தாவும் மரபணுக்கள்: 163 எறும்பு மரபணுத் தொகுதிகள் எறும்பு பன்முகத்தன்மையை இணைக்கின்றன

மரபணுத் தொகுதி என்பது முற்றிலும் நிலையான ஒரு குறிப்புப் புத்தகம் அல்ல

ஒரு உயிரினத்தின் மரபணுத் தொகுதி என்பது மரபணுக்கள் மற்றும் பிற வரிசைகள் அடங்கிய அதன் மரபணுப் பொருளாகும். எறும்புகளில், இந்தப் பொருள் டிஆக்ஸிரிபோ நியூக்ளிக் அமிலம் அல்லது DNA மூலமாகக் கொண்டு செல்லப்படுகிறது. “தாவும் மரபணுக்கள்” என்ற சொல் இடம்பெயரக்கூடிய கூறுகளுக்கான (transposable elements) ஒரு முறைசாராப் பெயரே தவிர, அத்தகைய ஒவ்வொரு கூறும் ஒரு சாதாரண மரபணு என்ற வாதம் அல்ல. இடத்தை மாற்றிக்கொள்ளும் அல்லது வேறொரு இடத்தில் நகல்களை உருவாக்கும் திறனே அவற்றின் வரையறுக்கும் அம்சமாகும். சில நகல்கள் செயலற்ற எச்சங்களாக உள்ளன, எனவே அவை இருப்பதால் மட்டுமே இன்று அவை அனைத்தும் இடம்பெயர்ந்து கொண்டிருக்கின்றன என்று அர்த்தமல்ல.

மக்காச்சோளம் குறித்த பார்பரா மெக்ளின்டாக்கின் ஆய்வு, மரபணுக்கள் நிரந்தரமாக நிலையான இடங்களைக் கொண்டுள்ளன என்ற முந்தைய அனுமானத்தை மாற்ற உதவியது. மரபணுப் பொருட்களைச் சுமந்து செல்லும் அமைப்புகளான குரோமோசோம்களில் காணப்படும் மறுசீரமைப்புகளுடன் பாரம்பரியப் பண்புகளில் ஏற்படும் மாற்றங்களை அவர் இணைத்தார். இடம்பெயரும் கூறுகள் பின்னர் பல வகையான உயிரினங்களில் அடையாளம் காணப்பட்டன. அவரது கண்டுபிடிப்பு 1983 ஆம் ஆண்டு உடலியல் அல்லது மருத்துவத்திற்கான நோபல் பரிசைப் பெற்றது. நிலையான ஒரு வரிசைக்குள் ஏற்படும் மாற்றங்கள் மட்டுமல்லாமல், மரபணு அமைப்பில் ஏற்படும் மாற்றங்களும் முக்கியத்துவம் வாய்ந்தவையாக இருக்கலாம் என்பதை நிரூபித்ததே இதன் வரலாற்று முக்கியத்துவமாகும்.

வெவ்வேறு கூறுகள் வெவ்வேறு வழிகளில் இடம்பெயர்கின்றன

பல DNA டிரான்ஸ்போசோன்கள் வெட்டி ஒட்டுவதுடன் ஒப்பிடப்படும் ஒரு செயல்முறை மூலம் செயல்படுகின்றன. ஒரு நொதியானது அக்கூறை ஒரு இடத்திலிருந்து அகற்றி வேறொரு இடத்தில் செருக முடியும். இதற்குப் பதிலாக ரெட்ரோடிரான்ஸ்போசோன்கள் ரிபோ நியூக்ளிக் அமிலம் அல்லது RNA மூலம் உருவாக்கப்பட்ட ஒரு இடைநிலை நகலைப் பயன்படுத்துகின்றன. அந்த நகல் மீண்டும் DNA ஆக மாற்றப்பட்டு மரபணுத் தொகுதிக்குள் செருகப்படுகிறது. இந்த இரண்டாவது வழிமுறையானது அசல் கூறை அதன் இடத்திலேயே விட்டுவிட்டு மற்றொரு நகலைச் சேர்க்க முடியும்.

அமைவிடம் முக்கியமானது, ஏனெனில் ஒரு செருகலானது ஒரு மரபணுவில் குறுக்கிடலாம் அல்லது அருகிலுள்ள மரபணு வழிமுறைகள் எவ்வாறு பயன்படுத்தப்படுகின்றன என்பதை மாற்றலாம். இத்தகைய மாற்றங்கள் தீங்கு விளைவிப்பவையாகவோ, சிறிய தாக்கத்தை ஏற்படுத்துபவையாகவோ அல்லது எப்போதாவது பயனுள்ள மாறுபாட்டிற்குப் பங்களிப்பவையாகவோ இருக்கலாம். எனவே, ஒரு கூறு தன்னைத்தானே பெருக்கிக்கொள்ளும் திறன் என்பது அதன் விருந்தோம்பி உயிரினத்திற்கான நன்மைக்குச் சமமானதல்ல. இடம்பெயர்வு இயல்பிலேயே நல்லதா அல்லது கெட்டதா என்பதைக் காட்டிலும், அதன் விளைவாக ஏற்படும் மாற்றங்கள் மற்றும் அவற்றின் விளைவுகளைப் பொறுத்தே பரிணாம முக்கியத்துவம் அமைகிறது.

மில்லியன் கணக்கான ஆண்டுகாலச் செயல்பாட்டை மீள்கட்டமைத்தல்

ஆராய்ச்சியாளர்கள் வாழும் பதினாறு எறும்பு துணைக்குடும்பங்களில் பன்னிரண்டை உள்ளடக்கிய 163 எறும்பு இனங்களின் மரபணுத் தொகுதிகளை ஒப்பிட்டனர். இடம்பெயரும் கூறுகளின் வரலாற்றை உய்த்துணர, மரபணு வரிசைகளுக்கு இடையிலான ஒற்றுமைகள் மற்றும் வேற்றுமைகளை அவர்களின் மீள்கட்டமைப்பு பயன்படுத்தியது. இது 66 மில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு வாழ்ந்த எறும்புகளிடமிருந்து மீட்கப்பட்ட சிதையாத DNA வரிசையை வாசித்த ஆய்வு அல்ல. முக்கிய எறும்பு வம்சாவளிகளின் விரிவாக்கத்திற்கு முந்தைய காலகட்டத்தை ஒட்டி நிகழ்ந்த பரந்த அளவிலான செயல்பாட்டு அதிகரிப்பை இந்தப் பகுப்பாய்வு அடையாளம் கண்டது.

இடம்பெயரும் கூறுகளுக்கும் மரபணுத் தொகுதியின் அமைப்பிற்கும் இடையிலான தொடர்பையும் இந்த ஆய்வு ஆராய்ந்தது. சில பகுதிகள் ஒப்பீட்டளவில் இத்தகைய கூறுகள் நிறைந்தவையாகவும் வேகமாக மாறக்கூடியவையாகவும் இருந்தன, அதே நேரத்தில் மற்ற பகுதிகள் அதிகம் மாற்றமின்றிப் பாதுகாக்கப்பட்டன. ஒரு மரபணுத் தொகுதியின் வெவ்வேறு பகுதிகள் வெவ்வேறு பரிணாமப் பாதைகளைப் பின்பற்றுவதற்கான சாத்தியமான வழியை இது வழங்குகிறது. ஒட்டுமொத்த மரபணுத் தொகுதியும் ஒரே வேகத்தில் மாறுகிறது என்றோ அல்லது ஒவ்வொரு புதிய செருகலும் ஒரு புதிய உயிரினத்தை உருவாக்குகிறது என்றோ இது பொருள்படுத்தவில்லை.

வேதியியல் தகவல்தொடர்பு ஏன் இந்த விளக்கத்தில் இடம்பெறுகிறது

வேதியியல் சைகைகளை, குறிப்பாக வாசனை ஏற்பிகளை அடையாளம் காண்பதில் ஈடுபட்டுள்ள மரபணுக் குடும்பங்களைப் பல்கலைக்கழகத்தின் குறிப்பு சிறப்பித்துக் காட்டுகிறது. இத்தகைய சைகைகள் எறும்புகள் தങ്ങളുടെ கூட்டாளிகளை அடையாளம் காணவும் காலனி செயல்பாடுகளை ஒருங்கிணைக்கவும் உதவுகின்றன. எனவே, கண்டறியக்கூடிய சைகைகளின் வரம்பைப் பாதிக்கும் ஒரு மாற்றம் ஒரு வம்சாவளி எவ்வாறு வாழ்கிறது என்பதில் முக்கியப் பங்கு வகிக்கக்கூடும். இந்த ஆய்வு இடம்பெயரும் கூறுகளை இத்தகைய மரபணுக் குடும்பங்களின் விரிவாக்கத்துடன் இணைக்கிறது. ஒவ்வொரு ஏற்பி மாற்றமும் தகவல்தொடர்பை மேம்படுத்தியது என்பதையோ அல்லது வாழும் எறும்புகளுக்கு இடையிலான ஒவ்வொரு வேறுபாட்டையும் அது விளக்குகிறது என்பதையோ இது காட்டவில்லை.

அந்தக் காலகட்டமும் கூட காரண காரியத் தொடர்பு குறித்த ஒரு கேள்வியை எழுப்புகிறது. சுற்றுச்சூழல் மாற்றங்கள் மரபணுச் செயல்பாடு மற்றும் பிழைத்திருக்கும் உயிரினங்களுக்குக் கிடைக்கும் வாய்ப்புகள் ஆகிய இரண்டின் மீதும் தாக்கத்தை ஏற்படுத்தக்கூடும். காலவரிசைப் பொருத்தத்தை ஒரு கட்டுப்படுத்தப்பட்ட பரிசோதனையாகக் கருதுவதற்குப் பதிலாக, இத்தகைய மாற்றுக் கருத்துக்களை இந்த ஆய்வுக் கட்டுரை விவாதிக்கிறது. பரிணாமம் செயல்படுவதற்குத் தேவையான மாறுபாட்டை இடம்பெயரும் கூறுகள் வழங்கியிருக்கலாம், அதே நேரத்தில் எந்த மாற்றங்கள் நிலைத்து நிற்க வேண்டும் என்பதைச் சூழலியல் நிலைமைகள் தீர்மானித்திருக்கலாம். அவை இரண்டும் ஏறக்குறைய ஒரே காலகட்டத்தில் நிகழ்ந்தன என்பதைக் கவனிப்பதை விட, அந்தப் பங்களிப்புகளைப் பிரித்தறிவதற்குக் கூடுதல் ஆய்வு தேவைப்படுகிறது.

முடிவுரை

இந்த ஆராய்ச்சி இடம்பெயரும் கூறுகளை முக்கிய வம்சாவளிகளில் ஏற்பட்ட மாற்றங்களுடன் இணைப்பதன் மூலம், எறும்புகளின் பன்முகத்தன்மை குறித்த விளக்கத்திற்கு மரபணுக் கட்டமைப்பைச் சேர்க்கிறது. மரபணுத் தொகுதியின் இயக்கவியலையும் பரிணாம வாய்ப்பையும் இணைக்கும் சோதிக்கக்கூடிய ஒரு செயல்முறையே இதன் முக்கியத்துவமாகும். ஒரேயொரு வியத்தகு நிகழ்வு எறும்புகளின் அனைத்துப் பன்முகத்தன்மையையும் விளக்குகிறதா என்பதைக் காட்டிலும், சுற்றுச்சூழல் மாற்றத்துடன் சேர்ந்து அந்தச் செயல்முறை எந்த அளவுக்குப் பங்களித்தது என்பதே எஞ்சியுள்ள கேள்வியாகும்.