লক্ষ ওপেরণ কাঠামোগত জিন যার ফাংশন ল্যাকটোজ বিপাক জড়িত প্রোটিন কোড হয় একটি গ্রুপ। এগুলি এমন জিন যা প্রায় সমস্ত ব্যাকটিরিয়ার জিনোমে ধারাবাহিকভাবে অর্ডার করা হয় এবং "মডেল" ব্যাকটিরিয়াম এসেরিচিয়া কোলিতে বিশেষ প্রচেষ্টা নিয়ে অধ্যয়ন করা হয়।
ল্যাক অপেরন হ'ল জ্যাকব এবং মনোদ ১৯ 19১ সালে অপেরনের আকারে জেনেটিক ব্যবস্থা প্রস্তাবের জন্য ব্যবহৃত মডেল। তাদের লেখায়, এই লেখকরা বর্ণনা করেছিলেন যে কীভাবে এক বা একাধিক জিনের অভিব্যক্তিটি "বৃদ্ধির মাধ্যমের" অণুর (ল্যাকটোজ, উদাহরণস্বরূপ) উপস্থিতির ফলস্বরূপ "চালু" বা "বন্ধ" হতে পারে।
লক্ষ লক্ষ অপেরনের সাধারণ পরিকল্পনা। তেরেসিক। G3pro চিত্রের উদ্দীপনা কাজ। আলেজান্দ্রো পোর্তোর স্প্যানিশ অনুবাদ।
গ্লুকোজ এবং গ্যালাকটোজের মতো ল্যাকটোজ ব্যতীত কার্বনেসিয়াস মিশ্রণ বা শর্করা সমৃদ্ধ গ্রোথ মিডিয়াতে বৃদ্ধি পাওয়া ব্যাকটিরিয়ায় ল্যাকটোজের বিপাকের জন্য প্রয়োজনীয় প্রোটিনের পরিমাণ খুব কম থাকে।
তারপরে, ল্যাকটোজের অনুপস্থিতিতে, অপেরনটি "বন্ধ" করা হয়, আরএনএ পলিমেরেজকে লক্ষ অপেরনের সাথে সম্পর্কিত জিন বিভাগকে প্রতিলিপি করা থেকে বিরত করে। কোষটি যখন ল্যাকটোজের উপস্থিতি "সংবেদনশীল" করে, তখন অপেরন সক্রিয় হয় এবং এই জিনগুলি সাধারণত প্রতিলিপি হয়, যা অপেরনকে "চালু" হিসাবে পরিচিত।
অপেরনের সমস্ত জিনগুলি মেসেঞ্জার আরএনএর একটি একক অণুতে অনুবাদ করা হয়েছে এবং তাই, লক্ষ লক্ষ ওফেরনের এই ম্যাসেঞ্জার আরএনএর প্রতিলিপি নিয়ন্ত্রণকারী যে কোনও উপাদান সরাসরি এর সাথে সম্পর্কিত কোনও জিনের প্রতিলিপি নিয়ন্ত্রিত করবে।
আবিষ্কার
জ্যাকব এবং মনোদ তত্ত্ব একটি প্রসঙ্গে গড়ে উঠেছে যেখানে ডিএনএর কাঠামো সম্পর্কে খুব কমই জানা ছিল। এবং এটি হ'ল ওয়াটসন এবং ক্রিক ডিএনএ এবং আরএনএ গঠনের বিষয়ে তাদের প্রস্তাব দেওয়ার মাত্র আট বছর আগে ম্যাসেঞ্জার আরএনএগুলি খুব কমই পরিচিত ছিল।
1950 এর দশকে জ্যাকব এবং মনোদ ইতিমধ্যে দেখিয়ে দিয়েছিলেন যে ব্যাকটিরিয়া ল্যাকটোজ বিপাক জেনেটিকভাবে দুটি খুব নির্দিষ্ট শর্ত দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়েছিল: ল্যাকটোজের উপস্থিতি এবং অনুপস্থিতি।
উভয় বিজ্ঞানী পর্যবেক্ষণ করেছিলেন যে একটি অ্যালোস্টেরিক এনজাইমের অনুরূপ বৈশিষ্ট্যযুক্ত একটি প্রোটিন মাঝারি ক্ষেত্রে ল্যাকটোজের উপস্থিতি সনাক্ত করতে সক্ষম হয়েছিল এবং একবারে চিনিটি শনাক্ত হওয়ার পরে, দুটি এনজাইমের প্রতিলিপি উদ্দীপিত হয়েছিল: একটি ল্যাকটোজ পারমিজ এবং গ্যালাকটোসিডেস।
আজ এটি জানা গেছে যে কোষে ল্যাকটোজ পরিবহনে পারমিজ একটি ভূমিকা পালন করে এবং গ্যালাকটোসিডেস ল্যাকটোজ অণুকে গ্লুকোজ এবং গ্যালাকটোজে "ব্রেক" বা "কাটা" করা প্রয়োজন, যাতে কোষটি এর বিবিধ অংশগুলিতে এই বিচ্ছিন্নতার সুবিধা নিতে পারে।
1960 এর দশকের মধ্যে এটি ইতিমধ্যে নির্ধারণ করা হয়েছিল যে ল্যাকটোজ পারমিজ এবং গ্যালাকটোসিডেস যথাক্রমে জেড অঞ্চল এবং ওয়াই অঞ্চল দুটি সংযুক্ত জেনেটিক ক্রম দ্বারা এনকোড করা হয়েছিল।
ল্যাক অপেরন ব্যাকটিরিয়াম এসেরিচিয়া কোলির জিনোমের অংশ। সূত্র: এনআইএআইডি, উইকিমিডিয়া কমন্সের মাধ্যমে
শেষ অবধি, ১৯61১ সালে, জ্যাকব এবং মনোদ পাঁচটি জেনেটিক উপাদান নিয়ে গঠিত একটি জেনেটিক মডেল উপস্থাপন করেছিলেন:
- একজন প্রচারক
- একজন অপারেটর এবং
- জিন, জেড এবং এ
এই সমস্ত বিভাগগুলিকে একটি একক ম্যাসেঞ্জার আরএনএতে অনুবাদ করা হয়েছে এবং প্রাকৃতিকভাবে কোনও ব্যাকটিরিয়া অপেরনের সংজ্ঞা দিতে প্রয়োজনীয় অংশগুলি সমন্বিত করা হয়েছে।
জেনেটিক বিশ্লেষণ এবং পরীক্ষা-নিরীক্ষা
জ্যাকব, মনোড এবং তাদের সহযোগীরা ব্যাকটিরিয়া কোষগুলির সাথে অনেকগুলি পরীক্ষা-নিরীক্ষা চালিয়েছিলেন যেগুলি মিউটেশনগুলি ছিল যা স্ট্রেনগুলি ল্যাকটোজকে বিপাক করতে অক্ষম করেছিল। এ জাতীয় স্ট্রেনগুলি স্ট্রেনের নাম এবং তাদের দ্বারা সংযুক্ত মিউটেশন দ্বারা চিহ্নিত করা হয়েছিল।
এইভাবে, গবেষকরা সনাক্ত করতে সক্ষম হন যে জিনের ল্যাকজেডে mut-গ্যালাকটোসিডেসের জন্য কোড এবং ল্যাকস, যা ল্যাকটোজ পার্মেজের জন্য কোড দেয়, ল্যাকের ব্যাকটিরিয়া তৈরি করে - যেটি, ল্যাকটোজ বিপাকের অক্ষম ব্যাকটিরিয়াকে ব্যর্থ করে। ।
সীমাবদ্ধতা এনজাইমগুলি ব্যবহার করে "জেনেটিক ম্যাপিং" থেকে, বিভিন্ন স্ট্রেনে জিনের অবস্থানটি পরবর্তীকালে নির্ধারণ করা হয়েছিল, যা এটি স্থাপন করা সম্ভব করেছিল যে একটি জীবাণু ক্রোমোসোমে তিনটি জিন ল্যাকজেড, ল্যাকএইচ এবং ল্যাকএ পাওয়া গেছে (সেই ক্রমে) সংলগ্ন জিনের দল
অপর প্রোটিনের অস্তিত্ব, যাকে রেপ্রেসার প্রোটিন বলা হয়, যা অপেরনের "অংশ" হিসাবে অগত্যা বিবেচিত হয় না, ল্যাকআই- নামক জিনে মিউটেশনের মাধ্যমে ব্যাখ্যা করা হয়েছিল। এটি এমন একটি প্রোটিন এনকোড করে যা অপেরনে "অপারেটর" অঞ্চলে আবদ্ধ হয় এবং β-গ্যালাক্টোসিডেস এবং ল্যাকটোজ পারমিসের জন্য জিনের প্রতিলিপি প্রতিরোধ করে।
বলা হয় যে এই প্রোটিন জিনগুলির অংশ নয় যা ল্যাক ওফেরন তৈরি করে, যেহেতু তারা প্রকৃতপক্ষে পরবর্তীকালের "উজানে" অবস্থিত এবং বিভিন্ন মেসেঞ্জার আরএনএতে প্রতিলিপি হয়ে গেছে।
লক্ষ লক্ষ অপেরের পরিকল্পনা (উত্স: বার্বারোসা উইকিপিডিয়া কমন্সের মাধ্যমে ডাচ উইকিপিডিয়ায়)
ল্যাকআই-মিউটেশন ধারণকারী ব্যাকটিরিয়া স্ট্রেনগুলি "গঠনমূলকভাবে" ল্যাকজেড, এলএসিওয়াই এবং ল্যাকএ জিন প্রকাশ করে, যা বহির্মুখী পরিবেশে ল্যাকটোজের উপস্থিতি বা অনুপস্থিতি নির্বিশেষে ঘটে থাকে।
এই পর্যবেক্ষণগুলির অনেকগুলি lacI + এবং lacZ + জিনগুলি একটি ব্যাকটিরিয়া কোষে স্থানান্তরিত করে সংশ্লেষিত হয়েছিল যা ল্যাকটোজমুক্ত মাধ্যমটিতে এই জিনগুলির দ্বারা এনকোড করা প্রোটিন তৈরি করে না।
যেহেতু ব্যাকটিরিয়া কেবল এইভাবে ল্যাকটোজের উপস্থিতিতে এনজাইম g-গ্যালাক্টোসিডেস তৈরি করে, তাই পরীক্ষার বিষয়টি নিশ্চিত হয়েছিল যে ল্যাকআই জিনটি লক্ষ অপের এক্সপ্রেশন নিয়ন্ত্রণের জন্য গুরুত্বপূর্ণ ছিল।
ক্রিয়া
ল্যাক অপেরন জিনের প্রতিলিপি নিয়ন্ত্রণ করে যা ব্যাকটিরিয়ার জন্য কার্বন এবং শক্তির উত্স হিসাবে ল্যাকটোজকে আত্তীকরণ করতে প্রয়োজনীয় are যাইহোক, এই জিনগুলির প্রতিলিপি কেবল তখনই ঘটে যখন প্রধান শক্তির উত্স গ্যালাকটোসাইড-জাতীয় কার্বোহাইড্রেটের সাথে মিলে যায়।
ব্যাকটিরিয়া কোষগুলিতে এমন কোনও ব্যবস্থা রয়েছে যা গ্লুকোজ বা অন্য কোনও চিনির উপস্থিতিতে ল্যাক অপেরন জিনের প্রকাশকে নিয়ন্ত্রণ করে যা বিপাক সহজতর হয়।
এই শর্করাগুলির বিপাককরণগুলি কোষের অভ্যন্তরে তাদের ট্রান্সপোর্ট এবং তার পরবর্তী ব্রেকডাউন বা প্রক্রিয়াজাতকরণের সাথে জড়িত।
ল্যাকটোজ ব্যাকটেরিয়ার জন্য বিকল্প শক্তির উত্স হিসাবে ব্যবহৃত হয়, পরিবেশের অন্যান্য শক্তি উত্স যেমন গ্লুকোজ হ্রাস হওয়ার পরেও তাদের বাঁচতে সহায়তা করে।
লক্ষ অপেরন মডেলটি এ ধরণের প্রথম জেনেটিক সিস্টেম যা ছিল তা বর্ণিত এবং এভাবে বিভিন্ন ধরণের অণুজীবের জিনোমে আরও অনেক অপেরন বর্ণনা করার ভিত্তি হিসাবে কাজ করে।
এই সিস্টেমের অধ্যয়নের সাথে, ডিএনএতে আবদ্ধ "রিপ্রেসার" টাইপ প্রোটিনগুলির কার্যকারিতা বোঝার ক্ষেত্রে অনেক অগ্রগতি হয়েছিল। এলোস্টেরিক এনজাইমগুলি বোঝার ক্ষেত্রেও এবং তারা যখন বা অন্য কোনও স্তরকে স্বীকৃতি দেয় তখন তারা কীভাবে নির্বাচন করে কাজ করে তাও অগ্রগতি হয়েছিল।
লক্ষ অপেরনের অধ্যয়ন থেকে উদ্ভূত আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ অগ্রগতি হ'ল ডিএনএতে প্রাপ্ত নির্দেশনাগুলি অনুবাদ করতে এবং প্রোটিন সংশ্লেষণের প্রাথমিক পদক্ষেপ হিসাবে ম্যাসেঞ্জার আরএনএগুলি যে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করেছিল তা প্রতিষ্ঠা করা।
তথ্যসূত্র
- গ্রিফিথস, এজে, ওয়েসলার, এসআর, লেওন্টিন, আরসি, জেলবার্ট, ডাব্লুএম, সুজুকি, ডিটি, এবং মিলার, জেএইচ (2005)। জিনগত বিশ্লেষণের একটি ভূমিকা। ম্যাকমিলান।
- হার্টওয়েল, এল।, গোল্ডবার্গ, এমএল, ফিশার, জেএ, হুড, এলই, এবং অ্যাকোয়াড্রো, সিএফ (২০০৮)। জেনেটিক্স: জিন থেকে জিনোমে (পিপি 978-0073227382)। নিউ ইয়র্ক: ম্যাকগ্রা-হিল।
- লুইস, এম (2013)। অ্যালাস্ট্রি এবং লক্ষ লক্ষ ওপারন। আণবিক জীববিজ্ঞানের জার্নাল, 425 (13), 2309-2316 16
- মুলার-হিল, বি।, এবং ওহেলার, এস। (1996) লক্ষ অপেরন (পিপি। 66-67)। নিউ ইয়র্ক:: ওয়াল্টার ডি গ্রুইটার।
- পার্কার, জে। (2001) লক্ষ ওপারন
- ইল্ডিরিম, এন।, এবং কাজাঞ্চি, সি। (2011)। জৈব রাসায়নিক বিক্রিয়া নেটওয়ার্কগুলির নির্ণায়ক এবং স্টোকাস্টিক সিমুলেশন এবং বিশ্লেষণ: ল্যাকটোজ অপেরনের উদাহরণ। এনজাইমোলজিতে পদ্ধতিগুলিতে (খণ্ড 487, পৃষ্ঠা 371-395)। একাডেমিক প্রেস।