BIOLOGY | కణానికి మేధస్సు.. జన్యువులకు స్థావరం

క్రోమోసోమ్‌లు (Chromosomes) 

• హాఫ్‌ మిక్చర్‌ అనే శాస్త్రవేత్త ట్రడెష్కాన్షియా అనే మొక్కల్లో క్రోమోసోమ్‌లను కనుగొన్నాడు. వాల్డేయర్‌ అనే శాస్త్రవేత్త క్రోమోసోమ్‌ అనే పేరును ప్రతిపాదించాడు.
• వీటిని అనువంశిక భౌతికాధారాలు (Physical basis of Heredity) అంటారు.
• సట్టన్‌, బవేరీలు క్రోమోసోమ్‌ల సిద్ధాంతాన్ని ప్రతిపాదించారు.
• క్రోమోసోమ్‌ మధ్యలో సెంట్రోమియర్‌ ఉంటుంది. దీనికి ఇరువైపులా క్రొమాటిడ్‌లు ఉంటాయి.
• క్రోమోసోమ్‌లోని సెంట్రోమియర్‌ల సంఖ్య ఆధారంగా వీటిని ఏసెంట్రిక్‌, మోనో సెంట్రిక్‌, డై సెంట్రిక్‌, పాలి సెంట్రిక్‌, హాలో సెంట్రిక్‌ అని వర్గీకరించవచ్చు.
• మోనోసెంట్రిక్‌ క్రోమోసోమ్‌లో ఉండే సెంట్రోమియర్‌ స్థానాన్ని బట్టి క్రోమోసోమ్‌లను మెటా సెంట్రిక్‌ (V- ఆకారం), సబ్‌ మెటా సెంట్రిక్‌ (L- ఆకారం), ఎక్రోసెంట్రిక్‌ (J- ఆకారం), టీలోసెంట్రిక్‌ (i- ఆకారం) అని వివిధ రకాలుగా వర్గీకరించారు.
• క్రోమోసోమ్‌ల ఆకారాన్ని కణ విభజనలోని చలన దశలో చూడవచ్చు.
• క్రోమోసోమ్‌ల సంఖ్య ఆయా జాతులను బట్టి మారుతూ ఉంటుంది.
• వృక్ష, జంతు కణాల్లో సాధారణంగా రెండు క్రోమోసోమ్‌ సమితులు ఉంటాయి. దీన్నే ద్వయస్థితి (2n) అంటారు. ఈ స్థితి శాఖీయ కణాల్లోనూ కనిపిస్తుంది. సంయోగబీజాల్లో/ బీజకణాల్లో ఒకే సమితి క్రోమోసోమ్‌లు ఉంటాయి. దీన్ని ఏకస్థితి (n) అంటారు.
• విధిని బట్టి క్రోమోసోమ్‌లు రెండు రకాలు అవి.. శారీరక క్రోమోసోమ్‌లు (ఆటోసోమ్‌లు), లైంగిక క్రోమోసోమ్‌లు (అల్లోసోమ్‌లు).
• కణం పెరుగుదల, అభివృద్ధి వంటి లక్షణాలను నియంత్రించే క్రోమోసోమ్‌లను శారీరక క్రోమోసోమ్‌లు అంటారు. ఇవి శాఖీయ/శారీరక కణాల్లో ఎక్కువ సంఖ్యలో ఉంటాయి.
• జీవుల్లో లింగ విభేదనాన్ని కలిగించి స్త్రీ, పురుష లక్షణాలను నియంత్రించే క్రోమోసోమ్‌లను లైంగిక క్రోమోసోమ్‌లు అంటారు. ఇవి లైంగిక కణాల్లో/బీజకణాల్లో ఉంటాయి. ఇవి తక్కువ సంఖ్యలో ఉంటాయి. మానవుల్లో వీటిని X, Y క్రోమోసోమ్‌లుగా పిలుస్తారు.

కేంద్రకామ్లాలు (Nucleic Acids)

• ఫ్రెడరిక్‌ మిషర్‌ అనే శాస్త్రవేత్త చీము కణాల్లో ప్రప్రథమంగా కేంద్రకామ్లాలను కనుగొన్నారు. ఆల్డ్‌మన్‌ అనే శాస్త్రవేత్త కేంద్రకామ్లాలు (న్యూక్లిక్‌ యాసిడ్స్‌) అని నామకరణం చేశాడు.
• కేంద్రకామ్లాలు నత్రజని క్షారాలు, పెంటోస్‌ చక్కెర, పాస్ఫేట్‌ గ్రూపు మొదలైన వాటితో నిర్మితమై ఉంటాయి.
• కేంద్రకామ్లాల్లోని నత్రజని క్షారాలు రెండు రకాలు అవి.. ప్యూరిన్‌లు, పిరమిడిన్‌లు.
• ప్యూరిన్‌లు: అడినిన్‌, గ్వానిన్‌.
• పిరమిడిన్‌లు: సైటోసిన్‌, థైమిన్‌, యురాసిల్‌.
• DNAలో ఉండి RNAలో లోపించే నత్రజని క్షారం థైమిన్‌.
• RNAలో ఉండి DNAలో లోపించే నత్రజని క్షారం యురాసిల్‌.
• పెంటోస్‌ చక్కెర ఐదు కార్బన్‌లతో నిర్మితమైన అణువు. దీనిలో రైబోస్‌ చక్కెర, డీ ఆక్సీరైబోస్‌ చక్కెరలు రెండూ ఉంటాయి.
• రైబోస్‌ చక్కెర RNAలో ఉండగా, డీ ఆక్సీరైబోస్‌ చక్కెర DNAలో ఉంటుంది.
• కేంద్రకామ్లాల నిర్మాణంలో నత్రజని క్షారాలు, పెంటోజ్‌ చక్కెరతో పాటు పాస్ఫేట్‌ కూడా ఉంటుంది.
• కేంద్రకామ్లాల నిర్మాణంలో ప్యూరిన్‌లు ఎల్లప్పుడు పిరమిడిన్‌లతో హైడ్రోజన్‌ బంధాల ద్వారా కలుపబడి ఉంటాయి. (A=T, G లేదా A=U, G
  న్యూక్లియోటైడ్‌:
  నత్రజని క్షారం+ పెంటోజ్‌ చక్కెర+పాస్ఫేట్‌
  న్యూక్లియోసైడ్‌: నత్రజని క్షారం+ పెంటోజ్‌ చక్కెర
• కేంద్రకామ్లంలోని నత్రజని క్షారం, పెంటోజ్‌ చక్కెరల మధ్య ైగ్లెకోసైడిక్‌ బంధం, పెంటోజ్‌ చక్కెర, పాస్ఫేట్‌ గ్రూపుల మధ్య పాస్ఫో డై ఎస్టర్‌ బంధం ఉంటుంది.
• కేంద్రకామ్లాలు రెండు రకాలు. అవి.. DNA (డీ ఆక్సీ రైబోన్యూక్లిక్‌ ఆమ్లం), RNA (రైబో న్యూక్లిక్‌ ఆమ్లం).
  DNA
• దీనిలో డీ ఆక్సీ రైబోస్‌ చక్కెర ఉంటుంది
• ఇది రెండు న్యూక్లియోటైడ్‌ పోచలను కలిగి ద్విసర్పిలంగా ఉంటుంది
• అధిక స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంటుంది
• అధిక అణుభారాన్ని కలిగి ఉంటుంది
• దీనిలో థయమిన్‌ అనే పిరమిడిన్‌ ఉంటుంది
• ఎంజైమ్‌గా పనిచేయదు
• ఇది జన్యు పదార్థం
• ఇది కేంద్రకంలో ఉంటుంది
  RNA
• దీనిలో రైబోస్‌ చక్కెర ఉంటుంది
• ఇది ఒకే న్యూక్లియోటైడ్‌ పోచను కలిగి ఏక సర్పిలంగా ఉంటుంది
• తక్కువ స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంటుంది
• తక్కువ అణుభారాన్ని కలిగి ఉంటుంది
• దీనిలో థయమిన్‌కు బదులుగా యురాసిల్‌ అనే పిరమిడిన్‌ ఉంటుంది
• ఇది రైబోజోమ్‌ అనే ఎంజైమ్‌గా పనిచేస్తుంది
• ఇది జన్యు పదార్థం కాదు (కొన్ని వైరస్‌లలో మాత్రమే జన్యు పదార్థం
• ఇది ఎక్కువగా కణద్రవ్యంలో ఉండి ప్రొటీన్‌ల సంశ్లేషణలో తోడ్పడుతుంది
• DNA డబుల్‌ హెలిక్స్‌ (ద్వంద్వ కుండలి/ ద్విసర్పిల) ఆకారంలో ఉంటుందని వాట్సన్‌, క్రిక్‌లు 1953లో ప్రతిపాదించారు. దీనికి వీరికి 1962లో నోబెల్‌ బహుమతి లభించింది.
• DNA జన్యు పదార్థంగా పనిచేస్తుందని హర్షీ, చేస్‌లు 1952లో తెలియజేశారు.

కణవిభజన (Cell Division)

• రుడాల్ప్‌ విర్షా అనే శాస్త్రవేత్త మొదటిసారిగా కణవిభజనను గురించి వివరించాడు.
• కణం విభజన చెంది కొత్త కణాలను ఏర్పరచడాన్ని కణ విభజన అంటారు.
  కణ చక్రం
• కణ చక్రంలో రెండు దశలు ఉంటాయి. అవి అంతర్దశ, విభజన దశ.
• అంతర్దశను విరామ దశ అంటారు. ఈదశలో కణ
  విభజనకు కావల్సిన అన్ని పరిస్థితులు కల్పించబడుతాయి. దీనిలోG1, Sa, G2 అనే మూడు దశలు ఉంటాయి.
• విభజన దశలో కణం విభజన చెందుతుంది. ఇది రెండు రకాలు అవి. సమ విభజన, క్షయకరణ విభజన.

సమ విభజన (Mitosis)

• జీవి పెరుగుదలకు ఈ విభజన తోడ్పడుతుంది. అందువల్ల దీన్ని పెరుగుదల విభజన అంటారు.
• ఇది మొక్కల్లోని శాఖీయ భాగాలు (వేరు, కాండం, పత్రం)లో జరుగుతుంది. కాబట్టి దీన్ని శాఖీయ
  విభజన అని కూడా అంటారు.
• ఇది జంతువుల దేహ కణాల్లో (గుండె, మూత్రపిండాలు, కాలేయం, చర్మం మొదలైనవి) జరుగుతుంది. కాబట్టి దీన్ని శారీరక, దేహకణ విభజన అంటారు.
• దీనిలో ఒక తల్లికణం/మాతృకణం (ద్వయస్థితి) విభజితమై రెండు పిల్ల కణాలు (ద్వయస్థితి)
  ఏర్పడతాయి. అంటే తల్లి కణంలోని క్రోమోసోమ్‌ల సంఖ్య పిల్ల కణాల్లోని క్రోమోసోమ్‌ల సంఖ్య సమానంగా ఉంటుంది.
• తల్లి కణంలో, పిల్ల కణాల్లో క్రోమోసోమ్‌ల సంఖ్య సమానంగా ఉండటం వల్ల దీన్ని సమ విభజన అంటారు.
• ఈ విభజన ఫలితంగా ఏర్పడిన పిల్ల కణాలు పూర్తిగా తల్లి కణాన్ని పోలి ఉంటాయి.
• సమ విభజన జరిగేటప్పుడు కేంద్రకంలో జరిగే మార్పులను కేంద్రక విభజన అంటారు. దీనిలో నాలుగు దశలుంటాయి. అవి ప్రథమ దశ, మధ్యస్థ దశ, చలన దశ, అంత్య దశ.
• చలన దశలో సెంట్రోమియర్‌ విభజన జరగడం వల్ల తల్లి, పిల్ల కణాల్లో క్రోమోసోమ్‌ల సంఖ్య సమానంగా ఉంటుంది.

క్షయకరణ విభజన

• జీవి ప్రత్యుత్పత్తి/బీజకణాల్లో ఈ విభజన జరుగుతుంది.
• ఇది కేవలం ద్వయస్థితిక కణాల్లో మాత్రమే జరుగుతుంది.
• ఈ విభజనలో తల్లి కణం/మాతృకణం (ద్వయస్థితి) విడిపోయి నాలుగు పిల్ల కణాలు (ఏకస్థితికం) ఏర్పడతాయి. అంటే తల్లి కణంలోని క్రోమోసోమ్‌ల సంఖ్య పిల్ల కణాల్లో సగానికి తగ్గుతుంది.
• ఈ విభజన ఫలితంగా ఏర్పడిన పిల్ల కణాలు తల్లి కణాలకు భిన్నంగా ఉంటాయి.
• క్షయకరణ విభజన రెండుసార్లు జరుగుతుంది. అవి క్షయకరణ విభజన-1, క్షయకరణ విభజన-2.
• క్షయకరణ విభజన-1లో నాలుగు దశలుంటాయి. అవి.. ప్రథమ దశ-1, మధ్యస్థ దశ-1,
  చలన దశ-1, అంత్యదశ-1.
• ప్రథమ దశ-1లో 5 ఉపదశలుంటాయి. అవి వరుసగా లెప్టోటీన్‌, జైగోటీన్‌, పాకిటీన్‌, డిప్లోటీన్‌, డయాకైనసిస్‌.
• క్షయకరణ విభజన-2 సమ విభజనను పోలి ఉంటుంది.
• క్షయకరణ విభజన-1లోని చలన దశ-1 లో సెంట్రోమియర్‌ విభజన జరగదు. కాని క్షయకరణ
  విభజన-2లోని చలన దశ-2లో మాత్రం సెంట్రోమియర్‌ విభజన జరుగుతుంది.
• క్షయకరణ విభజన వల్ల క్రోమోసోమ్‌ల సంఖ్య జాతి నిర్దిష్ట క్రోమోసోమ్‌ల సంఖ్య తరతరాలకు
  మారకుండా ఉంటుంది.
• క్షయకరణ విభజన జీవ పరిణామానికి తోడ్పడుతుంది.

కేంద్రకం (Nucleas)

• కేంద్రకం కణంలో ముఖ్యమైన భాగం. ఇది కణ విభజనలో ప్రముఖ పాత్ర పోషిస్తుంది. ఇది కణాంగాలన్నింటిలో పెద్దగా స్పష్టంగా కనిపిస్తుంది.
• కేంద్రకాన్ని రాబర్ట్‌ బ్రౌన్‌ అనే శాస్త్రవేత్త ఆర్కిడ్‌ పత్రాల బాహ్యచర్మ కణాల్లో కనుగొన్నాడు.
• ఎర్ర రక్తకణాలు, చాలనీ నాళాల్లో కేంద్రకం ఉండదు.
• కేంద్రకంలోని వివిధ భాగాల గురించి కణవిభజన అంతర్దశలో సులభంగా తెలుసుకోవచ్చు.
• ఇది కణంలోని అన్ని జీవక్రియలను నియంత్రించడం వల్ల దీన్ని కణ మేధస్సు/ కణ నియంత్రణ గది/కణం మాస్టర్‌ కంట్రోలర్‌ అంటారు.
• కేంద్రకంలో నాలుగు ప్రధాన భాగాలుంటాయి. అవి కేంద్రక త్వచం, కేంద్రక ద్రవ్యం, క్రొమాటిన్‌ పదార్థం, కేంద్రకాంశం.
• కేంద్రకంలో గాఢ వర్ణం కలిగి, చిక్కుపడి ఉన్న దారాల వంటి నిర్మాణాలను క్రొమాటిన్‌ పదార్థం అంటారు. దీనిలో DNA, హిస్టోన్‌ ప్రొటీన్‌లు ఉంటాయి.
• ఫాంటానా అనే శాస్త్రవేత్త కేంద్రకాంశంను కనుగొన్నాడు.
• కేంద్రకాంశం రసాయనికంగా RNA, ప్రొటీన్‌లు, తక్కువ DNAతో నిర్మితమై ఉంటుంది. ఇది రైబోజోమ్‌ల ఉత్పత్తిలో పాల్గొనటం వల్ల కేంద్రకాంశాన్ని రైబోజోమ్‌ల ఉత్పత్తి కర్మాగారం అంటారు.

డాక్టర్‌ మోదాల మల్లేష్‌
విషయ నిపుణులు
పాలెం, నకిరేకల్‌, నల్లగొండ
9989535675