All About proteins!

 

প্রোটিন: 

প্রোটিন বা আমিষ হলো অ্যামিনো এসিড দিয়ে তৈরি লম্বা একটা চেইন, যাতে অসংখ্য অ্যামিনো এসিড পেপটাইড বন্ধন দ্বারা যুক্ত থাকে। আর এই কাজে দায়িত্ব পালন করে DNA। DNA তে বিদ্যমান জিনগুলি প্রোটিন তৈরির জন্য নির্দেশনা দেয়। 

প্রোটিনকে বলা হয় জীবনের ভাষা, কারণ এটি জীবের‌ সমস্ত গুরুত্বপূর্ণ কার্যক্রম নিয়ন্ত্রণ ও সম্পাদনা করে থাকে। দেহের বিভিন্ন গঠনমূলক উপাদান, হরমোন, প্রতিরক্ষামূলক এন্টিবডি এবং বিভিন্ন উপাদান পরিবহনকারী হিসেবে কাজ করে এই প্রোটিন। আর এগুলোর সবকিছুই জীবের বেঁচে থাকার জন্য অপরিহার্য। 

অ্যামিনো এসিড এর বিন্যাসের ভিন্নতার কারণে প্রতিটি প্রোটিনের প্রাথমিক গঠন একে অপর থেকে ভিন্ন হয়।  

অ্যামিনো এসিডের স্ট্রাকচারটা এক নজরে দেখে নিইঃ

অ্যামিনো এসিড প্রোটিনের মনোমার। এটি একটি জৈব যৌগ যাতে একটি কার্বোক্সিল ফাংশনাল গ্রুপ (-COOH), একটি অ্যামিনো ফাংশনাল গ্রুপ (-NH2), একটি কেন্দ্রীয় কার্বন পরমাণু এবং এই কেন্দ্রীয় কার্বন পরমাণুর সাথে একটি নির্দিষ্ট সাইড চেইন (R গ্রুপ) যুক্ত থাকে। অ্যামিনো গ্রুপ এবং কার্বক্সিলিক গ্রুপ এর উপস্থিতিই অ্যামিনো এসিড এর নাম অ্যামিনো এসিড হওয়ার কারণ।

একটি অ্যামিনো এসিড এর কার্বক্সিল গ্রুপ, পরবর্তী অ্যামিনো এসিডের আলফা অ্যামিনো গ্রুপের সাথে যুক্ত হয়ে পেপটাইড বন্ধন তৈরি করে। এভাবে অসংখ্য অ্যামিনো এসিড এর সংযুক্তির ফলে যে পলিপেপটাইড চেইন তৈরি হয় তাই প্রোটিন। 

২০ ধরনের অ্যামিনো এসিডের বিভিন্ন বিন্যাসে প্রোটিনের প্রাথমিক গঠন তৈরি হয়। এরমধ্যে ১১ টি মানুষ তার নিজ শরীরে সংশ্লেষ (Synthesis) করতে পারে আর বাকি ৯টি কে খাদ্যদ্রব্য থেকে সংগ্রহ করতে হয়, কারণ এই ৯টি মানবদেহে সংশ্লেষ হতে পারে না। ৯টি প্রোটিন যা মানব দেহে সংশ্লেষ করা যায় না সেগুলোকে Essential বা অত্যাবশক্তিও অ্যামিনো এসিড বলে আর বাকি ১১টি যেগুলোকে মানবদেহ সংশ্লেষ করতে পারে না তাদেরকে বলা হয় Non-essential অ্যামিনো এসিড। 

প্রোটিন বা আমিষ আমাদের জন্য কেন প্রয়োজন? 

• প্রোটিনযুক্ত খাবার আমাদের শরীরে শক্তি সরবরাহ করে এবং শারীরিক বৃদ্ধি ও রক্ষণাবেক্ষণ করে।

• কোষের ভেতরে এবং বাইরে অসংখ্য জৈব রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটাতে সহায়তা করে।

• কিছু প্রোটিন হরমোন রাসায়নিক বার্তাবাহক, সেগুলো শরীরের টিস্যু এবং অঙ্গগুলোর মধ্যে যোগাযোগে সহায়তা করে।

• রক্তে এবং অন্যান্য শারীরিক তরলগুলোতে অ্যাসিড এবং ক্ষারকের ঘনত্বকে নিয়ন্ত্রণ করতে এবং ভারসাম্য রক্ষা করতে প্রোটিন গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

• বহিরাগত অণুজীবের সংক্রমণের বিরুদ্ধে লড়াই করতে প্রোটিন আমাদের দেহে অ্যান্টিবডি তৈরিতে সহায়তা করে।

২০২০ এর মার্চে একদল গবেষক দাবি করেন, তারা একটি উল্কার ভেতর প্রোটিনের সন্ধান পেয়েছেন। এর আগে ১৯৯০ সালেও আলজেরিয়া থেকে প্রাপ্ত একটি উল্কায় এরকম প্রোটিন পাওয়ার আলামত পেয়েছেন বলে দাবি করেছিলেন। মিলার-উরের পরীক্ষা থেকে আমরা বুঝতে পারি যে কিভাবে অজৈব অণু থেকে জৈব অণু সংশ্লেষিত হয়। উল্কাপিন্ডে প্রোটিনের সন্ধান পাওয়া গবেষক ও বিজ্ঞানীদের মাঝে বহির্জগতে প্রাণের সন্ধান পাওয়ার সম্ভাবনাকে আরো বহু গুণ বাড়িয়ে দেয়। অদূর ভবিষ্যতে আমরা হয়তো তা পারবো।

প্রোটিন সিন্থেসিস:

অ্যামিনো এসিড থেকে প্রোটিন উৎপাদনের সাথে জড়িত একটি জৈবিক প্রক্রিয়া যার ভিত্তি হল ডিএনএ দ্বারা বাহিত জেনেটিক তথ্য, এই প্রক্রিয়াকেই বলে প্রোটিন সিনথেসিস বা সংশ্লেষণ। কোষের রাইবোজোমে সংশ্লেষণ প্রক্রিয়াটি মূলত ঘটে থাকে। এই সংশ্লেষণ বা সিন্থেসিস বুঝতে আপনাকে দুটো শব্দের সাথে পরিচয় করিয়ে দিতে হবে । প্রথমটি হলো ট্রান্সক্রিপশন ও দ্বিতীয়টি ট্রান্সলেশন। যাদের আভিধানিক অর্থ দাঁড়ায় যথাক্রমে প্রতিলিপন ও অনুবাদ/ভাষান্তর করা। এরা মূলত প্রোটিন সংশ্লেষণের দুটি ধাপ। সংশ্লেষণ নামক জৈবিক ক্রিয়াটির সাথে অর্থগুলো সমভাবাপন্ন। 

ট্রান্সক্রিপশন নিউক্লিয়াসে ঘটে থাকে। এই ধাপ চলাকালে একটি বিশেষ বার্তা বাহক বা মেসেঞ্জার আরএনএ (mRNA) প্রয়োজন হয় । উদ্দেশ্য হল, জেনেটিক তথ্য বা কোডন সমূহকে ডিএনএ থেকে রাইবোজোম এ বহন করা, যেখানে প্রোটিন সংশ্লেষিত হবে। এই  বার্তাবাহক এর কাজটিই mRNA করে থাকে। জেনেটিক কোড কে কাজে লাগিয়ে প্রোটিনে রূপান্তরের সময়, এই mRNA টেমপ্লেট হিসেবে কাজ করে। mRNA , রাইবোজোমে পৌঁছানো মাত্রই ট্রান্সক্রিপশনের পরবর্তী ধাপ ট্রান্সলেশন শুরু হয়। 

ট্রান্সক্রিপশন বা প্রতিলিপনের সময়, একটি ডিএনএ সূত্র থেকে তার পরিপূরক mRNA সূত্র তৈরি হয়। এই ধাপ শুরু হয় মূলত যখন RNA Polymerase নামক এনজাইম জিনের "প্রোমোটার সিকোয়েন্স" নামক অঞ্চলে যুক্ত হয়, যা ডিএনএ এর প্যাঁচ খুলতে বার্তা পৌঁছায়। এতে করে ডিএনএ এর প্যাঁচ দুটি আলাদা হয়ে পড়ে। টেমপ্লেট হিসেবে ব্যবহৃত সূত্রটি টেমপ্লেট স্ট্র্যান্ড নামে পরিচিত, অন্য সূত্রটি অব্যবহৃত থাকে যেটি কোডিং স্ট্র্যান্ড । টেমপ্লেট স্ট্র্যান্ডকে পরিপূরক বেস পেয়ারিং পদ্ধতির মাধ্যমে mRNA তৈরিতে ব্যবহৃত হয়, যেখানে আরএনএ পলিমারেজ নামক এনজাইমটি ক্রমবর্ধমান mRNA স্ট্র্যান্ড এ নিউক্লিওটাইড যুক্ত করতে থাকে। mRNA এর স্ট্র্যান্ড বা সূত্রটি কোডিং স্ট্র্যান্ড এর অনুরূপ হয়। তবে পার্থক্য হলো কোডিং স্ট্র্যান্ড ডিএনএ হওয়ায় তাতে Thymine বেস থাকে আর mRNA এক প্রকার আরএনএ হওয়ায় তাতে Thymine এর পরিবর্তে Uracil বেস থাকে। 

এটি এখন Pre-mRNA, অর্থাৎ অপ্রস্তুত বা Immature mRNA। নিউক্লিয়াস ছেড়ে সাইটোপ্লাজমে অবস্থিত রাইবোজোম এ যাওয়ার জন্য উক্ত mRNA কে আরো কিছু ধাপের মধ্য দিয়ে যেতে হয়। 

ট্রান্সক্রিপশন পরবর্তী ট্রান্সলেশন ধাপটিতে Mature mRNA তে বিদ্যমান জেনেটিক কোডন সমূহ প্রোটিন তৈরির জন্য পাঠ করা হয়। এই ধাপে রাইবোজোম, mRNA তে বিদ্যমান কোডন সমূহের ক্রম নির্ণয় করে এবং এই জায়গায় আমরা mRNA এর পরিবর্তে Translation RNA বা tRNA দেখতে পাই, যা উপযুক্ত অ্যামাইনো এসিড সমূহ কে সঠিক ক্রমানুসারে রাইবোজোমে এনে দেয়। 

শুরুতে একটি ছোট রাইবোজোম এর সাব-ইউনিট mRNA এর সাথে আবদ্ধ হয়, স্টার্ট বা সূচনা কোডন (AUG) খুঁজে বের করে এবং জোড়া বাঁধে। mRNA এর টেমপ্লেট বরাবর রাইবোজোম অগ্রসর হতে থাকে এবং tRNA , সূচনা কোডন পরবর্তী কোডন গুলোর জন্য ক্রমান্বয়ে উপযুক্ত অ্যামিনো এসিড বহন করে আনতে থাকে। এভাবে অসংখ্য এমিনো এসিড যুক্ত হওয়ার ফলে পলিপেপটাইড সৃষ্টি হয়। একসময় রাইবোজোম স্টপ কোডন ( UAA, UAG, UGA) তে পৌঁছে যায়, ‌ এতে ট্রান্সলেশন প্রক্রিয়াটি থেমে যায়। 

পলিপেপটাইড চেইন তৈরির পর, এটি আরো বাড়তি কিছু ধাপের মধ্য দিয়ে যায়। উদাহরণস্বরূপ বলা যায়: পলিপেপটাইড চেইন এ বিদ্যমান অ্যামিনো এসিড সমূহের মধ্যকার মিথস্ক্রিয়া এর জন্য চেইনটিতে একটি ভাঁজ করা শেইপ বা আকৃতি তৈরি হতে পারে। 

One interesting fact: 

ডিএনএ এবং আরএনএ তে যে চার ধরনের বেস থাকে, যথাঃ Adenine, Guanine, Cytosine and Thymine (আরএনএ এর ক্ষেত্রে Uracil) , এই চার ধরনের বেস যেকোনো তিন ভাবে সজ্জিত হতে পারে, ফলস্বরূপ মোট কোডনের সংখ্যা দাঁড়ায়: ৪^৩=৬৪ টি। তাহলে চিন্তা করে দেখুন এতগুলো কোডন এর কম্বিনেশন থেকে কি পরিমাণ ভিন্ন ভিন্ন প্রোটিন তৈরি সম্ভব। এই ভিন্নতায় মূলত জীববৈচিত্রের জন্য দায়ী।

তথ্যসূত্রঃ

New Scientist, Human Biology

Images: Biology Dictionary  Online Biology Notes Science Facts