శాస్త్ర విజ్ఞానము

వైరస్ లు కణాలని ఎలా ఇన్ఫెక్ట్ చేస్తాయి అన్న విషయం మీద ఎంతో సవివరమైన సమాచారం ఓ ప్రత్యేకమైన వైరస్ ల మీద జరిగిన అధ్యయనాల వల్ల తెలిసింది. ఆ వైరస్ ల పేరు బాక్టీరియో ఫేజ్ (bacteriophage). వీటి గురించి ఫ్రెడెరిక్ విలియం ట్వార్ట్ అనే శాస్త్రవేత్త 1915 లో కనుక్కున్నాడు. 1917 లో కెనడా కి చెందిన ఫెలిక్స్ హుబర్ట్ ద హెరెల్ కూడా స్వతంత్రంగా ఈ వైరస్ ల మీద అధ్యయనాలు జరిపాడు. చిత్రం ఏంటంటే ఈ వైరస్ లు బాక్టీరియాలని నాశనం చేస్తాయి. అంటే క్రిములని చంపే క్రిములన్నమాట! అందుకే ద హెరెల్ వీటికి ‘బాక్టీరియో ఫేజ్’ అని పేరు పెట్టాడు. అంటే ‘బాక్టీరియా భక్షకులు’ అని అర్థం.




ఈ బాక్టీరియో ఫేజ్ లు అధ్యయనం చెయ్యడానికి చాలా అనువుగా ఉంటాయి. ఈ ఫేజ్ లని (బాక్టీరియో ఫేజ్ లని క్లుప్తంగా ఫేజ్ లంటుంటారు), అవి నాశనం చేసే బాక్టీరియాలని, ఈ రెండిటి మధ్య జరిగే చర్యలని టెస్ట్ ట్యూబ్ లలో పరిశీలించవచ్చు. ఈ ఫేజ్ లు బాక్టీరియాలని అటకాయించి నాశనం చేసే విధానం ఇలా ఉంటుంది.





బాక్టీరియా కణాన్ని అటకాయిస్తున్న ఫేజ్
http://dennehylab.bio.qc.cuny.edu/



ఫేజ్ ల పని తీరు గురించి ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోప్ లతో చేసిన పరిశీలన వల్ల తెలిసింది. ఒక సగటు ఫేజ్ ఓ చిన్న tadpole లా ఉంటుంది. దీనికి ఓ పెట్టెలాంటి ‘తల’ ఉంటుంది. అడుగున ఓ ‘తోక’ ఉంటుంది. ముందుగా ఫేజ్ తన తోకతో బాక్టీరియం యొక్క ఉపరితలాన్ని గట్టిగా పట్టుకుంటుంది. తోకలో ఉండే అమినో ఆసిడ్ల యొక్క విద్యు దావేశాల ఏర్పాటు, బాక్టీరియా ఉపరితలం మీద ఉండే అణువుల విద్యుదావేశాల ఏర్పాటు ఒక దానికొకటి వ్యతిరేకంగా ఉండడం వల్ల, భిన్న విద్యుదావేశాలు ఆకర్షించుకుంటాయి కనుక, ఫేజ్ యొక్క తోకకి, బాక్టీరియా యొక్క ఉపరితలానికి మధ్య ఆకర్షణ ఏర్పడుతుంది. ఆ విధంగా వైరస్ తన తోకతో బాక్టీరియా ఉపరితలాన్ని ఒడిసి పట్టుకున్నాక, కణం యొక్క పొరకి చిన్న గాటు పెడుతుంది. ఇప్పుడు వైరస్ యొక్క తల లో ఉండే న్యూక్లీక్ ఆసిడ్ ని వైరస్ కణ పొరలో ఏర్పడ్డ రంధ్రం లోంచి బాక్టీరియా లోపలికి ప్రవేశపెడుతుంది. ఇది జరిగిన అరగంటలో వైరస్ చేత అటకాయించబడ్డ బాక్టీరియం పెటేలు మని పగిలి అందులోంచి వందల కొద్ది ‘బాల’ వైరస్ లు బిలబిల మంటూ బయటికి ఉరుకుతాయి.



బక్టీరియా కణంలోకి వైరస్ ప్రవేశపెట్టిన న్యూక్లీక్ ఆసిడ్ కణం లోపల ఏం చేస్తుంది? ఇది తెలుసుకునే ముందు, అసలు వైరస్ ప్రవేశపెట్టిన పదార్థం న్యూక్లీక్ ఆసిడ్ మాత్రమే నని ఎలా తెలిసింది? అని ప్రశ్నించుకోవాలి. ఈ విషయాన్ని మొట్టమొదట్ నిర్ధారించింది ఆల్ఫ్రెడ్ డే హెర్షీ అనే బాక్టీరియాలజిస్ట్. ఈయన తన అధ్యయనాలలో రేడియోథార్మిక ట్రేసర్ (radioactive tracers) వాడాడు. రేడియో థార్మిక ఫాస్ఫరస్ మరియు రేడియో థార్మిక సల్ఫర్ అణువులు ఉన్న ఆహారాన్ని బాక్టీరియా కి మేతగా వేసి ఆ రేడియో థార్మిక అణువులు బాక్టీరియాలోకి ప్రవేశించేలా చేశాడు. ప్రోటీన్ లలోనే కాక న్యూక్లీక్ ఆసిడ్ లలో కూడా ఫాస్ఫరస్ ఉంటుంది. కాని సల్ఫర్ మాత్రం ప్రోటీన్ల లో మాత్రమే ఉంటుంది. కనుక రెండు రకాల ట్రేసర్ లు ఉన్న ఫేజ్ యొక్క సంతతిలో రేడియో థార్మిక ఫాస్ఫరస్ మాత్రమే ఉంటే జనక వైరస్ నుండి న్యూక్లీక్ ఆసిడ్ మాత్రమే బాక్టీరియాలోకి ప్రవేశించింది అన్నమాట. వైరస్ సంతతిలో రేడియో థార్మిక సల్ఫర్ లేదంటే సంతతి లోని ప్రోటీన్ పదార్థం బాక్టీరియా నుండి వచ్చిందన్నమాట. ఆల్ఫ్రెడ్ హెర్షీ చేసిన ప్రయోగాలలో సరిగ్గా ఆ సత్యమే నిర్ధారించబడింది.

ఆ విధంగా బాక్టీరియాని అటకాయించిన వైరస్ ఆ బాక్టీరియాలో ఓ జీవరాసి లాగా పునరుత్పత్తి చెందుతుందని, ఆ పునరుత్పత్తిలో జనక వైరస్ నుండి వచ్చిన న్యూక్లీక్ ఆసిడ్ కీలక పాత్ర ధరిస్తుందని అర్థమయ్యింది.

ఇంతకీ తాను అటకాయించిన బాక్టీరియాలో వైరస్ ఎలా పునరుత్పత్తి చెందుతుంది?

(ఇంకా వుంది)