দ্বিতীয় বার্তাবাহক

দ্বিতীয় বার্তাবাহক (সেকেন্ড মেসেঞ্জার) হল অন্তঃকোষীয় সংকেতবাহী অণু যা প্রথম বার্তাবাহক (ফার্স্ট মেসেঞ্জার) নামক বহিঃকোষীয় সংকেতবাহী অণুর সংস্পর্শে আসার প্রতিক্রিয়ায় কোষ কর্তৃক নিঃসৃত হয়। (অন্তঃকোষীয় সংকেত, যা কোষ সংকেত প্রেরণের একটি অপ্রান্তিক রূপ, প্রথম ও দ্বিতীয় উভয় বার্তাবাহককে অন্তর্ভুক্ত করে এবং সংকেতের পরিসরের উপর নির্ভর করে অটোক্রাইন, জাক্সটাক্রাইন, প্যারাক্রাইন এবং অন্তঃস্রাবী হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়।) দ্বিতীয় বার্তাবাহকগুলি বিস্তৃতি, পৃথকীকরণ, স্থানান্তর, টিকে থাকা, এপোপটোসিস এবং অমেরুকরণ-এর মতো কোষীয় পর্যায়ে শারীরবৃত্তীয় পরিবর্তন সূচিত করে।

এগুলি অন্তঃকোষীয় সংকেত পরিবহন ক্যাসকেডের অন্যতম সূচনাকারী।

দ্বিতীয় বার্তাবাহক অণুর উদাহরণের মধ্যে রয়েছে সাইক্লিক AMP, সাইক্লিক GMP, ইনোসিটল ট্রাইফসফেট, ডাইএসাইলগ্লিসারল এবং ক্যালসিয়াম। প্রথম বার্তাবাহকগুলি হল বহিঃকোষীয় উপাদান, প্রায়শই হরমোন বা স্নায়ুসংক্রমক, যেমন এপিনেফ্রিন, গ্রোথ হরমোন এবং সেরোটোনিন। যেহেতু পেপটাইড হরমোন এবং স্নায়ুসংক্রমকগুলি সাধারণত জৈব রাসায়নিকভাবে জলকর্ষী অণু, তাই স্টেরয়েড হরমোনের বিপরীত — যেগুলি সাধারণত করে — এই প্রথম বার্তাবাহকগুলি সরাসরি ফসফোলিপিড দ্বিস্তর অতিক্রম করে কোষের অভ্যন্তরে পরিবর্তন সূচনা করতে পারে না। এই কার্যকরী সীমাবদ্ধতার কারণে প্রথম বার্তাবাহককে দ্বিতীয় বার্তাবাহকে রূপান্তরিত করার জন্য কোষের সংকেত পরিবহন ব্যবস্থা প্রয়োজন, যাতে বহিঃকোষীয় সংকেতটি কোষের অভ্যন্তরে প্রসারিত হতে পারে। দ্বিতীয় বার্তাবাহক সংকেত ব্যবস্থার একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য হল যে দ্বিতীয় বার্তাবাহকগুলিকে বহু-চক্রীয় কাইনেজ ক্যাসকেডের সাথে নিম্নগামীভাবে যুক্ত করা যেতে পারে, যার ফলে মূল প্রথম বার্তাবাহক সংকেতের শক্তি ব্যাপকভাবে পরিবর্ধিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, RasGTP সংকেতগুলি মাইটোজেন-সক্রিয় প্রোটিন কাইনেজ (MAPK) ক্যাসকেডের সাথে যুক্ত হয়ে Myc এবং CREB-এর মতো বিস্তৃত ট্রান্সক্রিপশন ফ্যাক্টরগুলির অ্যালোস্টেরিক সক্রিয়করণকে অতিমাত্রায় বাড়িয়ে দেয়।

আর্ল উইলবার সাদারল্যান্ড জুনিয়র দ্বিতীয় বার্তাবাহক আবিষ্কার করেছিলেন, যার জন্য তিনি ১৯৭১ সালে শারীরবৃত্তি বা চিকিৎসায় নোবেল পুরস্কার লাভ করেছিলেন। সাদারল্যান্ড লক্ষ্য করেছিলেন যে এপিনেফ্রিন যকৃতের কোষগুলিতে গ্লাইকোজেনকে গ্লুকোজে (চিনি) রূপান্তর করতে উদ্দীপিত করবে, কিন্তু এপিনেফ্রিন একা গ্লাইকোজেনকে গ্লুকোজে রূপান্তর করতে পারবে না। তিনি দেখতে পেলেন যে গ্লাইকোজেনকে গ্লুকোজে রূপান্তর করার জন্য যকৃতের একটি দ্বিতীয় বার্তাবাহক, সাইক্লিক AMP সক্রিয় করতে এপিনেফ্রিনের প্রয়োজন হয়। এই প্রক্রিয়াগুলি বিস্তারিতভাবে ব্যাখ্যা করেছিলেন মার্টিন রডবেল এবং আলফ্রেড জি. গিলম্যান, যারা ১৯৯৪ সালে নোবেল পুরস্কার লাভ করেছিলেন।

দ্বিতীয় বার্তাবাহক ব্যবস্থাগুলি এনজাইম দ্বারা সংশ্লেষিত এবং সক্রিয় করা যেতে পারে, উদাহরণস্বরূপ, সাইক্লিক নিউক্লিওটাইড সংশ্লেষণকারী সাইক্লেজ, বা ধাতব আয়নের অভিব্যক্তি অনুমোদনের জন্য আয়ন চ্যানেল খুলে, উদাহরণস্বরূপ Ca2+ সংকেত প্রেরণ। এই ক্ষুদ্র অণুগুলি প্রোটিন কাইনেজ, আয়ন চ্যানেল এবং অন্যান্য প্রোটিনগুলিকে আবদ্ধ করে এবং সক্রিয় করে, এইভাবে সংকেত ক্যাসকেড অব্যাহত রাখে।

দ্বিতীয় বার্তাবাহক অণুর প্রকারভেদ

দ্বিতীয় বার্তাবাহক অণুর তিনটি মৌলিক প্রকার রয়েছে:
 জলবিকর্ষী অণু: জল-অদ্রবণীয় অণু যেমন ডাইএসাইলগ্লিসারল এবং ফসফ্যাটিডাইলিনোসিটল, যা ঝিল্লি-সংযুক্ত এবং কোষঝিল্লি থেকে অন্তঃঝিল্লি স্থানে বিচ্ছুরিত হয় যেখানে তারা পৌঁছাতে পারে এবং ঝিল্লি-সংযুক্ত ইফেক্টর প্রোটিন নিয়ন্ত্রণ করতে পারে।
 জলসবিষয়ক অণু: জল-দ্রবণীয় অণু, যেমন সাইক্লিক AMP, সাইক্লিক GMP, IP3, এবং Ca2+, যা সাইটোপ্লাজমের মধ্যে অবস্থিত।
 গ্যাসসমূহ: নাইট্রিক অক্সাইড (NO), কার্বন মনোক্সাইড (CO) এবং হাইড্রোজেন সালফাইড (H2S) যেগুলি সাইটোপ্লাজম এবং কোষীয় ঝিল্লি উভয়ের মধ্য দিয়েই বিচ্ছুরিত হতে পারে।

এই অন্তঃকোষীয় বার্তাবাহকগুলির কিছু সাধারণ বৈশিষ্ট্য রয়েছে:
 এগুলি নির্দিষ্ট বিক্রিয়া দ্বারা এনজাইম বা আয়ন চ্যানেলের মাধ্যমে সংশ্লেষিত/মুক্ত এবং আবার ভেঙে ফেলা যেতে পারে।
 কিছু (যেমন Ca2+) বিশেষ অঙ্গাণুতে সঞ্চিত থাকতে পারে এবং প্রয়োজন হলে দ্রুত মুক্তি পেতে পারে।
 এদের উৎপাদন/মুক্তি এবং ধ্বংস স্থানীয়কৃত হতে পারে, যা কোষকে সংকেত ক্রিয়াকলাপের স্থান ও সময় সীমিত করতে সক্ষম করে।

দ্বিতীয় বার্তাবাহক ব্যবস্থার সাধারণ প্রক্রিয়া

বিভিন্ন ধরনের দ্বিতীয় বার্তাবাহক ব্যবস্থা রয়েছে (সাইক্লিক AMP ব্যবস্থা, ফসফোইনোসিটল ব্যবস্থা এবং অ্যারাকিডোনিক অ্যাসিড ব্যবস্থা), কিন্তু সামগ্রিক প্রক্রিয়ায় এগুলি বেশ সমান, যদিও জড়িত পদার্থ এবং সামগ্রিক প্রভাব ভিন্ন হতে পারে। 

বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, একটি লিগ্যান্ড একটি কোষ পৃষ্ঠ গ্রাহকের সাথে আবদ্ধ হয়। লিগ্যান্ডের গ্রাহকের সাথে আবদ্ধ হওয়ার ফলে গ্রাহকে একটি গঠনগত পরিবর্তন ঘটে। এই গঠনগত পরিবর্তনটি গ্রাহকের কার্যকলাপকে প্রভাবিত করতে পারে এবং সক্রিয় দ্বিতীয় বার্তাবাহক উৎপাদনের ফল দিতে পারে।

জি প্রোটিন-সংযুক্ত গ্রাহকের ক্ষেত্রে, গঠনগত পরিবর্তনটি একটি জি-প্রোটিন-এর জন্য একটি আবদ্ধ স্থান উন্মুক্ত করে। জি-প্রোটিন (যার সাথে আবদ্ধ GDP এবং GTP অণুর নামানুসারে নামকরণ) কোষের অভ্যন্তরীণ ঝিল্লির সাথে আবদ্ধ এবং তিনটি উপএকক নিয়ে গঠিত: আলফা, বিটা এবং গামা। জি-প্রোটিনটি "ট্রান্সডিউসার" হিসাবে পরিচিত।

যখন জি-প্রোটিন গ্রাহকের সাথে আবদ্ধ হয়, তখন এটি তার আলফা উপএককে একটি GDP (গুয়ানোসিন ডাইফসফেট) অণুর বিনিময়ে একটি GTP (গুয়ানোসিন ট্রাইফসফেট) অণু বিনিময় করতে সক্ষম হয়। এই বিনিময় ঘটার পর, জি-প্রোটিন ট্রান্সডিউসারের আলফা উপএককটি বিটা এবং গামা উপএকক থেকে বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়, সমস্ত অংশ ঝিল্লি-বন্ধ থাকে। আলফা উপএকক, এখন অভ্যন্তরীণ ঝিল্লি বরাবর চলাচলের জন্য মুক্ত, অবশেষে অন্য একটি কোষ পৃষ্ঠ গ্রাহকের সংস্পর্শে আসে - "প্রাথমিক কার্যকরক"।

প্রাথমিক কার্যকরক তখন একটি ক্রিয়া সম্পাদন করে, যা কোষের অভ্যন্তরে বিচ্ছুরিত হতে পারে এমন একটি সংকেত তৈরি করে। এই সংকেতটিকে "দ্বিতীয় (বা মাধ্যমিক) বার্তাবাহক" বলা হয়। দ্বিতীয় বার্তাবাহকটি তখন একটি "দ্বিতীয় কার্যকরক" সক্রিয় করতে পারে যার প্রভাব নির্দিষ্ট দ্বিতীয় বার্তাবাহক ব্যবস্থার উপর নির্ভর করে।

ক্যালসিয়াম আয়ন এক ধরনের দ্বিতীয় বার্তাবাহক এবং পেশী সংকোচন, নিষেক এবং স্নায়ুসংক্রমক মুক্তি সহ অনেক গুরুত্বপূর্ণ শারীরবৃত্তীয় কার্যের জন্য দায়ী। আয়নগুলি সাধারণত অন্তঃকোষীয় উপাদানে (যেমন এন্ডোপ্লাজমিক রেটিকুলাম (ER)) আবদ্ধ বা সঞ্চিত থাকে এবং সংকেত পরিবহনের সময় মুক্তি পেতে পারে। ফসফোলিপেজ সি এনজাইম ডাইএসাইলগ্লিসারল এবং ইনোসিটল ট্রাইফসফেট উৎপন্ন করে, যা ঝিল্লিতে ক্যালসিয়াম আয়ন ভেদ্যতা বাড়ায়। সক্রিয় জি-প্রোটিন ক্যালসিয়াম আয়নগুলিকে প্লাজমা ঝিল্লিতে প্রবেশ করতে দেয় এমন ক্যালসিয়াম চ্যানেল খোলে। ফসফোলিপেজ সি-র অন্য পণ্য, ডাইএসাইলগ্লিসারল, প্রোটিন কাইনেজ সি সক্রিয় করে, যা সাইক্লিক AMP (অন্য একটি দ্বিতীয় বার্তাবাহক) সক্রিয়করণে সহায়তা করে।

উদাহরণ

ফসফোইনোসিটল সংকেত পথে দ্বিতীয় বার্তাবাহক 

IP3, DAG, এবং Ca2+ ফসফোইনোসিটল পথে দ্বিতীয় বার্তাবাহক। পথটি শুরু হয় বহিঃকোষীয় প্রাথমিক বার্তাবাহক যেমন এপিনেফ্রিন, অ্যাসিটাইলকোলিন, এবং হরমোন AGT, GnRH, GHRH, অক্সিটোসিন, এবং TRH তাদের সংশ্লিষ্ট গ্রাহকের সাথে আবদ্ধ হওয়ার মাধ্যমে। এপিনেফ্রিন α1 GTPase প্রোটিন কাপল্ড রিসেপ্টর (GPCR) এর সাথে আবদ্ধ হয় এবং অ্যাসিটাইলকোলিন M1 এবং M2 GPCR এর সাথে আবদ্ধ হয়।

একটি প্রাথমিক বার্তাবাহকের এই গ্রাহকগুলির সাথে আবদ্ধ হওয়ার ফলে গ্রাহকের গঠনগত পরিবর্তন ঘটে। আলফা উপএকক, গুয়ানিন নিউক্লিওটাইড এক্সচেঞ্জ ফ্যাক্টরগুলির (GEFS) সাহায্যে, GDP মুক্ত করে এবং GTP-এর সাথে আবদ্ধ হয়, যার ফলে উপএককটি বিচ্ছিন্ন হয়ে যায় এবং পরবর্তীতে সক্রিয় হয়। সক্রিয় আলফা উপএকক ফসফোলিপেজ সি সক্রিয় করে, যা ঝিল্লি-বন্ধ ফসফ্যাটিডাইলিনোসিটল ৪,৫-বিসফসফেট (PIP2) হাইড্রোলাইজ করে, যার ফলে দ্বিতীয় বার্তাবাহক ডাইএসাইলগ্লিসারল (DAG) এবং ইনোসিটল-১,৪,৫-ট্রাইফসফেট (IP3) গঠিত হয়। IP3 ER-এ ক্যালসিয়াম পাম্পের সাথে আবদ্ধ হয়, আরেকটি দ্বিতীয় বার্তাবাহক Ca2+ কে সাইটোপ্লাজমে পরিবহন করে। Ca2+ পরিশেষে অনেক প্রোটিনের সাথে আবদ্ধ হয়, এনজাইমেটিক পথের একটি ক্যাসকেড সক্রিয় করে।

তথ্যসূত্র

বহিঃসংযোগ 
 
 অ্যানিমেশন: দ্বিতীয় বার্তাবাহক: cAMP

দ্বিতীয় বার্তাবাহক ব্যবস্থা