মানব জিনোমে রয়েছে ৩২০ কোটি ক্ষারক জোড়। প্রতিটি কোষ বিভাজনের সময় এই সুবিশাল তথ্যভাণ্ডার অনুলিপিকরণ করতে হয় প্রায় অলৌকিক নির্ভুলতায়: প্রতি সম্পূর্ণ অনুলিপিকরণে গড়ে তিনটিরও কম মিউটেশন ঘটে! সামগ্রিক ভুলের হার $১০^{-১০}$-এর নিচে নামিয়ে আনতে জীবকোষ তিনটি স্তরে বিভক্ত তাপগতিবিদ্যা ও গতিবিদ্যার ফিল্টার ব্যবহার করে।

১. তিন স্তরের নির্ভুলতা ক্যাসকেড

ডিএনএ অনুলিপিকরণের সামগ্রিক ভুলের হার তিনটি স্বাধীন অনুঘটকের গুণফল:

[
epsilon_{text{total}} = epsilon_{text{selectivity}} times epsilon_{text{proofreading}} times epsilon_{text{MMR}} approx 10^{-5} times 10^{-2} times 10^{-3} approx 10^{-10}
]

  1. সক্রিয় স্থানের জ্যামিতিক নির্বাচন ($১০^{-৫}$): ডিএনএ পলিমারেজ এনজাইমের সক্রিয় পকেটটি এমনভাবে তৈরি যা শুধুমাত্র সঠিক ওয়াটসন-ক্রিক ক্ষারক জোড়ের সাথে নিখুঁতভাবে খাপ খায়। কোনো ভুল ক্ষারক জোড় আসলে পকেটের গঠন বিকৃত হয়ে যায় এবং পলিমারাইজেশন গতি লক্ষ গুণ কমে যায়।
  2. ৩’ থেকে ৫’ এক্সোনিউক্লিজ প্রুফরিডিং ($১০^{-২}$): ভুল ক্ষারক যুক্ত হয়ে গেলে পলিমারেজের অগ্রগতি থমকে যায়। ডিএনএ স্ট্র্যান্ডটি পেছনের এক্সোনিউক্লিজ সক্রিয় স্থানে স্থানান্তরিত হয় এবং ভুল নিউক্লিওটাইডটি কেটে বাদ দেওয়া হয়।
  3. মিসম্যাচ রিপেয়ার (MMR) সিস্টেম ($১০^{-৩}$): অনুলিপিকরণ শেষ হওয়ার পর MutS/MutL প্রোটিন কমপ্লেক্স নতুন ডিএনএ স্ক্যান করে অবশিষ্ট ত্রুটিগুলো চিহ্নিত ও অপসারণ করে।

২. এক্সোনিউক্লিয়টিক সুইচের গতিবিদ্যা

পলিমারাইজেশন এবং প্রুফরিডিং কাটার মধ্যে প্রতিযোগিতা নিয়ন্ত্রিত হয় রাসায়নিক রেট কনস্ট্যান্টের মাধ্যমে। সঠিক ক্ষারক থাকলে পলিমারাইজেশন গতি কাটার গতির চেয়ে হাজার গুণ দ্রুত হয়। কিন্তু ভুল ক্ষারক থাকলে ডিএনএ-এর প্রান্তটি নিজে থেকেই খুলে গিয়ে এক্সোনিউক্লিজ সাইটের দিকে ঝুঁকে পড়ে এবং ভুল বেসটি অপসারিত হয়।

৩. অপত্য স্ট্র্যান্ড শনাক্তকরণের কৌশল

ত্রুটি মেরামতের সময় কোষকে জানতে হয় দুটি স্ট্র্যান্ডের মধ্যে কোনটি পুরাতন মাতৃ-স্ট্র্যান্ড (সঠিক) এবং কোনটি নতুন অপত্য-স্ট্র্যান্ড (ভুল)। ব্যাকটিরিয়ায় মাতৃ-স্ট্র্যান্ডে মিথাইল গ্রুপ যুক্ত থাকে, ফলে কোষ সহজেই আন-মিথাইলেটেড নতুন স্ট্র্যান্ডটি কেটে মেরামত করে। অন্যদিকে মানুষের মতো ইউক্যারিওটিক কোষে পিসিএনএ (PCNA) স্লাইডিং ক্ল্যাম্পের অভিমুখ দেখে কোষ নতুন স্ট্র্যান্ডটিকে নির্ভুলভাবে শনাক্ত করে।

শাকিল মাহমুদ সজল

শাকিল মাহমুদ সজল

সফটওয়্যার প্রকৌশলী ও লেখক, ঢাকা, বাংলাদেশ। কম্পিউটার বিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান, ইতিহাস ও ভাবনার সমন্বয়ে ব্যক্তিগত নোট ও প্রবন্ধ সংকলন।