প্রোটিন সংশ্লেষণ একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ প্রক্রিয়া। তিনিই আমাদের শরীরের বৃদ্ধি ও বিকাশে সাহায্য করেন। এটা অনেক কোষ গঠন জড়িত. সর্বোপরি, প্রথমে আপনাকে বুঝতে হবে আমরা ঠিক কী সংশ্লেষণ করতে যাচ্ছি৷
এই মুহূর্তে কী প্রোটিন তৈরি করতে হবে - এনজাইমগুলি এর জন্য দায়ী। তারা একটি নির্দিষ্ট প্রোটিনের প্রয়োজনীয়তা সম্পর্কে কোষ থেকে সংকেত পায়, তারপরে এর সংশ্লেষণ শুরু হয়।
যেখানে প্রোটিন সংশ্লেষণ হয়
যেকোন কোষে প্রোটিন জৈবসংশ্লেষণের প্রধান স্থান হল রাইবোসোম। এটি একটি জটিল অপ্রতিসম কাঠামো সহ একটি বড় ম্যাক্রোমোলিকিউল। এটি আরএনএ (রাইবোনিউক্লিক অ্যাসিড) এবং প্রোটিন নিয়ে গঠিত। রাইবোসোম এককভাবে অবস্থিত হতে পারে। কিন্তু প্রায়শই তারা ইপিএসের সাথে একত্রিত হয়, যা পরবর্তী বাছাই এবং প্রোটিন পরিবহনের সুবিধা দেয়।
যদি রাইবোসোমগুলি এন্ডোপ্লাজমিক রেটিকুলামের উপর বসে থাকে তবে তাকে রুক্ষ ER বলা হয়। যখন অনুবাদ তীব্র হয়, তখন একাধিক রাইবোসোম একবারে একটি টেমপ্লেট বরাবর চলে যেতে পারে। তারা একে অপরকে অনুসরণ করে এবং অন্য অর্গানেলগুলিতে হস্তক্ষেপ করে না।
সংশ্লেষণের জন্য কী প্রয়োজনকাঠবিড়ালি
প্রক্রিয়াটি এগিয়ে যাওয়ার জন্য, প্রোটিন সংশ্লেষণ সিস্টেমের সমস্ত প্রধান উপাদানগুলি যথাস্থানে থাকা আবশ্যক:
- একটি প্রোগ্রাম যা শৃঙ্খলে অ্যামিনো অ্যাসিডের অবশিষ্টাংশের ক্রম নির্ধারণ করে, যথা mRNA, যা এই তথ্যটি DNA থেকে রাইবোসোমে স্থানান্তর করবে।
- অ্যামিনো অ্যাসিড উপাদান যা থেকে একটি নতুন অণু তৈরি হবে।
- tRNA, যা রাইবোসোমে প্রতিটি অ্যামিনো অ্যাসিড সরবরাহ করবে, জেনেটিক কোডের পাঠোদ্ধারে অংশ নেবে৷
- Aminoacyl-tRNA সিন্থেটেজ।
- রাইবোসোম হল প্রোটিন জৈবসংশ্লেষণের প্রধান স্থান।
- শক্তি।
- ম্যাগনেসিয়াম আয়ন।
- প্রোটিন ফ্যাক্টর (প্রতিটি পর্যায়ের নিজস্ব আছে)।
এখন আসুন তাদের প্রতিটিকে আরও বিশদে দেখি এবং কীভাবে প্রোটিন তৈরি হয় তা খুঁজে বের করা যাক। জৈব সংশ্লেষণের প্রক্রিয়া খুবই আকর্ষণীয়, সমস্ত উপাদান অস্বাভাবিকভাবে সমন্বিতভাবে কাজ করে।
সংশ্লেষণ প্রোগ্রাম, ম্যাট্রিক্স অনুসন্ধান
আমাদের শরীর যে প্রোটিন তৈরি করতে পারে তার সমস্ত তথ্য ডিএনএ-তে রয়েছে। ডিঅক্সিরাইবোনিউক্লিক অ্যাসিড জেনেটিক তথ্য সংরক্ষণ করতে ব্যবহৃত হয়। এটি ক্রোমোজোমে নিরাপদে প্যাক করা থাকে এবং নিউক্লিয়াসের কোষে অবস্থিত (যদি আমরা ইউক্যারিওটস সম্পর্কে কথা বলি) বা সাইটোপ্লাজমে (প্রোকারিওটে) ভাসতে থাকে।
ডিএনএ গবেষণা এবং এর জেনেটিক ভূমিকার স্বীকৃতির পরে, এটি স্পষ্ট হয়ে ওঠে যে এটি অনুবাদের জন্য সরাসরি টেমপ্লেট নয়। পর্যবেক্ষণগুলি পরামর্শ দিয়েছে যে RNA প্রোটিন সংশ্লেষণের সাথে যুক্ত। বিজ্ঞানীরা সিদ্ধান্ত নিয়েছিলেন যে এটি একটি মধ্যস্থতাকারী হওয়া উচিত, ডিএনএ থেকে রাইবোসোমে তথ্য স্থানান্তর করা উচিত, একটি ম্যাট্রিক্স হিসাবে কাজ করে৷
একই সময়ে ছিলরাইবোসোমগুলি উন্মুক্ত, তাদের আরএনএ সেলুলার রাইবোনিউক্লিক অ্যাসিডের বিশাল সংখ্যাগরিষ্ঠ অংশ তৈরি করে। প্রোটিন সংশ্লেষণের জন্য এটি একটি ম্যাট্রিক্স কিনা তা পরীক্ষা করার জন্য, 1956-1957 সালে A. N. Belozersky এবং A. S. Spirin। বিপুল সংখ্যক অণুজীবের মধ্যে নিউক্লিক অ্যাসিডের গঠনের একটি তুলনামূলক বিশ্লেষণ পরিচালনা করেছেন৷
ধারণা করা হয়েছিল যে যদি "DNA-rRNA-protein" স্কিমের ধারণা সঠিক হয়, তাহলে মোট RNA-এর গঠন DNA-এর মতোই পরিবর্তিত হবে। কিন্তু, বিভিন্ন প্রজাতির মধ্যে ডিঅক্সিরাইবোনিউক্লিক অ্যাসিডের বিশাল পার্থক্য থাকা সত্ত্বেও, বিবেচিত সমস্ত ব্যাকটেরিয়াতে মোট রাইবোনিউক্লিক অ্যাসিডের গঠন একই রকম ছিল। এর থেকে, বিজ্ঞানীরা উপসংহারে পৌঁছেছেন যে মূল সেলুলার আরএনএ (অর্থাৎ, রাইবোসোমাল) জেনেটিক তথ্যের বাহক এবং প্রোটিনের মধ্যে সরাসরি মধ্যস্থতাকারী নয়৷
mRNA এর আবিষ্কার
পরে এটি আবিষ্কৃত হয় যে RNA-এর একটি ছোট ভগ্নাংশ DNA-এর গঠনের পুনরাবৃত্তি করে এবং একটি মধ্যস্থতাকারী হিসেবে কাজ করতে পারে। 1956 সালে, E. Volkin এবং F. Astrachan T2 ব্যাকটেরিওফেজ দ্বারা সংক্রমিত ব্যাকটেরিয়াতে RNA সংশ্লেষণের প্রক্রিয়া অধ্যয়ন করেন। এটি কোষে প্রবেশ করার পরে, এটি ফেজ প্রোটিনের সংশ্লেষণে স্যুইচ করে। একই সময়ে, আরএনএর প্রধান অংশ পরিবর্তন হয়নি। কিন্তু কোষে, বিপাকীয়ভাবে অস্থির RNA-এর একটি ছোট ভগ্নাংশের সংশ্লেষণ শুরু হয়, নিউক্লিওটাইড ক্রম যার মধ্যে ফেজ DNA-এর গঠনের অনুরূপ।
1961 সালে, রাইবোনিউক্লিক অ্যাসিডের এই ছোট ভগ্নাংশটি আরএনএর মোট ভর থেকে বিচ্ছিন্ন হয়েছিল। এর মধ্যস্থতাকারী ফাংশনের প্রমাণ পরীক্ষাগুলি থেকে পাওয়া গেছে। টি 4 ফেজ সহ কোষগুলির সংক্রমণের পরে, নতুন এমআরএনএ গঠিত হয়েছিল। তিনি পুরানো মাস্টারদের সাথে সংযোগ স্থাপন করেছিলেনরাইবোসোম (সংক্রমণের পরে কোন নতুন রাইবোসোম পাওয়া যায় না), যা ফেজ প্রোটিন সংশ্লেষণ করতে শুরু করে। এই "ডিএনএ-এর মতো আরএনএ" ফেজের ডিএনএ স্ট্র্যান্ডগুলির একটির পরিপূরক হিসাবে পাওয়া গেছে৷
1961 সালে, এফ. জ্যাকব এবং জে. মনড পরামর্শ দিয়েছিলেন যে এই আরএনএ জিন থেকে রাইবোসোমে তথ্য বহন করে এবং প্রোটিন সংশ্লেষণের সময় অ্যামিনো অ্যাসিডের অনুক্রমিক বিন্যাসের জন্য একটি ম্যাট্রিক্স।
এমআরএনএ দ্বারা প্রোটিন সংশ্লেষণের সাইটে তথ্য স্থানান্তর করা হয়। ডিএনএ থেকে তথ্য পড়া এবং মেসেঞ্জার আরএনএ তৈরির প্রক্রিয়াকে ট্রান্সক্রিপশন বলা হয়। এর পরে, আরএনএ একাধিক অতিরিক্ত পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যায়, একে "প্রসেসিং" বলা হয়। এটি চলাকালীন, ম্যাট্রিক্স রাইবোনিউক্লিক অ্যাসিড থেকে কিছু অংশ কেটে ফেলা যেতে পারে। তারপর mRNA চলে যায় রাইবোসোমে।
প্রোটিনের জন্য বিল্ডিং উপাদান: অ্যামিনো অ্যাসিড
মোট 20টি অ্যামিনো অ্যাসিড রয়েছে, তাদের মধ্যে কয়েকটি অপরিহার্য, অর্থাৎ, শরীর তাদের সংশ্লেষণ করতে পারে না। কোষে কিছু অ্যাসিড পর্যাপ্ত না হলে, এটি অনুবাদে মন্থরতা বা এমনকি প্রক্রিয়াটি সম্পূর্ণ বন্ধ করে দিতে পারে। প্রোটিন জৈবসংশ্লেষণ সঠিকভাবে এগিয়ে যাওয়ার জন্য পর্যাপ্ত পরিমাণে প্রতিটি অ্যামিনো অ্যাসিডের উপস্থিতিই প্রধান প্রয়োজন৷
19 শতকে বিজ্ঞানীরা অ্যামিনো অ্যাসিড সম্পর্কে সাধারণ তথ্য পেয়েছিলেন। তারপর, 1820 সালে, প্রথম দুটি অ্যামিনো অ্যাসিড, গ্লাইসিন এবং লিউসিনকে বিচ্ছিন্ন করা হয়েছিল৷
একটি প্রোটিনে (তথাকথিত প্রাথমিক কাঠামো) এই মনোমারগুলির ক্রম সম্পূর্ণরূপে তার পরবর্তী স্তরের সংগঠনকে নির্ধারণ করে এবং তাই এর ভৌত এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলি।
অ্যামিনো অ্যাসিডের পরিবহন: tRNA এবং aa-tRNA সিন্থেটেজ
কিন্তু অ্যামিনো অ্যাসিড নিজেদেরকে প্রোটিন শৃঙ্খলে তৈরি করতে পারে না। তাদের প্রোটিন জৈব সংশ্লেষণের মূল সাইটে পৌঁছানোর জন্য, আরএনএ স্থানান্তর প্রয়োজন৷
প্রতিটি aa-tRNA সিন্থেটেজ শুধুমাত্র তার নিজস্ব অ্যামিনো অ্যাসিড এবং শুধুমাত্র টিআরএনএকে স্বীকৃতি দেয় যার সাথে এটি সংযুক্ত করা আবশ্যক। দেখা যাচ্ছে যে এনজাইমের এই পরিবারে 20 ধরণের সিন্থেটেস রয়েছে। এটি কেবলমাত্র বলাই রয়ে গেছে যে অ্যামিনো অ্যাসিডগুলি টিআরএনএর সাথে সংযুক্ত থাকে, আরও স্পষ্টভাবে, এর হাইড্রক্সিল গ্রহণকারী "লেজ" এর সাথে। প্রতিটি অ্যাসিডের নিজস্ব স্থানান্তর আরএনএ থাকতে হবে। এটি অ্যামিনোঅ্যাসিল-টিআরএনএ সিন্থেটেজ দ্বারা পর্যবেক্ষণ করা হয়। এটি শুধুমাত্র সঠিক পরিবহনে অ্যামিনো অ্যাসিডের সাথে মেলে না, এটি এস্টার বন্ধন বিক্রিয়াকেও নিয়ন্ত্রণ করে।
একটি সফল সংযুক্তি প্রতিক্রিয়ার পরে, টিআরএনএ প্রোটিন সংশ্লেষণের সাইটে যায়। এটি প্রস্তুতিমূলক প্রক্রিয়াগুলি শেষ করে এবং সম্প্রচার শুরু হয়। প্রোটিন জৈব সংশ্লেষণের প্রধান ধাপগুলি বিবেচনা করুন :
- দীক্ষা;
- দীর্ঘতা;
- সমাপ্তি।
সংশ্লেষণের ধাপ: দীক্ষা
প্রোটিন জৈব সংশ্লেষণ এবং এর নিয়ন্ত্রণ কীভাবে ঘটে? বিজ্ঞানীরা দীর্ঘদিন ধরে এটি বের করার চেষ্টা করছেন। অনেক অনুমান সামনে রাখা হয়েছিল, কিন্তু সরঞ্জাম যত আধুনিক হয়েছে, আমরা সম্প্রচারের নীতিগুলি ততই ভালভাবে বুঝতে শুরু করেছি৷
রাইবোসোম, প্রোটিন জৈব সংশ্লেষণের প্রধান সাইট, এমআরএনএ পড়তে শুরু করে যে বিন্দু থেকে এর অংশ পলিপেপটাইড চেইনকে এনকোডিং শুরু করে। এই পয়েন্ট একটি নির্দিষ্ট উপর অবস্থিতবার্তাবাহক আরএনএ শুরু থেকে দূরে। রাইবোসোমকে অবশ্যই এমআরএনএ-র বিন্দুটি চিনতে হবে যেখান থেকে পড়া শুরু হয় এবং এর সাথে সংযুক্ত হয়।
সূচনা - ইভেন্টের একটি সেট যা সম্প্রচারের শুরু প্রদান করে। এতে প্রোটিন (দীক্ষার কারণ), ইনিশিয়েটর টিআরএনএ এবং একটি বিশেষ ইনিশিয়েটর কোডন জড়িত। এই পর্যায়ে, রাইবোসোমের ছোট সাবুনিট সূচনা প্রোটিনের সাথে আবদ্ধ হয়। তারা এটিকে বড় সাবইউনিটের সাথে যোগাযোগ করতে বাধা দেয়। কিন্তু তারা আপনাকে ইনিশিয়েটর tRNA এবং GTP এর সাথে সংযোগ করার অনুমতি দেয়।
তারপর এই জটিলটি এমআরএনএ-তে "বসে", ঠিক সেই সাইটে যা দীক্ষার কারণগুলির একটি দ্বারা স্বীকৃত। কোন ভুল হতে পারে না, এবং রাইবোসোম মেসেঞ্জার RNA এর মাধ্যমে যাত্রা শুরু করে, তার কোডন পড়ে।
যদি কমপ্লেক্সটি ইনিশিয়েশন কোডন (AUG) এ পৌঁছায়, সাবুনিটটি নড়াচড়া বন্ধ করে দেয় এবং অন্যান্য প্রোটিন ফ্যাক্টরের সাহায্যে রাইবোসোমের বৃহৎ সাবুনিটের সাথে আবদ্ধ হয়।
সংশ্লেষণের ধাপ: প্রসারণ
mRNA পড়ার মধ্যে একটি পলিপেপটাইড দ্বারা প্রোটিন চেইনের অনুক্রমিক সংশ্লেষণ জড়িত। এটি নির্মাণাধীন অণুতে একের পর এক অ্যামিনো অ্যাসিডের অবশিষ্টাংশ যোগ করে এগিয়ে যায়।
প্রতিটি নতুন অ্যামিনো অ্যাসিড অবশিষ্টাংশ পেপটাইডের কার্বক্সিল প্রান্তে যোগ করা হয়, সি-টার্মিনাস বাড়ছে।
সংশ্লেষণের ধাপ: সমাপ্তি
যখন রাইবোসোম মেসেঞ্জার RNA-এর টার্মিনেশন কোডনে পৌঁছে, তখন পলিপেপটাইড চেইনের সংশ্লেষণ বন্ধ হয়ে যায়। এর উপস্থিতিতে, অর্গানেল কোনও টিআরএনএ গ্রহণ করতে পারে না। পরিবর্তে, সমাপ্তির কারণগুলি খেলতে আসে। তারা থেমে যাওয়া রাইবোসোম থেকে সমাপ্ত প্রোটিন নির্গত করে।
পরেঅনুবাদ শেষ হওয়ার পরে, রাইবোসোম হয় mRNA ছেড়ে যেতে পারে বা অনুবাদ না করেই এটি বরাবর স্লাইড করতে পারে।
নতুন ইনিশিয়েশন কোডনের সাথে রাইবোসোমের মিলন (চলাচল অব্যাহত থাকার সময় একই স্ট্র্যান্ডে বা একটি নতুন এমআরএনএ) একটি নতুন দীক্ষার দিকে নিয়ে যাবে।
সমাপ্ত অণু প্রোটিন জৈব সংশ্লেষণের প্রধান স্থান ছেড়ে চলে যাওয়ার পরে, এটি লেবেল করে তার গন্তব্যে পাঠানো হয়। এটি কোন কার্য সম্পাদন করবে তা নির্ভর করে এর গঠনের উপর৷
প্রসেস নিয়ন্ত্রণ
তাদের চাহিদার উপর নির্ভর করে, সেল স্বাধীনভাবে সম্প্রচার নিয়ন্ত্রণ করবে। প্রোটিন জৈবসংশ্লেষণ নিয়ন্ত্রণ একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ফাংশন. এটা অনেক উপায়ে করা যেতে পারে।
যদি একটি কোষের কোনো ধরনের যৌগের প্রয়োজন না হয়, তাহলে এটি আরএনএ জৈবসংশ্লেষণ বন্ধ করে দেবে - প্রোটিন জৈবসংশ্লেষণও বন্ধ হয়ে যাবে। সব পরে, একটি ম্যাট্রিক্স ছাড়া, পুরো প্রক্রিয়া শুরু হবে না। এবং পুরানো mRNA দ্রুত ক্ষয়প্রাপ্ত হয়।
প্রোটিন জৈবসংশ্লেষণের আরেকটি নিয়ম রয়েছে: কোষ এনজাইম তৈরি করে যা সূচনা পর্যায়ে হস্তক্ষেপ করে। রিডিং ম্যাট্রিক্স পাওয়া গেলেও তারা অনুবাদে হস্তক্ষেপ করে।
যখন প্রোটিন সংশ্লেষণ বন্ধ করতে হবে তখন দ্বিতীয় পদ্ধতিটি প্রয়োজনীয়। প্রথম পদ্ধতিতে এমআরএনএ সংশ্লেষণ বন্ধ হওয়ার পরে কিছু সময়ের জন্য অলস অনুবাদের ধারাবাহিকতা জড়িত।
একটি কোষ একটি অত্যন্ত জটিল সিস্টেম যেখানে সবকিছু ভারসাম্য বজায় রাখা হয় এবং প্রতিটি অণুর সুনির্দিষ্ট কাজ। কোষে ঘটে যাওয়া প্রতিটি প্রক্রিয়ার নীতিগুলি জানা গুরুত্বপূর্ণ। তাই আমরা টিস্যুতে এবং পুরো শরীরে কী ঘটছে তা আরও ভালভাবে বুঝতে পারি।
