আসুন নন-হিস্টোন প্রোটিনের কার্যকারিতা বিবেচনা করি, শরীরের জন্য তাদের গুরুত্ব। এই বিষয়টি বিশেষ আগ্রহের এবং বিস্তারিত অধ্যয়নের যোগ্য৷
প্রধান ক্রোমাটিন প্রোটিন
হিস্টোন এবং নন-হিস্টোন প্রোটিন সরাসরি ডিএনএর সাথে যুক্ত। ইন্টারফেজ এবং মাইটোটিক ক্রোমোজোম গঠনে এর ভূমিকা বেশ বড় - জেনেটিক তথ্যের সঞ্চয় ও বিতরণ।
এই ধরনের কার্য সম্পাদন করার সময়, একটি পরিষ্কার কাঠামোগত ভিত্তি থাকা প্রয়োজন যা দীর্ঘ ডিএনএ অণুগুলিকে একটি পরিষ্কার ক্রমে সাজানোর অনুমতি দেয়। এই ক্রিয়াটি আপনাকে আরএনএ সংশ্লেষণ এবং ডিএনএ প্রতিলিপির ফ্রিকোয়েন্সি নিয়ন্ত্রণ করতে দেয়৷
আন্তঃফেজ নিউক্লিয়াসে এর ঘনত্ব 100 মিগ্রা/মিলি। একটি স্তন্যপায়ী নিউক্লিয়াসে প্রায় 2 মিটার ডিএনএ থাকে, যা প্রায় 10 মাইক্রন ব্যাস সহ একটি গোলাকার নিউক্লিয়াসে স্থানীয় হয়৷
প্রোটিন গ্রুপ
বৈচিত্র্য সত্ত্বেও, এটি দুটি দলকে একক করার প্রথাগত। হিস্টোন এবং নন-হিস্টোন প্রোটিনের কার্যকারিতার মধ্যে কিছু পার্থক্য রয়েছে। সমস্ত ক্রোমাটিন প্রোটিনের প্রায় 80 শতাংশ হিস্টোন। তারা আয়নিক এবং লবণ বন্ধনের মাধ্যমে ডিএনএর সাথে যোগাযোগ করে।
উল্লেখযোগ্য পরিমাণে থাকা সত্ত্বেও ক্রোমাটিনের হিস্টোন এবং নন-হিস্টোন প্রোটিনএকটি নগণ্য প্রকারের প্রোটিন দ্বারা উপস্থাপিত, ইউক্যারিওটিক কোষে প্রায় পাঁচ থেকে সাত ধরনের হিস্টোন অণু থাকে।
ক্রোমোজোমে ননহিস্টোন প্রোটিন বেশির ভাগই নির্দিষ্ট। তারা শুধুমাত্র ডিএনএ অণুর নির্দিষ্ট কাঠামোর সাথে যোগাযোগ করে।
হিস্টোন বৈশিষ্ট্য
ক্রোমোজোমে হিস্টোন এবং নন-হিস্টোন প্রোটিনের কাজ কী? হিস্টোনগুলি ডিএনএর সাথে একটি আণবিক কমপ্লেক্সের আকারে আবদ্ধ হয়, তারা এই ধরনের একটি সিস্টেমের সাবইউনিট।
হিস্টোন শুধুমাত্র ক্রোমাটিনের বৈশিষ্ট্যযুক্ত প্রোটিন। তাদের কিছু গুণাবলী রয়েছে যা তাদের জীবের মধ্যে নির্দিষ্ট ফাংশন সম্পাদন করতে দেয়। এগুলি হল ক্ষারীয় বা মৌলিক প্রোটিন, যা আর্জিনাইন এবং লাইসিনের মোটামুটি উচ্চ সামগ্রী দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। অ্যামিনো গ্রুপের ইতিবাচক চার্জের কারণে, ডিএনএর ফসফেট কাঠামোর বিপরীত চার্জের সাথে একটি ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক বা লবণ বন্ধন সৃষ্টি হয়।
এই বন্ধনটি বেশ দুর্বল, এটি সহজেই ধ্বংস হয়ে যায় এবং হিস্টোন এবং ডিএনএ-তে বিচ্ছিন্নতা ঘটে। ক্রোমাটিনকে একটি জটিল নিউক্লিক-প্রোটিন কমপ্লেক্স হিসাবে বিবেচনা করা হয়, যার ভিতরে অত্যন্ত পলিমারিক রৈখিক ডিএনএ অণু রয়েছে, সেইসাথে উল্লেখযোগ্য সংখ্যক হিস্টোন অণু রয়েছে।
বৈশিষ্ট্য
আণবিক ওজনের দিক থেকে হিস্টোনগুলি মোটামুটি ছোট প্রোটিন। সমস্ত ইউক্যারিওটে তাদের একই বৈশিষ্ট্য রয়েছে এবং হিস্টোনের অনুরূপ শ্রেণীর দ্বারা পাওয়া যায়। উদাহরণস্বরূপ, H3 এবং H4 প্রকারগুলিকে আর্জিনাইন সমৃদ্ধ বলে মনে করা হয়, কারণ এতে যথেষ্ট পরিমাণে এটি রয়েছেঅ্যামিনো অ্যাসিড।
হিস্টোনের বিভিন্নতা
এই ধরনের হিস্টোনগুলিকে রক্ষণশীল বলে মনে করা হয়, কারণ তাদের মধ্যে অ্যামিনো অ্যাসিডের ক্রম দূরবর্তী প্রজাতিতেও একই রকম।
H2A এবং H2B মাঝারি লাইসিন প্রোটিন হিসাবে বিবেচিত হয়। এই গোষ্ঠীর মধ্যে বিভিন্ন বস্তুর প্রাথমিক কাঠামোর পাশাপাশি অ্যামিনো অ্যাসিডের অবশিষ্টাংশের ক্রমানুসারে কিছু বৈচিত্র্য রয়েছে।
হিস্টোন H1 হল প্রোটিনের একটি শ্রেণী যেখানে অ্যামিনো অ্যাসিড একই ক্রমানুসারে সাজানো হয়।
এগুলি আরও উল্লেখযোগ্য আন্তঃপ্রজাতি এবং আন্তঃপ্রজাতির বৈচিত্র দেখায়। একটি উল্লেখযোগ্য পরিমাণ লাইসিনকে একটি সাধারণ সম্পত্তি হিসাবে বিবেচনা করা হয়, যার ফলস্বরূপ এই প্রোটিনগুলিকে পাতলা লবণাক্ত দ্রবণে ক্রোমাটিন থেকে পৃথক করা যেতে পারে৷
সমস্ত শ্রেণীর হিস্টোনগুলি প্রধান অ্যামিনো অ্যাসিডগুলির একটি ক্লাস্টার বিতরণ দ্বারা চিহ্নিত করা হয়: অণুর শেষ প্রান্তে আর্জিনাইন এবং লাইসিন।
H1 এর একটি পরিবর্তনশীল এন-টার্মিনাস রয়েছে যা অন্যান্য হিস্টোনগুলির সাথে মিথস্ক্রিয়া করে এবং সি-টার্মিনাস লাইসিন দ্বারা সমৃদ্ধ হয়, তিনিই ডিএনএর সাথে যোগাযোগ করে।
কোষের জীবদ্দশায় হিস্টোন পরিবর্তন সম্ভব:
- মিথিলেশন;
- এসিটিলেশন।
এই ধরনের প্রক্রিয়াগুলি ইতিবাচক চার্জের সংখ্যার পরিবর্তনের দিকে নিয়ে যায়, সেগুলি বিপরীত প্রতিক্রিয়া। যখন সেরিন অবশিষ্টাংশগুলি ফসফরিলেটেড হয়, তখন একটি অতিরিক্ত নেতিবাচক চার্জ প্রদর্শিত হয়। এই ধরনের পরিবর্তনগুলি হিস্টোনের বৈশিষ্ট্য এবং ডিএনএর সাথে তাদের মিথস্ক্রিয়াকে প্রভাবিত করে। উদাহরণস্বরূপ, যখন হিস্টোনগুলি অ্যাসিটাইলেটেড হয়, তখন জিন সক্রিয়করণ পরিলক্ষিত হয় এবং ডিফসফোরিলেশনের ফলে ডিকনডেনসেশন এবং ঘনীভূত হয়ক্রোমাটিন।
সংশ্লেষণ বৈশিষ্ট্য
প্রক্রিয়াটি সাইটোপ্লাজমে ঘটে, তারপর এটি নিউক্লিয়াসে স্থানান্তরিত হয়, এস-পিরিয়ডে এর প্রতিলিপির সময় ডিএনএর সাথে আবদ্ধ হয়। কোষ দ্বারা ডিএনএ সংশ্লেষণ বন্ধ হওয়ার পর, তথ্য হিস্টোন আরএনএ কয়েক মিনিটের মধ্যে ক্ষয় হয়ে যায়, সংশ্লেষণ প্রক্রিয়া বন্ধ হয়ে যায়।
গ্রুপে বিভক্ত
বিভিন্ন ধরনের নন-হিস্টোন প্রোটিন রয়েছে। পাঁচটি গ্রুপে তাদের বিভাজন শর্তসাপেক্ষ, এটি অভ্যন্তরীণ মিলের উপর ভিত্তি করে। উচ্চ এবং নিম্ন ইউক্যারিওটিক জীবের মধ্যে উল্লেখযোগ্য সংখ্যক স্বতন্ত্র বৈশিষ্ট্য চিহ্নিত করা হয়েছে।
উদাহরণস্বরূপ, H1 এর পরিবর্তে, নিম্ন মেরুদণ্ডী প্রাণীর টিস্যুর বৈশিষ্ট্য, হিস্টোন H5 পাওয়া যায়, যাতে বেশি সেরিন এবং আরজিনিন থাকে।
ইউক্যারিওটে হিস্টোন গ্রুপের আংশিক বা সম্পূর্ণ অনুপস্থিতির সাথে সম্পর্কিত পরিস্থিতিও রয়েছে।
কার্যকারিতা
ব্যাকটেরিয়া, ভাইরাস, মাইটোকন্ড্রিয়ায় অনুরূপ প্রোটিন পাওয়া গেছে। উদাহরণস্বরূপ, ই. কোলাইতে, কোষে প্রোটিন পাওয়া গেছে, যার অ্যামিনো অ্যাসিড গঠন হিস্টোনের মতো।
ননহিস্টোন ক্রোমাটিন প্রোটিন জীবন্ত প্রাণীর মধ্যে গুরুত্বপূর্ণ কাজ করে। নিউক্লিওসোম সনাক্তকরণের আগে, এই জাতীয় প্রোটিনের কার্যকরী তাত্পর্য, নিয়ন্ত্রক এবং কাঠামোগত ভূমিকা সম্পর্কে দুটি অনুমান ব্যবহার করা হয়েছিল৷
এটা পাওয়া গেছে যে যখন বিচ্ছিন্ন ক্রোমাটিনে RNA পলিমারেজ যোগ করা হয়, তখন ট্রান্সক্রিপশন প্রক্রিয়ার জন্য একটি টেমপ্লেট পাওয়া যায়। কিন্তু তার কার্যকলাপ অনুমান করা হয়এর মাত্র 10 শতাংশ বিশুদ্ধ ডিএনএর জন্য। হিস্টোন গোষ্ঠীগুলি অপসারণের সাথে সাথে এটি বৃদ্ধি পায় এবং তাদের অনুপস্থিতিতে এটি সর্বাধিক মান।
এটি নির্দেশ করে যে হিস্টোনের মোট বিষয়বস্তু আপনাকে ট্রান্সক্রিপশন প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ করতে দেয়। হিস্টোনের গুণগত এবং পরিমাণগত পরিবর্তন ক্রোমাটিনের কার্যকলাপকে প্রভাবিত করে, এর কম্প্যাক্টনেসের মাত্রা।
বিভিন্ন কোষে নির্দিষ্ট এমআরএনএ সংশ্লেষণের সময় হিস্টোনের নিয়ন্ত্রক বৈশিষ্ট্যের নির্দিষ্টতার প্রশ্নটি পুরোপুরি অধ্যয়ন করা হয়নি।
বিশুদ্ধ ডিএনএ সমন্বিত সমাধানে ধীরে ধীরে হিস্টোন ভগ্নাংশ যোগ করার সাথে সাথে একটি ডিএনপি কমপ্লেক্স আকারে বৃষ্টিপাত পরিলক্ষিত হয়। যখন ক্রোমাটিন দ্রবণ থেকে হিস্টোনগুলি সরানো হয়, তখন একটি দ্রবণীয় বেসে সম্পূর্ণ রূপান্তর ঘটে।
নন-হিস্টোন প্রোটিনগুলির কাজগুলি অণু নির্মাণের মধ্যে সীমাবদ্ধ নয়, তারা আরও জটিল এবং বহুমুখী।
নিউক্লিওসোমের গঠনগত গুরুত্ব
প্রথম ইলেক্ট্রোমাইক্রোস্কোপিক এবং জৈব রাসায়নিক গবেষণায়, এটি প্রমাণিত হয়েছিল যে ডিপিএন প্রস্তুতিতে ফিলামেন্টাস কাঠামো রয়েছে, যার ব্যাস 5-50 nm এর মধ্যে। প্রোটিন অণুগুলির গঠন সম্পর্কে ধারণার উন্নতির সাথে, এটি খুঁজে বের করা সম্ভব হয়েছিল যে ক্রোমাটিন ফাইব্রিলের ব্যাস এবং ড্রাগ বিচ্ছিন্নকরণের পদ্ধতির মধ্যে একটি সরাসরি সম্পর্ক রয়েছে৷
মাইটোটিক ক্রোমোজোম এবং ইন্টারফেজ নিউক্লিয়াসের পাতলা অংশে, গ্লুটারালডিহাইড সনাক্ত করার পরে, ক্রোমেটেড ফাইব্রিল পাওয়া গেছে, যার পুরুত্ব 30 এনএম।
ফাইব্রিলের আকার একই রকমক্রোমাটিন তাদের নিউক্লিয়াস ফিজিকাল ফিক্সেশনের ক্ষেত্রে: হিমায়িত করার সময়, চিপ করা, অনুরূপ প্রস্তুতি থেকে প্রতিলিপি নেওয়া।
ক্রোমাটিনের অ-হিস্টোন প্রোটিন দুটি ভিন্ন উপায়ে ক্রোমাটিন কণা নিউক্লিওসোম দ্বারা আবিষ্কৃত হয়েছে।
গবেষণা
যখন ক্রোমাটিন প্রস্তুতিগুলিকে ক্ষারীয় অবস্থায় ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপির জন্য একটি সাবস্ট্রেটে নগণ্য আয়নিক শক্তির সাথে জমা করা হয়, তখন পুঁতির মতো ক্রোমাটিন স্ট্র্যান্ডগুলি পাওয়া যায়। তাদের আকার 10 এনএম অতিক্রম করে না, এবং গ্লোবুলগুলি ডিএনএ বিভাগ দ্বারা আন্তঃসংযুক্ত, যার দৈর্ঘ্য 20 এনএম অতিক্রম করে না। পর্যবেক্ষণের সময়, ডিএনএ এবং ক্ষয়কারী পণ্যগুলির মধ্যে একটি সংযোগ স্থাপন করা সম্ভব হয়েছিল৷
আকর্ষণীয় তথ্য
অ-হিস্টোন প্রোটিনগুলি ক্রোমাটিন প্রোটিনের প্রায় বিশ শতাংশ তৈরি করে। এগুলি প্রোটিন (ক্রোমোজোম দ্বারা নিঃসৃত হওয়া ছাড়া)। নন-হিস্টোন প্রোটিন হল প্রোটিনের একটি সম্মিলিত গোষ্ঠী যা একে অপরের থেকে শুধুমাত্র বৈশিষ্ট্যেই নয়, কার্যকরী গুরুত্বেও আলাদা।
এদের অধিকাংশই পারমাণবিক ম্যাট্রিক্স প্রোটিনকে নির্দেশ করে, যা ইন্টারফেজ নিউক্লিয়াস এবং মাইটোটিক ক্রোমোজোম উভয় ক্ষেত্রেই পাওয়া যায়।
নন-হিস্টোন প্রোটিনে বিভিন্ন আণবিক ওজন সহ প্রায় 450টি পৃথক পলিমার অন্তর্ভুক্ত থাকতে পারে। তাদের মধ্যে কিছু জলে দ্রবণীয়, অন্যরা অম্লীয় দ্রবণে দ্রবণীয়। ডিনাচারিং এজেন্টের উপস্থিতিতে চলমান বিচ্ছিন্নতার ক্রোমাটিনের সাথে সংযোগের ভঙ্গুরতার কারণে, এই প্রোটিন অণুগুলির শ্রেণীবিভাগ এবং বর্ণনার সাথে উল্লেখযোগ্য সমস্যা রয়েছে৷
ননহিস্টোন প্রোটিন নিয়ন্ত্রক পলিমার,উদ্দীপক প্রতিলিপি। এছাড়াও এই প্রক্রিয়ার প্রতিষেধক রয়েছে যা ডিএনএ-তে একটি নির্দিষ্ট ক্রমানুসারে আবদ্ধ।
ননহিস্টোন প্রোটিনগুলি নিউক্লিক অ্যাসিডের বিপাকের সাথে জড়িত এনজাইমগুলিকেও অন্তর্ভুক্ত করতে পারে: আরএনএ এবং ডিএনএ মিথাইলেস, ডিএনএস, পলিমারেজ, ক্রোমাটিন প্রোটিন৷
অনেক অনুরূপ পলিমারিক যৌগের পরিবেশকে উচ্চ গতিশীলতা সহ সর্বাধিক অধ্যয়ন করা অ-হিস্টোন প্রোটিন হিসাবে বিবেচনা করা হয়। তারা ভাল ইলেক্ট্রোফোরেটিক গতিশীলতা, সাধারণ লবণের দ্রবণে নিষ্কাশন দ্বারা চিহ্নিত করা হয়।
HMG প্রোটিন চার প্রকারে পাওয়া যায়:
- HMG-2 (m.w.=26,000),
- HMG-1 (m.w.=25,500),
- HMG-17 (m.w.=9247),
- HMG-14 (m.w.=100,000)।
এই ধরনের কাঠামোর একটি জীবন্ত কোষে হিস্টোনের মোট পরিমাণের 5% এর বেশি থাকে না। এগুলি সক্রিয় ক্রোমাটিনে বিশেষত সাধারণ।
HMG-2 এবং HMG-1 প্রোটিন নিউক্লিওসোমগুলিতে অন্তর্ভুক্ত নয়, তারা শুধুমাত্র লিঙ্কার ডিএনএ টুকরাগুলির সাথে আবদ্ধ হয়৷
প্রোটিন HMG-14 এবং HMG-17 নিউক্লিওসোমের হার্টের মতো পলিমারের সাথে আবদ্ধ করতে সক্ষম, যার ফলে DNP ফাইব্রিলের সমাবেশ স্তরে পরিবর্তন হয়, তারা RNA পলিমারেজের সাথে প্রতিক্রিয়ার জন্য আরও অ্যাক্সেসযোগ্য হবে। এমন পরিস্থিতিতে, এইচএমজি প্রোটিন ট্রান্সক্রিপশনাল কার্যকলাপের নিয়ন্ত্রকের ভূমিকা পালন করে। এটি পাওয়া গেছে যে ক্রোমাটিন ভগ্নাংশ, যা DNase I-এর প্রতি বর্ধিত সংবেদনশীলতা, HMG প্রোটিনের সাথে সম্পৃক্ত।
উপসংহার
ক্রোমাটিনের কাঠামোগত সংগঠনের তৃতীয় স্তর হল DNA এর লুপ ডোমেইন। গবেষণায় দেখা গেছে, শুধু ডক্রোমোসোমাল প্রাথমিক উপাদানগুলির নীতির পাঠোদ্ধার করে, ইন্টারফেজে মাইটোসিসে ক্রোমোজোমের সম্পূর্ণ ছবি পাওয়া কঠিন।
ডিএনএ ঘনত্ব 40 গুণ দ্বারা সর্বাধিক সর্পিলকরণের কারণে প্রাপ্ত হয়। ক্রোমোজোমের আকার এবং বৈশিষ্ট্য সম্পর্কে প্রকৃত ধারণা পাওয়ার জন্য এটি যথেষ্ট নয়। এটা যৌক্তিকভাবে উপসংহারে পৌঁছানো যেতে পারে যে ডিএনএ সমাবেশের আরও উচ্চ স্তর থাকতে হবে, যার সাহায্যে ক্রোমোজোমগুলিকে দ্ব্যর্থহীনভাবে চিহ্নিত করা সম্ভব হবে।
বিজ্ঞানীরা এর কৃত্রিম ডিকনডেনসেশনের ফলে ক্রোমাটিন সংস্থার অনুরূপ স্তর সনাক্ত করতে সক্ষম হয়েছেন। এই ধরনের পরিস্থিতিতে, নির্দিষ্ট প্রোটিনগুলি ডিএনএ-র নির্দিষ্ট অংশগুলির সাথে আবদ্ধ হবে যেগুলির সংযোগের জায়গায় ডোমেন রয়েছে৷
ডিএনএ লুপ প্যাকিংয়ের নীতিটি ইউক্যারিওটিক কোষেও আবিষ্কৃত হয়েছিল।
উদাহরণস্বরূপ, যদি বিচ্ছিন্ন নিউক্লিয়াসকে টেবিল লবণের দ্রবণ দিয়ে চিকিত্সা করা হয় তবে নিউক্লিয়াসের অখণ্ডতা সংরক্ষণ করা হবে। এই গঠন একটি নিউক্লিওটাইড হিসাবে পরিচিত হয়ে ওঠে. এর পরিধিতে উল্লেখযোগ্য সংখ্যক বন্ধ ডিএনএ লুপ রয়েছে, যার গড় আকার 60 kb৷
ক্রোমোমেরের প্রস্তুতিমূলক বিচ্ছিন্নতার সাথে, তারপরে তাদের থেকে হিস্টোনগুলি নিষ্কাশন করা হলে, একটি ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপের নীচে লুপযুক্ত রোজেটের মতো কাঠামো দৃশ্যমান হবে। একটি সকেটে লুপের সংখ্যা 15 থেকে 80 পর্যন্ত, ডিএনএর মোট দৈর্ঘ্য 50 মাইক্রনে পৌঁছেছে৷
পরীক্ষামূলক ক্রিয়াকলাপের সময় প্রাপ্ত প্রোটিন অণুর গঠন এবং প্রধান কার্যকরী বৈশিষ্ট্য সম্পর্কে ধারণাগুলি বিজ্ঞানীদের ওষুধ তৈরি করতে এবং উদ্ভাবনী তৈরি করতে দেয়জেনেটিক রোগের বিরুদ্ধে কার্যকর লড়াইয়ের পদ্ধতি।
