ডিএনএ এর রেপ্লিকেশন এর বেসিক আমাদের আজকের আলোচনার বিষয়। “ডিএনএ এর রেপ্লিকেশন এর বেসিক [ Basics of DNA replication ]” ক্লাস এর আরও ক্লাস পেতে যুক্ত থাকুন “মেডিকেল এডুকেশন, স্বাস্থ্য শিক্ষা গুরুকুল [ GOLN ]” এর সাথে। বেসিক সাইন্স (basic science) কোর্সের প্রায় সকল ক্লাস “গুরুকুল মেডিকেল এডুকেশন (Gurukul Medical Educaiton)” চ্যানেলে রাখা হয়েছে, বাংলাদেশের “স্বাস্থ্য শিক্ষা (Medical Educaiton)” খাতের উচ্চ মাধ্যমিক স্তরের শিক্ষার্থীদের জন্য।
ডিএনএ এর রেপ্লিকেশন এর বেসিক
সমস্ত জৈবিক পলিমারকরণ প্রক্রিয়াগুলোর মতো ডিএনএ প্রতিলিপন তিনটি অনুঘটিত এবং সমন্বিত পদক্ষেপে সম্পন্ন হয়: আরম্ভ, দীর্ঘায়ন এবং সমাপ্তি।
আরম্ভ
কোষ বিভাজনের করার জন্য প্রথমে এটির ডিএনএর প্রতিলিপি অবশ্যই তৈরি করতে হয়। ডিএনএর প্রতিলিপন একবার শুরু হয়ে গেলে এটি সমাপ্তির দিকে এগিয়ে যায়। প্রতিলিপি সম্পূর্ণ হয়ে গেলে একই কোষ চক্রে এটি আবার সংঘটিত হয় না। প্রাক-রেপ্লিকেশন কমপ্লেক্সের আরম্ভের বিভাজনের দ্বারা এটি সম্ভব হয়।
প্রাক-রেপ্লিকেশন কমপ্লেক্স
মাইটোসিসের শেষের দিকে এবং G1 পর্বের প্রথম দিকে, প্রারম্ভিক প্রোটিনগুলোর একটি বৃহৎ অংশ ডিএনএর নির্দিষ্ট পয়েন্ট এ প্রাক-রেপ্লিকেশন কমপ্লেক্স একত্রিত হয়, যা “উৎস” হিসেবে পরিচিত। E. coli তে প্রাথমিক প্রোটিন হল DnaA; ইস্ট এর জন্য জন্য একটি উৎস শনাক্তকারী কমপ্লেক্স।[১৬] প্রবর্তক প্রোটিন দ্বারা ব্যবহৃত সিকোয়েন্সগুলো এডেনিন ও থাইমিন ক্ষারগুলোতে সমৃদ্ধ হয়ে থাকে, কারণ ক্ষার জোড়গুলোতে দুটি হাইড্রোজেন বন্ধন থাকে (সাইটোসিন-গুয়ানিন জোড়ায় বন্ধন থাকে) এবং তাই একে সহজেই প্রসারিত করে আলাদা করা যায়।
প্রকৃত কোষের জীবে উৎস শনাক্তকারী কমপ্লেক্স প্রারম্ভিক প্রোটিনকে প্রাক-রেপ্লিকেশন কমপ্লেক্সে রূপান্তরে প্রভাবিত করে। তারপরে Cdc6 এবং Cdt1 ডিএনএর আবদ্ধ উৎস শনাক্তকারী কমপ্লেক্স সাথে যুক্ত হয়ে Mcm কমপ্লেক্সটি লোড করার জন্য প্রয়োজনীয় কমপ্লেক্স গঠন করে। Mcm কমপ্লেক্স হলো হেলিকেজ যা প্রকৃতকোষীতে প্রতিলিপন উৎস এবং প্রতিলিপন ফর্ক গঠন করে। Mcm কমপ্লেক্সটি G1 পর্বের শেষ ভাগে গঠিত হয় এবং ORC-Cdc6-Cdt1 কমপ্লেক্সটি ATP-নির্ভর প্রোটিন পুনরায় তৈরির মাধ্যমে ডিএনএতে লোড হয়। মূল ডিএনএতে Mcm কমপ্লেক্সের লোডিং প্রাক-রেপ্লিকেশন কমপ্লেক্স গঠনের সমাপ্তি চিহ্নিত করে।
G1 দশার শেষের দিকে পরিবেশগত অবস্থা ঠিক থাকলে, যেমন G1 এবং G1/S cyclin – Cdk কমপ্লেক্স সক্রিয় হয়, যা জিনের অভিব্যক্তিকে উদ্দীপিত করে যা ডিএনএ সিন্থেটিক বড় যন্ত্র গঠন করে। এছাড়াও G1/S-Cdk অ্যাক্টিভেশন S-Cdk কমপ্লেক্সগুলোর প্রকাশ এবং সক্রিয় হতে উদ্দীপিত করে, যা প্রজাতি এবং কোষ ভেদে প্রতিলিপনের উৎস সক্রিয় করতে ভূমিকা রাখে।
এই Cdk এর নিয়ন্ত্রণ কোষের ধরন এবং বিকাশের পর্যায়ের উপর নির্ভর করে পরিবর্তিত হয়। এই নিয়ন্ত্রণটি মুকুলোদগমকারী ইস্টে ভালোভাবে বোঝা যায়, যেখানে S সাইক্লিনস Clb5 এবং Clb6 মূলত ডিএনএ প্রতিলিপনের জন্য দায়ী। Clb5,6-Cdk1 কমপ্লেক্সগুলো প্রতিলিপন উৎসের সক্রিয়করণকে সরাসরি ট্রিগার করে এবং তাই প্রতিটি উৎসকে সরাসরি সক্রিয় করতে এস পর্যায়ে জুড়ে এটি প্রয়োজন।
অনুরূপণ পদ্ধতিতে প্রতিলিপন উৎস সক্রিয় করতে এস দশার মধ্যে Cdc7ও প্রয়োজনীয়। Cdc7 পুরো চক্র জুড়ে সক্রিয় থাকে না এবং ডিএনএ প্রতিলিপনের অপ্রাপ্ত আরম্ভ এড়ানোর জন্য এটির সক্রিয়করণ কঠোরভাবে প্রয়োজন হয়। G1 এর শেষের দিকে নিয়ন্ত্রক উপ-একক Dbf4 এর সাথে সংঘর্ষের ফলে Cdc7-এর ক্রিয়াকলাপ হঠাৎ বেড়ে যায় যা Cdc7-কে সরাসরি বেঁধে রাখে এবং এর প্রোটিন কাইনেজ ক্রিয়াকলাপ প্রচার করে।
Cdc7টি মূল ক্রিয়াকলাপের হার-সীমাবদ্ধ নিয়ামক হিসাবে প্রমাণিত হয়েছে। একইসাথে G1/S-Cdks অথবা S-Cdks এবং Cdc7 সরাসরি প্রতিলিপন মূলককে সক্রিয় করতে সহযোগিতা করে, যার ফলে ডিএনএ সংশ্লেষণের সূচনা হয়।
প্রাক-প্রারম্ভিক কমপ্লেক্স
প্রারম্ভিক এস পর্যায়ে S-Cdk এবং Cdk7 অ্যাক্টিভেশন প্রাক-প্রারম্ভিক কমপ্লেক্সের সমাবেশের দিকে পরিচালিত করে, একটি বৃহৎ প্রোটিন যৌগ গঠিত হয়। প্রাক-প্রারম্ভিক কমপ্লেক্সের গঠনটি Cdc6 এবং Cdt1-কে মূল রেপ্লিকেশন কমপ্লেক্স থেকে বিচ্ছিন্ন করে, প্রাক-রেপ্লিকেশন কমপ্লেক্সকে নিষ্ক্রিয় করে এবং ছত্রভঙ্গ করে। প্রাক-প্রারম্ভিক কমপ্লেক্সটি উৎসের উপর লোড হলে Mcm হেলিকেজকে সক্রিয় করে, যার ফলে ডিএনএ সূত্রকে মুক্ত হয়। প্রাক-প্রারম্ভিক কমপ্লেক্সটি ডিএনএ-তে আলফা-প্রাইমেজ এবং অন্যান্য ডিএনএ পলিমারেজগুলো লোড করে।
আলফা-প্রাইমেজ নামে প্রথম প্রাইমার সংশ্লেষিত করবার পর প্রাইমার-ছাঁচ জংশনগুলো ক্ল্যাম্প লোডারের সাথে ক্রিয়া করে, যা ডিএনএ সংশ্লেষণ শুরু করতে স্লাইডিং ক্ল্যাম্পটি ডিএনএ-এর উপর চাপিয়ে দেয়। প্রাক-প্রারম্ভিক কমপ্লেক্সের উপাদানগুলো মূল থেকে বেরিয়ে যাওয়ার সাথে সাথে প্রতিলিপন ফর্কের সাথে যুক্ত হয়।
দীর্ঘায়ন
ডিএনএ পলিমারেজে 5′–3′ কার্যকলাপ রয়েছে। সমস্ত প্রচলিত ডিএনএ প্রতিলিপি সিস্টেমে সংশ্লেষণ শুরুর আগে একটি মুক্ত 3′ হাইড্রোক্সিল গ্রুপ প্রয়োজন (দ্রষ্টব্য: ডিএনএ টেমপ্লেটটি 3′ থেকে 5′ দিকে পড়া হয় যেখানে একটি নতুন স্ট্র্যান্ড 5′ থেকে 3′ দিকের দিকে সংশ্লেষিত হয়; এটি প্রায়শই বিভ্রান্তকর হয়)। ডিএনএ সংশ্লেষণের জন্য চারটি স্বতন্ত্র প্রক্রিয়া স্বীকৃত আছে-
- সমস্ত কোষীয় জীব এবং অনেকগুলো ডিএনএ ভাইরাস, ফাজ এবং প্লাজমিড প্রাইমেজ ব্যবহার করে একটি মুক্ত 3′ হাইড্রোক্সিল গ্রুপের সাথে একটি সংক্ষিপ্ত আরএনএ প্রাইমার সংশ্লেষিত করে যা পরবর্তীকালে ডিএনএ পলিমারেজ দ্বারা প্রসারিত হয়।
- রেট্রো উপাদানগুলো (রেট্রোভাইরাসসহ) একটি ট্রান্সফার আরএনএ নিয়োগ করে রিভার্স ট্রান্সক্রিপটেজ দ্বারা প্রসারিত করার জন্য ডিএনএর প্রতিলিপনকে একটি মুক্ত 3′ হাইড্রোক্সিল গ্রুপ সরবরাহ করে।
- এডিনোভাইরাস এবং ফাই 29 পরিবারের ব্যাকটেরিওফাজের এর মধ্যে 3′ হাইড্রোক্সিল গ্রুপ জিনোম সংযুক্ত প্রোটিন এর অ্যামিনো অ্যাসিড পার্শ্ব-শৃঙ্খল (টার্মিনাল প্রোটিন) থেকে সরবরাহ করা হয় যা নিউক্লিওটাইডের ডিএনএ পলিমারেজ দ্বারা যুক্ত হয়ে একটি নতুন সূত্রক গঠন করে।
- একসূত্র বিশিষ্ট ডিএনএ ভাইরাস (একটি গ্রুপ রয়েছে যেখানে আছে circoviruses, geminiviruses, parvoviruses এবং অন্যান্য) এবং অনেক ফাজ ও প্লাসমিড যে ঘূর্ণায়মান বৃত্ত রেপ্লিকেশন (RCR) প্রক্রিয়া ব্যবহার করেন, RCR এন্ডোনিউক্লিয়েজ একটি জিনোম স্ট্র্যান্ড সৃষ্টি করে (একক স্ট্র্যান্ড ভাইরাস) বা ডিএনএ স্ট্র্যান্ড সৃষ্টি করে (প্লাজমিড)। নিকড স্ট্র্যান্ডের 5′ প্রান্তটি নিউক্লিয়েজের একটি টাইরোসিন অবশিষ্টাংশে স্থানান্তরিত হয় এবং মুক্ত 3′ হাইড্রোক্সিল গ্রুপটি ডিএনএ পলিমারেজ দ্বারা নতুন স্ট্র্যান্ড সংশ্লেষ করার জন্য ব্যবহৃত হয়।
প্রথমটি এই ব্যবস্থাগুলোর মধ্যে সর্বাধিক পরিচিত এবং কোষীয় জীব দ্বারা ব্যবহৃত হয়। এই ব্যবস্থায় একবার দুটি স্ট্র্যান্ড পৃথক হয়ে গেলে প্রাইমেজ টেমপ্লেট স্ট্র্যান্ডগুলোতে আরএনএ প্রাইমার যুক্ত করে। লিডিং স্ট্র্যান্ড একটি আরএনএ প্রাইমার গ্রহণ করে যখন ল্যাগিং স্ট্র্যান্ড বেশ কয়েকটি গ্রহণ করে। লিডিং স্ট্র্যান্ড ক্রমাগত অবিচ্ছিন্নভাবে একটি ডিএনএ পলিমেরেজ দ্বারা প্রাইমার থেকে প্রসারিত হয়েছে, যখন ল্যাগিং স্ট্র্যান্ড প্রতিটি প্রাইমার থেকে বিরচন করে বিচ্ছিন্নভাবে ওকাজাকি টুকরায় পরিণত হয়।
আরএনএনেজ আরএনএ প্রাইমার খণ্ডগুলোকে সরিয়ে দেয় এবং শূন্যস্থান পূরণের জন্য প্রতিরক্ষামূলক পলিমারেজ থেকে স্বল্প প্রক্রিয়াকরণ ডিএনএ পলিমারেজ প্রবেশ করে। এটি সম্পূর্ণ হয়ে গেলে লিডিং স্ট্র্যান্ডের একটি একক নিক এবং ল্যাগিং স্ট্র্যান্ডের বেশ কয়েকটি নিক পাওয়া যায়। লাইগেজ এই নিকগুলো পূরণ করার জন্য কাজ করে, এইভাবে নতুন করা ডিএনএ অণু প্রতিলিপি সম্পূর্ণ হয়।
এই প্রক্রিয়ায় ব্যবহৃত প্রাইমেজে ব্যাকটেরিয়া এবং আর্চিয়া/ইউক্যারিওটের মধ্যে উল্লেখযোগ্যভাবে পার্থক্য রয়েছে। ব্যাকটেরিয়া DnaG প্রোটিনের সাথে সম্পর্কিত একটি প্রাইমেজ ব্যবহার করে যা সুপার-ফ্যামিলি TOPRIM ভাঁজ টাইপের একটি অনুঘটক ডোমেইন ধারণ করে। TOPRIM ভাঁজটিতে রসম্যান-জাতীয় টপোলজিতে চারটি সংরক্ষিত স্ট্র্যান্ডসহ একটি আলফা/বিটা কোর রয়েছে। এই কাঠামোটি টপোইসোমারেজ I, টপোইসোমারেজ II, ওল্ড-ফ্যামিলি নিউক্লিয়েজ এবং RecR প্রোটিন সম্পর্কিত ডিএনএ মেরামতকারী প্রোটিনগুলোর অনুঘটক ডোমেনগুলোও পাওয়া যায়।
বিপরীতে আর্চিয়া এবং ইউক্যারিওট দ্বারা ব্যবহৃত প্রাইমেজে আরএনএ রিকগনিশন মোটিফ (RPM) এর একটি সংস্করণ রয়েছে। এই প্রাইমেজ কাঠামোগতভাবে অনেক ভাইরাস সম্পর্কিত আরএনএ নির্ভর আরএনএ পলিমারেজ, রিভার্স ট্রান্সক্রিপটেজ, চক্রীয় নিউক্লিওটাইড উৎপাদনকারী চক্র এবং ডিএনএ প্রতিলিপি এবং মেরামতের সাথে জড়িত এ/ বি/ওয়াই পরিবারের ডিএনএ পলিমারেযের মতো। ইউক্যারিওটিক প্রতিলিপনে প্রাইমেজ পোল-আলফার সাথে একটি কমপ্লেক্স গঠন করে।
একাধিক ডিএনএ পলিমারেজ ডিএনএ প্রতিলিপন প্রক্রিয়ায় বিভিন্ন ভূমিকা গ্রহণ করে। E. coli, DNA Pol III হলো পলিমারেজ এনজাইম যা ডিএনএ রেপ্লিকেশন এর জন্য প্রাথমিকভাবে দায়ী। এটি সম্পূর্ণ প্রতিরূপ চক্রের জন্য অক্ষত থেকে, অত্যন্ত উচ্চ উৎপাদন প্রদর্শন করে এমন প্রতিলিপন ফর্কের সাথে একটি রেপ্লিকেশন কমপ্লেক্সে একত্রিত হয়।
বিপরীতে DNA Pol I হলো আরএনএ প্রাইমারগুলো ডিএনএর সাথে প্রতিস্থাপনের জন্য দায়ী এনজাইম। DNA Pol I-এর পলিমারেজ ক্রিয়াকলাপ ছাড়াও একটি 5′ থেকে 3′ এক্সোনিউক্লিয়েজ কার্যকলাপ রয়েছে এবং এটি আরএনএ প্রাইমারকে এর পিছনে ডিএনএ স্ট্র্যান্ডকে প্রসারিত করার জন্য এর এক্সোনিউক্লিয়েজ ক্রিয়াকলাপটি ব্যবহার করে নিক অনুবাদ বলে। পোল-১ পোল-৩ এর তুলনায় অনেক কম প্রক্রিয়াজাতক কারণ ডিএনএ প্রতিলিপনে এটির প্রাথমিক কাজ হলো কয়েকটি খুব দীর্ঘ অঞ্চলের পরিবর্তে অনেকগুলো সংক্ষিপ্ত ডিএনএ অঞ্চল তৈরি করা।
ইউক্যারিওটে কম উৎপাদনশীল এনজাইম Pol-α প্রতিলিপন কাজ সূচনা করতে সাহায্য করে কারণ এটি প্রাইমেজের সঙ্গে একটি কমপ্লেক্স গঠন করে। ইউক্যারিওটে লিডিং স্ট্র্যান্ড সংশ্লেষণ Pol-ε দ্বারা পরিচালিত হয় বলে মনে করা হয়; যাইহোক, এই দৃশ্যটি সম্প্রতি চ্যালেঞ্জ করা হয়েছে, Pol-δ-এর জন্য একটি ভূমিকা প্রস্তাব করা হয়েছে। প্রাইমারের অপসারণ সম্পূর্ণ Pol-δ করে যেখানে Pol-ε প্রতিলিপনের সময় ডিএনএ মেরামত সম্পন্ন করে।
ডিএনএ সংশ্লেষণ চলার সাথেসাথে মূল ডিএনএ স্ট্র্যান্ডগুলো বুদ্বুদের প্রতিটি পাশের দিকে উন্মুক্ত হয়ে দুটি কাঁটাবিশিষ্ট একটি রেপ্লিকেশন ফর্ক গঠন করে। বৃত্তাকার ক্রোমোজোমে প্রতিলিপির একটি মাত্র উৎস থাকা ব্যাকটেরিয়াতে এই প্রক্রিয়ায় একটি থিটা কাঠামো” তৈরি হয় (গ্রীক অক্ষর থিটা: θ-এর অনুরূপ)। বিপরীতে ইউক্যারিওটের দীর্ঘতর সরলরৈখিক ক্রোমোজোম থাকে এবং এর মধ্যে একাধিক উৎসে প্রতিলিপি শুরু হয়।
রেপ্লিকেশন ফর্ক
রেপ্লিকেশন ফর্ক একটি কাঠামো যা ডিএনএ প্রতিলিপি চলাকালীন দীর্ঘ সূত্রকীয় ডিএনএর মধ্যে উৎপন্ন হয়। এটি হেলিকেজ দ্বারা তৈরি করা হয়, যা সূত্রকে দুটি ডিএনএ স্ট্র্যান্ডকে ধরে রেখে হাইড্রোজেন বন্ধনগুলো ভেঙে দেয়। ফলস্বরূপ কাঠামোতে দুটি শাখা “কাঁটা” রয়েছে, যার প্রত্যেকটিই ডিএনএর একক স্ট্র্যান্ড দ্বারা গঠিত। এই দুটি স্ট্র্যান্ড লিডিং এবং ল্যাগিং স্ট্র্যান্ডগুলোর ছাঁচ হিসাবে কাজ করে, যা ডিএনএ পলিমারেজ টেমপ্লেটগুলোর পরিপূরক নিউক্লিওটাইডগুলোর সাথে মিলে তৈরি হয়; টেমপ্লেটগুলো সঠিকভাবে লিডিং স্ট্র্যান্ড ছাঁচ এবং ল্যাগিং স্ট্র্যান্ড ছাঁচ হিসাবে উল্লেখ করা যেতে পারে।
ডিএনএ 3′ থেকে 5′ দিকে ডিএনএ পলিমারেজ দ্বারা পড়া হয়, যার অর্থ নতুন স্ট্র্যান্ড 5 ‘থেকে 3’ দিকে সংশ্লেষিত হয়। যেহেতু লিডিং এবং ল্যাগিং স্ট্র্যান্ড ছাঁচগুলো রেপ্লিকেশন ফর্কে বিপরীতমুখী, তাই একটি বড় সমস্যা হলো নতুন ল্যাগিং স্ট্র্যান্ড ডিএনএ-এর সংশ্লেষণ কীভাবে অর্জন করা যায়, যার সংশ্লেষণের দিকটি ক্রমবর্ধমান রেপ্লিকেশন ফর্ক এর দিকের বিপরীত হবে।
লিডিং স্ট্র্যান্ড
লিডিং স্ট্র্যান্ড হলো নতুন ডিএনএর যে স্ট্র্যান্ড ক্রমবর্ধমান রেপ্লিকেশন ফর্কের একই দিকে সংশ্লেষিত। এই ধরনের ডিএনএ প্রতিলিপন অবিচ্ছিন্ন হয়।
ল্যাগিং স্ট্র্যান্ড
ল্যাগিং স্ট্র্যান্ড হলো নতুন ডিএনএ-এর সেই স্ট্র্যান্ড যার সংশ্লেষণের দিকটি ক্রমবর্ধমান রেপ্লিকেশন ফর্কের দিকের বিপরীত। এর ওরিয়েন্টেশনের কারণে লিডিং স্ট্র্যান্ডের তুলনায় ল্যাগিং স্ট্র্যান্ডের প্রতিলিপন আরও জটিল। ফলস্বরূপ, এই স্ট্র্যান্ডের ডিএনএ পলিমারেজকে অন্য স্ট্র্যান্ডের “পিছনে” থাকতে দেখা যায়।
ল্যাগিং স্ট্র্যান্ড সংক্ষিপ্ত ও পৃথক অংশে সংশ্লেষিত হয়। ল্যাগিং স্ট্র্যান্ড টেমপ্লেটে একজন প্রাইমেজ টেমপ্লেট ডিএনএ-কে “পড়ে” এবং একটি সংক্ষিপ্ত পরিপূরক আরএনএ প্রাইমারের সংশ্লেষণ শুরু করে। একটি ডিএনএ পলিমারেজ ওকাজাকি টুকরো তৈরি করে প্রাইমড অংশগুলোকে প্রসারিত করে। এরপর আরএনএ প্রাইমারগুলো ডিএনএ দ্বারা অপসারণ ও প্রতিস্থাপন করা হয় এবং ডিএনএর টুকরোগুলো ডিএনএ লাইগেজের মাধ্যমে একত্রিত হয়।
রেপ্লিকেশন ফর্কের গতিশীলতা
সমস্ত ক্ষেত্রে হেলিকেজটি ছয়টি পলিপেপটাইডের সমন্বয়ে গঠিত যা ডিএনএর প্রতিলিপনের সময় একটি স্ট্র্যান্ডের চারপাশে মোড়ানো থাকে। দুটি পলিমারেজ হেলিকেজ হেক্সিমারের সাথে আবদ্ধ থাকে। ইউক্যারিওটসে হেলিকেজটি লিডিং স্ট্র্যান্ডের চারপাশে মোড়ানো থাকে এবং প্রোক্যারিওটসে এটি ল্যাগিং স্ট্র্যান্ডের চারপাশে মোড়ানো থাকে।
হেলিকেজ যখন রেপ্লিকেশন ফর্কে ডিএনএ-কে খুলে দেয়, ঠিক তখন ডিএনএ ঘুরতে বাধ্য হয়। এই প্রক্রিয়াটির ফলস্বরূপ ডিএনএ-তে সামনের দিকে মোড় নেয়। এই প্রক্রিয়াটি একটি ঘূর্ণনশীল প্রতিরোধের রূপ দেয় যা শেষ পর্যন্ত রেপ্লিকেশন ফর্ক এর অগ্রগতি থামিয়ে দেয়। টপোইসোমারেজ হলো এক ধরনের এনজাইম যা অস্থায়ীভাবে ডিএনএর স্ট্র্যান্ডগুলো ভেঙে দেয়, ডিএনএ সূত্রকে দুটি স্ট্র্যান্ডকে বিচ্ছিন্ন করার ফলে সৃষ্ট উত্তেজনা থেকে মুক্তি দেয়; টপোইসোমারেজগুলো (ডিএনএ গাইরেজসহ) ডিএনএ হেলিক্সে নেতিবাচক সুপারকয়েল যুক্ত করে এটি সম্পন্ন করে।
শূন্য একক-আটকে থাকা ডিএনএ গৌণ কাঠামো গঠনে নিজেই ফিরে যায়; এই কাঠামোগুলো ডিএনএ পলিমারেজের চলাচলে হস্তক্ষেপ করতে পারে। এটি রোধ করতে একক-স্ট্র্যান্ড বাইন্ডিং প্রোটিনগুলো ডিএনএতে আবদ্ধ থাকে যতক্ষণ পর্যন্ত না দ্বিতীয় স্ট্র্যান্ড সংশ্লেষিত না হয়, যা গৌণ কাঠামো গঠনে বাধা দেয়।
ডাবল-স্ট্র্যান্ডেড ডিএনএ হিস্টোনগুলোর চারপাশে যুক্ত থাকে যা জিনের এক্সপ্রেশন নিয়ন্ত্রণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, তাই প্রতিলিপি যুক্ত ডিএনএ অবশ্যই হিস্টোনের আশেপাশে মূল ডিএনএ হিসেবে একই স্থানে যুক্ত থাকে। এটি নিশ্চিত করার জন্য হিস্টোন চ্যাপেরোনস এটি প্রতিলিপনের আগেই ক্রোমাটিন থেকে পৃথক হয় এবং হিস্টোনকে সঠিক জায়গায় প্রতিস্থাপন করে। এই পুনঃনির্মাণের কিছু পদক্ষেপ কিছুটা অনুমানমূলক।
ক্ল্যাম্প প্রোটিনগুলো ডিএনএর চারপাশে একটি স্লাইডিং ক্ল্যাম্প গঠন করে, ডিএনএ পলিমারেজকে তার টেমপ্লেটের সাথে যোগাযোগ বজায় রাখতে সহায়তা করে, যার ফলে উৎপাদনে সহায়তা হয়। ক্ল্যাম্পের অভ্যন্তরীণ মুখ ডিএনএ-এর মাধ্যমে খাঁজ কাটতে সক্ষম করে। একবার পলিমারেজ টেমপ্লেটের শেষ প্রান্তে পৌঁছে যায় বা ডাবল-স্ট্র্যান্ডেড ডিএনএ শনাক্ত করে, যা স্লাইডিং ক্ল্যাম্প একটি ধারণামূলক পরিবর্তন করে যার ফলে ডিএনএ পলিমারেজ প্রকাশিত হয়। ক্ল্যাম্প-লোডিং প্রোটিনগুলো ক্ল্যাম্প লোড করার জন্য প্রাথমিকভাবে টেমপ্লেট এবং আরএনএ প্রাইমার এর মধ্যে জংশনকে চিহ্নিত করে।
ডিএনএ এর রেপ্লিকেশন এর বেসিক নিয়ে বিস্তারিত :
আরও দেখুনঃ