కేబుల్స్ ఎందుకు చిక్కుపడతాయి? సైన్స్ ఏం చెబుతోంది?

మీరు బిగుసుకుపోయిన ఓ ముడిని విప్పడానికి ప్రయత్నిస్తున్నప్పుడు, అవి మనకు అనుగుణంగా ప్రవర్తించే బదులు మరింతగా ఎందుకు చిక్కుపడతాయని మీరు ఎప్పుడైనా ఆలోచించారా?

మీరు ఎంత జాగ్రత్తగా ఉన్నా సరే, స్మార్ట్‌ఫోన్ ఇయర్‌ఫోన్లు, తోటలోని మొక్కలకు నీళ్లు పట్టే పైపు, హెయిర్ డ్రైయర్ కేబుల్స్ లాంటివి ఆఖరికి మన జుట్టు కూడా అప్పుడప్పుడు మనం దానిపై దృష్టి సారించాలని చెబుతుంటుంది.

బహుశా మనల్ని మనం ఓదార్చుకోవడం కోసం సైన్స్ వైపు చూడొచ్చు. థర్మోడైనమిక్స్ రెండో నియమాన్ని అనుసరించి దీనిని పరిశీలిద్దాం. ముఖ్యంగా థర్మోడైనమిక్స్ రెండో నియమం.. సంఘటనలు ఒక క్రమంలోనే ఎందుకు జరుగుతాయో వివరిస్తుంది. స్వతంత్ర వ్యవస్థలు మరింత అవ్యవస్థీకృతంగా మారతాయే తప్ప.. ఎప్పటికీ వ్యవస్థీకృతంగా మారవు అని ఈ నియమం చెబుతుంది.

విశ్వం సంక్షిప్తంగా చెప్పాలంటే గందరగోళానికి గురి అవుతుంది.

కానీ అది మీకు సంతృప్తినివ్వకపోతే, చిక్కులు అంతగా చికాకు కలిగించకపోవచ్చు. ఒకవేళ మీరు వాటిని విప్పుతున్నప్పుడు, అవి జీవితానికి అవసరమని మీరు గుర్తుంచుకోండి. ముడులు డీఎన్ఏలోనూ ఉన్నాయి.

సహజ రుగ్మత

అన్ని రకాల చిక్కుముడులు ఒకేలా ఉండవని ముందుగానే గుర్తుంచుకుందాం. కొన్ని ప్రాణాలను కాపాడడంలో చాలా సాయపడతాయి.

ఈ రోజుల్లో చాలా మందికి మన షూ లేస్‌లను కట్టుకోవడం మాత్రమే నేర్చుకున్నప్పటికీ, గతంలో రకరకాల ముడులు ఎలా వేయాలో నేర్చుకోవడం ఓ తప్పనిసరి నైపుణ్యం.

చిక్కుముడులు నిజానికి మన పూర్వీకులు చక్రాన్ని కనుగొనడానికి కంటే ముందు కనిపెట్టిన సాంకేతికత. అవి లేకుండా, మీరు వస్త్రాన్ని నేయలేరు లేదా కర్రపై ఉచ్చును కట్టలేరు.

ఆధునిక జీవితంలో మీ ఈటెలను మీరే తయారు చేసుకోవాల్సిన అవసరం ఎంతమాత్రం లేనప్పటికీ, మత్స్యకారులు, నావికులు, సర్జన్‌లు లేదా టైలర్లువంటి వారు తాడులను ఎలా ముడి వేయాలో తెలుసుకోవడం కీలకం.

అయినప్పటికీ, వారు కూడా ఇబ్బందికరమైన ముడులను సమయానుగుణంగా వ్యతిరేకించారు. కానీ, మీకు అక్కర్లేని ముడులు అసలెందుకు వస్తాయి?

ఇందుకు ఓ శాస్త్రవేత్త సమాధానాల కోసం వెతికారు.

శాన్ డియాగోలోని కాలిఫోర్నియా విశ్వవిద్యాలయంలో డౌ స్మిత్ భౌతికశాస్త్ర ప్రొఫెసర్. కొన్నేళ్ల క్రితం, ఆయన తన అండర్ గ్రాడ్యుయేట్ విద్యార్థులలో ఒకరితో నిరర్థకమైన చిన్నపాటి ప్రయోగం చేశారు.

ఆ అధ్యయనం ఆయనకు ఓ ఐజీ నోబెల్ బహుమతిని సంపాదించింది పెట్టింది. ఇది ఓ నవ్వించే సైన్స్ అవార్డు, ఆపై మిమ్మల్ని ఆలోచింపజేస్తుంది.

చిక్కుముడులు ఆకస్మికంగా ఎందుకు ఏర్పడ్డాయో అర్థం చేసుకోవాలని ఆయన అనుకున్నారు. శాస్త్రీయ పద్ధతిని అనుసరించి, మోటార్ ద్వారా కదలికలకు గురయ్యే ఓ పెట్టెలో వివిధ రకాల తాడు ముక్కలను పడేశారు.

దాదాపు మూడు వేల సార్లు మోటార్ తిరిగిన తర్వాత, "తాడులు ఎంత పొడవుంటే, అంత ఎక్కువగా చిక్కుముడులు పడతాయని" వారు కనుగొన్నారు. కాబట్టి మీరు ఎంత ప్రయత్నించినా, మీరు మీ హెడ్‌ఫోన్ కేబుళ్లను బ్యాగు నుంచి బయటకు తీసినప్పుడు, అవి చిక్కుపడే కనిపిస్తాయి. వచ్చే ఏడాది పండగ కోసం పెట్టెలో దాచిన క్రిస్మస్ లైట్లు కూడా చిక్కుపడిపోతాయి.

పరిస్థితిని మరింత దిగజార్చే విషయం ఏంటంటే మెలితిరిగిపోవడం. ఆర్ఏఈ ప్రకారం, "మెలితిప్పడం వల్ల కలిగే ప్రభావం"అంటే, మీ చేతిలోకి ఒక కేబుల్ తీసుకుని, దాన్ని రెండు వైపులా లాగి పట్టుకోండి. ఒక చివర మెలితిరగడం ప్రారంభమవుతుంది. ఇది మరింతగా కేబుల్ను మెలితిప్పడం కూడా మీరు చూస్తారు.

"కేబుల్స్ను మెలితిప్పినప్పుడు, అనుకోకుండాశక్తి మార్పునకు గురై అవి వంగిపోవడానికి కారణమవుతుంది. అలా జరగకుండా నిరోధించడం చాలా కష్టం."

"అది ఎంత ఎక్కువ మెలితిరిగితే, ఆ చిక్కును విడగొట్టడం అంత అసాధ్యం" అని స్మిత్ వివరించారు.

ఇదంతా జరగడం వెనకున్న కారణం ఓ జీవిత పాఠంలా అనిపిస్తుంది. "ప్రతిదీ అలాగే ఉండిపోవడానికి చాలా తక్కువ అవకాశం ఉంటుంది. కానీ గందరగోళం కావడానికి వేల మార్గాలు ఉన్నాయి"

ఇది విషయాల సహజ వరుస క్రమం లేదా విషయాల సహజ రుగ్మత.

అయితే ఇది ప్రకృతి గురించి అయితే, ప్రకృతిలోనూ సమస్య ఉన్నట్లే.

నిజానికి, మనకు తెలిసినట్లుగా జీవితానికే సమస్య ఉంది. ఎందుకంటే మన శరీరంలోని ప్రతి కణంలోని ముఖ్యమైన సమాచారం అంతా మన డీఎన్ఏలో ఉంది. అది ఉండటమే మెలికలు పడిన ఫోన్ వైర్లాగా కనిపిస్తుంది.

పరమాణువుల చిక్కుముడులు

మనం పరమాణు స్థాయిలో నిస్సహాయంగా చిక్కుకున్నామా?

డీఎన్ఏ అనేది చాలా చిన్న ప్రదేశంలో ఉండే అతి పెద్ద తాడు. మీరు దాన్ని బయటకు తీసి విస్తరిస్తే, పొడవు రెండు మీటర్లు ఉంటుంది.

సూక్ష్మదర్శిని లేకుండా చూడలేనంత చిన్న కణంలో అది దాచబడిందంటే ఊహించుకోండి. అది ఏ స్థాయిలో చిక్కుముడులను వేసుకోగలదన్న సామర్థ్యాన్ని మీరు అంచనా వేయొచ్చు.

ఏదేమైనప్పటికీ, అది జరగకుండా నిరోధించడానికి శరీరాలు కొన్ని ట్రిక్స్ను వాడతాయి. ''డీఎన్ఏ వంటి గొలుసు, దాని జీవిత చక్రం అంతటా ఎలా చిక్కుకుపోతుంది? ఎలా దానంతట అదే ఆ చిక్కులను విప్పుకుంటుంది?'' అనే అంశంపై మేరియల్ వాజ్క్వెజ్ పరిశోధనలు జరిపారు.

ఇప్పుడు మనం మెలి తిప్పిన వైర్‌ దగ్గరకు తిరిగి వెళ్దాం. జీవితపు అణువు అని పిలుచుకునే ప్రసిద్ధ డబుల్ హెలిక్స్‌లాగా కనిపించేది శరీరంలో మొదట ఏర్పడింది.

మరింతగా మెలితిప్పడంతో, అది తనపైన తానే చుట్టుకుంటుంది.

"డీఎన్ఏ సరిగ్గా అదే చేస్తుంది" అని కాలిఫోర్నియా యూనివర్శిటీలో గణితంతో మైక్రోబయాలజీ, మాలిక్యులర్ బయాలజీని కలిపి అధ్యయనం చేసిన ప్రొఫెసర్ డేవిస్ చెప్పారు.

"మేం దాన్ని సూపర్ కాయిల్ అని పిలుస్తాం."

కణాలు డీఎన్ఏను ప్యాక్ చేసే మాదిరి, మనం మన కేబుల్స్‌కు ఏమీ జరగకూడదని అనుకుంటున్నాం.

కానీ కణం లోపల సరిగ్గా సరిపోయేందుకు, డీఎన్ఏ మరింత చేయాల్సివుంటుంది. హిస్టోన్స్ అనే ప్రొటీన్ల చుట్టూ తనను తాను చుట్టుకోవాల్సివుంటుంది. ఫలితంగా అది ఓ ముత్యాల తాడులా మారుతుంది.

"డీఎన్ఏ ప్రతి హిస్టోన్ చుట్టూ రెండుసార్లు చుట్టి, ఆ తర్వాత మరొకదానికి వెళుతుంది."

ఏదేమైనా, అది సరిపోదు, తద్వారా ముత్యాల హారము అనేకసార్లు వక్రీకరణకు గురవుతుంది. చివరికి, "డీఎన్ఏ చాలా బాగా ప్యాక్ అవుతుంది. ఆ తర్వాత కుదించుకుపోతుంది"

సమస్య ఏమిటంటే, కొన్నిసార్లు మీరు ఆర్డర్ చేసి, చాలా జాగ్రత్తగా భద్రపరచిన వస్తువులను బయటకు తీసి ఉపయోగించాలి. ప్రతిసారి మీ శరీరం కొత్త కణాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. అలా చేస్తూనే ఉంటుంది. కొత్తగా తయారైన కణంలోకి మీ డీఎన్ఏను కాపీ చేయాలి. దాని వల్ల మళ్లీ అంతా అస్తవ్యస్తం అవుతుంది.

అంతే కాదు. రెండు ప్రొపెల్లర్లను వేరు చేయాలి.

"జీవశాస్త్రపు తెలివైన ట్రిక్ ఇక్కడ ఉంది. అదే పరమాణు కత్తెర. డీఎన్ఏ రెండు తంతువులను కలిపి ఉంచేవి హైడ్రోజన్ బంధాలు. ఈ కత్తెరలు నిజంగా ఎంజైమ్‌లు, ఓ ప్రత్యేకమైన ప్రోటీన్లు. ఇవి హెలిక్స్ను చాలా నియంత్రణగా ముక్కలు చేస్తాయి" అని వాజ్క్వెజ్ వివరించారు.

"విడిపోయిన తర్వాత, కణంలోని భాగాలు డీఎన్ఏకి రెండు కొత్త తంతువులను సృష్టించడం ప్రారంభిస్తాయి."

కానీ కుటుంబ సమస్య కనిపించినప్పుడు, డీఎన్ఏ రెండు తంతువులు అనవసరంగా చిక్కుపడిపోయాయి.

బ్యాక్టీరియా గురించి ఆలోచించడం ద్వారా డీఎన్ఏ సాధారణ లూప్లో ఏం జరుగుతుందో సులువుగా అర్థం చేసుకోవచ్చు.

"డీఎన్ఏ కాపీ చేయడం పూర్తయినప్పుడు, ఒకదానితో మరొకటి కలపి ఉన్న రెండు సర్కిల్స్ ఖాళీగా మిగిలిపోయాయి. వాటిని వేరు చేయాల్సివుంది. అప్పుడు కణం మళ్లీ పరమాణు కత్తెరలను ఉపయోగించి చాలా సున్నితంగా సర్కిల్స్లో ఒక దాన్ని వేరు చేస్తుంది. మరొకటి లోపలికి వెళ్లి ఖాళీని భర్తీ చేస్తుంది."

ఇది కొన్ని బిలియన్ల సార్లు జరుగుతుంది. దాన్ని అర్థం చేసుకోవడం వల్లనే ఔషధాలను సృష్టించొచ్చు.

"కొన్ని యాంటీబయాటిక్స్ ఉన్నాయి. అవి మీ శరీరంలోకి ప్రవేశించగానే, అవి బ్యాక్టీరియా మాలిక్యులర్ మెషిన్‌ను డియాక్టివేట్ చేస్తాయి. తద్వారా వాటి డీఎన్ఏ పూర్తిగా చిక్కుకుపోయి, బ్యాక్టీరియా చనిపోతుంది."

వైద్య రంగానికి మించి, అనేక రంగాలకు చెందిన శాస్త్రవేత్తలు ముడులు, చిక్కుల లక్షణాలను సద్వినియోగం చేసుకోవడానికి ప్రయత్నిస్తున్నారు.

నానోమెట్రిక్ కణజాలం

అలాంటి వారిలో ఒకరు డేవిడ్ లీ. ఆయన మాంచెస్టర్ విశ్వవిద్యాలయంలో కెమిస్ట్రీ ప్రొఫెసర్. అతను తన బృందంతో అత్యున్నత సూక్ష్మీకరణ, పరమాణు చిక్కుముడులను నేయడంపై అధ్యయనం చేస్తున్నారు.

అది "చాలా, చాలా చిన్న వాటిని ముడులుగా వేసుకుంటుంది. దానికి ఎనిమిది బంధాలు ఉన్నాయి. కాబట్టి అవి చాలా సంక్లిష్టంగా ఉంటాయి. ఇది ఈ గ్రహం మీద కట్టబడిన అతి కఠినమైన భౌతిక నిర్మాణం."

ఆయన పేరిట ఉన్న రెండు ప్రపంచ రికార్డులు .. ప్రపంచంలో అత్యంత కఠినమైన ముడి, అత్యంత చక్కగా నేసిన బట్ట.

ఇది ఓ సరదా సవాలు కావొచ్చు, కానీ ఎందుకు చేయాలి?

"పరమాణు ప్రపంచంలో ముడులు అన్ని చోట్లా ఉన్నాయి. ప్రకృతి వాటిని ఉపయోగించుకుంటుంది. ఎందుకంటే అది తనకు ఉపయోగకరమైన ఫంక్షన్లను సద్వినియోగం చేసుకోవడానికి మార్గాలను కనుగొంది. దీని నుంచి మనం నేర్చుకోవచ్చు," టెక్నాలజీలో వాడే మెటీరియల్‌ను మనం ఎలా మెరుగుపర్చుతామో అలాగే, ఆ నానో-పరిమాణ ముడులను నమ్మశక్యం కాని లక్షణాలతో వలలు లేదా మెష్‌లుగా మార్చవచ్చు.

"బంధాల నమూనాను నియంత్రించడం ద్వారా ముడులు వేయడం అంటే నేయడం"ఫాబ్రిక్‌ను బలంగా చేయడమే కాకుండా, దాని అంతరాలు అవసరమైన వాటిని వదిలి, అనవసరమైన వాటిని అడ్డుకుంటుంది"

దాని దారాలు పరమాణువులు కనుక, ఈ మెష్‌లు "పెద్ద అణువులు లేదా బ్యాక్టీరియా లేదా వైరస్‌లను కూడా అడ్డుకుంటుంది."

సంక్షిప్తంగా, ముడులు కట్టడానికి, విప్పడానికి అవకాశం లేకపోతే. మనిషి ఉనికే లేదు. ఈ అవకాశమే లేకపోతే మన జీవితాలు మరింత అసౌకర్యంగా ఉంటాయి. ఒక్కసారి దిండ్లు, బట్టలు లేదా దుప్పట్లు లేని ప్రపంచాన్ని ఊహించుకోండి.

అదృష్టవశాత్తూ, ముడులు అనివార్యమైనవి. ఐజీ నోబెల్ గ్రహీత ప్రదర్శించినట్లుగా పొడవుగా, సన్నగా ఉన్నవి ఏవైనా సహజంగా చిక్కుపడతాయి. అది పొడవైన డీఎన్ఏ అణువైనా, మీ వస్తువుల పొడవైన వైర్లు అయినా, మీ జుట్టు అయినా. మీరు ఆ ముడులను విప్పొచ్చు.

ఇవి కూడా చదవండి:

(బీబీసీ తెలుగును ఫేస్‌బుక్ఇన్‌స్టాగ్రామ్‌, ట్విటర్‌లో ఫాలో అవ్వండి. యూట్యూబ్‌లో సబ్‌స్క్రైబ్ చేయండి.)