ডিএনএ পলিমারেজ: প্রকার, ফাংশন এবং কাঠামো - জীববিদ্যা - 2025

ডিএনএ পলিমেরেজ একটা এনজাইম এই অণুর রেপ্লিকেশন সময় নতুন DNA স্ট্র্যান্ড পলিমারাইজেসন অনুঘটক জন্য দায়ী নয়। এটির মূল কাজটি হ'ল টেম্পলেট চেইনের সাথে ট্রাইফোসফেট ডিওক্সাইরিবোনোক্লাইটাইড যুক্ত করা। এটি ডিএনএ মেরামতের সাথেও জড়িত।

এই এনজাইমটি টেমপ্লেট চেইনের ডিএনএ ঘাঁটি এবং টি এর সাথে এ, এবং সি এর সাথে জি এর জোড়গুলির স্কিম অনুসরণ করে নতুনের মধ্যে সঠিক জোড় যুক্ত করতে দেয়

মানুষের মধ্যে ডিএনএ পলিমেরেজ বিটার কাঠামো।

সূত্র: উইকিমিডিয়া কমন্স থেকে ইয়িকারজুল, ডিএনএ প্রতিরূপের প্রক্রিয়া অবশ্যই কার্যকর হবে এবং তা দ্রুত সম্পন্ন করতে হবে, সুতরাং ডিএনএ পলিমারেজ প্রতি সেকেন্ডে প্রায় 700 নিউক্লিওটাইড যুক্ত করে কাজ করে এবং প্রতি 10 ⁹ বা 10 ¹⁰ নিউক্লিওটাইডগুলিকে অন্তর্ভুক্ত করে কেবল একটি ভুল করে ।

বিভিন্ন ধরণের ডিএনএ পলিমেরেজ রয়েছে। এগুলি ইউকারিয়োটস এবং প্রোকারিওটি ​​উভয় ক্ষেত্রেই পৃথক হয় এবং ডিএনএর প্রতিরূপকরণ এবং মেরামতের ক্ষেত্রে প্রত্যেকটির একটি নির্দিষ্ট ভূমিকা রয়েছে।

এটা সম্ভব যে বিবর্তনে প্রদর্শিত প্রথম এনজাইমগুলির মধ্যে একটি ছিল পলিমেরেসস, যেহেতু জিনোমের যথাযথভাবে প্রতিলিপি দেওয়ার ক্ষমতাটি জীবের বিকাশের জন্য একটি অন্তর্গত প্রয়োজন।

আর্থার কর্নবার্গ এবং তার সহকর্মীদের এই এনজাইমের আবিষ্কারের কৃতিত্ব। এই গবেষক ১৯৫6 সালে এসেরিচিয়া কোলির সাথে কাজ করার সময় ডিএনএ পলিমেরেস আই (পোল আই) সনাক্ত করেছিলেন। একইভাবে, ওয়াটসন এবং ক্রিকই প্রস্তাব করেছিলেন যে এই এনজাইমটি ডিএনএ অণুর বিশ্বস্ত অনুলিপি তৈরি করতে পারে।

প্রকারভেদ

প্রোক্যারিওট

প্রোকারিয়োটিক জীব (একটি ঝিল্লি দ্বারা আবদ্ধ সত্য নিউক্লিয়াস ব্যতীত জীব) তিনটি প্রধান ডিএনএ পলিমেরেস ধারণ করে, সাধারণত পোল I, II, এবং III হিসাবে সংক্ষেপে সংক্ষেপিত।

ডিএনএ পলিমারেজ আমি ডিএনএ প্রতিলিপি এবং মেরামতে অংশ নিয়েছি এবং উভয় দিকেই এক্সনুসিলিস্ট ক্রিয়াকলাপ রয়েছে। প্রতিরূপে এই এনজাইমের ভূমিকা গৌণ হিসাবে বিবেচিত হয়।

II ডিএনএ মেরামতে অংশ নেয় এবং এর এক্সনুসিলিটি ক্রিয়াকলাপ 3'-5 'অর্থে। তৃতীয় ডিএনএর প্রতিরূপ এবং পুনর্বিবেচনায় অংশ নেয় এবং পূর্ববর্তী এনজাইমের মতো এটি 3'-5 'অর্থে বহিরাগত ক্রিয়াকলাপ প্রদর্শন করে।

ইউক্যারিয়োটস

ইউক্যারিওটস (একটি ঝিল্লি দ্বারা বিস্মৃত সত্য নিউক্লিয়াসযুক্ত জীব) এর পাঁচটি ডিএনএ পলিমেরেস রয়েছে যার নাম গ্রীক বর্ণমালার অক্ষর: α, β, γ, δ এবং ε।

পলিমেরেজ m মাইটোকন্ড্রিয়ায় অবস্থিত এবং এই কোষ অর্গানলে জিনগত উপাদানগুলির প্রতিরূপের জন্য দায়ী। বিপরীতে, অন্য চারটি কোষের নিউক্লিয়াসে পাওয়া যায় এবং পারমাণবিক ডিএনএ প্রতিরূপে জড়িত।

Division, δ এবং ε রূপগুলি কোষ বিভাজন প্রক্রিয়াতে সর্বাধিক সক্রিয়, যা তাদের মূল কাজটি ডিএনএ অনুলিপি তৈরির সাথে জড়িত বলে বোঝায়।

ডিএনএ পলিমারেজ its, এর অংশ হিসাবে, কোষগুলিতে বিভাজন নেই এমন ক্রিয়াকলাপের শিখর প্রদর্শন করে, তাই ধারণা করা হয় যে এর মূল কাজটি ডিএনএ মেরামতের সাথে যুক্ত।

বিভিন্ন পরীক্ষা-নিরীক্ষাটি তারা বেশিরভাগ ডিএনএর প্রতিরূপের সাথে α, δ এবং ε পলিমেরেস যুক্ত করে এই অনুমানটি যাচাই করতে সক্ষম হয়েছে। প্রকারভেদ γ, ε এবং ε 3'-5 'এক্সনোক্লিজ ক্রিয়াকলাপ।

arches,

নতুন সিকোয়েন্সিং পদ্ধতিগুলি বিভিন্ন ধরণের ডিএনএ পলিমেরেজ পরিবার চিহ্নিত করতে সফল হয়েছে। আর্চিয়ায়, বিশেষত, ডি পরিবার নামে পরিচিত এনজাইমগুলির একটি পরিবার চিহ্নিত হয়েছে যা জীবের এই গোষ্ঠীর পক্ষে অনন্য।

কার্যাদি: ডিএনএ প্রতিলিপি এবং মেরামত

ডিএনএ প্রতিলিপি কি?

ডিএনএ হ'ল অণু যা জীবের সমস্ত জিনগত তথ্য বহন করে। এটি একটি চিনি, একটি নাইট্রোজেনাস বেস (অ্যাডেনিন, গুয়ানিন, সাইটোসিন এবং থাইমিন) এবং একটি ফসফেট গ্রুপের সমন্বয়ে গঠিত।

কোষ বিভাজনের প্রক্রিয়াগুলির সময়, যা নিয়মিত ঘটে চলেছে, ডিএনএ অবশ্যই দ্রুত এবং নির্ভুলভাবে অনুলিপি করা উচিত - বিশেষত কোষ চক্রের এস পর্যায়ে। এই প্রক্রিয়া যেখানে ঘর অনুলিপি ডিএনএ অনুলিপি হিসাবে পরিচিত।

কাঠামোগতভাবে, ডিএনএ অণু দুটি স্ট্র্যান্ড দ্বারা গঠিত, একটি হেলিক্স গঠন করে। প্রতিলিপি প্রক্রিয়া চলাকালীন, এই পৃথক এবং প্রতিটি নতুন অণু গঠনের জন্য একটি টেম্পলেট হিসাবে কাজ করে। সুতরাং, কোষ বিভাজন প্রক্রিয়াতে নতুন স্ট্র্যান্ড কন্যা কোষগুলিতে যায়।

যেহেতু প্রতিটি স্ট্র্যান্ড একটি টেম্পলেট হিসাবে কাজ করে, তাই ডিএনএ প্রতিলিপিটি অর্ধ-রক্ষণশীল বলে মনে হয় - প্রক্রিয়া শেষে, নতুন অণুতে একটি নতুন এবং একটি পুরানো স্ট্র্যান্ড থাকে। এই প্রক্রিয়াটি আইসোপোটস ব্যবহার করে মেলসন এবং স্টাহল গবেষকরা 1958 সালে বর্ণনা করেছিলেন।

ডিএনএ প্রতিলিপি প্রক্রিয়া অনুঘটক একটি এনজাইম একটি সিরিজ প্রয়োজন। এই প্রোটিনের অণুগুলির মধ্যে ডিএনএ পলিমেরেজ দাঁড়িয়ে আছে।

প্রতিক্রিয়া

ডিএনএ সংশ্লেষণ হওয়ার জন্য, প্রক্রিয়াটির জন্য প্রয়োজনীয় সাবস্ট্রেটগুলি প্রয়োজন: ডিওক্সাইরিবোনোক্লিয়োটাইড ট্রাইফসফেট (ডিএনটিপি)

প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়াটির সাথে পরিপূরক ডিএনটিপিগুলির আলফা ফসফেটের ক্রমবর্ধমান স্ট্র্যান্ডের 3 'প্রান্তে হাইড্রোক্সিল গ্রুপ দ্বারা নিউক্লিওফিলিক আক্রমণ জড়িত, একটি পাইরোফসফেট নির্মূল করে। এই পদক্ষেপটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, যেহেতু পলিমারাইজেশনের জন্য শক্তি আসে ডিএনটিপি এবং ফলত পাইরোফসফেটের হাইড্রোলাইসিস থেকে।

পোল তৃতীয় বা আলফা প্রাইমারের সাথে আবদ্ধ হয় (পলিমেরেসের বৈশিষ্ট্য দেখুন) এবং নিউক্লিয়োটাইড যুক্ত করতে শুরু করে। ইপসিলন সীসা শৃঙ্খলটি দীর্ঘায়িত করে, এবং ডেল্টা প্রসারিত স্ট্র্যান্ড দীর্ঘায়িত করে।

ডিএনএ পলিমারেসের বৈশিষ্ট্য

সমস্ত পরিচিত ডিএনএ পলিমারেসগুলি প্রতিরূপ প্রক্রিয়াটির সাথে যুক্ত দুটি প্রয়োজনীয় বৈশিষ্ট্য ভাগ করে।

প্রথমত, সমস্ত পলিমেরেসগুলি ডিএনএ স্ট্র্যান্ডকে 5'-3 'দিক দিয়ে সংশ্লেষিত করে, ক্রমবর্ধমান চেইনের হাইড্রোক্সিল গ্রুপে ডিএনটিপি যুক্ত করে।

দ্বিতীয়ত, ডিএনএ পলিমারেসগুলি স্ক্র্যাচ থেকে নতুন স্ট্র্যান্ড সংশ্লেষিত করতে শুরু করতে পারে না। তাদের একটি প্রাইমার বা প্রাইমার হিসাবে পরিচিত অতিরিক্ত উপাদান প্রয়োজন, যা কয়েকটি নিউক্লিওটাইড সমন্বিত একটি অণু যা একটি ফ্রি হাইড্রোক্সিল গ্রুপ সরবরাহ করে, যেখানে পলিমারেজ অ্যাঙ্কর করতে পারে এবং তার কার্যক্রম শুরু করতে পারে।

এটি ডিএনএ এবং আরএনএ পলিমেরেসের মধ্যে অন্যতম মৌলিক পার্থক্য, যেহেতু পরেরটি একটি ডি নভো চেইনের সংশ্লেষণ শুরু করতে সক্ষম।

ওকাজাকির টুকরো

পূর্ববর্তী বিভাগে উল্লিখিত ডিএনএ পলিমেরেসের প্রথম সম্পত্তিটি অর্ধ-রক্ষণশীল প্রতিরূপের জন্য জটিলতার প্রতিনিধিত্ব করে। যেহেতু দুটি ডিএনএ স্ট্র্যান্ড অ্যান্টিপ্যারালিয়াল চালায়, তার মধ্যে একটি সংশ্লেষিতভাবে সংশ্লেষিত হয় (যেটি 3'-5 'অর্থে সংশ্লেষিত করা দরকার)।

বিলম্বিত স্ট্র্যান্ডে, পলিমেরেজ, 5'-3 'এর সাধারণ ক্রিয়াকলাপের মাধ্যমে বিচ্ছিন্ন সংশ্লেষণ ঘটে এবং ফলস্বরূপ টুকরা - যেগুলি সাহিত্যে ওকাজাকি খণ্ড হিসাবে পরিচিত - অন্য এনজাইম, লিগ্যাসের সাথে যুক্ত রয়েছে।

ডিএনএ মেরামত

ডিএনএ ক্রমাগত অন্তঃসত্ত্বা এবং বহির্মুখী উভয় কারণের সংস্পর্শে আসে যা এটিকে ক্ষতি করতে পারে। এই ক্ষয়গুলি প্রতিরূপ আটকে রাখতে এবং জমা করতে পারে, জিনের প্রকাশকে প্রভাবিত করে, বিভিন্ন সেলুলার প্রক্রিয়াগুলিতে সমস্যা সৃষ্টি করে।

ডিএনএ প্রতিরূপ প্রক্রিয়ায় এর ভূমিকা ছাড়াও, পলিমেরেজও ডিএনএ মেরামত ব্যবস্থার একটি মূল উপাদান। ডিএনএ ক্ষতিগ্রস্থ হলে তারা বিভাগের পর্বে প্রবেশের রোধ করে এমন কোষ চক্রে সেন্সর হিসাবেও কাজ করতে পারে।

গঠন

বর্তমানে, স্ফটিকলোগ্রাফি অধ্যয়নের জন্য ধন্যবাদ, বিভিন্ন পলিমেরেসের কাঠামোগুলি বর্ণিত হয়েছে। তাদের প্রাথমিক অনুক্রমের ভিত্তিতে, পলিমেরেসগুলি পরিবারগুলিতে বিভক্ত করা হয়: এ, বি, সি, এক্স এবং ওয়াই।

কিছু দিক সমস্ত পলিমেরেসের জন্য সাধারণ, বিশেষত এনজাইমের অনুঘটক কেন্দ্রগুলির সাথে সম্পর্কিত।

এর মধ্যে দুটি মূল সক্রিয় সাইট রয়েছে যা ধাতব আয়নগুলির অধিকারী, দুটি অ্যাস্পার্টেট অবশিষ্টাংশ এবং একটি পরিবর্তনশীল অবশিষ্টাংশ - হয় অ্যাস্পার্টেট বা গ্লুটামেট, যা ধাতুগুলিকে সমন্বয় করে। আরও একটি সিরিজযুক্ত চার্জ রয়েছে যা অনুঘটক কেন্দ্রকে ঘিরে এবং বিভিন্ন পলিমারেজে সংরক্ষণ করা হয়।

প্রোকারিওটিসে, ডিএনএ পলিমারেজ I একটি 103 কেডির পলিপেপটিড, II হ'ল 88 কেডির পলিপেসেড এবং তৃতীয়টি দশটি সাবুনিট নিয়ে গঠিত।

ইউক্যারিওটসে, এনজাইমগুলি বৃহত্তর এবং আরও জটিল: five পাঁচটি ইউনিট নিয়ে গঠিত, একটি সাবুনিটের β এবং γ, দুটি সাবুনিটের δ এবং 5 এর।।

অ্যাপ্লিকেশন

PRC

পলিমারেজ চেইন বিক্রিয়া (পিআরসি) হল এমন একটি পদ্ধতি যা সমস্ত আণবিক জীববিজ্ঞানের গবেষণাগারে ব্যবহৃত হয়, এর ইউটিলিটি এবং সরলতার জন্য ধন্যবাদ। এই পদ্ধতির লক্ষ্য হ'ল একটি আগ্রহের ডিএনএ অণু ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি করা।

এটি অর্জনের জন্য, জীববিজ্ঞানীরা একটি ডিএনএ পলিমারেজ ব্যবহার করেন যা তাপ দ্বারা ক্ষতিগ্রস্থ হয় না (এই প্রক্রিয়াটির জন্য উচ্চ তাপমাত্রা অপরিহার্য) অণুটিকে প্রশস্ত করতে। এই প্রক্রিয়াটির ফলাফলটি হ'ল বিপুল সংখ্যক ডিএনএ অণু যা বিভিন্ন উদ্দেশ্যে ব্যবহৃত হতে পারে।

প্রযুক্তিটির সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য ক্লিনিকাল ইউটিলিটিগুলির মধ্যে একটি হ'ল চিকিত্সা নির্ণয়ের ক্ষেত্রে এটির ব্যবহার। রোগজীবাণু ব্যাকটিরিয়া এবং ভাইরাসগুলির জন্য রোগীদের পরীক্ষা করতে পিআরসি ব্যবহার করা যেতে পারে।

অ্যান্টিবায়োটিক এবং অ্যান্টিটাইমারের ওষুধ

একটি উল্লেখযোগ্য সংখ্যক ওষুধ লক্ষ্য করে প্যাথোজেনিক জীবের ডিএনএ প্রতিরূপের প্রক্রিয়াগুলি কেটে ফেলা, এটি ভাইরাস বা জীবাণু হোক।

এর কয়েকটিতে, লক্ষ্য হ'ল ডিএনএ পলিমেরেজ ক্রিয়াকলাপ। উদাহরণস্বরূপ, কেমোথেরাপিউটিক ড্রাগ সিটারাবাইন, যাকে সাইটোসিন আরবিনোসাইডও বলা হয়, ডিএনএ পলিমেরেজকে অক্ষম করে।

তথ্যসূত্র

1. অ্যালবার্টস, বি।, ব্রি, ডি। হপকিন, কে।, জনসন, এডি, লুইস, জে।, র্যাফ, এম,… এবং ওয়াল্টার, পি। (2015)। প্রয়োজনীয় সেল জীববিজ্ঞান। গারল্যান্ড সায়েন্স।
2. ক্যান, আইকে, এবং ইশিনো, ওয়াই (1999)। তীরচিহ্ন ডিএনএর প্রতিলিপি: একটি ধাঁধা সমাধানের জন্য টুকরাগুলি চিহ্নিত করা। জেনেটিক্স, 152 (4), 1249-67।
3. কুপার, জিএম, এবং হাউসমান, আরই (2004)। কোষ: আণবিক পন্থা। মেডিসিনকা নকলাডা।
4. গার্সিয়া-ডিয়াজ, এম।, এবং বেবেনেক, কে। (2007)। ডিএনএ পলিমেরেসের একাধিক ফাংশন। উদ্ভিদ বিজ্ঞানের সমালোচনা, 26 (2), 105-122।
5. শ্যাচারবাকোভা, পিভি, বেবেনেক, কে।, এবং কুনকেল, টিএ (2003)। ইউক্যারিওটিক ডিএনএ পলিমেরেসের কার্যাদি। বিজ্ঞানের Sage KE, 2003 (8), 3।
6. স্টিৎজ, টিএ (1999)। ডিএনএ পলিমেরেস: কাঠামোগত বৈচিত্র্য এবং সাধারণ প্রক্রিয়া। জৈবিক রসায়ন জার্নাল, 274 (25), 17395-17398।
7. উ, এস, দাড়ি, ডাব্লুএ, পেডারসন, এলজি, এবং উইলসন, এসএইচ (2013)। ডিএনএ পলিমারেজ আর্কিটেকচারের কাঠামোগত তুলনাটি পলিমারেজ সক্রিয় সাইটের একটি নিউক্লিওটাইড গেটওয়ে প্রস্তাব করে। রাসায়নিক পর্যালোচনা, 114 (5), 2759-74।