কোষের ভেতরে হাঁটা: প্রাণীকোষ, উদ্ভিদকোষ ও ব্যাকটেরিয়া

আপনি কোথায় দাঁড়িয়ে

কোষ এত ছোট যে মনে ছবি আঁকা কঠিন। স্কুলের বইয়ের চেনা ছবিতে একটি বৃত্তের ভেতরে নিউক্লিয়াস, কয়েকটি মাইটোকন্ড্রিয়া আর এন্ডোপ্লাজমিক রেটিকুলামের কয়েকটি ঢেউখেলানো রেখা থাকে, সবই প্রায় একই আকারের এবং ফাঁকা জায়গায় ভাসছে। এই প্রদর্শনী একটি প্রাণীকোষকে দশ লাখ গুণ বড় করে এবং আপনাকে সাধারণ চোখের উচ্চতায় তার ভেতরে হাঁটতে দেয়। সবকিছু আসল কোষে মাপা আকার অনুযায়ী আঁকা, তাই মাইটোকন্ড্রিয়া এমন একটি ক্যাপসুল যার ওপর আপনি বসতে পারেন, আর রাইবোসোম একটি বড় মার্বেলের সমান গাঢ় পুঁতি।

কোষটির আকৃতি কাচের পাত্রে ছড়িয়ে থাকা কোষের মতো: একটি নিচু গম্বুজ, 30 µm লম্বা, 24 µm চওড়া আর মাঝখানে 8 µm উঁচু। আপনি শুরু করেন এর মেঝে থেকে, যা প্লাজমা মেমব্রেনের কাচে লেগে থাকা অংশ। মাঝখানে নিউক্লিয়াস, তার বাঁ দিক ঘিরে অমসৃণ রেটিকুলাম আর ডান দিকে গলগির স্তূপ। মাইটোকন্ড্রিয়া ও লাইসোসোম চারপাশে ছড়ানো, মাইক্রোটিউবিউল নিউক্লিয়াসের পাশের একটি বিন্দু থেকে পাখার মতো ছড়িয়ে গেছে, আর ছোট থলিগুলো তাতে চড়ে কোষের কিনারার দিকে যায়।

মডেলটি দশ লাখ গুণ বড় কেন

সবচেয়ে সহজ ভাবনা হতো কোষটিকে এতটা বড় করা যাতে আপনার শরীর তাতে এঁটে যায়। 100,000 গুণ বিবর্ধন যথেষ্ট নয়। সেই মাপে 20 µm-এর একটি কোষ 2 m-এর একটি বুদবুদ হয়, আর নিউক্লিয়াস আপনার মাথার চেয়েও ছোট হতো। 1.6 m লম্বা একজন মানুষ হতেন 16 µm উঁচু, পুরো কোষের চেয়েও লম্বা।

1,000,000 গুণ বিবর্ধনে সংখ্যাগুলো পড়া সহজ হয়ে যায়। মডেলের এক মিটার কোষের এক মাইক্রোমিটার, আর এক মিলিমিটার এক ন্যানোমিটার। আপনার 1.6 m চোখের উচ্চতা মানে 1.6 µm। ওপরে বাঁ কোণের মাপের বাক্স এটি দেখায়, আর এর দণ্ডটি আপনার ঠিক সামনে যা আছে তার জন্য নতুন করে আঁকা হয়। আপনি 3 m দূরের একটি দেয়ালের দিকে তাকালে দণ্ডটি দেখায় সেই দূরত্বে 1 µm কত লম্বা দেখায়।

মডেলের আকারগুলো

এগুলো প্রধান অংশ এবং যে আকারে এগুলো বানানো। আসল মান একটি পরিসর, কারণ কোষ এক ধরন থেকে আরেক ধরনে আলাদা।

কোষটির আয়তন দাঁড়ায় প্রায় 3,000 µm³। Cell Biology by the Numbers মানুষের কোষের জন্য মোটামুটি হিসাব হিসেবে 2,000 µm³ ধরে, বেশিরভাগ কোষ 500 থেকে 4,000 µm³-এর মধ্যে, আর তার সমাধান করা উদাহরণে একটি সাধারণ স্তন্যপায়ী কোষের জন্য 3,000 µm³ নেয়। স্লাইডে ছড়ানো HeLa কোষ প্রায় 40 µm চওড়া হয় অথচ উচ্চতা থাকে মাত্র কয়েক মাইক্রোমিটার, তাই মডেলটি বল নয়, একটি নিচু গম্বুজ।

কয়েকটি সংখ্যা নিজে যাচাই করুন

শুরুর কাছের কেটে খোলা মাইটোকন্ড্রিয়ার পাশে দাঁড়ান। এটি 1 m চওড়া, তাই এর মাথা আপনার চোখের একটু নিচে। আসল কোষে এটি 1 µm, মানুষের চুলের চওড়ার প্রায় একশো ভাগের এক ভাগ।

ঝিল্লিটিই দেখা সবচেয়ে কঠিন। 4 থেকে 10 nm পুরু হওয়ায় মডেলে এটি 4 থেকে 10 mm, প্রায় একটি পেনসিলের মতো পুরু, 30 m লম্বা একটি ঘর মুড়ে আছে। Cell Biology by the Numbers একে বিমানের দেহের চওড়ার তুলনায় তার বাইরের আবরণের সঙ্গে তুলনা করে। তাই ডান দেয়ালের একটি অংশ বাকিটার চেয়ে 20 গুণ পুরু করে আঁকা। ওই অংশে প্রতিটি লিপিডের মাথা 0.8 mm-এর বদলে 16 mm চওড়া, আর আপনি দুটি স্তর গুনতে পারেন।

নিউক্লিয়াসের DNA এমন সংখ্যা যা একেবারেই আঁটে না। মানুষের একটি কোষে প্রায় 2 m DNA থাকে (প্রায় 3 বিলিয়ন বেস জোড়ের একটি জিনোমের দুটি কপি, প্রতি বেস জোড়ে 0.3 nm)। মডেলে এটি হতো 2,000 km সুতো, 9 m লম্বা একটি বলে ঠাসা। জানালার ভেতরে যে বেগুনি সুতো দেখছেন তা বুনোট দেখানোর জন্য আঁকা ছোট একটি নমুনা।

প্রস্থচ্ছেদে ঝিল্লি

ফসফোলিপিডের একটি মাথা পানির সঙ্গে মেশে আর দুটি লেজ মেশে না। পানিতে লেজগুলো পানি থেকে লুকাতে লেজে লেজে সারি বাঁধে, ফলে দুটি স্তর তৈরি হয় যার দুই বাইরের তলেই মাথা। প্রতিটি স্তর প্রায় 2 nm গভীর, তাই দ্বিস্তরের ভেতরের অংশ প্রায় 4 nm পুরু। প্রোটিন এই পাতলা পর্দায় বসে থাকে। বড় করা অংশের নীল পিপাটি একটি চ্যানেল যা দুটি স্তরই ভেদ করে, আর বাইরে সবুজ পুঁতিওয়ালা প্রোটিনটি শর্করার একটি শৃঙ্খল বহন করে।

ঝিল্লি তরল। লিপিড সারাক্ষণ পাশের প্রতিবেশীদের পাশ দিয়ে সরে যায়, কিন্তু এক স্তর থেকে আরেক স্তরে খুব কমই উল্টে যায়, তাই দুটি স্তর আলাদা লিপিড মিশ্রণ রাখতে পারে। মডেল এদের স্থির রাখে।

নিউক্লিয়াস ও তার রন্ধ্র

নিউক্লিয়ার আবরণ দুটি ঝিল্লি, একটি ভেতরের আর একটি বাইরের, মাঝে কয়েক দশক ন্যানোমিটারের ফাঁক। নিউক্লিয়াসের সামনে কাটা জানালায় দুটি কিনারাই দেখা যায়, মডেলে যারা প্রায় 4 cm দূরে। বাইরের ঝিল্লি এগিয়ে অমসৃণ রেটিকুলাম হয়ে যায়, তাই মডেলে রেটিকুলামের পাতগুলো ঠিক নিউক্লিয়াসের পাশ থেকে শুরু হয়।

নিউক্লিয়ার রন্ধ্র একসঙ্গে দুটি ঝিল্লিই ভেদ করে। প্রতিটি প্রায় 120 nm চওড়া প্রোটিনের একটি বলয়, মাঝখানে একটি চ্যানেল, আর একটি মেরুদণ্ডী প্রাণীর নিউক্লিয়াসে এমন প্রায় 2,000টি থাকে। বার্তাবাহী RNA ও রাইবোসোমের উপএকক রন্ধ্র দিয়ে বেরিয়ে যায়, আর নিউক্লিয়াসের ভেতরে দরকারি প্রোটিন ঢোকে। মডেল আপনার যন্ত্র অনুযায়ী 300 থেকে 1,100টি রন্ধ্র দেখায়।

ভেতরে নিউক্লিওলাস একটি ঘন অঞ্চল, চারপাশে কোনো ঝিল্লি নেই, মডেলে 2 µm চওড়া আঁকা। এটি রাইবোসোমাল RNA-র জিন ঘিরে গড়ে ওঠে, আর রাইবোসোমের দুটি অর্ধেক বাইরে পাঠানোর আগে এখানেই জোড়া লাগে।

প্রোটিন কোথায় তৈরি ও মোড়ক হয়

রাইবোসোম বার্তাবাহী RNA পড়ে অ্যামিনো অ্যাসিডগুলোকে একটি শৃঙ্খলে জোড়ে। সাইটোসলে ভাসমান রাইবোসোম এমন প্রোটিন বানায় যা সাইটোসলেই থাকে। নতুন প্রোটিনের শুরুতে রেটিকুলামের সংকেত থাকলে রাইবোসোম রেটিকুলামে নোঙর করে এবং বাড়তে থাকা শৃঙ্খলকে ঝিল্লি ভেদ করে থলির ভেতরে পাঠায়; এ কারণেই রেটিকুলাম অমসৃণ দেখায়। মসৃণ রেটিকুলামে রাইবোসোম নেই। এটি 30 থেকে 100 nm চওড়া নলের জাল, যা লিপিড বানায় আর ক্যালসিয়াম জমা রাখে।

রেটিকুলাম থেকে প্রোটিন ছোট থলিতে করে গলগি বস্তুতে যায়। একটি স্তন্যপায়ী কোষে 40 থেকে 100টি গলগি স্তূপ থাকে, সাধারণত সেন্ট্রোসোমের কাছে জড়ো, আর প্রতিটি স্তূপে চার থেকে আটটি সিস্টার্নি। মডেল ছয়টির একটি স্তূপ দেখায়। প্রোটিন রেটিকুলামের সবচেয়ে কাছের সিস দিক দিয়ে ঢোকে, পার হতে হতে এদের শর্করা ছাঁটা ও যোগ করা হয়, আর ট্রান্স দিক দিয়ে থলিতে করে বেরিয়ে ঝিল্লি, লাইসোসোম বা অন্য কক্ষের দিকে যায়।

মাইক্রোটিউবিউলে হাঁটা কাইনেসিন

মাইক্রোটিউবিউল প্রায় 25 nm চওড়া ফাঁপা নল, সাধারণত টিউবিউলিনের 13টি সারি দিয়ে গড়া। প্রতিটি সারি আলফা ও বিটা টিউবিউলিন জোড়ের একটি শৃঙ্খল, যা প্রতি 8 nm-এ পুনরাবৃত্ত হয়। বেশিরভাগ মাইক্রোটিউবিউল নিউক্লিয়াসের পাশের সেন্ট্রোসোম থেকে শুরু হয়ে কোষের কিনারার দিকে যায়। কোষের ভেতরের দূরত্বে এগুলো শক্ত এবং প্রায় সোজা।

কাইনেসিন-1-এর দুটি মোটর মাথা একটি লম্বা প্যাঁচানো ডাঁটা দিয়ে যুক্ত, আর একটি লেজ মাল ধরে রাখে। PDB-101-এর বর্ণনামতো এটি হাতের ওপর হাত রেখে হাঁটে। একটি মাথা মাইক্রোটিউবিউলে আটকে থাকে, অন্যটি ছেড়ে দিয়ে তাকে পেরিয়ে দোল খেয়ে 16 nm সামনে গিয়ে আটকায়। প্রতি পদক্ষেপে মাল 8 nm এগোয় আর একটি ATP খরচ হয়। Cell Biology by the Numbers টেস্টটিউবে প্রচলিত কাইনেসিনের গতি দেয় সেকেন্ডে প্রায় 800 nm, আর খসে পড়ার আগে প্রায় 100টি পদক্ষেপ।

দশ লাখ গুণ আকারে সেকেন্ডে 800 nm হয়ে যায় সেকেন্ডে 0.8 m, ধীরে হাঁটার গতি। কিন্তু মাথাগুলো সেকেন্ডে প্রায় 100টি পা ফেলে, যা পর্দায় অনুসরণ করার পক্ষে অনেক দ্রুত। তাই কাইনেসিনের গাইড ধাপটি আসল গতির 1/20 অংশে ধীর গতি চালু করে, যাতে আপনি দেখতে পান প্রতিটি মাথা কীভাবে অন্যটিকে পেরিয়ে দোল খায়।

মাইটোকন্ড্রিয়া ও লাইসোসোম

মাইটোকন্ড্রিয়ার দুটি ঝিল্লি। বাইরেরটি মসৃণ। ভেতরেরটি ক্রিস্টি নামের ভাঁজে ভাঁজ করা, যা ATP বানানো প্রোটিনগুলোকে বড় তল দেয়। Cell Biology by the Numbers একটি সাধারণ মাইটোকন্ড্রিয়াকে প্রায় 2 µm লম্বা ও 1 µm চওড়া ক্যাপসুল বলে বর্ণনা করে, যদিও অনেক কোষে এরা জুড়ে গিয়ে কয়েক দশক মাইক্রোমিটার লম্বা শাখাযুক্ত জাল গড়ে। মডেল দশটি আলাদা ক্যাপসুল ব্যবহার করে এবং একটি কেটে খোলে, যাতে আপনি ক্রিস্টি দেখতে পান।

লাইসোসোম 60-এর বেশি রকম পাচক এনজাইমের থলি, আর একটি কোষে সাধারণত এদের শত শত থাকে। মডেল ছয়টি দেখায়। এদের ভেতর pH 4.5 থেকে 5-এ রাখা হয়, আর এনজাইমগুলো এই অম্লতায় সবচেয়ে ভালো কাজ করে। চারপাশের সাইটোসল প্রায় pH 7.2-এ থাকে, যেখানে এনজাইমগুলো ঠিকমতো কাজ করে না, তাই চুইয়ে পড়া লাইসোসোম কোষের বাকি অংশ হজম করে ফেলে না।

দশ ও একশো গুণ ছোট হওয়া

দশ লাখ গুণ আকারে কোষে হাঁটা সহজ, কিন্তু প্রায় 20 nm-এর চেয়ে ছোট যেকোনো কিছু আপনার পায়ের কাছে পড়ে থাকা একটি কণা। রাইবোসোম একটি মার্বেলের সমান আর পটাশিয়াম চ্যানেল 8 mm চওড়া। অণু দেখতে বিবর্ধনের আরেকটি ধাপ লাগে, আর ওপরে ডানের আকার বোতাম আপনাকে আরও দুটি দেয়: ×10 ও ×100।

বোতামগুলো কোষ নতুন করে বানায় না। এরা আপনাকে ছোট করে। ×10-এ মাপ 10,000,000 : 1, আপনার সামনের এক মিটার 100 nm, আর আপনার চোখ মেঝে থেকে 160 nm ওপরে। ×100-এ মাপ 100,000,000 : 1, এক মিটার 10 nm, আর আপনি 16 nm উঁচু, প্রায় একটি প্রোটিয়াসোমের সমান। ওপরে বাঁ কোণের বাক্স সবসময় বর্তমান বিবর্ধন, এক মিটার কীসের সমান আর আপনার আসল উচ্চতা দেখায়, তাই যে ধাপেই থাকুন সংখ্যাগুলো সৎ থাকে। কোষ নিজে বদলায় না। যে মাইটোকন্ড্রিয়া সোফার সমান ছিল তা 100 m লম্বা একটি দালান হয়ে যায়, আর ×100-এ তার পাশ দিয়ে হেঁটে যেতে কয়েক মিনিট লাগবে।

আসল আকারে অণু

অণুগুলো পুঁতির মডেল হিসেবে আঁকা, প্রোটিনের প্রতিটি ভাঁজ করা অংশের জন্য একটি পুঁতি, RCSB PDB-101-এর ছবির ধাঁচে। এগুলো আসল আকারে বানিয়ে যেখানে কাজ করে সেখানে বসানো, তারপর আপনি দেখার মতো কাছে না আসা পর্যন্ত লুকানো। কোষের ওপার থেকে এদের আঁকতে কোনো খরচ নেই।

প্রাণীকোষে এদের খোঁজার চারটি জায়গা আছে:

• মেঝের ঝিল্লিতে, সামনে ডান দিকে। পটাশিয়াম চ্যানেল, সোডিয়াম-পটাশিয়াম পাম্প, রিসেপ্টর ও অ্যাকোয়াপোরিন ঝিল্লির এমন একটি অংশে বসে আছে যা 0.8 nm দূরে দূরে লিপিডের মাথা দিয়ে বাঁধানো। একটি ক্ল্যাথ্রিন-আবৃত গর্ত, প্রায় 100 nm চওড়া খাঁচা, ঝিল্লির একটি কুঁড়ি ভেতরে টানছে। 7 nm চওড়া অ্যাক্টিন তন্তু মেঝে পার হয়েছে, তার একটির ওপর একটি মায়োসিন V মোটর হাঁটছে, আর কাছেই দড়ির মতো একটি মধ্যবর্তী তন্তু পড়ে আছে।
• তাদের পাশের ভিড়ে। প্রতি দিকে 100 nm-এর একটি বাক্স আসল সাইটোসলের ঘনত্বে প্রোটিনে ভরা, প্রতি ঘন মাইক্রোমিটারে প্রায় 30 লাখ। ×100-এ এটি অণুর একটি দেয়াল, যার ভেতরে আপনি ঠেলে ঢুকতে পারেন। এর কিনারায় আছে একটি প্রোটিয়াসোম, একটি Hsp90 চ্যাপেরোন, একটি গ্লাইকোজেন দানা আর একই বার্তাবাহী RNA পড়তে থাকা রাইবোসোমের একটি মালা।
• নিউক্লিয়াসে। নিউক্লিওসোমে প্যাঁচানো DNA-র একটি অংশ, যার ওপর RNA পলিমারেজ II একটি RNA সুতো বানাচ্ছে, আর আবরণে পূর্ণ খুঁটিনাটিসহ একটি নিউক্লিয়ার রন্ধ্র কমপ্লেক্স।
• অঙ্গাণুর ওপরে। Sec61 চ্যানেলের মাধ্যমে অমসৃণ রেটিকুলামে নোঙর করা একটি রাইবোসোম, খোলা মাইটোকন্ড্রিয়ার কাটা কিনারায় এক সারি ATP সিনথেজ, আর কাইনেসিনের পথের নিচে একটি ডাইনিন মোটর।

যেখানে গাইড বই তা বলে (ভিড়ের বাক্স, লিপিডের মেঝে) সেখানে ঘনত্ব আসল, আর অন্যত্র কমানো, কারণ আসল ঝিল্লি প্রোটিনে এত ঠাসা যে চ্যানেলগুলো আলাদা করে চেনা কঠিন হতো।

একই মাপে একটি উদ্ভিদকোষ

কোষ বোতাম একই মাপে বানানো একটি পাতার কোষে নিয়ে যায়। এটি 40 µm লম্বা, 24 µm চওড়া আর 20 µm উঁচু, সেলুলোজের প্রাচীরের ভেতরে। Cell Biology by the Numbers এ ধরনের উদ্ভিদকোষের বর্ণনা দেয় যার আয়তনের বেশিরভাগ কোষগহ্বর দখল করে, আর এটাই প্রথম চোখে পড়ে: একটি স্বচ্ছপ্রায় খণ্ড মাঝখান ভরে রাখে, আর কোষের বাকিটা তার চারপাশের একটি পাতলা স্তরে এবং এক প্রান্তের একটি ঘরে চেপে আছে, যেখানে নিউক্লিয়াস বসে।

ক্লোরোপ্লাস্টগুলো কোষগহ্বরের নিচে মেঝেতে আর একটি দেয়ালের গায়ে পড়ে আছে। এগুলো 5 µm লম্বা আঁকা, ভাস্কুলার উদ্ভিদের জন্য দেওয়া 4 থেকে 6 µm পরিসরের মধ্যে, আর একটি কেটে খোলা যাতে তার গ্রানা, অর্থাৎ চ্যাপ্টা থাইলাকয়েড থলির স্তূপ, আর একটি শ্বেতসার দানা দেখা যায়। দূরের দেয়ালে প্লাজমোডেসমাটার একটি পিট ক্ষেত্র, প্রায় 50 nm চওড়া চ্যানেল, এই কোষকে তার প্রতিবেশীর সঙ্গে যুক্ত করে। কাছের দেয়াল বরাবর অঙ্গাণুগুলো অ্যাক্টিন দড়ির একটি চক্র ঘিরে সেকেন্ডে 4 µm বেগে বয়ে চলে, যা সাইটোপ্লাজমীয় প্রবাহের মাপা সেকেন্ডে 1 থেকে 100 µm পরিসরের মধ্যে। ×100-এ কাটা ক্লোরোপ্লাস্টের ভেতরে আপনি পাবেন রুবিস্কো, যে এনজাইম কার্বন ডাই-অক্সাইড আবদ্ধ করে, আর ফটোসিস্টেম II, যা পানি ভেঙে অক্সিজেন ছাড়ে।

একই মাপে একটি ব্যাকটেরিয়া

তৃতীয় কোষটি ই. কোলাই। Cell Biology by the Numbers মোটামুটি হিসাব হিসেবে প্রায় 1 µm চওড়া, 2 µm লম্বা আর 1 µm³ আয়তন ধরে, তাই দশ লাখ গুণ আকারে পুরো জীবটি পাত্রের ওপর পড়ে থাকা 2 m লম্বা একটি ক্যাপসুল, প্রাণীকোষের একটি মাইটোকন্ড্রিয়ার সমান। এটি মডেলের কাকতালীয় ব্যাপার নয়। মাইটোকন্ড্রিয়া এসেছে সেই ব্যাকটেরিয়া থেকে, যাদের সুদূর অতীতে অন্য একটি কোষ ভেতরে নিয়েছিল, আর এরা আজও নিজের একটি ছোট জিনোম রাখে। পাত্রের ছক 1 µm-এর বর্গে আঁকা।

×1-এ আপনি ভেতরে ঢোকার জন্য খুব বড়, তাই হাঁটা শুরু হয় ×10 থেকে। ভেতরে রাইবোসোম নিউক্লিওয়েডের চারপাশের বেশিরভাগ জায়গা ভরে রাখে; নিউক্লিওয়েড হলো মাঝখানে ক্রোমোসোমের জট, চারপাশে কোনো ঝিল্লি নেই। মাথার ওপরের আবরণের তিনটি স্তর: ভেতরের ঝিল্লি, পেপটিডোগ্লাইকানের পাতলা জাল আর বাইরের ঝিল্লি। প্রায় 45 nm চওড়া ফ্ল্যাজেলার মোটর আবরণে বসানো, প্রতিটি একটি প্যাঁচানো সুতোকে সেকেন্ডে প্রায় 100 বার ঘোরায়, আর এক প্রান্তে কেমোরিসেপ্টরের একটি জালি মোটরগুলোকে জানায় কখন উল্টো ঘুরতে হবে। মাঝে নিউক্লিয়াস না থাকায় বার্তাবাহী RNA তৈরি হতে থাকতেই রাইবোসোম তা পড়তে শুরু করে, যা মডেল শুরুর কাছে দুটি জায়গায় দেখায়।

গাইড বই

গাইড বই বোতাম ঘুরে দেখার মতো 78টি জিনিসের একটি তালিকা খোলে: প্রাণীকোষে 49টি, উদ্ভিদকোষে 14টি আর ব্যাকটেরিয়ায় 15টি। আপনি নাম দিয়ে খুঁজতে, কোষ ও ধরন (অঙ্গাণু, অণু ও প্রক্রিয়া) দিয়ে ছাঁকতে আর আকার অনুযায়ী সাজাতে পারেন। একটি বেছে নিলে দরকার হলে কোষ ও আকার বদলে যায় এবং আপনি তার সামনের একটি জায়গায় পৌঁছে যান। তারপর একটি কার্ড দেখায় তার আসল আকার, একটি কোষে কতগুলো থাকে, ছোট বিবরণ, সূত্র, আর একটি দণ্ড যা তার আকারকে একটি প্রোটিন, একটি রাইবোসোম, ই. কোলাই, একটি প্রাণীকোষ এবং বর্তমান আকারে আপনার নিজের উচ্চতার সঙ্গে তুলনা করে।

সাতটি প্রক্রিয়া, অর্থাৎ মাইটোসিসের দশাগুলো, কোষচক্র, বিভাজিত হতে থাকা উদ্ভিদকোষের কোষপ্লেট আর ব্যাকটেরিয়ার দ্বিবিভাজন, 3D কোষে ঘটিয়ে দেখানো হয়নি। তাদের কার্ডে এর বদলে একটি ছোট ছবি আছে।

দশ লাখ গুণ বড় করলে গতি আর দূরত্বের কী হয়

মডেলের 1 m মানে কোষের 1 µm, তাই যেকোনো দৈর্ঘ্য বদলাতে এককটিকে ছয় ধাপ ওপরে তুললেই চলে। 20 µm চওড়া কোষ মডেলে 20 m চওড়া, অর্থাৎ দেড়টি বাস সারি করে রাখলে যতটা লম্বা। 25 nm-এর রাইবোজোম হয়ে যায় 25 mm, মানে 2.5 cm, একটি বড় মার্বেলের সমান। 5 nm-এর প্রোটিন হয় 5 mm, খাড়া করে রাখা একটি চালের দানার মতো, আর 5 nm পুরু ঝিল্লি হয় 5 mm পুরু, দুই আঙুলের মাঝে ধরা যায় এমন একটি স্তর, যা 30 m লম্বা হলঘরকে মুড়ে আছে।

গতিও একই অনুপাতে বদলায়, কারণ সময় টানা হয় না। কাইনেসিন সেকেন্ডে প্রায় 800 nm চলে, মডেলে যা সেকেন্ডে 0.8 m। যে প্রোটিন এক সেকেন্ডে কয়েক মাইক্রোমিটার ভেসে যায়, সে কয়েক মিটার পাড়ি দেয়। আপনি সেকেন্ডে প্রায় 1.4 m হাঁটেন, আসল কোষে যা সেকেন্ডে 1.4 µm, কাইনেসিনের চেয়ে একটু দ্রুত। কোষের 30 m দৈর্ঘ্য পেরোতে আপনার প্রায় 21 সেকেন্ড লাগে। ×100-এ একই পদক্ষেপ সেকেন্ডে 14 nm, আর সেজন্যই হাঁটার নিয়ন্ত্রণে একটি দ্রুত মাত্রা আছে।

এককের মধ্যে একটি ফাঁদ লুকিয়ে আছে। ক্ষেত্রফল বদলায় বর্গ হিসেবে, আয়তন ঘন হিসেবে। 1 µm³-এর মাইটোকন্ড্রিয়ন মডেলে 1 m³, এক মিটার বাহুর একটি ঘনক। পুরো কোষ, প্রায় 3000 µm³, মডেলে 3000 m³, অলিম্পিক সুইমিং পুলের চেয়ে বড় একটি হলঘর, যাতে প্রায় 2500 m³ ধরে। ওপরের সারণির সংখ্যাগুলো দৈর্ঘ্য। এই গাইড যখন কোষপ্রতি সংখ্যা বলে, তখন সেটা এই 3000 ঘন মিটারের মধ্যের সংখ্যা।

কয়টি অণু আছে আর পেরোতে তাদের কত সময় লাগে

Cell Biology by the Numbers অনুযায়ী কোষের প্রতি ঘন মাইক্রোমিটারে প্রায় 30 লাখ প্রোটিন থাকে, তাই 2000 থেকে 4000 µm³ আয়তনের মানবকোষে প্রায় 1000 কোটি (10¹⁰) প্রোটিন আছে। এই মডেলের 3000 µm³-এর জন্য হিসাব দাঁড়ায় 3000 × 30 লাখ, অর্থাৎ প্রায় 900 কোটি। মডেলে আপনার চারপাশের প্রতি ঘন মিটার জায়গায় আছে 30 লাখ প্রোটিন। পাশাপাশি প্রোটিনের গড় ব্যবধান হলো 1 µm³-কে 30 লাখ দিয়ে ভাগ করে পাওয়া সংখ্যার ঘনমূল, প্রায় 0.007 µm বা 7 nm, পর্দায় যা 7 mm। একটি সাধারণ প্রোটিন প্রায় 5 nm বড়, তাই তারা প্রায় ছুঁয়ে আছে। ভিড়ের বাক্স এই ঘনত্বই তৈরি করে। মডেলের বাকি সব জায়গা এর চেয়ে অনেক ফাঁকা।

কোষের অণু সোজা পথে যায় না। পানির অণু তাদের এদিক-ওদিক ধাক্কা দেয়, এই গতির নাম ব্যাপন, আর x দূরত্ব পেরোনোর গড় সময় সেই দূরত্বের বর্গের সঙ্গে বাড়ে। এক মাত্রায় চলা কণার জন্য t ≈ x² / 2D, যেখানে D হলো ব্যাপন ধ্রুবক। তিন মাত্রায় 2-এর জায়গায় বসে 6। বইটি গড় আকারের প্রোটিনের D ধরেছে পানিতে প্রায় 100 µm²/s আর কোষের ভেতরে প্রায় 10 µm²/s। এই সংখ্যা বসালে:

• একটি E. coli কোষ পেরোতে, x = 1 µm: t ≈ 1 / 60, প্রায় 0.02 s। বইয়ে আছে প্রায় 0.01 s।
• একটি HeLa কোষ পেরোতে, x = 20 µm: t ≈ 400 / 60, প্রায় 7 s। বইয়ে আছে প্রায় 10 s।
• 1 cm লম্বা অ্যাক্সন বরাবর, x = 10,000 µm: t ≈ 10⁸ / 60, প্রায় 17 লাখ s, তিন সপ্তাহের কাছাকাছি। বইয়ে আছে প্রায় দুই সপ্তাহ, কারণ সেখানে D আর গুণকটি গোল করা হয়েছে।

সেকেন্ডে 1 µm গতির একটি মোটরের 1 cm যেতে 2 থেকে 3 ঘণ্টা লাগবে, তাই স্নায়ুকোষ মালপত্র ব্যাপনের ভরসায় না রেখে মাইক্রোটিউবিউলে চাপিয়ে নেয়। তবু একটি কোষের মাপে দুটি পদ্ধতি কাছাকাছি। 20 µm-এ মোটরের লাগে 20 s আর ব্যাপনের 10 s-এর কম, তাই ছোট কোষ অণুদের ব্যাপন করতে দেয় আর মোটর রাখে বড় মালপত্র বা নির্দিষ্ট জায়গায় যেতে হবে এমন মালপত্রের জন্য।

সাধারণ ভুল ধারণা

• "অঙ্গাণুরা ফাঁকা পানিতে দূরে দূরে ভাসে।" আসল কোষে সাইটোসল ঠাসাঠাসি জেল আর অঙ্গাণুরা গায়ে গায়ে থাকে, অন্তঃপ্রদ্রব্য জালিকা প্রায় সব জায়গায় ছড়ানো। মডেলে আপনি যে খোলা জায়গায় হাঁটেন সেটা চলাফেরার সুবিধার জন্য সরল করা।
• "অণুরা জানে কোথায় যেতে হবে।" বেশিরভাগ অণু সঙ্গীর দেখা পায় দৈবাৎ, ব্যাপনের মাধ্যমে, আর সঠিক দিকে মুখোমুখি হলেই বিক্রিয়া করে। কাইনেসিনের মতো মোটর ব্যতিক্রম, কারণ তারা পথ ধরে চলে, কিন্তু মালপত্রকেও পথটি খুঁজে নিতে হয়।
• "কাইনেসিন মানুষের মতো হাঁটে।" অ্যানিমেশনে তা-ই মনে হয়, কিন্তু মাথাগুলো এত ছোট যে চারপাশের পানি তাদের অবিরাম ধাক্কা দেয়। এই হাঁটা একটি র‍্যাচেট, যেখানে প্রতিটি ATP একটি মাথাকে সামনে দুলিয়ে আটকে দেয়, আর কাঁপুনি এক দিকের পদক্ষেপে বদলে যায়।
• "নিউক্লিয়াস কোষের মস্তিষ্ক, সব কিছু সরাসরি নিয়ন্ত্রণ করে।" নিউক্লিয়াস জিনোম সংরক্ষণ ও অনুলিপি করে এবং RNA বানায়, কিন্তু প্রোটিন তৈরি হয় সাইটোসলে ও জালিকায়, আর কোষের অনেক সিদ্ধান্ত আসে ঝিল্লিতে পৌঁছানো সংকেত থেকে। মাইটোকন্ড্রিয়া এমনকি নিজেদের একটি ছোট জিনোম রাখে।
• "সব কোষ পাঠ্যবইয়ের ছবির মতো দেখতে।" মডেলে কাচের ওপর ছড়ানো এক ধরনের কোষ দেখানো হয়েছে, যার মাপ সবচেয়ে বেশি পড়ানো কোষের মতো। লোহিত রক্তকণিকায় নিউক্লিয়াস নেই, পেশিতন্তুতে আছে অনেকগুলো, আর কোষের আয়তন কয়েক মাত্রা জুড়ে ছড়ানো।

মডেলটি আসল কোষ থেকে কীভাবে আলাদা

• এখানে সাইটোসল প্রায় ফাঁকা। আসল কোষের প্রতি ঘন মাইক্রোমিটারে প্রায় 30 লাখ প্রোটিন থাকে। আপনার চারপাশে ভাসমান কণা বড়জোর কয়েক হাজার, আর এরা দ্রুত ধাক্কাধাক্কি না করে ধীরে ভেসে বেড়ায়।
• রাইবোসোম কমানো হয়েছে। মডেল কয়েক হাজার আঁকে। আসল কোষে অনেক বেশি থাকে, অমসৃণ রেটিকুলামে এত ঘন যে পাতগুলো খচিত মনে হয়।
• অ্যাক্টিন ও মধ্যবর্তী তন্তু বিরল। অ্যাক্টিনের কয়েকটি গোছা মেঝে পার হয় আর কয়েকটি মধ্যবর্তী তন্তু নিউক্লিয়াস জড়িয়ে আছে, কিন্তু ঝিল্লির নিচের ঘন অ্যাক্টিন জাল বাদ দেওয়া হয়েছে যাতে পথ খোলা থাকে।
• দূর থেকে অণু লুকানো। অণুর মডেল কেবল তখনই দেখা দেয় যখন আপনি দেখার মতো কাছে আসেন, আর এরা গড়াগড়ি না খেয়ে স্থির থাকে।
• বেশিরভাগ অঙ্গাণু স্থির। জীবন্ত কোষে মাইটোকন্ড্রিয়া চলে, ভাগ হয় ও জোড়া লাগে, আর রেটিকুলাম মিনিটে মিনিটে আকার বদলায়।
• নিউক্লিয়াসে একটি জানালা আছে। আসল আবরণ রন্ধ্র ছাড়া বন্ধ।
• রংগুলো বানানো। এই আকারে অঙ্গাণুর নিজস্ব কোনো রং নেই। ইলেকট্রন অণুবীক্ষণ এদের ধূসর দেখায়, আর প্রতিপ্রভা ছবিতে রঞ্জক ব্যবহার হয়।

চলাফেরা

কম্পিউটারে হাঁটতে WASD বা তীর-কী ব্যবহার করুন, আর চারপাশ দেখতে মাউস দিয়ে টানুন। R আপনাকে ওপরে তোলে আর F আবার নিচে নামতে দেয়। Shift আপনাকে দ্রুত চালায়। মেঝেতে ক্লিক করলে আপনি সেখানে হেঁটে যান। ফোনে পর্দার বাঁ অর্ধেক একটি জয়স্টিক আর ডান অর্ধেক আপনার দৃষ্টি ঘোরায়। ডান দিকের দুটি তীর আপনাকে ওপরে বা নিচে নেয়।

মঞ্চের ডান দিকের প্যানেলে তিনটি সারি। কোষ প্রাণীকোষ, উদ্ভিদকোষ ও ব্যাকটেরিয়ার মধ্যে বদলায়। আকার আপনাকে ×10 বা ×100-এ ছোট করে এবং ফিরিয়ে আনে। হাঁটা আপনার গতি ধীরে, স্বাভাবিক বা দ্রুত করে, যা ×100-এ কাজে লাগে, যেখানে স্বাভাবিক হাঁটায় সেকেন্ডে মাত্র 13 nm যাওয়া যায়। ওপরে বাঁয়ের ছোট মানচিত্র ওপর থেকে দেখায় আপনি কোথায়; সেই জায়গায় হেঁটে যেতে তাতে ক্লিক করুন।

কোনো কিছুর কাছে এলে নামফলক দেখা দেয়, আর ×100-এ এরা একক অণুর নাম দেখায়। সব নামফলক নিয়ন্ত্রণটি একসঙ্গে আরও বেশি দেখায়। যন্ত্রাংশ তালিকা আর গাইড বই দুটিই আপনাকে সরাসরি বেছে নেওয়া জিনিসের কাছে নিয়ে যায়।