আধুনিক জীববিদ্যা তার আবিষ্কারের স্বতন্ত্রতা এবং স্কেল দিয়ে বিস্মিত করে। আজ, এই বিজ্ঞান আমাদের চোখের আড়ালে থাকা বেশিরভাগ প্রক্রিয়াগুলি অধ্যয়ন করে। এটি আণবিক জীববিজ্ঞানের জন্য উল্লেখযোগ্য - একটি প্রতিশ্রুতিশীল ক্ষেত্র যা জীবিত পদার্থের সবচেয়ে জটিল রহস্য উদ্ঘাটন করতে সহায়তা করে৷
রিভার্স ট্রান্সক্রিপশন কি
রিভার্স ট্রান্সক্রিপশন (সংক্ষেপে RT) বেশিরভাগ RNA ভাইরাসের একটি নির্দিষ্ট প্রক্রিয়া বৈশিষ্ট্য। এর প্রধান বৈশিষ্ট্য হল মেসেঞ্জার RNA এর উপর ভিত্তি করে একটি ডাবল-স্ট্র্যান্ডেড ডিএনএ অণুর সংশ্লেষণ।
OT ব্যাকটেরিয়া বা ইউক্যারিওটিক জীবের বৈশিষ্ট্য নয়। প্রধান এনজাইম, রিভার্সটেজ, ডাবল-স্ট্র্যান্ডেড ডিএনএ সংশ্লেষণে মূল ভূমিকা পালন করে।
আবিষ্কারের ইতিহাস
এই ধারণা যে একটি রাইবোনিউক্লিক অ্যাসিড অণু ডিএনএ সংশ্লেষণের জন্য একটি টেমপ্লেট হয়ে উঠতে পারে তা 1970 সাল পর্যন্ত অযৌক্তিক বলে মনে করা হয়েছিল। তারপরে বাল্টিমোর এবং টেমিন, একে অপরের থেকে আলাদাভাবে কাজ করে, প্রায় একই সাথে একটি নতুন এনজাইম আবিষ্কার করেন। তারা একে আরএনএ-নির্ভর-ডিএনএ পলিমারেজ বা বিপরীত ট্রান্সক্রিপ্টেস বলে।
এই এনজাইমের আবিষ্কার নিঃশর্তভাবে জীবের অস্তিত্ব নিশ্চিত করেছেবিপরীত প্রতিলিপি করতে সক্ষম। উভয় বিজ্ঞানীই 1975 সালে নোবেল পুরস্কার পেয়েছিলেন। কিছু সময় পর, Engelhardt reverse transscriptase - revertase-এর জন্য একটি বিকল্প নাম প্রস্তাব করেন।
কেন OT আণবিক জীববিজ্ঞানের কেন্দ্রীয় মতবাদের বিরোধিতা করে
সেন্ট্রাল ডগমা হল যেকোনো জীবন্ত কোষে ক্রমিক প্রোটিন সংশ্লেষণের ধারণা। এই ধরনের একটি স্কিম তিনটি উপাদান থেকে তৈরি করা হয়েছে: ডিএনএ, আরএনএ এবং প্রোটিন৷
কেন্দ্রীয় মতবাদ অনুসারে, আরএনএ একচেটিয়াভাবে ডিএনএ টেমপ্লেটে সংশ্লেষিত হতে পারে, এবং শুধুমাত্র তখনই আরএনএ প্রোটিনের প্রাথমিক কাঠামো তৈরিতে জড়িত।
রিভার্স ট্রান্সক্রিপশন আবিষ্কারের আগে এই মতবাদটি বৈজ্ঞানিক সম্প্রদায়ে আনুষ্ঠানিকভাবে গৃহীত হয়েছিল। আশ্চর্যের বিষয় নয় যে, RNA থেকে DNA এর বিপরীত সংশ্লেষণের ধারণাটি বিজ্ঞানীরা দীর্ঘদিন ধরে প্রত্যাখ্যান করেছেন। শুধুমাত্র 1970 সালে, রিভার্সটেজ আবিষ্কারের সাথে, এই সমস্যাটির সমাপ্তি ঘটে, যা প্রোটিন সংশ্লেষণের ধারণায় প্রতিফলিত হয়েছিল।
এভিয়ান রেট্রোভাইরাসের রিভার্টেজ
আরএনএ-নির্ভর-ডিএনএ পলিমারেজের অংশগ্রহণ ছাড়া বিপরীত প্রতিলিপির প্রক্রিয়া সম্পূর্ণ হয় না। এভিয়ান রেট্রোভাইরাসের রিভার্টেজ আজ পর্যন্ত সর্বাধিক পরিমাণে অধ্যয়ন করা হয়েছে৷
এই প্রোটিনের প্রায় 40টি অণু এই ভাইরাসের পরিবারের একটি ভিরিয়নে পাওয়া যায়। প্রোটিন দুটি সাবইউনিট নিয়ে গঠিত যা সমান সংখ্যায় এবং তিনটি গুরুত্বপূর্ণ কাজ সম্পাদন করে:
1) একক-স্ট্র্যান্ডেড/ডাবল-স্ট্র্যান্ডেড আরএনএ টেমপ্লেট এবং ডিঅক্সিরাইবোনিউক্লিক অ্যাসিডের ভিত্তিতে উভয়ই একটি ডিএনএ অণুর সংশ্লেষণ।
2) RNase H সক্রিয়করণ, যার প্রধান ভূমিকা হলRNA-DNA কমপ্লেক্সে RNA অণুর ক্লিভেজ।
3) ইউক্যারিওটিক জিনোমে সন্নিবেশের জন্য ডিএনএ অণুর অংশগুলির ধ্বংস।
মেকানিজম OT
ভাইরাস পরিবারের উপর নির্ভর করে বিপরীত ট্রান্সক্রিপশনের ধাপগুলি পরিবর্তিত হতে পারে, যেমন তাদের নিউক্লিক অ্যাসিডের প্রকারের উপর।
আসুন প্রথমে সেই ভাইরাসগুলি বিবেচনা করা যাক যেগুলি রিভার্সটেজ ব্যবহার করে। এখানে OT প্রক্রিয়াটি 3টি ধাপে বিভক্ত:
1) RNA স্ট্র্যান্ডের “+” টেমপ্লেটে “-” RNA স্ট্র্যান্ডের সংশ্লেষণ।
2) এনজাইম RNase H. ব্যবহার করে RNA-DNA কমপ্লেক্সে RNA এর "+" স্ট্র্যান্ডের ধ্বংস
3) আরএনএ চেইনের "-" টেমপ্লেটে একটি ডবল-স্ট্র্যান্ডেড ডিএনএ অণুর সংশ্লেষণ।
ভিরিয়ন প্রজননের এই পদ্ধতিটি কিছু অনকোজেনিক ভাইরাস এবং হিউম্যান ইমিউনোডেফিসিয়েন্সি ভাইরাস (এইচআইভি) এর জন্য সাধারণ।
এটা লক্ষণীয় যে একটি আরএনএ টেমপ্লেটে যেকোনো নিউক্লিক অ্যাসিডের সংশ্লেষণের জন্য একটি বীজ বা প্রাইমারের প্রয়োজন হয়। একটি প্রাইমার হল নিউক্লিওটাইডের একটি সংক্ষিপ্ত ক্রম যা একটি আরএনএ অণুর (টেমপ্লেট) 3' প্রান্তের পরিপূরক এবং সংশ্লেষণ শুরু করার ক্ষেত্রে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে৷
যখন ভাইরাল উৎপত্তির রেডিমেড ডাবল-স্ট্র্যান্ডেড ডিএনএ অণুগুলি ইউক্যারিওটিক জিনোমে একত্রিত হয়, তখন ভিরিয়ন প্রোটিন সংশ্লেষণের স্বাভাবিক প্রক্রিয়া শুরু হয়। ফলস্বরূপ, ভাইরাস দ্বারা "বন্দী" কোষটি একটি ভিরিওন উত্পাদন কারখানায় পরিণত হয়, যেখানে প্রয়োজনীয় প্রোটিন এবং আরএনএ অণুগুলি প্রচুর পরিমাণে তৈরি হয়৷
রিভার্স ট্রান্সক্রিপশনের আরেকটি উপায় হল RNA সিনথেটেসের ক্রিয়ার উপর ভিত্তি করে। এই প্রোটিন প্যারামিক্সোভাইরাস, র্যাবডোভাইরাস, পিকর্নোভাইরাসে সক্রিয়। এই ক্ষেত্রে, OT এর কোন তৃতীয় পর্যায় নেই - গঠনডাবল-স্ট্র্যান্ডেড ডিএনএ, এবং পরিবর্তে, একটি "+" আরএনএ চেইন ভাইরাল "-" আরএনএ চেইনের টেমপ্লেটে সংশ্লেষিত হয় এবং এর বিপরীতে।
এই ধরনের চক্রের পুনরাবৃত্তি ভাইরাস জিনোমের প্রতিলিপি এবং সংক্রামিত ইউক্যারিওটিক কোষের অবস্থার অধীনে প্রোটিন সংশ্লেষণে সক্ষম এমআরএনএ গঠনের দিকে নিয়ে যায়।
বিপরীত প্রতিলিপির জৈবিক তাৎপর্য
অনেক ভাইরাসের (প্রাথমিকভাবে রেট্রোভাইরাস যেমন এইচআইভি) এর জীবনচক্রে ওটি প্রক্রিয়াটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। একটি ইউক্যারিওটিক কোষকে আক্রমণকারী ভাইরিওনের আরএনএ প্রথম ডিএনএ স্ট্র্যান্ডের সংশ্লেষণের জন্য একটি টেমপ্লেট হয়ে ওঠে, যার উপর দ্বিতীয় স্ট্র্যান্ডটি সম্পূর্ণ করা কঠিন নয়।
ভাইরাসের প্রাপ্ত ডাবল-স্ট্র্যান্ডেড ডিএনএ ইউক্যারিওটিক জিনোমে একত্রিত হয়, যা ভিরিয়ন প্রোটিন সংশ্লেষণের প্রক্রিয়াগুলিকে সক্রিয় করে এবং সংক্রামিত কোষের অভ্যন্তরে এর বিপুল সংখ্যক কপির উপস্থিতি ঘটায়। এটি ভাইরাসের জন্য সাধারণভাবে Revertase এবং OT এর প্রধান মিশন।
রিভার্স ট্রান্সক্রিপশন ইউক্যারিওটেও ঘটতে পারে রেট্রোট্রান্সপোসন - মোবাইল জেনেটিক উপাদান যা স্বাধীনভাবে জিনোমের এক অংশ থেকে অন্য অংশে পরিবহন করতে পারে। বিজ্ঞানীদের মতে এই ধরনের উপাদানগুলো জীবন্ত প্রাণীর বিবর্তন ঘটিয়েছে।
রেট্রোট্রান্সপোসন ইউক্যারিওটিক ডিএনএর একটি প্রসারিত যা বিভিন্ন প্রোটিনের জন্য কোড করে। তাদের মধ্যে একটি, রিভার্সটেস, এই ধরনের রেট্রোট্রান্সপোরোজোন ডিলোকালাইজেশনের সাথে সরাসরি জড়িত৷
বিজ্ঞানে OT এর ব্যবহার
যে মুহূর্ত থেকে রিভার্সটেজকে বিশুদ্ধ আকারে বিচ্ছিন্ন করা হয়েছিল, জীববিজ্ঞানীরা রিভার্স ট্রান্সক্রিপশনের প্রক্রিয়াটি গ্রহণ করেছিলেন।OT প্রক্রিয়ার অধ্যয়ন এখনও সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ মানব প্রোটিনের ক্রম পড়তে সাহায্য করে৷
সত্য হল যে আমাদের সহ ইউক্যারিওটের জিনোমে অ-তথ্যহীন অঞ্চল রয়েছে যাকে ইন্ট্রোন বলা হয়। যখন এই ধরনের ডিএনএ থেকে একটি নিউক্লিওটাইড ক্রম পড়া হয় এবং একটি একক-স্ট্র্যান্ডেড আরএনএ গঠিত হয়, তখন পরবর্তীটি শুধুমাত্র প্রোটিনের জন্য ইন্ট্রোন এবং কোডগুলি হারায়। যদি ডিএনএ একটি আরএনএ টেমপ্লেটে রিভার্সটেজ ব্যবহার করে সংশ্লেষিত হয়, তাহলে এটিকে সিকোয়েন্স করা এবং নিউক্লিওটাইডের ক্রম বের করা সহজ।
নিউক্লিক অ্যাসিড যা বিপরীত ট্রান্সক্রিপ্টেজ দ্বারা গঠিত হয় তাকে সিডিএনএ বলে। এটি প্রায়ই পলিমারেজ চেইন রিঅ্যাকশনে (PCR) ব্যবহার করা হয় ফলে সিডিএনএ কপির কপি সংখ্যা কৃত্রিমভাবে বাড়ানোর জন্য। এই পদ্ধতিটি কেবল বিজ্ঞানে নয়, ওষুধেও ব্যবহৃত হয়: পরীক্ষাগার সহকারীরা একটি সাধারণ গ্রন্থাগার থেকে বিভিন্ন ব্যাকটেরিয়া বা ভাইরাসের জিনোমের সাথে এই জাতীয় ডিএনএর মিল নির্ধারণ করে। ভেক্টরের সংশ্লেষণ এবং ব্যাকটেরিয়াতে তাদের প্রবর্তন জীববিজ্ঞানের প্রতিশ্রুতিশীল ক্ষেত্রগুলির মধ্যে একটি। যদি RT ব্যবহার করা হয় ইন্ট্রোন ছাড়াই মানুষ এবং অন্যান্য জীবের ডিএনএ গঠনের জন্য, এই ধরনের অণুগুলি সহজেই ব্যাকটেরিয়া জিনোমে প্রবর্তিত হতে পারে। সুতরাং পরবর্তীগুলি একজন ব্যক্তির জন্য প্রয়োজনীয় পদার্থ উত্পাদনের কারখানায় পরিণত হয় (উদাহরণস্বরূপ, এনজাইম)।
