(మైక్రో ఆర్‍ఎన్‍ఏపై పరిశోధనకు గానూ, 2024వ సం।।రానికి ఫిజియాలజి (లేదా) వైద్య శాస్త్ర విభాగంలో నోబెల్‍ బహుమతి వచ్చిన సందర్భంగా..)
మానవ దేహం కణనిర్మితమన్న విషయం మనందరికీ తెలుసు. కణాల లోపల కేంద్రకం, కేంద్రకం లోపల మైటోకాండ్రియా, మైటోకాండ్రియా లోపల క్రోమోజోమ్‍లు చుట్టలుగా చుట్టుకొని ఉంటాయి. ఈ క్రోమోజోముల మెలికలను విడదీస్తే, అది మెలితిరిగిన నిచ్చెన ఆకారంలో ఉంటుంది. దానినే డీఎన్‍ఏ అంటారు. ఈ డీఎన్‍ఏ లోపల జన్యువులు ఉంటాయి. కణాలన్నీ కలిసి కణజాలాలుగానూ, కణజాలాలు అన్నీ కలిసి అవయవాలుగానూ ఏర్పడతాయి. అయితే ఈ అవయవాలు వాటికి నిర్దేశించిన విధులను మాత్రమే నిర్వర్తిస్తాయి. ఇలా వాటికి నిర్దేశించిన విధులను మాత్రమే నిర్వర్తించడానికి ప్రధాన కారణం వాటిలోని జన్యువులు, ఆ విధులను మాత్రమే నిర్వర్తించేటట్టుగా నియంత్రించబడడమని చెప్పవచ్చు. డీఎన్‍ఏలో భాగమైన మైక్రో ఆర్‍ఎన్‍ఏ (ఎంఐఆర్‍ఎన్‍ఏ అనే కణాంగం జన్యు నియంత్రణతో కీలకపాత్ర పోషిస్తుంది. ఈ ఎంఐఆర్‍ఎన్‍ఏ అన్న కణ విభాగంపై పరిశోధనకు గానూ అమెరికాకు చెందిన విక్టర్‍ ఆంబ్రోస్‍ మరియు గ్యారీ రువ్‍కున్‍లకు 2024 సం।।రానికి గానూ ఫిజియాలజి (మెడిసిన్‍) విభాగంలో నోబెల్‍ బహుమతి లభించింది. ఈ నేపథ్యంలో మైక్రోఆర్‍ఎన్‍ఏ గురించి, జన్యు నియంత్రణ (Gene Regulation) లో దాని పాత్ర గురించి మనం కూడా తెలుసుకుందామా!!
అసలు మైక్రో ఆర్‍ఎన్‍ఏ అంటే?
ముందే చెప్పుకున్నట్టు కణాలలో క్రోమోజోములు చుట్టలాగా మెలితిరిగి ఉంటాయి. ఈ క్రోమోజోముల మెలికలను విడదీస్తే అది మెలి తిరిగిన నిచ్చెన ఆకారంలో కనిపిస్తుంది. దానినే డీఎన్‍ఏ అంటారు. ఈ డీఎన్‍ఏలో రెండు పోచలు ఉంటాయి. ఇది ద్వికుండలి నిర్మాణంలో ఉంటుంది. ఈ డీఎన్‍ఏ నుండి ట్రాన్స్ క్రిప్షన్‍ అన్న పక్రియద్వారా ఆర్‍ఎన్‍ఏ తయారవుతుంది. ఆర్‍ఎన్‍ఏ నిర్మాణ పరంగా ఒకే పోచను (Single Stranded) కలిగి ఉంటుంది. ఈ ఆర్‍ఎన్‍ఏ శరీరంలో విభిన్న క్రియలు నిర్వర్తించడానికి అవసరమైన ప్రొటీన్లను తయారుచేయడానికి అవసరమైన నత్రజని క్షారతంతువులు (అడినైన్‍ (A), థైమీన్‍ (T), గ్వానిన్‍ (G)మరియు సైటోసిన్‍ (C))తో ఒక నిర్దిష్ట పద్ధతిలో అమరి ఉంటుంది. ఇలా అమరి ఉండడాన్ని కోడింగ్‍ అంటారు. ఈ విధంగా కోడింగ్‍ చేయబడిన ఆర్‍ఎన్‍ఏ నుండి ట్రాన్స్లేషన్‍ అన్న పక్రియ ద్వారా ప్రొటీన్లు తయారవుతాయి. అదే విధంగా అదే ఆర్‍ఎన్‍ఏలోని మిగిలిన భాగంలో ప్రొటీన్లు ఉత్పత్తి అయ్యేందుకు వీలుగా ఎలాంటి నత్రజని క్షారాల అమరికలు ఉండవు. అనగా ఎలాంటి కోడింగ్‍ చేయబడి ఉండదు. దీనినే నాన్‍ కోడింగ్‍ (Non-Coding) ఆర్‍ఎన్‍ఏ అంటారు.
ఈ విధంగా ఆర్‍ఎన్‍ఏలో ప్రొటీన్ల తయారీకి అనువుగా లేనటువంటి భాగాన్ని, అనగా నాన్‍ కోడింగ్‍ ఆర్‍ఎన్‍ఏను మైక్రో ఆర్‍ఎన్‍ఏ (ఎంఐఆర్‍ఎన్‍ఏ) అంటారు. ఇది మిగిలిన ఆర్‍ఎన్‍ఏ భాగంతో పోలిస్తే పరిమాణంలో చాలా చిన్నగా ఉండడం వల్ల దీన్ని మైక్రోఆర్‍ఎన్‍ఏ (ఎంఐఆర్‍ఎన్‍ఏ) అని పిలుస్తారు. ఇది 20-22 న్యూక్లియాటైడ్‍ల పొడవును కలిగి ఉంటుంది.
మైక్రో ఆర్‍ఎన్‍ఏ పనితీరు:
మైక్రో ఆర్‍ఎన్‍ఏ (m RNA) మెసెంజర్‍ ఆర్‍ఎన్‍ఏ (m RNA) యొక్క పరిపూరకమైన శ్రేణులతో బంధించబడి, ఎంఆర్‍ఎన్‍ఏను క్షీణింపజేయడంతో పాటు, ఎంఆర్‍ఎన్‍ఏ యొక్క ప్రొటీన్లు ఉత్పత్తి చేసే సామర్థ్యమైన ట్రాన్స్లేషన్‍ అన్న పక్రియను నిలుపుదలచేస్తుంది.
జన్యునియంత్రణ అంటే..!!
జీవుల చలనానికి మరియు వాటి కార్యకలాపాలు సజావుగా సాగడానికి జన్యునియంత్రణ ఎంతగానో ఉపకరిస్తుంది. జన్యునియంత్రణలో ఎంఐఆర్‍ఎన్‍ఏ కీలకపాత్ర పోషిస్తుంది. ఈ నేపథ్యంలో, అసలు జన్యు నియంత్రణ అంటే ఏంటో తెలుసుకుందాం. జీవుల శరీరంలోని కణాలు తమలోని జన్యువులలో ఏ ఏ జన్యువులను ఎప్పుడు, ఎంత పరిమాణంలో విడుదల (On) చేయాలి, లేదా నిలిపి వేయాలి (Off) అన్న విధానాన్ని సూచించే పక్రియను జన్యు నియంత్రణ (Gene Regulation) అంటారు.
కణాలు ఆశించిన మేరకు తమ విధిని నిర్వర్తించడానికి, కణం యొక్క ఎదుగుదలకు, పురోగతికి జన్యు నియంత్రణ (Generegulation) అనేది ఆవశ్యకమని చెప్పవచ్చు.
జన్యు నియంత్రణ – దశలు
1.ట్రాన్స్క్రిప్షనల్‍ రెగ్యులేషన్‍
జన్యు నియంత్రణకు సంబంధించి ఇది మొదటి దశ. ఈ దశలో డీఎన్‍ఏ మెసెంజర్‍ ఆర్‍ఎన్‍ఏ (mRNA)గా రూపాంతంరం చెందడాన్ని ట్రాన్స్క్రిప్షన్‍ అంటారు.
i) ట్రాన్స్క్రిప్షనల్‍ రెగ్యులేషన్‍కు దోహదపడే కారకాలు (Transcription Factors):
జన్యువుల ట్రాన్స్క్రిప్షనల్‍ రెగ్యులేషన్‍ను ప్రోత్సహించడానికి లేదా నిరోధించడానికి నిర్దిష్ఠ డీఎన్‍ఏ శ్రేణులతో బంధించబడిన ప్రొటీన్లు కీలకపాత్ర పోషిస్తాయి. వీటిని ప్రధాన కారకాలుగా చెప్పవచ్చు. హర్మోన్లు, ఒత్తిడి లేదా పోషకాలు (nuetriens) వంటి వివిధ సంకేతాలకు ప్రధాన కారకాలైన ప్రొటీన్లు స్పందిస్తాయి.
2. పోస్ట్ ట్రాన్స్ క్రిప్షనల్‍ రెగ్యులేషన్‍ :
ఈ దశలో ట్రాన్స్క్రిప్షన్‍ అనంతరం, రూపాంతరం చెందిన ఎంఆర్‍ఎన్‍ఏ ద్వారా అనేక యంత్రాంగాలు (mechanisms) జన్యువుల విడుదలను (Gene Expression) ప్రొటీన్ల ఉత్పత్తిని నియంత్రిస్తాయి. జన్యువుల విడుదలను నియంత్రించే యంత్రాంగాలు క్రింది విధంగా ఉంటాయి.
i) ఆల్టర్‍నేటివ్‍ స్ప్లై సింగ్‍ (Alternative Splicing) :
ఒకే mRNA పూర్వగామి (precursor)ని వివిధరకాల ప్రొటీన్‍ ఐసోఫామ్‍లను ఉత్పత్తి చేయడానికి విభిన్న రకాలుగా విభజించవచ్చు. తద్వారా ప్రొటీన్ల వైవిధ్యతను పెంపొందించవచ్చు.
ii) ఆర్‍ఎన్‍ఏ జోక్యం (RNA interference):
mRNA లేదా si RNA (ఇవి ఆర్‍ఎన్‍ఏలో రకాలు) లాంటి చిన్న ఆర్‍ఎన్‍ఏ యొక్క అణువులు మెసెంజర్‍ ఆర్‍ఎన్‍ఏ (mRNA) తో బంధించబడి ఎంఆర్‍ఎన్‍ఏను ప్రొటీన్లు ఉత్పత్తి చేయకుండా క్షీణింపజేయడం లేదా నిరోధిస్తాయి.
iii) ఎంఆర్‍ఎన్‍ఏ స్థిత్వం (mRNA Stability):
ఎంఆర్‍ఎన్‍ఏ నుండి ప్రొటీన్లు ఉత్పత్తి అయ్యే పక్రియను ట్రాన్స్లేషన్‍ అందురు. ఎంఆర్‍ఎన్‍ఏ స్థిరత్వం, ట్రాన్స్లేషన్‍ పక్రియ ఎంత కాలం కొనసాగగలదో నిర్ణయిస్తుంది. కొన్ని ఎంఆర్‍ఎన్‍ఏ పోచలు వేగంగా క్షీణించగా, మరికొన్ని స్థిరంగా ఉండి ప్రొటీన్‍ ఉత్పత్తిని ప్రభావితం చేస్తాయి.
3. ట్రాన్స్లేషనల్‍ రెగ్యులేషన్‍ :
ఈ దశలో ఎంఆర్‍ఎన్‍ఏ రైబోసోమ్‍ (ప్రొటీన్లను సంశ్లేషించే కణాంగాలను రైబోసోమ్‍లు అంటారు) లను చేరుకున్న తరువాత ప్రొటీన్ల సంశ్లేషణ (ట్రాన్స్లేషన్‍) సమయంలో కూడా జన్యు నియంత్రణ జరుగుతుంది.
i) రెగ్యులేటరీ ప్రొటీన్లు మరియు మైక్రోఆర్‍ఎన్‍ఏ అణువులు:
ఇవి mRNA లేదా రైబోసోమ్‍తో బంధించబడడం ద్వారా ట్రాన్స్లేషన్‍ పక్రియ యొక్క పనితీరును ప్రభావితం చేస్తాయి. తద్వారా ఇది ప్రొటీన్‍ ఉత్పత్తి రేటును ప్రభావితం చేస్తుంది.
4. పోస్ట్-ట్రాన్స్లేషనల్‍ రెగ్యులేషన్‍ :
ఈ దశలో ప్రొటీన్‍ ఉత్పత్తి అయిన తరువాత, దాని పనితీరును నియంత్రించ వచ్చు.
i) ప్రొటీన్‍ మార్పులు (Protein Midifications) :
ఫాస్పొరైలేషన్‍, యూబిక్విటినేషన్‍ లేదా ఎసిటైలేషన్‍ (సర్వవ్యాప్తి) లాంటి రసాయనిక మార్పులు ప్రొటీన్‍ యొక్క పనితీరు, స్థిరత్వం లేదా కణంలోపల ప్రొటీన్‍ యొక్క స్థానాన్ని మార్చగలవు.
ii) ప్రొటీన్‍ క్షీణత (Protein Degradation) :
ప్రొటీన్లను యూబిక్విటిన్‍ – ప్రొటీసోమ్‍ పాత్‍వే విధానం ద్వారా క్షీణింపజేయడం లేదా అధోకరణానికి (degradation) గురిచేయవచ్చు. తద్వారా కణం నుండి దెబ్బతిన్న లేదా అవసరం లేని ప్రొటీన్లను తొలగించవచ్చు.
జన్యు నియంత్రణ ప్రాధాన్యత:
జీవశాస్త్రంలో జన్యు నియంత్రణ అనేది ప్రాథమికమైనది. ఇది జీవులలో జీవన వ్యవస్థలచే నిర్వహించబడే స్థిరమైన అంతర్గత భౌతిక మరియు రసాయన పరిస్థితుల స్థితి అయిన హోమియోస్టాసిస్‍ను నిర్వహించడంలో సహాయపడుతుంది. అదే విధంగా జీవుల అంతర్గత మరియు బాహ్య స్థితిగతులకనుగుణంగా ప్రతిస్పందించడానికి తోడ్పడుతుంది.
i) అభివృద్ధి మరియు వైవిధ్యం (Development and Differentiation) :
జీన్‍ రెగ్యులేషన్‍ ద్వారా ఒక కణాన్ని విభిన్న కణ రకాలతో బహుకణయుత జీవిగా అభివృద్ధి చేయవచ్చు. కొత్తగా ఏర్పడిన బహుకణజీవిలోని ప్రతికణం, దాని పనితీరును నిర్ధారించే ఒక విశిష్ట జన్యువుల జతను విడుదల చేస్తాయి.
ii) పర్యావరణ ప్రతిస్పందన (Response to Environment):
కణాలు వాతావరణ మార్పులను ఎదుర్కోవడంలో సహాయపడే జన్యువుల విడుదల (వ్యక్తీకరణ)ను నియంత్రించడం ద్వారా, తమ చుట్టూ ఉన్న పర్యావరణంలో వచ్చే మార్పు (ఒత్తిడి, ఉష్ణోగ్రత, పోషకాలు)లను ఎదుర్కొ నేందుకు అనువుగా ఉంటాయి.
iii) వ్యాధి (Disease) :
జన్యునియంత్రణ సరిగ్గా జరగకపోవడం వల్ల క్యాన్సర్‍లాంటి వ్యాధులు ఉద్భవించడం జరుగుతుంది. క్యాన్సర్‍ వ్యాధిలో కణాల పెరుగుదల మరియు విభజనను నియంత్రించే జన్యువులు తప్పుగా నియంత్రించబడడం లేదా నియంత్రణా మూలకాలలో ఉత్పరివర్తనాల వల్ల జన్యుపరమైన రుగ్మతలు అనగా క్యాన్సర్‍లాంటి వ్యాధులకు దారితీస్తాయి.
మైక్రో ఆర్‍ఎన్‍ఏ- జన్యు నియంత్రణలో దాని అనువర్తనాలు:
i) జన్యునియంత్రణ (Gene Regulation):
విభిన్న కణాలు మరియు వైవిధ్యమైన పరిస్థితులలో మైక్రోఆర్‍ఎన్‍ఏలు అవసరానుగుణంగా జన్యువుల విడుదలను చక్కగా నియంత్రించడంతో పాటు పరమాణు స్విచ్‍లుగా పనిచేస్తాయి.
ii) వ్యాధుల నియంత్రణ (Diseases Regulation) :
మైక్రోఆర్‍ఎన్‍ఏల క్రమబద్ధీకరణ సరిగా లేకపోవడం వల్ల క్యాన్సర్‍లు, న్యూరో డీజెనరేటివ్‍ డిజార్డర్లు (నాడీ సంబంధ రుగ్మతలు) ఆటో ఇమ్యూన్‍ డిసీజెస్‍ మరియు హృదయసంబంధ వ్యాధులు తలెత్తే ముప్పు పొంచి ఉంటుంది. మైక్రో ఆర్‍ఎన్‍ఏలను సక్రమంగా అవగాహన చేసుకొని, సరైన రీతిలో క్రమబద్దీకరించినట్లయితే కొన్ని మైక్రో ఆర్‍ఎన్‍ఏలు ఆంకోజిన్‍లు లేదా ట్యూమర్‍ సప్రెసర్‍ (కణితుల అణిచివేత సాధనాలు)లుగా పనిచేస్తాయి. అదేవిధంగా మైక్రో ఆర్‍ఎన్‍ఏ సక్రమ క్రమబద్దీకరణతో క్యాన్సర్‍ చికిత్సలో సరికొత్త విధానాలను ఆవిష్కరించవచ్చు.
iii) జెనెటిక్‍ డిజార్డర్స్ (Genetic disorders):
మైక్రో ఆర్‍ఎన్‍ఏ సంబంధిత జన్యువులలో ఉత్పరివర్తనాలు సంభవించడం వల్ల పుట్టుకతో వచ్చే వినికిడి లోపం, కంటిలోపాలు, అస్థిపంజర నిర్మాణంలో రుగ్మతలు సంభవించే అవకాశం ఉంది.
iv) ఫోరెన్సిక్‍ రంగం:
ఫోరెన్సిక్‍ రంగంలో మైక్రో ఆర్‍ఎన్‍లను శారీరక ద్రవాల గుర్తింపులోనూ, గాయం తీవ్రతతను గుర్తించడం మరియు డ్రోనింగ్‍ (ద్రవంలో మునగడం ద్వారా సంభవించే శ్వాసకోశ సమస్యలు) పక్రియలో వినియోగిస్తారు. మైక్రో ఆర్‍ఎన్‍ఏలు స్థిరంగా మరియు నిర్దిష్టంగా ఉంటాయి కాబట్టి పోస్ట్ మార్టమ్‍ పక్రియలో వినియోగిస్తారు.
v) బయోమార్కర్స్ (Biomarkers):
వ్యాధి నిర్ధారణ మరియు రోగ నిరూపణ కోసం మైక్రో ఆర్‍ఎన్‍ఏలను బయో మార్కర్లు ఉపయోగిస్తారు. ఆరోగ్యవంతులు మరియు వ్యాధి గ్రస్తుల మధ్య తేడాను గుర్తించడంతో పాటు వ్యాధి యొక్క వివిధ దశల మధ్య తేడాను గుర్తించడానికి మైక్రో ఆర్‍ఎన్‍ఏలను ఉపయోగించవచ్చు. ఉదా।।కు సీరంలో మైక్రో ఆర్‍ఎన్‍ఏలను ప్రసరింపచేయడం ద్వారా కణితి రకాలు మరియు వాటి మూలాలను గుర్తించవచ్చు.
vi) డ్రగ్‍ డెవలప్‍మెంట్‍ :
మైక్రో ఆర్‍ఎన్‍ఏ ఆధారిత మందులు క్లినికల్‍ట్రయల్స్లో వివిధ దశలో ఉన్నాయి. కొన్ని ప్రతికూలతలున్నప్పటికీ, ఈ రకమైన డ్రగ్స్ పై కొనసాగుతున్న పరిశోధనలు డెలివరీ పద్ధతులను మెరుగుపరచడం మరియు దుష్ప్రభావాలను తగ్గించడంపై దృష్టి సారించాయి.
vii) వ్యవసాయ రంగం:
వ్యవసాయరంగంలో మైక్రో ఆర్‍ఎన్‍ఏ పరిశోధనలు పంట దిగుబడిని పెంచడంతో పాటు తెగుళ్ల నిర్ధారణ మరియు వ్యాధి నిరోధకతను మెరుగుపరుస్తాయి.
viii) వ్యక్తిగతీకరించిన వైద్యం (Perosnalized Medicine):
ఒక వ్యక్తి యొక్క మైక్రో ఆర్‍ఎన్‍ఏ ప్రొఫైల్‍ను అర్థం చేసుకోవడం ద్వారా చికిత్సలు మరియు ఔషధ ప్రతిస్పందనలను అంచనా వేయడంతో పాటు వ్యక్తిగతీకరించిన వైద్య విధానాలను అభివృద్ధి చేయవచ్చు.
ix) కాంబినేషన్‍ థెరపీలు :
మైక్రో ఆర్‍ఎన్‍ఏ చికిత్సా విధానాన్ని ఇతర చికిత్సా విధానాలైన కీమోథెరపీ, ఇమ్యునో థెరపీలతో కలపడం వల్ల మైక్రో ఆర్‍ఎన్‍ఏ చికిత్సావిధానం యొక్క సమర్థత పెరుగుతుంది.
x) రీజెనరేటివ్‍ మెడిసిన్‍:
కణ వైవిధ్యంలో మైక్రో ఆర్‍ఎన్‍ఏ పాత్రను అర్థం చేసుకోవడం ద్వారా డీజెనరేటివ్‍ మెడిసిన్‍ మరియు మూలకణ చికిత్సలు అభివృద్ధి చెందుతాయి.
చివరగా :
మైక్రో ఆర్‍ఎన్‍ఏల ఆవిష్కరణ జన్యు నియంత్రణ, అభివృద్ధి మరియు వ్యాధి అధ్యయన శాస్త్రంలో సరికొత్త పరిశోధనలకు దారులు తెరిచింది. మైక్రో ఆర్‍ఎన్‍ఏలలోని సంక్లిష్టతలను పరిష్కరించి వాటిపైన మరింత విస్తృతమైన అవగాహనను పెంపొందించుకోవాల్సిన అవసరం ఉంది. తద్వారా మాలిక్యులర్‍ బయాలిజీ మరియు వైద్యరంగంలో వివిధ విభాగాలైన డయాగ్నోస్టిక్స్, థెరఫ్యూటిక్స్ మరియు పర్సనల్‍ మెడిసిన్‍ విభాగాలలో, క్యాన్సర్‍, మధుమేహం, ఆటోఇమ్యూన్‍ డిసీజెస్‍ వాటి అరుదైన వ్యాధుల నియంత్రణలో కారుచీకట్లో కాంతిరేఖలా మైక్రో ఆర్‍ఎన్‍ఏ వెలుగొందు తుందనడంలో సందేహం లేదు.
-పుట్టా పెద్ద ఓబులేసు,
స్కూల్‍ అసిస్టెంట్‍, జిల్లా పరిషత్‍ ఉన్నత పాఠశాల
రావులకొలను, సింహాద్రిపురం, కడప,
ఎ : 955029004