srushti drushti dna role in genetic information dna as the genetic material zws 70

प्रदीप रावत

पिढय़ापिढय़ांमध्ये वाहत जाणाऱ्या गुणावगुणांच्या आनुवंशिकतेमागचे कारण शोधण्याचा प्रवास उत्सुकतावर्धक होता. आनुवंशिकतेचा वाहक असलेल्या डीएनएचे आकलन होऊन त्याचे महत्त्व अधोरेखित होण्यापर्यंतचे टप्पे कोणते?

आणखी वाचा

Ancient Egyptian History: ४,१०० वर्षांपूर्वीच्या इजिप्तमधील फॅरोचे उपचार करणाऱ्या डॉक्टरचा शोध लागला; का आहे हा शोध महत्त्वाचा?

Pompeii: २५०० वर्षांपूर्वी भारतीय लक्ष्मी इटलीमध्ये कशी पोहोचली?

loksatta kutuhal interesting facts about the first dinosaur of india

कुतूहल : भारतातील पहिलावहिला डायनोसॉर

Correlation between geological events and their time

कुतूहल : भूवैज्ञानिक कालमापन

Abhinav, Raosaheb Gurav , Raosaheb Gurav passed away, loksatta news, pune,

‘अभिनव’चे माजी प्राचार्य रावसाहेब गुरव यांचे निधन

जगातील बारात ‘हा’ एकमेव भारतीय, नोबेल विजेत्याच्या नावे असलेला फेलोशिप सन्मान पटकावला

Toxic semen kill female mosquitoes australia

डासांच्या निर्मूलनासाठी विषारी वीर्याचा वापर; त्यामुळे जीवघेण्या आजारांचा प्रसार कमी कसा होणार?

१६ कोटी वर्ष जुना ‘डायनासोर हायवे’ काय आहे? शास्त्रज्ञांना याचा शोध कसा लागला?

वैज्ञानिक आकलनाची वाट मोठी बिकट आणि दमछाक करणारी असते. अनेक छोटीछोटी वाटणारी सत्य-तथ्ये अवतीभवती साचत असतात. पण त्यांची माळ गुंफणारी वीज बराच काळ कडाडत नाही. केप्लरला आकाशातले मुख्य ग्रह कसे लंबवर्तुळाकारच फिरतात. त्या लंबवर्तुळांवर ठरावीक काळात सूर्यापासून एकसमान अंतर रेखतात हे सगळे मोजमापाने उमगले होते. पण असेच सदान कदा का व्हावे? याची कळ गवसली नव्हती. कालांतराने न्यूटनच्या प्रतिपादनांमुळे ज्ञानाचा उजेड पडला! डार्विनच्या जीवसृष्टीच्या उत्क्रांतीबद्दलचे प्रतिपादन जवळपास पूर्ण होते. पण आनुवंशिकता नावाचे गूढ पुरेसे उलगडले नव्हते. केप्लरच्या प्रतिपादनासारखे येथेही मेन्डेलचे सूत्र हजर होते. त्यांचा संगम घडवून फिशर हाल्डेन प्रभृतींनी उत्क्रांती सिद्धांत आणखी पुढे नेला पण! त्यायोगे आनुवंशिकतेचे धागे पुढच्या पिढीत कसे उतरतात, त्यांचे रूप कशामुळे कधी बदलते, याची यंत्रणा आणि नेमनियम पुरेसे ज्ञात नव्हते. अवतीभवती अनेक पुरावे संकेत असूनदेखील गूढ हुलकावणी देत राहिले.

आता ज्याला डीएनए म्हणून ओळखले जाते तो द्रव पेशी केंद्रात असतो. मेन्शर या वैद्यकीय तज्ज्ञाने हा द्रव प्रथम हेरला. केंद्रगाभ्यात गोलगर्दी केलेल्या द्रवरेणूंना त्याने न्यूक्लिइन असे नाव दिले. आता त्यालाच न्यूक्लिइक आम्ल म्हणतात. १८७१ साली त्याने जखमेतील पू साफ करत त्यातील श्वेतपेशी मिळवल्या. त्याच्या न्यूक्लिइनमधील घटकांचे विश्लेषण केले. त्यात फॉस्फरस आणि नायट्रोजन असतो! गंधक (सल्फर) नसतो हे दाखवून दिले. हे न्यूक्लिइनमधील द्रव्य घटकच आनुवंशिकतेचे वाहक असल्याचा त्याने प्रथम दावा केला. नंतर बराच काळ या न्यूक्लिइन ऊर्फ डीएनएचे संख्या प्रमाण आणि त्यातली रसायन रूपे शोधण्यात गेला. त्यामध्ये डिऑक्सरायबो साखर, फॉस्फरस आणि भरघोस नायट्रोजन अणू असणारे अडेनाईन ग्वानाईन सायरोसाईन आणि थायमाईन हे चार प्रकार यांचा आढळ स्पष्ट झाला होता. प्रयोगाची उपकरणे आणि सुविधा सुधारत गेली तेव्हा असे लक्षात आले की हे साखर- फॉस्फरस- नायट्रोजनयुक्त रेणू तर संख्येने सहस्रावधी आहेत! हे सगळे केंद्रकामध्ये कोंबलेले कसे काय राहतात?

नंतर ध्यानात आले की रेणूंची साखळी तयार झाली आहे. अशा लटांबरी साखळी रचनेला बहुवारिक म्हणतात. हे न्यूक्लिइन ऊर्फ डीएनए भलतेच लांबलचक साखळीदार रेणू असतात. परंतु ही साखळी काय कामाची असते? त्याची अंतर्गत रचना कशी असते याचा काही सुगावा नव्हता. मिशेरने हे द्रव्यच आनुवंशिकतेचा वाहक असल्याचे भाकीत केले होते खरे! पण आनुवंशिकतेमुळे पिढय़ापिढयांतून डोळय़ांना दिसतात किंवा त्यांचे प्रगट गुण कळतात अशा लक्षणांचा त्याचा या साखळीबद्ध रेणूंशी अर्थाअर्थी काय संबंध? उदा. फुलांचा रंग किंवा जनावरांचा आकार किंवा जिवाणूंची रोगकारी ठेवण अशा कोणत्या ना कोणत्या आनुवंशिक लक्षणांचे या रेणूंशी काय नाते असेल? वरपांगी तर असा कोणताच संबंध दिसत नव्हता! काही वैज्ञानिकांनी तर असे रेणू फक्त प्राणीमात्र आणि जिवाणूंमध्ये असतात. वनस्पती विश्वामध्ये ते आढळतच नाहीत असादेखील दावा केला होता.

१९२० मध्ये जर्मन जीवरसायनतज्ज्ञ रॉबेर्ट फॉईलगेन याने या न्यूक्लिइन डीएनए रेणूंना जांभळा रंग देण्याची क्लृप्ती शोधली. जेव्हा या क्लृप्तीचा वापर वानस-पेशी वर केला गेला. तेव्हा वनस्पतीमध्येदेखील साखर फॉस्फरस आणि चार नत्रमय रेणू यांचीच हजेरी दिसून आली! या फाईलगेन युक्तीमुळे रेणूंची मोजदाद सुकर आणि नेमकी झाली. १९५० मध्ये ह्यूसन स्विफ्ट हा वैज्ञानिक आणखी दोन पावले पुढे गेला. मक्याच्या रोपातील वेगवेगळय़ा भागामध्ये या डीएनएचे रेणू तेवढेच आढळतात. पण त्याने आणखी एक निरीक्षण नोंदले. इतर भागातील पेशींच्या तुलनेत परागकणांमध्ये त्यांची संख्या निम्मीच असते! परंतु मुळांच्या टोकाशी आणि पेशी विभाजन होत असलेला पेशींमध्ये ती दुप्पट असते! फॉईलगेन तंत्रामुळे आणखी एक लक्षणीय बाब नजरेस आली. पेशींचे विभाजन होताना डीएनए द्रव्याचा आकार बदलतो! सहसा डीएनए द्रव्य विशिष्ट आकार नसलेल्या गोलांच्या जांभळय़ा ढिगासारखे दिसत असे. पण पेशी विभाजन सुरू होण्याआधी त्या जांभूळरंगी द्रव्याचा आकार छोटय़ा घोसाळय़ागत उभट होत असे. हाच आकार आपण आता जरा निराळय़ा ठेवणीत रंगसूत्रे म्हणून ओळखतो! त्याचप्रमाणे वीर्यपेशींमधली रंगसूतांची संख्या निम्मी होते! जर यांचा संबंध आनुवंशिकतेशी असेल तर काय होत असेल? इतर पेशींच्या तुलनेत पुनरुत्पादनाशी संबंधित असलेल्या अंडकोश, वीर्यपेशी किंवा अंडय़ातील रंगसूत्रे वाटणी होताना विभागून निम्मी होतीलच! तरीदेखील या द्रव्याचा आनुवंशिकतेशी असलेला संबंध अधिक निर्णायकपणे पुढे येत नव्हता!

१९४४ साली न्यू यॉर्कमधील रॉकअफेलर विद्यापीठात ओसवाल्ड अव्हेरी या वैज्ञानिकाच्या चमूने फार मोलाचा शोध लावला. त्यांना सापडलेले तथ्य फार मोलाचे होते. त्यांनी प्रयोगासाठी वापरलेला जिवाणू होता ‘स्ट्रेप्टोकॉकुस न्यूमोनिआइ’. न्यूमोनिआ नावाच्या फुप्फुसात होणाऱ्या रोगाला कारणीभूत असणारा हा जिवाणू. त्याचे दोन प्रकार होते. एक प्रकार चिकट निसरडय़ा ठेवणीचा आणि परस्परांत चिकटून नांदणारा गुळगुळीत समूहाकारी असा रोगप्रसारक जिवाणू. तर दुसरा छोटेखानी स्पष्टाकार पण ओबडधोबड रोगविहीन जिवाणू. ही दोन्ही वैशिष्टय़े आनुवंशिकपणे पिढय़ांमध्ये उतरणारी आहेत. अव्हेरीला या जिवाणूंची चांगलीच जाण होती. रोगकारक जिवाणू उष्मा देऊन तापविले तर ते मरतात आणि त्यांची रोगकारक क्षमता लयास जाते. असे जिवाणू उंदरांना टोचले तर न्यूमोनियाची लागण होत नाही. पण हे उष्मा देऊन रोगविहीन केलेले मृत जिवाणू जिवंत रोगमुक्त जिवाणूंबरोबर मिसळून उंदरांना टोचले तर त्यांना न्यूमोनियाची लागण होते! अव्हेरीच्या चमूने उष्म्याने मारलेल्या रोगकारी जिवाणूंमधला डीएनए द्रव्य घेतले आणि शुद्ध करून रोगविहीन जिवाणूंमध्ये घातले. आणि अनेक पेशी विभाजनाची आवर्तने होऊ दिली. रोगविहीन जिवाणूंच्या ओबडधोबड वसाहतीत रोगकारी गुळगुळीत चिकट जिवाणूंचा उदय झालेला आढळला.

पण शुद्ध करून घेतलेल्या डीएनएमध्ये काही भेसळ अशुद्ध द्रव्ये असतील तर? या शंकेचे निरसन करण्यासाठी त्यांनी आणखी एक कसोटी लावून प्रयोग केला. ज्याला आपण विकर म्हणतो ती अनेक प्रकारची क्रियाविक्रिया करणारी प्रथिने (प्रोटिन्स) असतात. सहसा ज्या द्रव्यावर विकरांची मात्रा चालते त्या द्रव्यांच्या नावापुढे ‘एज’ असा प्रत्यय लावून विकराचे नाव ठेवले जाते. उदा. डीऑक्सिरायबो साखरेवर चालणाऱ्या विकराला डिऑक्सिरायबोएज म्हटले जाते किंवा प्रोटिनवर विकर परिणाम करत असेल तर त्याला प्रोटेज म्हटले जाते. शुद्ध करून घेतलेल्या रोगकारी जिवाणूच्या डीएनएवर डिऑक्सिरायबोएज विकराची प्रक्रिया केली. असा विकराने बदललेला डीएनए रोगमुक्त विषाणूमध्ये पसरविला. पण तसे केल्यानंतर काय आढळले? तर आधीच्या प्रयोगात झाला होता तसा रोगट जिवाणूंची लक्षणे दाखविणारा चिकट गुळगुळीत वसाहतींचा उद्भव निरोगी जिवाणूंमध्ये झालाच नाही. म्हणजे डीएनएच्या विकरामुळे डीएनएचे मूळ रूप पालटले. परिणामी रूपांतरित डीएनएला मूळ रोगी जिवाणूंची लक्षणे रोगमुक्त जिवाणूमध्ये उजवता आली नाहीत! त्याचबरोबरीने डीएनए द्रव्यावर प्रोटेज विकराची मात्रा चालवली पण त्यामुळे रोगमुक्तांमध्ये रूपांतर झाले नाही! म्हणजे विकरामुळे पालटलेल्या डीएनएला रोगमुक्त जिवाणूंमध्ये रोगकारी जिवाणूंची पैदास करणे जमले नाही. याचाच अर्थ डीएनए हे आनुवंशिक गुणधर्म पसरविणारे पैदासणारे द्रव्य असले पाहिजे!

डीएनए द्रव हेच आनुवंशिकतेचा वाहक आणि कर्ता आहे, असे आव्हेरीच्या या प्रयोगामुळे दिसले! पिढय़ापिढय़ांमध्ये वाहत जाणाऱ्या गुणावगुणांची आनुवंशिकता डीएनएच्या पालखीत बसून जाते! पण या विशेष ‘साक्षात्कारी’ प्रयोगाचा फार मोठा गवगवा झाला नाही. तो दुर्लक्षितच राहिला. ना आव्हेरीला त्याचे मिळावे तेवढे श्रेय लाभले ना त्याबाबतचे नोबेल पारितोषिक!

लेखक माजी खासदार आणि ‘‘रावत’स नेचर अ‍ॅकॅडमीचे संस्थापक आहेत.

pradiprawat55@gmail.com

सृष्टी-दृष्टी : शोध-वेध जनुकाचा