Fluoride riboswitch
ফ্লোরাইড রাইবোসুইচ (পূর্বে সিআরসিবি আরএনএ মোটিফ নামে পরিচিত) একটি সংরক্ষিত আরএনএ কাঠামো যা জৈব তথ্যবিজ্ঞান দ্বারা বিভিন্ন ধরনের ব্যাকটেরিয়া এবং আর্কিয়ায় চিহ্নিত করা হয়। এই আরএনএগুলি পরে রাইবোসুইচ হিসাবে কাজ করে যা ফ্লোরাইড আয়নগুলি অনুধাবন করে। এই "ফ্লোরাইড রাইবোসুইচগুলি" যখন ফ্লোরাইডের মাত্রা বৃদ্ধি পায় তখন নিম্নমুখী জিনের অভিব্যক্তি বৃদ্ধি করে এবং জিনগুলি খুব উচ্চ মাত্রার ফ্লোরাইডের বিষাক্ত প্রভাব হ্রাস করতে সহায়তা করার প্রস্তাব দেওয়া হয়। অনেক জিন এই ফ্লোরাইড রাইবোসুইচ দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয় বলে মনে করা হয়। কোষ থেকে ফ্লোরাইড অপসারণের মাধ্যমে কাজ করার জন্য প্রস্তাবিত সবচেয়ে সাধারণ এনকোড প্রোটিনগুলির মধ্যে দুটি। এই প্রোটিনগুলি হল সিআরসিবি প্রোটিন এবং একটি ফ্লোরাইড-নির্দিষ্ট উপপ্রকারের ক্লোরাইড চ্যানেল যা ইআরআইসিএফ বা সিএলসিএফ নামে পরিচিত। সি. এল. সি. এফ প্রোটিনগুলি ফ্লোরাইড-নির্দিষ্ট ফ্লোরাইড/প্রোটন অ্যান্টিপোর্টার হিসাবে কাজ করে বলে দেখা গেছে। ফ্লোরাইড রাইবোসুইচের ত্রিমাত্রিক কাঠামো এক্স-রে ক্রিস্টালোগ্রাফি দ্বারা পারমাণবিক রেজোলিউশনে সমাধান করা হয়েছে। ফ্লোরাইড রাইবোসুইচগুলি ব্যাকটেরিয়া এবং আর্কিয়া ডোমেনের মধ্যে অনেক জীবের মধ্যে পাওয়া যায়, যা ইঙ্গিত করে যে এই জীবগুলির মধ্যে অনেকগুলি কখনও কখনও ফ্লোরাইডের উচ্চ মাত্রার সম্মুখীন হয়। বিশেষ আগ্রহের বিষয় হল স্ট্রেপ্টোকোকাস মিউট্যান্স, যা দাঁতের ক্ষয়ের একটি প্রধান কারণ। দেখা গেছে যে সোডিয়াম ফ্লোরাইড গ্লুকোজকে শক্তি এবং কার্বনের উৎস হিসাবে ব্যবহার করে এস. মিউটানদের বৃদ্ধির হারকে বাধা দিয়েছে। যাইহোক, এটিও লক্ষণীয় যে মানুষের মুখে ফ্লোরাইডের সম্মুখীন না হওয়া অনেক জীব ফ্লোরাইড রাইবোসুইচ বা প্রতিরোধকারী জিন বহন করে। ফ্লোরাইড রাইবোসুইচের আবিষ্কার রাইবোসুইচ লিগ্যান্ড হিসাবে ফ্লোরাইডের পরিচয় দুর্ঘটনাক্রমে আবিষ্কৃত হয়েছিল যখন ফ্লোরাইড দ্বারা দূষিত একটি যৌগ একটি ইন-লাইন প্রোবিং পরীক্ষার সময় নন-কোডিং সিআরসিবি আরএনএ মোটিফের উল্লেখযোগ্য গঠনমূলক পরিবর্তন ঘটায়। ইন-লাইন প্রোবিং সিআরসিবি আরএনএ মোটিফের গৌণ কাঠামো এবং নির্দিষ্ট বিপাক বা আয়নগুলির সাথে সম্ভাব্য বাঁধনের সাথে সম্পর্কিত কাঠামোগত পরিবর্তনগুলি আলোকিত করতে ব্যবহৃত হয়েছিল। অনুসন্ধানের ফলাফলগুলি দেখায় যে ক্রমবর্ধমান ফ্লোরাইড আয়ন ঘনত্বের সংযোজন স্বতঃস্ফূর্ত আরএনএ বিভাজনের নির্দিষ্ট অঞ্চলগুলিকে দমন করে এবং অন্যান্য অঞ্চলগুলিকে উঁচু করে তোলে। সিআরসিবি আরএনএ মোটিফের এই নিউক্লিওটাইড অঞ্চলগুলি ফ্লোরাইডের জন্য অ্যাপ্টামার বাঁধাই অঞ্চলে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। ফ্লোরাইড আয়নগুলিকে বাঁধলে, ফ্লোরাইড রাইবোসুইচ নিম্নমুখী জিন প্রতিলিপির নিয়ন্ত্রণ দেখায়। এই নিম্নমুখী জিনগুলি ফ্লোরাইড সংবেদনশীল এনজাইম যেমন এনোলেজ, পাইরোফসফেটেজ, অনুমিত ফ্লোরাইড রপ্তানিকারক সিআরসিবি এবং এরিকএফ প্রোটিন নামক সিএলসি ঝিল্লি প্রোটিনের একটি সুপারফ্যামিলি প্রতিলিপি করে। সি. এল. সি. এফ প্রোটিনগুলি ফ্লোরাইড বিষাক্ততার বিরুদ্ধে ফ্লোরাইড পরিবাহক হিসাবে কাজ করে বলে দেখানো হয়েছে। এরিকএফ জিন হল ক্লোরাইড চ্যানেল জিনের একটি মিউট্যান্ট সংস্করণ যা ক্লোরাইড-নির্দিষ্ট হোমোলগের তুলনায় ব্যাকটেরিয়ায় কম দেখা যায়, তবে তা সত্ত্বেও স্ট্রেপ্টোকোকাস মিউট্যানের জিনোমে পাওয়া যায়। বিশেষত এরিকএফ প্রোটিন তাদের চ্যানেলে নির্দিষ্ট অ্যামিনো অ্যাসিড বহন করে যা ফ্লোরাইড অ্যানায়নগুলিকে লক্ষ্য করে যেখানে নিয়মিত এরিক প্রোটিন ফ্লোরাইড আয়নগুলির চেয়ে ক্লোরাইডকে পছন্দ করে। ফ্লোরাইড রাইবোসুইচ কাঠামো ফ্লোরাইড রাইবোসুইচ আবিষ্কারটি বিস্ময়কর ছিল কারণ ফ্লোরাইড আয়ন এবং সিআরসিবি আরএনএ ফসফেট গ্রুপ উভয়ই নেতিবাচকভাবে চার্জ করা হয় এবং একে অপরের সাথে আবদ্ধ হতে সক্ষম হওয়া উচিত নয়। পূর্ববর্তী গবেষণাটি কোফ্যাক্টর থায়ামিন পাইরোফসফেট (টিপিপি) রাইবোসুইচ ব্যাখ্যা করার ক্ষেত্রে এই প্রশ্নটি জুড়ে এসেছিল। টিপিপি রাইবোসুইচ কাঠামো দুটি হাইড্রেটেড এমজি2 + আয়নগুলির সহায়তা দেখায় যা টিপিপির ফসফেট এবং আরএনএ-র গুয়ানিন ঘাঁটির মধ্যে সংযোগ স্থিতিশীল করতে সহায়তা করে। এই পথনির্দেশক গবেষণা ফ্লোরাইড এবং তার কাঠামোর সাথে ফ্লোরাইড রাইবোসুইচের নিজস্ব মিথস্ক্রিয়াকে চিহ্নিত করতে সহায়তা করে। ইন-লাইন প্রোবিং এবং মিউটেশনাল স্টাডিজের মাধ্যমে থার্মোটোগা পেট্রোফিলার ফ্লুরাইড রাইবোসুইচ একটি হেলিকাল লুপ দ্বারা সংযুক্ত দুটি হেলিকাল কান্ড রয়েছে যা একটি সিউডোকনটে পরিণত হওয়ার ক্ষমতা রাখে। আবদ্ধ ফ্লোরাইড লিগ্যান্ডটি রাইবোসুইচ ভাঁজটির কেন্দ্রের মধ্যে অবস্থিত বলে মনে করা হয়, যা তিনটি এমজি2 + আয়ন দ্বারা আবদ্ধ। এমজি2 + আয়নগুলি পাঁচটি বাইরের মেরুদণ্ডের ফসফেট এবং জলের অণুগুলির সাথে অষ্টতলকীয়ভাবে সমন্বিত হয় যা ফ্লোরাইড লিগ্যান্ডকে বাঁধতে সমন্বিত করার জন্য একটি বিপাকীয় নির্দিষ্ট পকেট তৈরি করে। এম. জি. 2 + আয়নগুলির স্থাপন ফ্লুরাইড আয়নটিকে ঋণাত্মক আধানযুক্ত সি. আর. সি. বি আর. এন. এ স্ক্যাফোল্ডে স্থাপন করে। জীববৈজ্ঞানিক তাৎপর্য পৃথিবীর ভূত্বকের মধ্যে ফ্লোরাইড হল 13তম সর্বাধিক প্রাচুর্যপূর্ণ উপাদান। এটি সাধারণত মৌখিক স্বাস্থ্যসেবা পণ্য এবং জলে ব্যবহৃত হয়। ফ্লোরাইড দাঁতের উপর এনামেল বেস সহ একটি শক্ত এজেন্ট হিসাবে কাজ করে, মুখের গহ্বরে কঠোর অ্যাসিড এবং ব্যাকটেরিয়া থেকে তাদের সংরক্ষণ করে। উপরন্তু, এর তাৎপর্য ব্যাকটেরিয়ার উচ্চ ঘনত্বে ফ্লোরাইডের বিষাক্ততার প্রভাবের মধ্যে রয়েছে, বিশেষ করে যেগুলি দাঁতের ক্ষয়ের কারণ হয়। এটি দীর্ঘকাল ধরে জানা গেছে যে অনেক প্রজাতি ক্যাডমিয়াম এবং রূপার মতো বিষাক্ত ধাতুগুলির জন্য একটি সেন্সর সিস্টেমকে আবদ্ধ করে। যাইহোক, ফ্লোরাইডের বিরুদ্ধে একটি সেন্সর সিস্টেম অজানা রয়ে গেছে। ফ্লোরাইড রাইবোসুইচ ফ্লোরাইড লিগ্যান্ডকে বেঁধে রাইবোসুইচের ডাউনস্ট্রিম জিন নিয়ন্ত্রণ করে ফ্লোরাইডের উচ্চ ঘনত্বের বিষাক্ততার বিরুদ্ধে প্রতিরোধে ব্যাকটেরিয়া প্রতিরক্ষা প্রক্রিয়াকে ব্যাখ্যা করে। ব্যাকটেরিয়া কীভাবে ফ্লোরাইডের বিষাক্ততা থেকে নিজেদের রক্ষা করে তার প্রক্রিয়াটি আরও ব্যাখ্যা করা ফ্লোরাইডের ছোট ঘনত্বকে ব্যাকটেরিয়ার জন্য আরও মারাত্মক করার প্রক্রিয়াটি সংশোধন করতে সহায়তা করতে পারে। উপরন্তু, ফ্লোরাইড রাইবোসুইচ এবং ডাউনস্ট্রিম নিয়ন্ত্রিত জিনগুলি ভবিষ্যতে ওষুধের বিকাশের সম্ভাব্য লক্ষ্য হতে পারে। সামগ্রিকভাবে, এই অগ্রগতিগুলি ফ্লোরাইড এবং ভবিষ্যতের ওষুধগুলিকে মুখের স্বাস্থ্য রোগের বিরুদ্ধে শক্তিশালী সুরক্ষাকারী হিসাবে গড়ে তুলতে সহায়তা করবে। তথ্যসূত্র সিস-নিয়ন্ত্রক আরএনএ উপাদান