জীবনের কোড ভাঙার এক গোপন অভিযান
১৯৫৩ সালে ডিএনএর ডাবল হেলিক্স বা সেই প্যাঁচানো সিঁড়ির মতো গঠনের খবর যখন দুনিয়ায় ছড়িয়ে পড়ল, বিজ্ঞানীদের মধ্যে তখন এক অদ্ভুত উত্তেজনা কাজ করছিল। যেন বহুদিনের অন্ধকার এক ঘরে কেউ হঠাৎ সজোরে একটা টর্চের আলো জ্বেলে দিয়েছে। সবাই একবাক্যে মেনে নিলেন, হ্যাঁ, এই ডিএনএই আমাদের বংশগতির সব তথ্য বয়ে বেড়ায়। কিন্তু আলো জ্বলার সঙ্গে সঙ্গেই ঘরের কোণে এক দীর্ঘ ছায়া ঘনীভূত হতে শুরু করল। ডিএনএ দেখতে কেমন, সেটা তো জানা গেল; কিন্তু সে আসলে কাজ করে কীভাবে?
A, T, G ও C—এই চারটি রাসায়নিক অক্ষরের এক অতি সাধারণ বর্ণমালা দিয়ে তৈরি হয় ডিএনএ। কিন্তু প্রশ্ন হলো, এই সামান্য চার অক্ষরের বিন্যাস দিয়ে জীবনের এই অবিশ্বাস্য বৈচিত্র্য তৈরি হওয়া কি সম্ভব? কীভাবে এই তুচ্ছ অক্ষরগুলো ২০টি আলাদা অ্যামিনো অ্যাসিডের নকশা তৈরি করে? একটি কোষ ঠিক কীভাবে বুঝতে পারে, কখন তাকে রক্ত বানাতে হবে, আর কখন হরমোন? কীভাবে এই অণুর ভেতরেই লুকিয়ে থাকে আমাদের পেশি, হাড়, এমনকি আমাদের চিন্তার ভিত্তিও?
এই প্রশ্নগুলো তখন আর শুধু ল্যাবরেটরির কৌতূহল হয়ে রইল না; এগুলো হয়ে উঠল অস্তিত্বের এক গভীর রহস্য। ডিএনএ যদি হয় জীবনের মহাকাব্য, তবে সেই বইটা আসলে কোন ভাষায় লেখা? সেই ভাষা পড়ার নিয়মটাই বা কী? বিজ্ঞানের ইতিহাসে এই রহস্যই পরিচিত হলো কোডিং প্রবলেম নামে। ডিএনএর ভাষা কীভাবে প্রোটিনের ভাষায় অনুবাদ হয়, এই গোপন সংকেত উদ্ধার করা ছাড়া প্রাণের মূল রহস্য বোঝা অসম্ভব ছিল।
পুরো বিশ্বের বিজ্ঞানীরা তখন এক অঘোষিত বুদ্ধিবৃত্তিক দৌড়ে নামলেন। কেউ কাগজের পাতায় জটিল গাণিতিক হিসাব কষছেন, কেউ ল্যাবরেটরির টেস্টটিউবে খুঁজছেন রাসায়নিক রহস্য, আবার কেউ নিছক অনুমানের ওপর ভিত্তি করে বানাচ্ছেন অদ্ভুত সব মডেল। এক শহর থেকে আরেক শহরে তখন উড়ো চিঠিতে চলছে যুক্তির আদান-প্রদান। ডিএনএর সেই রহস্যময় বর্ণমালার পাঠোদ্ধার করার এক রোমাঞ্চকর লড়াই তখন তুঙ্গে।
গ্যামো ছিলেন ভীষণ আমুদে ও রসিক মানুষ। বিজ্ঞানকে তিনি কখনো কাঠখোট্টা নিয়মের বেড়াজালে বন্দি করতে চাননি। তাঁর মধ্যে ছিল শিশুসুলভ কৌতূহল।
আরএনএ টাই ক্লাব: বিজ্ঞানের এক অদ্ভুত আড্ডা
ঠিক এই চরম উত্তেজনার সময়েই জন্ম নিল এক অদ্ভুত উদ্যোগ—আরএনএ টাই ক্লাব। এটি কোনো সরকারি অনুমোদিত বৈজ্ঞানিক কমিটি ছিল না, ছিল না কোনো বিশাল বড় তহবিল। এটি ছিল একদল খ্যাপাটে ও অসম্ভব কৌতূহলী বিজ্ঞানীর আড্ডাস্থল। তাঁদের সবার মাথায় তখন একটাই ভূত চেপেছে—যেকোনো মূল্যে ডিএনএর এই কোডিং সমস্যার সমাধান করতেই হবে।
তাঁরা নিজেদের মধ্যে নিয়মিত চিঠি চালাচালি করতেন, অদ্ভুত সব আইডিয়া বিনিময় করতেন। একে অপরের অনুমানকে যুক্তির তোড়ে ভেঙে গুঁড়িয়ে দিতেন। এই ক্লাবের মধ্যমণি ছিলেন জর্জ গ্যামো। মজার ব্যাপার হলো, গ্যামো নিজে কিন্তু জীববিজ্ঞানী ছিলেন না। তিনি ছিলেন ঝানু তাত্ত্বিক পদার্থবিদ। মহাবিশ্বের প্রসারণ ও নিউক্লিয়ার ফিজিকস ছিল তাঁর আসল বিচরণক্ষেত্র। কিন্তু ডিএনএর গঠন আবিষ্কারের পর তিনি বুঝতে পারলেন, এখানে এমন এক গাণিতিক ধাঁধা লুকিয়ে আছে, যা সমাধান করতে পদার্থবিদদের মগজও কাজে লাগানো যায়।
গ্যামো ছিলেন ভীষণ আমুদে ও রসিক মানুষ। বিজ্ঞানকে তিনি কখনো কাঠখোট্টা নিয়মের বেড়াজালে বন্দি করতে চাননি। তাঁর মধ্যে ছিল শিশুসুলভ কৌতূহল। তিনি সহজ একটি গাণিতিক হিসাব কষলেন—ডিএনএতে আছে মোটে চারটি রাসায়নিক অক্ষর (A, T, G, C), অথচ প্রোটিন তৈরি হয় ২০টি অ্যামিনো অ্যাসিড দিয়ে। চার অক্ষরের বিন্যাস দিয়ে কীভাবে বিশটি নামের তালিকা তৈরি করা সম্ভব? নিশ্চয়ই এর পেছনে কোনো গাণিতিক যুক্তি বা কোড কাজ করছে!
মজার ব্যাপার হলো, গ্যামো নিজে কিন্তু জীববিজ্ঞানী ছিলেন না। তিনি ছিলেন ঝানু তাত্ত্বিক পদার্থবিদ। মহাবিশ্বের প্রসারণ ও নিউক্লিয়ার ফিজিকস ছিল তাঁর আসল বিচরণক্ষেত্র।
গণিত যখন জীবনের ভাষা
আরএনএ টাই ক্লাবের নামের মধ্যেই ছিল এক অদ্ভুত রসিকতা। শুধু নামেই টাই ক্লাব নয়, প্রত্যেক সদস্যকে দেওয়া হয়েছিল বিশেষ এক উলের টাই। সেই টাইয়ের ওপর সুনিপুণভাবে সুঁই-সুতোয় ফুটিয়ে তোলা হয়েছিল আরএনএর প্যাঁচানো গঠন। সঙ্গে ছিল একটি টাইপিন, যেখানে খোদাই করা থাকত সেই সদস্যের জন্য নির্ধারিত অ্যামিনো অ্যাসিডের সংক্ষিপ্ত নাম। খেলাচ্ছলে তৈরি হলেও এই ক্লাবের আসল উদ্দেশ্য ছিল অত্যন্ত গভীর। কোনো জাঁকজমকপূর্ণ অফিস বা আনুষ্ঠানিক সভা ছাড়াই চিঠিপত্র ও খসড়া প্রবন্ধের মাধ্যমে তাঁরা বোঝার চেষ্টা করছিলেন, ডিএনএ আসলে কীভাবে প্রোটিন তৈরির সংকেত পাঠায়।
ডিএনএর চারটি অক্ষর কীভাবে ২০টি আলাদা অ্যামিনো অ্যাসিডকে নির্দেশ করে, এই প্রশ্নটি তখন অনেক বাঘা বাঘা বিজ্ঞানীর মাথায় ঘুরপাক খাচ্ছিল। কিন্তু জর্জ গ্যামো সমস্যাটিকে দেখলেন একদম অন্য চোখে। তিনি জটিল রাসায়নিক মারপ্যাঁচে না গিয়ে পুরো বিষয়টিকে সহজ এক গাণিতিক ছকে ফেলে দিলেন। তিনি হিসাব করে দেখলেন, ডিএনএতে বর্ণমালা আছে মোটে চারটি।
কোনো জাঁকজমকপূর্ণ অফিস বা আনুষ্ঠানিক সভা ছাড়াই চিঠিপত্র ও খসড়া প্রবন্ধের মাধ্যমে আরএনএ টাই ক্লাবের সদস্যরা বোঝার চেষ্টা করছিলেন, ডিএনএ আসলে কীভাবে প্রোটিন তৈরির সংকেত পাঠায়।
এখন যদি একটি অক্ষর একটি অ্যামিনো অ্যাসিডকে নির্দেশ করে, তবে সম্ভাবনা থাকে মাত্র ৪টি (৪১ = ৪)। কিন্তু আমাদের দরকার অন্তত ২০টি। তাহলে কি দুটো করে অক্ষর মিলে একটি সংকেত তৈরি হয়? গ্যামো হিসাব করলেন, দুই অক্ষরের সংকেত হলে সম্ভাবনা দাঁড়ায় ৪ × ৪ = ১৬টি (৪২ = ১৬)। কিন্তু আফসোস, ১৬ সংখ্যাটিও ২০-এর তুলনায় কম!
তাহলে সমাধান লুকিয়ে আছে কোথায়? গ্যামোর সেই প্রখর গাণিতিক মগজ বলে দিল, নিশ্চয়ই সংকেতগুলো তিন অক্ষরের। তিনটি অক্ষর মিলে যদি একটি কোড তৈরি করে, তবে সম্ভাবনার দুয়ার খুলে যায়। গাণিতিক হিসাবে তখন পাওয়া যায় ৪ × ৪ × ৪ = ৬৪টি (৪৩ = ৬৪) সম্ভাবনা। ২০টি অ্যামিনো অ্যাসিডের জন্য ৬৪টি সংকেত তো প্রয়োজনের চেয়েও বেশি! ঠিক এখান থেকেই জন্ম নিল আধুনিক মলিকুলার বায়োলজির অন্যতম স্তম্ভ ‘ট্রিপলেট কোড’ বা তিন অক্ষরের সংকেতের ধারণা।
গ্যামোর সেই প্রখর গাণিতিক মগজ বলে দিল, নিশ্চয়ই সংকেতগুলো তিন অক্ষরের। তিনটি অক্ষর মিলে যদি একটি কোড তৈরি করে, তবে সম্ভাবনার দুয়ার খুলে যায়।
তিন অক্ষরের জাদুকরী কোড
জর্জ গ্যামো তাঁর এই ভাবনার ওপর ভিত্তি করে প্রথম যে মডেলটি দিয়েছিলেন, তার নাম ছিল ডায়মন্ড কোড। যদিও পরে গবেষণায় দেখা গেছে, তাঁর সেই মডেলটি সঠিক ছিল না। বিশেষ করে তিনি ভেবেছিলেন ডিএনএ সরাসরি প্রোটিন তৈরি করে। কিন্তু ভুলের মাঝেও এক বিশাল সত্য লুকিয়েছিল। তিন অক্ষরের সমন্বয়ে কোড গঠনের যে অকাট্য যুক্তি তিনি দিয়েছিলেন, সেটি ছিল অত্যন্ত শক্তিশালী এবং দূরদর্শী। আজ আমরা জানি, জেনেটিক কোড সত্যিই তিনটি নিউক্লিওটাইডের বিন্যাসেই তৈরি। প্রতিটি কোড একটি নির্দিষ্ট অ্যামিনো অ্যাসিডের সংকেত বহন করে। পেছন ফিরে তাকালে বোঝা যায়, গ্যামোর সেই সহজ গাণিতিক চিন্তাটিই ছিল জীবনের রহস্যময় কোডন ভাঙার প্রথম বড় ধাপ। (কোডন হলো জিনগত সংকেতের নির্দিষ্ট একক। আরএনএ বা ডিএনএর তিনটি নিউক্লিওটাইডের একটি সেট, যা একটি নির্দিষ্ট অ্যামিনো অ্যাসিড নির্দেশ করে।)
তিন অক্ষরের সমন্বয়ে কোড গঠনের যে অকাট্য যুক্তি গ্যামো দিয়েছিলেন, সেটি ছিল অত্যন্ত শক্তিশালী এবং দূরদর্শী। আজ আমরা জানি, জেনেটিক কোড সত্যিই তিনটি নিউক্লিওটাইডের বিন্যাসেই তৈরি।
ফ্রান্সিস ক্রিক এবং রহস্যময় অ্যাডাপ্টর
১৯৫৫ সালে আরএনএ টাই ক্লাবের সদস্যদের কাছে একটি নোট পাঠালেন ফ্রান্সিস ক্রিক। সেখানে তিনি এক বৈপ্লবিক প্রস্তাব দিলেন। ক্রিক বললেন, ডিএনএ সরাসরি প্রোটিন তৈরি করে না। ডিএনএ আর প্রোটিনের মাঝখানে অবশ্যই একটি মধ্যবর্তী অণু থাকতে হবে। এই অণুটি হবে একজন অনুবাদকের মতো, যে নিউক্লিওটাইডের ভাষাকে অ্যামিনো অ্যাসিডের ভাষায় অনুবাদ করবে। ক্রিক একে নাম দিলেন অ্যাডাপ্টর অণু।
ক্রিকের ধারণা ছিল, এমন প্রায় বিশটি আলাদা অ্যাডাপ্টর থাকতে পারে। প্রত্যেকটি একেকটি নির্দিষ্ট অ্যামিনো অ্যাসিড বহন করবে এবং নির্দিষ্ট কোডন চিনে তাকে যথাস্থানে বসিয়ে দেবে। সে সময় এটি ছিল নিছকই এক তাত্ত্বিক অনুমান। কিন্তু বিজ্ঞানের জয়যাত্রা তো এভাবেই শুরু হয়! কয়েক বছর পর বিজ্ঞানীরা যখন সত্যিই এমন একটি অণু খুঁজে পেলেন, তখন দেখা গেল সেটিই হচ্ছে আজকের অতি পরিচিত ট্রান্সফার আরএনএ (tRNA)। ক্রিকের এই দূরদর্শী চিন্তা ডিএনএ থেকে প্রোটিন তৈরির সেই মহাকাব্যিক পথ একদম পরিষ্কার করে দিয়েছিল।
ক্রিকের ধারণা ছিল, এমন প্রায় বিশটি আলাদা অ্যাডাপ্টর থাকতে পারে। প্রত্যেকটি একেকটি নির্দিষ্ট অ্যামিনো অ্যাসিড বহন করবে এবং নির্দিষ্ট কোডন চিনে তাকে যথাস্থানে বসিয়ে দেবে।
নক্ষত্রপুঞ্জের মেলা: আরএনএ টাই ক্লাবের সদস্য তালিকা
আরএনএ টাই ক্লাবের সদস্যদের তালিকাটি ছিল রীতিমতো বিস্ময়কর। এটি কোনো সাধারণ বিজ্ঞানীদের দল ছিল না, বরং ছিল এক তাত্ত্বিক মহাযুদ্ধের মঞ্চ। এখানে যেমন ছিলেন জেমস ওয়াটসন এবং ফ্রান্সিস ক্রিক, তেমনি ছিলেন সিডনি ব্রেনার এবং ম্যাক্স ডেলব্রুকের মতো প্রথিতযশা বিজ্ঞানীরা। মজার ব্যাপার হলো, এই দলে শুধু জীববিজ্ঞানীরাই ছিলেন না, কোডিং রহস্য সমাধানে যোগ দিয়েছিলেন বাঘা বাঘা পদার্থবিদ রিচার্ড ফাইনম্যান এবং এডওয়ার্ড টেলারও। এমনকি এরউইন চারগাফও ছিলেন এই দলে। অবশ্য তিনি পরে ওয়াটসন-ক্রিকের কড়া সমালোচক হয়ে ওঠেন।
এই বৈচিত্র্যই ছিল ক্লাবের আসল শক্তি। কারণ, জেনেটিক কোডের রহস্য সমাধান করাটা শুধু জীববিজ্ঞানের কাজ ছিল না; এটি ছিল রসায়ন, গণিত ও পদার্থবিজ্ঞানের সম্মিলিত চ্যালেঞ্জ। তবে আজকের দিনের দৃষ্টিতে দেখলে এই ক্লাবের একটি বড় সীমাবদ্ধতা চোখে পড়ে। এটি ছিল পুরোপুরি পুরুষ-নির্ভর দল। সেই সময়ের অন্যতম শ্রেষ্ঠ বিজ্ঞানী রোজালিন্ড ফ্র্যাঙ্কলিন এখানে ছিলেন না। এমনকি মার্শাল নিরেনবার্গ বা হর গোবিন্দ খোরানার মতো মহান কোড-ব্রেকারদের নামও এই প্রাথমিক তালিকায় ছিল না।
১৯৬১ সালে মার্শাল নিরেনবার্গ এবং হেইনরিখ ম্যাথেই যখন পরীক্ষার মাধ্যমে দেখালেন ‘UUU’ কোডনটি ফেনাইল অ্যালানিন অ্যামিনো অ্যাসিডের সংকেত দেয়, তখন জেনেটিক কোডের প্রথম সরাসরি প্রমাণ মিলল। এই আবিষ্কারের জন্য নিরেনবার্গ, খোরানা এবং হলি নোবেল পুরস্কার পান। যদিও টাই ক্লাবের সদস্যরা সরাসরি এই পরীক্ষামূলক প্রমাণ দেননি, কিন্তু তাঁরা তৈরি করেছিলেন সেই তাত্ত্বিক মজবুত ভিত্তি। কোডনের ধারণা, অ্যাডাপ্টর হাইপোথিসিস ও কোড ভাঙার যুক্তিগত কাঠামো গড়ে তুলতে এই খ্যাপাটে ক্লাবটির ভূমিকা ছিল অনস্বীকার্য।
১৯৬১ সালে মার্শাল নিরেনবার্গ এবং হেইনরিখ ম্যাথেই যখন পরীক্ষার মাধ্যমে দেখালেন UUU কোডনটি ফেনাইল অ্যালানিন অ্যামিনো অ্যাসিডের সংকেত দেয়।
কার পরিচয় কী
ক্লাবের প্রত্যেক সদস্য প্রতীকীভাবে একটি করে অ্যামিনো অ্যাসিডের প্রতিনিধিত্ব করতেন। তাঁদের নামের সাথে সেই অ্যামিনো অ্যাসিডের তিন অক্ষরের সংক্ষিপ্ত রূপই ছিল তাঁদের অফিশিয়াল পদবী। সদস্যদের কয়েকজনের আবার ছিল দারুণ মজার উপাধি। যেমন, ওয়াটসন ছিলেন চরম আশাবাদী এবং ক্রিক ছিলেন হতাশাবাদী!
নিচে ক্লাবের সদস্যদের নাম ও তাঁদের বরাদ্দকৃত অ্যামিনো অ্যাসিডের তালিকা দেওয়া হলো: