पहली बार दिखा डीएनए की दो लड़ियों का जिपर जैसा जुड़ना

डीएनए पर ऋणात्मक विद्युत आवेश होता है, और समान आवेश वाली चीज़ें आमतौर पर एक-दूसरे को दूर धकेलती हैं। फिर भी जीवित कोशिकाओं के भीतर डीएनए को कभी-कभी एक-दूसरे के करीब आकर मिलती-जुलती अनुक्रमों को पहचानना पड़ता है। यह प्रक्रिया आनुवंशिक पुनर्संयोजन और जीन साइलेंसिंग के लिए ज़रूरी है, और कैंसर में भी इसकी भूमिका हो सकती है। वैज्ञानिकों ने अब यह विस्तार से देखा है कि ऐसा कैसे होता है।

एटॉमिक फोर्स माइक्रोस्कोपी नामक तकनीक, जो बेहद छोटे पैमाने पर सतहों का नक्शा बनाती है, का इस्तेमाल कर शोधकर्ताओं ने देखा कि डीएनए के छोटे टुकड़े हर खांचे में मेल खाते हुए, सटीकता से एक-दूसरे के साथ कतार में आ जाते हैं। डीएनए के आसपास मौजूद परमाणुओं और आयनों की गति ट्रैक करने वाले कंप्यूटर सिमुलेशन से पता चला कि यह नज़दीकी संपर्क कैसे संभव होता है। धनात्मक आवेश वाले धातु आयन डीएनए के खांचों में बैठ जाते हैं और दोनों अणुओं के बीच छोटे-छोटे पुल की तरह काम करते हैं। दोहरे आवेश वाले ये आयन, यानी डाइवेलेंट आयन, दो आवेशित भुजाओं की तरह व्यवहार करते हैं, जिसमें हर आयन एक साथ दोनों डीएनए अणुओं से जुड़कर उन्हें कतार में बांधे रखता है।

“डीएनए ज़िपर” नाम से जाना जाने वाला एक मॉडल करीब बीस साल पहले प्रस्तावित किया गया था, और यह परिणाम उसे प्रायोगिक समर्थन देते हैं। इंपीरियल कॉलेज लंदन के प्रोफेसर एलेक्सी कोर्निशेव और उनके सहयोगियों ने सुझाव दिया था कि डीएनए के आसपास मौजूद नमक के आयन बारी-बारी से बदलते विद्युत आवेश के पैटर्न बनाते हैं। उनके अनुसार, ये पैटर्न पड़ोसी डीएनए अणुओं को आपस में गुंथी दो सर्पिल सीढ़ियों की तरह संरेखित होने में मदद करते हैं। अब तक इस प्रस्तावित प्रक्रिया को सीधे देख पाना मुश्किल रहा था।

यॉर्क विश्वविद्यालय के स्कूल ऑफ फिज़िक्स, इंजीनियरिंग एंड टेक्नोलॉजी की प्रोफेसर एग्नेस नॉय ने इस शोध का सह-नेतृत्व किया। उन्होंने कहा कि यह खोज शोधकर्ताओं को जीनोम के उन हिस्सों की पहचान करने में मदद कर सकती है जो डीएनए के जुड़ाव में शामिल होते हैं। उन्होंने कहा कि जब उत्परिवर्तन सामान्य कोशिकीय प्रक्रियाओं को बाधित करते हैं और कैंसर में योगदान देते हैं, तब ये हिस्से खास तौर पर अहम बन सकते हैं। शेफील्ड विश्वविद्यालय के सह-मुख्य लेखक डॉ. थॉमस कैटली ने कहा कि इस लंबे समय से माने जा रहे तंत्र को पहली बार सीधे देख पाना अविश्वसनीय था।

शोधकर्ताओं ने यह भी पाया कि डीएनए हर अनुक्रम पर समान रूप से नहीं जुड़ता। कुछ हिस्सों में बाकी की तुलना में कहीं अधिक मज़बूत संपर्क बने, जिससे ऐसे हॉटस्पॉट बने जहां दो हेलिक्स के एक-दूसरे से मिलने की संभावना ज़्यादा थी। चूंकि कुछ अनुक्रमों को दूसरों से अधिक मज़बूती से जुड़ने के लिए प्रोग्राम किया जा सकता है, इसलिए यह खोज वैज्ञानिकों को जैव प्रौद्योगिकी के लिए अनुकूलित डीएनए संरचनाएं बनाने में मदद कर सकती है। यह अध्ययन न्यूक्लिइक एसिड्स रिसर्च नामक जर्नल में प्रकाशित हुआ।