অণুজীব জগতের পুষ্টি গ্রহণ এবং ব্যবহার একটি চমৎকার জীবনধারণ কৌশল। উদাহরণস্বরূপ, এসচেরিচিয়া কোলাই -কে যখন ল্যাকটোজকে সম্ভাব্য শক্তির উৎস হিসাবে উপস্থাপন করা হয়, তখন এই ব্যাকটেরিয়াগুলি কেবল "চালু" এবং "বন্ধ" অবস্থার মধ্যে ঘোরাঘুরি করে না। পরিবর্তে, তারা একটি অত্যাধুনিক জিনগত নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা ব্যবহার করে, যা ল্যাক অপারন নামে পরিচিত, যার দ্বৈত নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা প্রকৃতির নির্ভুল প্রকৌশলের উদাহরণ।
এই ব্যাকটেরিয়াল জিন ক্লাস্টারটি ট্রান্সক্রিপশনাল নিয়ন্ত্রণের একটি দৃষ্টান্ত হিসাবে কাজ করে, বিশেষ করে ই. কোলাই -এর ক্ষেত্রে এটি ভালোভাবে চিহ্নিত করা হয়েছে। অপারনের পলিসিস্ট্রনিক mRNA ল্যাকটোজ বিপাকের জন্য প্রয়োজনীয় এনজাইমগুলিকে এনকোড করে:
- lacZ : β-galactosidase এনকোড করে, যা ল্যাকটোজকে গ্লুকোজ এবং গ্যালাকটোজে হাইড্রোলাইজ করে
- lacY : ল্যাকটোজ পারমিজ তৈরি করে, যা কোষীয় ল্যাকটোজ গ্রহণের জন্য একটি ঝিল্লি ট্রান্সপোর্টার
- lacA : থিওগ্যালাকটোসাইড ট্রান্সএসিটাইলেজের জন্য কোড করে, যা সম্ভবত ডিটক্সিফিকেশনে জড়িত
- প্রমোটর : RNA পলিমারেজের বাইন্ডিং সাইট
- অপারেটর : ল্যাক রিপ্রেসর বাইন্ডিং অঞ্চল যা প্রমোটরের সাথে ওভারল্যাপ করে
- ক্যাপ সাইট : প্রমোটরের উপরের দিকে থাকা ক্যাটাবোলাইট অ্যাক্টিভেটর প্রোটিনের বাইন্ডিং স্থান
এই টেট্রামেরিক প্রোটিন, যা স্বতন্ত্র lacI জিন থেকে গঠিত হয়, একটি আণবিক সুইচ হিসাবে কাজ করে:
- ল্যাকটোজের অনুপস্থিতিতে, উচ্চ-আসক্তি অপারেটর বাইন্ডিং ট্রান্সক্রিপশনকে ব্লক করে
- অ্যালোল্যাকটোজ (একটি ল্যাকটোজ আইসোমার) কনফর্মেশনাল পরিবর্তনগুলি প্ররোচিত করে যা রিপ্রেসর-অপারেটর আসক্তি হ্রাস করে
ক্যাটাবোলাইট অ্যাক্টিভেটর প্রোটিন (CAP) cAMP-নির্ভর নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে একটি ট্রান্সক্রিপশনাল অ্যামপ্লিফায়ার হিসাবে কাজ করে:
- কম গ্লুকোজ cAMP মাত্রা বাড়ায়, ক্যাপ সক্রিয় করে
- ক্যাপ-cAMP কমপ্লেক্স প্রমোটারে RNA পলিমারেজ বাইন্ডিং বাড়ায়
সিস্টেমটি দ্বৈত পরিবেশগত সংবেদনের মাধ্যমে সমন্বিত যুক্তি প্রদর্শন করে:
- গ্লুকোজ+/ল্যাকটোজ- : রিপ্রেসর আবদ্ধ, ক্যাপ নিষ্ক্রিয় - ট্রান্সক্রিপশন নীরব
- গ্লুকোজ+/ল্যাকটোজ+ : রিপ্রেসর মুক্ত কিন্তু ক্যাপ নিষ্ক্রিয় - মূল ট্রান্সক্রিপশন
- গ্লুকোজ-/ল্যাকটোজ- : ক্যাপ সক্রিয় কিন্তু রিপ্রেসর আবদ্ধ - কোন ট্রান্সক্রিপশন নেই
- গ্লুকোজ-/ল্যাকটোজ+ : রিপ্রেসর এবং ক্যাপ উভয়ই মুক্ত - সর্বাধিক ইন্ডাকশন
এই নিয়ন্ত্রক দৃষ্টান্ত প্রদান করে:
- মেটাবলিক দক্ষতা : অগ্রাধিকারমূলক গ্লুকোজ ব্যবহার শক্তি সংরক্ষণ করে
- পরিবেশগত অভিযোজনযোগ্যতা : পুষ্টির প্রাপ্যতার প্রতি নমনীয় প্রতিক্রিয়া
- বৈজ্ঞানিক ভিত্তি : জিন নিয়ন্ত্রণের মৌলিক নীতিগুলি প্রতিষ্ঠিত
চলমান গবেষণাগুলি অনুসন্ধান করে:
- প্রোটিন-ডিএনএ মিথস্ক্রিয়াগুলির আণবিক গতিবিদ্যা
- ক্যাপ-আরএনএ পলিমারেজ সিনার্জির কাঠামোগত ভিত্তি
- ব্যাকটেরিয়াল প্রজাতি জুড়ে বিবর্তনীয় বৈচিত্র্য
ল্যাক অপারন জিনগত নিয়ন্ত্রণের জটিলতা এবং কমনীয়তা বোঝার জন্য একটি মডেল সিস্টেম এবং অনুপ্রেরণা হিসাবে কাজ করে চলেছে।
