দুটি ডিএনএ অণু ঋণাত্মকভাবে চার্জযুক্ত এবং স্থিরবিদ্যুতের নিয়ম অনুসারে একে অপরকে বিকর্ষণ করা উচিত। কিন্তু কোষের ভিতরে তারা একে অপরের প্রায় কাছাকাছি আসতে, সমান্তরালভাবে সারিবদ্ধ হতে এবং স্থিতিশীল যোগাযোগ স্থাপন করতে সক্ষম।
এখন গবেষকরা প্রথমবারের মতো এই ধরনের নৈকট্যের গঠন সরাসরি দেখতে সক্ষম হয়েছেন।
ইয়র্ক এবং শেফিল্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের বিজ্ঞানীরা তরল পরিবেশে উচ্চ-রেজোলিউশন অ্যাটমিক ফোর্স মাইক্রোস্কোপি ব্যবহার করেছেন এবং এটিকে আণবিক গতিবিদ্যার কম্পিউটার মডেলিংয়ের সাথে একত্রিত করেছেন। চিত্রগুলিতে, দুটি ডিএনএ ডাবল হেলিক্স বেশ কয়েকটি পাক ধরে পাশাপাশি অবস্থিত ছিল, যেখানে তাদের জ্যামিতি আশ্চর্যজনকভাবে নির্ভুলভাবে মিলে গিয়েছিল: বড় খাঁজগুলি বড়গুলির বিপরীতে, ছোটগুলি ছোটগুলির বিপরীতে সারিবদ্ধ ছিল।
এটি একটি আণবিক জিপার-এর মতো একটি কাঠামো তৈরি করেছিল।
আয়নগুলি সেতু তৈরি করে
দ্বিযোজী ধাতব আয়ন - প্রধানত ম্যাগনেসিয়াম, ক্যালসিয়াম এবং নিকেল - এই প্রক্রিয়ায় মূল ভূমিকা পালন করে।
যেহেতু ডিএনএ-র ফসফেট মেরুদণ্ড ঋণাত্মক চার্জ বহন করে, তাই দুটি অণু স্বাভাবিকভাবেই একে অপরকে বিকর্ষণ করে। ধনাত্মকভাবে চার্জযুক্ত আয়নগুলি এই মিথস্ক্রিয়াকে আংশিকভাবে প্রশমিত করে এবং পাশাপাশি থাকা হেলিক্সগুলির মধ্যে এক ধরণের সেতু তৈরি করতে পারে।
তবে, প্রক্রিয়াটি সাধারণ 'চার্জ নিরপেক্ষকরণ'-এর চেয়ে বেশি আকর্ষণীয় প্রমাণিত হয়েছে।
মডেলিং দেখিয়েছে যে আয়নগুলি ডিএনএ-র বড় এবং ছোট খাঁজগুলির ভিতরে স্থাপন করা যেতে পারে এবং যোগাযোগের একটি স্থানিকভাবে সংগঠিত নেটওয়ার্ক তৈরি করতে পারে। এর ফলে দুটি হেলিক্স কেবল কাছাকাছি আসে না - তারা একে অপরের সাপেক্ষে একটি নির্দিষ্ট জ্যামিতিতে সারিবদ্ধ হওয়ার সুযোগ পায়।
প্রায় বিশ বছর আগে অধ্যাপক আলেক্সেই কর্নিশেভ এবং তার সহকর্মীরা স্থিরবিদ্যুৎ 'ডিএনএ-জিপার'-এর এমনই একটি মডেল প্রস্তাব করেছিলেন। এটি এতদিন পর্যন্ত মূলত তাত্ত্বিক ছিল।
এখন গবেষকরা এর সরাসরি কাঠামোগত প্রমাণ পেয়েছেন।
সব আয়ন সমানভাবে কাজ করে না
বিভিন্ন ধাতু বিভিন্ন ধরণের যোগাযোগ তৈরি করে।
নিকেল আয়নগুলি ডিএনএ-র নির্দিষ্ট অংশগুলির সাথে আরও স্থানীয় মিথস্ক্রিয়া প্রদর্শন করে। ম্যাগনেসিয়াম এবং ক্যালসিয়াম আরও বৈচিত্র্যময় বন্ধন নেটওয়ার্ক তৈরি করে এবং ছোট ও বড় উভয় খাঁজগুলিতেই যোগাযোগে অংশ নিতে পারে।
এর অর্থ হল রাসায়নিক পরিবেশ প্রভাবিত করতে পারে যে দুটি ডিএনএ অণু কতটা স্থিতিশীলভাবে কাছাকাছি থাকবে এবং একে অপরের সাপেক্ষে কীভাবে তারা বিন্যস্ত হবে।
তবে এখানে খুব বেশি দূর এগোনো উচিত নয়: পরীক্ষাটি দেখায় না যে ডিএনএ কেবল আয়নগুলির সহায়তায় স্বাধীনভাবে এবং নির্ভুলভাবে অভিন্ন ক্রম সনাক্ত করতে পারে।
গবেষকরা অভিন্ন এবং ভিন্ন উভয় ক্রমের মধ্যে যোগাযোগ পর্যবেক্ষণ করেছেন। লেখকরা অনুমান করেন যে ক্রমের মিল সঠিক সারিবদ্ধতা বজায় রাখতে এবং অণু বরাবর যোগাযোগ প্রসারিত করতে সাহায্য করতে পারে, তবে এই প্রক্রিয়াটি এখনও আরও বিস্তারিতভাবে অধ্যয়ন করা প্রয়োজন।
ডিএনএ কেন কাছাকাছি আসবে?
এই ধরনের মিথস্ক্রিয়া কোষের ভিতরের মৌলিক প্রক্রিয়াগুলির জন্য গুরুত্বপূর্ণ হতে পারে: ক্রোমোজোমের সংগঠন, জিনোমের অংশগুলির মিথস্ক্রিয়া এবং সেই প্রক্রিয়াগুলি যেখানে ডিএনএ অণুগুলিকে অভিন্ন ক্রম খুঁজে বের করতে এবং মেলাতে হয়।
এই কাজটি ডিএনএ-ন্যানোটেকনোলজির জন্যও আকর্ষণীয়। গবেষকরা যত ভালোভাবে বুঝতে পারেন কোন শক্তিগুলি দুটি সর্পিলকে কাছাকাছি আসতে বাধ্য করে এবং এই প্রক্রিয়াটিতে আয়নগুলি কীভাবে প্রভাব ফেলে, ততই নির্ভুলভাবে ডিএনএ-ভিত্তিক কৃত্রিম কাঠামো — উদাহরণস্বরূপ, ডিএনএ-অরিগামি নির্মাণ এবং অন্যান্য প্রোগ্রামযোগ্য ন্যানোস্ট্রাকচার — নকশা করা সম্ভব হয়।
কিন্তু সম্ভবত গবেষণার সবচেয়ে আকর্ষণীয় অংশটি অন্য জায়গায়।
আণবিক স্তরে জীবন ক্রমাগত এমন সমস্যার সমাধান করে যা প্রথম দর্শনে শারীরিকভাবে অসম্ভব বলে মনে হয়। দুটি ঋণাত্মকভাবে চার্জযুক্ত সর্পিলের আলাদা হয়ে যাওয়া উচিত — কিন্তু তার পরিবর্তে তারা পাশাপাশি অবস্থান করে, তাদের খাঁজগুলি নির্ভুলভাবে মিলিয়ে নেয়।
আর কয়েকটি ক্ষুদ্র আয়ন বিকর্ষণকে সুশৃঙ্খল সংস্পর্শে রূপান্তরিত করতে সাহায্য করে।
