Molecular knot
کیمسٹری میں، سالماتی گرہ ایک میکانکی طور پر باہم جڑا ہوا سالماتی فن تعمیر ہے جو میکروسکوپک گرہ کے مترادف ہے۔ قدرتی طور پر بننے والے مالیکیولر گانٹھ ڈی این اے، آر این اے اور پروٹین جیسے نامیاتی مالیکیولز میں پائے جاتے ہیں۔ یہ یقینی نہیں ہے کہ قدرتی طور پر پائے جانے والے گٹھریاں نیوکلک ایسڈ یا پروٹین کے لیے ارتقائی طور پر فائدہ مند ہیں، حالانکہ یہ خیال کیا جاتا ہے کہ گٹھریاں گٹھری والے حیاتیاتی مالیکیولز کی ساخت، استحکام اور افعال میں کردار ادا کرتی ہیں۔ وہ طریقہ کار جس کے ذریعے گٹھریاں قدرتی طور پر مالیکیولز میں بنتی ہیں، اور وہ طریقہ کار جس کے ذریعے ایک مالیکیول کو گٹھری کے ذریعے مستحکم یا بہتر بنایا جاتا ہے، مبہم ہے۔ سالماتی گانٹھوں کے مطالعہ میں قدرتی طور پر پائے جانے والے اور کیمیائی طور پر ترکیب شدہ سالماتی گانٹھوں کی تشکیل اور استعمال شامل ہیں۔ سالماتی گانٹھوں پر کیمیائی ٹوپولوجی اور گرہ تھیوری کا اطلاق ماہرین حیاتیات کو گرہ دار نامیاتی مالیکیولز کے ڈھانچے اور ترکیب کو بہتر طور پر سمجھنے میں مدد کرتا ہے۔ نوٹین کی اصطلاح ووگل اور دیگر نے تیار کی تھی۔ 2000 میں سالماتی گانٹھوں کو روٹیکسین اور کیٹینین کے ساتھ مشابہت کے ذریعے بیان کرنے کے لیے، جو کہ دیگر میکانکی طور پر باہم جڑے ہوئے سالماتی آرکیٹیکچر ہیں۔ اس اصطلاح کو کیمسٹوں نے بڑے پیمانے پر قبول نہیں کیا ہے اور نہ ہی آئی یو پی اے سی نے اسے اپنایا ہے۔ قدرتی طور پر پائے جانے والے مالیکیولر ناٹس گٹوں پر مشتمل نامیاتی مالیکیول سلپ ناٹس یا سیوڈو ناٹس کے زمرے میں آسکتے ہیں۔ انہیں ریاضیاتی گانٹھ نہیں سمجھا جاتا ہے کیونکہ وہ ایک بند منحنی خطوط نہیں ہیں، بلکہ ایک گانٹھ ہے جو بصورت دیگر لکیری سلسلہ کے اندر موجود ہے، جس کے ہر سرے پر ٹرمینی ہے۔ نوٹیڈ پروٹین کے بارے میں خیال کیا جاتا ہے کہ وہ اپنی ترتیری ساخت کے فولڈنگ کے عمل کے دوران سالماتی گانٹھ بناتے ہیں، اور گٹھری والے نیوکلک ایسڈ عام طور پر جینومک نقل اور نقل کے دوران سالماتی گانٹھ بناتے ہیں، حالانکہ گٹھری کے طریقہ کار کی تفصیلات متنازعہ اور مبہم ہیں۔ مالیکیولر سمیلیشنز مالیکیولر ناٹنگ میکانزم پر تحقیق کے لیے بنیادی ہیں۔ نوٹیڈ ڈی این اے سب سے پہلے لیو اور دیگر نے پایا تھا۔ 1981 میں، سنگل اسٹرینڈڈ، سرکلر، بیکٹیریل ڈی این اے میں، اگرچہ ڈبل اسٹرینڈڈ سرکلر ڈی این اے بھی گانٹھ بنانے کے لیے پایا گیا ہے۔ قدرتی طور پر بندھے ہوئے آر این اے کی ابھی تک اطلاع نہیں ملی ہے۔ قدرتی طور پر پائے جانے والے سالماتی گانٹھوں پر مشتمل متعدد پروٹینوں کی نشاندہی کی گئی ہے۔ پروٹین میں قدرتی طور پر پائے جانے والے گانٹھ کی اقسام اور گانٹھ ہیں، جیسا کہ معروف گانٹھ والے پروٹین کے ناٹ پروٹ ڈیٹا بیس میں شناخت کی گئی ہے۔ کیمیائی طور پر ترکیب شدہ سالماتی گانٹھ کئی مصنوعی سالماتی گانٹھوں کی اطلاع دی گئی ہے۔ گانٹھ کی اقسام جنہیں مالیکیولز میں کامیابی کے ساتھ ترکیب کیا گیا ہے وہ ہیں اور 819 گانٹھ۔ اگرچہ گٹھریاں اور گٹھریاں قدرتی طور پر گٹھری والے مالیکیولز میں پائی گئی ہیں، لیکن ان کی کامیابی سے ترکیب نہیں ہوئی ہے۔ چھوٹے مالیکیول کے مرکب گانٹھوں کو بھی ابھی تک ترکیب نہیں کیا گیا ہے۔ مصنوعی ڈی این اے، آر این اے، اور پروٹین گانٹھوں کی کامیابی سے ترکیب کی گئی ہے۔ ڈی این اے مصنوعی گانٹھ کی ترکیب کا ایک خاص طور پر مفید نمونہ ہے، کیونکہ یہ ڈھانچہ قدرتی طور پر ایک دوسرے سے جڑے ہوئے ڈھانچے کی تشکیل کرتا ہے اور گانٹھوں کو بنانے میں آسانی سے ہیرا پھیری کی جا سکتی ہے۔ سالماتی گانٹھوں کو اکثر اہم دھاتی آئن لگینڈ کی مدد سے ترکیب کیا جاتا ہے۔ تاریخ پروٹین میں سالماتی گانٹھ کے وجود کی تجویز کرنے والی پہلی محقق 1977 میں جین رچرڈسن تھیں، جنہوں نے اطلاع دی کہ کاربونک این ہائیڈریس بی (سی اے بی) نے مختلف پروٹین کے ٹپوولوجیکل رویے کے اپنے سروے کے دوران بظاہر گانٹھ کی نمائش کی۔ تاہم، محقق جسے عام طور پر پہلے گٹھری والے پروٹین کی دریافت سے منسوب کیا جاتا ہے وہ مارک ہے۔ ایل مینسفیلڈ 1994 میں، کیونکہ وہ پہلے شخص تھے جنہوں نے خاص طور پر پروٹین میں گانٹھوں کے ہونے کی تحقیقات کی اور سی اے بی میں ٹریفوئل گانٹھ کے وجود کی تصدیق کی۔ نوٹیڈ ڈی این اے سب سے پہلے لیو اور دیگر نے پایا تھا۔ 1981 میں، سنگل اسٹرینڈڈ، سرکلر، بیکٹیریل ڈی این اے میں، اگرچہ ڈبل اسٹرینڈڈ سرکلر ڈی این اے بھی گانٹھ بنانے کے لیے پایا گیا ہے۔ 1989 میں، سوویج اور ساتھی کارکنوں نے پہلے مصنوعی گٹھری والے مالیکیول کی اطلاع دی: ایک ٹریفوائل جسے ڈبل ہیلکس کمپلیکس کے ذریعے کیو + آئنوں کی مدد سے ترکیب کیا گیا۔ ووگل اور دیگر۔ سال 2000 میں سالماتی گانٹھوں کو نوٹین کے طور پر بیان کرنے والا پہلا شخص تھا۔ اس کے علاوہ 2000 میں ولیم ٹیلر نے پروٹین گٹھری کا تجزیہ کرنے کے لیے ایک متبادل کمپیوٹیشنل طریقہ تخلیق کیا تھا جس نے ٹرمینی کو مالیکیول کے گٹھری والے جزو سے کافی دور ایک مقررہ مقام پر مقرر کیا تھا کہ گٹھری کی قسم کو اچھی طرح سے بیان کیا جا سکتا ہے۔ اس تحقیق میں ٹیلر نے ایک پروٹین میں گہری گانٹھ دریافت کی۔ اس مطالعہ کے ساتھ، ٹیلر نے گہرے گٹھری والے پروٹین کے وجود کی تصدیق کی۔ 2007 میں، ایرک یئٹس نے ایک مالیکیولر سلپ ناٹ کی شناخت کی اطلاع دی، جو اس وقت ہوتی ہے جب مالیکیول میں گرے ہوئے ذیلی زنجیر ہوتے ہیں حالانکہ ان کی ریڑھ کی ہڈی کی زنجیر مجموعی طور پر غیر جڑی ہوئی ہوتی ہے اور اس میں مکمل طور پر گرے ہوئے ڈھانچے نہیں ہوتے ہیں جن کا کمپیوٹیشنل ماڈلز کے ذریعے آسانی سے پتہ لگایا جا سکتا ہے۔ ریاضیاتی طور پر، سلپ ناٹس کا تجزیہ کرنا مشکل ہے کیونکہ انہیں مکمل ساخت کے معائنے میں پہچانا نہیں جاتا ہے۔ متحرک کوولینٹ کیمسٹری کا استعمال کرتے ہوئے تیار کردہ پینٹا فوئل گرہ کو آئمی اور دیگر نے ترکیب کیا تھا۔ 2012 میں، جو اس وقت سب سے پیچیدہ غیر ڈی این اے سالماتی گرہ تھی جو آج تک تیار کی گئی تھی۔ بعد میں 2016 میں، ایک مکمل طور پر نامیاتی پینٹافائل گرہ کی بھی اطلاع دی گئی، جس میں اتپریرک طور پر اتپریرک کو منظم کرنے کے لیے سالماتی گرہ کا پہلا استعمال بھی شامل ہے۔ جنوری 2017 میں، ڈیوڈ لی کے گروپ کے ذریعہ ایک 819 گانٹھ کی ترکیب کی گئی، جس سے 819 گانٹھ کی ترکیب سب سے پیچیدہ سالماتی گانٹھ بن گئی۔ گرہ تھیوری میں ایک اہم پیش رفت ایک الجھے ہوئے سالماتی سلسلے کے اندر انٹرا چین رابطوں کی اجازت دینا ہے۔ سرکٹ ٹوپولوجی حال ہی میں ایک ٹوپولوجی فریم ورک کے طور پر ابھرا ہے جو ایک فولڈڈ لکیری چین میں رابطوں کے ساتھ ساتھ چین کراسنگ کے انتظام کو باقاعدہ بناتا ہے۔ تکمیلی نقطہ نظر کے طور پر، کولن ایڈمز۔ وغیرہ نے ایک واحد گرہ نظریہ تیار کیا جو انٹرا مالیکیولر تعاملات کے ساتھ فولڈڈ لکیری زنجیروں پر لاگو ہوتا ہے۔ ایپلی کیشنز بہت سے مصنوعی سالماتی گانٹھوں کی ایک الگ گلوبولر شکل اور طول و عرض ہوتے ہیں جو انہیں نینو ٹیکنالوجی میں ممکنہ بلڈنگ بلاکس بناتے ہیں۔ فولڈڈ لینیر مالیکیولز کی سرکٹ ٹوپولوجی بھی دیکھیں سپرمولیکولر کیمسٹری نوٹڈ پروٹین نوٹڈ پولیمرز ٹوپولوجی (کیمسٹری) ناٹ تھیوری حوالہ جات سپرمولیکولر کیمسٹری میکروسائکلز مالیکیولر ٹوپولوجی