নিউক্লিক অ্যাসিড, বিশেষ করে ডিএনএ, বিজ্ঞানে বেশ পরিচিত। এটি এই সত্য দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়েছে যে তারা কোষের পদার্থ, যার উপর তার বংশগত তথ্যের সঞ্চয় এবং সংক্রমণ নির্ভর করে। ডিএনএ, 1868 সালে এফ. মিশার দ্বারা আবিষ্কৃত হয়, উচ্চারিত অম্লীয় বৈশিষ্ট্য সহ একটি অণু। বিজ্ঞানী এটিকে লিউকোসাইটের নিউক্লিয়াস থেকে বিচ্ছিন্ন করেছেন - ইমিউন সিস্টেমের কোষ। পরবর্তী 50 বছরে, নিউক্লিক অ্যাসিডের গবেষণা বিক্ষিপ্তভাবে পরিচালিত হয়েছিল, যেহেতু বেশিরভাগ জৈব রসায়নবিদরা প্রোটিনকে প্রধান জৈব পদার্থ হিসাবে বিবেচনা করেছিলেন, অন্যান্য জিনিসগুলির মধ্যে, বংশগত বৈশিষ্ট্যগুলির জন্য দায়ী৷
1953 সালে ওয়াটসন এবং ক্রিক দ্বারা ডিএনএ-এর কাঠামোর পাঠোদ্ধার করার পর থেকে, গুরুতর গবেষণা শুরু হয়েছিল, যা খুঁজে পেয়েছে যে ডিঅক্সিরাইবোনিউক্লিক অ্যাসিড একটি পলিমার, এবং নিউক্লিওটাইডগুলি ডিএনএ মনোমার হিসাবে কাজ করে। তাদের ধরন এবং গঠন এই কাজে আমাদের দ্বারা অধ্যয়ন করা হবে৷
বংশগত তথ্যের কাঠামোগত একক হিসেবে নিউক্লিওটাইড
জীব পদার্থের মৌলিক বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে একটি হল কোষ এবং সমগ্র জীব উভয়ের গঠন এবং কার্যাবলী সম্পর্কে তথ্য সংরক্ষণ এবং সংক্রমণসাধারণত এই ভূমিকাটি ডিঅক্সিরাইবোনিউক্লিক অ্যাসিড দ্বারা পরিচালিত হয়, এবং ডিএনএ মনোমারস - নিউক্লিওটাইডগুলি এক ধরণের "ইট" যা থেকে বংশগতির পদার্থের অনন্য কাঠামো তৈরি করা হয়। একটি নিউক্লিক অ্যাসিড সুপারকয়েল তৈরি করার সময় বন্যপ্রাণীরা কোন লক্ষণগুলির দ্বারা পরিচালিত হয়েছিল তা বিবেচনা করা যাক৷
নিউক্লিওটাইড কিভাবে গঠিত হয়
এই প্রশ্নের উত্তর দেওয়ার জন্য, আমাদের জৈব রসায়ন সম্পর্কে কিছু জ্ঞান দরকার। বিশেষত, আমরা স্মরণ করি যে প্রকৃতিতে নাইট্রোজেন-ধারণকারী হেটেরোসাইক্লিক গ্লাইকোসাইডের একটি গ্রুপ রয়েছে যা মনোস্যাকারাইডের সাথে মিলিত হয় - পেন্টোজ (ডিঅক্সিরাইবোজ বা রাইবোজ)। তাদের নিউক্লিওসাইড বলা হয়। উদাহরণস্বরূপ, অ্যাডিনোসিন এবং অন্যান্য ধরণের নিউক্লিওসাইড কোষের সাইটোসোলে উপস্থিত থাকে। তারা অর্থোফসফোরিক অ্যাসিড অণুর সাথে একটি ইস্টারিফিকেশন প্রতিক্রিয়াতে প্রবেশ করে। এই প্রক্রিয়ার পণ্যগুলি হবে নিউক্লিওটাইড। প্রতিটি ডিএনএ মনোমার, এবং চার প্রকারের, একটি নাম আছে, যেমন গুয়ানিন, থাইমিন এবং সাইটোসিন নিউক্লিওটাইডস।
DNA এর পিউরিন মনোমার
জৈব রসায়নে, একটি শ্রেণিবিন্যাস গৃহীত হয় যা ডিএনএ মনোমার এবং তাদের গঠনকে দুটি গ্রুপে বিভক্ত করে: উদাহরণস্বরূপ, অ্যাডেনিন এবং গুয়ানিন নিউক্লিওটাইড হল পিউরিন। তাদের মধ্যে পিউরিনের ডেরিভেটিভ রয়েছে, একটি জৈব পদার্থ যার সূত্র C5H4N44ডিএনএ মনোমার, একটি গুয়ানিন নিউক্লিওটাইড, এছাড়াও বিটা কনফিগারেশনে একটি এন-গ্লাইকোসিডিক বন্ড দ্বারা ডিঅক্সিরাইবোজের সাথে সংযুক্ত একটি পিউরিন নাইট্রোজেনাস বেস রয়েছে৷
পিরিমিডিন নিউক্লিওটাইডস
নাইট্রোজেনাস ঘাঁটি,সাইটিডাইন এবং থাইমিডিন বলা হয়, জৈব পদার্থ পাইরিমিডিনের ডেরিভেটিভ। এর সূত্র হল C4H4N2। অণু দুটি নাইট্রোজেন পরমাণু সমন্বিত একটি ছয় সদস্য বিশিষ্ট প্ল্যানার হেটেরোসাইকেল। এটা জানা যায় যে থাইমিন নিউক্লিওটাইডের পরিবর্তে, rRNA, tRNA এবং mRNA-এর মতো রাইবোনিউক্লিক অ্যাসিড অণুতে একটি ইউরাসিল মনোমার থাকে। ট্রান্সক্রিপশনের সময়, ডিএনএ জিন থেকে এমআরএনএ অণুতে তথ্য স্থানান্তরের সময়, থাইমিন নিউক্লিওটাইড এডিনাইন দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয় এবং সংশ্লেষিত এমআরএনএ চেইনে ইউরাসিল দ্বারা এডিনাইন নিউক্লিওটাইড প্রতিস্থাপিত হয়। অর্থাৎ, নিম্নলিখিত রেকর্ড ন্যায্য হবে: A - U, T - A.
চারগাফ নিয়ম
পূর্ববর্তী বিভাগে, আমরা ইতিমধ্যেই আংশিকভাবে ডিএনএ চেইন এবং জিন-এমআরএনএ কমপ্লেক্সে মনোমারগুলির মধ্যে চিঠিপত্রের নীতিগুলিকে স্পর্শ করেছি৷ বিখ্যাত জৈব রসায়নবিদ E. Chargaff ডিঅক্সিরাইবোনিউক্লিক অ্যাসিড অণুগুলির একটি সম্পূর্ণ অনন্য বৈশিষ্ট্য প্রতিষ্ঠা করেছিলেন, যথা, এতে অ্যাডেনিন নিউক্লিওটাইডের সংখ্যা সর্বদা থাইমিনের সমান এবং গুয়ানিনের - সাইটোসিনের সমান। চারগ্যাফের নীতির মূল তাত্ত্বিক ভিত্তি ছিল ওয়াটসন এবং ক্রিক-এর গবেষণা, যিনি প্রতিষ্ঠা করেছিলেন কোন মনোমারগুলি ডিএনএ অণু গঠন করে এবং তাদের কোন স্থানিক সংস্থা রয়েছে। আরেকটি প্যাটার্ন, যা Chargaff দ্বারা প্রাপ্ত এবং পরিপূরকতার নীতি বলা হয়, পিউরিন এবং পাইরিমিডিন বেসের রাসায়নিক সম্পর্ক এবং একে অপরের সাথে মিথস্ক্রিয়া করার সময় তাদের হাইড্রোজেন বন্ধন গঠনের ক্ষমতা নির্দেশ করে। এর মানে হল যে উভয় ডিএনএ স্ট্র্যান্ডে মনোমারের বিন্যাস কঠোরভাবে নির্ধারিত হয়: উদাহরণস্বরূপ, প্রথম ডিএনএ স্ট্র্যান্ডের বিপরীত A হতে পারেশুধুমাত্র T ভিন্ন এবং তাদের মধ্যে দুটি হাইড্রোজেন বন্ধন তৈরি হয়। গুয়ানিন নিউক্লিওটাইডের বিপরীতে, শুধুমাত্র সাইটোসিন অবস্থিত হতে পারে। এই ক্ষেত্রে, নাইট্রোজেন ঘাঁটিগুলির মধ্যে তিনটি হাইড্রোজেন বন্ধন তৈরি হয়৷
জেনেটিক কোডে নিউক্লিওটাইডের ভূমিকা
রাইবোসোমে ঘটতে থাকা প্রোটিন জৈবসংশ্লেষণের প্রতিক্রিয়া সম্পাদন করার জন্য, এমআরএনএ নিউক্লিওটাইড ক্রম থেকে পেপটাইডের অ্যামিনো অ্যাসিড গঠন সম্পর্কে তথ্য অ্যামিনো অ্যাসিড অনুক্রমে স্থানান্তর করার একটি প্রক্রিয়া রয়েছে। দেখা গেল যে তিনটি সংলগ্ন মনোমার 20টি সম্ভাব্য অ্যামিনো অ্যাসিডের একটি সম্পর্কে তথ্য বহন করে। এই ঘটনাটিকে জেনেটিক কোড বলা হয়। আণবিক জীববিজ্ঞানের সমস্যা সমাধানে, এটি একটি পেপটাইডের অ্যামিনো অ্যাসিড গঠন উভয়ই নির্ধারণ করতে এবং প্রশ্নটি স্পষ্ট করতে ব্যবহৃত হয়: কোন মনোমারগুলি একটি ডিএনএ অণু গঠন করে, অন্য কথায়, সংশ্লিষ্ট জিনের গঠন কী। উদাহরণস্বরূপ, জিনের AAA ট্রিপলেট (কোডন) প্রোটিন অণুতে অ্যামিনো অ্যাসিড ফেনিল্যালানিনকে এনকোড করে এবং জেনেটিক কোডে এটি এমআরএনএ চেইনের UUU ট্রিপলেটের সাথে মিলে যায়।
ডিএনএ রিডপ্লিকেশন প্রক্রিয়ায় নিউক্লিওটাইডের মিথস্ক্রিয়া
যেমনটি আগে পাওয়া গেছে, কাঠামোগত একক, ডিএনএ মনোমার হল নিউক্লিওটাইড। চেইনগুলির মধ্যে তাদের নির্দিষ্ট ক্রম হল ডিঅক্সিরাইবোনিউক্লিক অ্যাসিডের কন্যা অণুর সংশ্লেষণের প্রক্রিয়ার টেমপ্লেট। এই ঘটনাটি সেল ইন্টারফেজের এস-পর্যায়ে ঘটে। একটি নতুন ডিএনএ অণুর নিউক্লিওটাইড ক্রমটি মূল চেইনে একত্রিত হয় ডিএনএ পলিমারেজ এনজাইমের ক্রিয়াকলাপে, নীতিটি বিবেচনায় নিয়েপরিপূরকতা (A - T, D - C)। প্রতিলিপি ম্যাট্রিক্স সংশ্লেষণের প্রতিক্রিয়া বোঝায়। এর মানে হল ডিএনএ মনোমার এবং প্যারেন্ট চেইনে তাদের গঠন ভিত্তি হিসেবে কাজ করে, অর্থাৎ, এর চাইল্ড কপির ম্যাট্রিক্স।
নিউক্লিওটাইডের গঠন পরিবর্তন হতে পারে
প্রসঙ্গক্রমে, ধরা যাক যে ডিঅক্সিরাইবোনিউক্লিক অ্যাসিড কোষের নিউক্লিয়াসের একটি খুব রক্ষণশীল গঠন। এর জন্য একটি যৌক্তিক ব্যাখ্যা রয়েছে: নিউক্লিয়াসের ক্রোমাটিনে সংরক্ষিত বংশগত তথ্য অবশ্যই অপরিবর্তিত এবং বিকৃতি ছাড়াই অনুলিপি করা উচিত। ঠিক আছে, সেলুলার জিনোম ক্রমাগত পরিবেশগত কারণগুলির "বন্দুকের নীচে" থাকে। উদাহরণস্বরূপ, অ্যালকোহল, ড্রাগস, তেজস্ক্রিয় বিকিরণের মতো আক্রমণাত্মক রাসায়নিক যৌগ। এগুলি সমস্তই তথাকথিত মিউটেজেন, যার প্রভাবে যে কোনও ডিএনএ মনোমার তার রাসায়নিক কাঠামো পরিবর্তন করতে পারে। জৈব রসায়নে এই ধরনের বিকৃতিকে বিন্দু মিউটেশন বলে। কোষের জিনোমে তাদের সংঘটনের ফ্রিকোয়েন্সি বেশ বেশি। মিউটেশনগুলি সেলুলার মেরামত সিস্টেমের ভাল-কার্যকর কাজের দ্বারা সংশোধন করা হয়, যার মধ্যে এনজাইমগুলির একটি সেট রয়েছে৷
তাদের মধ্যে কিছু, উদাহরণস্বরূপ, সীমাবদ্ধতা, ক্ষতিগ্রস্থ নিউক্লিওটাইডগুলি "কাট আউট" করে, পলিমারেজগুলি স্বাভাবিক মনোমারের সংশ্লেষণ প্রদান করে, লিগাসেস জিনের পুনরুদ্ধার করা অংশগুলিকে "সেলাই" করে। যদি, কোন কারণে, উপরে বর্ণিত প্রক্রিয়াটি কোষে কাজ না করে এবং ত্রুটিপূর্ণ ডিএনএ মনোমার তার অণুতে থেকে যায়, তবে মিউটেশনটি ম্যাট্রিক্স সংশ্লেষণের প্রক্রিয়া দ্বারা বাছাই করা হয় এবং ফিনোটাইপিকভাবে প্রতিবন্ধী বৈশিষ্ট্য সহ প্রোটিনের আকারে নিজেকে প্রকাশ করে। তাদের মধ্যে অন্তর্নিহিত প্রয়োজনীয় ফাংশন সম্পাদন করতে অক্ষমসেলুলার বিপাক এটি একটি গুরুতর নেতিবাচক কারণ যা কোষের কার্যক্ষমতা হ্রাস করে এবং এর জীবনকালকে ছোট করে।
