Bacterial transcription
ব্যাকটেরিয়াল ট্রান্সক্রিপশন হল এমন একটি প্রক্রিয়া যেখানে ব্যাকটেরিয়াল ডি. এন. এ-র একটি অংশ আর. এন. এ পলিমারেজ উৎসেচক ব্যবহার করে মেসেঞ্জার আর. এন. এ (এম. আর. এন. এ)-এর একটি নতুন সংশ্লেষিত স্ট্র্যান্ডে অনুলিপি করা হয়। প্রক্রিয়াটি তিনটি প্রধান ধাপে ঘটেঃ সূচনা, দীর্ঘায়ন এবং সমাপ্তি; এবং শেষ ফলাফল হল এমআরএনএর একটি স্ট্র্যান্ড যা ডিএনএর একক স্ট্র্যান্ডের পরিপূরক। সাধারণত, প্রতিলিপি করা অঞ্চলটি একাধিক জিনের জন্য দায়ী। প্রকৃতপক্ষে, অনেক প্রোক্যারিওটিক জিন অপারেনে ঘটে, যা জিনের একটি সিরিজ যা একই প্রোটিন বা জিন পণ্যের জন্য কোড করার জন্য একসাথে কাজ করে এবং একক প্রবর্তক দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। ব্যাকটেরিয়াল আর. এন. এ পলিমারেজ চারটি সাবইউনিট নিয়ে গঠিত এবং যখন একটি পঞ্চম সাবইউনিট সংযুক্ত হয়, যাকে σ-ফ্যাক্টর বলা হয়, তখন পলিমারেজ ডি. এন. এ-তে নির্দিষ্ট বাঁধাই ক্রম সনাক্ত করতে পারে, যাকে প্রোমোটার বলা হয়। প্রবর্তকের সাথে σ-ফ্যাক্টরের বন্ধন হল দীক্ষার প্রথম পদক্ষেপ। একবার পলিমারেজ থেকে σ-ফ্যাক্টর মুক্ত হলে, বর্ধিতকরণ এগিয়ে যায়। পলিমারেজ ডাবল স্ট্রেন্ডেড ডি. এন. এ-র নিচে চলতে থাকে, এটিকে শিথিল করে এবং নতুন এম. আর. এন. এ স্ট্র্যান্ডকে সংশ্লেষিত করে যতক্ষণ না এটি একটি সমাপ্তি স্থানে পৌঁছায়। দুটি সমাপ্তি প্রক্রিয়া রয়েছে যা নীচে আরও বিস্তারিতভাবে আলোচনা করা হয়েছে। সঠিক জিন অভিব্যক্তি ঘটার জন্য নির্দিষ্ট স্থানে সমাপ্তি প্রয়োজন। জিন অভিব্যক্তি নির্ধারণ করে যে জিন দ্বারা প্রোটিনের মতো কতটা জিন পণ্য তৈরি হয়। ট্রান্সক্রিপশন আর. এন. এ পলিমারেজ দ্বারা পরিচালিত হয় তবে এর নির্দিষ্টতা ট্রান্সক্রিপশন ফ্যাক্টর নামক ক্রম-নির্দিষ্ট ডি. এন. এ বাঁধাই প্রোটিন দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। ট্রান্সক্রিপশন ফ্যাক্টরগুলি নির্দিষ্ট ডিএনএ সিকোয়েন্স সনাক্ত করতে কাজ করে এবং কোষের প্রয়োজনের উপর ভিত্তি করে, অতিরিক্ত ট্রান্সক্রিপশনকে প্রচার বা বাধা দেয়। অন্যান্য ট্যাক্সার মতো, ব্যাকটেরিয়া প্রতিলিপির বিস্ফোরণ অনুভব করে। জোন্স এট আল 2014-এ জোন্স দলের কাজ বিস্ফোরণ এবং অন্যান্য পরিবর্তনশীলতার কিছু অন্তর্নিহিত কারণ ব্যাখ্যা করে, যার মধ্যে রয়েছে ফলস্বরূপ এমআরএনএর স্থিতিশীলতা, প্রাসঙ্গিক প্রবর্তকের মধ্যে এনকোড করা প্রচারের শক্তি এবং টিএফ বাঁধাই সাইটের শক্তির কারণে প্রতিলিপির সময়কাল। তারা আরও দেখেছে যে ব্যাকটেরিয়াল টিএফগুলি বিস্ফোরণের টেকসই প্রতিলিপি ব্যাখ্যা করার জন্য টিএফ-এর বাঁধাই বৈশিষ্ট্যগুলির জন্য খুব সংক্ষিপ্তভাবে স্থায়ী হয়। ব্যাকটেরিয়াল ট্রান্সক্রিপশন বিভিন্ন উপায়ে ইউক্যারিওটিক ট্রান্সক্রিপশন থেকে পৃথক। ব্যাকটেরিয়ায়, প্রতিলিপি এবং ট্রান্সলেশন কোষের সাইটোপ্লাজমে একযোগে ঘটতে পারে, যেখানে ইউক্যারিওটসে প্রতিলিপি নিউক্লিয়াসে ঘটে এবং ট্রান্সলেশন সাইটোপ্লাজমে ঘটে। শুধুমাত্র এক ধরনের ব্যাকটেরিয়াল আর. এন. এ পলিমারেজ রয়েছে যেখানে ইউক্যারিওটগুলির 3 প্রকার রয়েছে। ব্যাকটেরিয়ার একটি σ-ফ্যাক্টর রয়েছে যা প্রবর্তক সাইটগুলি সনাক্ত করে এবং আবদ্ধ করে তবে ইউক্যারিওটগুলির একটি σ-ফ্যাক্টরের প্রয়োজন হয় না। পরিবর্তে, ইউক্যারিওটগুলিতে প্রতিলিপি উপাদান রয়েছে যা প্রবর্তক সাইটগুলির স্বীকৃতি এবং বাঁধাইয়ের অনুমতি দেয়। সামগ্রিকভাবে, ব্যাকটেরিয়ার মধ্যে প্রতিলিপি একটি অত্যন্ত নিয়ন্ত্রিত প্রক্রিয়া যা একটি নির্দিষ্ট সময়ে অনেক সংকেতের সংহতকরণ দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। ব্যাকটেরিয়া প্রোটিন তৈরি করতে প্রতিলিপি এবং অনুবাদের উপর ব্যাপকভাবে নির্ভর করে যা তাদের পরিবেশের প্রতি বিশেষভাবে সাড়া দিতে সহায়তা করে। আর. এন. এ পলিমারেজ আর. এন. এ পলিমারেজ একটি মূল এবং একটি হোলোএনজাইম কাঠামো নিয়ে গঠিত। মূল উৎসেচকগুলিতে আর. এন. এ পলিমারেজের অনুঘটক বৈশিষ্ট্য রয়েছে এবং এটি ββ′ α2ω উপ-একক দ্বারা গঠিত। এই ক্রমটি সমস্ত ব্যাকটেরিয়া প্রজাতি জুড়ে সংরক্ষিত রয়েছে। হোলোএনজাইম সিগমা ফ্যাক্টর নামে পরিচিত একটি নির্দিষ্ট উপাদান নিয়ে গঠিত। সিগমা ফ্যাক্টরটি প্রবর্তক শনাক্তকরণ, আর. এন. এ পলিমারেজ সঠিকভাবে স্থাপন এবং প্রারম্ভিক স্থানে শিথিলকরণ শুরু করতে সহায়তা করে। সিগমা ফ্যাক্টর তার প্রয়োজনীয় কাজ সম্পাদন করার পরে, এটি বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়, যখন অনুঘটক অংশটি ডি. এন. এ-তে থাকে এবং প্রতিলিপি চালিয়ে যায়। উপরন্তু, আর. এন. এ পলিমারেজে একটি মূল এম. জি + আয়ন থাকে যা উৎসেচক বৈশিষ্ট্য সহ উৎসেচককে সহায়তা করে। আর. এন. এ পলিমারেজ ডি. এন. এ-র টেমপ্লেট স্ট্র্যান্ড থেকে আর. এন. এ-র ক্রমবর্ধমান স্ট্র্যান্ড তৈরি করতে একটি পরিপূরক এন. টি. পি অণুর আলফা ফসফেটে আর. এন. এ-এর 3 'ও. এইচ-এর নিউক্লিওফিলিক আক্রমণকে অনুঘটক করে কাজ করে। উপরন্তু, আর. এন. এ পলিমারেজ এক্সোনিউক্লিজ ক্রিয়াকলাপও প্রদর্শন করে, যার অর্থ যদি অনুপযুক্ত বেস পেয়ারিং সনাক্ত করা হয়, তবে এটি ভুল বেসগুলি কেটে ফেলতে পারে এবং সেগুলিকে সঠিক, সঠিক বেস দিয়ে প্রতিস্থাপন করতে পারে। প্রতিলিপির সূচনার জন্য প্রবর্তক অঞ্চলগুলির প্রয়োজন হয়, যা নির্দিষ্ট নিউক্লিওটাইড ঐক্যমত্য ক্রম যা আরএনএ পলিমারেজের σ-ফ্যাক্টরকে ডিএনএর সাথে কোথায় আবদ্ধ করতে হবে তা বলে। প্রোমোটাররা সাধারণত 15 থেকে 19 টি ঘাঁটির মধ্যে অবস্থিত এবং সাধারণত তাদের নিয়ন্ত্রিত জিনের উজানে পাওয়া যায়। আর. এন. এ পলিমারেজ 4টি উপ-একক নিয়ে গঠিত, যার মধ্যে রয়েছে দুটি আলফা, একটি বিটা এবং একটি বিটা প্রাইম (α, α, β এবং β ')। একটি পঞ্চম উপ-একক, সিগমা (যাকে σ-ফ্যাক্টর বলা হয়), শুধুমাত্র দীক্ষার সময় উপস্থিত থাকে এবং প্রসারিত হওয়ার আগে বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়। প্রতিটি সাবইউনিট প্রতিলিপির সূচনায় একটি ভূমিকা পালন করে এবং সূচনা হওয়ার জন্য σ-ফ্যাক্টর অবশ্যই উপস্থিত থাকতে হবে। যখন সমস্ত σ-ফ্যাক্টর উপস্থিত থাকে, তখন আরএনএ পলিমারেজ তার সক্রিয় আকারে থাকে এবং তাকে হোলোএনজাইম হিসাবে উল্লেখ করা হয়। যখন σ-ফ্যাক্টর বিচ্ছিন্ন হয়, তখন এটি মূল পলিমারেজ আকারে থাকে। σ-ফ্যাক্টর-35 এবং-10 অঞ্চলে প্রবর্তক ক্রমকে স্বীকৃতি দেয় এবং প্রতিলিপি শুরুর স্থান (+ 1) থেকে শুরু হয়। - 10 অঞ্চলের ক্রম হল টাটা এবং-35 অঞ্চলের ক্রম হল টিটিজিএসিএ। σ-ফ্যাক্টর-35 প্রবর্তক অঞ্চলের সাথে আবদ্ধ। এই মুহুর্তে, হোলোএনজাইমকে বদ্ধ জটিল হিসাবে উল্লেখ করা হয় কারণ ডিএনএ এখনও ডাবল স্ট্রেন্ডেড (হাইড্রোজেন বন্ড দ্বারা সংযুক্ত)। একবার σ-ফ্যাক্টর আবদ্ধ হয়ে গেলে, পলিমারেজের অবশিষ্ট সাবইউনিটগুলি সাইটের সাথে সংযুক্ত হয়। - 10 অঞ্চলে অ্যাডেনিন-থাইমিন বন্ধনের উচ্চ ঘনত্ব ডি. এন. এ-কে শিথিল করতে সহায়তা করে। এই সময়ে, হোলোএনজাইমকে খোলা জটিল বলা হয়। এই খোলা কমপ্লেক্সকে ট্রান্সক্রিপশন বুদ্বুদও বলা হয়। ডিএনএর শুধুমাত্র একটি স্ট্র্যান্ড, যাকে টেমপ্লেট স্ট্র্যান্ড বলা হয় (যাকে ননকোডিং স্ট্র্যান্ড বা ননসেন্স/অ্যান্টিসেন্স স্ট্র্যান্ডও বলা হয়), প্রতিলিপি করা হয়। প্রতিলিপি শুরু হয় এবং প্রায় 10 বেস জোড়া দীর্ঘ সংক্ষিপ্ত "অকার্যকর" নিউক্লিওটাইড ক্রম তৈরি হয়। এই সংক্ষিপ্ত ক্রমগুলি হল আর. এন. এ-র অকার্যকর অংশ যা তৈরি হয় এবং তারপর ছেড়ে দেওয়া হয়। সাধারণত, এই নিউক্লিওটাইড ক্রমটি প্রায় বারোটি ক্ষার জোড়া নিয়ে গঠিত এবং আর. এন. এ পলিমারেজের স্থিতিশীলতায় অবদান রাখতে সহায়তা করে যাতে এটি ডি. এন. এ-র স্ট্র্যান্ড বরাবর চলতে সক্ষম হয়। প্রতিলিপি শুরু করার জন্য σ-ফ্যাক্টরের প্রয়োজন হয় কিন্তু ডিএনএ প্রতিলিপি চালিয়ে যাওয়ার জন্য এর প্রয়োজন হয় না। σ-ফ্যাক্টর মূল উৎসেচক থেকে বিচ্ছিন্ন হয়ে যায় এবং দীর্ঘায়িত হয়। এটি দীক্ষা পর্বের সমাপ্তির ইঙ্গিত দেয় এবং হোলোএনজাইম এখন মূল পলিমারেজ আকারে রয়েছে। প্রবর্তক অঞ্চলটি প্রতিলিপির একটি প্রধান নিয়ন্ত্রক। প্রোমোটার অঞ্চলগুলি ব্যাকটেরিয়ার মধ্যে সমস্ত জিনের প্রতিলিপি নিয়ন্ত্রণ করে। তাদের সম্পৃক্ততার ফলস্বরূপ, প্রবর্তক অঞ্চলের মধ্যে বেস জোড়ার ক্রমটি তাৎপর্যপূর্ণ; প্রবর্তক অঞ্চলটি ঐকমত্যের ক্রমের সাথে যত বেশি মিল থাকবে, তত শক্ত আরএনএ পলিমারেজ বাঁধতে সক্ষম হবে। এই বন্ধন প্রতিলিপির দীর্ঘায়িত পর্যায়ের স্থিতিশীলতায় অবদান রাখে এবং সামগ্রিকভাবে আরও দক্ষ কার্যকারিতার ফলাফল দেয়। উপরন্তু, যে কোনও ব্যাকটেরিয়া কোষের মধ্যে আরএনএ পলিমারেজ এবং σ-ফ্যাক্টর সীমিত পরিমাণে থাকে। ফলস্বরূপ, প্রবর্তকের সাথে আবদ্ধ σ-ফ্যাক্টর এই সীমাবদ্ধতার দ্বারা প্রভাবিত হয়। সমস্ত প্রবর্তক অঞ্চলে এমন ক্রম রয়েছে যা অ-ঐকমত্য হিসাবে বিবেচিত হয় এবং এটি সম্পূর্ণ জিনোম জুড়ে σ-ফ্যাক্টর বিতরণ করতে সহায়তা করে। দীর্ঘায়িত হওয়ার সময়, আর. এন. এ পলিমারেজ ডাবল স্ট্র্যান্ডেড ডি. এন. এ-র নিচে স্লাইড করে, এটিকে শিথিল করে এবং তার নিউক্লিওটাইড ক্রমকে নতুন সংশ্লেষিত আর. এন. এ-তে প্রতিলিপি (অনুলিপি) করে। আর. এন. এ পলিমারেজের অনুঘটক প্রক্রিয়ার জন্য আর. এন. এ-ডি. এন. এ কমপ্লেক্সের চলাচল অপরিহার্য। উপরন্তু, আর. এন. এ পলিমারেজ আর. এন. এ এবং ডি. এন. এ স্ট্র্যান্ডের মধ্যে একটি যোগসূত্র হিসাবে কাজ করে এই প্রক্রিয়ার সামগ্রিক স্থিতিশীলতা বৃদ্ধি করে। ডিএনএ টেমপ্লেট স্ট্র্যান্ডের পরিপূরক নতুন নিউক্লিওটাইডগুলি আরএনএ স্ট্র্যান্ডের 3 'প্রান্তে যুক্ত করা হয়। সদ্য গঠিত আর. এন. এ স্ট্র্যান্ডটি ডি. এন. এ কোডিং স্ট্র্যান্ডের (সেন্স স্ট্র্যান্ড বা নন-টেমপ্লেট স্ট্র্যান্ড) সাথে কার্যত অভিন্ন, তবে এতে থাইমিনের পরিবর্তে ইউরাসিল এবং ডিঅক্সিরাইবোজ চিনির মেরুদণ্ডের পরিবর্তে রাইবোজ চিনির মেরুদণ্ড রয়েছে। যেহেতু নিউক্লিওসাইড ট্রাইফসফেট (এন. টি. পি)-কে আর. এন. এ-র 3 'প্রান্তে ও. এইচ-অণুর সাথে সংযুক্ত করতে হয়, তাই প্রতিলিপি সর্বদা 5' থেকে 3 'দিকে ঘটে। চারটি এন. টি. পি হল অ্যাডেনোসিন-5 '-ট্রাইফসফেট (এ. টি. পি), গুয়ানোসাইড-5'-ট্রাইফসফেট (জি. টি. পি), ইউরিডিন-5 '-ট্রাইফসফেট (ইউ. টি. পি) এবং সাইটিডাইন-5'-ট্রাইফসফেট (সি. টি. পি)। আর. এন. এ প্রতিলিপির 3 'প্রান্তে এন. টি. পি-র সংযুক্তি এই সংশ্লেষণের জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি সরবরাহ করে। এন. টি. পি হল শক্তি উৎপাদনকারী অণু যা কোষে রাসায়নিক বিক্রিয়া চালানোর জন্য জ্বালানী সরবরাহ করে। একাধিক আর. এন. এ পলিমারেজ একবারে সক্রিয় হতে পারে, যার অর্থ এম. আর. এন. এ-র অনেক স্ট্র্যান্ড খুব দ্রুত তৈরি করা যেতে পারে। আর. এন. এ পলিমারেজ প্রতি সেকেন্ডে প্রায় 40টি ক্ষারে ডি. এন. এ-কে দ্রুত নিচে নিয়ে যায়। এই প্রক্রিয়াটির দ্রুত প্রকৃতির কারণে, আর. এন. এ পলিমারেজের আগে ডি. এন. এ ক্রমাগত শিথিল হয়ে যায় এবং তারপর আর. এন. এ পলিমারেজ আরও এগিয়ে যাওয়ার পরে পুনরায় বিকৃত হয়। পলিমারেজের একটি প্রুফরিডিং প্রক্রিয়া রয়েছে যা প্রতিলিপি করা 10,000 নিউক্লিওটাইডের মধ্যে প্রায় 1টিতে ভুল সীমাবদ্ধ করে। ডিএনএ পলিমারেজের তুলনায় আরএনএ পলিমারেজের কম বিশ্বস্ততা (নির্ভুলতা) এবং গতি রয়েছে। ডিএনএ পলিমারেজের একটি খুব ভিন্ন প্রুফরিডিং প্রক্রিয়া রয়েছে যার মধ্যে এক্সোন্যুক্লিয়াস ক্রিয়াকলাপ রয়েছে, যা উচ্চতর বিশ্বস্ততায় অবদান রাখে। আর. এন. এ সংশ্লেষণের সময় একটি ত্রুটির পরিণতি সাধারণত ক্ষতিকারক হয় না, যেখানে ডি. এন. এ সংশ্লেষণে একটি ত্রুটি ক্ষতিকারক হতে পারে। প্রবর্তক ক্রম তার সংশ্লিষ্ট জিনের প্রতিলিপির ফ্রিকোয়েন্সি নির্ধারণ করে। সমাপ্তি সঠিক জিন অভিব্যক্তি ঘটার জন্য, প্রতিলিপি অবশ্যই নির্দিষ্ট স্থানে বন্ধ করতে হবে। দুটি সমাপ্তি প্রক্রিয়া সুপরিচিতঃ অভ্যন্তরীণ সমাপ্তি (রো-স্বাধীন সমাপ্তিও বলা হয়): নির্দিষ্ট ডিএনএ নিউক্লিওটাইড ক্রম আরএনএ পলিমারেজকে থামার সংকেত দেয়। ক্রমটি সাধারণত একটি প্যালিনড্রোমিক ক্রম যা স্ট্র্যান্ডটিকে লুপ করে দেয় যা আরএনএ পলিমারেজকে আটকে দেয়। সাধারণত, এই ধরনের সমাপ্তি একই মানক পদ্ধতি অনুসরণ করে। একটি পলিয়ুরিডিন ক্রমের কারণে একটি বিরতি ঘটবে যা একটি হেয়ারপিন লুপ গঠনের অনুমতি দেয়। এই হেয়ারপিন লুপ একটি আটকে থাকা জটিল গঠনে সহায়তা করবে, যা শেষ পর্যন্ত টেমপ্লেট ডিএনএ স্ট্র্যান্ড থেকে আরএনএ পলিমারেজের বিচ্ছিন্নতা ঘটাবে এবং প্রতিলিপি বন্ধ করে দেবে। রো-নির্ভর সমাপ্তিঃ ρ ফ্যাক্টর (রো ফ্যাক্টর) একটি টার্মিনেটর প্রোটিন যা আরএনএ স্ট্র্যান্ডের সাথে সংযুক্ত হয় এবং দীর্ঘায়িত হওয়ার সময় পলিমারেজের পিছনে অনুসরণ করে। একবার পলিমারেজটি প্রতিলিপি করা জিনের শেষের কাছাকাছি চলে গেলে, এটি জি নিউক্লিওটাইডের একটি সিরিজের মুখোমুখি হয় যার ফলে এটি থেমে যায়। এই স্থবিরতা রো ফ্যাক্টরকে আর. এন. এ পলিমারেজ পর্যন্ত পৌঁছাতে সাহায্য করে। রো প্রোটিন তারপর ডিএনএ টেমপ্লেট থেকে আরএনএ প্রতিলিপি টানতে থাকে এবং নতুন সংশ্লেষিত এমআরএনএ মুক্তি পায়, যা প্রতিলিপি শেষ করে। রো ফ্যাক্টর একটি প্রোটিন কমপ্লেক্স যা হেলিকেজ ক্রিয়াকলাপও প্রদর্শন করে (নিউক্লিক অ্যাসিড স্ট্র্যান্ডগুলিকে শিথিল করতে সক্ষম)। এটি সাইটোসিন সমৃদ্ধ অঞ্চলে ডি. এন. এ-র সাথে আবদ্ধ হবে এবং যখন আর. এন. এ পলিমারেজ এটির মুখোমুখি হবে, তখন একটি আটকে থাকা জটিল গঠন হবে যার ফলে জড়িত সমস্ত অণু বিচ্ছিন্ন হয়ে যাবে এবং প্রতিলিপি শেষ হবে। ব্যাকটেরিয়ায় ডি. এন. এ প্রতিলিপির সমাপ্তি নির্দিষ্ট কিছু প্রক্রিয়া দ্বারা বন্ধ করা যেতে পারে যেখানে আর. এন. এ পলিমারেজ পরবর্তীটিতে না পৌঁছানো পর্যন্ত টার্মিনেটর ক্রমকে উপেক্ষা করবে। এই ঘটনাটি অ্যান্টিটার্মিনেশন নামে পরিচিত এবং নির্দিষ্ট কিছু ব্যাকটেরিওফেজ দ্বারা ব্যবহৃত হয়। রেফারেন্স বাহ্যিক লিঙ্ক ব্যাকটেরিয়াল ট্রান্সক্রিপশন-অ্যানিমেশন ভিডিও অ্যানিমেশন প্রক্রিয়াটির সংক্ষিপ্তসার জিন অভিব্যক্তি ব্যাকটেরিয়া