পপুলেশনের বংশগতি ( population Genetics ) # অধ্যায় -১৩
পপুলেশনের বংশগতি ( population Genetics )
………………………………………
অধ্যায়ের আলোচ্য বিষয়সমূহ
| ১৩.০১ – পপুলেশন জেনেটিক্স |
| ১৩.০২ – পপুলেশন জিন- ফ্রিকোয়েন্সি আলোচনা |
| ১৩.০৩ – জিনোটাইপ ফ্রিকোয়েন্সি আলোচনা |
| ১৩.০৪ – ফ্রিকোয়েন্সিকে প্রভাবিতকারী উপাদানসমূহ |
| ১৩.০৫ – Hardy weinbery এর সূএ নির্ণয়কারী শর্তসমূহ |
| ১৩.০৬ – জিনের ফ্রিকোয়েন্সি নির্ণয় |
| ১৩.০৭ – পপুলেশ অধ্যয়নের প্রয়োজনীয়তা |
| ১৩.০৮ -জীবগোষ্ঠীতে অবাধ প্রজননের প্রভাব |
১৩.০১–পপুলেশন জেনেটিক্স
পপুলেশন (Population) বা জীব গোষ্ঠি হলো কয়েকজন ব্যক্তি বা উদ্ভিদ বা প্রাণীর একটি দল যাদের মধ্যে প্রজনন করা এরূপ জীব গোষ্ঠীতে যেহেতু মেন্ডেলের সূত্র প্রযোজ্য তাই Wright এ জীব গোষ্ঠীকে মেন্ডেলীর জীব গোষ্ঠী হিসাবে অভিহিত হন। বংশগতি বিদ্যার যে শাখায় মেন্ডেলীয় জীবগোষ্ঠীর জিন এবং জিনোটাইপের ফ্রিকুয়েন্সি নিয়ে আলোচনা করে তাকে পপুলেশন বংশগতি বলে।
১৩.০২-পপুলেশন জিন- ফ্রিকোয়েন্সি
একটি অবাধ প্রজননক্ষম জীবগোষ্ঠিতে বিদ্যমান একটি জিনের বিভিন্ন অ্যালিলের অনুপাত হলো জিন ফ্রিকোয়েন্সি । এ ফ্রিকোয়েন্সিও বলা হয়ে থাকে। অন্যভাবে বলা যায় যে, অবাধ প্রজননক্ষম জীবগোষ্ঠির একটি সুনির্দিষ্ট লোকাসে অবিস্থিত অ্যালিলের অনুপাতকে পপুলেশনের জিন – ফ্রিকোয়েন্সি বলে।
(Allele frequency, or gene frequency, is the relative frequency of an allele at a particular locus in a population)
১৩.০৩জিনোটাইপ ফ্রিকোয়েন্সি
মেন্ডেলিয়ান জীবগোষ্ঠিতে বিভিন্ন জিনোটাইপের অনুপাতকে জিনোটাইপ ফ্রিকোয়েন্সি বলে। একে জাইগোটিক ফ্রিকোয়েন্সিও বলা হয়।
জিন ফ্রিকোয়েন্সিতে প্রদত্ত তথ্য ব্যবহার করে নিম্নোক্তভাবে উক্ত তিন ধরনের ফুলের জিনোটাইপ নির্ধারণ করা যায় যেমন ঃ
বলা হয়। কোন জীব গোষ্ঠীর জিনোটাইপ ফ্রিকোয়েন্সি নমুনায়ন, শ্রেণিনিব্যাসকরণ ও জিনের ফ্রিকোয়েন্সির এর উপর নির্ভর করে।
লাল বর্ণের জিনোটাইপ (RR) এর ফ্রিকোয়েন্সি
=30/100= 0.30
গোলাপি বর্ণের জিনোটাইপ (Rr) এর ফ্রিকোয়েন্সি= 40/100=0.40
সাদা বর্ণের জিনোটাইপ (rr) এর ফ্রিকোয়েন্সি= 30/100=.0.30
জনসংখ্যার প্রতিটি অ্যালিলের আপেক্ষিক ফ্রিকোয়েন্সি। উদাহরণস্বরূপ, 100 জনসংখ্যার জনসংখ্যায় যথাক্রমে দুটি 1 টি A এবং A 2 এবং 64, 32, এবং 4 জন ব্যক্তি 1 এ 1 , এ 1 এ 2 , এবং এ 2 এ 2 জিনোটাইপ সহ ছিল। (অর্থাত্ প্রতিটি জিনোটাইপ ফ্রিকোয়েন্সি 0.64, 0.32, 0.04), এ 1 এর জিন ফ্রিকোয়েন্সি 2 এর জিন ফ্রিকোয়েন্সি একটি এলোমেলোভাবে সঙ্গম গ্রুপ সালে জিনের পুনঃপুনঃ ঘটার হার যদি না পরিবর্তন, প্রাকৃতিক নির্বাচন, সুযোগ ভাসমান, ইত্যাদি কাজ ধ্রুবক, এবং জেনোটাইপ ফ্রিকোয়েন্সি জিনের পুনঃপুনঃ ঘটার হার (পূর্ববর্তী উদাহরণঃ (0.8 + + 0.2) এর দ্বিপদ সম্প্রসারণ 2 = 0.64 + + 0.32 + 0.04) হার্ডি-ওয়েইনবার্গের আইন (1908) প্রতিষ্ঠিত। প্রকৃত জনসংখ্যায়, জেনগুলি পরিবর্তন, প্রাকৃতিক নির্বাচন, মাঝে মাঝে প্রবাহ এবং মাইগ্রেশনের মতো কারণগুলির কারণে পরিবর্তিত হয়। এটি জনসংখ্যার জেনেটিক্স যা এই তাত্ত্বিক এবং পরীক্ষামূলকভাবে অধ্যয়ন করে।
১৩.০৪ফ্রিকোয়েন্সিকে প্রভাবিতকারী উপাদানসমূহ
Hardy-Weinberg সূত্রটি মূলত তিনটি ধারণা যথা: (i) কোন জীবগোষ্ঠির অবাধ প্রজনন (ii) সকল জিনোটাইে জনন ক্ষমতা সমান এবং (iii) জীবগোষ্ঠির মধ্যে কোন বাহ্যিক কারণ ছাড়া জিন ফ্রিকোয়েন্সির পরিবর্তন ঘটে না এর উপর প্রতিষ্ঠিত কিন্তু জীব গোষ্ঠির মধ্যে নিম্নলিখিত কয়েকটি কারণে পরিবর্তন দেখা যায়। যথা-
১. নির্বাচন : একটি জীবগোষ্ঠীর মধ্যে একটি বিশেষ জেনেটিক প্রকরণের জীবগুলো অন্য জীবদের চেয়ে বেশি উৎপাদনক্ষতা
যোগ্যতম বলে এরা সহজেই টিকে থাকতে পারে। একে নির্বাচন বলে। এ সকল নির্বাচন প্রাকৃতিক নির্বাচন বা মানুষ কর্তৃক ভাবেও হতে পারে। তবে নির্বাচনের ক্ষেত্রে জীবের যোগ্যতা, Selection co-efficient পর্যবেক্ষণ করা হয়। এ সকল তথ্যের
ভিত্তি করে নিম্নোক্ত তিন ধরনের নির্বাচন দেখা যায়- FISH
→ Selection against dominant phenotypes.
→ Selection against recessive phenotypes.
→ Selection in favour of heterogygotes.
২.জেনেটিক বহুরূপতা : বিভিন্ন কারণ যেমন হোমোজাইগাস এর উপর হেটারোজাইগাস এর আধিক্যতা কারণে বিভিন্ন বাহ্যিক বৈশিষ্ট্য বহুরূপতা দেখা যায় যা জীবের অভিযোজন ক্ষমতা বৃদ্ধি করে।
৩. মিউটেশন : কোন জীবের বৈশিষ্ট্যের আকস্মিক বংশানুসরণযোগ্য স্থায়ী পরিবর্তনকে মিউটেশন বলে। জিন মিউটেশনের ফলে
অ্যালিল তৈরি হয় যা জেনেটিক ভেরিয়াবিলিটি তৈরি করে। মিউটেশনের ফলে জীবের জিন ফ্রিকোয়েন্সির পরিবর্তন ঘটে
৪. মাইগ্রেশন : মাইগ্রেশন এর ফলে জীবগোষ্ঠীতে জিনের ফ্রিকোয়েন্সী পরিবর্তন হতে পারে। মাইগ্রেশন বলতে কোন জীবগোষ্ঠী হতে জিন চলে
পাওয়া বা স্থানান্তর এবং নতুন কোন জিন আসা বুঝায়। অধিক হারে জীবগোষ্ঠীর স্থানান্তর বা আগমন জিন ফ্রিকোয়েন্সিকে প্রভাবিত করে।
৫.মিউটেশন এবং নির্বাচনের যৌথ প্রভাব : যদি মিউটেশন এবং নির্বাচন একই গতিপথে ঘটে তার জিন ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধি পায় ।
বিপরীতমূখী অর্থাৎ মিউটেশন একদিকে এবং নির্বাচন অন্যদিকে তবে জিনের ভারসাম্য অবস্থা দেখা যায়।
৬. জেনেটিক প্রবাহ : জীবগোষ্ঠীর সংখ্যা কম হলে নমুনায়নের ত্রুটির জন্য দ্রুত জিন ফ্রিকোয়েন্সির পরিবর্তন ঘটতে পারে। এ
ধরনের ঘটনাকে জেনেটিক প্রবাহ বলে। জনগোষ্ঠীর সদস্য সংখ্যা বেশি হলে উক্ত জীবগোষ্ঠী সত্যিকার তথ্য পাওয়া যাবে।
১৩.০৫- Hardy-weinbery -এর সূত্র নিয়ন্ত্রণকারী শর্তসমূহ
তাদের এই নীতিমালা যৌথভাবে Hardy-Weinberg law নামে পরিচিত।
১৯০৮ সালে ইংরেজ গণিতজ্ঞ G.H. Hardy এবং জার্মান পদার্থবিদ W. Weinberg জীব গোষ্ঠীতে জিন (অ্যালিল)
ফ্রিকোয়েন্সি সম্পর্কে স্বতন্ত্রভাবে কিছু নীতিমালা প্রকাশ করেন। মূলত এই দুই বিজ্ঞানী Population genetics -এর প্রতিষ্ঠাতা।
হার্ডি-ওয়েনবার্গ সূত্রটি মূলত ৩টি নীতির উপর প্রতিষ্ঠিত-
১. সকল জিনোটাইপ সমভাবে বেঁচে থাকে;
২.জীবগোষ্ঠীর সদস্যদের মধ্যে অবাধ প্রজনন;
৩. বাহ্যিক বিবর্তনক্ষম শক্তি। যেমন : নির্বাচন, মিউটেশন, মাইগ্রেশন, ইমিগ্রেশন এবং জেনেটিক প্রবাহ-এর অনুপস্থিতি
এছাড়াও এ সূত্র আরো কিছু শর্ত রয়েছে
১.জীব গোষ্ঠীতে সকল জীবের সংখ্যা পর্যাপ্ত থাকতে হবে যাতে কোনো জিন হঠাৎ অবলুপ্ত বা হ্রাস না পায় ।
২. সকল সদস্যদের এবং অধঃবংশের সন্তান উৎপাদন ক্ষমতা সমান হবে।
৩.জীব গোষ্ঠীর থেকে কোনো সদস্য বাহিরে যাবে না বা বাহির থেকে কোনো সদস্য জীব গোষ্ঠীতে আসবে না।
১৩.০৬ জিনের ফ্রিকোয়েন্সি কিভাবে নির্ণয় করা হয়
কোন একটি জীব গোষ্ঠীর জিন ফ্রিকোয়েন্সি নির্ধারণে তিনটি ধাপ অনুসরণ করা হয় :
করা হয় । নমুনায়নে সকল জীবের প্রতিনিধিত্বকারী নমুনার সংখ্যা পর্যাপ্ত পরিমাণ থাকতে হবে।
১. শ্রেণি বিন্যাসকরণ (Classification) : নমুনা সংগ্রহ করার পর এদের বিভিন্ন দলে শ্রেণিবদ্ধ করে সংখ্যা গণনা করা হয়।
৩. জিন ফ্রিকোয়েন্সি নির্ণয় : সংগৃহীত তথ্যের উপর ভিত্তি করে বিভিন্ন জিনোটাইপের সব সদস্যদের গণনা করে নির্দিষ্ট
জীবগোষ্ঠী হতে ১০০টি উদ্ভিদ সংগ্রহ করা হলো যাদের মধ্যে ৩০টি লালফুল, ৪০টি গোলাপি এবং ৩০টি সাদা ফুল যুক্ত ছিল। এদের
অ্যালিলের আপেক্ষিক জিন ফ্রিকোয়েন্সি নির্ধারণ করা হয়। যেমন- দ্বৈবচয়িত নমুনায়নের মাধ্যমে সন্ধ্যমালতি (Mirabilis jalapa)
অ্যালিল ফ্রিকোয়েন্সি নিম্নোক্তভাবে নির্ণয় করা যায় ।
(ক) সন্ধ্যামালতি উদ্ভিদের লাল ফুল উদ্ভিদ এবং সাদা ফুল যুক্ত উদ্ভিদের মধ্যে ক্রস ঘটানো হলে এরা F1 বংশধরে গোলাপি F2 বংশধর লাল : গোলাপি: সাদা ফুল যুক্ত উদ্ভিদ ১:২:১ হারে উৎপন্ন হয়। লাল বণটি হোমোজাইগাস প্রকট অ্যালিল (RR) এবং সাদা বর্নটি হোমোজাইগাস প্রচ্ছন্ন অ্যালিল (rr) দ্ধারা নিয়ন্ত্রিত।
হেটারোজাইগাস (Rr) অবস্থায় পাওয়া যায়।
তাই ৩০টি নমুনা (লালবর্ণ) প্রকট R অ্যালিলের সংখ্যা = ২ (লালফুল যুক্ত উদ্ভিদ সংখ্যা) + গোলাপি ফুল যুক্ত উদ্ভিদসংখ্যা
= (২× ৩০) + 40
= 60 + 40 =109
. নমুনাতে ‘R’ অ্যালিলের অনুপাত = RR অ্যালিলের অনুপাত / ২ ( নমুনার মোট উদ্ভিদ সংখ্যা)
= ১০০/২×১০০
= ০.৫০
৩০টি নমুনায় প্রছন্ন অ্যালিল ‘r’ সংখ্যা = ২(সাদা ফুলযুক্ত উদ্ভিদ) + গোলাপি ফুলযুক্ত উদ্ভিদ
= (২×৩০) + ৪০
= 60+40
= ১০০
.: নমুনাতে ‘r’ অ্যালিলের অনুপাত = rr অ্যালিলের সখ্যা /২(নমুনার মোট উদ্ভিদ সংখ্যা)
= ১০০/২×১০০ = ০.৫০
অতএব, RR অ্যালিল এবং rr অ্যালিলের জিন ফ্রিকোয়েন্সি হলো প্রতিটি জন্য ০.৫০
= ০.৫০
১৩.০৭ পপুলেশন অধ্যয়নের প্রয়োজনীয়তা মূলত জীবের গুণগত বৈশিষ্ট্যের (qualitative traits) সঞ্চারণ রীতি ও তাদের ব্যাখ্যা প্রদান করতে সক্ষম। জীবের পরিমাণগত বৈশিষ্ট্যের (quantitative traits) সঞ্চারণ রীতি ও জনগোষ্ঠিতে তাদের বিস্তৃতির ব্যাখ্যা প্রদান মেন্ডেলীয় জেনেটিক্সের একটি আওতা বহির্ভূত বিষয়। তাছাড়া, চার্লস ডারউইনের প্রাকৃতিক নির্বাচন ও জীবের বিভিন্ন বৈশিষ্ট্যের ক্রমবিবর্তনের ব্যাখ্যা পপুলেশন জেনেটিক্স শাখার উৎপত্তি হয়েছে।
প্রদানের জন্য মেন্ডেলীয় জেনেটিক্স ও ডারউইনীয়, প্রাকৃতিক নির্বাচনবাদের মধ্যে একটি সমন্বয় সাধনের প্রয়োজনীয়তা থেকেই প্রখ্যাত ব্রিটিশ বিজ্ঞানী ও পরিসংখ্যানবিদ রোনাল্ড ফিশার (R. A. Fisher) ১৯১৮ সালে তাঁর একটি গবেষণা প্রবন্ধে দেখান যে, প্রাকৃতিক নির্বাচন একটি জনগোষ্ঠিতে এলিলিক ফ্রিকুয়েন্সির পরিবর্তন আনতে সক্ষম। পরে ১৯৩০ সালে লেখা একটি বইয়ে (The Fenetical Theory of Natural Selection) তিনি প্রাকৃতিক নির্বাচন অধ্যয়নে বংশগতিবিদ্যার প্রয়োগ নিয়ে বিশদ আলোচনা করেন।
-শারের সমসাময়িক আরও একজন ব্রিটিশ বংশগতিবিদ ও গণিতবিদ জে.বি. এস. হলডেন (J. B. S. Haldane) ১৯২৪ সালে
কৃতিক পরিবেশের বিভিন্নতায় কিভাবে একটি লোকাসের এলিল ফ্রিকুয়েন্সির পরিবর্তন নির্ণয় করা যায় তার ব্যাখ্যা দেন। ওদিকে প্রাণ
নন বিশেষজ্ঞ আমেরিকান বিজ্ঞানী সিওয়াল রাইট (Sewall Right) ১৯৩২ সালে উদাহরণসহ উল্লেখ করে দেখান যে, একটি ছো
চ্ছিন্ন (isolated) জনগোষ্ঠিতে কিভাবে জেনেটিক ড্রিফ্ট (genetic drift) নির্দিষ্ট কিছু বৈশিষ্ট্যের বিবর্তন তরান্বিত করতে পারে।
১৩.০৮- কোন জীব গোষ্ঠিতে অবাধ প্রজননের প্রভাব আলোচনা
অবাধ প্রজননের ফলে কোনো একটি জীব গোষ্ঠীতে জিনের ভারসাম্যতা বজায় থাকে। যেমন: ধরি কোন
জীবগোষ্ঠীতে একটি অ্যালিল A এর ফ্রিকুয়েন্সি P এবং অ্যালিল a জন্য q রয়েছে । যদি অ্যালিল এর মধ্যে ক্রস ঘটানো
উৎপন্ন করে। এই জিনোটাইপ বিশিষ্ট জীবকে অবাধ প্রজননের সুযোগ দেওয়া হলে এরা নিন্মোক্ত হারে তিন ধন
AA+2PqAa+qaa) জিনোটাইপের জিন ফ্রিকোয়েন্সি তৈরি করে।
এ থেকে বুঝা যায় যখন জিন ফ্রিকোয়েন্সি ভারসাম্য অবস্থায় থাকে তখন জীব গোষ্ঠীতে মিউটেশন, নির্বাচন প্রবাহ অনুপস্থিত থাকে ।
১৩.০৯- জনের একটি পপুলেশনে 50MM, 20MN এবং 30 NN রক্তের নমুনা পরিলক্ষিত
হল। এই পপুলেশনে M এবং N অ্যালিল এর ফ্রিকোয়েন্সি নির্ণয়
ধরি Mও N রক্ত গ্রুপের জন্য দায়ি দুটি অ্যালিললকে যথাক্রমে M ওN দ্ধারা প্রকাশ করা হয়। M ওN একই জিনের লোকাসে অবস্থান করে এবং পরস্পর সহপ্রকটতা প্রদর্শন করে।
উপোরোক্ত নমুনা থেকে ফিনোটাইপের পরিবর্তে জিনোটাইপ ( MM+MN+NN) বিবেচনা করলে সরাসরি M ওN এর ফ্রিকোয়েন্সি নির্ণয় করা যায়।
সূতরাং, M জিনের বা অ্যালিলের ফ্রিকোয়েন্সি = 0.6
এবং N জিনের বা অ্যালিলের ফ্রিকুয়েন্সি = 0.4
#PREPARED BY- MD. EMRAN HOSSAIN
SESSION -17-18
Department of Botany
পপুলেশনের বংশগতি ( population Genetics )