প্রোটিন সংশ্লেষণ প্রক্রিয়া: ধাপে ধাপে

সহজ ভাষায়, প্রোটিন সংশ্লেষণের অর্থ হল স্ক্র্যাচ থেকে বা অন্য জৈব অণুগুলিকে ভেঙে বা রূপান্তর করে প্রোটিন অণুগুলির উত্পাদন তৈরি করা।

প্রোটিন সংশ্লেষণে অনেক ছোট ছোট ধাপ অন্তর্ভুক্ত থাকে- অ্যামিনো অ্যাসিডের সংশ্লেষণ, mRNA-এর ট্রান্সক্রিপশন, প্রোটিনে mRNA-এর অনুবাদ এবং সেই প্রোটিনের পোস্ট-ট্রান্সক্রিপশনাল প্রক্রিয়াকরণ। প্রোটিনগুলি সুশৃঙ্খলভাবে একত্রিত অ্যামিনো অ্যাসিডের দীর্ঘ চেইন ছাড়া আর কিছুই নয়।

নতুন প্রোটিন তৈরির প্রক্রিয়া প্রোটিন সংশ্লেষণ নামে পরিচিত। জৈবিক সিস্টেমে, এটি কোষের মধ্যে ঘটে। প্রোক্যারিওটদের সাইটোপ্লাজমে এটি থাকে. এটি নিউক্লিয়াসে শুরু হয় ইউক্যারিওটে ডিএনএর কোডিং সিকোয়েন্সের ট্রান্সক্রিপ্ট (mRNA) তৈরির মাধ্যমে। তাহলে এই mRNA ট্রান্সক্রিপ্ট কোষের নিউক্লিয়াস ত্যাগ করে. এটি সাইটোপ্লাজমের গলগি দেহের সাথে সংযুক্ত রাইবোসোমগুলিতে যাওয়ার পথ তৈরি করে, যেখানে এটি একটি প্রোটিন অণুতে রূপান্তরিত হয় কোডন- নির্দিষ্ট অ্যামিনো অ্যাসিড ক্রম।

প্রোটিন সংশ্লেষণ প্রক্রিয়ার ধাপ:

মেজর আছে ৫টি প্রোটিন সংশ্লেষণের ধাপ প্রক্রিয়া হল:

  1. অ্যামিনো অ্যাসিড সক্রিয়করণ
  2. টিআরএনএ-তে অ্যামিনো অ্যাসিড স্থানান্তর
  3. পলিপেপটাইড চেইনের সূচনা
  4. চেইন অবসান এবং
  5. প্রোটিন অণুর স্থানান্তর

এটি প্রোক্যারিওটের জন্য প্রাথমিক থাম্ব রুল, যখন ইউক্যারিওটদের কোষের জটিলতার কারণে কিছু অতিরিক্ত পদক্ষেপ রয়েছে। অতঃপর আমরা উপরে উল্লিখিত পদক্ষেপগুলি বিস্তারিতভাবে আলোচনা করব।

1024px প্রোটিন জৈব সংশ্লেষণ প্রক্রিয়ার সারাংশ
ব্যাপক প্রোটিন সংশ্লেষণ প্রক্রিয়া
চিত্র: উইকিপিডিয়া

অ্যামিনো অ্যাসিড সক্রিয়করণ:

অ্যামিনো অ্যাসিড অ্যামিনোঅ্যাসিল আরএনএ সিনথেটেজ দ্বারা অনুঘটক করা এটিপি অণুর সাথে যোগাযোগ করতে আসে তখন প্রতিক্রিয়া হয়। অ্যামিনোঅ্যাসিল – এএমপি – এনজাইম কমপ্লেক্সটি অ্যামিনো অ্যাসিড (AA) এবং অ্যাডেনোসিন ট্রাইফসফেট (ATP) এর মধ্যে প্রতিক্রিয়ার ফলে উত্পন্ন হয়, যা পূর্বোক্ত এনজাইম দ্বারা মধ্যস্থতা করে। কমপ্লেক্সটি নিম্নরূপ:

AA + ATP এনজাইম -AA - AMP - এনজাইম কমপ্লেক্স + PP

ডিএনএ ট্রান্সক্রিপশনের প্রক্রিয়া
এমআরএনএ-তে ডিএনএ ট্রান্সক্রিপশন দেখানো ছবি
চিত্র: উইকিপিডিয়া

 এটা লক্ষণীয় যে বিভিন্ন অ্যামিনো অ্যাসিডের জন্য বিভিন্ন অ্যামিনোঅ্যাসিল আরএনএ সিন্থেটেসের প্রয়োজন হয়।

অ্যামিনো অ্যাসিড টিআরএনএতে স্থানান্তর:

উৎপন্ন AA-AMP-এনজাইম কমপ্লেক্স একটি নির্দিষ্ট tRNA এর সাথে সাড়া দেয়। ফলস্বরূপ, অ্যামিনো অ্যাসিডগুলি টিআরএনএতে পরিবাহিত হয়। ফলস্বরূপ, এনজাইম, সেইসাথে এএমপি, মুক্তি হয়।

তাই জটিল হয়ে ওঠে:

AA - AMP - এনজাইম কমপ্লেক্স + tRNA- AA - tRNA + AMP এনজাইম

একটি পলিপেপটাইড চেইনের সূচনা:

রাইবোসোম চার্জযুক্ত টিআরএনএ গ্রহণ করে। সমস্ত জীবের মধ্যে, প্রোটিন সংশ্লেষণ রাইবোসোমে ঘটে যা সাধারণত সাইটোপ্লাজমের গলগি দেহের সাথে সংযুক্ত থাকে। 70S প্রকারের SOS সাবইউনিট রাইবোসোম mRNA এর সাথে মিথস্ক্রিয়া করে। রাইবোসোম হল ছোট জটিল অণু, প্রোটিন সংশ্লেষণের জন্য দায়ী এবং 2টি উপাদান নিয়ে গঠিত- rRNA (রাইবোসোমাল আরএনএ) এবং প্রোটিন। রাইবোসোমগুলিও সৃষ্টিকে অনুঘটক করে পেপটাইড বন্ড (এনজাইম-রাইবোজাইম-ব্যাকটেরিয়াতে)। রাইবোসোম দুটি প্রকারে বিভক্ত: বড় এবং ক্ষুদ্র।

বিজ্ঞানীরা কোডন নামে পরিচিত তিনটি নিউক্লিক অ্যাসিড ক্রম দ্বারা প্রতিটি অ্যামিনো অ্যাসিডকে প্রতিনিধিত্ব করেন। নাইট্রোজেনাস ঘাঁটিগুলির বিন্যাসের উপর ভিত্তি করে, এই তথ্যটি এমআরএনএতে উপস্থিত রয়েছে. অ্যামিনো অ্যাসিড মেথিওনিন কোডন AUG দ্বারা একটি সূচনাকারী কোডন হিসাবে প্রতিলিপি করা হয় তবে খুব কমই GUG (ভ্যালিনের জন্য), যা সর্বদা প্রোকারিওটে পলিপেপটাইড চেইন শুরু করার জন্য দায়ী। প্রোক্যারিওটে, প্রারম্ভিক অ্যামিনো অ্যাসিড মেথিওনিন গঠন করা আবশ্যক।

অনুবাদ চক্র
রাইবোসোম দ্বারা ক্রমবর্ধমান পলিপেপটাইড শৃঙ্খলে tRNA কোডন-অ্যান্টি-কোডন পেয়ারিং এবং অ্যামিনো অ্যাসিড অন্তর্ভুক্তির চক্রের সাথে অনুবাদ প্রক্রিয়া দেখানো চিত্র
চিত্র: উইকিপিডিয়া

রাইবোসোমের অ্যামিনো-অ্যাসিল-টিআরএনএর জন্য দুটি বাঁধাই সাইট রয়েছে।

  1. একটি সাইট বা অ্যামিনো-অ্যাসিল (গ্রহণকারী সাইট)।
  2. পেপটাইডিল সাইট, প্রায়ই "পি" সাইট নামে পরিচিত, এটি এক ধরনের পেপটাইড (দাতা সাইট)। প্রতিটি সাইট SOS এবং 30S সাবইউনিটের বিভিন্ন অংশ নিয়ে গঠিত। শুধুমাত্র P সাইটটি প্রারম্ভিক ফর্মাইল মেথিওনিন tRNA (AA, f Met tRNA) এর সাথে সংযুক্ত হতে পারে।

প্রথম পর্যায়ে, অ্যামিনো-অ্যাসিল-টিআরএনএ কমপ্লেক্স "টু কমপ্লেক্স" নামক একটি প্রসারিত ফ্যাক্টরের সাথে আবদ্ধ। এই কমপ্লেক্সে আবদ্ধ GTP-এর একটি অণু রয়েছে। তারপরে অ্যামিনো-অ্যাসিল-টিআরএনএ-টু-জিটিপি কমপ্লেক্সটি 70এস ইনিশিয়েশন কমপ্লেক্সের সাথে আবদ্ধ। জিটিপি অণু হাইড্রোলাইজ করলে Tu-GDP কমপ্লেক্স 70S রাইবোসোম থেকে মুক্তি পায়। নতুন অ্যামিনোঅ্যাসিল টিআরএনএ এখন আসে এবং নিজেকে অ্যামিনোঅ্যাসিল বা রাইবোসোমের একটি সাইটের সাথে সংযুক্ত করে।

রাইবোসোমের A সাইট এবং P সাইটের টিআরএনএগুলি পেপটাইড বন্ড ব্যবহার করে সংযুক্ত থাকে। আমরা এটিকে প্রসারণের দ্বিতীয় ধাপের সূচনা হিসাবে বিবেচনা করি। পরবর্তী পর্যায়ে, ফর্মাইল মেথিওনিন অ্যাসিল গ্রুপটি যেটি প্রাথমিকভাবে গঠিত হয়েছিল তা টিআরএনএ থেকে স্থানান্তরিত হয় যা এটি A সাইটে আগত নতুন অ্যামিনো অ্যাসিডের অ্যামিনো গ্রুপের সাথে সংযুক্ত ছিল। পেপটাইড সংশ্লেষণ পেপটাইডিল ট্রান্সফারেজ দ্বারা অনুঘটক হয়, 50 এস সাবুনিটে পাওয়া একটি রাইবোসোমাল এনজাইম। একটি ডাইপেপ্টিডিল-টিআরএনএ অণু A সাইটে উত্পন্ন হয়, সব সময় একটি খালি টিআরএনএ এমআরএনএর পি সাইটের সাথে সংযুক্ত থাকে।  

রাইবোসোম mRNA বরাবর কোডনগুলিকে প্রসারণের তৃতীয় ধাপে তার 3′ টার্মিনালের দিকে যাত্রা করে (অর্থাৎ, 1ম থেকে 2য় কোডন এবং তারপর mRNA-তে 2য় থেকে 3য় পর্যন্ত)। যেহেতু ডিপেপ্টিডিল টিআরএনএ এখনও দ্বিতীয় কোডনের সাথে সংযুক্ত রয়েছে, তাই রাইবোসোম চলাচলের কারণে ডিপেপটাইডিল টিআরএনএ A সাইট থেকে P-সাইটে স্থানান্তরিত হয়।. এই ট্রান্সলোকেশনের ফলে খালি টিআরএনএ প্রকাশিত হয়।

তৃতীয় mRNA কোডন এখন A-সাইটে আছে, যখন দ্বিতীয় কোডন P-সাইটে আছে। ট্রান্সলোকেশন স্টেপ হল এমআরএনএ বরাবর রাইবোসোমের নড়াচড়া। এই ধাপের জন্য প্রসারণ ফ্যাক্টর G প্রয়োজন (যাকে ট্রান্সলোকেসও বলা হয়)। উপরন্তু, GTP এর আরেকটি অণু একই সময়ে হাইড্রোলাইজড হয়। স্থানান্তরের জন্য শক্তি প্রয়োজন, যা GTP এর হাইড্রোলাইসিস দ্বারা সরবরাহ করা হয়।

সমাপ্তির জন্য R1, R, এবং S নামে পরিচিত তিনটি সমাপ্তি বা রিলিজিং ফ্যাক্টরগুলির ক্রিয়াগুলিও প্রয়োজন৷ স্থানান্তরের জন্য শক্তি প্রয়োজন, যা GTP এর হাইড্রোলাইসিস দ্বারা সরবরাহ করা হয়। শৃঙ্খল প্রসারণের জন্য এই পুনরাবৃত্তি প্রক্রিয়ার ফলে পলিপেপটাইড চেইন দীর্ঘ হয়। যেহেতু রাইবোসোম প্রতিটি কোডনকে mRNA-এর 3' প্রান্তের দিকে নিয়ে যায়, এই সময়ে চূড়ান্ত অ্যামিনো অ্যাসিড সহ পলিপেপটাইড চেইন এটির সাথে সংযুক্ত হয়।

চেইন সমাপ্তি:

mRNA এর 3 টার্মিনাল কোডনের মধ্যে একটি পলিপেপটাইডের শেষ চিহ্নিত করে। ইউএজি (অ্যাম্বার), ইউএএ (ওচার) এবং ইউজিএ (ওপাল) বলা হয় কোডন বন্ধ করুন. এগুলিকে স্টপ সিগন্যাল হিসাবেও বিবেচনা করা যেতে পারে।

শেষ এবং শেষ অ্যামিনো অ্যাসিড কোডনের পরপরই টার্মিনাল কোডন অনুসরণ করে। পলিপেপটাইড চেইন, টিআরএনএ এবং এমআরএনএ তখন মুক্তি পায়। রাইবোসোম সাবুনিটগুলি বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়। সমাপ্তির জন্য R1, R, এবং S নামে পরিচিত তিনটি সমাপ্তি বা রিলিজিং ফ্যাক্টরগুলির ক্রিয়াগুলিও প্রয়োজন৷

প্রোটিন অণুর স্থানান্তর:

দুটি ধরণের পলিরিবোসোম শেভ আবিষ্কৃত হয়েছে যা এই প্রক্রিয়ার সাথে জড়িত:

  • বিনামূল্যে পলিরিবোসোম
  • ঝিল্লি-আবদ্ধ পলিরিবোসোম।

মুক্ত রাইবোসোমে প্রোটিন সংশ্লেষণের সমাপ্তির পরে, প্রস্তুত রাইবোসোম প্রোটিনকে সাইটোপ্লাজমে ছেড়ে দেয়. এই বিশেষায়িত প্রোটিনগুলির মধ্যে কিছু পরিবহনের জন্য বিশেষ ধরনের প্রক্রিয়া ব্যবহার করা হয় মাইটোকন্ড্রিয়া এবং নিউক্লিয়াস.

ঝিল্লি-বাউন্ড পলিরিবোসোমে, অন্যদিকে, এমআরএনএ-তে বিকশিত একটি পলিপেপটাইড চেইন ইআর মেমব্রেনের লুমেনে প্রবর্তিত হয়। কিছু প্রোটিন এর অংশগুলিও রচনা করে ঝিল্লি গঠন.

এমনকি এখনও, শুধুমাত্র কিছু প্রোটিন লুমেনে মুক্তি পায় এবং গলগি বডি ভেসিকেলগুলিতে একত্রিত হয়। তারা গ্লাইকোসিলেশনের মাধ্যমে প্রোটিন পরিবর্তন করতে পারে, যা চিনির অবশিষ্টাংশের সংযোজন। ফলস্বরূপ, ভেসিকেলগুলি প্লাজমার সাথে একটি বন্ধন তৈরি করে

ঝিল্লি এবং প্রোটিনগুলি শীঘ্র বা পরে মুক্তি পায়।

প্রোক্যারিওটে প্রোটিন সংশ্লেষণ প্রক্রিয়া:

প্রোক্যারিওটগুলি সরল প্রাণী এবং প্রোটিন সংশ্লেষণে শুধুমাত্র এই 5টি ধাপ জড়িত।

  • অ্যামিনো অ্যাসিড সক্রিয়করণ
  • অ্যামিনো অ্যাসিড টিআরএনএতে স্থানান্তর
  • পলিপেপটাইড চেইনের সূচনা
  • চেইন অবসান এবং
  • প্রোটিন অণুর স্থানান্তর

প্রোক্যারিওটসের একটি একক ডিএনএ অণু রয়েছে যা ট্রান্সক্রিপশন এবং অনুবাদের মাধ্যমে প্রোটিন সংশ্লেষণের জন্য ব্যবহৃত হয়। ডিএনএ অণু এতই সহজ যে এর প্রোটিন সংশ্লেষণ প্রক্রিয়ার জন্য পোস্ট-ট্রান্সক্রিপশনাল এবং পোস্ট-ট্রান্সলেশনাল পরিবর্তনেরও প্রয়োজন হয় না।

ইউক্যারিওটে প্রোটিন সংশ্লেষণের প্রক্রিয়া:

ইউক্যারিওটে প্রোটিন সংশ্লেষণ একটু বেশি জটিল আরএনএ-তে ইন্ট্রোনের উপস্থিতির কারণে যা প্রতিলিপি করা হয়। তাই শুধুমাত্র এক্সনগুলিকে লিগেট করতে এবং এমআরএনএ তৈরি করার জন্য স্প্লিসিংয়ের ট্রান্সক্রিপশনাল প্রক্রিয়ার মাধ্যমে ইন্ট্রোনগুলিকে অপসারণ করতে হবে যা প্রোটিনে অনুবাদ করা যেতে পারে।

প্রোটিন-সংশ্লেষণ-প্রক্রিয়া
আরএনএ স্প্লিসিংয়ের বায়োকেমিস্ট্রি
চিত্র: উইকিপিডিয়া

পোস্ট-ট্রান্সক্রিপশনাল প্রসেসিং ইউক্যারিওটিক hnRNA-তে মোট 4টি ধাপ নিয়ে গঠিত:

  1. ইন্ট্রোন সময় mRNA থেকে সরানো হয় স্প্লাইসিং. ইন্ট্রোন হল জিনোমের এমন ক্ষেত্র যা প্রোটিনের জন্য কোড করে না। mRNA-এর অবশিষ্ট অংশ সম্পূর্ণরূপে প্রোটিন-কোডিং অংশ দিয়ে গঠিত যাকে বলা হয় এক্সন। চিত্রে, রাইবোনিউক্লিওপ্রোটিন হল ক্ষুদ্র নিউক্লিওপ্রোটিন যা আরএনএ ধারণ করে এবং বিভক্তকরণ প্রক্রিয়ার জন্য প্রয়োজনীয়।
  2. এর মধ্যে কিছু নিউক্লিওটাইড mRNA সম্পাদনার সময় পরিবর্তন করা হয়। সম্পাদনার কারণে, APOB নামক একটি মানব প্রোটিন, যা রক্তে লিপিড পরিবহনে সহায়তা করে, দুটি স্বতন্ত্র সংস্করণ আছে। কারণ সম্পাদনা mRNA-তে একটি আগের স্টপ সিগন্যাল সন্নিবেশিত করে, একটি সংস্করণ অন্যটির থেকে ছোট।
  3. দ্য "mRNA এর হেড” কে 5'- ক্যাপিং এর মাধ্যমে একটি মিথিলেশন ক্যাপ দেওয়া হয়। এই ক্যাপটি রাইবোসোমগুলিকে কোথায় এমআরএনএ আবদ্ধ করতে হবে তা শনাক্ত করতে সাহায্য করে এবং এটি ভেঙে যাওয়া প্রতিরোধ করে।
  4. পলিয়াডেনাইলেশন mRNA কে একটি "লেজ" দেয়। As এর একটি সিরিজ লেজ তৈরি করে (অ্যাডেনাইন ঘাঁটি)। এর মানে হল যে mRNA এখন তার কার্যকরী প্রয়োজনীয়তা নিঃশেষ করে দিয়েছে এবং আর কোন কাজে আসে না এবং বাতিল করা যেতে পারে। এটি নিউক্লিয়াস থেকে mRNA রপ্তানিতেও সাহায্য করে এবং mRNA কে এনজাইম থেকে রক্ষা করে যা এটিকে ক্ষয় করতে পারে।

প্রোটিন সংশ্লেষণ উদাহরণ:

এক ধরনের প্রোটিন সংশ্লেষণ যা নিউরনে ঘটে তাকে বলা হয় ডি Novo প্রোটিন সংশ্লেষণ.

নিউরনে, “de novo প্রোটিন সংশ্লেষণ" প্রোটিন সংশ্লেষণকে বোঝায় যা সোমা বা কোষের শরীরের সীমার বাইরে ঘটে। নিউরনের উভয় অংশ যেমন ডেনড্রাইটিক কম্পার্টমেন্ট (দীর্ঘ গহ্বর) এবং অ্যাক্সোনাল কম্পার্টমেন্ট (তারকা বা মাকড়সার আকৃতির গহ্বর) এই ধরনের "অতিরিক্ত" প্রোটিন তৈরি করতে পারে।

এর মানে হল যে প্রোটিনটি তার কোডন গঠন সম্পর্কে কোনো পূর্ব জ্ঞান ছাড়াই সংশ্লেষিত হয়, তাই উত্পাদিত প্রোটিনটি তাদের কাজ সম্পর্কে বিজ্ঞানীদের জন্য উত্স এবং একটি ধাঁধা।

এছাড়াও পড়ুন: