ફ્યુચર સાયન્સ - કે.આર.ચૌધરી

જીનેટીક્સ ઃ ઉત્ક્રાંતિનો ખરો આધારસ્તંભ

મૈ ઐસા કયું હું ! સવાલનો જવાબ છે જીનેટીક્સ ! ધ સાયન્સ ઓફ જીન્સ ! જનિન વિજ્ઞાન. પહેલાંના જમાનામાં લોકો કહેતા 'આવું અમારાં લોહીમાં જ હોય છે ! હવેની પેઢી કહી શકે, 'આ બધું અમારા જનીનોમાં છે.' વટાણા ઉપર પ્રયોગ કરનાર પાદરી ગ્રેગર મેન્ડેલને સ્વપ્નેય ખ્યાલ ન હતો કે વારસાગત લક્ષણોને લગતો તેનો પ્રયોગ આગળ જતાં ચાર્લ્સ ડાર્વિનનાં ઉત્ક્રાંતિવાદ સાથે જોડાઈ જશે. તેનાં પ્રયોગનાં કારણે વિજ્ઞાાનની એક નવી વિદ્યાશાખા ખુલી જશે. જેની શાખાઓ અનેક ફુટી નીકળશે. બાયોલોજી અને ટેકનોલોજીનો સંગમ જીનેટીક એન્જીનીયરીંગનો પાયો નાખશે. પાદરી ગ્રેગર મેન્ડેલે કયારેય જનીન કે જીનેટીક્સ જેવો શબ્દ વાપર્યો નથી. ૧૯૦૫માં વારસાગત લક્ષણો સમજાવવા માટે વિલીયમ- બેટસન નામનાં વૈજ્ઞાનિકે 'જીનેટીક્સ' શબ્દપ્રયોગ કર્યો હતો. આ ઘટનાની લગભગ અડધી સદી બાદ ફ્રાન્સીસ ફીક અને જેમ્સ વોટસને જનીનોનાં બંધારણીય ઘટક જેવાં DNA નું ત્રિ-પરીમાણમાં એકસરે દ્વારા બંધારણ નિહાળ્યું હતું. જે ડબલ હોટિકલ એટલે કે બેવડું સર્પાકાર જેવું હતું. જીનેટીક્સની મદદથી આજે ગુના ઉકેલાય છે. માબાપની સાચી ઓળખ થઇ શકે છે. રોગોને થતાં પહેલાં જ ઉપાય અજમાવાવમાં આવે છે. તમારાં જનીનો આધારીત 'જીનેટીક્સ ડ્રગ્સ' તૈયાર કરવામાં આવે છે. જીન્સ ટ્રાન્સફર વડે સજીવોમાં નવાં ગુણ અને ગુણવત્તાનો ગુણાકાર થઇ શકે છે. જે વિજ્ઞાન ક્યારેય બંધીયાર અવસ્થામાં આવવાનું નથી તે છે 'જીનેટીક્સ.' માનવ જીવનની શારીરીક બંધારણની આધારશીલા કરોડરજ્જુ હોય તો, કેમીકલ આધારશીલા જીન્સ અને ડિએનએ છે. આવનારા સમયમાં તમે તમારાં સ્માર્ટ આઇડી કાર્ડમાં તમારો પૂરેપૂરો જેનોમ લઇને ફરતાં હશો એ દાયકો દુર નથી !

જનિન ઃ માનવીની બાયોલોજીકલ 'સાપ-સીડી'

આપણી વ્યાખ્યા જનિનો લખે છે. તે વારસાગત લક્ષણોને એક પેઢી સુધી પહોંચાડવાની રચનાત્મક એકમ જેવી સીડી છે. દરેક જનિન મનુષ્ય શરીરમાં અનોખા પ્રકારનું પ્રોટીન પેદા કરવાની 'કેમીકલ ફોર્મ્યુલા' છુપાવીને બેઠું છે. મનુષ્ય શરીરમાં આમ પ્રોટીન પેદા કરનારાં કોડ ધરાવતાં જનિનોની સંખ્યા માત્ર ૨૦,૫૦૦ જેટલી છે. બાકીનાં જનિનો નોન-કોડીંગ જનીન તરીકે ઓળખાય છે. માનવીનાં જેનોમના માત્ર બે ટકા હિસ્સાનાં જનિનો પ્રોટીન કોડીંગ ધરાવતા જનિનો છે. બાકીનાં ૯૮% અત્યારે બીન ઉપયોગી લાગતાં જનિનોની કામગીરી વૈજ્ઞાાનિકો ચકાસી રહ્યાં છે. કેટલાંક વૈજ્ઞાાનિકો માને છે કે મનુષ્ય જનિનોની જટીલ માયાજાળમાં આવાં બિન ઉપયોગી જનિન એક ઉપયોગી સરકીટ રચે છે. જનિનની લંબાઇ પાંચસો-છસો બેઝ પેરથી લઈ ૨૦ લાખ બેઝ પેર સુધીની હોઇ શકે છે. આપણા શારીરીક બંધારણની દરેક ખુબીઓ અને ખામીઓ આપણાં 'જીન્સ' આપે છે.
મનુષ્યનાં શરીરમાં જનિનોની બે કોપી હોય છે. એક કોપી પિતા તરફથી અને એક કોપી માતા તરફથી મળે છે. મજાની વાત એ છે કે જો આ જનિનોમાં બદલાવ ન આવ્યો હોત તો દુનિયાનો દરેક માનવી દેખાવમાં એક સરખો જ હોત ! બધાજ માનવી સરખા નથી અને મહીલાઓ વધારે ખુબસુરત છે તેનો જવાબ પણ જનિનોમાં રહેલો છે. જનિનોમાં થતાં અતિ સુક્ષ્મ ફેરફાર મનુષ્યનાં શરીરમાં બહુ મોટો ફેરફાર લાવી દે છે. જનિનોમાં ક્રમશઃ આવતાં ફેરફાર જો વિકૃતિનું સ્વરૃપ ધારણ કરે તો વિવિધ રોગો કે શારીરીક ખોડખાંપણ પેદા થાય છે.

આપણાં જનીનો અવળા માર્ગે ચાલે તો શું થાય ? કેન્સર

માત્ર એક કે બે જનીનોમાં પેદા થતી વિકૃતિનાં કારણે 'કેન્સર' થતું નથી. સેલમાં પેદા થતી ખામીથી લઈ, કેન્સરની ગાંઠ વિકસે ત્યાં સુધી તબક્કાવાર અનેક જૈવિક ક્રિયાઓ આકાર લે છે. કોષમાં કેન્સર પેદા કરનાર 'ઓન્કોજીન' હોય છે તો તેને એકટીવ બનતા અટકાવવા માટે 'સપ્રેસર જીન' પણ હોય છે. ટયુમર સ્રેસર જનીન કોષને સુચના આપે છે કે ક્યારે કોષ વિભાજન કરી એક કોષમાંથી કાર્બન કોપી જેવાં બે કોષ પેદા કરવા. કોષ વિભાજનની સમગ્ર પ્રક્રીયા ઉપર 'ટયુમર અગ્રેસર જીન' નિયંત્રણ રાખે છે. જયારે આ જનીનમાં ખામી પેદા થાય છે ત્યારે કોષ વિભાજન ઉપર તેનું નિયંત્રણ હોતું નથી. મતલબ કે 'સેલ ડિવીઝન'ને બંધ કરવાની 'સ્વીચ' ખોટકાઇ જાય છે. પરીણામે અનિયત્રીત રીતે કોષ પેદા થતાં જ જાય છે. જે સામાન્ય ગાંઠ પેદા કરે છે. જેમ જેમ કોષ વિભાજન વધતું રહે છે તેમ તેમ એક કોષની બીજી કોપી થવાની ભુલ થવાની શક્યતા વધી જાય છે. પર્યાવરણનાં પરીબળોનાં કારણે ઓન્કોજીન એકટીવ બની જાય ત્યારે 'કેન્સર' થવાની શરૃઆત થાય છે. છેવટે કોષ વિભાજન સમયે 'ભુલ' થાય જ છે અને સામાન્ય ગાંઠ છેવટે 'કેન્સર'ની ગાંઠમાં ફેરવાઇ જાય છે.

હ્યુમન જેનોમ પ્રોજેક્ટ

માનવ શરીરનાં દરેક જનીનોનાં કોડ ઉકેલી એક સંપૂર્ણ 'મેપ' જેને મનુષ્યની જીનેટીક 'બલ્યુ પ્રિન્ટ' કહેવાય તે તૈયાર કરવાની કવાયત વૈજ્ઞાાનિકો એ ૧૯૯૦માં શરૃ કરી હતી. આ એક મોટું વિશાળ કામ હતું. જેમાં વિવિધ દેશોનાં વૈજ્ઞાાનિકોની સહાય લઈ એક પ્રોજેકટ શરૃ થયો. જેનું નામ હતુ. હ્યુમન જેનોમ પ્રોજેકટ (HGP) મનુષ્યનાં જનીનોનો આખો જાદુઈ ચીરાગ એટલે 'જેનોમ' જેનોમની પુરી લંબાઈમાં ૩.૩૦ અબજ બેઝ પેર ગોઠવાયેલી હોય છે. હ્યુમન જેનોમ પ્રોજેકટમાં ૧.૫૦ લાખ બેઝ પેરનાં ટુકડા કરી વૈજ્ઞાાનિકોએ તેને ઉકેલવાની કોશીશ કરી હતી. પ્રોજેકટ ૨૦૦૩માં પુર્ણ થયેલ જાહેર કરવામાં આવ્યો હતો. પ્રોજેકટનાં અંતે વૈજ્ઞાાનિકો પાસે ૨૦,૫૦૦ જેટલાં પ્રોટીન કોડીંગ જનીનોનો ડેટાબેઝ તૈયાર થયો હતો. માનવીને થતાં ૧૮૦૦ જેટલાં રોગો માટે જવાબદાર જનીનોને પણ વૈજ્ઞાાનિકો ઓળખી ચુકયાં છે. બ્રેસ્ટ કેન્સરથી માંડી સ્મૃતીલોપ (અલ્ઝાઇમર) જેવાં રોગો માટે કોઇ ચોક્કસ જનીન જોડાએલાં હોય છે. જો આ ખામીયુક્ત 'જનીન'ને સુધારીને માનવ શરીરમાં આરોપણ કરવામાં આવે તો, રોગને જડમુળથી દુર કરી શકાય છે. તબીબી ક્ષેત્રે થતી આ સારવારને 'જીન ટ્રાન્સ પ્લાન્ટ' કહે છે.

ક્રોમોઝોમથી ડીએનએ

માનવીનાં શરીરનાં બધા જ અંગો કોઈ ખાસ પ્રકારનાં કોષોનાં બનેલાં હોય છે. દરેક કોષમાં કેપીટલ ટાઉન જેવું નાભીકેન્દ્ર એટલે કે ન્યુકલીયસ હોય છે. જેમાં એક માત્ર અપવાદ લાલ રક્તકોષ છે જેમાં નાભીકેન્દ્ર હોતું નથી. (કદાચ કુદરતનો સેફટી વાલ્વ છે. બીજાનું લોહી લેવાથી તેનાં જનિનો આપણા શરીરમાં પ્રવેશે નહીં તેનાં માટે કદાચ કુદરતે આ કરામત કરી હોય !) દરેક કોષનાં નાભી કેન્દ્રમાં રંગસુત્ર, ગુણસુત્ર, ક્રોમોઝોમ હોય છે. ડબલ હેલીકલ સ્ટ્રકચરનાં દોરાથી લપેટાયેલી મોટી ફીરકી એટલે મનુષ્યનાં ક્રોમોઝોમ. વારસાગત લક્ષણો માટે માનવ શરીરનાં ૪૬ રંગસુત્રો જવાબદાર છે. જેમાંના અડધા 'માતા' અને અડધા 'પિતા' તરફથી બર્થ ડે ગીફટ તરીકે મળે છે. જનિનોનો સંગ્રહ એક ચોક્કસ પ્રકારનો ક્રમોક્રોઝોમ. જનીનો DNA એટલે કે ડિ-ઓક્સી ન્યુકલીક એસીડનાં બનેલા હોય છે. તેનાં મુળ મુળાક્ષર માત્ર ચાર છે. જેને ન્યુક્લીઓ બેઝ કહે છે.એડેનાઇન (A) ગ્યુઆનાઇન (G) સાયોટસાઇન (C) અને થિમાઈન (T) આખી રચનાને સરળભાષામાં સમજાવવા ફ્રાાન્સીક ફીકે કહ્યું હતું કે, DNA, RNA ની રચના કરે છે. RNA ચોક્કસ બીબામાં પ્રોટીન બનાવે છે અને પ્રોટીન મનુષ્યને બનાવે છે. માનવ શરીરનો મહત્તમ હિસ્સો પ્રોટીનનો બનેલો છે. મનુષ્ય રક્તમાં રહેલ હિમોગ્લોબીનથી માંડી પેન્કીયાસ ગ્રંથીમાં પેદા થતું 'ઇન્સ્યુલીન' બધી જ માનવીય પ્રોડકટ પ્રોટીનની બનેલ છે.

DNA ફિંગર પ્રિન્ટ વડે ગુનેગારને કઈ રીતે ઓળખી કાઢવામાં આવે છે ?

ગુનાશોધન વિજ્ઞાાનનાં વૈજ્ઞાાનિકો DNA નો ઉપયોગ ગુનાહીત પ્રવૃત્તિમાં સંડોવાયેલી વ્યકિતની ઓળખ પ્રસ્થાપીત કરવા માટે કરે છે. માનવીનો જેનોમ, અન્ય માનવી જેવો જ હોય છે. તેમાં મોટો તફાવત હોતો નથી. આ કારણે ગુનેગારની ઓળખ મેળવવા માટે આરોપીનો સંપૂર્ણ જેનોમ ઉકેલવાની જરૃર પડતી નથી. બે વ્યકિતનાં જેનોમમાં માત્ર ૦.૧૦ ટકાનો તફાવત હોય છે. વૈજ્ઞાાનિકોને ખબર છે કે જેનોમનાં કયાં ક્ષેત્રમાં બે વ્યક્તિ વચ્ચેનો તફાવત સહેલાઇથી પકડી શકાય તેમ છે. વૈજ્ઞાાનિકોએ માનવીના ૧૩ DNA ક્ષેત્ર શોધી કાઢેલ છે, જે બે વ્યક્તિ વચ્ચેનાં જેનોમનો તફાવત દર્શાવે છે. ૧૩ DNA ક્ષેત્રનાં તફાવત વડે વૈજ્ઞાાનિકો DNA ફિંગર પ્રિન્ટ તૈયાર કરે છે. દરેક ક્ષેત્રમાં બે થી માંડી ૧૩ જેટલાં ન્યુકલીઓરાઇડની પેટર્ન પુનરાવર્તીત / રીપીટ થતી રહે છે. DNA નો નાનો ટુકડો જેને પ્રોબ કહે છે. રીપીટ થતી પેટર્નનાં આ બ્લોકની પોલીમરેઝ ચેઇન રિએકશન ટેકનીક વડે લંબાઇ જાણવામાં આવે છે. બે વ્યક્તિનાં પ્રોબ સરખા હોવાની શકયતા એક અબજ વ્યક્તિ દીઠ એકની છે. ટુંકમાં બે વ્યક્તિ વચ્ચેનાં પ્રોબ સરખા હોતા નથી. વૈજ્ઞાાનિકો બે વ્યક્તિનાં ૧૩ DNA રિજીઅનની સરખામણી કરીને સાચા ગુનેગારને શોધી કાઢે છે.