আণবিক জীববিজ্ঞান-এ ডিএনএ অনুলিপন বা ডিএনএ প্রতিলিপিকরণ হলো এক ধরনের জৈবিক প্রক্রিয়া যার মাধ্যমে একটি মূল ডিএনএ অণু থেকে অন্য ডিএনএ অণু তৈরি হয়। এই প্রক্রিয়াটি সকল জীবের মধ্যেই দেখা যায় যেন তারা উত্তরাধিকার রক্ষা করতে পারে। এটি আণবিক জীববিদ্যার কেন্দ্রীয় নীতির একটি প্রধান অংশ।

ডিএনএ প্রতিলিপিকরণ বা ডি এন এ অনুলিপন এর সরলীকৃত চিত্র
ডিএনএ হলো দুটি সূত্র দ্বারা তৈরি। অনুলিপনের সময় এই দুটি সূত্র হাইড্রোজেন-বন্ধন থেকে মুক্ত হয়। এরপরে প্রতিটি সূত্র তার পরিপূরক হিসেবে অপর একটি সূত্র তৈরি করে ও নতুন ডিএনএ তৈরি হয়। কোষে ডিএনএ অনুলিপন একটি নির্দিষ্ট স্থান বা জিনোমে অনুলিপনের উৎস থেকে শুরু হয়।[১]

সংঘটন স্থানসম্পাদনা

ইউক্যারিওটিক কোষের ইন্টারফেজ দশার নিউক্লিয়াস এ এবং প্রোক্যারিওটিক কোষের সাইটোপ্লাজম এ ডিএনএ প্রতিলিপিকরণ হয়ে থাকে।

উপকরণসম্পাদনা

কোষে ডি এন এ প্রতিলিপিকরণে সরাসরিভাবে প্রয়োজন হয় মুক্ত ডি এন টি পি, ছাঁচ- ডিএনএ তন্তু, ডি এন এ পলিমারেজ উৎসেচক সমূহ, হেলিকেজ, গাইরেজ, প্রাইমেজ, এস এস বি পি (একক তন্তু বন্ধনকারী প্রোটিন), ডি এন এ ক্ল্যাম্প, প্রভৃতি। [২]

অনুলিপন প্রক্রিয়াসম্পাদনা

 
ডি এন এ অনুলিপন প্রক্রিয়ার চিত্র
 
রেপ্লিকেশন ফরক এবং রেপ্লিকেশন বাবল।

প্রতিটি কোষ বিভাজিত হওয়ার পূর্বে ডিএনএ অনুলিপন প্রয়োজন হয়।[৩] এসব ডিএনএ অর্ধ-রক্ষণশীল পদ্ধতিতে অনুলিপিত হয়। অনুলিপনের সময় ডিএনএ এর সূত্র দুটির মাঝের হাইড্রোজেন বন্ধন ভেঙ্গে গিয়ে সূত্র দুটি আলাদা হয় এবং প্রতিটি সূত্র তার পরিপূরক হিসেবে নতুন সূত্র সৃষ্টি করে।[তথ্যসূত্র প্রয়োজন] অর্থাৎ ডিএনএ অনুলিপন দ্বারা নতুন ডিএনএ সৃষ্টি হয় যার দুটি সূত্রের একটি হয় মাতৃ-সূত্র ও অন্যটি নতুন সূত্র। উল্লেখ্যঃ নির্মীয়মাণ তন্ত্রী টি কেবলমাত্র ওর ৫' প্রান্ত থেকে ৩' প্রান্তের দিকে বর্ধিত হয়।

অনুলিপন প্রক্রিয়ার ধাপসমূহসম্পাদনা

ডি এন এ অনুলিপন প্রক্রিয়া কে মূলতঃ ৩ টি ভাগে বিভক্ত করা যায়, যথাঃ সূচনা (ইনিশিয়েশন), সম্প্রসারণ (ইলংগেশন) এবং সমাপ্তি (টারমিনেশন)

সূচনাসম্পাদনা

 
অরিজিন এ হেলিকেজ লোডিং। A- প্রোক্যারিওটিক এ, B- ইউক্যারিওটিক এ

এই ধাপএ ডি এন এ দ্বি-তন্ত্রী র একটি অংশ উৎস বা অরিজিন এ প্রাইমোজোম তৈরি হয়।

প্রোক্যারিয়ট দের ক্ষেত্রে সূচনাসম্পাদনা

ই কোলাই ব্যাকটিরিয়ার ক্ষেত্রে, মূল নিউক্লিওয়েড টি চক্রাকার ডি এন এ দিয়ে নির্মিত এবং তাতে একটিমাত্র অরিজিন থাকে। অরিজিন টি কয়েকটি "৯-মার" এবং "১৩-মার" বিন্যাস নিয়ে গঠিত। সূচনার সময়ে অরিজিন অঞ্চলে কতকগুলি ডিএনএ-এ প্রোটিন, এইচ ইউ প্রোটিন এসে যুক্ত হয় যারা এটিপি-র সাহায্যে ডি এন এ তন্ত্রী দুইটির মাঝে ফাঁক তৈরী করে। এরপর ডিএনএ-বি হেলিকেজ কমপ্লেক্স এসে এই উন্মুক্ত স্থানের দুইপ্রান্তে বসে। এরপর দুইটি প্রাইমেজ যুক্ত হলে রেপ্লিকেশন বাবল টি তৈরি হয়। [৪] ডি এন এ জি প্রোটিন প্রাইমিং এর কাজ করে এবং বিটা ক্ল্যাম্প দ্বি-অণুক, স্লাইডিং ক্ল্যাম্প এর কাজ করে। [৫]

ইউক্যারিয়ট দের ক্ষেত্রে সূচনাসম্পাদনা

 
ইউক্যারিয়ট দের ক্ষেত্রে রেপ্লিকেশন ইনিশিয়েশন

ইউক্যারিয়ট দের "ক্রোমোজোম" গুলি রৈখিক বা উন্মুক্ত (দুই প্রান্তযুক্ত) ডি এন এ দিয়ে তৈরি, প্রতিটি ডিএনএ অণু তে বহুসংখ্যক অরিজিন থাকে। রেপ্লিকেশন শুরুর পূর্বে ওইসব অরিজিন গুলি থেকে হিস্টোন প্রোটিনগুলি বিযুক্ত হয়। এরপর দুটি "ওরিজিন রেকগনিশন কমপ্লেক্স" বা উৎস শনাক্তকরণ জটিল এসে অরিজিন টির সাথে যুক্ত হয়। এর ফলে "প্রি রেপ্লিকেশন কমপ্লেক্স" বা প্রাক-অনুলিপন জটিল সৃষ্টি হয়। এর পর আরো অনেকগুলি প্রোটিন যেমন সি ডি টি -১ এবং সি ডি সি -৬ এসে "প্রি রেপ্লিকেশন কমপ্লেক্স" এ যুক্ত হয় এবং হেলিকেজ এম সি এম ২ - ৭ এসে যুক্ত হয়। এই হেলিকেজ গুলি ডিএনএ র পাক খুলতে সাহায্য করে। টোপোআইসোমারেজ ১ এবং ২ ডিএনএ র উপর সৃষ্টি হওয়া চাপ কমাতে সাহায্য করে। সি ডি টি -১ এবং সি ডি সি -৬ "প্রি রেপ্লিকেশন কমপ্লেক্স" ছেড়ে বেরিয়ে যায়। আর পি এ প্রোটিন পৃথকীকৃত তন্ত্রীগুলি আলাদা রাখতে সাহায্য করে অর্থাৎ এস এস বি পি র মত কাজ করে। [৬] উভয় তন্ত্রী তে ডিএনএ পলিমারেজ আলফা এসে প্রাইমিং এর (আর এন এ প্রাইমার সৃষ্টির) কাজ করে। এর পরবর্তী ধাপে "পলিমারেজ সুইচিং" অর্থাৎ পলিমারেজ পরিবর্তন হয়। লিডিং তন্ত্রী এবং ল্যাগিং তন্ত্রী অংশে পৃথক পলিমারেজ যুক্ত হয়। তবে কোন তন্ত্রী তে কোন পলিমারেজ যুক্ত হয় তা নিয়ে মতপার্থক্য রয়েছে [৭]. এর ই মধ্যবর্তী কোনো ধাপে ডি এন এ ক্ল্যাম্প (ইউক্যারিয়ট দের ক্ষেত্রে পিসিএনএ ত্রি-অণুক) লোডিং হয় আরএফসি-প্রোটিন ও এটিপি র সহায়তায়। [৮]

সম্প্রসারণসম্পাদনা

 
রেপ্লিকেশন বাবল সম্প্রসারিত হওয়ার সরলীকৃত চিত্র ।

ইনিশিয়েশন বা সূচনা হওয়ার পর, ছাঁচ তন্ত্রী (টেমপ্লেট স্ট্র্যান্ড) এর ৩' থেকে ৫' অভিমুখে ডিএনএ পলিমারেজ আপেক্ষিকভাবে চলতে থাকে। (বর্তমানে রেপ্লিকেশন ফ্যাক্টরি মডেল অনুসারে ডিএনএ পলিমারেজ সমৃদ্ধ কিছু অঞ্চল স্থির থাকে এবং ডি এন এ ছাঁচ তন্ত্রী (টেমপ্লেট স্ট্র্যান্ড) গুলি তার ভিতর দিয়ে গতিশীল থাকে)। এবং ডিএনএ পলিমারেজ, বেস-পেয়ারিং এর নিয়ম অনুসারে ডি এন টি পি নির্বাচন করে তাদের পলিমারাইজেশন ঘটিয়ে নতুন ডি এন এ তন্ত্রী সৃষ্টি করে। নির্মীয়মাণ তন্ত্রীর অভিমুখ (পোলারিটি) সর্বদা ছাঁচ তন্ত্রীর বিপরীত হয়। এর ফলে নির্মীয়মাণ তন্ত্রী ৫' থেকে ৩' অভিমুখে বাড়তে থাকে।

দ্রষ্টব্য, প্রতি রেপ্লিকেশন ফরক এর দুইটি শাখার একটিতে, নির্মীয়মাণ তন্ত্রীর ৫' থেকে ৩' বৃদ্ধির অভিমুখ; এবং রেপ্লিকেশন ফরক খুলবার অভিমুখ পরস্পর সমান। এই শাখাটিকে অগ্রণী তন্তু বা লিডিং স্ট্র্যান্ড বলে । অপর শাখায়, নির্মীয়মাণ তন্ত্রীর ৫' থেকে ৩' বৃদ্ধির অভিমুখ, এবং রেপ্লিকেশন ফরক খুলবার অভিমুখ পরস্পর বিপরীত। এই শাখাটিকে পশ্চাদপর তন্তু বা ল্যাগিং স্ট্র্যান্ড বলে। অগ্রণী তন্তু বা লিডিং স্ট্র্যান্ড এ একবার মাত্র আর এন এ প্রাইমিং দরকার হয় সূচনার সময়। এর পর নিরবচ্ছিন্ন (কনটিনিউয়াস) ভাবে ডি এন এ পলিমারাইজেশন চলতে থাকে।

পশ্চাদপর তন্তু বা ল্যাগিং স্ট্র্যান্ড কে বার বার অপেক্ষা করতে হয় ডিএনএ প্যাঁচ খুলে নতুন ফাঁকা জায়গা তৈরি হওয়া পর্যন্ত । নতুন ফাঁকা জায়গা তৈরি হলে রেপ্লিকেশন ফরক খুলবার বিপরীত অভিমুখে (কেননা সর্বদা ৫' থেকে ৩' বৃদ্ধির অভিমুখ) ডি এন এ পলিমারাইজেশন হয়। ওই খণ্ডটির পলিমারাইজেশন হয়ে গেলে আবার অপেক্ষা করতে হয় ডিএনএ প্যাঁচ খুলে নতুন ফাঁকা জায়গা তৈরি হওয়া পর্যন্ত। এভাবে অনেকগুলি খণ্ড খণ্ড ডিএনএ তৈরি হয়, যাদেরকে ওকাজাকি খণ্ডক বলা হয়। প্রতিটি ওকাজাকি খণ্ডক তৈরির আগে একবার করে আর এন এ প্রাইমিং দরকার হয়। পরবর্তী ধাপে এইসব আর এন এ কেটে বাদ যায় এবং ফাঁকা জায়গায় নতুন করে ডি এন এ পলিমারাইজেশন হয় ও ডি এন এ খন্ডক গুলি জোড়া লাগানো (লাইগেশন) এর কাজ হয়।

প্রোক্যারিয়ট দের ক্ষেত্রে সম্প্রসারণসম্পাদনা

 
ই কোলাই এর রেপ্লিজোম এর চিত্র

ই কোলাই ব্যাক্টিরিয়ার ক্ষেত্রে বিটা ক্ল্যাম্প দ্বি-অণুক, স্লাইডিং ক্ল্যাম্প এর কাজ করে। ডিএনএ পলিমারেজ-৩ প্রধান ডিএনএ পলিমারেজ হিসেবে কাজ করে এবং শৃঙ্খল বিস্তৃ্তকরণ এর কাজটি করে। ল্যাগিং তন্ত্রীতে একটি ফাঁস তৈরি হয়, মনে করা হয় দুটি তন্ত্রীতে (লিডিং ও ল্যাগিং) যাতে একই সময়ে রেপ্লিকেশন হয় তাতে এই ফাঁস গঠনের ভূমিকা আছে। ডিএনএ পলিমারেজ-১ এসে ল্যাগিং তন্ত্রীর অকাজাকি খণ্ডক এর আর এন এ অংশ গুলিকে কেটে বাদ দেয়, এবং ঐ ফাঁকা স্থানগুলি ৫'-৩' (ফরওয়ার্ড) অভিমুখে ডিএনএ দিয়ে পূরণ করে সঠিক বেস-পেয়ারিং অনুযায়ী। এর পর লাইগেজ উৎসেচক এসে ঐ টুকরো টুকরো ডি এন এ গুলিকে জোড়া লাগায়।

ইউক্যারিয়ট দের ক্ষেত্রে সম্প্রসারণসম্পাদনা

 
ইউক্যারিওট দের রেপ্লিজোম

ইউক্যারিয়ট দের ক্ষেত্রে রেপ্লিকেশন প্রক্রিয়া প্রোক্যারিয়ট দের চাইতে অনেকটাই বেশি জটিল হলেও মূল অংশগুলি একই রকম। ইউক্যারিয়ট দের ক্ষেত্রে ডিএনএ ক্ল্যাম্প এর কাজ করে পি সি এন এ ত্রি-অণুক। ল্যাগিং তন্ত্রীতে একটি ফাঁস তৈরি হয়, মনে করা হয় দুটি তন্ত্রীতে (লিডিং ও ল্যাগিং) যাতে একই সময়ে রেপ্লিকেশন হয় তাতে এই ফাঁস গঠনের ভূমিকা আছে। সূচনার সময় পলিমারেজ আলফা এসে আর এন এ প্রাইমার তৈরির কাজ করলেও পলিমারেজ সুইচিং এর ফলে অন্য ডি এন এ পলিমারেজ এসে যুক্ত হয়। সম্রসারণ ধাপে কোন কোন পলিমারেজ কোথায় কাজ করে তা নিয়ে মতপার্থক্য [৯] থাকলেও; মনে করা হয় লিডিং স্ট্র্যান্ডপলিমারেজ এপসাইলন এবং ল্যাগিং স্ট্র্যান্ডপলিমারেজ ডেলটা কাজ করে [১০]ফেন-১ এবং আর এন এজ এইচ- ১ ল্যাগিং স্ট্র্যান্ড থেকে আর এন এ অপসারণ করে এবং লাইগেজ-১ উৎসেচক টুকরো টুকরো ডিএনএ জোড়া লাগানোর কাজ করে। [১১]

সমাপ্তিসম্পাদনা

প্রোক্যারিয়ট দের ক্ষেত্রেসম্পাদনা

প্রোক্যারিওটিক ব্যাকটেরিয়ার ক্ষেত্রে যে নির্দিষ্ট স্থানে রেপ্লিকেশন প্রক্রিয়াটি সমাপ্তি ঘটে তাকে টার্মিনেটর সাইট বলে। ইকোলাই এর ক্ষেত্রে টার্মিনেটর সাইট ঠিক Ori C এর বিপরীত দিকে অবস্থান করে। আসলে এই স্থানে রেপ্লিকেশন ফর্ক থেমে যায় বা বাধাপ্রাপ্ত হয় কারণ টার্মিনেটর সাইট এ সমাপ্তিকরণ প্রোটিন (Ter প্রোটিন, Tus প্রোটিন) থাকে যা জনিতৃ DNA এর সাথে বাইন্ড করে রেপ্লিকেশন ফর্কের অগ্রগতিকে থামিয়ে দেয়। অন্যদিকে সমাপ্তিকরণ অংশের সজ্জা বিন্যাস আলাদা ধরনের হয়ে থাকে যা রেপ্লিকেশন পদ্ধতিটিকে থামিয়ে দেয়। এইভাবে রেপ্লিকেশন প্রক্রিয়া সমাপ্ত হয়।


ইউক্যারিয়ট দের ক্ষেত্রেসম্পাদনা

যেহেতু ইউক্যারিওটিক দের ক্ষেত্রে ডিএনএ সরলরৈখিক হয় এবং এর বিভিন্ন স্থানে সূচনা স্থান অবস্থান করে। তাই পাশাপাশি অবস্থিত অ্যাপ্লিকেশন ফরক যখন মিলিত হয় তখন আর এগিয়ে যেতে পারে না এবং রেপ্লিকেশন থেমে যায়।

রেপ্লিকেশন মডেল সমূহঃসম্পাদনা

আরও দেখুনসম্পাদনা

তথ্যসূত্রসম্পাদনা

  1. Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L, Clarke ND (2002). "Chapter 27, Section 4: DNA Replication of Both Strands Proceeds Rapidly from Specific Start Sites". Biochemistry. W.H. Freeman and Company.
  2. Fundamentals of molecular biology by Lizabeth Allison
  3. Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Robots K, Walter P (২০০২)। Molecular Biology of the Cell। Garland Science। আইএসবিএন 0-8153-3218-1  Chapter 5: DNA Replication Mechanisms
  4. Molecular biology by R F Weaver, edition 5
  5. Fundamentals of molecular biology by Lizabeth Allison
  6. Fundamentals of molecular biology by Lizabeth Allison
  7. https://biology.stackexchange.com/questions/93019/eukaryotic-dna-polymerase-in-leading-and-lagging-strand
  8. Fundamentals of molecular biology by Lizabeth Allison
  9. https://biology.stackexchange.com/questions/93019/eukaryotic-dna-polymerase-in-leading-and-lagging-strand
  10. Molecular biology by R F Weaver ed 5
  11. Fundamentals of Molecular Biology, Lizabeth Allison