হোমোলোগাস রিকম্বিনেশন

উইকিপিডিয়া, মুক্ত বিশ্বকোষ থেকে
পরিভ্রমণে ঝাঁপ দিন অনুসন্ধানে ঝাঁপ দিন
Depiction of chromosome 1 after undergoing homologous recombination in meiosis
চিত্র ১. মিয়োসিসের সময়ে, হোমোলোগাস রিকম্বিনেশন নতুন জিনের কম্বিনেশন তৈরি করতে পারে। চিত্রে মানুষের ১ নং ক্রোমোজোমের প্রায় একই রকম কিন্তু হুবহু একই নয় এরকম নমুনা দেখানো হয়েছে।

হোমোলোগাস রিকম্বিনেশন হচ্ছে এক ধরনের জিনগত পূনর্মিলন বা জিনেটিক রিকম্বিনেশন যেখানে ডিএনএর দুইটি একই রকম বা সামঞ্জস্যপূর্ণ পরমাণু নিজেদের মাঝে স্থান পরিবর্তন করে। সাধারণত, কোষ নিজের ডাবল-স্ট্র্যান্ড ভাঙনে ক্ষতিগ্রস্থ ডিএনএকে মেরামত করতে এই পদ্ধতির অবলম্বন করে। ডাবল স্ট্র্যান্ড ভাঙনের বলে ডাবল স্ট্র্যান্ড ডিএনএর দুইটি স্ট্র্যান্ডই ক্ষতিগ্রস্থ হয়। হোমোলোগাস রিকম্বিনেশন মাইয়োসিস সংঘটনকালীন দশায় ডিএনএ সিকুয়েন্সে নতুন গাঠনিক পরিবর্তনও এনে থাকে। সুকেন্দ্রিক কোষের গ্যামেট কোষ তৈরিতে, যেমন প্রাণীর শুক্রাণু এবং ডিম্বাণু তৈরিতে এই প্রক্রিয়া সম্পন্ন হয়ে থাকে। এই নতুন সৃষ্ট গঠনসম্পন্ন ডিএনএ  বংশধরের মাঝে জিনগত বৈচিত্র্যতা বা জিনেটিক ভ্যারিয়েশন আনে। যা বিবর্তনের ধারায় অভিযোজিত হতে একটি সম্প্রদায়কে সাহায্য করে। [১] ব্যাক্টেরিয়াভাইরাসের স্ট্রেইন ও প্রজাতিদের মধ্যে আনুভূমিক জিন হস্তান্তরকরণেও হোমোলোগাস রিকম্বিনেশন অবদান রাখে। 

ইতিহাস ও আবিষ্কার[সম্পাদনা]

চিত্র ২. টমাস হান্ট মর্গান কর্তৃক অঙ্কিত ক্রসিং ওভারের চিত্র।

১৯ দশকের শুরুর দিকে উইলিয়াম বেইটসন এবং রেগিনাল্ড পানেট গ্রেগর ইয়োহান মেন্ডেল কর্তৃক বর্ণিত বংশানুগতির সূত্রের বাইরে যায় এরকম উদাহরণ লক্ষ করেন। মেন্ডেল তার স্বাধীন বন্টন সূত্রে পূর্বসূরী থেকে বংশধরের মাঝে জিনগত বৈশিষ্ট্য স্বাধীনভাবে বন্টিত হওয়া কথা ব্যক্ত করেন। উদাহরণ স্বরূপ, বেড়াল ছানার চুলের রঙ ও লেজের দৈর্ঘ্য স্বাধীন দুইটি বৈশিষ্ট্য। কিন্তু বেইটসন ও পানেট দেখান, এই দঐহিক বৈশিষ্ট্য একে অপরের সাথে জিনগতভাবে সম্পর্কযুক্ত হতে পারে।[২][৩] ১৯১১ সালেটমাস হান্ট মর্গান জিনগত বৈশিষ্ট্যাবলী নিয়ে গবেষণা করে এই মত ব্যক্ত করেন যে, সম্পর্কযুক্ত জিনের মাঝে ক্রসওভার বা উল্লঙ্ঘন হতে পারে।[৪] এই ক্রসওভারে সম্পর্কযুক্ত জিন অপর একটি জিনের সাথে উল্লঙ্ঘিত হয়। এর প্রায় দুই দশক পরেবারবারা ম্যাক্লিন্টক এবং হ্যারিয়েট ক্রেইগটন শুক্রাণুডিম্বাণু তৈরির সময় মিয়োসিসের ফলে ক্রোমোজোমের ক্রসওভার দেখান। [৫][৬] একই বছরে কার্ল স্টার্ন শ্বেত রক্তকণিকার সোমাটিক কোষে ও ত্বকের কোষের মাইটোসিসের সময়ও ক্রসিং ওভার দেখান। যা পরবর্তীতে "রিকম্বিনেশন" নামকরণ করা।[৭]

নকশা[সম্পাদনা]

হোমোলোগাস রিকম্বিনেশন দুইভাবে ক্ষতিগ্রস্থ ডাবল স্ট্র্যান্ড ভাঙনের মেরামত করতে সক্ষম। হলিডে জাংশন মডেল খ্যাত ডাবল স্ট্র্যান্ড ব্রেক রিপেয়ার পাথওয়ে (DSBR) এবং সিন্থেসিস ডিপেন্ডেন্ট এনিলিং  (SDSA) পাথওয়ে।[৮] দুই ক্ষেত্রেরই প্রিথম দিকের ধাপগুলো একই । ডাবলস্ট্র্যান্ডের ভাঙনের পর এমআরএক্স (মানবদেহে এমআরএন) কমপ্লেক্স যেকোন এক পার্শ্বের ডিএনএর সাথে জোড়া লাগে। পরবর্তী ধাপে, ডিএনএ স্ট্র্যান্ডের ৫'র শেষের দিকে দুই ধাপে যুক্ত হয়। যুক্ত হওয়া প্রথম ধাপে, এমআরএক্স কমপ্লেক্স  Sae2 নামক প্রোটিনকে কাজে লাগায়। এই প্রোটিনেরা ৫' শেষের দিক ছেঁটে ফেলে এবং ছোট ঝুলন্ত ৩' এর সৃষ্টি করে।  দ্বিতীয় ধাপে, ৫'→৩' মুখী গঠন  Sgs1 হেলিকেজ এবং Exo1 ও Dna2 নিউকিয়েজ দ্বারা সম্পন্ন হয়। Sgs1 হেলিকেজ হিসেবে ডাবল স্ট্র্যান্ড ডিএনএকে চেইনের মতো খুলে ফেলে এবং এরই মাঝে  Exo1 ও Dna2 এর নিউক্লিয়েজ সিংগেল স্ট্রান্ড হয়ে যাওয়া ডিএনএ কে  Sgs1 তৈরী করে ছেঁটে ফেলে।[৯]

See adjacent text.
চিত্র.  DSBR এবং SDSA পাথওয়ে প্রথমদিকের ধাপগুলো একই। কিন্তু পরবর্তীতে এদের মধ্যে ভিন্নতা আসে। DSBR পাথওয়ে অধিকাংশক্ষেত্রেই ক্রোমজোমের উল্লংঘনের হেতু হয় (নিচের বাঁয়ে)। অপরদিকে, SDSA উল্লংঘন হয়নি এরকম ক্রোমোজোমের ক্ষেত্রেই দেখতে পায়া যায়। (নিচের ডানে)

আরপিএ (RPA) হল এমন এক প্রোটিন, যার সিংগেল স্ট্র্যান্ড ডিএনএর প্রতি বাড়তি আকর্ষণ কাজ করে এবং ৩' ছোট ঝুলন্ত স্ট্র্যান্ডের সাথে যুক্ত হয়। [১০] অন্যান্য আরো কিছু প্রোটিনের সহযোগিতায় এই সম্পূর্ন কর্ম সম্পাদন হয় এবং এর পরেরি আরএডি৫১ (Rad51) প্রোটিন এবং (ডিএমসি১ প্রোটিন মিয়োসিস ধাপে)আরপিএ আবৃত সিংগেল স্ট্র্যান্ড ডিএনএতে নিউক্লিক এসিডের একটি ফিলামেন্ট ও প্রোটিন তৈরি করে। এই নিউক্লিওপ্রোটিন একই সিকুয়েন্সেরই ডিএনএর খোঁজ শুরু করে দেয় এবং যোগ্য সিকুএন্সের ডিএনএ খুঁজে পেলে এই নিউক্লিওপ্রোটিন স্ট্র্যান্ড ইনভ্যাসন বা স্ট্র্যান্ড হামলা প্রক্রিয়ায় ডিএনএ ডুপ্লেক্সে আক্রমণ করে।  মাইটোসিস প্রক্রিয়ায় বিভক্ত কোষে ডিএনএ ডুপ্লেক্সের ধারক মূলতঃ সিস্টার ক্রোমাটিড। এই সিস্টার ক্রোমাটিডের সাথে ক্ষতিগ্রস্থ ডিএনএর মিল রয়েছে। তাই এটি ক্ষতিগ্রস্থ ডিএনএর পুনর্গঠনে সাহায্য করতে পারে। অবশ্য মিয়োসিসে গ্রাহল ডিএনএ সর্বদাই হোমোলোগাস ডিএনএর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ন হয় না। [৮] এই স্ট্র্যান্ড হামলার সময় আক্রমণকারী ৩' ছোট ডিএনএ স্ট্রান্ডের সাথে হোমোলোগাস ক্রোমোজোমের একটি ডি লুপ (D-loop) তৈরি হয়। হামলার পরে, একটি ডিএনএ পলিমারেজ বিস্তার লাভ করে নতুন ডিএনএ সিন্থেসিস শুরু করে। এই পরবর্তন ডি-লুপকে একট ক্রস আকারের গঠন দেয়, যা হলিডে জাংশোন নামে পরিচিত। এই ঘটনার পর, সেই হামলাকারী স্ট্র্যাণ্ড থেকেই আরো অধিক ডিএনএ সিন্থেসিস শুরু হয়। এতে হামলায় ক্ষতিগ্রস্থ ক্রোমোজোমের জায়গায় হোমোলোগাস ক্রোমোজম নিজের স্থান পায়।[৮]

প্রযুক্তিগত ব্যবহার[সম্পাদনা]

হোমোলোগাস রিকম্বিনেশনের এর পদ্ধতি ব্যবহার হয়েছে রিকম্বিনেন্ট ডিএনএ প্রযুক্তি (যেমনঃ ইনসুলিন তৈরি) ও জিনেটিকালি মোডিফাইড অরগানিজমস বা জিনগতভাবে পরিবর্তিত প্রাণী তৈরিতে। এখন অব্দি নিম্নোক্ত ক্ষেত্রে হোমোলোগাস রিকম্বিনেশনের ব্যবহার হচ্ছে।[১১]

আরো দেখুন[সম্পাদনা]

তথ্যসূত্র[সম্পাদনা]

  1. Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P, ও অন্যান্য (২০০২)। "Chapter 5: DNA Replication, Repair, and Recombination"Molecular Biology of the Cell (4th সংস্করণ)। New York: Garland Science। পৃষ্ঠা 845। আইএসবিএন 0-8153-3218-1ওসিএলসি 145080076 
  2. Bateson P (আগস্ট ২০০২)। "William Bateson: a biologist ahead of his time" (PDF)Journal of Genetics81 (2): 49–58। doi:10.1007/BF02715900PMID 12532036 
  3. "Reginald Crundall Punnett"। NAHSTE, University of Edinburgh। সংগ্রহের তারিখ ৩ জুলাই ২০১০ 
  4. Lobo I, Shaw K (২০০৮)। "Thomas Hunt Morgan, genetic recombination, and gene mapping"Nature Education1 (1)। 
  5. Coe E, Kass LB (মে ২০০৫)। "Proof of physical exchange of genes on the chromosomes"Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America102 (19): 6641–6। doi:10.1073/pnas.0407340102PMID 15867161পিএমসি 1100733অবাধে প্রবেশযোগ্য 
  6. Creighton HB, McClintock B (আগস্ট ১৯৩১)। "A Correlation of Cytological and Genetical Crossing-Over in Zea Mays"Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America17 (8): 492–7। doi:10.1073/pnas.17.8.492PMID 16587654পিএমসি 1076098অবাধে প্রবেশযোগ্য 
  7. Stern, C (১৯৩১)। "Zytologisch-genetische untersuchungen alsbeweise fur die Morgansche theorie des faktoraustauschs"। Biol. Zentbl.51: 547–587। 
  8. Sung P, Klein H (অক্টোবর ২০০৬)। "Mechanism of homologous recombination: mediators and helicases take on regulatory functions"। Nature Reviews Molecular Cell Biology7 (10): 739–50। doi:10.1038/nrm2008PMID 16926856 
  9. Mimitou EP, Symington LS (মে ২০০৯)। "Nucleases and helicases take center stage in homologous recombination"। Trends in Biochemical Sciences34 (5): 264–72। doi:10.1016/j.tibs.2009.01.010PMID 19375328 
  10. Wold MS (১৯৯৭)। "Replication protein A: a heterotrimeric, single-stranded DNA-binding protein required for eukaryotic DNA metabolism"। Annual Review of Biochemistry66: 61–92। doi:10.1146/annurev.biochem.66.1.61PMID 9242902 
  11. Lodish H, Berk A, Zipursky SL, Matsudaira P, Baltimore D, Darnell J (২০০০)। "Chapter 8.5: Gene Replacement and Transgenic Animals: DNA Is Transferred into Eukaryotic Cells in Various Ways"। Molecular Cell Biology (4th সংস্করণ)। W. H. Freeman and Company। আইএসবিএন 0-7167-3136-3 
  12. "The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2007"। The Nobel Foundation। সংগ্রহের তারিখ ডিসেম্বর ১৫, ২০০৮ 
  13. Drummond DA, Silberg JJ, Meyer MM, Wilke CO, Arnold FH (এপ্রিল ২০০৫)। "On the conservative nature of intragenic recombination"Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America102 (15): 5380–5। doi:10.1073/pnas.0500729102PMID 15809422পিএমসি 556249অবাধে প্রবেশযোগ্য 
  14. Carbone MN, Arnold FH (আগস্ট ২০০৭)। "Engineering by homologous recombination: exploring sequence and function within a conserved fold"। Current Opinion in Structural Biology17 (4): 454–9। doi:10.1016/j.sbi.2007.08.005PMID 17884462 
  15. Iglehart JD, Silver DP (জুলাই ২০০৯)। "Synthetic lethality--a new direction in cancer-drug development"। The New England Journal of Medicine361 (2): 189–91। doi:10.1056/NEJMe0903044PMID 19553640 
  16. Fong PC, Boss DS, Yap TA, Tutt A, Wu P, Mergui-Roelvink M, Mortimer P, Swaisland H, Lau A, O'Connor MJ, Ashworth A, Carmichael J, Kaye SB, Schellens JH, de Bono JS (জুলাই ২০০৯)। "Inhibition of poly(ADP-ribose) polymerase in tumors from BRCA mutation carriers"। The New England Journal of Medicine361 (2): 123–34। doi:10.1056/NEJMoa0900212PMID 19553641