একটি ডিএনএ অণু একটি ক্রোমোজোমে পাওয়া একটি গঠন। একটি ক্রোমোজোমে দুটি স্ট্র্যান্ডের সমন্বয়ে এমন একটি অণু থাকে। ডিএনএ রিডপ্লিকেশন হল এক অণু থেকে অন্য অণুতে থ্রেডের স্ব-পুনরুৎপাদনের পর তথ্যের স্থানান্তর। এটি ডিএনএ এবং আরএনএ উভয় ক্ষেত্রেই অন্তর্নিহিত। এই নিবন্ধটি ডিএনএ পুনঃপ্রতিকারের প্রক্রিয়া নিয়ে আলোচনা করে।
সাধারণ তথ্য এবং ডিএনএ সংশ্লেষণের ধরন
এটা জানা যায় যে অণুতে থ্রেডগুলি পেঁচানো হয়। যাইহোক, যখন ডিএনএ রিডপ্লিকেশনের প্রক্রিয়া শুরু হয়, তখন তারা হতাশাগ্রস্ত হয়, তারপর পাশে চলে যায় এবং প্রতিটিতে একটি নতুন অনুলিপি সংশ্লেষিত হয়। সমাপ্তির পরে, দুটি একেবারে অভিন্ন অণু উপস্থিত হয়, যার প্রতিটিতে একটি মা এবং কন্যা সুতো রয়েছে। এই সংশ্লেষণকে আধা-রক্ষণশীল বলা হয়। ডিএনএ অণুগুলি সরে যায়, যখন একটি একক সেন্ট্রোমিয়ারে থাকে, এবং অবশেষে যখন এই সেন্ট্রোমিয়ারটি বিভক্ত হতে শুরু করে তখনই বিচ্যুত হয়৷
অন্য ধরনের সংশ্লেষণকে বলা হয় রিপারেটিভ। তিনি, আগেরটির বিপরীতে,যেকোন সেলুলার পর্যায়ের সাথে যুক্ত, কিন্তু শুরু হয় যখন DNA ক্ষতি হয়। যদি তারা খুব বিস্তৃত হয়, তাহলে কোষটি শেষ পর্যন্ত মারা যায়। যাইহোক, যদি ক্ষতি স্থানীয় হয়, তাহলে এটি মেরামত করা যেতে পারে। সমস্যার উপর নির্ভর করে, ডিএনএর একক বা দুটি স্ট্র্যান্ড পুনরুদ্ধার সাপেক্ষে। এটিকে, যেমন এটিকেও বলা হয়, অনির্ধারিত সংশ্লেষণে দীর্ঘ সময় লাগে না এবং বড় শক্তি খরচের প্রয়োজন হয় না।
পুনঃপ্রতিলিপিকে তিনটি সময়ের জন্য ভাগ করা হয়েছে:
- দীক্ষা;
- দীর্ঘতা;
- সমাপ্তি।
আসুন এই ডিএনএ রিডপ্লিকেশন সিকোয়েন্সটি ঘনিষ্ঠভাবে দেখে নেওয়া যাক।
দীক্ষা
মানুষের ডিএনএ-তে কয়েক মিলিয়ন বেস পেয়ার রয়েছে (প্রাণীতে মাত্র একশ নয়টি)। নিম্নলিখিত কারণে চেইনের অনেক জায়গায় ডিএনএ রিডপ্লিকেশন শুরু হয়। প্রায় একই সময়ে, আরএনএ-তে ট্রান্সক্রিপশন ঘটে, তবে ডিএনএ সংশ্লেষণের সময় এটি কিছু আলাদা জায়গায় স্থগিত করা হয়। অতএব, এই ধরনের প্রক্রিয়ার আগে, কোষের সাইটোপ্লাজমে পর্যাপ্ত পরিমাণে পদার্থ জমে থাকে যাতে জিনের প্রকাশ বজায় থাকে এবং কোষের অত্যাবশ্যক ক্রিয়াকলাপ যাতে ব্যাহত না হয়। এই বিবেচনায়, প্রক্রিয়া যত তাড়াতাড়ি সম্ভব বাহিত করা উচিত। এই সময়ের মধ্যে সম্প্রচার করা হয়, এবং প্রতিলিপি পরিচালিত হয় না। গবেষণায় দেখা গেছে যে ডিএনএ রিডপ্লিকেশন একবারে কয়েক হাজার পয়েন্টের মধ্যে ঘটে - একটি নির্দিষ্ট অংশের সাথে ছোট এলাকানিউক্লিওটাইডের ক্রম। এগুলি বিশেষ ইনিশিয়েটর প্রোটিন দ্বারা যুক্ত হয়, যা ঘুরে DNA প্রতিলিপির অন্যান্য এনজাইম দ্বারা যুক্ত হয়৷
ডিএনএ খণ্ড যেখানে সংশ্লেষণ ঘটে তাকে রেপ্লিকন বলে। এটি স্টার্ট পয়েন্ট থেকে শুরু হয় এবং শেষ হয় যখন এনজাইম প্রতিলিপি সম্পন্ন করে। রেপ্লিকনটি স্বায়ত্তশাসিত, এবং পুরো প্রক্রিয়াটিকে নিজস্ব সমর্থনে সরবরাহ করে।
প্রক্রিয়াটি একবারে সমস্ত পয়েন্ট থেকে শুরু নাও হতে পারে, কোথাও এটি আগে শুরু হয়, কোথাও পরে; এক বা দুটি বিপরীত দিকে প্রবাহিত হতে পারে। উত্পন্ন হলে ইভেন্টগুলি নিম্নলিখিত ক্রমে ঘটে:
- প্রতিলিপি কাঁটা;
- RNA প্রাইমার।
প্রতিলিপি কাঁটা
এই অংশটি হল সেই প্রক্রিয়া যার মাধ্যমে ডিঅক্সিরাইবোনিউক্লিক স্ট্র্যান্ডগুলি ডিএনএ-এর বিচ্ছিন্ন স্ট্র্যান্ডগুলিতে সংশ্লেষিত হয়। কাঁটাচামচ তথাকথিত reduplication চোখ গঠন। প্রক্রিয়াটির পূর্বে একাধিক ক্রিয়াকলাপ রয়েছে:
- নিউক্লিওসোমে হিস্টোনের সাথে আবদ্ধ হওয়া থেকে মুক্তি - ডিএনএ রিডপ্লিকেশন এনজাইম যেমন মিথিলেশন, অ্যাসিটাইলেশন এবং ফসফোরিলেশন রাসায়নিক বিক্রিয়া তৈরি করে যার ফলে প্রোটিনগুলি তাদের ইতিবাচক চার্জ হারায়, যা তাদের মুক্তিকে সহজ করে;
- ডিস্পাইরালাইজেশন হল আনওয়াইন্ডিং যা আরও থ্রেডগুলি প্রকাশ করার জন্য প্রয়োজনীয়;
- ডিএনএ স্ট্র্যান্ডের মধ্যে হাইড্রোজেন বন্ধন ভাঙছে;
- অণুর বিভিন্ন দিকে তাদের বিচ্যুতি;
- এসএসবি প্রোটিন দ্বারা ফিক্সেশন।
RNA প্রাইমার
সংশ্লেষণ বহন করেডিএনএ পলিমারেজ নামক একটি এনজাইম। যাইহোক, তিনি নিজে থেকে এটি শুরু করতে পারেন না, তাই অন্যান্য এনজাইম এটি করে - আরএনএ পলিমারেজ, যাকে আরএনএ প্রাইমারও বলা হয়। তারা পরিপূরক নীতি অনুযায়ী ডিঅক্সিরাইবোনিউক্লিক স্ট্র্যান্ডের সাথে সমান্তরালে সংশ্লেষিত হয়। এইভাবে, সূচনা দুটি ডিএনএ স্ট্র্যান্ডে দুটি আরএনএ প্রাইমারের সংশ্লেষণের মাধ্যমে শেষ হয় যা ভেঙে যায় এবং বিভিন্ন দিকে বিচ্ছিন্ন হয়৷
দীর্ঘ্য
এই সময়কালটি একটি নিউক্লিওটাইড যোগ করার সাথে শুরু হয় এবং আরএনএ প্রাইমারের 3' শেষ হয়, যা ইতিমধ্যে উল্লিখিত ডিএনএ পলিমারেজ দ্বারা সঞ্চালিত হয়। প্রথমটির সাথে সে দ্বিতীয়, তৃতীয় নিউক্লিওটাইড ইত্যাদি সংযুক্ত করে। নতুন স্ট্র্যান্ডের ভিত্তিগুলি হাইড্রোজেন বন্ড দ্বারা প্যারেন্ট চেইনের সাথে সংযুক্ত থাকে। এটা বিশ্বাস করা হয় যে ফিলামেন্ট সংশ্লেষণ 5'-3' দিকে অগ্রসর হয়৷
যেখানে এটি প্রতিলিপি কাঁটাচামচের দিকে ঘটে, সেখানে সংশ্লেষণ ক্রমাগত এগিয়ে যায় এবং এটি করার মতো দীর্ঘায়িত হয়৷ অতএব, এই জাতীয় থ্রেডকে অগ্রণী বা অগ্রণী বলা হয়। আরএনএ প্রাইমার আর এতে তৈরি হয় না।
তবে, বিপরীত মাতৃত্বের স্ট্র্যান্ডে, ডিএনএ নিউক্লিওটাইডগুলি আরএনএ প্রাইমারের সাথে সংযুক্ত হতে থাকে এবং ডিঅক্সিরাইবোনিউক্লিক চেইনটি রিডপ্লিকেশন ফর্ক থেকে বিপরীত দিকে সংশ্লেষিত হয়। এক্ষেত্রে একে বলে ল্যাগিং বা পিছিয়ে পড়া।
ল্যাগিং স্ট্র্যান্ডে, সংশ্লেষণ খণ্ডিতভাবে ঘটে, যেখানে, একটি বিভাগের শেষে, একই RNA প্রাইমার ব্যবহার করে কাছাকাছি অন্য একটি স্থানে সংশ্লেষণ শুরু হয়। এইভাবে, ল্যাগিং স্ট্র্যান্ডে দুটি খণ্ড রয়েছে যেগুলি DNA এবং RNA দ্বারা সংযুক্ত। তাদের বলা হয় ওকাজাকি টুকরা।
তারপর সবকিছুর পুনরাবৃত্তি হয়।তারপর হেলিক্সের আরেকটি বাঁক খুলে যায়, হাইড্রোজেন বন্ধন ভেঙ্গে যায়, স্ট্র্যান্ডগুলি পাশের দিকে সরে যায়, অগ্রণী স্ট্র্যান্ডটি লম্বা হয়, আরএনএ প্রাইমারের পরবর্তী খণ্ডটি ল্যাগিং একটিতে সংশ্লেষিত হয়, তারপরে ওকাজাকি খণ্ডটি। এর পরে, ল্যাগিং স্ট্র্যান্ডে, আরএনএ প্রাইমারগুলি ধ্বংস হয়ে যায় এবং ডিএনএ খণ্ডগুলি একত্রিত হয়। তাই এই সার্কিটে একই সাথে ঘটে:
- নতুন আরএনএ প্রাইমারের গঠন;
- ওকাজাকি খণ্ডের সংশ্লেষণ;
- আরএনএ প্রাইমারের ধ্বংস;
- একই শৃঙ্খলে পুনঃএকত্রীকরণ।
সমাপ্তি
প্রক্রিয়াটি চলতে থাকে যতক্ষণ না দুটি প্রতিলিপির কাঁটা মিলিত হয়, অথবা তাদের একটি অণুর শেষ প্রান্তে পৌঁছায়। কাঁটাগুলি মিলিত হওয়ার পরে, ডিএনএর কন্যা স্ট্র্যান্ডগুলি একটি এনজাইম দ্বারা সংযুক্ত হয়। যদি কাঁটাটি অণুর শেষ প্রান্তে চলে যায়, বিশেষ এনজাইমের সাহায্যে ডিএনএ রিডপ্লিকেশন শেষ হয়।
সংশোধন
এই প্রক্রিয়ায়, পুনঃপ্রতিলিপি নিয়ন্ত্রণ (বা সংশোধন) একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা দেওয়া হয়। চার ধরনের নিউক্লিওটাইডগুলি সংশ্লেষণের জায়গায় সরবরাহ করা হয়, এবং ট্রায়াল পেয়ারিংয়ের মাধ্যমে, ডিএনএ পলিমারেজের প্রয়োজন সেগুলিকে নির্বাচন করে৷
কাঙ্ক্ষিত নিউক্লিওটাইড অবশ্যই ডিএনএ টেমপ্লেট স্ট্র্যান্ডে একই নিউক্লিওটাইডের মতো অনেকগুলি হাইড্রোজেন বন্ধন গঠন করতে সক্ষম হবে। উপরন্তু, চিনি-ফসফেট ব্যাকবোনগুলির মধ্যে একটি নির্দিষ্ট ধ্রুবক দূরত্ব থাকতে হবে, দুটি ঘাঁটিতে তিনটি রিংয়ের সাথে মিল রেখে। যদি নিউক্লিওটাইড এই প্রয়োজনীয়তাগুলি পূরণ না করে, তাহলে সংযোগ ঘটবে না।পরবর্তী নিউক্লিওটাইডের অন্তর্ভুক্তি। এর পরে, সুগার ফসফেটের মেরুদণ্ডে একটি বন্ধন তৈরি হয়।
মিউটেশনাল প্রকরণ
ডিএনএ প্রতিলিপির প্রক্রিয়া, নির্ভুলতার উচ্চ শতাংশ সত্ত্বেও, সর্বদা থ্রেডগুলিতে ব্যাঘাত ঘটে, যাকে প্রধানত "জিন মিউটেশন" বলা হয়। প্রায় এক হাজার বেস জোড়ার একটি ত্রুটি আছে, যাকে বলা হয় কনভেরিয়েন্ট রিডপ্লিকেশন।
এটি বিভিন্ন কারণে ঘটে। উদাহরণস্বরূপ, নিউক্লিওটাইডের উচ্চ বা খুব কম ঘনত্বে, সাইটোসিনের ডিমিনেশন, সংশ্লেষণ এলাকায় মিউটাজেনের উপস্থিতি এবং আরও অনেক কিছু। কিছু ক্ষেত্রে, ত্রুটিগুলি সংশোধন প্রক্রিয়া দ্বারা সংশোধন করা যেতে পারে, অন্যদের ক্ষেত্রে, সংশোধন করা অসম্ভব হয়ে পড়ে৷
যদি ক্ষতি একটি নিষ্ক্রিয় জায়গায় স্পর্শ করে, ডিএনএ রিডপ্লিকেশন প্রক্রিয়া ঘটলে ত্রুটিটি গুরুতর পরিণতি ঘটাবে না। একটি নির্দিষ্ট জিনের নিউক্লিওটাইড ক্রম একটি অমিল সঙ্গে প্রদর্শিত হতে পারে. তারপর পরিস্থিতি ভিন্ন, এবং এই কোষের মৃত্যু এবং সমগ্র জীবের মৃত্যু উভয়ই নেতিবাচক ফলাফল হতে পারে। এটিও বিবেচনায় নেওয়া উচিত যে জিন মিউটেশনগুলি মিউটেশনাল পরিবর্তনশীলতার উপর ভিত্তি করে, যা জিন পুলকে আরও প্লাস্টিক করে তোলে৷
মিথিলেশন
সংশ্লেষণের সময় বা তার পরপরই, চেইন মেথিলেশন ঘটে। এটা বিশ্বাস করা হয় যে মানুষের মধ্যে, ক্রোমোজোম গঠন এবং জিন প্রতিলিপি নিয়ন্ত্রণ করার জন্য এই প্রক্রিয়াটি প্রয়োজনীয়। ব্যাকটেরিয়াতে, এই প্রক্রিয়াটি ডিএনএকে এনজাইম দ্বারা কাটা থেকে রক্ষা করে।
