কোষগুলি কীভাবে জিন পড়ে?

কোষগুলি কীভাবে জিন পড়ে?

জিন হল ডিএনএর একটি ছোট অংশ। আমাদের জিনে নির্দেশাবলী রয়েছে যা আমাদের কোষকে প্রোটিন নামক অণু তৈরি করতে বলে। প্রোটিনগুলো আমাদের কে সুস্থ রাখতে শরীরে বিভিন্ন কাজ করে।

প্রতিটি জিন নির্দেশাবলী বহন করে যা আমাদের বৈশিষ্ট্যগুলি যেমন চোখের রঙ, চুলের রঙ এবং উচ্চতা নির্ধারণ করে। শরীরের বিভিন্ন অংশ কীভাবে কাজ করে এবং একে অপরের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে তার জন্য নির্দেশনাও দেয় জিন।

বাক্যের শব্দের মতো, একটি জিনের ডিএনএ ক্রম এটি যে প্রোটিনকে এনকোড করে তার জন্য অ্যামিনো অ্যাসিড ক্রম নির্ধারণ করে। একটি জিনের প্রোটিন-কোডিং অঞ্চলে, ডিএনএ ক্রমটি তিনটি নিউক্লিওটাইড বেসের গ্রুপে ব্যাখ্যা করা হয়, যাকে কোডন বলা হয়। প্রতিটি কোডন একটি প্রোটিনে একটি একক অ্যামিনো অ্যাসিড নির্দিষ্ট করে।

• একটি কোডন হল একটি ডিএনএ বা আরএনএ অণুতে তিনটি নিউক্লিওটাইড (বেস) এর একটি ক্রম যা জিনগত তথ্যের একক হিসেবে কাজ করে, একটি নির্দিষ্ট অ্যামিনো অ্যাসিড নির্দেশ করে বা প্রোটিন সংশ্লেষণের শুরু বা শেষের সংকেত দেয়। এই তিন-অক্ষরের ক্রমগুলির ৬৪টি সম্ভাব্য সংমিশ্রণ রয়েছে, যার মধ্যে ৬১টি কোডন ২০টি অ্যামিনো অ্যাসিডের মধ্যে একটি নির্দিষ্ট করে এবং তিনটি প্রোটিন তৈরি বন্ধ করার জন্য স্টপ সিগন্যাল হিসেবে কাজ করে।

কোষগুলি জিন প্রকাশের দুই-পদক্ষেপ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে জিনগুলি পড়ে: ট্রান্সক্রিপশন এবং অনুবাদ। প্রথমে, ট্রান্সক্রিপশনের সময়, একটি এনজাইম একটি জিনের ডিএনএ ক্রমকে একটি মেসেঞ্জার আরএনএ (এমআরএনএ) অণুতে অনুলিপি করে।

তারপর, অনুবাদের সময়, অন্যান্য কোষীয় যন্ত্রপাতি দ্বারা এমআরএনএ পড়া হয়, যা এমআরএনএর নির্দেশাবলী ব্যবহার করে অ্যামিনো অ্যাসিডগুলিকে একটি নির্দিষ্ট প্রোটিনে একত্রিত করে।

আণবিক জীববিজ্ঞানের কেন্দ্রীয় মতবাদ হিসাবে পরিচিত এই প্রক্রিয়াটি কোষগুলিকে জীবনের জন্য প্রয়োজনীয় প্রোটিন সংশ্লেষণ করতে এবং তাদের চাহিদার উপর ভিত্তি করে জিনের কার্যকলাপ নিয়ন্ত্রণ করতে দেয়।

কেন এটি গুরুত্বপূর্ণ

প্রোটিন সংশ্লেষণ:এই দুই-পদক্ষেপ প্রক্রিয়াটি কোষগুলিকে প্রয়োজনের সময় দ্রুত প্রচুর পরিমাণে নির্দিষ্ট প্রোটিন তৈরি করতে দেয়।

জিন নিয়ন্ত্রণ:কোষগুলি কোন জিনগুলি প্রতিলিপি এবং অনুবাদ করা হবে তা নিয়ন্ত্রণ করতে পারে, বিভিন্ন ধরণের কোষকে বিভিন্ন জিন প্রকাশ করতে সক্ষম করে এবং কোষগুলিকে পরিবেশগত পরিবর্তনের সাথে খাপ খাইয়ে নিতে দেয়।

জীবনের মৌলিক বিষয়:ব্যাকটেরিয়া থেকে মানুষ পর্যন্ত সমস্ত জীবন্ত কোষ তাদের জিনগত তথ্য প্রকাশ করার জন্য এই মৌলিক প্রক্রিয়াটি ব্যবহার করে।

জিন পড়ার ধাপ সমূহ

১.ট্রান্সক্রিপশন:

ট্রান্সক্রিপশন: ডিএনএ থেকে আরএনএ

• উদ্দেশ্য: একটি জিনের ডিএনএ সিকোয়েন্সের একটি আরএনএ কপি তৈরি করা।
• প্রক্রিয়া: একটি বিশেষ এনজাইম, আরএনএ পলিমারেজ, ডিএনএ-তে থাকা একটি জিনের সাথে আবদ্ধ হয়। এরপর এটি ডিএনএ স্ট্র্যান্ডগুলিকে "গলে" দেয় এবং একটি স্ট্র্যান্ডকে টেমপ্লেট হিসেবে ব্যবহার করে একটি পরিপূরক এমআরএনএ অণু তৈরি করে।
• স্থান: ইউক্যারিওটিক কোষে (নিউক্লিয়াসযুক্ত কোষ), এই প্রক্রিয়াটি নিউক্লিয়াসে ঘটে।

২. অনুবাদ:

অনুবাদ: আরএনএ থেকে প্রোটিন

• উদ্দেশ্য: প্রোটিন তৈরি করতে এমআরএনএ-এর জেনেটিক কোড ব্যবহার করা।
• প্রক্রিয়া: এমআরএনএ অণু নিউক্লিয়াস থেকে সাইটোপ্লাজমে চলে যায়। এখানে, রাইবোসোমের মতো কোষীয় যন্ত্রপাতি, এমআরএনএ সিকোয়েন্স "পড়ে"। এমআরএনএ-তে প্রতিটি তিন-নিউক্লিওটাইড "শব্দ" (কোডন) এর জন্য, একটি নির্দিষ্ট অ্যামিনো অ্যাসিড একটি ক্রমবর্ধমান শৃঙ্খলে যোগ করা হয়।
• ফলাফল: অ্যামিনো অ্যাসিডের একটি শৃঙ্খল একটি নির্দিষ্ট প্রোটিনে ভাঁজ হয়, যা পরে কোষে তার নির্ধারিত কার্য সম্পাদন করে।

DNA একটি বাক্য হিসেবে

আমরা একটি জিনের প্রোটিন-কোডিং ক্রমকে সম্পূর্ণরূপে 3-অক্ষরের শব্দ দিয়ে তৈরি একটি বাক্য হিসেবে ভাবতে পারি। এই ক্রমানুসারে, প্রতিটি 3-অক্ষরের শব্দ হল একটি কোডন, যা একটি প্রোটিনে একটি একক অ্যামিনো অ্যাসিডকে নির্দিষ্ট করে। এই বাক্যটি দেখুন:

Thesunwashotbuttheoldmandidnotgethishat.

আপনি যদি এই বাক্যটিকে পৃথক 3-অক্ষরের শব্দে ভাগ করেন, তাহলে আপনি সম্ভবত এটি এভাবে পড়তেন:

সূর্য গরম ছিল কিন্তু বৃদ্ধ লোকটি তার টুপি পায়নি।

এই বাক্যটি একটি জিনকে প্রতিনিধিত্ব করে। প্রতিটি অক্ষর একটি নিউক্লিওটাইড বেসের সাথে সম্পর্কিত, এবং প্রতিটি শব্দ একটি কোডনকে প্রতিনিধিত্ব করে। যদি আপনি "পড়ার ফ্রেম" পরিবর্তন করেন? তাহলে আপনি কী করবেন:

T hes unw ash otb utt heo ldm and idn otg eth ish at.
অথবা Th esu nwa sho tbu tth eol dma ndi dno tge thi shat.

আপনি দেখতে পাচ্ছেন, এই পঠন ফ্রেমগুলির মধ্যে কেবল একটি বোধগম্য বাক্যে অনুবাদ করে। একইভাবে, একটি জিনের মধ্যে কেবল একটি পঠন ফ্রেম সঠিক প্রোটিনের জন্য কোড করে।

একটি DNA বাক্যের মিউটেশন বা পরিবর্তন

এই DNA ক্রমটি ধরুন:

GCATGCTGCGAAACTTTGGCTGA

আপনি ক্রমটিকে 3-অক্ষরের কোডনে বিভক্ত করতে পারেন, 3টি ভিন্ন উপায়ে:

GCA TGC TGC GAA ACT TTG GCT GA
G CAT GCT GCG AAA CTT TGG CTG A
GC ATG CTG CGA AAC TTT GGC TGA

আপনি কীভাবে বলতে পারেন যে কোন পঠন ফ্রেমটি সঠিক?

সমস্ত প্রোটিন-কোডিং অঞ্চল "ATG" ক্রম দিয়ে শুরু হয়, যা অ্যামিনো অ্যাসিড মেথিওনিন (Met) এনকোড করে। অতএব, সঠিক পঠন ফ্রেমে "ATG" কোডন থাকবে।

আপনি ইউনিভার্সাল জেনেটিক কোড ব্যবহার করে প্রোটিনের অ্যামিনো অ্যাসিড ক্রমটি পূর্বাভাস দিতে পারেন।

মিউটেশন বা পরিবর্তন

পরিবর্তন হল এমন একটি প্রক্রিয়া যা একটি ডিএনএ সিকোয়েন্সে স্থায়ী পরিবর্তন আনে। একটি জিনের ডিএনএ সিকোয়েন্স পরিবর্তন করলে এটি যে প্রোটিনের জন্য কোড করে তার অ্যামিনো অ্যাসিড সিকোয়েন্স পরিবর্তন করতে পারে।

বিন্দু মিউটেশন

বিন্দু মিউটেশন হল একটি জিনের ডিএনএ সিকোয়েন্সে একক বেস পরিবর্তন। এগুলিকে আরও শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে:

• ভুল মিউটেশন প্রোটিনের মধ্যে একটি একক অ্যামিনো অ্যাসিড পরিবর্তন ঘটায়।
• অযৌক্তিক মিউটেশন একটি অকাল "স্টপ" কোডন তৈরি করে, যার ফলে প্রোটিন সংক্ষিপ্ত হয়ে যায়।
• নিরব মিউটেশন অ্যামিনো অ্যাসিড পরিবর্তন ঘটায় না।

সন্নিবেশ এবং মুছে ফেলা মিউটেশন

সন্নিবেশ মিউটেশন এবং মুছে ফেলা মিউটেশন এক বা একাধিক ডিএনএ বেস যোগ বা অপসারণ করে। সন্নিবেশ এবং মুছে ফেলা (যদি না তারা 3 এর গুণিতকে ঘটে) একটি জিনের পঠন ফ্রেম পরিবর্তন করতে পারে, বেসের গ্রুপিংকে কোডনে পরিবর্তন করতে পারে। ফ্রেমশিফ্ট মিউটেশন নামেও পরিচিত, এই পরিবর্তনগুলি প্রোটিনের অ্যামিনো অ্যাসিড সিকোয়েন্সকে ব্যাপকভাবে প্রভাবিত করতে পারে।

সর্বজনীন জেনেটিক কোড

সর্বজনীন জেনেটিক কোড হল নির্দেশিকা ম্যানুয়াল যা সমস্ত কোষ একটি জিনের ডিএনএ ক্রম পড়তে এবং একটি সংশ্লিষ্ট প্রোটিন তৈরি করতে ব্যবহার করে। প্রোটিনগুলি অ্যামিনো অ্যাসিড দিয়ে তৈরি যা একটি শৃঙ্খলে একত্রিত হয়। প্রতিটি 3-অক্ষরের ডিএনএ ক্রম, বা কোডন, একটি নির্দিষ্ট অ্যামিনো অ্যাসিডকে এনকোড করে। কোডটির বেশ কয়েকটি মূল বৈশিষ্ট্য রয়েছে:

• সমস্ত প্রোটিন-কোডিং অঞ্চল "স্টার্ট" কোডন, ATG দিয়ে শুরু হয়।
• প্রোটিন-কোডিং অঞ্চলের সমাপ্তি চিহ্নিত করে এমন তিনটি "স্টপ" কোডন রয়েছে।
• একাধিক কোডন একই অ্যামিনো অ্যাসিডের জন্য কোড করতে পারে।

দ্রষ্টব্য: প্রোটিন-নির্মাণ যন্ত্রপাতি সরাসরি ডিএনএ পড়ে না। পরিবর্তে, এটি ডিএনএ থেকে অনুলিপি করা একটি মধ্যবর্তী অণু, যাকে মেসেঞ্জার আরএনএ বলা হয়, পড়ে। এই প্রক্রিয়া সম্পর্কে আরও জানুন একটি জিন ট্রান্সক্রাইব এবং ট্রান্সলেট করুন বিভাগে।

কোডন শুরু এবং বন্ধ করন

সার্বজনীন জেনেটিক কোডটি বেশ কয়েকটি কোডন বা ট্রিপলেট বেস দিয়ে তৈরি। কোডিং ত্রুটি কমানোর জন্য সময়ের সাথে সাথে স্ট্যান্ডার্ড কোডটি বিকশিত হয়েছে। নিউক্লিক অ্যাসিডে ৪টি বেসের ক্রম পরিবর্তন এবং সংমিশ্রণ থেকে উদ্ভূত জেনেটিক কোডে মোট ৬৪টি কোডন রয়েছে।

জেনেটিক কোডটি অবক্ষয়িত অর্থাৎ একাধিক কোডন একটি অ্যামিনো অ্যাসিডের জন্য কোড করতে পারে। এই কারণে, ৬৪টি কোডনের মধ্যে ৬১টি কোডন ২০টি অ্যামিনো অ্যাসিডের জন্য কোড করে।

জেনেটিক কোডে START এবং STOP কোডন নামে দুটি বিরাম চিহ্ন রয়েছে যা সমস্ত জীবের প্রোটিন সংশ্লেষণের সমাপ্তির ইঙ্গিত দেয়।

পঠন ফ্রেম

পঠন কোথা থেকে শুরু হয় তার উপর নির্ভর করে জেনেটিক কোডটি বিভিন্ন উপায়ে পড়া যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, যদি বেস সিকোয়েন্স GGGAAACCC হয়, তাহলে প্রথম অক্ষর G থেকে পড়া শুরু হতে পারে এবং 3টি কোডন থাকবে - GGG, AAA, এবং CCC।

যদি দ্বিতীয় অবস্থানে G থেকে পড়া শুরু হয়, তাহলে স্ট্রিংটিতে দুটি কোডন থাকবে - GGA এবং AAC।

যদি তৃতীয় বেস G থেকে পড়া শুরু হয়, তাহলে আবার 2টি কোডন আসবে - GAA এবং ACC।

সুতরাং, জেনেটিক উপাদানের প্রতিটি স্ট্র্যান্ডের কোড পড়ার ৩টি উপায় রয়েছে। নিউক্লিওটাইড সিকোয়েন্স পড়ার এই বিভিন্ন উপায়গুলিকে একটি পঠন ফ্রেম বলা হয়। প্রতিটি পঠন ফ্রেম অ্যামিনো অ্যাসিডের একটি ভিন্ন ক্রম তৈরি করবে এবং তাই প্রোটিন তৈরি করবে। সুতরাং, ডাবল স্ট্র্যান্ডেড ডিএনএতে, ৬টি সম্ভাব্য পঠন ফ্রেম রয়েছে।

START কোডন

কোডন AUG কে START কোডন বলা হয় কারণ এটি প্রতিলিপিকৃত mRNA-তে প্রথম কোডন যা অনুবাদের মধ্য দিয়ে যায়। AUG হল সবচেয়ে সাধারণ START কোডন এবং এটি ইউক্যারিওটে অ্যামিনো অ্যাসিড মেথিওনিন (Met) এবং প্রোক্যারিওটে ফর্মাইল মেথিওনিন (fMet) কোড করে। প্রোটিন সংশ্লেষণের সময়, tRNA কিছু সূচনা ফ্যাক্টরের সাহায্যে START কোডন AUG সনাক্ত করে এবং mRNA-এর অনুবাদ শুরু করে।

কিছু বিকল্প START কোডন ইউক্যারিওট এবং প্রোক্যারিওট উভয় ক্ষেত্রেই পাওয়া যায়। বিকল্প কোডন সাধারণত মেথিওনিন ব্যতীত অন্যান্য অ্যামিনো অ্যাসিডের জন্য কোড করে, কিন্তু যখন তারা START কোডন হিসেবে কাজ করে তখন তারা একটি পৃথক সূচনাকারী tRNA ব্যবহারের কারণে Met-এর জন্য কোড করে।

ইউক্যারিওটিক জিনোমে অ-AUG START কোডন খুব কমই পাওয়া যায়। সাধারণ মেট কোডন ছাড়াও, স্তন্যপায়ী কোষগুলি CUG কোডন ডিকোড করার জন্য লিউসিল-tRNA এর সাহায্যে অ্যামিনো অ্যাসিড লিউসিনের সাথে START অনুবাদ করতে পারে। মাইটোকন্ড্রিয়াল জিনোমগুলি মানুষের মধ্যে AUA এবং AUU এবং প্রোক্যারিওটে GUG এবং UUG বিকল্প START কোডন হিসাবে ব্যবহার করে।

প্রোক্যারিওটে, E. coli 83% AUG, GUG 14% এবং UUG 3% START কোডন হিসাবে ব্যবহার করতে দেখা যায়। E coli lac operon-এর lacA এবং lacI কোডিং অঞ্চলে AUG START কোডন থাকে না এবং পরিবর্তে UUG এবং GUG যথাক্রমে দীক্ষা কোডন হিসাবে ব্যবহার করে।

STOP কোডন

জেনেটিক কোডে 3টি STOP কোডন রয়েছে - UAG, UAA, এবং UGA। এই কোডনগুলি অনুবাদের সময় পলিপেপটাইড শৃঙ্খলের সমাপ্তির সংকেত দেয়। এই কোডনগুলিকে ননসেন্স কোডন বা টার্মিনেশন কোডনও বলা হয় কারণ এগুলি কোনও অ্যামিনো অ্যাসিডের কোডিং করে না।

তিনটি STOP কোডনের নামকরণ করা হয়েছে অ্যাম্বার (UAG), ওপাল বা উম্বার (UGA) এবং ocher (UAA)। "Amber" বা UAG চার্লস স্টেইনবার্গ এবং রিচার্ড এপস্টাইন আবিষ্কার করেছিলেন এবং তারা তাদের বন্ধু হ্যারিস বার্নস্টাইনের শেষ নামের জার্মান অর্থ অনুসারে এর নামকরণ করেছিলেন অ্যাম্বার। বাকি দুটি STOP কোডনকে তখন "ocher" এবং "opal" নামকরণ করা হয়েছিল যাতে "রঙের নাম" থিম বজায় থাকে।

প্রোটিন সংশ্লেষণের সময়, STOP কোডনগুলি রাইবোসোম থেকে নতুন পলিপেপটাইড শৃঙ্খল নিঃসরণ করে। এটি ঘটে কারণ STOP কোডনের পরিপূরক অ্যান্টিকোডন সহ কোনও tRNA নেই।

"স্বাস্থ্যের কথা " বাংলা ভাষায় অনলাইন স্বাস্থ্য ম্যাগাজিন অলাভজনক প্রতিষ্ঠান। বিশেষজ্ঞ মানবিক চিকিৎসকদের নিয়ে গঠিত। নিম্নোক্ত নম্বরে বিকাশ এর মাধ্যমে দান করে চিকিৎসা গবেষণায় সহায়তা করুন; +৮৮০১৮১৩৬৮০৮৮৬।

References
https://learn.genetics.utah.edu/content/basics/dnacodes/
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3293468/
http://depts.washington.edu/agro/genomes/students/stanstart.htm
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Class/MLACourse/Modules/MolBioReview/geneticcode.html