1953 সালে ডিএনএর মতো একটি পদার্থের আণবিক সংগঠনের নীতি আবিষ্কারের পর, আণবিক জীববিজ্ঞানের বিকাশ শুরু হয়। আরও, গবেষণার প্রক্রিয়ায়, বিজ্ঞানীরা খুঁজে পেয়েছেন কীভাবে ডিএনএ পুনরায় সংযুক্ত করা হয়, এর গঠন এবং কীভাবে আমাদের মানব জিনোম কাজ করে৷
প্রতিদিন, জটিল প্রক্রিয়াগুলি আণবিক স্তরে সঞ্চালিত হয়। ডিএনএ অণু কীভাবে সাজানো হয়, এটি কী নিয়ে গঠিত? কোষে ডিএনএ অণু কী ভূমিকা পালন করে? চলুন ডবল চেইনের ভিতরে সংঘটিত সমস্ত প্রক্রিয়া সম্পর্কে বিস্তারিত আলোচনা করা যাক।
বংশগত তথ্য কি?
তাহলে কীভাবে এটি শুরু হয়েছিল? 1868 সালের প্রথম দিকে, ব্যাকটেরিয়ার নিউক্লিয়াসে নিউক্লিক অ্যাসিড পাওয়া যায়। এবং 1928 সালে, এন. কোল্টসভ এই তত্ত্বটি উপস্থাপন করেছিলেন যে এটি ডিএনএ-তে একটি জীবন্ত প্রাণীর সমস্ত জেনেটিক তথ্য এনক্রিপ্ট করা হয়। তারপরে জে. ওয়াটসন এবং এফ. ক্রিক 1953 সালে এখন সুপরিচিত ডিএনএ হেলিক্সের জন্য একটি মডেল খুঁজে পেয়েছিলেন, যার জন্য তারা স্বীকৃতি এবং একটি পুরস্কার প্রাপ্য ছিল - নোবেল পুরস্কার৷
যাইহোক ডিএনএ কি? এই পদার্থটি 2 দ্বারা গঠিতমিলিত থ্রেড, আরো সঠিকভাবে সর্পিল। নির্দিষ্ট তথ্য সম্বলিত এই ধরনের শৃঙ্খলের একটি অংশকে জিন বলা হয়।
ডিএনএ কী ধরণের প্রোটিন তৈরি হবে এবং কী ক্রমে হবে সে সম্পর্কে সমস্ত তথ্য সংরক্ষণ করে। একটি ডিএনএ ম্যাক্রোমোলিকুল হল অবিশ্বাস্যভাবে বিশাল তথ্যের একটি উপাদান বাহক, যা পৃথক বিল্ডিং ব্লকগুলির একটি কঠোর ক্রম অনুসারে রেকর্ড করা হয় - নিউক্লিওটাইডস। মোট 4টি নিউক্লিওটাইড রয়েছে, তারা রাসায়নিক এবং জ্যামিতিকভাবে একে অপরের পরিপূরক। বিজ্ঞানে পরিপূরক বা পরিপূরকতার এই নীতিটি পরে বর্ণিত হবে। এই নিয়মটি জেনেটিক তথ্য এনকোডিং এবং ডিকোড করার ক্ষেত্রে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে৷
কারণ ডিএনএ স্ট্র্যান্ড অবিশ্বাস্যভাবে দীর্ঘ, এই ক্রমটিতে কোন পুনরাবৃত্তি নেই। প্রতিটি জীবন্ত বস্তুর নিজস্ব স্বতন্ত্র ডিএনএ স্ট্র্যান্ড রয়েছে৷
DNA ফাংশন
ডিঅক্সিরাইবোনিউক্লিক অ্যাসিডের কার্যাবলীর মধ্যে রয়েছে বংশগত তথ্য সঞ্চয় করা এবং সন্তানদের মধ্যে তা প্রেরণ করা। এই ফাংশন ব্যতীত, সহস্রাব্দ ধরে একটি প্রজাতির জিনোম সংরক্ষণ এবং বিকাশ করা যাবে না। যে জীবগুলি প্রধান জিন মিউটেশনের মধ্য দিয়ে গেছে তাদের বেঁচে না থাকার বা সন্তান উৎপাদনের ক্ষমতা হারানোর সম্ভাবনা বেশি। তাই প্রজাতির অবক্ষয়ের বিরুদ্ধে প্রাকৃতিক সুরক্ষা রয়েছে।
আরেকটি অপরিহার্য ফাংশন হল সঞ্চিত তথ্য বাস্তবায়ন। ডাবল স্ট্র্যান্ডে সংরক্ষিত নির্দেশনা ছাড়া কোষটি কোনো গুরুত্বপূর্ণ প্রোটিন তৈরি করতে পারে না।
নিউক্লিক অ্যাসিডের সংমিশ্রণ
এখন এটি ইতিমধ্যেই নির্ভরযোগ্যভাবে জানা গেছে যে তারা নিজেরাই কী নিয়ে গঠিতনিউক্লিওটাইডগুলি ডিএনএর বিল্ডিং ব্লক। এগুলিতে 3টি পদার্থ রয়েছে:
- অর্থোফসফরিক এসিড।
- নাইট্রোজেন বেস। পাইরিমিডিন ঘাঁটি - যার শুধুমাত্র একটি রিং আছে। এর মধ্যে রয়েছে থাইমিন এবং সাইটোসিন। 2 রিং ধারণকারী পিউরিন ঘাঁটি। এগুলি হল গুয়ানাইন এবং এডেনাইন৷
- সুক্রোজ। ডিএনএ-তে - ডিঅক্সিরাইবোজ, আরএনএ-তে - রাইবোজ।
নিউক্লিওটাইডের সংখ্যা সবসময় নাইট্রোজেনাস বেসের সংখ্যার সমান। বিশেষ পরীক্ষাগারে, একটি নিউক্লিওটাইড ক্লিভ করা হয় এবং এটি থেকে একটি নাইট্রোজেনাস বেস বিচ্ছিন্ন করা হয়। তাই তারা এই নিউক্লিওটাইডগুলির পৃথক বৈশিষ্ট্য এবং তাদের মধ্যে সম্ভাব্য মিউটেশনগুলি অধ্যয়ন করে৷
বংশগত তথ্যের সংগঠনের স্তর
সংগঠনের ৩টি স্তর রয়েছে: জিন, ক্রোমোসোমাল এবং জিনোমিক। একটি নতুন প্রোটিন সংশ্লেষণের জন্য প্রয়োজনীয় সমস্ত তথ্য চেইনের একটি ছোট অংশে রয়েছে - জিন। অর্থাৎ, জিনটিকে এনকোডিং তথ্যের সর্বনিম্ন এবং সহজ স্তর হিসাবে বিবেচনা করা হয়৷
জিন, ঘুরে, ক্রোমোজোমে একত্রিত হয়। বংশগত উপাদানের বাহকের এই জাতীয় সংস্থার জন্য ধন্যবাদ, বৈশিষ্ট্যের গ্রুপগুলি নির্দিষ্ট আইন অনুসারে বিকল্প হয় এবং এক প্রজন্ম থেকে অন্য প্রজন্মে প্রেরণ করা হয়। এটি লক্ষ করা উচিত যে শরীরে অবিশ্বাস্যভাবে অনেকগুলি জিন রয়েছে, তবে তথ্যগুলি বহুবার পুনরায় সংযুক্ত করার পরেও হারিয়ে যায় না৷
বিভিন্ন ধরনের জিন আলাদা করুন:
- তাদের কার্যকরী উদ্দেশ্য অনুসারে 2 প্রকার: কাঠামোগত এবং নিয়ন্ত্রক ক্রম;
- কোষে ঘটতে থাকা প্রক্রিয়াগুলির উপর প্রভাবের দ্বারা, রয়েছে: সুপারভিটাল, প্রাণঘাতী, শর্তসাপেক্ষে প্রাণঘাতী জিন, সেইসাথে মিউটেটর জিনএবং অ্যান্টিমিউটর।
জিনগুলি ক্রোমোজোমের সাথে একটি রৈখিক ক্রমে অবস্থিত। ক্রোমোজোমে, তথ্য এলোমেলোভাবে ফোকাস করা হয় না, একটি নির্দিষ্ট ক্রম আছে। এমনকি অবস্থান, বা জিন লোকি দেখানো একটি মানচিত্র রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, এটি জানা যায় যে একটি শিশুর চোখের রঙের ডেটা 18 নম্বর ক্রোমোজোমে এনক্রিপ্ট করা হয়।
জিনোম কি? এটি দেহের কোষে নিউক্লিওটাইড ক্রমগুলির সম্পূর্ণ সেটের নাম। জিনোম পুরো প্রজাতিকে চিহ্নিত করে, একক ব্যক্তি নয়।
মানুষের জেনেটিক কোড কি?
বাস্তবতা হল মানব বিকাশের সমস্ত বিপুল সম্ভাবনা ইতিমধ্যেই গর্ভধারণের সময়কালের মধ্যে বিন্যস্ত। জাইগোটের বিকাশ এবং জন্মের পরে শিশুর বৃদ্ধির জন্য প্রয়োজনীয় সমস্ত বংশগত তথ্য জিনে এনক্রিপ্ট করা হয়। ডিএনএর বিভাগগুলি বংশগত তথ্যের সবচেয়ে মৌলিক বাহক।
একজন মানুষের 46টি ক্রোমোজোম বা 22টি সোমাটিক জোড়া এবং প্রতিটি পিতামাতার কাছ থেকে একটি লিঙ্গ-নির্ধারক ক্রোমোজোম থাকে। ক্রোমোজোমের এই ডিপ্লয়েড সেটটি একজন ব্যক্তির সম্পূর্ণ শারীরিক চেহারা, তার মানসিক এবং শারীরিক ক্ষমতা এবং রোগের প্রবণতাকে এনকোড করে। সোম্যাটিক ক্রোমোজোমগুলি বাহ্যিকভাবে আলাদা করা যায় না, তবে তারা বিভিন্ন তথ্য বহন করে, যেহেতু তাদের একটি পিতার কাছ থেকে, অন্যটি মায়ের কাছ থেকে।
পুরুষ কোডটি ক্রোমোজোমের শেষ জোড়া - XY দ্বারা মহিলা কোড থেকে আলাদা। মহিলা ডিপ্লয়েড সেটটি শেষ জোড়া, XX। পুরুষরা তাদের জৈবিক মায়ের কাছ থেকে একটি X ক্রোমোজোম পায় এবং তারপরে তা তাদের কন্যাদের কাছে চলে যায়। লিঙ্গের Y ক্রোমোজোম ছেলেদের কাছে চলে যায়।
মানুষের ক্রোমোজোম উল্লেখযোগ্যভাবেআকারে পরিবর্তিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, ক্রোমোজোমের ক্ষুদ্রতম জোড়া হল 17। এবং সবচেয়ে বড় জুটি হল 1 এবং 3।
মানুষের ডাবল হেলিক্সের ব্যাস মাত্র ২ এনএম। ডিএনএ এত শক্তভাবে কুণ্ডলী করা হয় যে এটি কোষের ছোট নিউক্লিয়াসে ফিট করে, যদিও ক্ষতবিক্ষত হলে এটি 2 মিটার পর্যন্ত লম্বা হবে। হেলিক্সের দৈর্ঘ্য কয়েক মিলিয়ন নিউক্লিওটাইড।
জেনেটিক কোড কিভাবে প্রেরণ করা হয়?
তাহলে, ডিএনএ অণু বিভাজনের সময় কোষে কী ভূমিকা পালন করে? জিন - বংশগত তথ্যের বাহক - শরীরের প্রতিটি কোষের ভিতরে থাকে। একটি কন্যা জীবের কাছে তাদের কোড প্রেরণ করার জন্য, অনেক প্রাণী তাদের ডিএনএকে 2টি অভিন্ন হেলিসে বিভক্ত করে। একে প্রতিলিপি বলা হয়। প্রতিলিপির প্রক্রিয়ায়, ডিএনএ খুলে দেয় এবং বিশেষ "মেশিন" প্রতিটি চেইন সম্পূর্ণ করে। জেনেটিক হেলিক্স দ্বিখণ্ডিত হওয়ার পরে, নিউক্লিয়াস এবং সমস্ত অর্গানেলগুলি বিভক্ত হতে শুরু করে এবং তারপর পুরো কোষটি।
কিন্তু একজন ব্যক্তির জিন স্থানান্তরের একটি ভিন্ন প্রক্রিয়া রয়েছে - যৌন। পিতা এবং মাতার লক্ষণগুলি মিশ্রিত, নতুন জেনেটিক কোডে পিতামাতার উভয়ের তথ্য রয়েছে৷
ডিএনএ হেলিক্সের জটিল সংগঠনের কারণে বংশগত তথ্যের সঞ্চয় ও সংক্রমণ সম্ভব। সর্বোপরি, যেমন আমরা বলেছি, প্রোটিনের গঠন জিনে এনক্রিপ্ট করা হয়। একবার গর্ভধারণের সময় তৈরি হয়ে গেলে, এই কোডটি সারা জীবন নিজেকে অনুলিপি করবে। অঙ্গ কোষের পুনর্নবীকরণের সময় ক্যারিওটাইপ (ক্রোমোজোমের ব্যক্তিগত সেট) পরিবর্তন হয় না। তথ্যের আদান-প্রদান সেক্স গেমেটের সাহায্যে করা হয় - পুরুষ এবং মহিলা৷
শুধুমাত্র RNA এর একক স্ট্র্যান্ড ধারণকারী ভাইরাসগুলি তাদের সন্তানদের কাছে তাদের তথ্য প্রেরণ করতে অক্ষম। অতএব, যাতেপুনরুৎপাদনের জন্য মানুষের বা প্রাণী কোষের প্রয়োজন হয়।
বংশগত তথ্যের বাস্তবায়ন
কোষের নিউক্লিয়াসে, গুরুত্বপূর্ণ প্রক্রিয়াগুলি ক্রমাগত সংঘটিত হয়। ক্রোমোজোমে লিপিবদ্ধ সমস্ত তথ্য অ্যামিনো অ্যাসিড থেকে প্রোটিন তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। কিন্তু ডিএনএ স্ট্র্যান্ড কখনই নিউক্লিয়াস ছেড়ে যায় না, তাই এখানে আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ যৌগ, আরএনএ প্রয়োজন। শুধু RNA পারমাণবিক ঝিল্লি ভেদ করতে এবং DNA চেইনের সাথে যোগাযোগ করতে সক্ষম।
ডিএনএ এবং 3 ধরনের আরএনএর মিথস্ক্রিয়ার মাধ্যমে, সমস্ত এনকোড করা তথ্য উপলব্ধি করা হয়। বংশগত তথ্যের বাস্তবায়ন কোন স্তরে? সমস্ত মিথস্ক্রিয়া নিউক্লিওটাইড স্তরে ঘটে। মেসেঞ্জার আরএনএ ডিএনএ চেইনের একটি অংশ কপি করে এবং এই কপিটি রাইবোসোমে নিয়ে আসে। এখানে নিউক্লিওটাইড থেকে একটি নতুন অণুর সংশ্লেষণ শুরু হয়।
mRNA চেইনের প্রয়োজনীয় অংশটি অনুলিপি করার জন্য, হেলিক্সটি উন্মোচিত হয় এবং তারপরে, রিকোডিং প্রক্রিয়াটি শেষ হওয়ার পরে, আবার পুনরুদ্ধার করা হয়। তাছাড়া, এই প্রক্রিয়াটি একই সাথে 1টি ক্রোমোজোমের 2 পাশে ঘটতে পারে।
পরিপূরকতার নীতি
DNA হেলিসে 4টি নিউক্লিওটাইড থাকে - এগুলি হল অ্যাডেনিন (A), গুয়ানিন (G), সাইটোসিন (C), থাইমিন (T)। তারা পরিপূরকতার নিয়ম অনুসারে হাইড্রোজেন বন্ড দ্বারা সংযুক্ত। E. Chargaff-এর কাজগুলি এই নিয়ম প্রতিষ্ঠা করতে সাহায্য করেছিল, যেহেতু বিজ্ঞানী এই পদার্থগুলির আচরণে কিছু নিদর্শন লক্ষ্য করেছিলেন। E. Chargaff আবিষ্কার করেন যে থাইমিনের সাথে অ্যাডেনিনের মোলার অনুপাত একের সমান। একইভাবে, সাইটোসিনের সাথে গুয়ানিনের অনুপাত সর্বদা এক।
তার কাজের উপর ভিত্তি করে, জিনতত্ত্ববিদরা মিথস্ক্রিয়া করার একটি নিয়ম তৈরি করেছেননিউক্লিওটাইড পরিপূরকতার নিয়ম বলে যে অ্যাডেনিন শুধুমাত্র থাইমিনের সাথে এবং গুয়ানিন সাইটোসিনের সাথে একত্রিত হয়। হেলিক্সের ডিকোডিং এবং রাইবোসোমে একটি নতুন প্রোটিনের সংশ্লেষণের সময়, এই বিকল্প নিয়মটি দ্রুত প্রয়োজনীয় অ্যামিনো অ্যাসিড খুঁজে পেতে সাহায্য করে যা স্থানান্তর RNA-এর সাথে সংযুক্ত থাকে।
RNA এবং এর প্রকারগুলি
বংশগত তথ্য কি? এটি ডিএনএর ডাবল স্ট্র্যান্ডে নিউক্লিওটাইডের ক্রম। আরএনএ কি? তার কাজ কি? আরএনএ, বা রাইবোনিউক্লিক অ্যাসিড, ডিএনএ থেকে তথ্য আহরণ করতে, এটিকে ডিকোড করতে এবং পরিপূরকতার নীতির উপর ভিত্তি করে কোষের জন্য প্রয়োজনীয় প্রোটিন তৈরি করতে সহায়তা করে৷
মোট, 3 ধরনের আরএনএ বিচ্ছিন্ন। তাদের প্রত্যেকে কঠোরভাবে তার কার্য সম্পাদন করে।
- তথ্য (mRNA), অন্যথায় এটিকে ম্যাট্রিক্স বলা হয়। এটি কোষের ঠিক কেন্দ্রে, নিউক্লিয়াসে যায়। এটি একটি ক্রোমোজোমের মধ্যে একটি প্রোটিন তৈরির জন্য প্রয়োজনীয় জেনেটিক উপাদান খুঁজে পায় এবং ডাবল চেইনের একটি পাশ অনুলিপি করে। পরিপূরকতার নীতি অনুসারে অনুলিপি আবার ঘটে।
- পরিবহন হল একটি ছোট অণু যার একদিকে নিউক্লিওটাইড ডিকোডার রয়েছে এবং অন্য দিকে প্রধান অ্যামিনো অ্যাসিড কোডের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। tRNA-এর কাজ হল এটিকে "ওয়ার্কশপে", অর্থাৎ রাইবোসোমে পৌঁছে দেওয়া, যেখানে এটি প্রয়োজনীয় অ্যামিনো অ্যাসিড সংশ্লেষিত করে।
- rRNA হল রাইবোসোমাল। এটি উত্পাদিত প্রোটিনের পরিমাণ নিয়ন্ত্রণ করে। 2টি অংশ নিয়ে গঠিত - অ্যামিনো অ্যাসিড এবং পেপটাইড সাইট৷
ডিকোড করার সময় একমাত্র পার্থক্য হল RNA তে থাইমিন নেই। থাইমিনের পরিবর্তে এখানে ইউরাসিল রয়েছে। কিন্তু তারপর, প্রোটিন সংশ্লেষণের প্রক্রিয়ায়, tRNA এর সাথে এটি এখনও সঠিকসমস্ত অ্যামিনো অ্যাসিড সেট করে। তথ্যের ডিকোডিংয়ে কোনো ব্যর্থতা থাকলে, একটি মিউটেশন ঘটে।
ক্ষতিগ্রস্ত ডিএনএ অণুর মেরামত
ক্ষতিগ্রস্ত ডাবল চেইন মেরামত করার প্রক্রিয়াকে বলা হয় মেরামত। মেরামত প্রক্রিয়া চলাকালীন, ক্ষতিগ্রস্ত জিন অপসারণ করা হয়।
তারপর উপাদানগুলির প্রয়োজনীয় ক্রমটি হুবহু পুনরুত্পাদন করা হয় এবং যেখান থেকে এটি বের করা হয়েছিল সেই চেইনের একই জায়গায় ক্র্যাশ করে। বিশেষ রাসায়নিক - এনজাইমের কারণে এই সব ঘটে।
মিউটেশন কেন হয়?
কেন কিছু জিন পরিবর্তিত হতে শুরু করে এবং তাদের কার্য সম্পাদন করা বন্ধ করে দেয় - গুরুত্বপূর্ণ বংশগত তথ্যের সঞ্চয়? এটি একটি ডিকোডিং ত্রুটির কারণে। উদাহরণস্বরূপ, যদি ভুলবশত অ্যাডেনিন থাইমিন দিয়ে প্রতিস্থাপিত হয়।
এছাড়াও ক্রোমোসোমাল এবং জিনোমিক মিউটেশন রয়েছে। ক্রোমোসোমাল মিউটেশন ঘটে যখন বংশগত তথ্যের টুকরোগুলি পড়ে যায়, সদৃশ হয়, এমনকি স্থানান্তরিত হয় এবং অন্য ক্রোমোজোমে একত্রিত হয়।
জিনোমিক মিউটেশন সবচেয়ে গুরুতর। তাদের কারণ ক্রোমোজোমের সংখ্যার পরিবর্তন। অর্থাৎ, যখন একটি জোড়ার পরিবর্তে - একটি ডিপ্লয়েড সেট, একটি ট্রিপ্লয়েড সেট ক্যারিওটাইপে উপস্থিত থাকে৷
ট্রিপলয়েড মিউটেশনের সবচেয়ে বিখ্যাত উদাহরণ হল ডাউন সিনড্রোম, যেখানে ক্রোমোজোমের একটি ব্যক্তিগত সেট হল 47। এই ধরনের বাচ্চাদের ক্ষেত্রে 21 তম জোড়ার জায়গায় 3টি ক্রোমোজোম তৈরি হয়।
পলিপ্লয়েডি হিসাবে একটি মিউটেশনও পরিচিত। কিন্তু পলিপ্লোডিয়াশুধুমাত্র উদ্ভিদে পাওয়া যায়।
