জীববিজ্ঞান প্রথম পত্র (Botany) · একাদশ-দ্বাদশ · অধ্যায় ১ · ১.৪

নিউক্লিক অ্যাসিড ও এর উপাদান।

তোমার নাক বা চুলের ধরন বাবা-মায়ের কাছ থেকে এসেছে। কিন্তু কিসে চড়ে এল? উত্তরটা কোষের নিউক্লিয়াসে লুকানো এক লম্বা শৃঙ্খলে। এই নোটে সেই শৃঙ্খল ভেঙে দেখব: কী কী দিয়ে গড়া, কার নাম কী, কে কবে খুঁজে পেল।

১. বংশগতি আর বংশগতি বস্তু

মাতা-পিতা থেকে সন্তানে বৈশিষ্ট্য আসার প্রক্রিয়ার নাম বংশগতি (heredity), অন্য নামে জেনেটিক ট্রান্সমিশন। যে শাখায় এটা নিয়ে আলোচনা হয় তার নাম বংশগতিবিদ্যা (genetics)।

বৈশিষ্ট্য বয়ে নিয়ে যায় যেসব বস্তু, তাদের একত্রে বলে বংশগতি বস্তু (hereditary material)। এর প্রধান উপাদান ক্রোমোসোম, আর ক্রোমোসোমের DNA-তে জিনগুলো সাজানো থাকে।

২. নিউক্লিক অ্যাসিডের খোঁজ

১৮৬৯ সালে সুইস চিকিৎসক Friedrich Miescher ক্ষতস্থানের পুঁজের শ্বেতরক্তকণিকার নিউক্লিয়াস থেকে একটা নতুন পদার্থ আলাদা করলেন। নাম দিলেন নিউক্লিন (nuclein)।

১৮৮৯ সালে Altman নিউক্লিনে অ্যাসিডের ধর্ম দেখে নাম দিলেন নিউক্লিক অ্যাসিড। ১৮৯৪ সালে Albrecht Kossel শনাক্ত করলেন দুই ধরনের নাইট্রোজেন বেস (পিউরিন ও পাইরিমিডিন), সুগার আর ফসফোরিক অ্যাসিড; এজন্য ১৯১০ সালে রসায়নে নোবেল পুরস্কার পান। ১৯২১ সালে Levine আবিষ্কার করলেন নিউক্লিক অ্যাসিড আসলে দুই রকম: DNA ও RNA।

নিউক্লিক অ্যাসিড গড়া C, H, O, N ও P মৌল দিয়ে; এর ১৫% নাইট্রোজেন আর ১০% ফসফরাস। DNA সাধারণত থাকে নিউক্লিয়াসের ক্রোমাটিনে। RNA-র ৯০% থাকে সাইটোপ্লাজমে, বাকি ১০% নিউক্লিয়োলাসে।

অসংখ্য নিউক্লিয়োটাইড পলিমার হয়ে যে অ্যাসিড গড়ে, সেটাই নিউক্লিক অ্যাসিড। এটা নাইট্রোজেন ক্ষারক, পেন্টোজ শর্করা ও ফসফোরিক অ্যাসিডে গঠিত, আর কোষের সবচেয়ে বড় রাসায়নিক অণু। আর্দ্রবিশ্লেষণ করলে ওই তিন উপাদানই আলাদা হয়ে আসে। নিচের গাছে শাখা খুলে খুলে স্তরগুলো দেখো।

৩. তিন উপাদান: শর্করা, ক্ষারক, ফসফেট

পাঁচ কার্বনের শর্করাকে বলে পেন্টোজ। নিউক্লিক অ্যাসিড গড়ে রিং গঠনের β-D রাইবোজ বা β-D ডিঅক্সিরাইবোজ। RNA-তে থাকে রাইবোজ, DNA-তে ডিঅক্সিরাইবোজ। ডিঅক্সি মানে অক্সিজেন ছাড়া: ডিঅক্সিরাইবোজের ২নং কার্বনে অক্সিজেন নেই, রাইবোজ থেকে এটাই এর একমাত্র তফাত।

ক্ষারক রিংয়ের সংখ্যা অনুযায়ী দুই রকম। দুই রিংয়ের পিউরিন, সংকেত C₅H₄N₄। এক রিংয়ের পাইরিমিডিন, সংকেত C₄H₄N₂।

পিউরিন দুটো: অ্যাডিনিন (A) ও গুয়ানিন (G)। পাইরিমিডিন তিনটে: থাইমিন (T), সাইটোসিন (C) ও ইউরাসিল (U)। ইউরাসিল শুধু RNA-তে, থাইমিন শুধু DNA-তে। বইয়ের সূত্র: “নাম বড় যার গঠন ছোট তার”, মানে পিউরিনের নাম ছোট কিন্তু রিং বড়, পাইরিমিডিনের নাম বড় কিন্তু রিং ছোট।

নামগুলোর পেছনে গল্প আছে। অ্যাডিনিন আর থাইমিনের নাম থাইমাস গ্ল্যান্ড থেকে, কারণ প্রথমে সেখান থেকেই আলাদা করা হয় (এডিনো মানে গ্ল্যান্ড)। সাইটোসিন এসেছে সাইটো, মানে কোষ, থেকে। গুয়ানিন এসেছে গুয়ানো থেকে, অর্থাৎ বাদুড় বা সামুদ্রিক পাখির মল।

তৃতীয় উপাদান ফসফোরিক অ্যাসিড, সংকেত H₃PO₄। পাঁচযোজী একটা ফসফরাসের সঙ্গে যুক্ত থাকে তিনটা একযোজী হাইড্রক্সিল গ্রুপ আর একটা দ্বিযোজী অক্সিজেন।

৪. নিউক্লিয়োসাইড থেকে নিউক্লিয়োটাইড

এক অণু নাইট্রোজেন ক্ষারক আর এক অণু পেন্টোজ জুড়ে যে গ্লাইকোসাইড যৌগ হয়, তার নাম নিউক্লিয়োসাইড। জোড়টা গ্লাইকোসাইডিক বন্ধন: পাইরিমিডিনের ১নং নাইট্রোজেন আর পিউরিনের ৯নং নাইট্রোজেন পেন্টোজের ১নং কার্বনের সঙ্গে লাগে।

রাইবোজের নিউক্লিয়োসাইড চারটা: অ্যাডিনোসিন (A), গুয়ানোসিন (G), ইউরিডিন (U), সাইটিডিন (C)। ডিঅক্সিরাইবোজের চারটা: ডিঅক্সি অ্যাডিনোসিন, ডিঅক্সি গুয়ানোসিন, ডিঅক্সি সাইটিডিন, ডিঅক্সি থাইমিডিন।

নিজের হাতে একটা গড়ো: শর্করা বাছো, ক্ষারক বাছো, জোড়ো, তারপর ফসফেট বসাও। ভুল জোড়া হলে টের পাবে।

নিউক্লিয়োসাইডে এক অণু ফসফেট যোগ হলে হয় নিউক্লিয়োটাইড, মানে নিউক্লিয়োসাইডের ফসফেট এস্টার। এটাই নিউক্লিক অ্যাসিডের গাঠনিক একক। ফসফেট বসে পেন্টোজের ৩নং বা ৫নং কার্বনে। রাইবোজ নিউক্লিয়োটাইড: AMP, GMP, CMP, UMP। ডিঅক্সিরাইবোজের: dAMP, dGMP, dCMP, dTMP। প্রতিটা সারিতে ট্যাপ করে মিলিয়ে নাও।

ফসফেট আরও জুড়লে নিউক্লিয়োটাইড বদলে যায়: AMP + P = ADP, আবার ADP + P = ATP। GMP, CMP আর UMP-ও একইভাবে GDP ও GTP, CDP ও CTP, UDP ও UTP হয়।

নিউক্লিয়োটাইড শুধু DNA আর RNA-র কাঠামো গড়ে না, আরও কাজ করে। NAD⁺ ও NADP⁺ মধ্যবর্তী বিপাকে, GTP প্রোটিন সংশ্লেষে, ATP শ্বসনে, আর CTP ফসফোলিপিড সংশ্লেষে কাজ করে।

৫. জোড়া লেগে শৃঙ্খল

একটা নিউক্লিয়োটাইডের পেন্টোজের ৩নং কার্বন যদি আরেকটার ৫নং কার্বনের সঙ্গে ফসফোডাইএস্টার বন্ধনে জোড়া লাগে, তাহলে হয় ডাইনিউক্লিয়োটাইড।

অনেক নিউক্লিয়োটাইড ৫'→৩' অনুমুখী হয়ে এভাবে জুড়ে লম্বা রৈখিক শৃঙ্খল বানালে তাকে বলে পলিনিউক্লিয়োটাইড। DNA-র প্রতিটা একক হেলিক্স একটা পলিনিউক্লিয়োটাইড চেইন।

পেন্টোজ শর্করা অনুযায়ী নিউক্লিক অ্যাসিড দুই প্রকার: ডিঅক্সিরাইবোনিউক্লিক অ্যাসিড (DNA) ও রাইবোনিউক্লিক অ্যাসিড (RNA)। কোন উপাদান কার, শেষবার মিলিয়ে নাও।

৬. মিলিয়ে দেখো

তিনটা প্রশ্ন, পরীক্ষার ধাঁচে। প্রথমটা দিয়ে শুরু।

দ্বিতীয়টায় উপাদানগুলো মনে করো।

শেষটায় সংজ্ঞাটা খেয়াল রাখো।

পুরো নোটটা সাতটা কার্ডে।

সূত্র: জীববিজ্ঞান প্রথম পত্র (Botany), একাদশ-দ্বাদশ শ্রেণি (এনসিটিবি), অধ্যায় ১ “কোষ ও এর গঠন”, অনুচ্ছেদ ১.৪।