উচ্চস্তরের জীববিদ্যা/আণবিক জীববিজ্ঞান

আণবিক জীববিজ্ঞানের কেন্দ্রীয় মতবাদ

ডিএনএ, বা ডিঅক্সিরাইবোনিউক্লিক অ্যাসিড, এমন জিন ধারণ করে যা নির্ধারণ করে আমরা কে। কিভাবে এই জৈব অণু আমাদের বৈশিষ্ট্য নিয়ন্ত্রণ করতে পারে? আমাদের শরীর যে সমস্ত প্রোটিন তৈরি করে তার জন্য ডিএনএ-তে নির্দেশাবলী রয়েছে। আর এই প্রোটিনই আমাদের সমস্ত কোষের গঠন এবং ক্রিয়াকলাপ নির্ধারণ করে। প্রোটিনের গঠন কীভাবে নির্ধারিত হয়? এটি অ্যামিনো অ্যাসিডের ক্রম দিয়ে শুরু হয় যা প্রোটিন তৈরি করে। অ্যামিনো অ্যাসিডের সঠিক ক্রম সহ প্রোটিন তৈরির নির্দেশাবলী ডিএনএ-তে এনকোড আকারে রয়েছে।

ডিএনএ ক্রোমোজমে পাওয়া যায়। ইউক্যারিওটিক কোষে ক্রোমোজম সবসময় নিউক্লিয়াসে থাকে, কিন্তু প্রোটিন সাইটোপ্লাজমে মধ্যে রাইবোজোমে তৈরি হয়। ডিএনএ-তে নির্দেশাবলী কীভাবে নিউক্লিয়াসের বাইরে প্রোটিন সংশ্লেষণের জায়গায় যায়? এতে নিউক্লিক অ্যাসিড আরেক ধরনের দায়ী। এই নিউক্লিক অ্যাসিড হল RNA বা রাইবোনিউক্লিক অ্যাসিড। আরএনএ হল একটি ছোট অণু যা পারমাণবিক ঝিল্লির ছিদ্র দিয়ে সহজে চেপে যেতে পারে। এটি নিউক্লিয়াসের ডিএনএ থেকে সাইটোপ্লাজমের রাইবোজোমে তথ্য বহন করে এবং তারপর প্রোটিনকে একত্রিত করতে সাহায্য করে।

ডিএনএ→আরএনএ→প্রোটিন

ঘটনাগুলির এই ক্রমটি আবিষ্কার করা আণবিক জীববিজ্ঞানের একটি প্রধান মাইলফলক ছিল। এটিকে তাই আণবিক জীববিজ্ঞানের কেন্দ্রীয় মতবাদ বলা হয়।

কেন্দ্রীয় মতবাদের সাথে জড়িত দুটি প্রক্রিয়া হল প্রতিলিপিকরণ এবং ভাষান্তর। ইউক্যারিওটিক কোষে, ট্রান্সক্রিপশন নিউক্লিয়াসে সঞ্চালিত হয়। এটি বার্তাবাহী আরএনএ (mRNA) নামে পরিচিত একটি আরএনএ অণু তৈরি করতে একটি টেমপ্লেট হিসাবে ডিএনএ ব্যবহার করে। আরএনএ অণু তারপর নিউক্লিয়াস ছেড়ে সাইটোপ্লাজমের একটি রাইবোজোমে যায়, যেখানে ট্রান্সলেশন ঘটে। ভাষান্তরের মাধ্যমে mRNA-তে জেনেটিক কোড পড়ে এবং একটি প্রোটিন তৈরি করে।

ডিএনএ

এটি কোন ধরনের জৈব অণু? এই ধরনের অণুগুলিই নির্ধারণ করে আপনি কে। এগুলিতে জেনেটিক তথ্য রয়েছে যা আপনার বৈশিষ্ট্যগুলিকে নিয়ন্ত্রণ করে থাকে। তারা আপনার চোখের রঙ, মুখের বৈশিষ্ট্য এবং অন্যান্য শারীরিক বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করে। এটা কি অণু?

আপনি সম্ভবত "ডিএনএ" উত্তর দিয়েছেন। আজ, এটি সাধারণভাবে পরিচিত যে ডিএনএ হল জেনেটিক উপাদান। দীর্ঘকাল ধরে, বিজ্ঞানীরা জানতেন যে এই ধরনের অণু বিদ্যমান। তারা সচেতন ছিল যে জেনেটিক তথ্য জৈব অণুর মধ্যেই রয়েছে। যাইহোক, তারা জানত না কোন ধরনের অণু এই ভূমিকা পালন করে। প্রকৃতপক্ষে, বহু দশক ধরে, বিজ্ঞানীরা ভেবেছিলেন যে প্রোটিন হল অণু যা জেনেটিক তথ্য বহন করে।

ডিএনএ, ডিঅক্সিরাইবোনিউক্লিক অ্যাসিড, আপনার কোষের জেনেটিক উপাদান। এটি আপনার পিতামাতার কাছ থেকে আপনার কাছে প্রেরিত হয়েছিল যেটি আপনার বৈশিষ্ট্যগুলি নির্ধারণ করেছে। ডিএনএ হল জেনেটিক উপাদান আবিষ্কারটি ছিল আণবিক জীববিজ্ঞানের আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ মাইলফলক।

ডিএনএ সম্পর্কে আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ আবিষ্কার ঊনিশ দশকের মাঝামাঝি চারগফ কতৃক হয়েছিল। তিনি বিভিন্ন প্রজাতির ডিএনএ নিয়ে গবেষণা করেছিলেন। তিনি বিশেষত ডিএনএর চারটি ভিন্ন নাইট্রোজেন বেসের প্রতি আগ্রহী ছিলেন: অ্যাডেনিন (A), গুয়ানিন (G), সাইটোসিন (S), এবং থাইমিন (T)।

চারগফ দেখেছিলেন যে চারটি বেসের ঘনত্ব এক প্রজাতির থেকে অন্য প্রজাতিতে আলাদা। তবে, প্রতিটি প্রজাতির মধ্যে, অ্যাডেনিনের ঘনত্ব সবসময় থাইমিনের ঘনত্বের সমান ছিল। গুয়ানিন এবং সাইটোসিনের ঘনত্বের ক্ষেত্রেও একই কথা ছিল। এই পর্যবেক্ষণগুলি চারগফের সূত্র হিসাবে পরিচিত হয়। ডিএনএর গঠন আবিষ্কার না হওয়া পর্যন্ত নিয়মের তাৎপর্য প্রকাশ করা হয়নি।

এবার ডিএনএর গঠন সম্পর্কে বিস্তারিত আলোচনা করা যাক। ডিএনএ দেখতে কেমন? আপনি কি কখনও একটি মই দেখেছেন? মোচড়াতে সক্ষম এমন একটি মই কল্পনা করুন। ডিএনএর মৌলিক আকৃতিকে কখনও কখনও একটি পাকানো মই হিসাবে বর্ণনা করা হয়। উপরের চিত্রে আপনি কি সাদৃশ্য দেখতে পাচ্ছেন? ডিএনএ অণুর কোন অংশগুলো সিঁড়ির ধাপের মতো? রেলিং সম্পর্কে এর কি? ডিএনএর কার্যকারিতা আরও ভালভাবে বোঝার জন্য আপনি অন্যান্য উপায়ে প্রতিনিধিত্ব করতে বা এর গঠন মডেল করতে পারেন। DNA-এর গঠন আবিষ্কারের সাথে আসলে মডেলিং জড়িত। একটি মডেল বিজ্ঞানের একটি খুব দরকারী টুল। মডেলগুলি এমন জিনিসের অন্বেষণ করার একটি উপায় প্রদান করে যা সরাসরি তদন্ত করার জন্য খুব জটিল বা ছোট হতে পারে। তাহলে আপনি কিভাবে DNA-এর একটি মডেল তৈরি করতে পারবেন?

আরএনএ

ডিএনএ একা আমাদের কোষে প্রোটিন তৈরি করতে পারে না। এটির জন্য RNA অথাৎ রাইবোনিউক্লিক অ্যাসিডের সাহায্য প্রয়োজন, যা আণবিক জীববিজ্ঞানের কেন্দ্রীয় মতবাদের অন্য প্রধান খেলোয়াড়। মনে রাখবেন, ডিএনএ নিউক্লিয়াসে ‘বেঁচে থাকে’, কিন্তু প্রোটিন তৈরি হয় সাইটোপ্লাজমের রাইবোসোমে। কিভাবে জেনেটিক তথ্য নিউক্লিয়াস থেকে সাইটোপ্লাজম পায়? আরএনএ হল এর উত্তর।

আরএনএ, ডিএনএ-র মতো, একটি নিউক্লিক অ্যাসিড। তবে, RNA বিভিন্ন উপায়ে DNA থেকে আলাদা:

1. দুটির পরিবর্তে একটি নিউক্লিওটাইড চেইন নিয়ে গঠিত।
2. থাইমিনের পরিবর্তে নাইট্রোজেন বেসে ইউরাসিল (U) রয়েছে।
3. ডিঅক্সিরিবোজের পরিবর্তে শর্করা রাইবোজ থাকে।

ট্রান্সক্রিপশন

যে প্রক্রিয়ায় কোষ প্রোটিন তৈরি করে তাকে প্রোটিন সংশ্লেষণ বলে। এটি আসলে দুটি প্রক্রিয়া নিয়ে গঠিত: প্রতিলিপি এবং অনুবাদ। ট্রান্সক্রিপশন ইউক্যারিওটিক কোষের নিউক্লিয়াসে সঞ্চালিত হয়। এটি একটি আরএনএ অণু তৈরি করতে একটি টেমপ্লেট হিসাবে ডিএনএ ব্যবহার করে। আরএনএ তারপর নিউক্লিয়াস ছেড়ে সাইটোপ্লাজমের একটি রাইবোজোমে যায়, যেখানে অনুবাদ ঘটে। অনুবাদ mRNA-তে জেনেটিক কোড পড়ে এবং প্রোটিন তৈরি করে।