ডিঅক্সিরাইবোনিউক্লিক অ্যাসিড - ডিএনএ - পরবর্তী প্রজন্মের কাছে জীবন্ত প্রাণীর দ্বারা প্রেরিত বংশগত তথ্যের একটি বাহক হিসাবে কাজ করে এবং প্রোটিন নির্মাণের জন্য একটি ম্যাট্রিক্স এবং বৃদ্ধি এবং জীবন প্রক্রিয়ায় শরীরের প্রয়োজনীয় বিভিন্ন নিয়ন্ত্রক উপাদান। এই নিবন্ধে, আমরা ডিএনএ কাঠামোর সবচেয়ে সাধারণ রূপগুলি কী তা নিয়ে ফোকাস করব। এই ফর্মগুলি কীভাবে তৈরি হয় এবং জীবিত কোষের ভিতরে ডিএনএ কী আকারে থাকে সেদিকেও আমরা মনোযোগ দেব৷
DNA অণুর সংগঠনের স্তর
এই দৈত্যাকার অণুর গঠন এবং রূপবিদ্যা নির্ধারণ করে চারটি স্তর রয়েছে:
- প্রাথমিক স্তর বা গঠন হল চেইনের নিউক্লিওটাইডের ক্রম।
- সেকেন্ডারি কাঠামোটি বিখ্যাত "ডাবল হেলিক্স"। এই শব্দগুচ্ছটিই স্থির হয়ে গেছে, যদিও প্রকৃতপক্ষে এই ধরনের কাঠামোটি একটি স্ক্রুর মতো।
- ডিএনএ-এর ডাবল-স্ট্র্যান্ডেড টুইস্টেড স্ট্র্যান্ডের পৃথক অংশগুলির মধ্যে দুর্বল হাইড্রোজেন বন্ধন তৈরি হওয়ার কারণে তৃতীয় কাঠামোটি গঠিত হয়,অণুকে একটি জটিল স্থানিক রূপ প্রদান করে।
- চতুর্ভুজ কাঠামো ইতিমধ্যে কিছু প্রোটিন এবং আরএনএ সহ ডিএনএর একটি জটিল জটিল। এই কনফিগারেশনে, ডিএনএ কোষের নিউক্লিয়াসের ক্রোমোজোমে প্যাকেজ করা হয়।
প্রাথমিক কাঠামো: ডিএনএর উপাদান
যে ব্লকগুলি থেকে ডিঅক্সিরাইবোনিউক্লিক অ্যাসিডের ম্যাক্রোমোলিকুল তৈরি করা হয় তা হল নিউক্লিওটাইড, যা যৌগ, যার প্রতিটিতে রয়েছে:
- নাইট্রোজেনাস বেস - অ্যাডেনিন, গুয়ানিন, থাইমিন বা সাইটোসিন। এডেনাইন এবং গুয়ানিন পিউরিন বেস গ্রুপের অন্তর্গত, সাইটোসিন এবং থাইমিন পাইরিমিডিনের অন্তর্গত;
- ফাইভ-কার্বন মনোস্যাকারাইড ডিঅক্সিরাইবোজ;
- অর্থোফসফোরিক অ্যাসিডের অবশিষ্টাংশ।
পলিনিউক্লিওটাইড চেইন গঠনে, একটি বৃত্তাকার চিনির অণুতে কার্বন পরমাণু দ্বারা গঠিত গ্রুপের ক্রম দ্বারা একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করা হয়। নিউক্লিওটাইডে ফসফেটের অবশিষ্টাংশ ডিঅক্সিরিবোজের 5'-গ্রুপের (পড়ুন "পাঁচ প্রাইম") সাথে সংযুক্ত থাকে, অর্থাৎ পঞ্চম কার্বন পরমাণুর সাথে। পরবর্তী নিউক্লিওটাইডের একটি ফসফেট অবশিষ্টাংশ ডিঅক্সিরাইবোজের মুক্ত 3'-গ্রুপের সাথে সংযুক্ত করার মাধ্যমে চেইন এক্সটেনশন ঘটে।
এইভাবে, একটি পলিনিউক্লিওটাইড চেইন আকারে ডিএনএর প্রাথমিক কাঠামোর 3'- এবং 5'-প্রান্ত রয়েছে। ডিএনএ অণুর এই বৈশিষ্ট্যকে পোলারিটি বলা হয়: একটি শৃঙ্খলের সংশ্লেষণ শুধুমাত্র একটি দিকে যেতে পারে।
সেকেন্ডারি কাঠামো গঠন
ডিএনএর কাঠামোগত সংগঠনের পরবর্তী ধাপটি নাইট্রোজেনাস বেসের পরিপূরকতার নীতির উপর ভিত্তি করে - তাদের একে অপরের সাথে জোড়ায় জোড়ায় সংযোগ করার ক্ষমতাহাইড্রোজেন বন্ডের মাধ্যমে। পরিপূরকতা - পারস্পরিক চিঠিপত্র - ঘটে কারণ অ্যাডেনিন এবং থাইমিন একটি ডবল বন্ধন গঠন করে এবং গুয়ানিন এবং সাইটোসিন একটি ট্রিপল বন্ধন গঠন করে। অতএব, একটি ডাবল চেইন তৈরি করার সময়, এই ঘাঁটিগুলি একে অপরের বিপরীতে অবস্থান করে, সংশ্লিষ্ট জোড়া তৈরি করে।
পলিনিউক্লিওটাইড সিকোয়েন্সগুলি সমান্তরাল বিপরীত গৌণ কাঠামোতে অবস্থিত। সুতরাং, যদি একটি চেইন 3' - AGGZATAA - 5' এর মতো দেখায়, তবে বিপরীতটি এইরকম দেখাবে: 3' - TTATGTST - 5'।
যখন একটি ডিএনএ অণু গঠিত হয়, তখন দ্বিগুণ পলিনিউক্লিওটাইড চেইনটি পাকানো হয় এবং লবণের ঘনত্ব, জলের স্যাচুরেশন এবং ম্যাক্রোমোলিকুলের গঠন নিজেই নির্ধারণ করে যে একটি প্রদত্ত কাঠামোগত ধাপে ডিএনএ কী রূপ নিতে পারে। এই ধরনের বেশ কয়েকটি ফর্ম পরিচিত, ল্যাটিন অক্ষর A, B, C, D, E, Z দ্বারা চিহ্নিত করা হয়।
কনফিগারেশন C, D এবং E বন্যপ্রাণীতে পাওয়া যায় না এবং শুধুমাত্র পরীক্ষাগারের অবস্থাতেই পরিলক্ষিত হয়েছে। আমরা DNA এর প্রধান রূপগুলি দেখব: তথাকথিত ক্যানোনিকাল A এবং B, সেইসাথে Z কনফিগারেশন।
A-DNA একটি শুষ্ক অণু
A-শেপ হল একটি ডান হাতের স্ক্রু যার প্রতিটি ঘুরতে 11টি পরিপূরক বেস জোড়া রয়েছে। এর ব্যাস 2.3 এনএম, এবং সর্পিলটির এক বাঁকের দৈর্ঘ্য 2.5 এনএম। জোড়া বেস দ্বারা গঠিত সমতল অণুর অক্ষের সাপেক্ষে 20° একটি ঢাল থাকে। প্রতিবেশী নিউক্লিওটাইডগুলি কম্প্যাক্টভাবে চেইনে সাজানো থাকে - তাদের মধ্যে মাত্র 0.23 nm আছে।
ডিএনএর এই রূপটি কম হাইড্রেশন এবং সোডিয়াম এবং পটাসিয়ামের আয়নিক ঘনত্বের সাথে ঘটে। এটা জন্য সাধারণযে প্রক্রিয়ায় ডিএনএ আরএনএর সাথে একটি জটিল গঠন করে, যেহেতু পরবর্তীটি অন্য রূপ নিতে সক্ষম হয় না। উপরন্তু, A-ফর্ম অতিবেগুনী বিকিরণের জন্য অত্যন্ত প্রতিরোধী। এই কনফিগারেশনে, ডিঅক্সিরাইবোনিউক্লিক অ্যাসিড ছত্রাকের স্পোরে পাওয়া যায়।
ভেজা বি-ডিএনএ
লবণের পরিমাণ কম এবং উচ্চ মাত্রার হাইড্রেশনের সাথে, অর্থাৎ, স্বাভাবিক শারীরবৃত্তীয় অবস্থার অধীনে, ডিএনএ তার প্রধান রূপ B অনুমান করে। প্রাকৃতিক অণুগুলি, একটি নিয়ম হিসাবে, বি-ফর্মে বিদ্যমান। তিনিই ধ্রুপদী ওয়াটসন-ক্রিক মডেলকে অন্তর্নিহিত করেন এবং প্রায়শই চিত্রে চিত্রিত করা হয়।
এই ফর্মটি (এটি ডান হাতেরও) নিউক্লিওটাইডের কম কম্প্যাক্ট প্লেসমেন্ট (0.33 এনএম) এবং একটি বড় স্ক্রু পিচ (3.3 এনএম) দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। একটি পালা 10.5 বেস জোড়া রয়েছে, তাদের প্রতিটির ঘূর্ণন আগেরটির তুলনায় প্রায় 36 °। জোড়ার সমতলগুলি "ডাবল হেলিক্স" এর অক্ষের প্রায় লম্ব। এই ধরনের একটি ডাবল চেইনের ব্যাস A-ফর্মের চেয়ে ছোট - এটি মাত্র 2 nm এ পৌঁছায়।
অ-প্রামাণিক Z-DNA
ক্যানোনিকাল ডিএনএর বিপরীতে, জেড-টাইপ অণু হল একটি বাম-হাতের স্ক্রু। এটি সব থেকে পাতলা, যার ব্যাস মাত্র 1.8 nm। এর কুণ্ডলী, 4.5 এনএম দীর্ঘ, দীর্ঘায়িত বলে মনে হয়; ডিএনএ-র এই ফর্মটিতে প্রতি টার্নে 12 জোড়া বেস রয়েছে। সংলগ্ন নিউক্লিওটাইডগুলির মধ্যে দূরত্বও বেশ বড় - 0.38 এনএম। তাই জেড-আকৃতিতে সবচেয়ে কম টুইস্ট আছে।
এটি বি-টাইপ কনফিগারেশন থেকে গঠিত হয় সেইসব এলাকায় যেখানে পিউরিন থাকেএবং পাইরিমিডিন বেস, দ্রবণে আয়নগুলির বিষয়বস্তুর পরিবর্তনের সাথে। জেড-ডিএনএ গঠন জৈবিক ক্রিয়াকলাপের সাথে জড়িত এবং এটি একটি খুব স্বল্পমেয়াদী প্রক্রিয়া। এই ফর্মটি অস্থির, যা এর কার্যাবলী অধ্যয়নে অসুবিধা সৃষ্টি করে। এখন পর্যন্ত, সেগুলো ঠিক পরিষ্কার নয়।
DNA প্রতিলিপি এবং এর গঠন
ডিএনএর প্রাথমিক ও মাধ্যমিক উভয় কাঠামোই প্রতিলিপি নামক একটি ঘটনার সময় উদ্ভূত হয় - প্যারেন্ট ম্যাক্রোমোলিকুল থেকে দুটি অভিন্ন "ডাবল হেলিক্স" গঠন। প্রতিলিপির সময়, মূল অণুটি খুলে যায়, এবং পরিপূরক ঘাঁটি মুক্তিপ্রাপ্ত একক চেইনে তৈরি হয়। যেহেতু ডিএনএ অর্ধেকগুলি সমান্তরাল বিরোধী, এই প্রক্রিয়াটি তাদের উপর বিভিন্ন দিকে চলে: 3'-এন্ড থেকে 5'-এন্ড পর্যন্ত প্যারেন্ট চেইনগুলির সাথে সম্পর্কিত, অর্থাৎ, নতুন চেইনগুলি 5' → 3' দিকে বৃদ্ধি পায়। অগ্রণী স্ট্র্যান্ড প্রতিলিপি কাঁটা প্রতি ক্রমাগত সংশ্লেষিত হয়; ল্যাগিং স্ট্র্যান্ডে, কাঁটা থেকে আলাদা আলাদা অংশে (ওকাজাকি টুকরো) সংশ্লেষণ করা হয়, যা পরে একটি বিশেষ এনজাইম, ডিএনএ লিগেস দ্বারা একত্রিত হয়।
যখন সংশ্লেষণ চলতে থাকে, কন্যা অণুর ইতিমধ্যে গঠিত প্রান্তগুলি হেলিকাল মোচড়ের মধ্য দিয়ে যায়। তারপর, প্রতিলিপি সম্পূর্ণ হওয়ার আগে, নবজাতক অণুগুলি সুপারকয়েলিং নামক একটি প্রক্রিয়ায় তৃতীয় স্তর গঠন করতে শুরু করে।
সুপার টুইস্টেড অণু
ডিএনএর সুপারকোয়েলড ফর্মটি ঘটে যখন একটি ডবল-স্ট্র্যান্ডেড অণু একটি অতিরিক্ত মোচড় দেয়। এটি ঘড়ির কাঁটার দিকে (ধনাত্মক) বা হতে পারেবিরুদ্ধে (এই ক্ষেত্রে কেউ নেতিবাচক সুপারকোলিং সম্পর্কে কথা বলে)। বেশিরভাগ জীবের ডিএনএ নেতিবাচকভাবে সুপারকোয়েল করা হয়, অর্থাৎ, "ডাবল হেলিক্স" এর প্রধান বাঁকগুলির বিরুদ্ধে৷
অতিরিক্ত লুপ তৈরির ফলে - সুপারকয়েল - ডিএনএ একটি জটিল স্থানিক কনফিগারেশন অর্জন করে। ইউক্যারিওটিক কোষে, এই প্রক্রিয়াটি কমপ্লেক্সগুলির গঠনের সাথে ঘটে যেখানে ডিএনএ হিস্টোন প্রোটিন কমপ্লেক্সের চারপাশে নেতিবাচকভাবে কুণ্ডলী করে এবং নিউক্লিওসোম পুঁতি সহ একটি সুতার আকার ধারণ করে। থ্রেডের বিনামূল্যের অংশগুলিকে লিঙ্কার বলা হয়। অ-হিস্টোন প্রোটিন এবং অজৈব যৌগগুলিও ডিএনএ অণুর সুপারকোয়েলড আকৃতি বজায় রাখতে অংশ নেয়। এভাবেই ক্রোমাটিন তৈরি হয় - ক্রোমোজোমের পদার্থ।
নিউক্লিওসোমাল পুঁতি সহ ক্রোমাটিন স্ট্র্যান্ডগুলি ক্রোমাটিন ঘনীভবন নামক প্রক্রিয়ায় অঙ্গসংস্থানবিদ্যাকে আরও জটিল করতে সক্ষম।
DNA এর চূড়ান্ত সংক্ষিপ্তকরণ
নিউক্লিয়াসে, ডিঅক্সিরাইবোনিউক্লিক অ্যাসিড ম্যাক্রোমোলিকুলের আকৃতি অত্যন্ত জটিল হয়ে ওঠে, বেশ কয়েকটি ধাপে সংকুচিত হয়।
- প্রথম, ফিলামেন্টটি একটি বিশেষ সোলেনয়েড-টাইপ কাঠামোতে কুণ্ডলী করা হয় - একটি ক্রোমাটিন ফাইব্রিল 30 এনএম পুরু। এই স্তরে, DNA এর দৈর্ঘ্য 6-10 বার ভাঁজ করে এবং ছোট করে।
- আরও, ফাইব্রিল নির্দিষ্ট স্ক্যাফোল্ড প্রোটিনের সাহায্যে জিগজ্যাগ লুপ তৈরি করে, যা ডিএনএর রৈখিক আকার ইতিমধ্যে 20-30 গুণ কমিয়ে দেয়।
- ঘন প্যাকড লুপ ডোমেইন পরবর্তী স্তরে গঠিত হয়, প্রায়শই একটি আকৃতি থাকে যাকে প্রচলিতভাবে "ল্যাম্প ব্রাশ" বলা হয়। তারা ইন্ট্রানিউক্লিয়ার প্রোটিনের সাথে সংযুক্ত থাকেম্যাট্রিক্স এই ধরনের কাঠামোর পুরুত্ব ইতিমধ্যে 700 এনএম, যখন ডিএনএ প্রায় 200 বার ছোট হয়েছে।
- মরফোলজিক্যাল সংগঠনের শেষ স্তরটি ক্রোমোসোমাল। লুপ ডোমেনগুলি এমন পরিমাণে কম্প্যাক্ট করা হয় যে মোট 10,000 বার সংক্ষিপ্তকরণ করা হয়। যদি প্রসারিত অণুর দৈর্ঘ্য প্রায় 5 সেমি হয়, তবে ক্রোমোজোমে প্যাক করার পরে এটি 5 মাইক্রনে কমে যায়।
ডিএনএ আকারের জটিলতার সর্বোচ্চ স্তর মাইটোসিসের মেটাফেজ অবস্থায় পৌঁছায়। তারপরেই এটি একটি বৈশিষ্ট্যযুক্ত চেহারা অর্জন করে - দুটি ক্রোমাটিড একটি সংকোচন-সেন্ট্রোমিয়ার দ্বারা সংযুক্ত, যা বিভাজনের প্রক্রিয়ায় ক্রোমাটিডগুলির বিচ্যুতি নিশ্চিত করে। ইন্টারফেজ ডিএনএ ডোমেন স্তরে সংগঠিত হয় এবং কোষের নিউক্লিয়াসে কোনো নির্দিষ্ট ক্রমে বিতরণ করা হয়। এইভাবে, আমরা দেখতে পাই যে ডিএনএর রূপবিদ্যা এর অস্তিত্বের বিভিন্ন পর্যায়ের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত এবং জীবনের জন্য এই সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ অণুর কার্যকারিতার বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রতিফলিত করে৷
