विश्वाचे आर्त - भाग १७ - डीएनए एक तोंडओळख

आत्तापर्यंत आपण अनेक लेखांत जनुकांचा आणि डीएनएचा उल्लेख केला. नैसर्गिक निवडीतून प्राण्यांचे गुणधर्म निवडले जातात. या गुणधर्मांचे मूळ हे जनुकांत असते. ते डीएनएवर असतात. आणि प्रत्येक पिढीत आईवडिलांकडून मुलांकडे हे गुणधर्म पुढे जातात. इतपतच जुजबी माहिती आपण वापरली. जीएमओ (जनुकीय बदल केलेले जीव) पिके आणि प्राणी तयार करताना त्यांच्या मूळ जनुकांतच बदल केले जातात, हेही आपण पाहिले. पण या सर्व गोष्टी कशा होतात हे समजून घेण्यासाठी आपल्याला डीएनए म्हणजे काय, आणि प्राण्याचे गुणधर्म कसे ठरतात याचा थोडा आढावा घ्यायला हवा.

आपण पाहिले की रेणूंपासून पेशींपर्यंत जाण्यासाठी मुळात असे काही स्वजनक रेणू आवश्यक होते, जे स्वतःची प्रतिकृती निर्माण करू शकतील. एकाचे दोन, दोनाचे चार अशा प्रतिकृती तयार झाल्यामुळे अर्थातच त्यांची संख्या प्रचंड प्रमाणावर वाढली. प्रतिकृती काढण्याची प्रक्रिया अचूक नसल्याने त्यांच्या वेगवेगळ्या व्हर्जन्स तयार झाल्या. या आद्य 'प्रजाती'. यांच्यात स्पर्धा निर्माण होऊन, उत्क्रांती होत होत ते रेणू अधिक क्लिष्ट झाले, आणि काहींभोवती कवच निर्माण झाले. या आद्य पेशी. या पेशींचे समुदाय होत होत, आणि विशिष्ट पेशींना विशिष्ट गुणधर्म प्राप्त होऊन त्या पेशींच्या गोळ्यांना आकार आले, अवयव निर्माण झाले. हीच प्रक्रिया पुढे चालत राहात अब्जावधी वर्षांनी आज दिसणारी प्राणीसृष्टी तयार झाली. अजूनही प्रत्येक प्राण्याच्या प्रत्येक पेशीत हे स्वजनक शिल्लक आहेत. मूळचे रेणू कुठचे होते हे आपल्याला माहीत नाही, पण सध्याचा त्यांचा अवतार म्हणजे डीएनए. पेशीच्या गाभाऱ्यात बसून डीएनए स्वतःचे पुनरुत्पादन होण्यासाठी पेशीचे गुणधर्म ठरवतो, आणि त्याचबरोबर नवीन जीव जन्म घेताना आपली एक प्रतिकृती पुढे पाठवतो. सर्व जीवसृष्टीमध्ये समान गोष्ट असेल तर केवळ ही एकच - प्रत्येक जीव डीएनएमार्फत शरीर बनवतो आणि पुनरुत्पादन करतो.

डीएनएचा शब्दशः अर्थ डीऑक्सिरायबोज न्यूक्लेइक अॅसिड. हा एक प्रचंड लांबलचक रेणू असतो. दुपदरी मण्यांच्या हारासारखा. दोन रेषांमधले दोन मणी हे परस्परांना जोडलेले असतात. आता या हाराला पीळ दिला की कसा दिसेल, तसा तो दिसतो. हे मणी एका रंगाचे नसून चार रंगांचे असतात. या मण्यांच्या मांडणीतून जी रंगीत अक्षरे तयार होतात, त्यात सर्व सृष्टीच्या आकार, रूप, रंग, जडणघडणीची माहिती भरलेली असते. हे चार रंगांचे मणी म्हणजे चार लहानलहान रेणू असतात. त्यांच्या रासायनिक नावाच्या पहिल्या अक्षरानुसार A, C, G, T या अक्षरांनी ते ओळखले जातात. माळेला दोन पदर असले तरी ते दोन्ही एकमेकांना पूरक असतात. म्हणजे एका माळेत जर A असेल तर त्याच्या शेजारी दुसऱ्या माळेत कायम T असतो. आणि एका माळेत G असेल तर त्याच्या शेजारी नेहेमी C येतो. त्यामुळे एका पदरात जी माहिती असते तीच दुसऱ्या पदरातही असते.

या अक्षरांमध्ये नक्की कसली माहिती असते? आणि त्यातून मनुष्याचे शरीर बनण्याची कृती कशी मिळते? या प्रश्नांचे उत्तर थोडक्यात असे देता येईल - प्रत्येक पेशी ही एक अत्यंत क्लिष्ट रासायनिक फॅक्टरी असते. त्यात वेगवेगळे रासायनिक घटक आत येतात, आणि त्यांवर प्रक्रिया करून वेगवेगळी प्रथिने बनवली जातात. या रासायनिक अभिक्रिया करणारी यंत्रे ही विशिष्ट प्रथिने आणि एंझाइम्स असतात. ही प्रथिने बनवण्याची कृती डीएनएमध्ये साठवलेली असते. डीएनए केंद्रकाच्या गाभाऱ्यात बसलेला असतो. तिथे हे रसायनांच्या उत्पादनाचे काम होत नाही. लायब्ररीत ठेवलेल्या पुस्तकासारखा तो आत असतो. काही विशिष्ट रासायनिक यंत्रे त्याची प्रतिकृती काढण्याचे काम करतात. हे रेणू प्रथम पॅंटची झिपर वेगळी करावी तसा डीएनएचे दोन पदर विलग करतात. मग दुसरा एक कॉपीअर रेणू त्या लांबलचक साखळीच्या टोकावर 'बसतो' आणि ही अक्षरे 'वाचत' पुढे सरकतो. जसजशी ती अक्षरे वाचली जातात, तसतशी त्याची कॉपी असलेली रेणूंची साखळी या कॉपीअर रेणूतून बाहेर पडत जाते. बसतो, वाचतो हे शब्द मुद्दामच अवतरण चिन्हांत लिहिलेले आहेत. कारण त्या काहीशे अणूंनी बनलेल्या रेणूत काही जाणण्याची क्षमता नसते. जे काही घडते ते निव्वळ रासायनिक अभिक्रियांमधून. अमुक प्रकारचा रेणू या कॉपीअर रेणूच्या विशिष्ट ठिकाणी असला की आसपास असलेल्या रेणूंतून तोच रेणू या कॉपीअरला चिकटतो आणि त्या वाढत असलेल्या चेनमध्ये जोडला जातो, आणि कॉपीअर एक पाऊल पुढे सरकतो. आणि ही निव्वळ प्रतिकृती बनवण्याची क्रिया झाली. म्हणजे लायब्ररीतून पुस्तकाच्या विशिष्ट परिच्छेदाची कॉपी करावी आणि ती बाहेर घेऊन जाऊन त्याप्रमाणे कृती करावी, तशी ही प्रक्रिया असते.

ही कॉपी लायब्ररीच्या, म्हणजे पेशीकेंद्रकाच्या बाहेर जाते. तिथे वेगळी रासायनिक यंत्रे असतात. ती या बाहेर आलेल्या कॉपीच्या टोकावर बसतात आणि त्यातले शब्द वाचायला लागतात. या A, C, T, G अक्षरांचे तीन अक्षरी शब्द बनतात. प्रत्येक शब्दाने एक विशिष्ट प्रकारचे अमिनो अॅसिड बनते. ते यंत्र पुढे सरकते - आणि पुढच्या शब्दापासून पुढचे अमिनो अॅसिड बनते, आणि ते आधीच्या अमिनो अॅसिडला जोडले जाते. या तीन अक्षरी शब्दांतले काही शब्द हे पूर्णविरामासारखे असतात. ते शब्द आले की ही प्रक्रिया थांबते आणि तयार झालेला रेणू मुक्त होतो. हे मुक्त झालेले रेणू - प्रथिने - आपल्या शरीरात वेगवेगळी कामे करतात. उदाहरणार्थ आपल्या शरीरात असलेले हिमोग्लोबिन हे एक विशिष्ट प्रकारचे प्रथिन आहे. त्याचे कार्य म्हणजे फुप्फुसांत तयार झालेले ऑक्सिजनचे रेणू स्वीकारणे, आणि शरीरातल्या पेशींना तो देणे. हिमोग्लोबिन तयार करण्याची 'पाककृती' वेगवेगळ्या जनुकांमध्ये असते. त्यातून तयार झालेली प्रथिने एकमेकांशी जोडली जातात आणि हिमोग्लोबिन तयार होते.

यापलिकडे जाऊन प्रत्येक पेशीत कुठचे रेणू तयार होतील हे डीएनएद्वारे ठरवले जाते. काही पेशींमध्ये डिएनएचे काही भाग अकार्यक्षम म्हणून नोंदले जातात. हे गर्भाची वाढ होताना होते. तिथे ती प्रथिने तयार होत नाहीत. यातून कुठची पेशी कुठच्या प्रकारची होईल हे ठरते. शरीराचे अवयव अशा पद्धतीने बनतात. कुठचे रेणू, कुठची प्रथिने तयार होतात, यावरून त्या त्या अवयवाचे गुणधर्म ठरतात. आणि त्या अवयवांवरून त्या प्रजातीचे गुणधर्म ठरतात. स्नायूंची शक्ती किती असावी, दात जाडे असावेत की धारदार टोकेरी असावेत या गोष्टी ठरतात. म्हणजे पेशींचे गुणधर्म, पेशीसमुहाचे गुणधर्म हे डीएनएद्वारे ठरतात.

डीएनएला जरी पुस्तकाची उपमा दिली असली तरी तो एखाद्या सामान्य पुस्तकासारखा नाही. कारण पुस्तकामध्ये माहिती असली तरी ती वाचकावर अवलंबून असते. ती क्रियाहीन असते. डीएनए रेणूची क्षमता अशी असते की आसपासच्या सामान्य रेणूंतून वाचक निर्माण होतात. ते वाचक हे पुस्तक वाचून इतर अधिक क्लिष्ट वाचक निर्माण करतात. त्यांपासून नवीन रेणू तयार होतात ज्यांमध्ये आपल्या भवतालाच्या परिस्थितीचे - पेशीचे - गुणधर्म ठरवण्याची क्षमता असते. या पेशीसमूहाचे गुणधर्म काय आहेत, ते पेशीसमूह कुठे कुठे आणि कसे कसे पसरले आहेत यावरून आख्ख्या शरीराचे गुणधर्म ठरतात. आणि हे शरीर इतर शरीरांशी जगण्यासाठी झुंजते, मैत्री करते, अन्न शोधते, आणि अंतिमतः इतर शरीरांबरोबर मिळून नवीन शरीरे तयार करते. हे चक्र पिढ्यानपिढ्या चालू राहाते, उत्क्रांतीच्या झगड्यातून त्यातल्या तत्कालीन योग्य त्या गुणधर्मांचा समुच्चय म्हणून आपण आपले शरीर घेऊन वावरतो. त्याचप्रमाणे इतर अब्जावधी प्रजातींमधले लाखो अब्ज प्राणी जगतात.

कुठल्यातरी देवाने आपोआप हे सगळे तयार केले असे मानण्यापेक्षा हे सत्य डोळे दिपवून टाकणारे आहे. दुर्दैवाने अजूनही बहुतांश मानवजात या तेजस्वी प्रकाशापासून दूर आहे. अंधाराला सरावलेल्या डोळ्यांना अजूनही कचकड्यांच्या प्रकाशाने दिपून जायला होते.

तमसो मा ज्योतिर्गमय.

(मीमराठी लाइव्हवर पूर्वप्रकाशित)