ক্রোমোজোম কি | ক্রোমোজোমের গঠন ~ ভৌত ও রাসায়নিক

এই আলোচনাতে আমরা ক্রোমোজোম কি, ক্রোমোজোমের গঠন, ক্রোমোজোমের ভৌত গঠন, ক্রোমোজোমের রাসায়নিক গঠন এবং ক্রোমোজোমের রাসায়নিক উপাদান সম্পর্কে জানবো।

ক্রোমোজোম কি

প্রতিটি কোষে অবস্থিত একপ্রকার তন্তময় বস্তু যা ক্ষারীয় রঞ্জক দ্বারা রঞ্জিত হয় তাকে ক্রোমোজোম বলা হয়। সকল জীবকোষের ক্রোমোজোম তন্তুর মত হলেও এদের আকৃতি কোষ বিভাজনের বিভিন্ন দশায় ও উপদশায় পরিবর্তিত হয়।

ব্যাকটেরিয়ার প্রোক্যারিওটিক নিউক্লিয়াসের মধ্যে একটি মাত্র ক্রোমোজোম থাকে। ক্রোমোজোমকে এর আকৃতি ও প্রকৃতি উন্নত জীব কোষের ক্রোমোজোমের তুলনায় অনেক সরল। ইউক্যারিওটিক উদ্ভিদ ও প্রাণী কোষে ক্রোমোজোমের আকৃতি এবং সংখ্যা বিভিন্ন প্রকারের হয়।

তবে একই প্রাণী ও একই উদ্ভিদের সকল দেহ কোশেই একই সংখ্যক ক্রোমোজোম থাকে। যেমন মানুষের যকৃত, বৃক্ষ এবং শ্বেত কণিকা থেকে ক্রোমোজোম পৃথক করলে তাদের সংখ্যা সকল ক্ষেত্রেই 46 টি হবে। মানুষের 46 টি ক্রোমোজোম এর মধ্যে তেইশটি বিভিন্ন আকারের ক্রোমোজোম থাকে। এদের বলা হয় একটি হ্যাপ্লয়েড সেট। যেহেতু প্রতিটি ক্রোমোজোম দুটি করে থাকে তাই দেহ কোষের ক্রোমোজোমের বলা হয় দুই সেট বা ডিপ্লয়েড।

ক্রোমোজোমের গঠন

ক্রোমোজোমের গঠনকে আমরা দুটি ভাগে ভাগ করতে পারি ১. ভৌতিক গঠন বা ক্রোমোজোমের ভৌত গঠন এবং ২. ক্রোমোজোমের রাসায়নিক গঠন।

ক্রোমোজোমের ভৌত গঠন

ক্রোমোজোম ভৌত গঠন অধ্যায়ন করার উপযুক্ত দশা হল মাইটোটিক মেটাফেজ দশা। এই মাইটোটিক মেটাফেজ দশায় একটি আদর্শ ক্রোমোজোমের গঠন নিম্নরূপ হয়…..

মেটাফেজ ক্রোমোজোম এর মধ্যে থাকে একটি মুখ্য খাঁজ (primary constriction) বা সেন্ট্রোমিয়ার এবং একটি গৌণ খাঁজ বা (secondary constriction)। সেন্ট্রোমিয়ার এর দুদিকে প্রসারিত থাকে ক্রোমোজোমের দুটি বাহু। প্রতিটি বাহু দুটি করে ক্রোমাটিডে বিভক্ত থাকে। এছাড়াও কোন কোন ক্রোমোজোমে গৌণ খাঁজের প্রান্তভাগে টেনিস বলের মত গোলাকার গঠন দেখা যায়, এদের নাম স্যাটেলাইট অঞ্চল। ক্রোমোজোমের ক্রোমাটিন গুলির প্রান্তকে বলা হয় টেলোমিয়ার।

ক্রোমাটিড

ক্রোমোজোমের সেন্ট্রোমিয়ার অঞ্চলের দিকে প্রসারিত বাহুদের বলা হয় ক্রোমাটিড। সেন্ট্রোমিয়ারের প্রতি পাশের ক্রোমাটিড দুটি একই আকারের হয়ে থাকে। তবে সেন্ট্রোমিয়ারের অবস্থান অনুসারে একদিকের দুটি ক্রোমাটিড অপর পাশের দুটি ক্রোমাটিড থেকে ছোট বা বড় হতে পারে। ছোট বাহুর ক্রোমাটিডকে বলা হয় p এবং বড়ো বাহুর ক্রোমাটিডকে বলা হয় q।

মাইটোটিক কোষ বিভাজনের মেটাফেজ দশার প্রাথমিক পর্যায় পর্যন্ত সেন্ট্রোমিয়ার বিভাজিত হয় না। তাই ক্রোমাটিডগুলি একই সঙ্গে থাকে। তবে মেটাফেজের মধ্য পর্যায়ে সেন্ট্রোমিয়ার বিভাজিত হবার ফলে ক্রোমাটিডগুলিও পরস্পর থেকে বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়। অ্যানাফেজ দশা প্রতিটি ক্রোমোজোমের ক্রোমাটিনগুলি স্পিন্ডলের দিকে গমন করে। সুতরাং মেটাফেজ ক্রোমোজোমের গঠনে দুটি করে ক্রোমাটিড থাকলেও অ্যানাফেজ ক্রোমোজোমে থাকে একটি করে ক্রোমাটিড।

ক্রোমোনেমা

কখনো কখনো কোষ বিভাজনের ইন্টারফেজ দশা এবং বিশেষত প্রোফেজ দশায় ক্রোমোজোমের গঠন অত্যন্ত সরু সুতোর মতো দেখায়। এই অবস্থায় এদের বলা হয় ক্রোমোনেমা। আসলে এরা ক্রোমাটিডের প্রাথমিক অবস্থা। বিজ্ঞানীদের ধারণা ক্রোমোনেমা এবং তার পূর্ববর্তী রূপ ক্রোমাটিড এর মধ্যে একটি মাত্র দ্বিতন্ত্রী DNA অণু প্রোটিনের সঙ্গে বিশেষভাবে যুক্ত অবস্থায় সমগ্র ক্রোমাটিড জুড়ে অবস্থান করে।

ক্রোমোমিয়ার

ইন্টারফেজ দশা আর ক্রোমোজোম গুলি জটিল অণুবীক্ষণ যন্ত্রে পর্যবেক্ষণ করলে এদের গায়ে দানার মতো উপাদান দেখতে পাওয়া যায়। এই উপাদানগুলিকে বলা হয় ক্রোমোমিয়ার। মেটাফেজ দশায় ক্রোমোজোম গুলি পেচিয়ে খুব ঘন হয়ে যায়।
তাই এই দশায় ক্রোমোমিয়ারগুলি দেখা যায় না।

সেন্ট্রোমিয়ার

মেটাফেজ ক্রোমোজোম এর কোন একটি অংশে একটি করে বিশেষ খাঁজ থাকে। এই অংশের নাম মুখ্য খাঁজ বা সেন্ট্রোমিয়ার। ক্ষারীয় রঞ্জক দিয়ে ক্রোমোজোমকে রঞ্জিত করলে সেন্ট্রোমিয়ার অংশটি অধিকমাত্রায় রঞ্জিত হয়।এজন্য সেন্ট্রোমিয়ার অঞ্চলটি হেটারোক্রোমাটিন অঞ্চল বলে চিহ্নিত হয়েছে।

কাইনেটোকোর

সেন্ট্রোমিয়ার এর পাশে অবস্থিত কাইনেটোকোর অংশটি দেখতে চাকতির মত হয়। এই চাকতি অংশেই মাইক্রোটিউবিউল গুলি যুক্ত থাকে। সাধারণত ৪ থেকে ৪০ টি মাইক্রোটিউবিউল কাইনেটোকোর অংশ যুক্ত হতে পারে। অধিকাংশ ক্রোমোজোমে একটি কাইনেটোকর থাকে। তাই একে বলা হয় মনোসেন্ত্রিক। তবে কিছু ক্ষেত্রে কাইনেটোকোর অংশটির কোন নির্দিষ্ট অবস্থান থাকে না ফলে মাইক্রোটিউবিউল গুলি সমগ্র ক্রোমোজোম জুড়ে ছড়িয়ে থাকে। এরূপ ক্রোমোজোমকে বলা হয় হলোসেন্ট্রিক।

টেলোমিয়ার

ক্রোমোজোমের প্রান্ত বা অন্তিম ভাগকে বলা হয় টেলোমিয়ার। বিজ্ঞানী মুলার সর্বপ্রথম টেলোমিয়ার অঞ্চলের উল্লেখ করেন।

গৌণ খাঁজ

কোন কোন ক্রোমোজোমের মুখ্য খাঁজে অতিরিক্ত একটি খাজ দেখা যায়। একে বলা হয় গৌণ খাঁজ। এই অংশটিতে কাইনেটোকোর থাকে না। ফলে মাইক্রোটিউবিউল এই অংশের যুক্ত হয় না।

নিউক্লিওলার অর্গানাইজার

কোন কোন ক্ষেত্রে গৌণ খাঁজের পার্শ্ববর্তী অঞ্চলে রাইবোজোমাল RNA তৈরীর জন্য নির্দিষ্ট থাকে। এই জিনগুলি খুব সক্রিয় হওয়ায় গৌণ খাজের উৎপত্তি হয়ে থাকে। গৌণ খাঁজের এই অংশকে বলা হয় নিউক্লিওলার অর্গানাইজার।

স্যাটেলাইট

গোলাকার আকৃতির এক প্রকার গঠন গৌণ খাঁজের শেষ প্রান্তে কোন কোন ক্রোমোজোমে দেখা যায় এদেরকে স্যাটেলাইট বলে।

ক্রোমোজোমের ভৌত গঠনকে আমরা এভাবেই বর্ণনা করতে পারি।

সেন্ট্রোমিয়ারের অবস্থান অনুসারে ক্রোমোজোমের প্রকারভেদ

সেন্ট্রোমিয়ার অঞ্চল থেকে টেলোমিয়ার প্রান্ত পর্যন্ত ক্রোমাটিড গুলির দৈর্ঘ্য মেপে ক্রোমোজোম গুলিকে চারটি ভাগে বিভক্ত করা যায়।

মেটাসেন্ট্রিক

এই জাতীয় ক্রোমোজোমের সেন্ট্রোমিয়ার এর দু’পাশের বাহুর দৈর্ঘ্য সমান থাকে। সুতরাং অ্যানাফেজ চলন কালে এদের ইংরেজি V মতো দেখায়।

সাবমেটাসেন্ট্রিক

এই জাতীয় ক্রোমোজোমের সেন্ট্রোমিয়ার এর দু’পাশের বাহুর দৈর্ঘ্য সামান্য অসমান থাকে। সুতরাং অ্যানাফেজ চলন কালে এই ক্রোমোজোম গুলি ইংরেজি L অক্ষরের মত দেখায়।

অ্যাক্রোসেন্ট্রিক

এই ক্রোমোজোমের সেন্ট্রোমিয়ার এর দুদিকের বাহু দুটি অসমান থাকে । ফলে একটি বাহু অন্য বাহু অপেক্ষা অধিক ছোট কিংবা বড়ো দেখায়। এই ক্রোমোজোম অ্যানাফেজ চলন এর সময় ইংরেজি J এর আকৃতি ধারণ করে।

টেলোসেন্ট্রিক

এই ক্রোমোজোমের সেন্ট্রোমিয়ার ক্রোমাটিডের প্রান্তভাগে থাকে। ফলে অ্যানাফেজে এরা দন্ডের আকার ধারণ করে। অর্থাৎ ইংরেজি I এর মত দেখায়। এই জাতীয় ক্রোমোজোম খুব কম প্রাণীতে দেখা যায়।

ক্রোমোজোমের রাসায়নিক গঠন

ক্রোমোজোমের রাসায়নিক গঠন নিচে বর্ণনা করা হল—–

প্রাণী কোষের নিউক্লিয়াসে ডিটারজেন্টের সাহায্যে বিক্রিয়া করিয়ে সেন্ট্রিফিউজ যন্ত্রে ঘূর্ণন করলে ক্রোমাটিন বস্তু অধঃপতিত হয়।

ক্রোমাটিন বস্তুদের পুনরায় রাসায়নিক বিশ্লেষণ করে জানা গেছে যে এটি DNA এবং প্রোটিনের সমন্বয়ে গঠিত। প্রোটিনের মধ্যে হিস্টোন প্রোটিনগুলিই অন্যতম উপাদান। হিস্টোন ক্ষারধর্মী প্রোটিন। কারণ এতে অধিক সংখ্যায় ক্ষারীয় অ্যামাইনো এসিড যেমন আরজিনিন এবং লাইসিন থাকে।

ক্রোমাটিনে ৫ প্রকার হিস্টোন প্রোটিন থাকে। এদের নাম H1, H2A, H2B, H3 এবং H4। ক্রোমাটিনে হিস্টোনের সমপরিমানে অহিস্টোন প্রোটিন থাকে। তবে হিস্টোন প্রোটিনগুলি ক্রোমাটিনের আকৃতি তৈরিতে অংশ নিয়ে থাকে।

নিউক্লিওজোম

ক্রোমাটিন অসংখ্য একক নিয়ে গঠিত। এককদের নাম নিউক্লিওজোম। রজার কর্নবার্গ হাজার ১৯৭৪ খ্রীস্টাব্দে সর্বপ্রথম নিউক্লিওজোমের মডেল প্রস্তুত করেন। তিনি উৎসেচকের সাহায্যে ক্রোমাটিনকে আংশিকভাবে পাতিত করে ২০০ বেস জোড়া যুক্ত খন্ডক দেখতে পান।

পরবর্তী সময়ে ইলেকট্রন অণুবীক্ষণ যন্ত্রের সাহায্যেও ২০০ বেস জোড়া যুক্ত DNA খন্ডক দেখা সম্ভব হয়। এই খন্ডক ইলেকট্রন অণুবীক্ষণ এর নিচে ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র দানার মত দেখায়। এই দানাদের V বডির বা নিউক্লিওজোম বলে বর্ণনা করা হয়েছে।

২০০ বেস জোড়া যুক্ত DNA কে উৎসেচক দিয়ে আরো বেশি পাচিত করলে আরো ছোট আকৃতির দানাদার গঠন পাওয়া যায়, যা উৎসেচক দিয়ে আর পাচিত হয় না। এই অবস্থার দানাদের কোরপার্টিকেল বলা হয়। প্রতিটি কোর পার্টিকেলে ১৪৬ টি জোড়া বেস যুক্ত DNA থাকে।

এই DNA দুটি করে H2A, H2B, H3, H4 হিস্টোন দ্বারা গঠিত অক্টামার এককে ১.৬৫ বার বেষ্টন করে থাকে। H1 হিস্টোন নিউক্লিওজোম কোর পার্টিক্যালের ঠিক বাইরে অবস্থান করে। ক্রোমাটিনের এইরূপ একককে বলা হয় ক্রোমাটোজোম। প্রতিটি ক্রোমোজোমের ব্যাস ১১ ন্যানোমিটার এবং উচ্চতা ৬ ন্যানোমিটার। পাশাপাশি অবস্থিত দুটি নিউক্লিওজোম এর মধ্যে কিছু পরিমাণ DNA থাকে। এই DNA কে স্পেসার বা লিংকার DNA বলে।

ক্রোমোজোমের রাসায়নিক গঠনকে আমরা এভাবেই বর্ণনা করতে পারি।

ক্রোমোজোমের রাসায়নিক উপাদান

ক্রোমোজোমের গঠন বিষয়ে ভালভাবে বুঝতে ক্রোমোজোমের রাসায়নিক উপাদান সম্বন্ধে জানা প্রয়োজন।

ব্যাকটেরিয়া থেকে মানুষ পর্যন্ত সকল জীব কোষেই ক্রোমোজোম থাকে। তবে ব্যাকটেরিয়ার ক্রোমোজোমের তুলনায় অন্যান্য বহুকোষী জীবের ক্রোমোজোমের আকার, সংখ্যা এবং রাসায়নিক গঠন ভিন্ন ধরনের হয়। ক্রোমোজোমের রাসায়নিক বিশ্লেষণ করলে এতে প্রধান দুটি উপাদান পাওয়া যায়। যথা নিউক্লিক অ্যাসিড এবং প্রোটিন। নিউক্লিক এসিডের মধ্যে শতকরা ৯০ ভাগের অধিক থাকে DNA এবং বাকি অংশ RNA ।

প্রোটিনদের মধ্যে ক্রোমোজোমের মূল গঠনে অধিকমাত্রায় হিস্টোন বা বেসিক প্রোটিন পাওয়া যায়। অহিস্টোন বা এসিড প্রোটিন থাকে খুবই সামান্য। ইঁদুরের যকৃৎ কোষের ক্রোমাটিন বস্তু রাসায়নিক বিশ্লেষণ করে এতে ১:১ অনুপাত হিস্টোন প্রোটিন এবং DNA পাওয়া গেছে। অপরদিকে হিস্টোন প্রোটিন এবং DNA পাওয়া গেছে ০.৬ঃ১ অনুপাতে এবং RNA ও DNA পাওয়া গেছে ০.১ঃ১ অনুপাতে।

ব্যাকটেরিয়ার ক্রোমোজোমের ইউক্যারিওটিক কোষের মত হিস্টোন প্রোটিন পাওয়া যায় না। তাই ব্যাকটেরিয়ার ক্রোমোজোমকে নগ্ন (naked) ক্রোমোজোম বলে। ব্যাকটেরিয়ার ক্রোমোজোম থেকে DNA পৃথক করলে ইলেকট্রন অণুবীক্ষণ যন্ত্রে দেখা যায় যে এই DNA বিশেষভাবে কুণ্ডলী তৈরি করে থাকে।

ব্যাকটেরিয়া DNA তে সকল অংশ থেকেই প্রোটিন তৈরির সংকেত গঠিত হয়ে থাকে। এর তুলনায় প্রাণী কোষের DNA তে বিশেষত মানুষের DNA একটি বৃহৎ অংশ থেকে প্রোটিন তৈরীর কোন সংকেত গঠিত হয় না। মানুষের ক্রোমোজোমের DNAতে 3×10⁹ বেস জোড়া আছে। এরা আনুমানিক এক লক্ষ জিন তৈরি করতে পারে। তবে এই জিনের মধ্যে কেবল মাত্র ৩% জিন কার্যকরী প্রোটিন তৈরি করে।

যেহেতু ক্রোমোজোমের অন্যতম রাসায়নিক উপকরণ এই হচ্ছে DNA তাই ক্রোমোজোম আসলে জিনের সংগঠক এবং বাহক রূপে কাজ করে।

এই আলোচনাতে আমরা ক্রোমোজোমের গঠন, ক্রোমোজোমের ভৌত গঠন, ক্রোমোজোমের রাসায়নিক গঠন এবং ক্রোমোজোমের রাসায়নিক উপাদান সম্পর্কে বিস্তারিত শিখলাম।