World DNA Day

World_DNA_Day

DNA শব্দটির সাথে আমরা কম বেশি সবাই পরিচিত। পিতৃত্ব নির্ণয় কিংবা অপরাধী শনাক্তকরণে DNA টেস্টের কথা প্রায়ই কানে আসে। DNA বংশ গতির ধারক ও বাহক। পিতামাতা থেকে সন্তানের মধ্যে বংশ পরম্পরায় বৈশিষ্ট্য DNA ই বহন করে। যেমন কার দৈর্ঘ্য কেমন হবে, ত্বকের রঙ, মাথার চুল ইত্যাদি কেমন হবে।
1887 সালে গবেষকরা ঘোষণা করেন যে বংশগতির ভিত্তি কোষের নিউক্লিয়াসের মধ্যেই অবস্থিত। কিন্তু সেই জেনেটিক ইনফরমেশনটি প্রোটিন নাকি নিউক্লিক অ্যাসিড সেটা জানা যায়নি। এরপর বিজ্ঞানী আভেরি, ম্যাকলয়, ম্যাককর্টি এবং বিজ্ঞানী হার্সে ও চেজ এর পরীক্ষা থেকে প্রমাণিত হয় যে DNA ই হলো জেনেটিক পদার্থ, এটিই বংশ পরম্পরায় সঞ্চারিত হয়। কিন্তু DNA এর গঠন সম্পর্কে সুনির্দিষ্ট ধারণা তখন ছিল না। DNA এর গঠন আবিষ্কৃত হয় 1953 সালে আজকের দিনে অর্থাৎ 25 শে এপ্রিলে। তাই এই দিনটি বিশ্ব DNA দিবস হিসেবে পরিচিত। কিন্তু এই আবিষ্কার সহজ পথে কম সময়ে আসেনি। বহু বছর ধরে বহু বিজ্ঞানীদের নিরলস প্রচেষ্টার দ্বারা এই সাফল্য এসেছিল।
আমেরিকান বিজ্ঞান জেমস ওয়াটসন এবং ইংরেজ বিজ্ঞানী ফ্রান্সিস ক্রিক কেমব্রিজ বিশ্ববিদ্যালয়ে গবেষণা রত ছিলেন। তারা দুজনেই DNA এর গঠন আবিষ্কারের কথা ভাবছিলেন। DNA অনুর আণবিক গঠন সমাধানের মাধ্যমে তারা জানতে পারবেন যে কিভাবে জিনগত তথ্য সংরক্ষিত এবং সঞ্চারিত হয়। আণবিক গঠন সমাধান করার সব থেকে ভালো এবং শক্তিশালী উপায় ছিল X- ray crystallography। এটি দ্বারা প্রত্যেকটি একক অনুর অবস্থান নির্ণয় করা যায়। কিন্তু এটিও খুব সহজ পদ্ধতি নয়। কারণ পরীক্ষার শেষে যে ছবিটি পাওয়া যায় সেটি একটি বিচ্ছুরণ(diffraction) প্যাটার্ন। এই এক্স রে ক্রিস্টালোগ্রাফি প্রাপ্ত ছবি থেকে বিশ্লেষণ করে অনুগুলির অবস্থান জানার জন্য অনেক লম্বা ক্যালকুলেশন করার দরকার পড়ে। কিন্তু সেই 1950 সালের সময়ে উপকরণ খুব ভালো ছিল না। উপকরণগুলো ব্যবহার করাও সহজসাধ্য ছিল না। আবার এক্স রশ্মির সোর্সও খুব একটা উজ্জ্বল ছিল না। তাই DNA নিয়ে কাজ করা খুব কঠিন হয়ে পড়েছিল। বিজ্ঞানী ওয়াটসন এবং ক্রিক যে গবেষণাগারে কাজ করতেন সেই কেভেন্ডিস (Cavendish) ছিল সেই সময়ে এক্স -রে ক্রিস্টালোগ্রাফি করায় বিখ্যাত ছিল। কিন্তু ল্যাবের ডিরেক্টর চান নি তার স্টাফরা DNA এক্স রে করুক।
তাঁরা জানতে পারেন যে এই সময় লন্ডনের কিংস কলেজে একটি দল বিজ্ঞানী মরিস উইলকিনস এর তত্ত্বাবধানে একই গবেষণা করছে।
বিজ্ঞানী মরিসের সঙ্গে তার সহকর্মী রোজালিন্ড ফ্রাঙ্কলিন এর সম্পর্ক ভালো ছিল না। রোজালিন্ড ফ্রাঙ্কলিন ছিলেন একজন অসাধারণ ক্রিস্টালোগ্রাফার। 1951 সালে ফ্রাঙ্কলিন কিংস কলেজে যোগদান করেন। মরিস তখন সেখানে ছিলেন না। মরিস যখন ফিরে আসেন তখন তিনি ভাবেন যে ফ্রাঙ্কলিনকে তার অ্যাসিস্ট্যান্ট হিসেবে নিযুক্ত করা হয়েছে। কিন্তু ফ্রাঙ্কলিন DNA এর গঠন আবিষ্কারের ব্যাপারটি নিজের প্রজেক্ট হিসেবে নিয়েছিলেন। কিংস গ্রুপের হেড জন রান্ডলও চাইতেন ফ্রাঙ্কলিন স্বাধীনভাবেই কাজ করুক। উভয়ের মধ্যে বনিবনা না হওয়ায় ফ্রাঙ্কলিন পৃথকভাবে গবেষণা শুরু করেন। তার সহযোগী ছিলেন তার এক PhD ছাত্র রেমন্ড গসলিং।
লন্ডন থেকে কেমব্রিজ ছিল মাত্র 75 মাইল। ওয়াটসন এবং ক্রিক সহজেই কিংসে হওয়া গবেষণার অগ্রগতির খবর পেতেন।
ওয়াটসন ক্রিক সন্দেহ করেছিলেন DNA হয়তো প্যাঁচানো সিঁড়ির মতো গঠন যুক্ত ( helix) কিন্তু DNA এর উপাদান সুগার, ফসফেট, নাইট্রোজেন বেস( অ্যাডেনিন, গুয়ানিন, সাইটসিন, থাইমিন) এগুলো কোথায় কিভাবে সজ্জিত সে ব্যাপারে ধোঁয়াশা ছিল। ওয়াটসনের সাথে কাজ করার সময় ক্রিক অঙ্ক কষে বের করেছিলেন যে একটি হেলিক্স মডেলের এক্স রে প্যাটার্নের ছবি ঠিক কি রকম হওয়া উচিত।
কিংস কলেজে ফ্রাঙ্কলিন একটি সেমিনার দেন। সেখানে ওয়াটসন যোগ দান করেন। ফ্রাঙ্কলিন কিছু তথ্য সেখানে উপস্থাপন করেন। ওয়াটসন , ফ্রাঙ্কলিন এর তথ্য গুলোর প্রতি মনোযোগী না হয়ে তাঁর পোশাক ও কথা বলার ধরন সম্পর্কে মন্তব্য করতে থাকেন। ফিরে এসে তিনি ক্রিককে কিছু তথ্য বলেন আর কিছু পরিমাপযোগ্য তথ্য ভুলে যান। এরপরই তারা 1952 সালে একটি মডেল তৈরি করেন। এটি ছিল তিনটি স্ট্যান্ড যুক্ত মডেল। তিনটি সুগার ফসফেট চেন দিয়ে তৈরি। তারা ফ্রাঙ্কলিন এবং উইলকিনসকে আহ্বান জানান। ফ্রাঙ্কলিন মডেলটি এক নজর দেখেই নাকচ করে দেন। প্রথম মডেলটি ব্যর্থ হওয়া খুবই দুঃখজনক ঘটনা। কিন্তু আমরা এটিকে বিজ্ঞান গবেষণার অংশ হিসেবেই দেখি। এরপর কেভেন্ডিশ ল্যাবের হেড লরেন্স ব্র্যাগ তাদের DNA নিয়ে গবেষণা থেকে বিরত থাকার আদেশ দেন। 1952 শেষ হয়ে যায়। 1953 সালে গবেষণার মোড় ঘুরে যায়। জানা যায় যে আরো এক প্রতিদ্বন্দ্বী হাজার মাইল দূরে ক্যালিফোর্ণিয়াতে গবেষণা শুরু করেছেন। লিনাস পাউলিং। তিনি সেই সময়ের অন্যতম সেরা ভৌত রসায়ানবিদ ছিলেন। ওয়াটসন, পাউলিংএর গবেষণার ম্যানুস্ক্রিপ্টের কপি থেকে দেখেন যে তিনিও ট্রিপল হেলিক্স মডেলের কথা ভাবছেন। পাউলিঙের গবেষণার খবর পেয়ে কাভেন্ডিশের হেড লরেন্স ব্র্যাগ আবার ওয়াটসন এবং ক্রিককে গবেষণায় নিযুক্ত করেন।
ওয়াটসন লন্ডন যাত্রা করেন এবং কিংসে গিয়ে তিনি ফ্রাঙ্কলিন কে বলেন যে DNA এর গঠন আবিষ্কারের লড়াই শেষ হয়নি। তিনি যখন ফ্রাঙ্কলিন এর রুম থেকে বের হয়ে আসছিলেন তখন মরিস উইলকিনস তাকে তার রুমে নিয়ে যান। ড্রয়ার থেকে তিনি বের করেন একটি ফটোগ্রাফ। এই ফটোগ্রাফ জীববিদ্যার ইতিহাসে ফোটো 51 নামে পরিচিত। এটি ছিল ফ্রাঙ্কলিন ও তার ছাত্রের তোলা এক্স রে ফটোগ্রাফি। ফ্রাঙ্কলিন জানতেনও না তার অনুমতি ছাড়াই তার তোলা ছবি ওয়াটসনকে দেখানো হচ্ছে।
ওয়াটসন সেই চিত্র দেখেই তৎক্ষণাৎ সেই বিচ্ছুরণ প্যাটার্ন ( diffraction pattern) চিনতে পারেন। এটা ছিল একটি হেলিক্স। ওয়াটসন সেই ছবি দেখে অনুধাবন করেন যে DNA সম্ভবত দুটি চেন দিয়ে তৈরি। তাই এটি একটি ডাবল হেলিক্স ( দ্বিতন্ত্রী প্যাঁচানো সিঁড়ির মতো গঠন)। ওয়াটসন উত্তেজিত হয়ে পড়েন। কিন্তু তা সত্ত্বেও তিনি ওই ছবিতে তথ্যের অভাব লক্ষ্য করেন। যেমন কতগুলো তন্ত্রী আছে, অণুগুলোর রাসায়ানিক বিন্যাস কেমন এসব কোনোকিছুই এই ছবি এক ঝলক দেখে বোঝা যায় না।
সেই সময়ে ক্রিকও ফ্রাঙ্কলিন এর একটি রিপোর্ট দেখেছিলেন যার অন্তর্গত ছিল DNA এর symmetrically observation। ক্রিক এখান থেকে একটা জিনিস বুঝতে পারেন যেটা ফ্রাঙ্কলিন ধরতে পারেননি। DNA এর দুটো তন্ত্রী ( backbone) পরস্পর বিপরীত মুখী ভাবে অগ্রসর হয়েছে। এখান থেকেই তিনি বুঝতে পারেন যে সুগার- ফসফেট ব্যাকবোন বাইরের দিকে রয়েছে। নাইট্রোজেন বেসগুলো ভেতরের দিকে। যেমন কোনো মইকে দেওয়ালের সাথে দাঁড় করলে তার দুইপাশের উল্লম্ব অংশটি হলো মইটির ব্যাকবোন। DNA এর ক্ষেত্রে এই অংশটি ফসফেট আর সুগার দিয়ে তৈরি। আর মইটির ভেতরের দিকে যেভাবে অনুভূমিক ভাবে পর পর ধাপ গুলো রয়েছে সেভাবে DNA তে নাইট্রোজেন বেসগুলো সাজানো রয়েছে।
ওয়াটসন এবং ক্রিক এর কাছে এখন হেলিক্সের ধারণার থেকেও বেশি জরুরি ছিল এক্স রে ক্রিস্টালোগ্রাফির যথাযথ পর্যবেক্ষণ। ফ্রাঙ্কলিন সেই তথ্য এবং সংখ্যা গুলো নিজের অজান্তেই দিয়ে দিয়েছিলেন। ফ্রাঙ্কলিন তার নির্ণীত তথ্যগুলো কেমব্রিজ বিশ্ববিদ্যালয়ের ম্যাক্স পেরুৎজ কে চিঠিতে জানান। সেই তথ্য পেরুৎজ হস্তান্তরিত করেন ল্যাবের হেড লরেন্স ব্র্যাগকে। এটি তারপর ওয়াটসন ক্রিকের হাতে এসে পড়ে। এখন ক্রিকের কাছে সেই সব তথ্য আছে যেটা তার অঙ্কের সমাধানের জন্য দরকার ছিল। এই তথ্য থেকে তারা জানতে পারেন DNA অণুতে প্রতিটি পুনরাবৃত্ত হওয়া এককের ( নিউক্লিওটাইড) মধ্যে দূরত্ব কত, একক গুলোর ডাইমেনশন কিরকম ইত্যাদি। তারা কিংস কলেজের কাউকে জানতে দেন নি তারা কিভাবে কাজ করছেন এবং ফ্রাঙ্কলিনের অনুমতি না নিয়েই তার তথ্য নিয়ে কাজ করেছেন। (উল্লেখযোগ্য ভেবে আরো একটি ঘটনা বলা যায়। এই তথ্য গুলো ফ্রাঙ্কলিন কিংস কলেজে সেই সেমিনারে উপস্থাপন করেছিলেন। সেদিন ওয়াটসন মন দিয়ে তথ্য গুলো শুনলে অনেকমাস আগেই ক্রিককে তথ্যগুলো সরবরাহ করতে পারতেন। )
ওয়াটসন তখন গবেষণা করছিলেন কিভাবে জিনগত তথ্য সঞ্চিত হয়। তিনি একটি তন্ত্রীতে অবস্থিত নাইট্রোজেন বেসের সাথে অপর তন্ত্রীর নাইট্রোজেন বেস মেলাচ্ছিলেন। তিনি প্রথমে একটি তন্ত্রীর অ্যাডেনিনের সাথে অপর তন্ত্রীর অ্যাডেনিন , গুয়ানিনের সাথে গুয়ানিন এইভাবে যুক্ত করছিলেন। এর ফলে DNA এর দুটি তন্ত্রীই পরস্পরের সাথে একই রকম দেখতে (Identical) হয়ে যায়। ওয়াটসনকে তার এক কেমব্রিজের সহকর্মী জানান যে এইভাবে নাইট্রোজেন বেস গুলো নিজের সাথে নিজে যুক্ত হতে পারে না। ক্রিক বুঝতে পারেন DNA সম্পর্কিত একটি তথ্য তারা মাথায় রাখেন নি। সেটি হলো চারগাফের সূত্র। কিছু বছর আগে DNA সম্পর্কে অনুসন্ধিৎসু এক রসায়নবিদ চারগাফ একটি ধারণা দেন। তিনি বিভিন্ন প্রজাতির DNA এর রাসায়নিক গঠন বিশ্লেষণ করে জানতে পারেন যে একটি তন্ত্রীতে যতগুলো পিউরিন বেস ( অ্যাডেনিন, গুয়ানিন) থাকে, অপর তন্ত্রীতে ঠিক ততগুলোই পিরিমিডিন বেস ( সাইটসিন, থাইমিন) থাকে। চারগাফের এই তথ্য মাথায় রেখে একদিন ওয়াটসন ল্যাবে যান এবং কাঠবোর্ড নিয়ে সাজানো শুরু করেন। তিনি সেগুলো নিয়ে নাড়াচাড়া করতে থাকেন এবং লিংক করার জন্য বন্ড কিভাবে বানানো যায় খুঁজতে থাকেন। দুটি নাইট্রোজেন বেস পরস্পর হাইড্রোজেন বন্ড দ্বারা যুক্ত থাকে। এইভাবে কাঠ বোর্ডের কাটিং গুলো নিয়ে সাজাতে সাজাতে তিনি খুঁজে পান যে একটি তন্ত্রীর অ্যাডেনিনের সাথে অন্য তন্ত্রীর থাইমিন ও একটি তন্ত্রীর গুয়ানিনের সাথে অপর তন্ত্রীর সাইটোসিন যুক্ত হয়। 1953 সালের 28 ফেব্রুয়ারি সকালে তারা অনুধাবন করেন যে অনেক অনেক নাইট্রোজেন বেস জোড় (base pair) একটি DNA অনুর মধ্যে কত সুন্দর ভাবে ফিট করে থাকে। অ্যাডেনিনের সাথে থাইমিন দ্বিবন্ধন দ্বারা ও থাইমিনের সাথে সাইটসিন ত্রিবন্ধন দ্বারা যুক্ত হয়। একে ওয়াটসন ক্রিকের বেস জড়িভবন নীতি বলা হয়। এবার এই নীতি অনুসরণ করে যেকোনো একটি চেনকে আলাদা করে তার নাইট্রোজেন বেসের সিকুয়েন্স দেখে অপর একটি চেন সহজেই তৈরি করা যাবে। এভাবেই রেপ্লিকেশন ( DNA থেকে DNA তৈরি) এর ধারণাও আসে। জিনগত তথ্য গুলি বংশ পরম্পরায় এই নাইট্রোজেন বেসের সিকুয়েন্স এর মধ্যেই সঞ্চিত থাকে। এই সিকুয়েন্স বদলে গেলেই জিনের পরিবর্তন হয়। অর্থাৎ মিউটেশন দেখা যায়।
অপরদিকে ফ্রাঙ্কলিন গবেষণা চালিয়ে যাচ্ছিলেন একা নিঃসঙ্গ ভাবে। কারোর সাথে কোনরকম আলোচনা ছাড়াই তিনি তথ্য বিশ্লেষণ করতেন। তার ল্যাব নোটবুক থেকে জানা যায় প্রথমদিকে জটিল গাণিতিক ফলাফল ব্যাখ্যা করতে তার অসুবিধা হচ্ছিল। তিনি 24 শে ফেব্রুয়ারি বুঝতে পারেন যে DNA একটি ডাবল হেলিক্স গঠন। দুটি তন্ত্রী পরস্পরের সাথে জুড়ে থাকে এবং একটি অপরটির পরিপূরক। তার কাজ শেষের আগেই ওয়াটসন ক্রিক DNA মডেল উপস্থাপন করে তার উপাদানগুলোর সুনির্দিষ্ট স্থান, রাসায়নিক বন্ধন সবকিছুই ব্যাখ্যা করে দিয়েছিলেন। 1953 সালের মার্চের মাঝামাঝি উইলকিনস ও ফ্রাঙ্কলিন আমন্ত্রণ পান ওয়াটসন ক্রিকের মডেলটি দেখার জন্য। মডেল দেখে তারা সম্মত হন এবং ঠিক হয় যে মডেল প্রকাশ করবেন ওয়াটসন ও ক্রিক। তার জন্য সমর্থনকারী তথ্যগুলো প্রকাশ করবেন উইলকিনস এবং ফ্রাঙ্কলিন ( অবশ্যই পৃথকভাবে)। 25 শে এপ্রিল নেচার পত্রিকায় তিনটে গবেষণা পত্র প্রকাশিত হয়।
কিংসে ওই দিন পার্টি দেওয়া হয় যেখানে ফ্রাঙ্কলিন উপস্থিত ছিলেন না। তিনি DNA সংক্রান্ত সব গবেষণা ছেড়ে Birkbeck ল্যাবে চলে যান এবং টোব্যাকো মোজাইক ভাইরাস নিয়ে কাজ করেন। 1958 সালে ক্যান্সারে আক্রান্ত হয়ে মারা যান।
1962 সালে ফিজিওলজি তে নোবেল প্রাইজ ঘোষণা হয়। জেমস ওয়াটসন, ফ্রান্সিস ক্রিক এবং মরিস উইলকিনস DNA এর গঠন আবিষ্কারের জন্য নোবেল পান।
এটা সেই অভূতপূর্ব মলিকিউল যার দ্বারা আমরা একসাথে সময়ের পর সময় ধরে জীবনের স্থায়িত্ব এবং বিবর্তনের ধারা ব্যাখ্যা করতে পারি। জীববিজ্ঞানীদের জন্য এই আবিষ্কার একটা নতুন দুনিয়ার দরজা উন্মোচন করে। জীবনের রহস্য অনুসন্ধানের চাবিকাঠি।

I_love_DNA_❣️

লেখায় : সুদত্তা

Collect from fb page