আজ, বংশগতি, জিনোম, ডিএনএ, নিউক্লিওটাইডের মতো ধারণায় খুব কমই কেউ অবাক হবেন। ডিএনএর ডাবল হেলিক্স সম্পর্কে সবাই জানে এবং তিনিই জীবের সমস্ত লক্ষণ গঠনের জন্য দায়ী। কিন্তু সবাই এর গঠনের নীতি এবং Chargaff এর মৌলিক নিয়মের অধীনতা সম্পর্কে জানে না।
বিরক্ত জীববিজ্ঞানী
বিংশ শতাব্দীতে খুব বেশি আবিষ্কারকে অসামান্য খেতাব দেওয়া হয়নি। তবে বুকোভিনা (চেরনিভ্সি, ইউক্রেন) এর অধিবাসী এরউইন চারগাফ (1905-2002) এর আবিষ্কারগুলি নিঃসন্দেহে তাদের মধ্যে একটি। যদিও তিনি নোবেল পুরষ্কার পাননি, তবুও তিনি বিশ্বাস করতেন যে জেমস ওয়াটসন এবং ফ্রান্সিস ক্রিক ডিএনএর দ্বিগুণ হেলিকাল কাঠামো এবং তাঁর নোবেল পুরষ্কার সম্পর্কে তাঁর ধারণা চুরি করেছেন৷
পোল্যান্ড, জার্মানি, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র এবং ফ্রান্সের বিশ্ববিদ্যালয়গুলি সেখানে এই অসামান্য বায়োকেমিস্ট শিক্ষার জন্য গর্বিত৷ DNA-এর জন্য Chargaff-এর মৌলিক নিয়মগুলি ছাড়াও, তিনি আরও একটি - সুবর্ণ নিয়মের জন্য পরিচিত। একেই বলে জীববিজ্ঞানীরা। এবং E. Chargaff-এর সুবর্ণ নিয়মটি এইরকম শোনায়: “বৈজ্ঞানিক মডেলের সবচেয়ে কপট এবং ঘৃণ্য বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে একটিতাদের হস্তগত করার প্রবণতা, এবং কখনও কখনও বাস্তবতাকে প্রতিস্থাপন করে। সহজ ভাষায়, এর অর্থ হল - প্রকৃতিকে কী করতে হবে তা বলবেন না এবং তিনি আপনাকে বলবেন না যে আপনার সমস্ত দাবি নিয়ে কোথায় যেতে হবে। অনেক তরুণ বিজ্ঞানীর জন্য, এরউইন চারগাফের এই নিয়মটি বৈজ্ঞানিক গবেষণার এক ধরনের নীতিবাক্য হয়ে উঠেছে।
একাডেমিক ভিত্তি
নিম্নলিখিত পাঠ্য বোঝার জন্য প্রয়োজনীয় মৌলিক মৌলিক ধারণাগুলি স্মরণ করুন।
জিনোম - একটি নির্দিষ্ট জীবের সমস্ত বংশগত উপাদানের সামগ্রিকতা।
মোনোমারগুলি পলিমার গঠন করে - কাঠামোগত একক যা একত্রিত হয়ে উচ্চ-আণবিক জৈব অণু তৈরি করে।
নিউক্লিওটাইডস - অ্যাডেনাইন, গুয়ানিন, থাইমিন এবং সাইটোসিন - ডিএনএ অণুর মনোমার, ফসফরিক অ্যাসিড দ্বারা গঠিত জৈব অণু, 5 কার্বন পরমাণু (ডিঅক্সিরাইবোজ বা রাইবোজ) সহ একটি কার্বোহাইড্রেট এবং পিউরিন (অ্যাডেনাইন এবং গুয়ানাইন) এবং থাইমিন) গ্রাউন্ডস।
DNA - ডিঅক্সিরাইবোনিউক্লিক অ্যাসিড, জীবের বংশগতির ভিত্তি, একটি কার্বোহাইড্রেট উপাদান - ডিঅক্সিরাইবোজ সহ নিউক্লিওটাইড থেকে গঠিত একটি ডাবল হেলিক্স। আরএনএ - রাইবোনিউক্লিক অ্যাসিড, নিউক্লিওটাইডে রাইবোজ কার্বোহাইড্রেটের উপস্থিতিতে এবং ইউরাসিলের সাথে থাইমিনের প্রতিস্থাপনের ক্ষেত্রে ডিএনএ থেকে আলাদা।
কীভাবে শুরু হয়েছিল
নিউ ইয়র্কের কলাম্বিয়া ইউনিভার্সিটির বিজ্ঞানীদের একটি দল, 1950-1952 সালে E. Chargaff এর নেতৃত্বে, DNA ক্রোমাটোগ্রাফিতে নিযুক্ত ছিলেন। এটি ইতিমধ্যেই জানা গিয়েছিল যে এটি চারটি নিউক্লিওটাইড নিয়ে গঠিত, তবে এর হেলিকাল গঠন সম্পর্কে এখনও কেউ জানে না।জানতাম. একাধিক গবেষণায় দেখা গেছে। যে একটি ডিএনএ অণুতে পিউরিন বেসের সংখ্যা পাইরিমিডিন বেসের সংখ্যার সমান। আরও স্পষ্টভাবে বলতে গেলে, থাইমিনের পরিমাণ সবসময় অ্যাডেনিনের পরিমাণের সমান এবং গুয়ানিনের পরিমাণ সাইটোসিনের পরিমাণের সাথে মিলে যায়। নাইট্রোজেনাস বেসের এই সমতা ডিঅক্সিরাইবোনিউক্লিক এবং রাইবোনিউক্লিক অ্যাসিডের জন্য চার্জগ্যাফের নিয়ম।
জীববিজ্ঞানে অর্থ
এই নিয়মটিই সেই ভিত্তি হয়ে উঠেছিল যার ভিত্তিতে ওয়াটসন এবং ক্রিক ডিএনএ অণুর গঠন বের করার সময় নির্দেশিত হয়েছিল। বল, তার এবং মূর্তিগুলির তাদের ডাবল-স্ট্র্যান্ড হেলিলি টুইস্টেড মডেল এই সমতাকে ব্যাখ্যা করেছে। অন্য কথায়, Chargaff এর নিয়ম হল যে থাইমিন অ্যাডেনিনের সাথে মিলিত হয় এবং গুয়ানিন সাইটোসিনের সাথে একত্রিত হয়। এটি ছিল নিউক্লিওটাইডের এই অনুপাত যা আদর্শভাবে ওয়াটসন এবং ক্রিক দ্বারা প্রস্তাবিত ডিএনএর স্থানিক মডেলের সাথে খাপ খায়। ডিঅক্সিরাইবোনিউক্লিক অ্যাসিড অণুর গঠন আবিষ্কার বিজ্ঞানকে একটি বিস্তৃত স্তর আবিষ্কার করতে অনুপ্রাণিত করেছিল: পরিবর্তনশীলতা এবং বংশগতির নীতি, ডিএনএর জৈবিক সংশ্লেষণ, বিবর্তনের ব্যাখ্যা এবং আণবিক স্তরে এর প্রক্রিয়াগুলি৷
চারগাফের নিয়ম তাদের বিশুদ্ধতম আকারে
আধুনিক বিজ্ঞান এই মৌলিক বিধানগুলিকে নিম্নোক্ত তিনটি সূত্রের সাথে প্রণয়ন করে:
- এডেনিনের পরিমাণ থাইমিনের পরিমাণের সাথে এবং সাইটোসিনের সাথে গুয়ানিনের পরিমাণের সাথে মিলে যায়: A=T এবং G=C.
- পিউরিনের পরিমাণ সর্বদা পাইরিমিডিনের সংখ্যার সমান: A + G=T + C.
- নিউক্লিওটাইডের সংখ্যা যেখানে 4 এবং 6 অবস্থানে পাইরিমিডিন রয়েছেপিউরিন বেস, নিউক্লিওটাইডের সংখ্যার সমান যা একই অবস্থানে অক্সো গ্রুপ ধারণ করে: A + G \u003d C + T।
1990-এর দশকে, সিকোয়েন্সিং প্রযুক্তি আবিষ্কারের সাথে (দীর্ঘ অংশে নিউক্লিওটাইডের ক্রম নির্ধারণ করে), চারগ্যাফের ডিএনএ নিয়ম নিশ্চিত করা হয়েছিল।
শিশুদের মাথাব্যথা
হাই স্কুলে এবং বিশ্ববিদ্যালয়ে, আণবিক জীববিজ্ঞানের অধ্যয়ন অগত্যা চারগ্যাফ নিয়মে সমস্যা সমাধানের সাথে জড়িত। তারা শুধুমাত্র এই কাজগুলিকে পরিপূরকতার নীতির (পিউরিন এবং পাইরিমিডিন নিউক্লিওটাইডের স্থানিক পরিপূরক) উপর ভিত্তি করে একটি দ্বিতীয় ডিএনএ চেইন নির্মাণ বলে। উদাহরণস্বরূপ, শর্তটি একটি শৃঙ্খলে নিউক্লিওটাইডের ক্রম দেয় - AAGCTAT। ছাত্র বা ছাত্রকে DNA ম্যাট্রিক্স স্ট্র্যান্ড এবং প্রথম Chargaff নিয়মের উপর ভিত্তি করে দ্বিতীয় স্ট্র্যান্ড পুনর্গঠন করতে হবে। উত্তর হবে: GGATCGTS।
আরেক ধরনের কাজ একটি ডিএনএ অণুর ওজন গণনা করার পরামর্শ দেয়, একটি চেইনে নিউক্লিওটাইডের ক্রম এবং নিউক্লিওটাইডের নির্দিষ্ট মাধ্যাকর্ষণ জেনে। আণবিক জৈব রসায়ন এবং জেনেটিক্সের মূল বিষয়গুলি বোঝার জন্য চারগাফের জীববিজ্ঞানের প্রথম নিয়মটিকে মৌলিক বলে মনে করা হয়৷
বিজ্ঞানের জন্য, সবকিছু এত সহজ নয়
E. Chargaff ডিএনএ এর গঠন অধ্যয়ন চালিয়ে যান, এবং প্রথম সূত্র আবিষ্কারের 16 বছর পর, তিনি অণুটিকে দুটি পৃথক স্ট্র্যান্ডে বিভক্ত করেন এবং দেখতে পান যে ঘাঁটির সংখ্যা ঠিক সমান নয়, তবে কেবল প্রায়। এটি Chargaff এর দ্বিতীয় নিয়ম: একটি পৃথকডিঅক্সিরাইবোনিউক্লিক অ্যাসিডের স্ট্র্যান্ড, অ্যাডেনিনের পরিমাণ প্রায় থাইমিনের পরিমাণ এবং গুয়ানিনের পরিমাণ - সাইটোসিনের সমান।
সমতা লঙ্ঘনগুলি বিশ্লেষণ করা বিভাগের দৈর্ঘ্যের সাথে সরাসরি সমানুপাতিক বলে প্রমাণিত হয়েছে৷ 70-100 হাজার বেস জোড়ার দৈর্ঘ্যে নির্ভুলতা বজায় রাখা হয়, কিন্তু শত শত বেস জোড়া এবং তার কম দৈর্ঘ্যে, এটি আর সংরক্ষিত হয় না। কেন কিছু জীবের মধ্যে গুয়ানিন-সাইটোসিনের শতাংশ অ্যাডেনিন-থাইমিনের শতাংশের চেয়ে বেশি, বা এর বিপরীতে, বিজ্ঞান এখনও ব্যাখ্যা করেনি। প্রকৃতপক্ষে, জীবের সাধারণ জিনোমে, নিউক্লিওটাইডের সমান বন্টন একটি নিয়মের পরিবর্তে একটি ব্যতিক্রম।
DNA এর গোপনীয়তা প্রকাশ করে না
জিনোম সিকোয়েন্সিং কৌশলগুলির বিকাশের সাথে, এটি পাওয়া গেছে যে ডিএনএর একটি একক স্ট্র্যান্ডে প্রায় একই সংখ্যক পরিপূরক একক নিউক্লিওটাইড, বেস পেয়ার (ডিনিউক্লিওটাইডস), ট্রিনিউক্লিওটাইডস এবং আরও অনেক কিছু রয়েছে - অলিগোনিউক্লিওটাইডস পর্যন্ত 10-20 নিউক্লিওটাইড)। সমস্ত পরিচিত জীবের জিনোম এই নিয়ম মেনে চলে, খুব কম ব্যতিক্রম ছাড়া।
এইভাবে, দুই ব্রাজিলিয়ান বিজ্ঞানী - জীববিজ্ঞানী মাইকেল ইয়ামাগিশি এবং গণিতবিদ রবার্তো হেরাই - সেট তত্ত্ব ব্যবহার করেছেন তাদের জন্য চারগ্যাফ নিয়মে নেতৃত্ব দেওয়ার জন্য প্রয়োজনীয় নিউক্লিওটাইড ক্রম বিশ্লেষণ করতে। তারা চার সেট সমীকরণ তৈরি করেছে এবং পরিচিত প্রজাতির 32টি জিনোম পরীক্ষা করেছে। এবং এটি প্রমাণিত হয়েছে যে ফ্র্যাক্টাল-সদৃশ প্যাটার্ন ই. কোলি, উদ্ভিদ এবং মানুষ সহ বেশিরভাগ প্রজাতির জন্য সত্য। কিন্তু হিউম্যান ইমিউনোডেফিসিয়েন্সি ভাইরাস এবং একটি পরজীবী ব্যাকটেরিয়া যা দ্রুত শুকিয়ে যায়জলপাই গাছ, চারগাফের শাসনের আইন একেবারেই মানবেন না। কেন? এখনো কোন উত্তর নেই।
বায়োকেমিস্ট, বিবর্তনীয় জীববিজ্ঞানী, সাইটোলজিস্ট এবং জিনতত্ত্ববিদরা এখনও ডিএনএর রহস্য এবং উত্তরাধিকারের প্রক্রিয়ার সাথে লড়াই করছেন। আধুনিক বিজ্ঞানের অর্জন সত্ত্বেও, মানবতা মহাবিশ্বের উন্মোচন থেকে অনেক দূরে। আমরা মহাকর্ষকে অতিক্রম করেছি, বাইরের স্থান আয়ত্ত করেছি, শিখেছি কীভাবে জিনোম পরিবর্তন করতে হয় এবং ভ্রূণের বিকাশের প্রাথমিক পর্যায়ে ভ্রূণের প্যাথলজি নির্ধারণ করতে হয়। কিন্তু আমরা এখনও প্রকৃতির সমস্ত প্রক্রিয়া বোঝার থেকে অনেক দূরে রয়েছি যা এটি পৃথিবীতে বিলিয়ন বছর ধরে তৈরি করছে।
