DanumGabadava

*ජීවයේ අසිරිමත් දත්ත ගබඩාව: DNA සතු අතිසංකීර්ණ රසායනික හා භෞතික විද්‍යාව. 🧬*
විශ්වයේ අප දන්නා සංකීර්ණම ව්‍යුහය කුමක්දැයි යමෙකු ඇසුවහොත්, බොහෝ දෙනෙකු පවසනුයේ මිනිස් මොළය හෝ මන්දාකිණි ව්‍යුහයන් ගැනය. නමුත් භෞතික ප්‍රමාණයෙන් අතිශය ක්ෂුද්‍ර වූ, එහෙත් තොරතුරු ධාරිතාවෙන් සහ ක්‍රියාකාරීත්වයෙන් මුළු මහත් විශ්වයේම ක්‍රියාවලිය පවා අභිබවා යන තවත් එකම එක ව්‍යුහයක් පෘථිවිය තුළ පවතී. ඒ Deoxyribonucleic Acid හෙවත් අප කවුරුත් දන්නා DNA ය.
සරල රසායනික මූලද්‍රව්‍ය කිහිපයක එකතුවකින් සෑදුණු මේ ද්විත්ව සර්පිලාකාර (Double Helix) අණුව, ජීවය පවත්වාගෙන යාම සඳහා ඉටුකරන කාර්යභාරය දෙස බැලූ විට එය හුදු රසායනික ද්‍රව්‍යයක් පමණක් නොව, විශ්වයේ බිහිවූ විශිෂ්ටතම "ජීව විද්‍යාත්මක මෘදුකාංගය" (Biological Software) බව වටහාගත හැකිය.
ඩිජිටල් කේතීකරණය සහ රසායනික හෝඩිය.
පරිගණක තාක්ෂණයේදී අප දත්ත ගබඩා කරනුයේ 0 සහ 1 යන ද්විමය සංකේත (Binary Code) භාවිතයෙනි. නමුත් සොබාදහම විසින් DNA නිර්මාණය කිරීමේදී මේ සඳහා වඩාත් දියුණු, අකුරු හතරක රසායනික හෝඩියක් භාවිත කර ඇත.
Adenine (A)
Thymine (T)
Cytosine (C)
Guanine (G)
මෙම නයිට්‍රජනීය භෂ්ම (Nitrogenous Bases) එකිනෙක බැඳී පවතිනුයේ නිශ්චිත රටාවකටය. සැමවිටම A අණුව T සමඟද, C අණුව G සමඟද හයිඩ්‍රජන් බන්ධන මඟින් බැඳී පවතී. මෙම සරල යැයි හැඟෙන අකුරු හතරේ මාරුවෙන් මාරුවට සිදුවන සැකැස්ම (Sequence) මඟින්, පෘථිවිය මත සිටින බැක්ටීරියාවකගේ සිට අලියෙකු හෝ මිනිසෙකු දක්වා වූ සෑම ජීවියෙකුගේම ශරීර අභ්‍යන්තර ව්‍යුහය, හැසිරීම සහ පරිවෘත්තීය ක්‍රියාවලීන් සියල්ල තීරණය කරන කේතය ලියා ඇත.මිනිස් සෛලයක් තුළ ඇති තනි DNA පටුවක මෙවැනි භෂ්ම යුගල (Base Pairs) බිලියන 3ක් අඩංගුය. මෙම සමස්ත දත්ත සමුදාය Human Genome එකක් ලෙස හැඳින්වේ.
අදහාගත නොහැකි දත්ත ඝනත්වය
මනුෂ්‍යයා විසින් නිපදවන ලද ඉහළම ධාරිතාවයෙන් යුත් දෘඪ තැටි (Hard Drives) හෝ Solid State Drives (SSD) සමඟ සසඳන විට DNA සතු දත්ත ගබඩා කිරීමේ ඝනත්වය සිතාගත නොහැකි තරම් ඉහළය.
අද වන විට ලෝකය පුරා බිහිවන සමස්ත ඩිජිටල් දත්ත ප්‍රමාණය (Zettabytes ගණනාවක වීඩියෝ, ඡායාරූප, වෙබ් අඩවි සහ ලේඛන) එකම තැනකට එකතු කළහොත්, ඒ සියල්ල ගබඩා කිරීමට අපට දැවැන්ත Data Centers අවශ්‍ය වේ. නමුත්, විද්‍යාඥයින් ගණනය කර ඇති පරිදි, ලෝකයේ පවතින සියලුම ඩිජිටල් දත්ත පිරිසිදු DNA ග්‍රෑම් කිහිපයක් තුළ (තේ හැන්දක ප්‍රමාණයක) සුරක්ෂිතව ගබඩා කර තැබිය හැකිය.
මෙයට හේතුව DNA යනු තනි තලයක (2D) ක්‍රියාත්මක වන්නක් නොව, පරමාණුක මට්ටමින් ත්‍රිමාණව (3D) දත්ත ඇසුරුම් කරන පද්ධතියක් වීමයි. ද්‍රව්‍යමය පරිමාව ඉතා අවම කරමින් උපරිම දත්ත ප්‍රමාණයක් රඳවා ගැනීමේ සොබාදහමේ මෙම ක්‍රමවේදය අභිබවා යාමට අද වනතුරුත් මිනිස් තාක්ෂණයට නොහැකි වී ඇත.
ජ්‍යාමිතික ඇසුරුම්කරණය: මීටර දෙකක දිග මයික්‍රෝන කිහිපයකට හැකිලිම
DNA වල ඇති භෞතික සංකීර්ණත්වය වඩාත්ම කැපී පෙනෙන්නේ එහි හැඩය සහ එය සෛලයක් තුළ අසුරා ඇති ආකාරය (DNA Packaging) දෙස බැලීමේදීය.
මිනිස් සිරුරේ පවතින එකම එක අන්වීක්ෂීය සෛලයක ඇති DNA සියල්ල එකිනෙක ගැටගසා දිග හැරියහොත් එහි දිග මීටර් 2ක් පමණ වේ. සෛලයක න්‍යෂ්ටිය (Nucleus) මයික්‍රොමීටර කිහිපයකට වඩා විශාල නොවේ. එසේ නම්, මෙම මීටර් 2ක් දිගැති රසායනික පටය, ඇසට නොපෙනෙන කුඩා ඉඩක් තුළ පටලැවීමකින් තොරව අසුරා තබන්නේ කෙසේද?
මෙහිදී ක්‍රියාත්මක වන්නේ සුවිශේෂී ජ්‍යාමිතික ඇසුරුම්කරණ ක්‍රියාවලියකි:
Histones නම් ප්‍රෝටීන: DNA පටය මුලින්ම Histones නමැති විශේෂිත ප්‍රෝටීන බෝල වටා රවුම් දෙක බැගින් එතේ. මෙය හරියට නූල් කන්දක් වටා නූලක් එතීම වැනිය. මෙම ව්‍යුහය Nucleosome එකක් ලෙස හඳුන්වයි.
Chromatin Folding: මෙම නිව්ක්ලියෝසෝම එකිනෙක තද වෙමින් තවත් සර්පිලාකාර හැඩයකට හැරේ.
Chromosomes (වර්ණදේහ): අවසානයේදී මෙම තදින් ඇසුරුම් කරන ලද ව්‍යුහය සෛල බෙදීමේදී අපට දකින්නට ලැබෙන Chromosomes හෙවත් වර්ණදේහ බවට පත්වේ.
මෙම ඇසුරුම්කරණයේ ඇති පුදුමය නම්, එය කෙතරම් තදින් අසුරා තිබුණද, සෛලයට යම් ප්‍රෝටීනයක් නිපදවීම සඳහා DNA හි මැද හරියේ ඇති ජානයක දත්ත කියවීමට අවශ්‍ය වූ සැණින්, අදාළ කොටස පමණක් ක්ෂණිකව දිග හැරී, දත්ත ලබා දී, නැවතත් තිබූ තැනටම හැකිලීමේ හැකියාව පැවතීමයි.
Replication සහ පරමාණුක මට්ටමේ වැරදි නිවැරදි කිරීම
සෑම තත්පරයකදීම අපගේ සිරුරේ සෛල මිලියන ගණනක් මිය යන අතර ඒ වෙනුවට අලුත් සෛල බිහිවේ. මෙසේ අලුත් සෛලයක් බිහිවීමේදී පැරණි සෛලයේ තිබූ DNA වල පරිපූර්ණ පිටපතක් (Exact Copy) අලුත් සෛලයට ද ලැබිය යුතුය. මෙම ක්‍රියාවලිය DNA Replication ලෙස හැඳින්වේ.
සෛලයක් බෙදෙන සෑම අවස්ථාවකදීම භෂ්ම යුගල බිලියන 3ක් ඉතා කෙටි කලකින් පිටපත් කළ යුතුය. මෙම අතිශය වේගවත් ක්‍රියාවලියේදී වැරදි අකුරක් (උදාහරණයක් ලෙස A වෙනුවට G අණුවක්) එකතු වීමට ඇති ඉඩකඩ ඉතා වැඩිය. එවැනි වැරදීමක් Mutation (විකෘතියක්) ලෙස හඳුන්වන අතර, එය පිළිකා වැනි දරුණු රෝගාබාධවලට හේතු විය හැක.
නමුත් DNA සතුව මේ සඳහා ස්වයංක්‍රීය "අක්ෂර වින්‍යාස පරීක්ෂකයක්" (Spell Checker) පවතී. DNA Polymerase නමැති එන්සයිමය දත්ත පිටපත් කරගෙන යන අතරතුරදීම, තමා අතින් සිදුවන වැරදි ක්ෂණිකව හඳුනා ගනී. වැරදීමක් දුටු වහාම එම එන්සයිමය පසුපසට ගොස්, වැරදි රසායනික අණුව කපා ඉවත් කර, නිවැරදි අණුව එතැනට බද්ධ කරයි. මෙම පරමාණුක මට්ටමේ පවතින ආරක්ෂක පද්ධතිය නිසා DNA පිටපත් කිරීමේදී සිදුවන වැරදි ප්‍රමාණය බිලියනයකට එකක් තරම් අතිශය අවම අගයක් ගනී.
Epigenetics: කේතයට ඉහළින් පවතින පාලනය
දිගු කලක් තිස්සේ විද්‍යාඥයින් විශ්වාස කළේ අප උපදින විට ලබාගන්නා DNA කේතය අපේ මුළු ජීවිතයම තීරණය කරන බවයි. නමුත් මෑතකදී සොයාගත් Epigenetics (ජාන ප්‍රකාශන විද්‍යාව) මඟින් පෙන්වා දෙන්නේ DNA වල ලියා ඇති අකුරු වෙනස් නොකර, ඒවා ක්‍රියාත්මක වන ආකාරය වෙනස් කිරීමට බාහිර පරිසරයට සහ අපගේ හැසිරීම්වලට හැකි බවයි.
අපගේ DNA පටය මත Methyl groups වැනි කුඩා රසායනික සලකුණු තැන්පත් වේ. මේවා හරියට ස්විච් (Switches) වැනිය. අප ගන්නා ආහාර, මානසික ආතතිය, ව්‍යායාම සහ ජීවත් වන පරිසරය අනුව ඇතැම් රෝග ඇති කරන ජාන "Off" කර තැබීමටත්, ශරීරයට හිතකර ජාන "On" කර තැබීමටත් මෙම රසායනික සලකුණුවලට හැකියාව ඇත. මෙය හරියට එකම සංගීත භාණ්ඩයකින් (DNA) වාදකයාගේ දක්ෂතාවය අනුව විවිධ තාල (Epigenetics) වාදනය කිරීම වැනිය.
නිගමනය
DNA යනු හුදෙක් සෛලයක් මැද පවතින අජීවී රසායනික ද්‍රව්‍යයක් නොවේ. එය තොරතුරු තාක්ෂණය, උසස් ජ්‍යාමිතිය, නැනෝ තාක්ෂණය සහ ක්වොන්ටම් මට්ටමේ රසායනික බන්ධන එකිනෙක මුසුවී සෑදුණු, විශ්වයේ පවතින අසිරිමත්ම ව්‍යුහයකි. පෘථිවිය මත ජීවයේ අඛණ්ඩතාව වසර බිලියන ගණනාවක් පුරා රැකගෙන ආවේත්, ඉදිරියට රැකගන්නේත් මෙම සුවිශේෂී අණුවේ ඇති අසමසම සංකීර්ණත්වය නිසාවෙනි.👊

*විශ්වයේ ආරම්භක සිංගියුලාරිටිය සහ ප්ලැන්ක් මානය*

අපි අද දකින මේ අතිවිශාල විශ්වය, ඒ කියන්නේ බිලියන ගණනක් මන්දාකිණි, තරු සහ ග්‍රහලෝක සියල්ලම මීට අවුරුදු බිලියන 13.8 කට කලින් තිබුණේ අතිශය කුඩා ලක්ෂ්‍යයක. මේ ලක්ෂ්‍යය අපි හඳුන්වන්නේ "සිංගියුලාරිටිය (Singularity)" කියලා.

⬤ සින්ගුලාරිටියේ ප්‍රමාණය
ගණිතමය වශයෙන් ගත්තොත් සිංගියුලාරිටියක් කියන්නේ පරිමාවක් නැති ඒත් අසීමිත ඝනත්වයක් සහ අසීමිත උෂ්ණත්වයක් තියෙන තිතක්. හැබැයි භෞතික විද්‍යාවේදී "බිංදුව" කියන සංකල්පයට වඩා අපිට වැදගත් වෙන්නේ මැනිය හැකි කුඩාම මිනුමයි. ඒ තමයි ප්ලැන්ක් දිග (Planck Length).

✧ ප්ලැන්ක් දිග ≈ 1.616 × 10³⁵
✧ මෙය කෙතරම් කුඩාද යත්, පරමාණුවක ප්‍රමාණයත් එක්ක බැලුවොත් පරමාණුවක් මුළු විශ්වය තරම් විශාල කළොත්, ප්ලැන්ක් දිගක් කියන්නේ එහි ඇති එක කුඩා ගසක උස වගේ දෙයක්

⬤ විශ්වය සහ ප්ලැන්ක් කාලය
මහා පිපුරුම සිදු වී තත්පරයකින් ඉතාමත් කුඩා කොටසක්, ඒ කියන්නේ ප්ලැන්ක් කාලය 10⁻⁴³ ගතවන තෙක් විශ්වයේ ප්‍රමාණය ප්ලැන්ක් දිගට වඩා කුඩා වුණා. මේ කාලය තුළ විශ්වයේ තිබුණේ මොන වගේ ස්වභාවයක්ද කියලා අදටත් අපිට හරියටම කියන්න බැහැ.

⬤ භෞතික විද්‍යාව ගරා වැටෙන සීමාව
අපේ සාමාන්‍ය භෞතික විද්‍යාවේදී ගුරුත්වාකර්ෂණය පැහැදිලි කරන්න අයින්ස්ටයින්ගේ "සාපේක්ෂතාවාදය" පාවිච්චි කරනවා. හැබැයි ප්ලැන්ක් දිගට වඩා කුඩා සීමාවකදී මේ නියමයන් වැඩ කරන්නේ නැහැ.

එතැනදී ක්‍රියාත්මක වෙන්නේ ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්‍යාවයි. සිංගියුලාරිටිය තුළදී ගුරුත්වාකර්ෂණය සහ ක්වොන්ටම් බලපෑම් එකිනෙක පටලැවෙන නිසා අවකාශය සහ කාලය කියන සංකල්පය පවා නැති වෙලා යනවා. විද්‍යාඥයන් පවසන්නේ මේ සීමාවේදී අවකාශය පවතින්නේ "ක්වොන්ටම් පෙන (Quantum Foam)" එකක් විදියට කියලා.

✪ සාරාංශය
සරලවම කිව්වොත්, මහා පිපුරුම ආරම්භයේදී මුළු විශ්වයම ප්ලැන්ක් දිගටත් වඩා කුඩා තිතක හිරවෙලා තිබුණා. ඒ කියන්නේ අද අපි දකින මේ අහස, පොළොව සහ තරු සියල්ලම එදා එකම එක "විශ්වීය පික්සලයකට" වඩා කුඩා වෙලයි තිබුණේ. 👊👌

නැවුම් සිතිවිලි සමඟින් අලුත් වන හෙළයේ මහා මංගල්‍යය! 🌞
මේ ලැබුවා වූ සිංහල සහ දමිළ අලුත් අවුරුද්ද ඔබ සැමට ජයෙන් ජයම වේවා! 🚀🔥

ආදරණීය පැතුම,
දැනුම් ගබඩාව ❤