জীববিজ্ঞানে হাতেখড়ি ১ : ডিএনএ, জিন, ক্রোমোজোম, জিনোম।

আমরা সবাই ডিএনএ, জিন এই শব্দগুলোর সাথে কম-বেশি পরিচিত। যেমন, কোন অজ্ঞাত ব্যক্তির পরিচয় বা অপরাধী সনাক্তকরণে আমরা ডিএনএ টেস্ট করি। আবার, কোন শিশু প্রতিভাবান হলে বলি ‘বাবা-মায়ের জিন পেয়েছে।’ সাধারণ মানুষ যা বুঝে তা হলো ডিএনএ প্রতিটি মানুষের জন্য স্বতন্ত্র পরিচয় আর জিন হচ্ছে বৈশিষ্ট্য যা বংশানুক্রমে স্হানান্তরিত হয়। আবার অনেকে জিনোম শব্দটির সাথে পরিচিত যদিও অধিকাংশই বুঝে না জিনোম (বাংলা: জীবনরহস্য) কী? সম্প্রতি পাটের জিনোম উৎঘাটনের মাধ্যমে শব্দটি সাধারণের মধ্যে প্রচার পেয়েছে। যারা জীববিজ্ঞান পড়েছেন তারা ক্রোমোজোম শব্দটি জানেন, বিশেষ করে জানেন যে ছেলেতে XY এবং মেয়েতে XX ক্রোমোজোম থাকে। তবে অনেকেই জানেন না বা বুঝতে পারে না, এই চারটি শব্দই পরস্পর সম্পর্কিত।

প্রথমে একটি উদাহরণ দিচ্ছি, সেটা মনে রাখুন। ধরুন, বসুন্ধরা সিটি কমপ্লেক্স ৪৬ তলা করা হলো (কল্পনায়) এবং নাম পাল্টে রাখা হলো “জিনোম”। প্রতি তলাকে ক্রোমোজোম নাম দেয়া হলো। এখন উপরের ২৩ তলা আর নিচের ২৩ তলা একই (বা একটি তলা শুধু স্বতন্ত্র)। আলাদা ভাবে প্রতি দুই তলার মধ্যে মিল থাকার জন্য ২৩ জোড়া তলা বা ক্রোমোজোম বলুন। প্রতি তলার দোকানকে বলা হলো জিন যারা ভিন্ন ভিন্ন পণ্য বিক্রি করে/কাজ করে আর যত ইট আছে সবগুলোকে বললেন ডিএনএ। কঠিন হয়ে গেলো? তাহলে শুনুন, ইট তো ইট, ইটকে সঠিকবিন্যাসে সাজালে হয় দোকানঘর, দোকানঘর গুলো যদি একসাথে নির্দিষ্ট বিন্যাসে থাকে একটি বিশেষ জায়গায় থাকে তখন বলি ফ্লোর/তলা, সবগুলো তলা যখন একসাথে একটি ভবন তৈরি করে তখন বলি কমপ্লেক্স বা ভবন- কিন্তু এগুলো সবইতো ইট দিয়ে তৈরি। নিচের চিত্রটি(চিত্র ১) দেখুন বুঝা যায় কিনা? (অবস্হানগত বিভাগ বোঝানোর জন্য)

ডিএনএ হচ্ছে ডিঅক্সিরাইবোনিউক্লিক এসিড। এটি বংশগতির ধারক ও বাহক। অর্থাৎ পিতামাতা থেকে বৈশিষ্ট্য ডিএনএ ধারণ ও বহন করে। একই ভাবে, পিতামাতাও তাদের ডিএনএতে তাদের পিতামাতার বৈশিষ্ট্য ধারণ ও বহন করে। তাই এইভাবে একজন মানুষের ডিএনএ এর তথ্য থেকে তার পূর্বপুরুষ সম্পর্কে ধারণা পাওয়া যায়। প্রজন্মান্তরে একই পূর্বপুরুষ থেকে বংশধররা আস্তে আস্তে দূরসম্পর্ক হয়ে যায়; আপনার নানীর চাচাতো বোনের মেয়ের মেয়ের সাথে আপনার সম্পর্ক হচ্ছে দূরসম্পর্কের আত্মীয়। আপনাদের দুজনের ডিএনএর বিন্যাসপাঠ (সিকুয়েন্সিং) করলে দেখা যাবে, আপনার সাথে আপনার ভাইবোনের সাথে সবচেয়ে মিল, তারপর হচ্ছে আপনার চাচাতো-মামাতো-ফুফাতো-খালাতো ভাই-বোনদের মিল, তারপরে দেখা যাবে আপনার ঐ দূর সম্পর্কের বোনের সাথে মিল। এখন এই মিল আসলে কিভাবে বিজ্ঞানীরা জানে বা আসলে ডিএনএর মিল কি বুঝায়? বিজ্ঞানীরা ডিএনএ বিন্যাস বের করে এবং কম্পিউটারের বিশেষ সফটওয়ার তাদের মিল বের করতে সাহায্য করে (জিনোম সিকুয়েন্সিং এর কথা বলছি)। সেখান থেকে তারা কিছু নির্দিষ্ট সংখ্যক বিন্যাস জনসংখ্যায় ভিন্নভাবে অবস্হান করে জানে, এবং শুধু সেগুলোর বিন্যাস থেকে নির্ভুলভাবে বলে দিতে পারে কে কার সাথে কিভাবে সম্পর্কিত।

ডিএনএ চারটি গাঠনিক একক

(নাইট্রোজেনযুক্ত নিউক্লিক যৌগ/ক্ষার) দিয়ে তৈরি দ্বৈত-সর্পিলাকার (ডাবল-হেলিক্স) সূত্রাকার পলিমার। পলিমার হচ্ছে একই রকম যৌগ একক দিয়ে তৈরি লম্বা যৌগ। ডিএনএর চারটি গাঠনিক একক (নিউক্লিওটাইড) হচ্ছে এডেনিন (A), সাইটোসিন (C), গুয়ানিন (G) এবং থাইমিন (T)। এই চারটি অক্ষরের ভিন্ন ভিন্ন বিন্যাসে ডিএনএতে বংশগতি তথ্য সংরক্ষিত থাকে। ইংরেজীর যেমন ২৬ টি অক্ষর তেমনি বংশগতির মূল বর্ণমালায় অক্ষর চারটি। এখন এই অক্ষর আবার একটি আরেকটির সাথে জোড় বাধে। যেমন A জোড় বাধে T; C জোড় বাধে G (রাসায়নিক বন্ধন)। এরকম জোড়কে বলে বেইস পেয়ার। মানবদেহের একটি কোষের ডিএনএতে ৩.২ বিলিয়ন বেইসপেয়ার আছে। এই বিলিয়নেই আমাদের তথ্য লুকিয়ে আছে।

মজার তথ্য হলো, আপনার দেহের সব কোষ থেকে পাওয়া ডিএনএ কে যদি সোজা করা হয় (কুণ্ডলী এবং প্যাঁচ খুলে দেয়া হয় ) তবে তার দৈর্ঘ্য হবে সূর্য থেকে পৃথিবীতে ৬৭ বার আসা যাওয়ার সমান। আর একটি কোষে থাকা ডিএনএর দৈর্ঘ্য প্রায় দুই মিটারের কাছাকাছি, যেখানে কোষে থাকা অবস্হায় পুরো ডিএনএ প্রায় ৬ মাইক্রোন জায়গার মধ্যে থাকে। মাইক্রোন হচ্ছে এক মিটারে এক মিলিয়ন বা দশ লাখ ভাগের এক ভাগ। আপনি ভাবছেন, কিভাবে ২ মিটার লম্বা একটি বস্তু কিভাবে এক মিটারের এক মিলিয়ন ভাগের এক ভাগের ছয় গুণ জায়গায় থাকে। গালগপ্প মারছি?

আবার চলুন ভবনে যাই। আপনি ভবনের ছাদে চলে যান আর আপনার হাতে আমি একটি সুঁতোর বড় গুটি দিয়ে দিলাম বা ঘুড়ির নাটাই। ছাদের কোন পিলারে সুতোর এক কোণা বেঁধে ছেড়ে দিন। সুতো দেখবেন হয়তো পুরো বিল্ডিং এর দৈর্ঘ্য অতিক্রম করে মাটিতে চলে গেছে। অথচ এই সুঁতোর বড় গুটি বা ঘুড়ির নাটাই ঘরের এক চিলতে জায়গায় খুব সুন্দর ভাবে থাকবে। চিত্র ৩ এ দেখুন একটি ভবনে মরিচ বাতি দিয়ে রঙবেরঙে আলোকসজ্জা করা হয়েছে।

 

মরিচবাতি পুরো ভবনকেই ঘিরে রেখেছে। এই কাজে ব্যবহৃত সব মরিচবাতিকে যদি একত্রিত করে, গুছিয়ে সুন্দর করে বেঁধে রাখা হয় তবে তা ঐ ভবনের ছোট্ট একটি ঘরের বড় এক বাক্সে সুন্দর করে রাখা যাবে। ডিএনএর ব্যাপারটাও এই রকম। একে বলা হয় সুপারকয়েলিং। বাংলায় প্যাঁচ বেশি থাকলে লোকে বলে ‘জিলাপির প্যাঁচ’ আর জীববিজ্ঞানে আমরা বলি ‘ডিএনএর প্যাঁচ’। সুপারকয়েলিং অন্য নোটে ব্যাখ্যা করবো। চিত্র ৪ এ দেখতে পাচ্ছেন ডিএনএর সুপার কয়েলিং। এই ডিএনএর কোডিং অঞ্চল থেকে ট্রান্সক্রিপশনের মাধ্যমে এমআরএনএ হয় যা পরে ট্রান্সলেশনের মাধ্যমে প্রোটিন তৈরি করে (চিত্র ৫)।

 

নিচে তিনজন মানুষের একটি জিনের ডিএনএর বিন্যাসের চিত্রে-৭ দেখতে পাচ্ছেন শুধু একটি জায়গাতেই ভিন্নতা পরিলক্ষিত। এই ভিন্নতা যদি জনসংখ্যায় ১% এর বেশি বর্তমান থাকে তবে তা পলিমরফিজম, এই উদাহরণে এটাক বলে “সিঙ্গেল নিউক্লিউটাইড পলিমরফিজন (এসএনপি বা সংক্ষেপে স্নিপ)”। ধরুন, ঐ অবস্হানে থাকা ‘G’ থাকা বিন্যাস জনসংখ্যায় ১% এর কম, তখন এটাকে মিউটেশন বলে। একটি জিনের ভিন্ন বিন্যাস থাকা অংশগুলোকে একটি ‘এলিল’ বলা হয়। আবার অনেকসময় অনেকগুলো এসএনপি সবসময় একসাথে একই বিন্যাস থাকে এবং বংশানুক্রমে বাহিত হয়। এরকম বিন্যাস হচ্ছে “জিনোটাইপ”। মানুষের জিনের সংখ্যা মাত্র ২০ হাজার থেকে কিছু বেশি, যেখানে ভুট্টা গাছের জিনের সংখ্যা প্রায় ৫০ হাজারের মতো। সুতরাং জিনের সংখ্যা বেশি থাকা মানেই আপনি উন্নত প্রাণী তা বোঝায় না। আগেই বলেছি ডিএনএ প্যাঁচানো। এই প্যাঁচানো অবস্হান হিস্টোন প্রোটিন সাহায্যে উচ্চতর কুন্ডলি আকার ধারণ করে। সেই কুন্ডলি গুলো আবার গুচ্ছ আকারে নতুন প্যাঁচ তৈরি করে। কোষ যখন বিভাজনের সময় তরল পদার্থ বের করে দেয় তখন এই প্যাঁচানো ডিএনএগুলো ২৩ জোড়া (৪৬ টি) আলাদা আকৃতি ধারণ করে। এই আকৃতিগুলোকে বলে ক্রোমোজোম। মলিক্যুলার বায়োলজিস্টরা এদেরকে আলাদা ভাবে সনাক্তকরার পদ্ধতি বের করেছে, একে বলে ক্যারিওটাইপিং। এখন এই আকৃতিগুলো ভিন্ন এবং একই প্রাণীতে একই সংখ্যক ও একই আকৃতির। শুধু তাই না, এই ক্রোমোজোমের বাহুর মতো অংশগুলোর নির্দিষ্ট স্হানে শুধু নির্দিষ্ট জিনই খুঁজে পাবেন। এরকম নির্দিষ্ট স্হানকে “লোকাস” বলে।

ক্রোমোজোম/ক্রোমোসোম:

ক্রোমোজোম হচ্ছে সুসজ্জিত ডিএনএর আকৃতি যা বংশগতির তথ্য বহন করে এবং কোষ বিভাজনের সময় দৃশ্যমান(সরল অণুবীক্ষণ যন্ত্রে)। ক্রোমোজোম একটি লম্বা ডিএনএ(কোষের সম্পূর্ণ ডিএনএ নয়) ও প্রোটিনের সমন্বয়ে গঠিত সজ্জিত আকৃতি। মানবদেহে ২৩ জোড়া ক্রোমোজোম রয়েছে, যার মধ্যে ২২ জোড়া অটোসোম ও এক জোড়া সেক্স ক্রোমোজোম। এক জোড়া সেক্স ক্রোমোজোম মানুষের লিঙ্গ নির্ণয় করে। ছেলেতে XY এবং মেয়েতে XX ক্রোমোজোম থাকে। (কিভাবে ছেলে ও মেয়ে হয় সেটা আরেক নোটে বলবো) এই ৪৬ জোড়া ক্রোমোজোম কোষের নিউক্লিয়াসের মধ্যে অবস্হান করে (চিত্র ৯)। এই ৪৬ জোড়া ক্রোমোজোমের সকল তথ্যকে একসাথে জিনোম বলে।

• ১. সহজভাবে বোঝানোর জন্য সহজ ভাষায় লিখার চেষ্টা করেছি। অনেক সায়েন্টিফিক টার্ম বাদ দিয়েছি। যথাসম্ভব বাংলায় লিখার চেষ্টা করেছি।
• ২. আরো প্রশ্ন থাকলে কমেন্ট সেকশনে করতে পারেন বা মেসেজ জানাতে পারেন। জানার জন্য কোন লজ্জা বা ভয় থাকা উচিত না।
• ৩. বড় পোষ্টের জন্য দু:খিত।
• ৪. ভুল-ত্রুটি কমেন্টে উল্লেখ করলে খুবই খুশি হবো।
• ৫. ব্যকরণগত ত্রুটি এবং ভুল শব্দের প্রয়োগ থাকতে পারে।

1. ডিএনএর দৈর্ঘ্য সম্পর্কিত: http://www.sciencefocus.com/qa/how-… ; http://scienceline.ucsb.edu/getkey…. ; http://hypertextbook.com/facts/1998…
2. নেচারের এই লিংকে বিভিন্ন সংজ্ঞাগুলো পাবেন: http://www.nature.com/scitable/defi…
3. এনআইএইচ এর এই লিংকে সহজ সংজ্ঞা পাবেন: https://ghr.nlm.nih.gov/primer#basi…
4. এনআইএইচ এর এই লিংকে বিস্তারিত পাবেন: https://www.genome.gov/26524120/chr…
5. সংজ্ঞাগুলো উইকিপেডিয়া লিংক: https://en.wikipedia.org/wiki/DNA ; https://en.wikipedia.org/wiki/Gene; https://en.wikipedia.org/wiki/Chrom…; https://en.wikipedia.org/wiki/Genom… ;https://en.wikipedia.org/wiki/Singl…
6. ছবিগুলো (প্রথমটি বাদে) ইন্টারনেট অবলম্বনে।

ধন্যবাদ 
মীর মুবাশ্বির খালিদ 
গ্রাজুয়েট স্টুডেন্ট, 
দি  জে. ডেভিড গ্লাডস্টোন  ইন্সটিটিউট,(অট'স ল্যাব, জিআইভিআই) 
সান-ফ্রান্সিসকো, ইউনাইটেড স্টেটস অব আমেরিকা। 

পিএইচডি ক্যান্ডিডেট,
ইরাসমাস মেডিকেল সেন্টার,(মাহমুদি'স ল্যাব, বায়োকেমিস্ট্রি) 
রটারডাম,দি নেদারল্যান্ডস।