মানুষের বিবর্তনে মাইটোকন্ড্রিয়ার ভূমিকা

মাইটোকন্ড্রিয়া শুধুমাত্র আমাদের কোষের পাওয়ার প্লান্ট নয়; এই ক্ষুদ্র কাঠামোগুলি আমাদের শারীরবৃত্তিতেও একটি কেন্দ্রীয় ভূমিকা পালন করে।

তদুপরি, নতুন পরিবেশে নমনীয় শারীরবৃত্তীয় প্রতিক্রিয়া সক্ষম করে, মাইটোকন্ড্রিয়া পৃথিবীতে জীবনের ইতিহাস জুড়ে মানুষ এবং অন্যান্য স্তন্যপায়ী প্রাণীদের মানিয়ে নিতে এবং বিকশিত হতে সাহায্য করেছে।

মানুষের বিবর্তন এবং মাইটোকন্ড্রিয়া

গবেষকরা বিশ্বব্যাপী বিভিন্ন মানব জনসংখ্যার মাইটোকন্ড্রিয়াল ডিএনএ তুলনা করেছেন এবং সেই তুলনাগুলি থেকে তারা যুক্তি দিয়েছেন যে প্রায় 200,000 বছর আগে আফ্রিকাতে সমস্ত মানব জনসংখ্যার একটি সাধারণ পূর্বপুরুষ ছিল।

মাইটোকন্ড্রিয়া ডিএনএ (এমটিডিএনএ) হল মাইটোকন্ড্রিয়া নামক কোষের সেই অংশগুলিতে পাওয়া একটি ছোট বৃত্তাকার জিনোম।

মাইটোকন্ড্রিয়াল ডিএনএ (এমটিডিএনএ) তার অনন্য বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে মানব বিবর্তন এবং জনসংখ্যার ইতিহাস অধ্যয়নের একটি মূল হাতিয়ার। যেমন:

• মাতৃত্বের উত্তরাধিকার; সমস্ত মাইটোকন্ড্রিয়া মায়ের কাছ থেকে প্রবাহিত হয়, যা গবেষকদের মায়ের বংশের মাধ্যমে বংশানুক্রমের সন্ধান করতে দেয়।
• উচ্চ মিউটেশন হার: MtDNA এর উচ্চ পরিব্যক্তির হার রয়েছে, যা এটিকে বিবর্তন অধ্যয়নের জন্য উপযোগী করে তোলে।
• পুনর্মিলনের অভাব: MtDNA এর পুনর্মিলনের অভাব রয়েছে, যা বিবর্তন অধ্যয়নের জন্য এটিকে উপযোগী করে তোলে এমন আরেকটি কারণ।
• উচ্চ কপি নম্বর:
• MtDNA এর একটি উচ্চ কপি নম্বর রয়েছে, যা এটিকে বিবর্তন অধ্যয়নের জন্য উপযোগী করে তোলে।

mtDNA ভিন্নতার বিশ্লেষণ গবেষকদের প্রাচীন মানব অভিবাসন পুনর্গঠনে সাহায্য করেছে:

• প্রায় 150,000 বছর আগে আফ্রিকাতে মানুষের উদ্ভব হয়েছিল।
• প্রায় 60,000 থেকে 70,000 বছর আগে মানুষ আফ্রিকা থেকে এশিয়ায় স্থানান্তরিত হয়েছিল।
• মানুষ প্রায় 40,000 থেকে 50,000 বছর আগে আফ্রিকা থেকে ইউরোপে স্থানান্তরিত হয়েছিল।
• প্রায় 20,000 থেকে 30,000 বছর আগে মানুষ এশিয়া এবং সম্ভবত ইউরোপ থেকে আমেরিকায় স্থানান্তরিত হয়েছিল।
• ✅

মাইটোকন্ড্রিয়া "কোষের পাওয়ারহাউস" হিসাবে পরিচিত কারণ তারা কোষের বেঁচে থাকা এবং কার্যকারিতার জন্য শক্তি উত্পাদন করে।

mtDNA মিউটেশন এবং পরিবর্তিত পরিবেশে অভিযোজন

আমাদের 20,000 বা তার বেশি জিনের বেশিরভাগই প্রতিটি কোষের নিউক্লিয়াসের মধ্যে ডিএনএ-তে বিদ্যমান, যা mtDNA-এর ভিতরে থাকা 13টি প্রোটিন-কোডিং জিন থেকে আলাদা।

যাইহোক, mtDNA মিউটেশন পারমাণবিক ডিএনএ মিউটেশনের তুলনায় পরিবর্তনশীল পরিবেশে দ্রুত এবং আরও নমনীয় অভিযোজন প্রদান করে।

পারমাণবিক ডিএনএর তুলনায় mtDNA-এর মিউটেশন হার অনেক বেশি, যা নিজে থেকেই প্রজাতির বেঁচে থাকাকে বাধাগ্রস্ত করতে পারে, কারণ বেশিরভাগ DNA মিউটেশন ক্ষতিকর।

যাইহোক, mtDNA মিউটেশন একক-কোষ স্তরে শারীরবৃত্তিকে পরিবর্তন করে। অতএব, মায়ের ডিম্বাশয়ের কোষগুলি যেগুলি সবচেয়ে ক্ষতিকারক এমটিডিএনএ মিউটেশনকে আশ্রয় করে তা নিষিক্তকরণের আগে প্রাকৃতিক নির্বাচনের মাধ্যমে নির্মূল করা যেতে পারে।

এইভাবে শুধুমাত্র মৃদু mtDNA ভেরিয়েন্ট, যার একটি উপসেট সম্ভাব্য উপকারী হতে পারে, জনসংখ্যার মধ্যে চালু করা হয়।

এমটিডিএনএ প্লাস ডিম্বাশয় নির্বাচনের উচ্চ মিউটেশন হার এইভাবে জনসংখ্যার সামগ্রিক বেঁচে থাকাকে বিপন্ন না করে পরিবেশগত পরিবর্তনের সাথে খাপ খাইয়ে নেওয়ার জন্য মানুষের (এবং প্রাণীদের) জন্য একটি শক্তিশালী হাতিয়ার প্রদান করে।

মাইটোকন্ড্রিয়াল ডিএনএ পারমাণবিক ডিএনএর সাথে সংকেতও বিনিময় করে এবং মিথস্ক্রিয়া সময়ের সাথে শারীরবৃত্তীয় প্রক্রিয়াগুলির বিবর্তনকে চালিত করতে সহায়তা করে।

জনসংখ্যা যেগুলি একটি প্রান্তিক পরিবেশগত জায়গায় প্রসারিত হয়, সেই পরিবেশে সীমিত খাদ্য উত্স এবং অন্যান্য সংস্থানগুলিকে আরও ভালভাবে কাজে লাগানোর জন্য mtDNA মিউটেশনের মাধ্যমে তাদের শারীরবৃত্তিকে খাপ খায়।

এটি প্রান্তিক পরিবেশে দীর্ঘায়িত দখলের অনুমতি দেয়, নতুন পরিবেশে আরও প্রচুর খাদ্য সংস্থান শোষণের জন্য উপযুক্ত শারীরবৃত্তীয় কাঠামো তৈরি করতে পারমাণবিক ডিএনএ মিউটেশনের জন্য পর্যাপ্ত সময় দেয়।

এই অনুমানকে সমর্থন করার জন্য, সেলুলার স্তরে, মাইটোকন্ড্রিয়া অক্সিজেন এবং পুষ্টিকে শক্তি-সমৃদ্ধ রাসায়নিক ATP-তে রূপান্তর করে, পাশাপাশি তাপ উত্পাদন করে।

গ্রীষ্মমন্ডলীয় জলবায়ুতে, এই সংযোগ প্রক্রিয়াটি সর্বাধিক কার্যকর, ন্যূনতম তাপ উত্পাদনের সাথে এটিপির আরও দক্ষ উত্পাদনের অনুমতি দেয়।

আর্কটিক অঞ্চলে, ATP-তে খাদ্যের রূপান্তর কম কার্যকর, একই পরিমাণ ATP-এর জন্য আরও বেশি ক্যালোরি গ্রহণ করা প্রয়োজন এবং এটি আরও তাপ উৎপন্ন করে।

তাই উষ্ণ বনাম ঠান্ডা জলবায়ুতে এমটিডিএনএ প্রকরণের বিভিন্ন প্যাটার্ন সম্ভবত উপকারী।

একইভাবে, কিছু mtDNA রূপগুলি তিব্বতের জনসংখ্যার মধ্যে সমৃদ্ধ হয়, যা পরামর্শ দেয় যে mtDNA বৈচিত্র উচ্চ উচ্চতায় কম অক্সিজেন টেনশনের সাথে অভিযোজনের অনুমতি দিতে পারে।

জীবের উৎপত্তি ও মাইটোকন্ড্রিয়া

মাইটোকন্ড্রিয়া মানব বিবর্তনে এবং ইউক্যারিওটসের জীববিজ্ঞানে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে:

• উৎপত্তি: মাইটোকন্ড্রিয়া প্রায় দুই বিলিয়ন বছর আগে এন্ডোসিম্বিওসিস নামক একটি প্রক্রিয়ার মাধ্যমে প্রোক্যারিওটিক পূর্বপুরুষ থেকে উদ্ভূত হয়েছিল। এই প্রক্রিয়ায়, একটি প্রাচীন ইউক্যারিওটিক কোষ একটি বায়বীয় ব্যাকটেরিয়াকে আচ্ছন্ন করে যা অক্সিজেন ব্যবহার করতে পারে এবং ব্যাকটেরিয়াটি কোষের মধ্যে একটি অর্গানেল হয়ে ওঠে।
• কোষে ভূমিকা: মাইটোকন্ড্রিয়া হল অর্গানেল যা অক্সিজেন এবং খাদ্যকে ATP নামক শক্তিতে রূপান্তর করে, যা কোষগুলি কাজ করতে ব্যবহার করে। পরিপক্ক লোহিত রক্তকণিকা ছাড়া শরীরের সমস্ত কোষে মাইটোকন্ড্রিয়া থাকে।
• বিবর্তনীয় তাৎপর্য: ইউক্যারিওটসের সাধারণ পূর্বপুরুষের মধ্যে মাইটোকন্ড্রিয়ার উপস্থিতি ইঙ্গিত করে যে এন্ডোসিম্বিওসিস ইউক্যারিওটসের উৎপত্তিতে পূর্বের ধারণার চেয়ে বেশি কেন্দ্রীয় ভূমিকা পালন করেছে।
• মাইটোকন্ড্রিয়াল ডিএনএ: মাইটোকন্ড্রিয়াল ডিএনএ (mtDNA) মানব বিবর্তন এবং প্রাচীন সভ্যতা অধ্যয়ন করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, ক্যানারি দ্বীপপুঞ্জ থেকে আদিম দেহাবশেষের mtDNA বিশ্লেষণ নির্ধারণ করতে সাহায্য করেছে যে গুয়াঞ্চরা mtDNA বংশ বহন করে যা এখনও দ্বীপের বর্তমান জনসংখ্যার মধ্যে পাওয়া যায়।

মানুষের বিবর্তনে মাইটোকন্ড্রিয়ার ভূমিকা

mtDNA এর মাতৃত্বের উত্তরাধিকার মানব বিবর্তন এবং অভিবাসন নিয়ে গবেষণার জন্য অতীব গুরুত্বপূর্ণ প্রমাণিত হয়েছে।

মাতৃত্বের সংক্রমণ বংশ পরম্পরায় উত্তরাধিকারসূত্রে প্রাপ্ত সাদৃশ্যগুলিকে বহু প্রজন্মের পূর্বপুরুষদের একক লাইনের নিচে চিহ্নিত করার অনুমতি দেয়।

গবেষণায় দেখা গেছে যে আজ জীবিত সমস্ত মানুষের দ্বারা বহন করা মাইটোকন্ড্রিয়াল জিনোমের টুকরোগুলি আনুমানিক 150,000 থেকে 200,000 বছর আগে বসবাসকারী একক মহিলা পূর্বপুরুষের সন্ধান করা যেতে পারে।

বিজ্ঞানীরা সন্দেহ করেন যে এই মহিলা অন্যান্য মহিলাদের মধ্যে থাকতেন কিন্তু জেনেটিক ড্রিফটের প্রক্রিয়া (জিনের ফ্রিকোয়েন্সিতে সুযোগের ওঠানামা যা ছোট জনসংখ্যার জেনেটিক গঠনকে প্রভাবিত করে) জনসংখ্যার বিকাশের সাথে সাথে তার এমটিডিএনএ এলোমেলোভাবে অন্যান্য মহিলাদের তুলনায় অগ্রসর হয়েছিল।

পরবর্তী প্রজন্মের মানুষের দ্বারা উত্তরাধিকারসূত্রে প্রাপ্ত mtDNA-তে ভিন্নতা গবেষকদের ভৌগলিক উৎপত্তি, সেইসাথে বিভিন্ন মানব জনগোষ্ঠীর কালানুক্রমিক স্থানান্তর বুঝতে সাহায্য করেছে।

উদাহরণস্বরূপ, মাইটোকন্ড্রিয়াল জিনোমের অধ্যয়ন ইঙ্গিত দেয় যে 30,000 বছর আগে এশিয়া থেকে আমেরিকায় স্থানান্তরিত মানুষ বেরিংগিয়াতে আটকা পড়ে থাকতে পারে, একটি বিস্তীর্ণ এলাকা যেখানে বর্তমানের বেরিং স্ট্রেইটের একটি স্থল সেতু অন্তর্ভুক্ত ছিল, 15,000 বছর আগে পর্যন্ত আমেরিকায় আগমন।

সাবস্ক্রাইব করুন। স্বাস্থ্যের কথা

সূত্র, https://www.chop.edu/news/tiny-mitochondria-play-outsized-role-human-evolution