logo3.gif (702 bytes)

HOME


ජීවිතයේ අරුත පිළිබඳ විද්‍යාත්මක සහ දාර්ශනික සාකච්ඡා - 10

අප සාකච්ජා කරමින් සිටින්නේ ජීවිතයේ අරුත පිළිබඳව විද්‍යාවෙන් සහ දර්ශනයෙන් ගත හැකි කරුණු පිළිබඳව ය. පසුගිය ලිපියේ ජීවිතයේ අරුත (Meaning) සහ ජීවිතයේ අරමුණ (Purpose) පිළිබඳව අදහස්‌ ඉදිරිපත් කළෙමි. ඒවායේ වෙනස සහ සම්බන්ධතාව සාකච්ඡා විය. මේ සම්බන්ධතාව ජීවිතයේ අරුත පිළිබඳ අප ඉදිරිපත් කොට ඇති මතවාදය තුළින් ලබාගත හැකි එකකි. අප පවසා සිටියේ ජීවිතයේ අරුත අප සඳහා සැකසුණු දෙයක්‌ නො ව විශ්වය/ස්‌වභාවධර්මය සඳහා සැකසුණු දෙයක්‌ විය හැකි බව ය. එහෙත් ජීවිතයේ අරමුණ අප සඳහා සැකසුණු දෙයක්‌ විය හැකි ය. මේ දෙක ම සකසනු ලැබ ඇත්තේ විශ්වය/ස්‌වභාවධර්මය විසින් බව පැවසිය හැකි ය. ඒවායේ අවසාන ප්‍රතිඵලය අපට ලැබෙන ලාබයට වඩා විශ්වයට/ස්‌වභාවධර්මයට ලැබෙන සේවය වන්නේ ය. ජීවිතයේ අරමුණු කරා යන විට සිදු වන්නේ ජානවල වෙනසකි. ජාන වර්ධනය ජීවිතයේ අරුත යෑයි අප පවසමු. එම නිසා අරමුණු කරා යන විට සිදු වන්නේ ජීවිතයේ අරුත සාක්‌ෂාත් කරගැනීමට හෝ එම ක්‍රියාදාමයට දායක වීම ය. මේ අදහස්‌ පහත සඳහන් සටහනින් පෙන්වා දිය හැකි ය.



මේ සියල්ල ශක්‌තිය මගින් සිදු කරන ක්‍රියාදාම ය. මුළු විශ්වය/ස්‌වභාවධර්මය සෑදී ඇත්තේ ශක්‌තියෙනි. වෙන දෙයක්‌ නැත. ශක්‌ති ප්‍රභේද වෙනස්‌ වේ. මුළු ක්‍රියාදාමය ම මෙය වන්නේ ය. විද්‍යාව, අවිද්‍යාව, දර්ශනය, වාද විවාද, තෘෂ්ණාව, ආදරය, කරුණාව, ක්‍රෝධය, ඇන බැණගැනීම්, යුද්ධය මේ සියල්ල ශක්‌තිය විසින් විශාල ලෙස දායක වන ක්‍රියාදාමයන් ය. මේ ක්‍රියාදාමයන් සියල්ල තුළ සිදු වන්නේ ජාන වර්ධනය වීම ය. යුද්ධ ඇති වන්නේ තෘෂ්ණාව, ක්‍රෝධය නිසා ය. යුද්ධයට අවශ්‍ය ආයුධ සම්පාදනයේ දී ජාන වර්ධනය සිදු වේ. මිනිසුන් කෝටි ගණන් මරණයට පත් වේ. මේ නිසා විශ්වයේ/ස්‌වභාවධර්මයේ අවශ්‍යතාව සපුරාලයි.

පසුගිය ලිපියේ ප්‍රොaටීන් සම්මිඤ්ජනය පිළිබඳ නවතම සොයාගැනීම් පිළිබඳව සාකච්ඡා කිරීම ඇරඹුවෙමි. බොහෝ ජීව විද්‍යාඥයෝ, රසායන විද්‍යාඥයෝ, භෞතික විද්‍යාඥයෝ සහ වෙනත් බොහෝ විද්‍යාඥයෝ මෙය පිළිබඳව කුතුහලයක්‌ දක්‌වති. ඒ ක්‍රියාදාමය කෙසේ සිදු වනවා දැයි යන්න ප්‍රහේළිකාවකි. මේ ගැන සිදු වන පර්යේෂණ සඳහා අණුක ජීව විද්‍යාව (Molecular Biology), ජෛව කායික විද්‍යාව (Biophysiology) සහ භෞතික රසායන විද්‍යාව (Physical Chemistry) වැනි ක්‍ෂෙත්‍ර මගින් දායකත්වයක්‌ ලැබේ. ප්‍රොaටීන සම්මිඤ්ජනය පිළිබඳව සොයාබැලීම සඳහා එක්‌ නවීන ක්‍රමයක්‌ වී ඇත්තේ ජ්‍යාමිතිය භාවිත කොට ප්‍රොaටීන ව්‍යqහය පරීක්‌ෂාවට ලක්‌ කිරීම ය. මෙහි දී සිදු වන්නේ ප්‍රොaටීන අණුවක්‌ තුළ ජ්‍යාමිතික දිග පළල කෝණ මැනීම ය. මේ සඳහා X කිරණ විවර්තනය (x-ray diffraction), න්‍යෂ්ටික චුම්බක අනුනාද (Nuclear magnetic resonance) වැනි ඉතා ම නවීන වූත් සුéaම වූත් ක්‍රම භාවිත වන්නේ ය. මෙලෙස ප්‍රොaටීන ව්‍යqහය අධ්‍යයනය කොට ඉතා ම නිවැරැදිව එහි ආකෘති තනාගත හැකි ය. ප්‍රොaටීන සම්මිඤ්ජනය සිදු වන අවස්‌ථාවේ තාප ගතිකය මැනගැනීමට මේ ආකෘති භාවිත වන්නේ ය. තව ද ප්‍රොaටීන අධ්‍යයනය සඳහා Lattice Monte Carlo method නමින් හැඳින්වන ක්‍රමය ද Spin Glass method නමින් හැඳින්වෙන ක්‍රමය ද භාවිත වී ඇති බව අදාළ විද්‍යාඥයෝ පවසති. මේ ක්‍රම භාවිත කිරීමෙන් ප්‍රොaටීන සම්මිඤ්ජනය පිළිබඳ පළ කළ හැකි පුරෝකථන සම්භාව්‍යතාව (Probability) ලෙස නො ව ඊට වඩා නිශ්චිත ලෙස ඉදිරිපත් වන බව පෙනේ.

මොන්ටි කාලෝ ක්‍රමය යන්නෙන් හැඳින්වන්නේ පරිගණක ඇල්ගොරිතම (Computational Algorithm) භාවිත කොට සසම්භාවී න්‍යාදර්ශකරණය (Random Sampling) මගින් සංඛ්‍යාත්මක ප්‍රතිඵල ලබාගැනීම ය. මේ ක්‍රමය භෞතික විද්‍යාවේ ද ගණිත විද්‍යාවේ ද භාවිත වන්නේ වෙනත් ගණිත ක්‍රම භාවිත කරන්නට අපහසු අවස්‌ථාවල දී ය. මේ ක්‍රමය ප්‍රධාන ලෙස ප්‍රශ්න කාණ්‌ඩ තුනක විසඳුම් සෙවීමට යොදාගැනේ. ඒ ප්‍රශ්න කාණ්‌ඩ නම් ප්‍රශස්‌තකරණය (Optimization), සංඛ්‍යා අනුකලනය (Numerical integration) සහ සම්භාවිතා ව්‍යාප්තියෙන් ප්‍රතිඵල උකහාගැනීම වන්නේ ය. භෞතික විද්‍යාවේ මේ ක්‍රමය පාවිච්චි වන්නේ නොයෙකුත් පද්ධතිවල සමාකරණය පිණිස ය. (Simulation). මේ පද්ධති ද්‍රව වර්ග, ඝන ද්‍රව්‍ය, සෛලවල කොටස්‌ වැනි දේ විය හැකි ය. තව ද ව්‍යාපාරික කටයුතුවල ලාබ පාඩු පිළිබඳව අනාවැකි වැනි ප්‍රශ්න විස¹ගැනීමට ද මේ ක්‍රමය යෙදිය හැකි බව පැවසේ. පරිගණක විද්‍යාවේ වර්ධනයේ ප්‍රතිලාභ මේවා වන්නේ ය. අපට අදාළ වන්නේ සෛල කොටස්‌වල ක්‍රියාකාරිත්වය සොයා බැලීම සඳහා මේ ක්‍රමය යොදාගත හැකි ය යන කරුණ ය. ප්‍රොaටීන සම්මිඤ්ජනය පිළිබඳ කරුණු සොයාගැනීම සඳහා Lattice Monte Carlo ක්‍රමය විශාල වෙනසක්‌ සිදු කර ඇති බව ජීව විද්‍යාඥයෝ පවසති. සම්භාවිතාව අඩංගු වන අර්ථකථන පිළිබඳ ඇති වන ඕනෑ ම ප්‍රශ්නයක්‌ විස¹ගැනීම සඳහා මේ ක්‍රමය භාවිත කළ හැකි බව ද පැවසේ.

මොන්ටි කාලෝ ක්‍රමය නිර්මාණය කිරීමට පෙර සිදු වූයේ නිර්ණයාන ප්‍රශ්නයක්‌ (Deterministic problem) සමාකරණය (Simulation) කිරීමේ දී ඒ තුළ ඇති අවිනිශ්චිතතාවන් සම්භාවී න්‍යායාදර්ශකරණය මගින් තක්‌සේරු කිරීම ය. මොන්ටි කාලෝ ක්‍රමය මගින් සිදු කරන්නේ එවැනි ප්‍රශ්නයක්‌ සම්භාවිතා ප්‍රතිසමය (Probabilistic Analog) මගින් විසඳීම ය.

මොන්ටි කාලෝ සමාකරණය විසින් භාවිත කෙරෙන්නේ වාර ගණනාවක්‌ න්‍යාදර්ශකරණය (Repeated Sampling) කිරීම ය. එම ක්‍රමයට න්‍යායාදර්ශ (Sample) විශාල සංඛ්‍යාවක්‌ අවශ්‍ය වන්නේ ය. පරිගණකයට පිංසිද්ධ වන්නට එය සිදු කළ හැකි ය. මොන්ටිකාලෝ සමාකරණයට අවශ්‍ය ව්‍යාජ සසම්භාවී සංඛ්‍යා න්‍යායාදර්ශ ක්‍රම (Pseudo-random number sampling methods) නිර්මාණය කරන ලද්දේ 1950 දී ය. මෙය පරිගණක විද්‍යාවේ වර්ධනය නිසා සිදු කළ හැකි විය.

භෞතික විද්‍යාව ආශ්‍රිත ගැටලු සමාකරණය කිරීමට මොන්ටි කාලෝ ක්‍රමය භාවිත කළ හැකි බව ඉහත සඳහන් විය. උදාහරණයක්‌ මගින් මෙය පැහැදිලි කරගත හැකි දැයි සොයා බලමු. උඩ දැමූ කාසියක්‌ බිම වැටෙන විට උඩ අතට සිටින්නේ කාසියේ මොන පැත්ත ද යන්නේ සම්භාවිතාව කාසිය වාර ගණනක්‌ උඩ දමා සොයාගත හැකි ය. කාසියක්‌ උඩ දැමීම නො කර එම පරීක්‌ෂණය සමාකරණය කර ප්‍රතිඵල ලබාගත හැකි ය. කළ යුත්තේ කාසියේ පැති දෙක නියෝජනය කිරීමට සසම්භාවී සංඛ්‍යා දෙකක්‌ යොදා සසම්භාවී සංඛ්‍යා චක්‍රයක්‌ භාවිත කොට එම සංඛ්‍යා ඇදෙන වාර ගණන සොයා බැලීම ය. මේ පරීක්‌ෂණයේ දී සංඛ්‍යා ඇදෙන වාර ගණන මොන්ටි කාලෝ සමාකරණය මගින් විශාල ලෙස වැඩි කළ හැකි ය. මෙය කිරීම සඳහා ව්‍යාඡ සසම්භාවි සංඛ්‍යා න්‍යායාදර්ශ ක්‍රම සඳහා වූ මෘදුකාංග ඇතුළත් පරිගණක අවශ්‍ය වන්නේ ය. පරිගණකය මාර්ගයෙන් ව්‍යාඡ සසම්භාවි සංඛ්‍යා න්‍යායාදර්ශ ක්‍රම භාවිත කළ යුතු වන්නේ ය. පරිගණකයට පිං සිදු වන්නට වාර ගණන එලෙස වැඩි කරගැනීමෙන් සම්භාවිතාව පිළිබඳ ප්‍රශ්න බොහෝ දුරට විසඳාගත හැකි යෑයි පැවසේ. ඒ මගින් ප්‍රතිඵල තුළ ඇති අවිනිශ්චිතතාව අවම කරගත හැකි ය.

ලැටිස්‌ මොන්ටි කාලෝ සමාකරණය ප්‍රොaටීන් සම්මිඤ්ජනය පිළිබඳව සොයා බැලීමේ දී භාවිත කරන්නේ කෙසේ දැයි පසුව සාකච්ඡා කරමු. ඊට පෙර එම ක්‍රියාදාමය පිළිබඳව සොයා බැලීමට භාවිත කරන තවත් ක්‍රමයක්‌ වන Spin Glass Method නමින් හැඳින්වෙන්නේ කුමක්‌ දැයි සොයා බලමු. Spin යන ඉංගී්‍රසි වචනය බැමුම යනුවෙන් සිංහලට හැරවිය හැකි ය. Glass යන්නෙන් හැඳින්වෙන්නේ වීදුරු ය. ජනෙල් සඳහා පාවිච්චි වන වර්ගයේ සාමාන්‍ය වීදුරුවල අණුqවල බන්ධනයේ (Aatomic bond) ව්‍යqහය ඉතා ම අක්‍රමවත් පිළිවෙළක්‌ නැති අන්දමට සැකසී ඇත. එහෙත් පළිගු (Crystal)වල අණුක බන්ධන ඉතා ම ක්‍රමවත් ලෙස සැකසී ඇත. Spin Glass යනුවෙන් හැඳින්වෙන්නේ සාමාන්‍ය වීදුරුවල මෙන් අක්‍රමවත් ලෙස සැදුණු චුම්බක ය. යකඩවලට චුම්බකත්වය ආරෝපණය කළ විට උතුර දකුණු වශයෙන් ක්‍රියාකාරී වන චුම්බක අග්‍රයන් අතර චුම්බක බැමුම එක ම දිශාවට පෙළ ගැසේ. මෙය පළිගු හා සමාන වන්නේ ය. Spin Glassවල චුම්බක බැමුම මේ ලෙස ක්‍රමවත් සේ සැකසී නැත. මෙවැනි චුම්බකවලට Spin Glass යන නම පටබැඳී ඇත්තේ එලෙසිනි. Spin Glass නමැති චුම්බකත්වය පිළිබඳව ඉදිරිපත් වී ඇති මතවාදය ප්‍රොaටීන සම්මිඤ්ජනය සිදු වන ආකාරය සහ එය පිළිබඳව පූර්වකථනය කිරීම සඳහා උපයෝගී කරගන්නට විද්‍යාඥයන් වෑයම් කර ඇත. මේ ගැන පසුව සාකච්ඡා කරමු. ප්‍රොaටීන් සම්මිඤ්ජනය පිළිබඳ අනාවැකි පළ කිරීම ජාන කේතනයේ (Genetic code) දෙවැනි කොටස සොයා ගැනීම ලෙස හැඳින්වේ. පළමුවැනි කොටසේ සිදු වන්නේ DNA අනුපිළිවෙළ, ඇමයිනෝ අම්ල අනුපිළිවෙළට හැරවීම ය. දෙවැනි කොටස ඇමයිනෝ අම්ල දම්වැල සම්මිඤ්ජනයට භාජනය වී ක්‍රියාකාරී ව්‍යqහය ළගා කරගැනීමට ය. මෙය සිදු වන්නේ කෙසේ දැයි පූර්ව කථනය කිරීම අසීරු කාර්යයකි.

සාකච්ඡාව ඉදිරියට ගෙන යැම සඳහා මතකය අලුත් කර ගැනීම පිණිස ප්‍රොaටීන සම්මිඤ්ජනය කෙසේ සිදු වේ දැයි සොයා බලමු. ප්‍රොaටීන සෑදී ඇත්තේ ඇමයිනෝ අම්ලවලිනි. පළමුව සෛල තුළ ඇති ඇමයිනෝ අම්ල එකට ඇමිණී දම්වැලක්‌ සාදයි. මෙතැන දී ඇමයිනෝ අම්ලවල අනුපිළිවෙළ නිගමනය වන්නේ DNAවල කේතනය කොට ඇති උපදෙස්‌ අනුව ය. DNA පළමුව RNA නිපදවා ඒවා මගින් ඇමයිනෝ අම්ල අනුපිළිවෙළට අමුණාගැනීම සිදු වේ. ප්‍රොaටීන සරල දම්වැලක්‌ සේ මේ අවස්‌ථාවේ පවතී. එය සම්මිඤ්ජනය වන්නේ ක්‍රියාකාරී ව්‍යqහය ලබාගැනීම සඳහා ය. එය ලබාගන්නා ව්‍යqහය ප්‍රධාන වශයෙන් ඇමයිනෝ අම්ල දම්වැලේ අනුපිළිවෙළ මත රදා පවතියි. තව ද මේ සඳහා තවත් දේ අවශ්‍ය වන්නේ ය. පවතින ද්‍රdවණය (ජලය හෝ මේද) ලවණවල සාන්ද්‍රණය ච්‍ය උෂ්ණත්වය යන සාධක මේ දේවල් වන්නට පුළුවන.

තවත් වැදගත් කරුණු කිහිපයක්‌ ඇත. ඇමයිනෝ අම්ල දම්වැලේ ජලභීතික පැති අවම වීම ඉතා වැදගත් ය. අණුqක හයිඩ්‍රජන් බන්ධන ඇති වීම ද වැදගත් ය. මේ බන්ධන ශක්‌තිමත් වූ තරමට ප්‍රොaටීන සම්මිඤ්ජනය ද ශක්‌තිමත් වේ. හයිඩ්‍රජන් බන්ධන වටා ජලභීතික (Hydrophobic) පටලයක්‌ ඇත්නම් ඒවා ශක්‌තිමත් වන්නේ ය. ප්‍රොaටීන සම්මිඤ්ජනය සිදු වීමේ දී භාරකාර හෝ ආරක්‌ෂක සේවයක්‌ ඉටු කරන වෙනත් ප්‍රොaටීන ද තිබිය හැකි ය. එසේ නොමැති වූ විට හරියාකාර ලෙස එම කාර්යය සිදු නො වේ. ඇමයිනෝ අම්ල දම්වැලේ එක කෙළවරක්‌ නැමෙන විට අනෙක්‌ කෙළවර රයිබොසෝම මගින් තවමත් නිෂ්පාදනය වෙමින් තිබෙන්නට ඉඩ ඇත.

ඇමයිනෝ අම්ල අනුපිළිවෙළ විසින් ප්‍රොaටීනයේ ව්‍යqහය පමණක්‌ නො ව සම්මිඤ්ජනය වී එම අවස්‌ථාවට ළගා වීමට ගත යුතු මාර්ගය ද නිගමනය කෙරෙන්නේ ය. ඊට අවශ්‍ය උපදෙස්‌ එම අනුපිළිsවෙළ තුළ කේතනය වී තිබිය යුතු ය. එහෙත් ව්‍යqහයෙන් සමානකමක්‌ පෙන්වන ප්‍රොaටීන සම්මිඤ්ජනය වන්නේ එක ම අන්දමකට නො වේ. ඇමයිනෝ අම්ල දම්වැලට නැමෙන්නට හැකි හැඩ ගණන අති විශාල ය. එහෙත් එය අවශ්‍ය අන්දමට ඉතා කෙටි කාලයකින් නැමෙන්නේ කෙසේ ද යන ප්‍රශ්නය නිරාකරණය වී නැත. ඉහත සඳහන් ලෙස ඇමයිනෝ අම්ල දම්වැල අධ්‍යයනය කිරීමෙන් එය සම්මිඤ්ජනයට භාජන වී ක්‍රියාකාරි ව්‍යqහය ලබාගන්නේ කෙසේ දැයි පූර්වකථනය කළ නොහැකි ය. මේ ගැන මතවාද කිහිපයක්‌ ඇත. එහෙත් පිළිගැනීමට අවශ්‍ය සාධක තවමත් ලැබී නැත. සිදු වෙමින් පවතින පර්යේෂණ මගින් විසඳුමකට ළගා වෙමින් ඇති බව කිව හැකි ය.

ප්‍රොaටීන සම්මිඤ්ජනයේ යාන්ත්‍රණය හොඳින් අවබෝධ කරගෙන නැති බව කිව යුතු ය. එය අධ්‍යයනය කිරීමට භාවිත කරන නවීනතම ක්‍රම කිහිපයක්‌ ඉහත සඳහන් කොට ඇත. ප්‍රොaටීන ව්‍යqහයේ දිග පළල කෝණ (Distances and Angles) මැනීම සඳහා යොදාගන්නා ක්‍රම කිහිපයක්‌ ඉහත සඳහන් කොට ඇත. මේවාxray diffraction, nuclear magnetic resonance වැනි ක්‍රම වන්නේ ය. මේ මිණුම් ක්‍රමවලින් ලබාගන්නා තොරතුරු භාවිත කොට ගණිතමය මොඩල සාදා ඒ මගින් සම්මිඤ්ජනයේ තාපගතිකය නිවැරැදි ලෙස සොයාගත හැකි බව විද්‍යාඥයෝ පවසති. මේ මිනුම් භාවිත කොට ප්‍රොaටීන ව්‍යqහය සහ සම්මිඤ්ජනය මාර්ගය අධ්‍යයනය කිරීමට අවශ්‍ය පරිගණක මොඩල තනාගත හැකි ය.

මේ පරිගණක මොඩල තනාගන්නේ ලැටිස්‌ මොන්ටි කාලෝ ක්‍රමය භාවිත කිරීමෙනි. මතවාදී භෞතිකයේ ප්‍රශ්න විසඳීම සඳහා ද ලැටිස්‌ මොඩල භාවිත වේ. තව ද පරිගණක භෞතිකයේ ප්‍රශ්න විසඳීම සඳහා ද ලැටිස්‌ මොඩල සුදුසු බව සොයාගෙන ඇත. ප්‍රොaටීන ව්‍යqහය සහ සම්මිඤ්ජනය අධ්‍යයනය කිරීමට ලැටිස්‌ මොන්ටි කාලෝ ගතිකයLattice Monte Carlo Dynamics භාවිත කොට සතුටුදායක ප්‍රතිඵල ලබාගත් විද්‍යාඥයෝ බොහොමයක්‌ සිටිති. (උදාහරණ(Compiani M, Capriotti E, 2013). තව ද කේතන ප්‍රශස්‌තකරණය (code optimization) කිරීමෙන් සොයා බැලීමට ඇති සංඛ්‍යාව අඩු කරගත හැකි ය. මෙය කරගැනීමට Spin Glass Theory යොදාගත හැකි බව ඒ ගැන පර්යේෂණ සිදු කළ විද්‍යාඥයෝ පවසති. මේ ගැන පසුව සාකච්ඡා කිරීමට බලාපොරොත්තු වෙමි.

ඉහත සඳහන් ඉතා සූක්‌ෂම වූ ක්‍රම භාවිත කොට ප්‍රොaටීනයේ ව්‍යqහය සහ සම්මිඤ්ජන යාන්ත්‍රණය පිළිබඳ බොහෝ දේ සොයාගෙන ඇත. ඒ සොයාගැනීම් අප ගේ මතවාදයට අදාළ වන්නේ කෙසේ දැයි ඉදිරියේ දී සාකච්ඡා කරමු.

මහාචාර්ය එන්. ඒ. ද එස්‌. අමරතුංග DSc