জীববিজ্ঞান প্রথম পত্র (Botany) · একাদশ-দ্বাদশ · অধ্যায় ১ · ১.৪
ট্রান্সক্রিপশন।
তোমার কোষের DNA থাকে নিউক্লিয়াসের ভেতরে, অথচ প্রোটিন বানানো হয় বাইরে, সাইটোপ্লাজমে। মূল DNA তো বাইরে যেতে পারে না। তাহলে তথ্য পৌঁছায় কীভাবে? একটা কপি বানিয়ে পাঠানো হয়। সেই কপি করার কাজটাই ট্রান্সক্রিপশন।
১. DNA থেকে RNA-তে কপি
ট্রান্সক্রিপশন মানে কপি করা। DNA অণুতে প্রথিত রাসায়নিক তথ্যকে RNA অণুতে, অর্থাৎ mRNA-তে, কপি করার প্রক্রিয়াকে ট্রান্সক্রিপশন বা প্রতিলিখন বলে। HIV-এর ক্ষেত্রে ঘটে রিভার্স ট্রান্সক্রিপশন।
ট্রান্সক্রিপশন ঘটে নিউক্লিয়াসে। তৈরি mRNA নিউক্লিয়ার ছিদ্র দিয়ে সাইটোপ্লাজমে চলে যায়। সেখানে RNA থেকে প্রোটিন তৈরির প্রক্রিয়ার নাম ট্রান্সলেশন বা অনুবাদ।
DNA-র দুটো স্ট্র্যান্ডের নাম আলাদা। ৫'→৩' স্ট্র্যান্ডটি সেন্স বা কোডিং স্ট্র্যান্ড। ৩'→৫' স্ট্র্যান্ডটি অ্যান্টি-সেন্স বা টেমপ্লেট স্ট্র্যান্ড।
RNA পলিমারেজ II ডাবল স্ট্র্যান্ড DNA-কে ছাঁচ করে একসূত্রক mRNA বানায়। এই mRNA DNA-র হুবহু কপি, শুধু T-এর জায়গায় U বসে।
২. কী লাগে, আর কোথা থেকে শুরু
ট্রান্সক্রিপশনের জন্য পাঁচটা জিনিস লাগে: ছাঁচ হিসেবে DNA; RNA পলিমারেজ; মুক্ত রাইবোনিউক্লিয়োটাইড ট্রাইফসফেট, মানে ATP, GTP, CTP ও UTP; ট্রাইফসফেট ভেঙে পাওয়া শক্তি; আর সহযোগী প্রোটিন।
ট্রান্সক্রিপশন শুরু হয় ক্যাপ সাইট থেকে। প্রাক-RNA-র ৫' প্রান্তে ৭-মিথাইল গুয়ানোসিন যুক্ত হয়ে ক্যাপ দেয়। একে ক্যাপিং বা টুপি পরানো বলে।
ক্যাপের পরের অল্প অংশ ট্রান্সলেট হয় না। এটা লিডার সিকোয়েন্স। তার পরে প্রথম নিয়ন্ত্রক কোডন AUG ট্রান্সলেশন শুরুর সংকেত দেয়, আর স্টপ কোডন দেয় বন্ধের সংকেত। চিত্র ১.৩৪-এর একটা ধারা: AUG CCG UAU GCU UAU GCU CCU UAA UCA। শুরুতে AUG, শেষের দিকে UAA।
৩. তিন পর্যায়
প্রকৃত কোষে ট্রান্সক্রিপশন তিন পর্যায়ে হয়: সূচনা (initiation), সূত্র বর্ধিতকরণ (elongation) ও সমাপ্তিকরণ (termination)।
সূচনা শুরু হয় প্রোমোটার দিয়ে। প্রতিটি জিনের জন্য DNA-তে একটি প্রোমোটার থাকে, জিনের রেগুলেটরি অংশের একটা বিশেষ সিকোয়েন্স। প্রথমে ট্রান্সক্রিপশন ফ্যাক্টর প্রোমোটারে আবদ্ধ হয়, তারপর RNA পলিমারেজ যুক্ত হয়।
আদি কোষে এই ধাপ সোজা: RNA পলিমারেজ সরাসরি প্রোমোটারে যুক্ত হয়। প্রকৃত কোষে তিন ধরনের RNA পলিমারেজ থাকে, আদি কোষে এক ধরনের।
প্রোমোটারে যুক্ত হয়ে RNA পলিমারেজ প্রথমে DNA-র পাক খোলে, কমপক্ষে ২০টি বেসপেয়ার। যে স্ট্র্যান্ডে জিন আছে সেটি ছাঁচ। অপর স্ট্র্যান্ড কমপ্লিমেন্টারি স্ট্র্যান্ড, তা ট্রান্সক্রাইব হয় না। ট্রান্সক্রিপশন ৫'-৩' মুখী শুরু হয়, আর সূচনা স্থান ও সমাপ্তি স্থান আগে থেকেই ঠিক করা।
বর্ধিতকরণে RNA পলিমারেজ বেসপেয়ারিং অনুযায়ী নিউক্লিয়োটাইড যোগ করে। সে ছাঁচ স্ট্র্যান্ড ধরে ৩' থেকে ৫' দিকে এগোয়।
ছাঁচ স্ট্র্যান্ডে ATTCGA ধারা থাকলে RNA-তে তৈরি হয় UAAGCU। RNA সূত্র ছাঁচের অ্যান্টিপ্যারালাল, কিন্তু কমপ্লিমেন্টারি সূত্রের অনুরূপ, শুধু T-এর জায়গায় U। নিচে নিজে বেস বসিয়ে দেখো।
ধারা অনুবাদ
বেসগুলো তুমিই বসাচ্ছ। এটা কোথাও যাচ্ছে না, খাতাটা তোমার।
খোলা অংশের ট্রান্সক্রিপশন শেষ হলে RNA পলিমারেজ সামনে আরেকটা অংশ খোলে, আর একই সঙ্গে পেছনের অংশে আবার পাক লাগায়। শক্তি আসে ফসফেট বিচ্ছিন্নকরণ থেকে।
RNA পলিমারেজ সমাপ্তিকরণ স্থানে, মানে DNA-র একটা নির্দিষ্ট বেস সিকোয়েন্সে, পৌঁছলে ট্রান্সক্রিপশন শেষ হয়। DNA প্রতিলিপনে প্রুফরিডিং ও মেরামতের ব্যবস্থা আছে, ট্রান্সক্রিপশনে নেই। এবার দুটো প্রক্রিয়া আলাদা করো।
কোন প্রক্রিয়া?
৪. প্রি-mRNA থেকে mRNA
ট্রান্সক্রিপশনে প্রথম যে mRNA তৈরি হয় তার নাম প্রি-mRNA। এটা চূড়ান্ত mRNA-র চেয়ে দীর্ঘ। বিশেষ প্রক্রিয়াজাতকরণের পর চূড়ান্ত mRNA হয়। আদি কোষে সরাসরি চূড়ান্ত mRNA তৈরি হয়, আর সঙ্গে সঙ্গে ট্রান্সলেশন শুরু হয়।
জিনের যে অংশ থেকে ট্রান্সলেশন হয় না তা ইনট্রন (intervening sequence)। যে অংশ থেকে ট্রান্সলেশন হয় তা এক্সন (expressed sequence)।
mRNA থেকে ইনট্রন কেটে বাদ দিয়ে এক্সনগুলো জোড়া দেওয়াকে স্প্লাইসিং বলে। এটা ঘটে স্প্লাইসিয়োসোমে, যা প্রোটিন ও snRNA (small nuclear RNA) মিলে গঠিত।
স্প্লাইসিং নিজের হাতে করো। আগে আন্দাজ করো, শেষ mRNA লম্বা হবে না খাটো।
প্রি-mRNA থেকে mRNA
তিনটি এক্সন আর দুটি ইনট্রন ছবির জন্য; আসল জিনে সংখ্যা আলাদা।
mRNA-র ট্রান্সক্রিপশন ও প্রসেসিং হয় নিউক্লিয়াসে, ট্রান্সলেশন হয় সাইটোপ্লাজমে।
গতির একটা ধারণা: E. coli-র একটি জিন থেকে ১০০০ নিউক্লিয়োটাইডের একটি mRNA ট্রান্সক্রাইব করতে মাত্র ১০ সেকেন্ড লাগে।
জিনোমের যে অংশ নিরবচ্ছিন্নভাবে একটা RNA অণু ট্রান্সক্রাইব করে তা ট্রান্সক্রিপশন একক, যার তিন অংশ: প্রোমোটার, শুরুর বিন্দু আর শেষ বিন্দু। আর একটা পলিপেপটাইড চেইনের সব তথ্য যে DNA অংশে আছে, তা জিন বা সিস্ট্রন।
পুরো প্রক্রিয়াটা এবার বইয়ের চিত্র ১.৩৪-এর মতো একটা ছবিতে। নয়টা বিন্দুতে ট্যাপ করো।
তিন ধাপ
বইয়ের চিত্রের মতো হাতে আঁকা, মাপা নয়।
এবার ধাপগুলো গুছিয়ে ক্রমে সাজাও।
ট্রান্সক্রিপশনের ক্রম
৫. মিলিয়ে দেখো
তিনটা প্রশ্ন, পরীক্ষার ধাঁচে। প্রথমটা দিয়ে শুরু।
প্রশ্ন ১
DNA-র একটি হেলিক্সের অনুক্রম ACTG হলে তা থেকে তৈরি mRNA-র বেস অনুক্রম কী হবে?
দ্বিতীয়টায় ধাপগুলো মনে করো।
প্রশ্ন ২
ট্রান্সক্রিপশন পর্যায়ে mRNA তৈরির সময়:
i. অ্যাডিনিনের বিপরীতে ইউরাসিল যুক্ত হয়
ii. অ্যাডেনিনের বিপরীতে থায়ামিন যুক্ত হয়
iii. সাইটোসিনের বিপরীতে গুয়ানিন যুক্ত হয়
শেষটায় স্ট্র্যান্ড আর বেসের দিকে খেয়াল রাখো।
প্রশ্ন ৩
DNA-র যে নিউক্লিওটাইডগুলো কোডন গঠন করে না, সেগুলোকে কী বলে?
পুরো নোটটা সাতটা কার্ডে।
সাতটা কার্ড
সূত্র: জীববিজ্ঞান প্রথম পত্র (Botany), একাদশ-দ্বাদশ শ্রেণি (এনসিটিবি), অধ্যায় ১ “কোষ ও এর গঠন”, অনুচ্ছেদ ১.৪।