পাঠ ৭ / ৮অনুচ্ছেদ ২.৩ (ক্রসিংওভার, গুরুত্ব)

ক্রসিংওভার, স্বাধীন বিন্যাস ও মায়োসিসের গুরুত্বCrossing over, independent assortment & why meiosis matters

এই পাঠের আগে পড়ো (read first): পাঠ ৫ — মায়োসিস: প্রকার ও মায়োসিস-১, পাঠ ৬ — মায়োসিস-২ এবং মাইটোসিস বনাম মায়োসিস

একই মা-বাবার দুই সন্তান — যমজ না হলে — কখনো হুবহু এক রকম হয় না। অথচ দুজনেই পেয়েছে মায়ের 23টি আর বাবার 23টি ক্রোমোসোম। তাহলে পার্থক্য আসে কোথা থেকে? নিচে একটি ছোট্ট পরিবার: মা ও বাবা প্রত্যেকের 3 জোড়া ক্রোমোসোম। “সন্তান বানাও” কয়েকবার চাপো আর সন্তানদের ক্রোমোসোম মিলিয়ে দেখো:

বাঁ দাগ মায়ের কাছ থেকে, ডান দাগ বাবার কাছ থেকে; গাঢ়/হালকা রং = তাদের নিজেদের মা/বাবার অংশ

কয়েকবার চাপো, তারপর সন্তানদের ক্রোমোসোম মিলিয়ে দেখো।

প্রশ্ন: 23 জোড়া ক্রোমোসোম নিয়ে এক দম্পতির কত রকম সন্তান হতে পারে? উত্তর লুকিয়ে আছে মায়োসিসের দুটি কৌশলে — স্বাধীন বিন্যাস (independent assortment) আর ক্রসিংওভার (crossing over)। এই পাঠে ধাপে ধাপে:

মায়োসিসের গুরুত্ব — কেন এই বিভাজন ছাড়া যৌন জনন চলে না
ক্রোমোসোম ও জিনের আচরণগত মিল (সাটন–বোভেরি)
বৈচিত্র্যের উৎস ১: স্বাধীন বিন্যাস ও $2^n$
বৈচিত্র্যের উৎস ২: ক্রসিংওভার — কী, কখন, কীভাবে
লিংকেজ (linkage) আর জিন মানচিত্র
ইতিহাস আর ব্যতিক্রম
ক্রসিংওভারের গুরুত্ব
এবার নিজে করে দেখো — ক্রসওভার শাফলার

আগে জেনে নাও: মায়োসিস-১-এর উপপর্যায়, বাইভ্যালেন্ট ও কায়াজমা (পাঠ ৫), আর মায়োসিস-২ ও মাইটোসিস-মায়োসিসের তুলনা (পাঠ ৬)।

ধাপ ১: মায়োসিসের গুরুত্ব

মায়োসিস (meiosis) একটি ডিপ্লয়েড (2n) কোষ থেকে চারটি হ্যাপ্লয়েড (n) কোষ তৈরি করে। এর গুরুত্ব (বইয়ের আটটি পয়েন্ট, সংশোধিত ভাষায়):

গ্যামেট ও স্পোর তৈরি: প্রাণীতে শুক্রাণু ও ডিম্বাণু (gamete), উদ্ভিদে মাইক্রোস্পোর ও মেগাস্পোর (spore) মায়োসিসেই তৈরি হয়।
ক্রোমোসোম সংখ্যা স্থির রাখা: গ্যামেটে n, নিষেকে n + n = 2n — প্রজন্মের পর প্রজন্ম সংখ্যা একই থাকে (মানুষে 23 + 23 = 46)।
প্রজাতির বৈশিষ্ট্য রক্ষা: ক্রোমোসোম সংখ্যা ও গঠন স্থির থাকে বলে প্রজাতির স্বকীয়তা বজায় থাকে।
স্বাধীন বিন্যাস: মেটাফেজ-১-এ প্রতিটি বাইভ্যালেন্ট দৈবভাবে সাজে, তাই গ্যামেটে মাতৃ-পিতৃ ক্রোমোসোমের নতুন মিশ্রণ আসে।
ক্রসিংওভার: প্যাকাইটিনে অংশ বিনিময়ে একই ক্রোমোসোমে জিনের নতুন সমন্বয় তৈরি হয়।
বৈচিত্র্য → বিবর্তন ও প্রজনন: এই নতুন সমন্বয়ই প্রাকৃতিক নির্বাচনের কাঁচামাল, আর উদ্ভিদ-প্রাণী প্রজননের (breeding) ভিত্তি।
জনুক্রম (alternation of generations): উদ্ভিদে মায়োসিস ডিপ্লয়েড স্পোরোফাইট থেকে হ্যাপ্লয়েড গ্যামেটোফাইট প্রজন্মে যাওয়ার সেতু।
মেন্ডেলের সূত্রের ভৌত ভিত্তি: অ্যালিলের পৃথকীকরণ ও স্বাধীন বণ্টন আসলে মায়োসিসে ক্রোমোসোমের আচরণ (ধাপ ২)।

নিজে যাচাই করো

মায়োসিস না থাকলে, অর্থাৎ গ্যামেট 2n হলে, মানুষের জাইগোটে কতটি ক্রোমোসোম থাকত?

ধাপ ২: ক্রোমোসোম ও জিনের আচরণগত মিল

মেন্ডেল (1865) “ফ্যাক্টর” বা জিনের নিয়ম দিয়েছিলেন, কিন্তু জিন কোথায় থাকে তা জানতেন না। 1902–1904 সালে ওয়াল্টার সাটন (Walter Sutton) ও থিওডর বোভেরি (Theodor Boveri) আলাদাভাবে লক্ষ করেন যে মায়োসিসে ক্রোমোসোম ঠিক সেভাবেই চলে, যেভাবে মেন্ডেলের জিন চলে। তাই তাঁরা বললেন — জিন ক্রোমোসোমেই থাকে। একে বলে বংশগতির ক্রোমোসোম তত্ত্ব (chromosome theory of inheritance)।

ক্রোমোসোম	জিন
দেহকোষে জোড়ায় থাকে (সমসংস্থ জোড়া)	জোড়ায় থাকে (অ্যালিল জোড়া, allele pair)
মায়োসিস-১-এ জোড়ার দুই সদস্য আলাদা হয়	একজোড়া অ্যালিল পৃথক হয় (পৃথকীকরণ, segregation)
ভিন্ন জোড়া স্বাধীনভাবে সাজে	ভিন্ন ক্রোমোসোমের জিন স্বাধীনভাবে বণ্টিত হয়
গ্যামেটে একটি করে, নিষেকে জোড়া ফেরে	গ্যামেটে একটি অ্যালিল, জাইগোটে আবার দুটি
প্রজন্মের পর প্রজন্ম গঠন অটুট থাকে	জিন অপরিবর্তিত থেকে সঞ্চারিত হয়

নিজে মেলাও — বাঁ পাশে ট্যাপ করো, তারপর ডান পাশে তার জোড়া:

ক্রোমোসোমের আচরণজিনের আচরণ

বাঁ পাশের একটি ক্রোমোসোম-আচরণ বেছে নাও, তারপর ডান পাশে তার সমান্তরাল জিন-আচরণ। (0/5)

নিজে যাচাই করো

মেন্ডেলের পৃথকীকরণ সূত্রের (law of segregation) ভৌত ভিত্তি মায়োসিসের কোন ঘটনা?

ধাপ ৩: বৈচিত্র্যের উৎস ১ — স্বাধীন বিন্যাস

মেটাফেজ-১-এ প্রতিটি বাইভ্যালেন্ট বিষুবীয় তলে আসে; কোন সদস্য (মাতৃ না পিতৃ) কোন মেরুর দিকে মুখ করবে তা দৈবভাবে ঠিক হয়, আর এক জোড়ার বিন্যাস অন্য জোড়ার ওপর নির্ভর করে না। প্রতি জোড়ার 2টি সম্ভাবনা, তাই n জোড়ায় গ্যামেটের সমন্বয় G আর এক দম্পতির সম্ভাব্য জাইগোট Z:

G = 2^n,\qquad Z = 2^n \times 2^n = 2^{2n}

মানুষে $2^{23} = 8{,}388{,}608$ রকম গ্যামেট, আর একজোড়া মা-বাবার $2^{46} \approx 7.0 \times 10^{13}$ রকম সন্তান — ক্রসিংওভার গোনার আগেই। পৃথিবীতে এ পর্যন্ত জন্মানো মোট মানুষ (প্রায় $10^{11}$ ) এর তুলনায় নগণ্য! নিচে n বদলাও; n ≤ 4 হলে বাইভ্যালেন্টে ট্যাপ করে উল্টে সব মিশ্রণ খুঁজে বের করো:

হ্যাপ্লয়েড সংখ্যা (n) = 2 (2n = 4)

বাম মেরুতে যাচ্ছে: M1M2 — আলাদা মিশ্রণ পাওয়া গেল 1 / 4 (বাইভ্যালেন্টে ট্যাপ করে উল্টাও)

এক গ্যামেটে ক্রোমোসোম সমন্বয়

2^{2}

= 4

এক দম্পতির সম্ভাব্য জাইগোট

2^{2} \times 2^{2} = 2^{4}

= 16

নিজে যাচাই করো

মটরের (2n = 14) একটি গ্যামেটে কত রকম ক্রোমোসোম সমন্বয় সম্ভব (ক্রসিংওভার বাদে)?

ধাপ ৪: বৈচিত্র্যের উৎস ২ — ক্রসিংওভার

ক্রসিংওভার (crossing over): মায়োসিস-১-এর প্যাকাইটিন (pachytene) উপপর্যায়ে একজোড়া সমসংস্থ ক্রোমোসোমের নন-সিস্টার ক্রোমাটিডের (non-sister chromatids) মধ্যে সমান অংশের পারস্পরিক বিনিময়। এর ফলে একটি ক্রোমাটিডে মাতৃ ও পিতৃ অংশ মিশে যায় — জিনের নতুন সমন্বয়, অর্থাৎ রিকম্বিনেশন (recombination)।

কখন: বিনিময় ঘটে প্যাকাইটিনে; বিনিময়ের জায়গাটি X-আকৃতির কায়াজমা (chiasma, বহুবচন chiasmata) হিসেবে দেখা যায় ডিপ্লোটিনে। কায়াজমা = ক্রসিংওভারের দৃশ্যমান চিহ্ন; দুটি এক কথা নয়।
কীভাবে (বইয়ের দুই-এনজাইম গল্প, প্রকৃতপক্ষে আরও কয়েকটি এনজাইম লাগে): Spo11 নামের প্রোটিন (এন্ডোনিউক্লিয়েজের মতো কাজ করে) DNA কাটে → কাটা প্রান্ত সমসংস্থ ক্রোমোসোমের নন-সিস্টার ক্রোমাটিডে ঢুকে ফাঁক পূরণ করে → লাইগেজ (ligase) জোড়া লাগায়।
ফল: প্রতিটি ক্রসিংওভারে 4টি ক্রোমাটিডের মধ্যে 2টি পিতৃমাতৃক (parental) আর 2টি রিকম্বিন্যান্ট (recombinant)।

ফিকে রেখা = বিনিময়ে অংশ না নেওয়া সিস্টার ক্রোমাটিড (পিতৃমাতৃক থেকে যায়)। লাল = মাতৃ, নীল ডোরা = পিতৃ, সবুজ বিন্দু = লাইগেজের জোড়া। Spo11 এন্ডোনিউক্লিয়েজের মতো কাজ করে (বইয়ের “এন্ডোনিউক্লিয়েজ → লাইগেজ” গল্প)। সরলীকৃত: আসলে Spo11 একটি ক্রোমাটিডের DNA-তে দ্বি-সূত্রক ভাঙন (double-strand break) ঘটায়, আর বিনিময় শেষ করতে আরও কয়েকটি এনজাইম লাগে (Alberts, Molecular Biology of the Cell, অধ্যায় 5 ও 17)।

এবার কাঁচি তোমার হাতে। বাইভ্যালেন্টের উপর কায়াজমাটি টেনে সরাও (বা স্লাইডার) — দেখো কোন ক্রোমাটিডে কোন অ্যালিল যায়। তারপর দ্বিতীয় ক্রসিংওভার যোগ করে দুটিকে B-এর দুই পাশে রাখো:

কায়াজমা 1 এর অবস্থান

মাতৃ ক্রোমাটিড 1
ABC — পিতৃমাতৃক (parental)

মাতৃ ক্রোমাটিড 2
Abc — রিকম্বিন্যান্ট (recombinant)

পিতৃ ক্রোমাটিড 1
aBC — রিকম্বিন্যান্ট (recombinant)

পিতৃ ক্রোমাটিড 2
abc — পিতৃমাতৃক (parental)

2টি পিতৃমাতৃক + 2টি রিকম্বিন্যান্ট ক্রোমাটিড। শুধু সেই দুটি নন-সিস্টার ক্রোমাটিড বদলায়, যারা বিনিময়ে অংশ নিয়েছে; বাকি দুটি অপরিবর্তিত।

নিজে যাচাই করো

একটি বাইভ্যালেন্টে মাতৃ ক্রোমোসোম ABC, পিতৃ abc। A ও B-র মাঝে একটি ক্রসিংওভার হলে চারটি ক্রোমাটিড কী হবে?

ধাপ ৫: লিংকেজ আর জিন মানচিত্র

একই ক্রোমোসোমের জিনগুলো একসাথে গ্যামেটে যেতে চায় — একে লিংকেজ (linkage) বলে। শুধু ক্রসিংওভারই তাদের আলাদা করতে পারে, আর দুটি জিন যত দূরে, তাদের মাঝে ক্রসিংওভার পড়ার সম্ভাবনা তত বেশি। তাই রিকম্বিনেশন হার (recombination frequency, RF):

\text{RF}\ (\%) = \frac{\text{recombinant offspring}}{\text{total offspring}} \times 100

1% রিকম্বিনেশন = 1 মানচিত্র একক বা সেন্টিমর্গান (centimorgan, cM)। মর্গানের ফলের মাছির (Drosophila) পরীক্ষায় দেহের রং (b, black) আর ডানার (vg, vestigial) জিনে 2300টি সন্তানের 391টি রিকম্বিন্যান্ট — 17%। 1913 সালে মর্গানের ছাত্র আলফ্রেড স্টারটেভান্ট (Alfred Sturtevant) এমন হার থেকেই প্রথম জিন মানচিত্র (genetic map) আঁকেন:

b = কালো দেহ (black body), cn = সিন্নাবার চোখ (cinnabar eye), vg = ক্ষুদ্র ডানা (vestigial wing)। উপরে পুরো ক্রোমোসোম 2 (কালো বিন্দু = সেন্ট্রোমিয়ার), নিচে হলুদ অংশটি বড় করে। 1% রিকম্বিনেশন = 1 মানচিত্র একক (centimorgan, cM)। সূত্র: Campbell Biology, অধ্যায় 15।

লক্ষ করো: মানচিত্রে b–cn (9) + cn–vg (9.5) = 18.5 cM, কিন্তু b ও vg সরাসরি মাপলে 17%। কারণ, b আর vg-র মাঝে দুটি ক্রসিংওভার হলে b ও vg আবার আগের মতো একসাথে চলে আসে (ধাপ ৪-এর দ্বৈত ক্রসিংওভার) — সেটি গোনা পড়ে না। ভিন্ন ক্রোমোসোমের জিনে রিকম্বিনেশন হয় 50% — যা সর্বোচ্চ।

নিজে যাচাই করো

জিন P ও Q-র মধ্যে রিকম্বিনেশন 4%, Q ও R-এর মধ্যে 30%। কোন জোড়া ক্রোমোসোমে বেশি কাছাকাছি?

ধাপ ৬: ইতিহাস আর ব্যতিক্রম

কে	কবে	কী
সাটন ও বোভেরি	1902–1904	বংশগতির ক্রোমোসোম তত্ত্ব
এফ. এ. জ্যানসেন্স (Janssens)	1909	কায়াজমাটাইপ তত্ত্ব — কায়াজমায় অংশ বিনিময় হয় (সালামান্ডারের শুক্রাণু মাতৃকোষে)
টমাস হান্ট মর্গান (T. H. Morgan)	1911	Drosophila-তে লিংকেজ দেখে ক্রসিংওভারের ধারণা; নোবেল পুরস্কার 1933
আলফ্রেড স্টারটেভান্ট	1913	প্রথম জিন মানচিত্র
ক্রেইটন ও ম্যাকক্লিনটক (Creighton & McClintock)	1931	ভুট্টায় ক্রসিংওভারের প্রথম কোষতাত্ত্বিক (চোখে দেখা) প্রমাণ; একই বছর স্টার্ন (Stern), Drosophila-তে

ব্যতিক্রম: ক্রসিংওভার প্রায় সব যৌন জননকারী জীবে হয়, কিন্তু সবাইতে নয় — পুরুষ Drosophila আর স্ত্রী রেশম পোকার (Bombyx mori) মায়োসিসে কায়াজমাই হয় না (অ্যাকায়াজমেট মায়োসিস, achiasmate meiosis)। তাদের জোড়া অন্য উপায়ে ঠিকঠাক আলাদা হয়।

ধাপ ৭: ক্রসিংওভারের গুরুত্ব

একই ক্রোমোসোমে জিনের নতুন সমন্বয় তৈরি হয় — লিংকড জিনও আলাদা হতে পারে।
সন্তানদের মধ্যে বৈচিত্র্য (variation) — স্বাধীন বিন্যাসের সাথে মিলে প্রায় অসীম।
বিবর্তনের কাঁচামাল: প্রাকৃতিক নির্বাচন বেছে নেওয়ার মতো নতুন সমন্বয় পায়।
পরিবর্তিত পরিবেশে অভিযোজন (adaptation) সহজ হয়।
উদ্ভিদ ও প্রাণী প্রজনন: দুই জাতের ভালো জিন এক জাতে আনা যায় — যেমন IRRI-র IR8 ধান (1966, Peta × Dee-geo-woo-gen সংকর) আর বাংলাদেশ ধান গবেষণা ইনস্টিটিউটের (BRRI) উচ্চফলনশীল জাত সংকরায়ণ ও বাছাই করে তৈরি।
জিন মানচিত্র তৈরি — রিকম্বিনেশন হার থেকে জিনের দূরত্ব ও ক্রম।
প্রমাণ করে যে জিন ক্রোমোসোমে রৈখিকভাবে (linearly) সাজানো।
কায়াজমা সমসংস্থ ক্রোমোসোমকে মেটাফেজ-১ পর্যন্ত বেঁধে রাখে, ফলে অ্যানাফেজ-১-এ সঠিক পৃথকীকরণ হয় (পাঠ ৫-এর “পরীক্ষা মোড”)।
একই এনজাইম-ব্যবস্থা (সমসংস্থ রিকম্বিনেশন) কোষে ভাঙা DNA মেরামতেও কাজ করে।

নিজে যাচাই করো

সংকরায়ণ করে উচ্চফলনশীল ধানের নতুন জাত তৈরিতে মায়োসিসের কোন উপপর্যায়ের ঘটনা সরাসরি কাজে লাগে?

ধাপ ৮: এবার নিজে করে দেখো — ক্রসওভার শাফলার

একটি মডেল ফলের মাছির জনন মাতৃকোষ (2n = 6)। মাতৃ ক্রোমোসোমগুলোতে বন্য অ্যালিল (b⁺, cn⁺, vg⁺, e⁺, ey⁺), পিতৃগুলোতে মিউট্যান্ট (b, cn, vg, e, ey)। ক্রোমোসোম 2-এ তিনটি জিন আসল মানচিত্র-অবস্থানে; e আছে ক্রোমোসোম 3-এ, ey ক্রোমোসোম 4-এ।

1 / 100 / 1000 মায়োসিস চালাও: প্রতিবার বাইভ্যালেন্টগুলো দৈবভাবে সাজে আর b–vg অংশে ক্রসিংওভার পড়তে পারে; উপরে শেষ মায়োসিসের টেট্রাড আর চারটি গ্যামেট দেখা যায়।
রিকম্বিনেশন মাপো: যেকোনো দুটি জিন বেছে নাও; মোড বদলে ক্রসিংওভার বন্ধ করো বা পুরুষ মাছি বানাও।
এটি একটি ধারণাগত মডেল (conceptual model): ক্রসিংওভারের সংখ্যা কোসাম্বি মানচিত্র ফাংশন (Kosambi map function) থেকে, যা দুটি ক্রসিংওভারের কাছাকাছি পড়া কমিয়ে দেয় (interference) — তাই b–vg প্রায় 17–18%।

ক্রসওভার শাফলার (crossover shuffler)

ফলের মাছির মায়োসিস চালাও, গ্যামেট গোনো, রিকম্বিনেশন মাপো

↗

ক্রসিংওভার চালু (on)2n = 6 (মডেল)মায়োসিস 0গ্যামেট 0গ্যামেটের রকম 0

লাল = মাতৃ (M, বন্য অ্যালিল +) · নীল ডোরা = পিতৃ (P, মিউট্যান্ট) · গ্যামেটে বাঁ থেকে ক্রোমোসোম 2, 3, 4 · ধারণাগত মডেল: X ক্রোমোসোম বাদ

প্রতি মায়োসিসে 4টি গ্যামেট। মোড বদলালে গণনা নতুন করে শুরু হয়।

রিকম্বিনেশন মাপো (recombination frequency)

রিকম্বিন্যান্ট 0 / 0 = —%

একই ক্রোমোসোম 2: মানচিত্র দূরত্ব (map distance) 9 cM

ক্রোমোসোম 2-এর রকম (b cn vg)

b⁺ cn⁺ vg⁺

0b cn vg

0b⁺ cn⁺ vg

0b cn vg⁺

0b⁺ cn vg

0b cn⁺ vg⁺

0b⁺ cn vg⁺

0b cn⁺ vg

ধূসর = পিতৃমাতৃক (parental), হলুদ = রিকম্বিন্যান্ট (recombinant)

গ্যামেটের তালিকা (tally) — ট্যাপ করে বেছে নাও

এখনো কোনো গ্যামেট নেই।

শুধু মাতৃ ক্রোমোসোমওয়ালা গ্যামেটের সম্ভাবনা =

চ্যালেঞ্জ (challenges)

0/6

ক্রসিংওভার বন্ধ (off) করে 100 মায়োসিস চালাও। কত রকম গ্যামেট পাওয়া গেল?
ক্রসিংওভার চালু করে চালাও, তারপর তালিকায় এমন একটি গ্যামেট ট্যাপ করো যা ক্রসিংওভার ছাড়া কখনো তৈরি হতে পারত না।
জিন b ও vg বেছে, ক্রসিংওভার চালু রেখে অন্তত 1000টি গ্যামেটে রিকম্বিনেশন মাপো।
এমন দুটি জিন বেছে নাও যারা ভিন্ন ক্রোমোসোমে (যেমন b ও e), আর 1000টি গ্যামেটে মাপো।
একটি গ্যামেটে শুধু মাতৃ ক্রোমোসোম (ক্রসিংওভার ছাড়া) থাকার সম্ভাবনা কত? নিচের ঘরে লেখো (ভগ্নাংশ বা দশমিক)।
পুরুষ ফলের মাছি (male) মোডে b ও vg-র রিকম্বিনেশন মাপো (অন্তত 100 গ্যামেট)।

পর্যবেক্ষণ খাতা (observation notebook)

জিন বেছে মায়োসিস চালাও, তারপর “খাতায় লেখো” চাপো।

বই পড়ার সময় সাবধান — পাঠ্যবইয়ের এই অংশে কিছু ভুল আছে:

পৃ. 95: “থমাস হান্ট মর্গান ১৯০৯ সালে ভুট্টা উদ্ভিদে প্রথম ক্রসিংওভার সম্পর্কে ধারণা দেন” — মর্গান ক্রসিংওভারের ধারণা দেন 1911 সালে, ফলের মাছিতে (Drosophila) লিংকেজ দেখে (Morgan 1911, Science 34:384); 1909 সালের কায়াজমাটাইপ তত্ত্ব জ্যানসেন্সের। ভুট্টার কাজটি ক্রেইটন ও ম্যাকক্লিনটকের, 1931 — প্রথম কোষতাত্ত্বিক প্রমাণ। মর্গানের নোবেল 1933 — ঠিক।
পৃ. 96: “কিছু সংখ্যক নিম্নশ্রেণির জীব ছাড়া সব উদ্ভিদ ও প্রাণীর মধ্যে ক্রসিংওভার … পরিলক্ষিত হয়” — পুরুষ Drosophila ও স্ত্রী রেশম পোকা “নিম্নশ্রেণির” নয়, তবু তাদের মায়োসিসে ক্রসিংওভার হয় না (অ্যাকায়াজমেট মায়োসিস)।
পৃ. 95: কৌশল “এন্ডোনিউক্লিয়েজ … লাইগেজ” — পরীক্ষার জন্য চলবে, তবে এটি সরলীকরণ: শুরু করে Spo11 (দ্বি-সূত্রক ভাঙন), তারপর সূত্র প্রবেশ ও আরও কয়েকটি এনজাইম (Alberts, অধ্যায় 5 ও 17)।
পৃ. 95, পয়েন্ট ৪: “গ্যামেটে ক্রোমোসোমের স্বাধীন বিন্যাস” — ঠিক, কিন্তু বই সংখ্যাটা দেয় না: $2^n$ রকম গ্যামেট, মানুষে 8,388,608।

ঘরে বসে পরীক্ষা

মুদ্রা দিয়ে স্বাধীন বিন্যাস। লাগবে: 3টি মুদ্রা (কয়েন), খাতা-কলম।

প্রতিটি মুদ্রা = একজোড়া ক্রোমোসোম; হেড = মাতৃ (M), টেল = পিতৃ (P)। তিনটি মুদ্রা একসাথে ছুড়লে একটি “গ্যামেট” হলো, যেমন M P M।
40 বার ছুড়ে খাতায় লেখো, আর 8টি সম্ভাব্য সমন্বয়ের (MMM, MMP, … PPP) প্রতিটি কতবার এল গোনো। প্রতিটি মোটামুটি 40/8 = 5 বারের কাছাকাছি আসছে কি?
কতবার MMM (শুধু মাতৃ) এল? প্রত্যাশা 1/8।
এবার 4টি মুদ্রা নাও — এখন 16 রকম। মানুষের জন্য 23টি মুদ্রা লাগত: 8,388,608 রকম।

এটি আসলেই একই পরিসংখ্যান — মেটাফেজ-১-এ প্রতিটি বাইভ্যালেন্ট একটি মুদ্রার মতো আচরণ করে। (ক্রসিংওভার যোগ করতে চাইলে: একটি মুদ্রার জন্য আরেকটি ছোট মুদ্রা ছোড়ো — হেড এলে সেই ক্রোমোসোম “রিকম্বিন্যান্ট”।)

পরীক্ষার প্রস্তুতি

১. (জ্ঞান, ক) ক্রসিংওভার কাকে বলে? (অনুধাবন, খ) কায়াজমা ও ক্রসিংওভারের পার্থক্য লেখো।

উত্তর দেখো

ক্রসিংওভার: মায়োসিস-১-এর প্যাকাইটিনে সমসংস্থ ক্রোমোসোমের নন-সিস্টার ক্রোমাটিডের মধ্যে সমান অংশের পারস্পরিক বিনিময়, যাতে জিনের নতুন সমন্বয় তৈরি হয়।
পার্থক্য: ক্রসিংওভার হলো অণুর স্তরে অংশ বিনিময়ের প্রক্রিয়া, ঘটে প্যাকাইটিনে; কায়াজমা হলো সেই বিনিময়ের দৃশ্যমান X-আকৃতির সংযোগবিন্দু, স্পষ্ট দেখা যায় ডিপ্লোটিনে এবং প্রান্তীয়করণে প্রান্তের দিকে সরে। কায়াজমা ক্রসিংওভারের ফল ও প্রমাণ।

২. (প্রয়োগ, গ) চিত্রসহ ক্রসিংওভারের কৌশল ব্যাখ্যা করো।

উত্তর দেখো

সিন্যাপসিস: জাইগোটিনে সমসংস্থ ক্রোমোসোম জোড়া বাঁধে; প্যাকাইটিনে চারটি ক্রোমাটিড (টেট্রাড) গায়ে গায়ে।
ভাঙন: এন্ডোনিউক্লিয়েজ-সদৃশ এনজাইম (Spo11) দুটি নন-সিস্টার ক্রোমাটিডের একই জায়গায় DNA কাটে।
বিনিময়: কাটা অংশগুলো জায়গা বদল করে — একটির প্রান্ত অন্যটির সাথে যুক্ত হতে যায়; ফাঁক পূরণ হয়।
জোড়া লাগানো: লাইগেজ এনজাইম নতুন সংযোগ জোড়া দেয় → দুটি রিকম্বিন্যান্ট ক্রোমাটিড; বাকি দুটি পিতৃমাতৃক।
ডিপ্লোটিনে বিনিময়স্থলে কায়াজমা দেখা যায়।

চিত্র: ধাপ ৪-এর চার ধাপের ছবির মতো — লাল ও নীল দুটি ক্রোমাটিড, মাঝে ভাঙন, X, শেষে লাল-নীল ও নীল-লাল ক্রোমাটিড। (প্রকৃতপক্ষে আরও কয়েকটি এনজাইম অংশ নেয়।)

৩. (উচ্চতর দক্ষতা, ঘ) “মায়োসিস বৈচিত্র্য সৃষ্টি করে” — বিশ্লেষণ করো।

উত্তর দেখো

মায়োসিস তিনভাবে বৈচিত্র্য আনে:

স্বাধীন বিন্যাস: মেটাফেজ-১-এ প্রতিটি বাইভ্যালেন্ট দৈবভাবে সাজে → $2^n$ রকম গ্যামেট; মানুষে $2^{23} = 8{,}388{,}608$ ।
ক্রসিংওভার: প্যাকাইটিনে নন-সিস্টার ক্রোমাটিডের বিনিময়ে একই ক্রোমোসোমে মাতৃ-পিতৃ অ্যালিলের নতুন সমন্বয়; তাই প্রকৃত গ্যামেটের রকম $2^{23}$ -এর চেয়ে বহু গুণ বেশি।
দৈব নিষেক (মায়োসিসের ফল): যেকোনো শুক্রাণু যেকোনো ডিম্বাণুর সাথে মেলে → $2^{23} \times 2^{23} = 2^{46} \approx 7.0 \times 10^{13}$ , ক্রসিংওভার ছাড়াই।

এই বৈচিত্র্যের ফলে ভাইবোন আলাদা হয়, প্রাকৃতিক নির্বাচন বেছে নেওয়ার উপকরণ পায় (বিবর্তন), আর প্রজননবিদ নতুন জাত (যেমন উচ্চফলনশীল ধান) বানাতে পারেন। মাইটোসিসে এর কোনোটিই ঘটে না — অপত্য কোষ মাতৃকোষের হুবহু প্রতিলিপি। তাই উক্তিটি যথার্থ।

৪. (বহুনির্বাচনি) (ক) ক্রসিংওভার ঘটে কোন উপপর্যায়ে? (খ) কায়াজমা স্পষ্ট দেখা যায় কোন উপপর্যায়ে? (গ) ক্রসিংওভারের ধারণা প্রথম কে, কোন জীবে দেন? (ঘ) কোন জীবে ক্রসিংওভার হয় না — পুরুষ ফলের মাছি, স্ত্রী ফলের মাছি, ভুট্টা?

উত্তর দেখো

(ক) প্যাকাইটিন। (খ) ডিপ্লোটিন। (গ) টমাস হান্ট মর্গান, 1911, Drosophila (ফলের মাছি)। (ঘ) পুরুষ ফলের মাছি।

৫. (প্রয়োগ, সংখ্যাগত) ক্রসিংওভার বাদ দিয়ে, (ক) 2n = 8, (খ) 2n = 14, (গ) 2n = 46 জীবের এক গ্যামেটে কত রকম ক্রোমোসোম সমন্বয় এবং এক দম্পতির কত রকম জাইগোট সম্ভব? (ঘ) মানুষের একটি গ্যামেটে শুধু মাতৃ ক্রোমোসোম থাকার সম্ভাবনা কত?

উত্তর দেখো

(ক) n = 4: গ্যামেট $2^4 = 16$ , জাইগোট $2^8 = 256$ ।
(খ) n = 7: গ্যামেট $2^7 = 128$ , জাইগোট $2^{14} = 16{,}384$ ।
(গ) n = 23: গ্যামেট $2^{23} = 8{,}388{,}608$ , জাইগোট $2^{46} = 70{,}368{,}744{,}177{,}664 \approx 7.04 \times 10^{13}$ ।
(ঘ) $1/2^{23} = 1/8{,}388{,}608$ ।

ফাঁদ: সূত্রে 2n নয়, n বসে — বাইভ্যালেন্টের সংখ্যা n।

৬. (প্রয়োগ) একটি টেস্টক্রসে 1000টি সন্তানের মধ্যে 120টি রিকম্বিন্যান্ট। জিন দুটির মানচিত্র দূরত্ব কত? এরা কি একই ক্রোমোসোমে?

উত্তর দেখো

রিকম্বিনেশন হার = 120/1000 × 100 = 12% → দূরত্ব 12 cM। 50%-এর অনেক কম, তাই জিন দুটি লিংকড — একই ক্রোমোসোমে, মোটামুটি কাছাকাছি। (ভিন্ন ক্রোমোসোমে হলে প্রায় 50% হতো।)