Nucleic acid quaternary structure
নিউক্লিক অ্যাসিড কোয়াটারনারি কাঠামো পৃথক নিউক্লিক অ্যাসিড অণু বা নিউক্লিক অ্যাসিড অণু এবং প্রোটিনের মধ্যে মিথস্ক্রিয়াকে বোঝায়। ধারণাটি প্রোটিন কোয়াটারনারি কাঠামোর অনুরূপ, তবে উপমাটি নিখুঁত না হওয়ায়, শব্দটি নিউক্লিক অ্যাসিডের বিভিন্ন ধারণাকে বোঝাতে ব্যবহৃত হয় এবং কম সাধারণভাবে দেখা যায়। একইভাবে অন্যান্য জৈব অণু যেমন প্রোটিন, নিউক্লিক অ্যাসিডের কাঠামোগত বিন্যাসের চারটি স্তর রয়েছেঃ প্রাথমিক, গৌণ, তৃতীয় এবং চতুর্ভুজ কাঠামো। প্রাথমিক কাঠামো হল নিউক্লিওটাইডের রৈখিক ক্রম, গৌণ কাঠামোতে ছোট স্থানীয় ভাঁজ মোটিফ জড়িত থাকে এবং তৃতীয় কাঠামো হল নিউক্লিক অ্যাসিড অণুর 3ডি ভাঁজ করা আকৃতি। সাধারণভাবে, চতুর্ভুজ কাঠামো একাধিক উপ-ইউনিটের মধ্যে 3D মিথস্ক্রিয়াকে বোঝায়। নিউক্লিক অ্যাসিডের ক্ষেত্রে, চতুর্ভুজ কাঠামো একাধিক নিউক্লিক অ্যাসিড অণুর মধ্যে বা নিউক্লিক অ্যাসিড এবং প্রোটিনের মধ্যে মিথস্ক্রিয়াকে বোঝায়। ডিএনএ, আরএনএ এবং জিন অভিব্যক্তি বোঝার জন্য নিউক্লিক অ্যাসিড কোয়াটারনারি কাঠামো গুরুত্বপূর্ণ কারণ কোয়াটারনারি কাঠামো কার্যকারিতাকে প্রভাবিত করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, যখন ডিএনএ হেটেরোক্রোমাটিনে প্যাক করা হয়, তাই এক ধরনের কোয়াটারনারি কাঠামো প্রদর্শন করে, তখন জিন প্রতিলিপি প্রতিরোধ করা হবে। ডি. এন. এ কোয়াটারনারি কাঠামোটি নিউক্লিওসোম গঠনের জন্য হিস্টোনের সাথে ডি. এন. এ-র বন্ধনকে বোঝাতে ব্যবহৃত হয় এবং তারপরে তাদের সংগঠনকে উচ্চ-ক্রমের ক্রোমাটিন তন্তুতে পরিণত করা হয়। ডি. এন. এ-র কোয়াটারনারি কাঠামো জিন প্রকাশের জন্য প্রতিলিপি যন্ত্রের কাছে ডি. এন. এ সিকোয়েন্স কতটা সহজলভ্য তা দৃঢ়ভাবে প্রভাবিত করে। ডি. এন. এ কোয়াটারনারি গঠন সময়ের সাথে পরিবর্তিত হয়, কারণ ডি. এন. এ-র অঞ্চলগুলি ঘনীভূত হয় বা প্রতিলিপির জন্য উন্মুক্ত হয়। এই শব্দটি ডিএনএ ন্যানোপ্রযুক্তিতে ব্যবহৃত কৃত্রিম নিউক্লিক অ্যাসিড বিল্ডিং ব্লকের শ্রেণিবদ্ধ সমাবেশ বর্ণনা করতেও ব্যবহৃত হয়েছে। ডি. এন. এ-র চতুর্ভুজ কাঠামো ক্রোমাটিন গঠনকে বোঝায়। যেহেতু মানুষের জিনোম এত বড়, তাই ডি. এন. এ-কে অবশ্যই ক্রোমাটিনে ঘনীভূত করতে হবে, যা নিউক্লিওসোম নামে পরিচিত পুনরাবৃত্ত একক নিয়ে গঠিত। নিউক্লিওসোমে ডিএনএ এবং হিস্টোন নামক প্রোটিন থাকে। নিউক্লিওসোম কোর সাধারণত একটি হিস্টোন অক্টেমারের চারপাশে আবৃত প্রায় 146 টি ডিএনএ বেস জোড়া ধারণ করে। হিস্টোন অক্টেমার মোট আটটি হিস্টোন প্রোটিন দিয়ে তৈরি, নিম্নলিখিত প্রতিটি প্রোটিনের মধ্যে দুটিঃ এইচ2এ, এইচ2বি, এইচ3 এবং এইচ4। হিস্টোনগুলি প্রাথমিকভাবে নিউক্লিওসোম গঠনের জন্য দায়ী, তাই ক্রোমাটিন গঠনে ব্যাপকভাবে অবদান রাখে। হিস্টোন প্রোটিনগুলি ধনাত্মক-আধানযুক্ত এবং তাই ডি. এন. এ-র ঋণাত্মক-আধানযুক্ত ফসফেট মেরুদণ্ডের সাথে মিথস্ক্রিয়া করতে পারে। মূল হিস্টোন প্রোটিনের একটি অংশ, যা হিস্টোন লেজ ডোমেন নামে পরিচিত, নিউক্লিওসোমকে শক্তভাবে আবৃত রাখতে এবং নিউক্লিওসোমকে গৌণ ও তৃতীয় কাঠামো দেওয়ার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এর কারণ হল হিস্টোন লেজের ক্ষেত্রগুলি নিউক্লিওসোমের মধ্যে মিথস্ক্রিয়ায় জড়িত। লিঙ্কার হিস্টোন বা এইচ1 প্রোটিন নিউক্লিওসোম কাঠামো বজায় রাখার সঙ্গেও জড়িত। এইচ1 প্রোটিনের ডিএনএ যাতে শক্তভাবে ক্ষতবিক্ষত থাকে তা নিশ্চিত করার বিশেষ ভূমিকা রয়েছে। হিস্টোন প্রোটিন এবং তাদের ডি. এন. এ-তে পরিবর্তনগুলি কোয়াটারনারি কাঠামো হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়। ঘনীভূত ক্রোমাটিন, হেটেরোক্রোমাটিন, জিনের প্রতিলিপি প্রতিরোধ করে। অন্য কথায়, ট্রান্সক্রিপশন ফ্যাক্টরগুলি ক্ষতের ডিএনএ অ্যাক্সেস করতে পারে না-এটি ইউক্রোমাটিনের বিপরীতে, যা ডিকন্ডেন্স করা হয় এবং তাই, প্রতিলিপি যন্ত্রের কাছে সহজেই অ্যাক্সেসযোগ্য। নিউক্লিওটাইডগুলিতে ডিএনএ মিথাইলেশন ক্রোমাটিন কোয়াটারনারি কাঠামোকে প্রভাবিত করে। অত্যধিক মিথাইলেটেড ডি. এন. এ নিউক্লিওটাইডগুলি হেটেরোক্রোমাটিনের মধ্যে পাওয়া যাওয়ার সম্ভাবনা বেশি যেখানে ইউক্রোমাটিনে আনমেথাইলেটেড ডি. এন. এ নিউক্লিওটাইডগুলি সাধারণ। উপরন্তু, মূল হিস্টোন লেজ ডোমেনে অনুবাদ-পরবর্তী পরিবর্তন করা যেতে পারে, যা ডি. এন. এ কোয়াটারনারি কাঠামোতে পরিবর্তন এবং তাই জিন অভিব্যক্তির দিকে পরিচালিত করে। এপিজেনেটিক রাইটার এবং এপিজেনেটিক ইরেজার নামে পরিচিত এনজাইমগুলি হিস্টোন লেজ ডোমেনে বেশ কয়েকটি পরিবর্তন যোগ বা অপসারণকে অনুঘটক করে। উদাহরণস্বরূপ, একজন এনজাইম লেখক এইচ3 কোর প্রোটিনের লাইসিন-9-কে মিথাইলেট করতে পারে, যা এইচ3 হিস্টোন লেজ ডোমেনে পাওয়া যায়। এটি জিন দমন করতে পারে কারণ ক্রোমাটিনটি পুনর্নির্মাণ করা হয় এবং হেটেরোক্রোমাটিনের অনুরূপ হয়। যাইহোক, হিস্টোন টেল ডোমেনে কয়েক ডজন পরিবর্তন করা যেতে পারে। অতএব, এই সমস্ত পরিবর্তনের সমষ্টিই নির্ধারণ করে যে ক্রোমাটিন হেটেরোক্রোমাটিন বা ইউক্রোমাটিনের অনুরূপ হবে কিনা। আর. এন. এ-কে অনেক বিভাগে বিভক্ত করা হয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে মেসেঞ্জার আর. এন. এ (এম. আর. এন. এ), রাইবোসোমাল আর. এন. এ (আর. আর. এন. এ), ট্রান্সফার আর. এন. এ (টি. আর. এন. এ), লং নন-কোডিং আর. এন. এ (এল. এন. সি. আর. এন. এ) এবং আরও বেশ কয়েকটি ছোট কার্যকরী আর. এন. এ। যেখানে অনেক প্রোটিনের কোয়াটারনারি কাঠামো থাকে, বেশিরভাগ আর. এন. এ অণুর শুধুমাত্র প্রাথমিক মাধ্যমে তৃতীয় কাঠামো থাকে এবং বহু-উপ-ইউনিট কাঠামোর পরিবর্তে পৃথক অণু হিসাবে কাজ করে। কিছু ধরনের আর. এন. এ স্পষ্ট কোয়াটারনারি কাঠামো দেখায় যা কার্যকারিতার জন্য প্রয়োজনীয়, যেখানে অন্যান্য ধরনের আর. এন. এ একক অণু হিসাবে কাজ করে এবং কোয়াটারনারি কাঠামো গঠনের জন্য অন্যান্য অণুর সাথে যুক্ত হয় না। প্রোটিন অলিগোমারের তুলনায় আর. এন. এ অণুগুলির প্রতিসম জটিলতাগুলি অত্যন্ত বিরল। আর. এন. এ হোমোডাইমারের একটি উদাহরণ হল নিউরোস্পোরার ভি. এস রাইবোজাইম, যার দুটি সক্রিয় স্থান উভয় মনোমারের নিউক্লিওটাইড নিয়ে গঠিত। প্রোটিনের সাথে কোয়াটারনারি কাঠামো গঠনকারী আর. এন. এ-র সর্বাধিক পরিচিত উদাহরণ হল রাইবোজোম, যা আর. প্রোটিন দ্বারা সমর্থিত একাধিক আর. আর. এন. এ নিয়ে গঠিত। অনুরূপ আর. এন. এ-প্রোটিন কমপ্লেক্সগুলি স্প্লিসোসোমেও পাওয়া যায়। রাইবোসুইচ হল এক ধরনের এম. আর. এন. এ কাঠামো যা জিন অভিব্যক্তি নিয়ন্ত্রণ করতে সহায়তা করে এবং প্রায়শই লিগ্যান্ডগুলির একটি বৈচিত্র্যময় সেটকে আবদ্ধ করে। রাইবোসুইচ নির্ধারণ করে যে কোষের ছোট অণুগুলির বিভিন্ন ঘনত্বের প্রতি জিন অভিব্যক্তি কীভাবে প্রতিক্রিয়া দেখায় এই মোটিফটি ফ্ল্যাভিন মনোনিউক্লিওটাইড (এফএমএন), সাইক্লিক ডি-এএমপি (সি-ডি-এএমপি) এবং গ্লাইসিনে দেখা গেছে। রাইবোসুইচগুলি ছদ্মবেশী কাঠামো দেখায় বলে মনে করা হয়। একটি একক আর. এন. এ অণুর কাঠামোগতভাবে অনুরূপ বেশ কয়েকটি অঞ্চল প্রতিসমভাবে একত্রিত হয়। যেহেতু এই কাঠামোটি একটি একক অণু থেকে উদ্ভূত হয় এবং একাধিক পৃথক অণু থেকে নয়, তাই এটিকে প্রকৃত চতুর্ভুজ কাঠামো হিসাবে উল্লেখ করা যায় না। একটি রাইবোসুইচ কোথায় আবদ্ধ হয় এবং এটি কীভাবে সাজানো হয় তার উপর নির্ভর করে, এটি একটি জিনকে দমন করতে পারে বা প্রকাশ করার অনুমতি দিতে পারে প্রতিসাম্য জৈব-আণবিক ত্রিমাত্রিক বিন্যাসের একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ। অনেক প্রোটিন কোয়াটারনারি কাঠামোর স্তরে sy.mmetrical হয়, তবে আরএনএ-তে খুব কমই প্রতিসম কোয়াটারনারি কাঠামো থাকে। যদিও তৃতীয় স্তরের কাঠামো সব ধরনের আর. এন. এ-র জন্য বৈকল্পিক এবং প্রয়োজনীয়, আর. এন. এ অলিজিমারাইজেশন তুলনামূলকভাবে বিরল। আর. আর. এন. এ রাইবোসোম, প্রোটিন ট্রান্সলেশন জন্য অর্গানেল সঞ্চালিত হয়, আর. আর. এন. এ এবং প্রোটিন থেকে তৈরি করা হয়। রাইবোসোম নিউক্লিক অ্যাসিড কোয়াটারনারি কাঠামোর সেরা এবং সবচেয়ে প্রচুর উদাহরণ হতে পারে। রাইবোজোম কাঠামোর সুনির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্য বিভিন্ন রাজ্য এবং প্রজাতির মধ্যে পরিবর্তিত হয়, তবে সমস্ত রাইবোজোম একটি বড় সাবইউনিট এবং একটি ছোট ইউনিট দিয়ে তৈরি। বিভিন্ন শ্রেণীর জীবের বিভিন্ন চরিত্রগত আকারের রাইবোসোমাল সাবইউনিট রয়েছে। রাইবোসোমাল কার্যকারিতার জন্য রাইবোসোমাল সাবইউনিটের ত্রিমাত্রিক সংযোগ অপরিহার্য। ছোট সাবইউনিট প্রথমে এম. আর. এন. এ-র সঙ্গে আবদ্ধ হয় এবং তারপর বড় সাবইউনিট নিয়োগ করা হয়। একটি পলিপেপটাইড গঠনের জন্য, এম. আর. এন. এ এবং উভয় রাইবোজোম সাবইউনিটের যথাযথ সংযোগ ঘটতে হবে। বামদিকে, খামিরের রাইবোজোমের পেপটিডাইলট্রান্সফেরেজ কেন্দ্রে আরআরএনএর গৌণ কাঠামো। পেপটিডাইলট্রান্সফেরেজ কেন্দ্র হল যেখানে অনুবাদের সময় পেপটাইড বন্ধনের গঠন অনুঘটকিত হয়। ডানদিকে, পেপটিডাইলট্রান্সফেরেজ কেন্দ্রের ত্রিমাত্রিক কাঠামো। হেলিকাল আরআরএনএ গ্লোবুলার রাইবোসোমাল প্রোটিনের সাথে যুক্ত। আগত কোডনগুলি এ সাইটে পৌঁছায় এবং পি সাইটে চলে যায়, যেখানে পেপটাইড বন্ধন গঠন অনুঘটক হয়। একটি নির্দিষ্ট ত্রিমাত্রিক কাঠামো যা সাধারণত আর. আর. এন. এ-তে দেখা যায় তা হল এ-মাইনর মোটিফ। চার ধরনের এ-মাইনর মোটিফ রয়েছে, যার সবকটিতেই অনেক জোড়া ছাড়া অ্যাডেনোসিন রয়েছে। এই একক অ্যাডেনোসিনগুলি বাইরের দিকে প্রসারিত হয় এবং আর. এন. এ অণুগুলিকে ছোট খাঁজতে অন্যান্য নিউক্লিক অ্যাসিডগুলিকে আবদ্ধ করতে দেয়। টিআরএনএ-তে সর্বসম্মত গৌণ এবং তৃতীয় কাঠামো পর্যবেক্ষণ করা হলেও, এখনও পর্যন্ত টিআরএনএ-র চতুর্ভুজ কাঠামো তৈরির কোনও প্রমাণ পাওয়া যায়নি। লক্ষণীয়ভাবে, উচ্চ রেজোলিউশনের ইমেজিংয়ের মাধ্যমে দেখা গেছে যে টিআরএনএ ব্যাকটেরিয়া 70এস রাইবোজোম এবং অন্যান্য প্রোটিনের কোয়াটারনারি কাঠামোর সাথে মিথস্ক্রিয়া করে। অন্যান্য ছোট আর. এন. এ-র পি. আর. এন. এ ব্যাকটেরিওফেজ φ29 প্রোহেড আর. এন. এ (পি. আর. এন. এ)-র কোয়াটারনারি কাঠামো গঠনের ক্ষমতা রয়েছে। পি. আর. এন. এ ব্যাকটেরিওফেজের জিনোমিক ডি. এন. এ-কে আবদ্ধ করে ক্যাপসিড তৈরি করতে অলিজিমারাইজিং করে একটি কোয়াটারনারি কাঠামো তৈরি করতে সক্ষম। পি. আর. এন. এ-র বেশ কয়েকটি অণু জিনোমকে ঘিরে রাখে এবং স্ট্যাকিং ইন্টারঅ্যাকশন এবং বেস পেয়ারিংয়ের মাধ্যমে পি. আর. এন. এ-গুলি ডি. এন. এ-কে ঘিরে রাখে এবং রক্ষা করে। ক্রিস্টালোগ্রাফি গবেষণায় দেখা যায় যে পি. আর. এন. এ টেট্রামেরিক বলয় গঠন করে, যদিও ক্রায়ো-ই. এম কাঠামো থেকে জানা যায় যে পি. আর. এন. এ পেন্টামেরিক বলয়ও গঠন করতে পারে। চুম্বন চক্র মোটিফ ডেঙ্গু ভাইরাস মিথাইলট্রান্সফেরেজ-এর উপর ভিত্তি করে তৈরি এই মডেলে মিথাইলট্রান্সফেরেজের চারটি মনোমার দুটি অক্টেমার আর. এন. এ-কে ঘিরে রেখেছে। নিউক্লিক অ্যাসিড সমিতিগুলি চুম্বন লুপের মোটিফ প্রদর্শন করে। ত্রিমাত্রিক ভাঁজ মোটিফ চুম্বন লুপ নামে পরিচিত। এই রেখাচিত্রে, কাঠামোগত সাদৃশ্য দেখানোর জন্য দুটি চুম্বন লুপের মডেল আচ্ছাদিত করা হয়েছে। সাদা মেরুদণ্ড এবং গোলাপী ঘাঁটিগুলি বি. সাবটিলিস থেকে এবং ধূসর মেরুদণ্ড এবং নীল ঘাঁটিগুলি ভি. ভল্নিফিকাস থেকে। প্লাজমিড দ্বারা এনকোড করা রেট্রোভাইরাস এবং আর. এন. এ-তে চুম্বন লুপের মোটিফ লক্ষ্য করা গেছে। ক্যাপসিড গঠনের জন্য চুম্বন লুপগুলির সংখ্যা নির্ধারণ 5 থেকে 6 এর মধ্যে পরিবর্তিত হয়। 5টি চুম্বন লুপের কাঠামো যে নির্দিষ্ট প্রতিসাম্য প্রদান করে তার কারণে পাঁচটি চুম্বন লুপের একটি শক্তিশালী স্থিতিশীলতা দেখানো হয়েছে। ছোট পারমাণবিক আর. এন. এ ছোট পারমাণবিক আর. এন. এ (এস. এন. আর. এন. এ) প্রোটিনের সাথে মিলিত হয়ে নিউক্লিয়াসে স্প্লিসোসোম গঠন করে। স্প্লিসোসোম প্রাক-এমআরএনএ থেকে ইন্ট্রনগুলি অনুধাবন এবং কাটার জন্য দায়ী, যা এমআরএনএ প্রক্রিয়াকরণের প্রথম ধাপগুলির মধ্যে একটি। স্প্লিসিওসোম একটি বড় ম্যাক্রোমোলিকুলার কমপ্লেক্স। কোয়াটারনারি স্ট্রাকচার এস. এন. আর. এন. এ-কে এম. আর. এন. এ সিকোয়েন্স সনাক্ত করার অনুমতি দেয় যা এক্সাইজ করা প্রয়োজন। তথ্যসূত্র নিউক্লিক অ্যাসিড