിൻഗാമികളിൽ നിന്നും വ്യത്യസ്തമായി ദൃഢസ്വഭാവക്കാരായിരുന്നിരിക്കാം എന്നൊരു അനുമാനവും ഉണ്ട്. അങ്ങനെ സൂപ്പ് തിയറി ഇന്നും സ്ട്രോങ്ങ് ആണ്.

ജീവിതത്തിന്റെ ഉത്ഭവത്തിൽ നിന്ന് സീൻ തൽക്കാലം മാറുകയാണ്.

DNA ജീവരഹസ്യത്തിന്റെ അക്ഷരങ്ങളുമായി അങ്ങിനെ നിൽക്കുന്നു. പല പല കോമ്പിനേഷനിലും ഓർഡറിലും ആവർത്തിക്കുന്ന A, T, G, C-യാണ് ഡി.എൻ.എയിലെ അക്ഷരങ്ങൾ.

അതിലെ മൂന്ന് അക്ഷരങ്ങളുടെ ഒരു തുണ്ടാണ് കോഡോൺ. ഉദാഹരണത്തിന് ATG. അതിനെയാണ് ഒരു വാക്കിനോട് ഉപമിച്ചത്. കുറച്ച് കോഡോണുകൾ ചേർന്നാണ് ഒരു ജീൻ ഉണ്ടാകുന്നത്. വാക്കുകൾ ഒരുമിക്കുമ്പോഴാണല്ലോ വാചകമുണ്ടാകുന്നത്. ഏറ്റവും ചെറിയ മനുഷ്യ ജീൻ 20-30 കോഡോൺസ് ചേർന്നതാണ്. 34000 കോഡോൺസാണ് ഏറ്റവും വലിയ ജീനിൽ ഉള്ളത്.

മദ്ധ്യത്തിലുള്ള ഹിസ്റ്റോൺ വിഭാഗത്തിൽ പെട്ട 8 പ്രോട്ടീനുകളും ചുറ്റി വളയുന്ന ഡി.എൻ.എ യും ചേർന്ന് ന്യുക്ളിയോസോം ഉണ്ടാകുന്നു.

രണ്ടോ അതിലധികമോ ന്യുക്ളിയോസോമുകൾ ഹിസ്റ്റോൺ ഇതര പ്രോട്ടീനുകൾക്ക് ചുറ്റുമായി നീണ്ട് വളഞ്ഞ് മടങ്ങി നല്ല ഒതുക്കമുള്ള ക്രൊമാറ്റിൻ ആയി മാറുന്നു.

പിന്നെയും ചുരുണ്ട് മടങ്ങി (coiled and folded), ദൃഢത കൈവന്ന് ഒരു ദണ്ഡിന്റെ ഷേപ്പിലാവുമ്പോൾ ക്രൊമാറ്റിൻ അടുത്ത കഥാപാത്രമായ ക്രോമോസോമായി രൂപാന്തരപ്പെടുന്നു. വാചകങ്ങളായ ജീനുകൾ വരിവരിയായി നിരന്ന് ജിനോം എന്ന ബുക്കിലെ ചാപ്‌റ്റേഴ്‌സ് ആയി ക്രോമോസോം മാറുന്നു.

3 ബില്യൺ അക്ഷരങ്ങളിൽ നിന്നാണ് (ന്യൂക്ളിയോടൈഡ്സ്) ഏതാണ്ട് 50000 വാചകങ്ങൾ (genes) ഉണ്ടാകുന്നത്.

ആ വാചകങ്ങളിൽ നിന്ന് 46 അദ്ധ്യായങ്ങളും (chromosomes). 23 ചാപ്‌റ്റേഴ്‌സ് അമ്മയിൽ നിന്ന്, അത്രയും തന്നെ അച്ഛനിൽ നിന്നും.

ഇനിയും കഥാപാത്രങ്ങളും സംഭവങ്ങളും വരാനിരിക്കുന്നു. അണിയറയിൽ അവരൊരുങ്ങുകയാണ് ഇനിയുള്ള രംഗങ്ങളിൽ എത്താനായി.

Cheers!


Summary: DNA Mutations and Viruses a long story, Dr Prasannan PA's Good Evening Friday column from Australia continues.


ഡോ. പ്രസന്നൻ പി.എ.

ആസ്​ത്രേലിയയിലെ വിക്​ടോറിയയിലുള്ള ലാട്രോബ്​ റീജ്യനൽ ആശുപത്രിയിൽ 16 വർഷമായി റിഹാബിലിറ്റേഷൻ മെഡിസിനിൽ കൺസൽട്ടൻറ്​ ഫിസിഷ്യൻ.

Comments