পূর্ববর্তী অধ্যায়ে আপনি বণ্টনের আদৃত্য ও এই আদৃত্যগুলির জেনেটিক ভিত্তি সম্পর্কে জেনেছেন। মেনডেলের সময়ে এই বণ্টনের আদৃত্য নিয়ন্ত্রণকারী ‘কারণগুলি’র প্রকৃতি স্পষ্ট ছিল না। পরবর্তী শত বছরে ধার্মিক জেনেটিক মূলবৈশিষ্ট্যের প্রকৃতি তদারকি করা হয়েছে এবং এটি প্রমাণিত হয়েছে যে ডিএনএ—ডেঅক্সিরিবোজ নিউক্লিক অ্যাসিড—হল বহুল প্রজাতির জন্য জেনেটিক মূলবৈশিষ্ট্য। ক্লাস এক্সআই এ আপনি জেনেছেন যে নিউক্লিক অ্যাসিড হল নিউক্লিয়োটাইডের পোলিমার।

ডিএনএ (ডেঅক্সিরিবোজ নিউক্লিক অ্যাসিড) এবং আরএনএ (রিবোজ নিউক্লিক অ্যাসিড) হল জীববৈচিত্রে পাওয়া দুটি নিউক্লিক অ্যাসিডের ধরন। বহুল প্রজাতিতে ডিএনএ জেনেটিক মূলবৈশিষ্ট্য হিসাবে কাজ করে। আরএনএ কিছু ভাইরাসে জেনেটিক মূলবৈশিষ্ট্য হিসাবে কাজ করে, কিন্তু বেশিরভাগ ক্ষেত্রে এটি একটি বার্তা বাহক হিসাবে কাজ করে। আরএনএ-এর অতিরিক্ত ভূমিকা আছে যেমন এডাপ্টার, স্ট্রাকচারাল এবং কিছু ক্ষেত্রে একটি ক্যাটালিটিক মলেকুল। ক্লাস এক্সআই এ আপনি ইতোমধ্যে নিউক্লিয়োটাইডের গঠন এবং এই মোনোমার ইউনিটগুলি কীভাবে সংযুক্ত হয় নিউক্লিক অ্যাসিড পোলিমার গঠনের উপায় সম্পর্কে জেনেছেন। এই অধ্যায়ে আমরা ডিএনএর গঠন, এর রিপ্লিকেশন, ডিএনএ থেকে আরএনএ তৈরি হওয়ার প্রক্রিয়া (ট্রান্সক্রিপশন), প্রোটিনের অ্যামিনো অ্যাসিড ক্রমের নির্ধারণকারী জেনেটিক কোড, প্রোটিন সিন্থেসিসের প্রক্রিয়া (ট্রান্সলেশন) এবং এদের নিয়ন্ত্রণের মৌলিক ভিত্তি নিয়ে আলোচনা করব। গত দশকে মানুষের জেনোমের সম্পূর্ণ নিউক্লিয়োটাইড ক্রমের নির্ধারণের মাধ্যমে জেনোমিক্সের একটি নতুন যুগ আরম্ভ হয়েছে। শেষ অংশে আমরা মানুষের জেনোম সিক্যুইন্সিং এর মৌলিক বিষয়গুলি এবং এর প্রভাব নিয়েও আলোচনা করব।

আমরা আমাদের আলোচনা শুরু করি জীববৈচিত্রের সবচেয়ে আকর্ষণীয় মলেকুল, যাকে ডিএনএ বলা হয়, এর গঠন বুঝে। পরের অধ্যায়গুলিতে আমরা বুঝব কেন এটি জেনেটিক মূলবৈশিষ্ট্য হিসাবে সবচেয়ে বেশি বিস্তৃত এবং এটি আরএনএর সাথে কী সম্পর্ক রয়েছে।

6.1 ডিএনএ

ডিএনএ হল ডেঅক্সিরিবোজ নিউক্লিয়োটাইডের একটি লম্বা পোলিমার। ডিএনএর দৈর্ঘ্য সাধারণত এতে উপস্থিত নিউক্লিয়োটাইডের (বা বেস জোড়া বলে উল্লেখ করা হয়) সংখ্যা দ্বারা নির্ধারিত হয়। এটিও এক প্রজাতির বৈশিষ্ট্য। উদাহরণস্বরূপ, ফাই এক্স 174 নামক ব্যাকটেরিয়াফেজে 5386 নিউক্লিয়োটাইড রয়েছে, ব্যাকটেরিয়াফেজ ল্যামডা-এ 48502 বেস জোড়া (বিপি), এস.কলায়ে 4.6 × 10⁶ বিপি এবং মানুষের হ্যাপ্লোইড ডিএনএ-এ 3.3 × 10⁹ বিপি রয়েছে। এই লম্বা পোলিমারের গঠন নিয়ে আলোচনা করা যাক।

6.1.1 পোলিনিউক্লিয়োটাইড শ্রেণির গঠন

পোলিনিউক্লিয়োটাইড শ্রেণির (ডিএনএ বা আরএনএ) রসায়নিক গঠন পুনরাবৃত্তি করা যাক। একটি নিউক্লিয়োটাইডের তিনটি উপাদান রয়েছে—একটি নাইট্রোজেন বেস, একটি পেন্টোজ শুকরা (আরএনএ-এ রিবোজ, ডিএনএ-এ ডেঅক্সিরিবোজ) এবং একটি ফসফেট গ্রুপ। নাইট্রোজেন বেস দুটি ধরনের—পিউরিন (অ্যাডেনাইন এবং গাইনাইন) এবং পাইরিমিডিন (সাইটোজাইন, ইউরাসিল এবং থাইমাইন)। ডিএনএ এবং আরএনএ উভয়ের জন্য সাইটোজাইন সাধারণ, কিন্তু থাইমাইন শুধুমাত্র ডিএনএতে থাকে। ইউরাসিল থাইমাইনের পরিবর্তে আরএনএতে থাকে। একটি নাইট্রোজেন বেস পেন্টোজ শুকরার 1’ সি অক্সিজেনের ওহেনে একটি এন-গ্লাসিডিক সংযোগের মাধ্যমে সংযুক্ত হয় এবং এতে নিউক্লেওসাইড গঠিত হয়, যেমন অ্যাডেনোজাইন বা ডেঅক্সিঅ্যাডেনোজাইন, গাউনোজাইন বা ডেঅক্সিগাউনোজাইন, সাইটোজাইন বা ডেঅক্সিসাইটোজাইন এবং ইউরাইডাইন বা ডেঅক্সিথাইমিডাইন। একটি নিউক্লেওসাইডের 5’ সি অক্সিজেনে ফসফেট গ্রুপ সংযুক্ত হলে সংশ্লিষ্ট নিউক্লিয়োটাইড (বা ডেঅক্সিনিউক্লিয়োটাইড, শুকরার ধরন অনুযায়ী) গঠিত হয়। দুটি নিউক্লিয়োটাইড 3’-5’ ফসফোডাইস্টার সংযোগের মাধ্যমে দিনিউক্লিয়োটাইড গঠন করা হয়। এভাবে আরও অনেক নিউক্লিয়োটাইড সংযুক্ত হয় পোলিনিউক্লিয়োটাইড শ্রেণি গঠনের জন্য। এভাবে গঠিত একটি পোলিমারের এক পাশে শুকরার 5’ এন্ডে একটি মুক্ত ফসফেট মূল রয়েছে যা পোলিনিউক্লিয়োটাইড শ্রেণির 5’-এন্ড বলে উল্লেখ করা হয়। একইভাবে পোলিমারের অন্য পাশে শুকরার 3’ সি গ্রুপের মুক্ত ওহেন রয়েছে যা 3’-এন্ড বলে উল্লেখ করা হয়। পোলিনিউক্লিয়োটাইড শ্রেণির ব্যাকবোন শুকরা এবং ফসফেটের কারণে গঠিত হয়। নাইট্রোজেন বেসগুলি শুকরার মূলে সংযুক্ত হয় এবং ব্যাকবোন থেকে বাইরে বেরিয়ে থাকে (ছবি 6.1)।

<img src=“https://temp-public-img-folder.s3.ap-south-1.amazonaws.com/sathee.prutor.images/images/ncertbook/bio/b12/molecular_basis_of_inheritance/ncert_b12_ch05_a_polynucleotide_chain.png"">

ছবি 6.1 একটি পোলিনিউক্লিয়োটাইড শ্রেণি

আরএনএ-এ প্রতিটি নিউক্লিয়োটাইড রিবোজের 2’-অবস্থায় একটি অতিরিক্ত –ওহেন গ্রুপ রয়েছে। আরএনএ-এ থাইমাইনের পরিবর্তে ইউরাসিল পাওয়া যায়।

1869 সালে ফ্রেডিরিক মেইসচার গাণিতিক একটি অ্যাসিড হিসাবে নিউক্লিয়াসে প্রথম চিহ্নিত করেন। তিনি এটিকে ‘নিউক্লিন’ নামে ডাকেন। তবে এই লম্বা পোলিমার সম্পূর্ণ রূপে আলাদা করার প্রযুক্তিগত সীমাবদ্ধতা ছিল, তাই ডিএনএর গঠন সম্পর্কে প্রকাশ করা অনেক সময় ধরে সম্ভব হয়নি। 1953 সালে মরিস উইলকিন এবং রোসলিন্ড ফ্র্যাঙ্কলিন দ্বারা তৈরি এক্স-রে তীব্রতা তথ্যের ভিত্তিতে জেমস ওয়েটসন এবং ফ্রান্সিস ক্রিক ডিএনএর গঠনের জন্য একটি খুব সরল কিন্তু পরিচিত ডবল হেলিক্স মডেল প্রস্তাব করেন। তাদের প্রস্তাবের একটি প্রধান বৈশিষ্ট্য ছিল পোলিনিউক্লিয়োটাইড শ্রেণির দুই শ্রেণির মধ্যে বেস পেয়েন্টিং। তবে এই প্রস্তাবটি এরক্ষণা এরওয়িন চার্জফ্রের প্রত্যক্ষভাবে দেখা যায় যে দ্বি-শ্রেণিবিশিষ্ট ডিএনএতে অ্যাডেনাইন এবং থাইমাইন, গাইনাইন এবং সাইটোজাইনের অনুপাত স্থির এবং এক হয়।

বেস পেয়েন্টিং পোলিনিউক্লিয়োটাইড শ্রেণিগুলির প্রতিটি শ্রেণির পরিচালনার একটি অত্যন্ত অনন্য বৈশিষ্ট্য দেয়। এদের বলা হয় প্রতিপাদক। অতএব যদি একটি শ্রেণির বেস ক্রম জানা থাকে তবে অন্য শ্রেণির ক্রম অনুমান করা যায়। এছাড়াও যদি একটি ডিএনএর (যাকে মূল ডিএনএ বলা হয়) প্রতিটি শ্রেণি একটি নতুন শ্রেণি গঠনের জন্য টেমপ্লেট হিসাবে কাজ করে, তবে এভাবে তৈরি হওয়া দুটি দ্বি-শ্রেণিবিশিষ্ট ডিএনএ (যাকে ডেটার ডিএনএ বলা হয়) মূল ডিএনএ মলেকুলের সাথে সমতুল্য হবে। এই কারণে ডিএনএর গঠনের জেনেটিক প্রভাব খুব স্পষ্ট হয়ে উঠেছে।

ডিএনএর ডবল-হেলিক্স গঠনের প্রধান বৈশিষ্ট্যগুলি নিম্নরূপ:

(i) এটি দুটি পোলিনিউক্লিয়োটাইড শ্রেণির দ্বারা গঠিত, যেখানে ব্যাকবোন শুকরা-ফসফেট দ্বারা গঠিত এবং বেসগুলি ভিতরে বিস্তৃত থাকে।

(ii) দুটি শ্রেণির অবস্থান অনুকূলীন পলারিটি রয়েছে। অর্থাৎ যদি একটি শ্রেণির পলারিটি 5’ → 3’, তবে অন্যটির পলারিটি 3’ → 5’।

(iii) দুই শ্রেণির মধ্যে বেস পেয়েন্টিং হয় হাইড্রোজেন বন্ধন (এইচ-বন্ধন) দ্বারা বেস জোড়া (বিপি) গঠন করে। অ্যাডেনাইন প্রতিপাদিত শ্রেণির থাইমাইনের সাথে দুটি এইচ-বন্ধন গঠন করে এবং উল্লেখ্য উভয়ের জন্যই একই প্রক্রিয়া। একইভাবে গাইনাইন সাইটোজাইনের সাথে তিনটি এইচ-বন্ধন গঠন করে। ফলে সর্বদা একটি পিউরিন একটি পাই