आनुवंशिकी ३

लिंग निश्चिती : १९००च्या सुमारास बऱ्याच जीवशास्त्रज्ञांना असे दिसून आले की, व्यक्तीमध्ये असलेल्या रंगसूत्रांच्या समजात जोड्यांपैकी एक जोडी इतरांहून भिन्न असते; यातील रंगसूत्रे एका लिंगात सारखी असून दुसऱ्यात सारखी नसतात. बहुतेक प्राण्यांच्या आणि वनस्पतींच्या जातींत स्त्रीमध्ये ती सारखी असतात, त्यांना एक्स रंग सूत्र म्हणतात; पुरुषांमध्ये यांपैकी फक्त एकच एक्स (x) रंगसूत्र असते व दुसऱ्या भिन्न स्वरूपाच्या रंगसूत्राला वाय (y) म्हणतात. थोडक्यात दोन्ही लिंगांचे वैशिष्ट्य रंगसूत्रांच्या आधारावर पुढे दिल्याप्रमाणे राहील: एक्सएक्स (xx) स्त्री, एक्सवाय (xy) पुरुष. आतापर्यंत मनुष्यातील रंगसूत्रांची संख्या ४८ मानण्यात येई, पण नवीन संशोधनानुसार ही संख्या ४६निश्चित करण्यात येऊन त्यांपैकी पुरुषांमध्ये एक एक्स (x), एक वाय  (y) आणि २२ इतर रंगसूत्रांच्या जोड्या; स्त्रीमध्ये एक्सची एक जोडी(xx) आणि २२ इतर जोड्या असतात. त्या विशिष्ट जोडीतील रंगसूत्रांना लिंग-सूत्रे व इतरांना अलिंग-सूत्रे म्हणतात (अधिक तपशील पुढे दिला आहे).

लिंगसूत्रांचे वियोजन : न्यूनीकरण विभाजनाच्या वेळी  लिंगसूत्रांच्या जोडीतील दोन घटकांचे वियोजन इतर रंगसूत्रांच्या जोड्यांप्रमाणेच होते. याचा अर्थ असा की, रेतुकात फक्त एकच लिंगसूत्र जाऊ शकते; म्हणून रेतुक-जनन-क्रियेत दोन प्रकारची रेतुके सारख्या संख्येने निर्माण होतात. एका प्रकारच्या रेतुकात फक्त एक्स रंगसूत्र राहील व दुसऱ्या प्रकारात फक्त वाय रंगसूत्र राहील. उलटपक्षी अंडी (अंदुके) फक्त एकच प्रकारची (एक्स) राहणार, कारण प्रत्येकात एक्स रंगसूत्र राहील. जर अंदुकाचे फलन एक्स रंगसूत्र असलेल्या रेतुकाने केले तर रंदुक स्त्रीलिंगी व वाय रंगसूत्र असलेल्या रेतुकाने केले तर रंदुक पुल्लिंगी राहील; त्याप्रमाणे संततीचे लिंग फलनसमयी निश्चित केले जाते.

बहुसंख्य प्राण्यांत लिंगसूत्रे ड्रॉसोफिलातील किंवा मनुष्यातील लिंगसूत्राप्रमाणे असतात. ती आकाराने बरीच भिन्न असल्याने सूक्ष्मदर्शकाद्वारे ओळखता येतात. डासात ती सारखी दिसतात व लिंगनिश्चिती केवळ एका जनुकामुळे होते. नाकतोड्यात वायच्या अभावामुळे नर एक्स ओ (xo)आणि मादी एक्स एक्स (xx) असते. पक्षी, पतंग आणि फुलपाकोळीत नरात दोन एक्स रंगसूत्रे व मादीत फक्त एक रंगसूत्र असते; वाय असते किंवा नसते. ड्रॉसोफिलातील लिंगनिश्चिती लिंगसूत्रातील जनुकसमुच्चयावर अवलंबून असते. स्फीरोकॉर्पास व मेलॅड्रियम सारख्या काही वनस्पतींतही लिंगनिश्चितीबाबत संशोधन करण्यात आले आहे. स्फीरोकॉर्पास या यकृतकामध्ये [शेवाळी] स्त्री-गंतुकधारीत एक्स + ७ आणि पुं-गंतुकधारीत वाय + ७ रंगसूत्रे असतात.

लिंग-प्रभेदन : वर सांगितलेल्या लिंग आणि लिंगसूत्र यांच्या सहसंबंधामुळे पूर्वी असा समज होता की, लिंगसूत्रामुळे लिंगभेद होत असावे; पण त्यानंतरच्या संशोधनावरून असे आढळले की, स्त्रीत्व किंवा पुरुषत्व यांच्या दिशेने होणाऱ्या प्रक्रियेला सुरुवातीस लिंगसूत्राने चालना दिली तरी लिंगभेद दर्शविणारे फरक मात्र परिस्थितीवर अवलंबून असतात. उदा., शरीरातील हॉर्मोनामुळे प्रक्रियेच्या कोणत्याही एका अवस्थेत फरक पडून लिंगसूत्राने लिंगनिश्चिती केलेली स्त्री पुरुष होऊ शकते.

लिंग-सहलग्नता: मॉर्गन यांचे ड्रॉसोफिलावर संशोधन चालू असताना त्यांना असे आढळले की, लाल आणि पांढऱ्या डोळ्यांच्या माश्यांच्या संकरणात लक्षणांचे अनुहरण असे होते की, जणू ते निश्चित करणारे जनुक एक्स रंगसूत्रावर असावे. लाल डोळ्यांच्या मादीचा पांढऱ्या डोळ्यांच्या नराशी संकर केला असता सर्व संतती (सं. पि. १) लाल डोळ्यांची निपजते, परंतु पांढऱ्या डोळ्यांच्या मादीचा लाल डोळ्यांच्या नराशी संकर झाला तर नर संतती पांढऱ्या डोळ्यांची होते. विषमरंदुक लाल डोळ्यांच्या मादीचा पांढऱ्या डोळ्यांच्या नराशी संकर झाला तर अर्धी संतती प्रत्येक लिंगात पांढऱ्या डोळ्यांची असते. या सर्व घटनांची सुसंगती जर डोळ्यांच्या रंगाचे जनुक एक्स रंगसूत्रावर असते अशी कल्पना केली तरच लागू शकते; या अवस्थेत लिंग-सहलग्नता म्हणतात.

जनुक : कोशिका, जीव किंवा सूक्ष्मजंतू यांप्रमाणे जनुकांचे स्वयंजनन होते. वास्तविक त्यांचे जनन म्हणजे प्रतिरूप-निर्मितीची क्रिया होय; गुणनाच्या वेळी त्यांची प्रतिरूपे तयार होतात. जर जनुकांचे नव्या स्वरूपात परिवर्तन झाले तर निर्माण झालेल्या त्या प्ररूपाचे स्वयंजनन त्या परिवर्तित स्वरूपाप्रमाणे होऊ शकते. अशी प्रतिरूपनिर्मितीची प्रक्रिया साध्या रासायनिक विक्रियांत आढळत नाही.

(अ) उत्परिवर्तन : जनुकांच्या उत्परिवर्तनावर अलीकडे क्ष-किरणे आणि इतर प्रारणांच्या साहाय्याने विपुल संशोधन झाले आहे. त्यांची सुरुवात १९२९ मध्ये म्यूलर-हे ड्रॉसोफिलावर आणि स्टॅडलर हे जवावर (बार्लीवर) स्वतंत्रपणे काम करीत असताना झाली. त्यांना कोशिकांवर क्ष-किरणांचा उपचार केल्यास उत्परिवर्तनाची गती वाढते असे आढळते. जनुकांचे रूपांतर रासायनिक बदलामुळे घडून येते व हा बदल अणूंच्या आयनीकरणामुळे (विद्युत् भारित अणू तयार होण्यामुळे) होतो. अनेक प्रयोगांती असा मुख्य निष्कर्ष काढण्यात आला की, एकाच आयनीकरणाचा योग्य जागी होणारा आघात जनुकाचे उत्परिवर्तन घडून येण्यास पुरेसा आहे. हे सत्य असेल तर जनुक हा एक रेणू आहे. जनुकविषयक दुसऱ्या कल्पनांत, आनुवंशिकतेचा खरा एकक रंगसूत्र असून तो एक विशेष-रेणू आहे, ही एक कल्पना आहे. पण सर्व दृष्टीने विचार करता जनुकांचे आचरण व गुणधर्म यांच्याविषयी समाधानकारक स्पष्टीकरण जनुक-रेणू सिद्धांताच्या आधारे देता येते यात संशय नाही.

(आ) जनुके आणि वितंचक : जनुकांचे कार्य कशा रीतीने होते हा महत्त्वाचा प्रश्न आहे. सध्या झालेल्या संशोधनावरून असे दिसते की, जनुके केवळ वितंचक नसून वितंचकांच्या निर्मितीकरीता ते निदेशकाचे कार्य करतात. या बाबतीतील सुरुवातीचे श्रेय बिडल व टेटम यांच्याकडे जाते. त्यांनी न्यूरोस्पोरा या बुरशीवर आणि एश्चेरिकिया कोलाय या सूक्ष्मजंतूवर आणि इतर सूक्ष्मजीवांवर संशोधन केले. या सजीवांत प्रारणाद्वारे त्यांनी शेकडो उत्परिवर्तने घडवून आणली; त्यावेळी असे आढळले की, प्रत्येक वेळी उत्परिवर्तनाचा परिणाम असा झाला की , एखादे आवश्यक रसायन उदा., जीवनसत्त्व किंवा  अ‍ॅमिनो अम्ल, बनविण्याचे त्यांचे सामर्थ्य नष्ट झाले. याचा अर्थ असा की, अशी रसायने निर्मितीच्या ज्या विक्रिया-श्रेणी असतात त्यातील एखादी अवस्था उत्परिवर्तनाने रोखली जाते; त्यामुळे एका विशिष्ट वितंचकाच्या उत्पादनात अडथळा येतो. या सर्वांचे स्पष्टीकरण फक्त एकाच कल्पनेने देता येईल : वितंचकाच्या संरचनेचा जनुकाच्या संरचनेशी कोणत्यातरी प्रकारे संबंध असावा व जनुक हे वितंचक रेणूचे निरूपण आहे. जनुकाचे कार्य वितंचकाच्या संरचनेविषयी माहिती पुरविण्याचे असते.

वितंचक हा एक प्रचंड प्रथिन रेणू असून त्यात शेकडो अ‍ॅमिनो अम्‍ले एका टोकापासून दुसऱ्या टोकापर्यंत विशिष्ट आणि एकमेव क्रमाने रचलेली असतात. असा जटिल रेणू बनविण्यास एका विशिष्ट प्रतिकृतीची किंवा साच्याची आवश्यकता लागेल; हा साचा म्हणजे सूचनांचा एक संचय असावा लागेल. या सूचना जातीच्या वैशिष्ट्याचे दर्शक असल्या पाहिजेत; त्यांचे संचरण आपोआप पिढ्यानपिढ्या झाले पाहिजे व त्या नियत असल्या पाहिजेत; शिवाय त्यांच्यात उत्क्रांतीच्या बदलाचे सामर्थ्यही असावयास पाहिजे. अशा प्रकारचे कार्य करणारी (आनुवंशिकीविज्ञांना माहीत असणारी) एकच गोष्ट म्हणडे जनुक. जीवांच्या विकासात होणाऱ्या कित्येक रासायनिक विक्रियांचे वितंचकाकडून नियमन केले जाते आणि त्यांचाच परिणाम बाहेर दिसणाऱ्या लक्षणांनी व्यक्त केला जातो; म्हणजे या गोष्टींचे नियंत्रण जनुके करतात; म्हणून जनुके साच्याप्रमाणे काम करून सूचनांचे संचरण करतात याला आधार आहेत.

(इ) जनुकाचा रासायनिक आधार : रंगसूत्राचा एक प्रमुख घटक डीएनए म्हणजे डीऑक्सिरिबोन्यूक्लिइक अम्‍ल आहे, हे दीर्घ संशोधनानंतर आता सर्वांना माहीत झाले आहे. अलीकडे असे दिसून आले आहे की, जननवृत्त डीएनएमध्ये साठविलेल असते, म्हणून ते आनुवंशिकतेचे नियंत्रण करते. याला आधारभूत अशा महत्त्वाच्या काही बाबी पुढे दिल्या आहेत.

(१) शरीरातील कोशिका व भिन्न ऊतके यांमधील डीएनएचे परिमाण स्थिर असून दुसऱ्या न्यूक्लिइक अम्लाचे आरएनएचे (रिबोन्यूक्लिइक अम्‍लाचे) परिमाण मात्र स्थिर नसते; याला अपवाद म्हणजे गंतुके किंवा बहुगुणितातील कोशिका. गंतुकातील परिमाण निम्मे असते, तर बहुगुणितात ते रंगसूत्रांच्या गुणितावर अवलंबून असते. चतुर्गुणितात द्विगुणितापेक्षा दुप्पट असते [ बहुगुणन].

(२) उत्परिवर्तनास अनुकूल असलेल्या जंबुपार किरणांच्या तरंगांची लांबी, जिच्यातील तरंग न्यूक्लिइक अम्‍लांनी शोषले जातात अशी असते.

(३) न्युमोनिया रोग निर्माण करणाऱ्या न्युमोकॉकस सूक्ष्मजंतूच्या कोशिका उष्णतेने निर्जीव केल्यावर त्यातून काढलेल्या अर्कात जनुकाचे गुणधर्म दिसून आले. या सूक्ष्मजंतूचे काही विभेद (जातीचा विशिष्ट प्रकार) या अर्काच्या सान्निध्यात वाढविले असता मूळच्या सूक्ष्मजंतूचे गुणधर्म त्यात आल्याचे आढळले व हा बदल कायम स्वरूपाचा होता; अर्क परिवर्तनीय असल्याचेही आढळले, शिवाय रासायनिक परीक्षणांनंतर तो डीएनए असल्याचे सिद्ध झाले.

आ. ३. डीएनए रेणूची सर्पिल जिन्याप्रमाणे दिसणारी व थोडा बदल केलेली वॉटसन-क्रिककृत प्रतिकृती : (अ) हायड्रोजन बंध, (आ) नायट्रोजन क्षारक, (इ) शर्करा रेणू, (ई) फॉस्फेट रेणू, (उ) अ‍ॅडेनीन, (टी) थायामीन, (जी) ग्वानीन, (सी) सायटोसीन.आ. ३. डीएनए रेणूची सर्पिल जिन्याप्रमाणे दिसणारी व थोडा बदल केलेली वॉटसन-क्रिककृत प्रतिकृती : (अ) हायड्रोजन बंध, (आ) नायट्रोजन क्षारक, (इ) शर्करा रेणू, (ई) फॉस्फेट रेणू, (उ) अ‍ॅडेनीन, (टी) थायामीन, (जी) ग्वानीन, (सी) सायटोसीन.

(४) जेव्हा किरणोत्सर्गी फॉस्फरस किंवा गंधक यांनी अंकित केलेल्या (ओळखण्यासाठी खूण केलेल्या) सूक्ष्मजंतूत विषाणू [व्हायरस] फॉस्फरसचे अंतःक्षेपण करतात, पण गंधकाचे नाही, शिवाय सूक्ष्मजंतुकोशिका भग्न होतात, त्यावेळी मुक्त झालेल्या विषाणूत फॉस्फरस आढळतो. गंधक प्रथिनांमध्ये असतो, डीएनएत नसतो; पण फॉस्फरस हा डीएनएचा एक प्रमुख घटक असल्याने सूक्ष्मजंतुकोशिकेत अंतःक्षेपण झालेल्या पदार्थात आनुवंशिकतेचे गुणधर्म असून तो डीएनए हाच आहे, हे लक्षात येईल.

इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शकातून रंगसूत्राच्या अतिसूक्ष्म तपशीलाचे निरीक्षण करता येते. ते अनेक पट्टांचे बनलेले असून त्यांची संख्या ३२ किंवा अधिक असावी; अत्यंत लहानाचा व्यास १०० अँगस्ट्रॉम (१ अँग. =१/१०,००० मायक्रॉन; १ मा. = १/१००० मिमी.) असतो. परिपक्व रेतुकात या तंतूची जाडी अर्धीच असते. यावरून असे दिसते की, पूर्वोक्त पट्ट डीएनए आणि हिस्टोन या प्रथिनांचे बनलेले दुहेरी पट्ट असावे व उत्तरोक्त पट्ट एकेरी असावे; शिवाय रेतुकात हिस्टोनऐवजी प्रोटामीन हे प्रथिन असते. डीएनए जटिल आणि प्रथिन यांचा एकमेकांशी पीळ पडून झालेली सर्पिलासारखी अतिसूक्ष्म संरचना असावी असे अनुमानाने म्हणता येईल. अत्यंत खालच्या पातळीवर असलेल्या सजीवात डीएनए मात्र अणूच्या साध्या स्वरूपात असतो.

ई) डीएनएच्या संरचनेची वॉटसन-क्रिककृत प्रतिकृती : १९६२-६३च्या सुमारास वॉटसन व क्रिक यांनी डीएनएची संरचना दर्शविणारी प्रतिकृती सुचविलेली आहे; यामुळे डीएनएचे बरेच भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म समजणे सोपे जाते; शिवाय त्या आधारावर जनुकांच्या गुणधर्माचे स्पष्टीकरण बऱ्याच अंशी देणे शक्य झाले आहे. या प्रतिकृतीमध्ये (आ. ३) रेणूचा कणा म्हणजे फॉस्फेट व शर्करा वर्गाची एकांतराने (एकाआड एक) असलेली मालिका, यातील शर्करा ५ कार्बनयुक्त डीऑक्सिरिबोज शर्करा होय. या प्रतिकृतीमध्ये दोन साखळ्यांसारख्या पट्टांची योजना केली आहे. प्रत्येक पट्ट शर्करा व फॉस्फेट यांच्या आलटून पालटून असलेल्या रेणूंनी बनला असून त्यांचे सर्पिल निर्माण झालेले असते. या साखळ्या परस्परांशी शर्करा घटकांच्या स्थानी नायट्रोजन क्षारकाच्या (अम्लाशी विक्रिया होऊन लवण देणारी द्रव्ये) साहाय्याने जोडण्यात आले आहेत.

क्षारक चार प्रकारचे आहेत : अ‍ॅडेनीन व ग्वानीन हे दोन प्युरीन गटातील आणि थायामीन व सायटोसीन हे दोन पिरिमिडीन गटातील. साखळ्या जोडणाऱ्या सांध्यात फक्त दोनच क्षारकांना जागा आहे. अ‍ॅडेनीनचा फक्त थायामीनशी आणि ग्वानीनचा फक्त सायटोसीनशी संधी होतो. त्या दोन क्षारकांना जोडणारे रासायनिक बंध (हायड्रोजन बंध) कमजोर असतात. प्रत्येक सांधा अ‍ॅडेनीन-थायामीन (ए-टी) किंवा ग्वानीन-सायटोसीन (जी-सी) यांचा असतो. थोडक्यात ही प्रतिकृती सर्पिल (गोल) जिन्याप्रमाणे आहे. जिन्याच्या दोन्ही बाजू म्हणजे फॉस्फेट व शर्करा रेणू आणि प्रत्येक पायरी म्हणजे ए-टी किंवा जी-सी. या संरचनेवरून असे स्पष्ट दिसते की, क्षारकाच्या जोडीतील एक माहीत असला तर दुसरा आपोआप समजतो.

जननिक विशिष्टता : ही डीएनए रेणूतील क्षारकांच्या विशिष्ट क्रमाने निश्चित होते अशी कल्पना या प्रतिकृतीच्या मुळाशी आहे. रंगसूत्रात क्षारकांची संख्या पुष्कळ असल्याने त्यांच्या क्रमाच्या विभिन्नतेलात्यात बराच वाव आहे. ए, जी, सी, टी या चार क्षारकांचे त्यामुळे

कित्येक क्रम अस्तित्वात राहू शकतात. उदा., ए-टी, ए-टी; सी-जी, ए-टी; सी-जी, सी-जी; इ. तारेने संदेश पाठविताना ज्याप्रमाणे मोर्स

लिपीमधील विशिष्ट सांकेतिक ध्वनी विशिष्ट शब्द ध्वनित करतात त्याप्रमाणे येथे या चार अक्षरांचा विशिष्ट क्रम विशिष्ट लक्षण दर्शवील ही कल्पना गृहीत आहे, म्हणून ए, जी, सी, टी या चार वर्णांना जननिक सांकेतिक वर्ण म्हणतात.

कोशिका-विभाजनाच्या वेळी रंगसूत्रात द्विगुणन झालेले आढळते. कारण प्रत्येक जनुकाचे प्रतिरूप निर्माण झालेले असते, शिवाय प्रत्येक जनुक उत्परिवर्तित होऊ शकते; याचे स्पष्टीकरण या प्रतिकृतीच्या आधारे देता येते. द्विगुणन किंवा प्रतिरूप-निर्मितीच्या वेळी सर्पिल सूत्रे वेगळी होतात (आ. ४). ही क्रिया दोन क्षारकांमधील कमजोर हायड्रोजन बंध तुटून पडल्यामुळे सहज शक्य होते. वेगळ्या झालेल्या सूत्रांतील प्रत्येक ए, टी कडे आणि प्रत्येक जी, सी कडे आकृष्ट होतो; अशा रीतीने प्रत्येक सूत्र आपले प्रतिरूप निर्माण करते.

उत्परिवर्तने : ५-ब्रोमोयुरॅसिल हे रसायन डिएनए रेणूतील थायामीनची जागा घेऊ शकते. जर ही गोष्ट घडली तर मूळ जनुकाची विशिष्टता अचूक राहणार नाही. प्रतिरूप पावलेल्या सूत्रात अ‍ॅडेनीन शिवाय दुसरे क्षारक सामावले जाऊ शकते; म्हणजे ५-ब्रोमोयुरॅसिल उत्परिवर्तन प्रेरक आहे; त्याचप्रमाणे नायट्रस अम्‍लही आहे. यावरून असे दिसते की, या रसायनांद्वारे घडवून आणलेली परिवर्तने एका क्षारकाच्या जागी दुसऱ्याची प्रतिष्ठापना झाल्यामुळे होत असावी.

उच्च प्राणांमध्ये होणारी उत्परिवर्तने क्षारकाच्या प्रतिष्ठापनेमुळे होतात किंवा नाही हे अजून माहीत नाही. बहुधा रंगसूत्रातील जनुकांची पुनर्रचना, द्विगुणिता, बहिष्करण यांचे आचरण चिरसंमत जनुक उत्परिवर्तनासारखे असावे; प्रारण आणि काही उत्परिवर्तनकारक रसायने (विशेषतः लवणनिर्मिती

करणारे माध्यम) रंगसूत्रात पुनर्रचना आणि जनुक उत्परिवर्तनेही घडवून आणतात. या क्रियेत डीएनएचा कणा मोडला जात असावा; त्याच्या रेणूची दोन्ही सूत्रे जनन प्रभाव व्हावा म्हणून एकाच स्थानी भग्न व्हावयास हवी. जर एकच तुटले तर दुसऱ्याच्या द्वारे तुटलेली जागा भरून येईपर्यंत रेणूचे स्थान कायम ठेवण्यात येते.

(उ) जनुकांचे आचरण : वॉटसन-क्रिक प्रतिकृतीच्या द्वारा जननिक सांकेतिक वर्णाचे संचरण एका कोशिकेपासून दुसऱ्या कोशिकेपर्यंत पिढ्यानपिढ्या कसे होते हे आता थोडेफार समजू लागले आहे; तथापि आनुवंशिक माहितीची उकल होऊन त्यानुसार कार्यवाही कशी होते व जनुकांचा प्रभाव विकासावर कसा होतो हे प्रश्न अद्याप सुटलेले नाहीत.

प्रथिनातील अ‍ॅमिनो अम्‍ले एका रेषेत मांडलेली असतात म्हणून कदाचित सांकेतिक संहितेची उकल करणारी एखादी पद्धत असावी; या पद्धतीनुसार तीन किंवा चार न्यूक्लिओटाइडांचा [ न्यूक्लिइक अम्‍ले] क्रम एखादे विशिष्ट अम्‍ल निश्चित करीत असावे. न्यूक्लिइक अम्‍लात क्षारकांचा बराच लांबलचक क्रम असल्यामुळे प्रथिनांतील विशिष्ट रचनेतील अमिनो अम्लांचा क्रम कसा असावा हे या क्षारकांच्या क्रमावरून ठरविता यावयास पाहिजे. उदा., एटीजी, थिओनीन, एजीजी, प्रोलीन आणि एटीसी, ग्‍लुटामिक अम्‍ल हा क्रम निश्चित करू शकेल. याप्रमाणे प्रत्येक तीन अक्षरी शब्द निरनिराळी अ‍ॅमिनो अम्‍ल निश्चित करू शकेल. याचा अर्थ असा की, जर न्यूक्लिइक अम्‍लातील क्षारकांचा क्रम एटीजी, एजीजी, एटीसी असेल तर थिओनीन, प्रोलीन, ग्लुटामिक अम्‍ल असलेले प्रथिन निर्माण होईल. इनग्रॅम यांच्या हीमोग्लोबिनवरील संशोधनाने ही कल्पना साकार झाली आहे. नीरेन्बर्ग आणि त्यांच्या सहकार्‍यांनी जननिक सांकेतिक

संहितेची उकल करण्यात बरेच परिश्रम घेतले आहेत. या जनुकक्रियेच्या स्पष्टीकरणाबाबत असे म्हणता येईल की, डीएनए प्रकलात असते व प्रथिन

संश्लेषण परिकलात (प्रकलाव्यतिरिक्त कोशिकेत असलेल्या जीवद्रव्यात) असलेल्या रिबोसोम कणाद्वारे घडून येते व या प्रक्रियेतील मध्यस्थ संदेशक आरएनए असावे [ कोशिका].

आरएनए हे डीएनएसारखे बहुतांशी असते पण त्यातील शर्करा रीबोज असून थायामीनऐवजी त्यात युरॅसिल असते; त्याचे संदेशक आरएनए नावाचे मोठे रेणू प्रकलकांतून (प्रकलातील सूक्ष्म कण) परिकलाकडे येतात आणि रिबोसोमला चिकटतात. संदेशक आरएनएची निर्मिती प्रत्यक्ष डीएनएच्या प्रतिलिपीसारख्या (प्रती तयार करण्यासारख्या) क्रियेतून होत असावी, म्हणून त्यांच्यात डीएनए सारखीच माहितीची सामग्री (जननिक सामग्री) असावी अशी कल्पना आहे. रिबोसोमवरील आरएनएचा प्रथिन संश्लेषणाकरिता साच्याप्रमाणे उपयोग होतो.

प्रथिन निर्मितीकरिता लागणारी अ‍ॅमिनो अम्‍लांची संरचना आरएनएच्या लहान रेणूद्वारे होते. याला विद्राव्य किंवा रूपांतर करणारे आरएनए म्हणतात; हे विशिष्ट अ‍ॅमिनो अम्‍लाच्या सान्निध्यात येते. संदेशक आरएनएमधील योग्य जागेशी संबंध यावा अशी विशिष्ट संरचनाही रूपांतर करणाऱ्या आरएनएमध्ये असते. याप्रमाणे भिन्न अ‍ॅमिनो अम्‍ले संदेशक आरएनएद्वारे निश्चित केलेल्या विशिष्ट क्रमाने एकत्रित आणण्यात येतात. रूपांतर करणारे आरएनए अ‍ॅमिनो अम्‍लाचा संदेशक आरएनएशी योग्य जागी संबंध घडविण्याचे योजक या नात्याने काम करते; अशा रीतीने अ‍ॅमिनो अम्‍ले एकत्र आल्यावर त्यांचा संयोग होऊन पॉलिपेप्टाइड हे संयुग बनते (आ. ५ ते ९ मध्ये या क्रिया स्पष्टपणे दर्शविल्या आहेत).

रूपांतर करणारे आरएनए या ठिकाणी विशिष्ट योजकाचे काम करते व अ‍ॅमिनो अम्‍ल कोणत्या स्थानावर असावे हे निश्चित करते याबद्दल रासायनिक पुरावा आता उपलब्ध झाला आहे. याकरिता रूपांतर करणारे आरएनए जटिलाच्या सान्निध्यात एका अ‍ॅमिनो अम्‍लाचे दुसऱ्या अ‍ॅमिनो अम्‍लात रूपांतर करण्यात आले; हे मूळच्या अम्‍लाकरिता जे योग्य स्थान होते त्याच ठिकाणी फक्त बसू शकले, नवीन स्थानी नव्हे. याचा अर्थ असा की, अ‍ॅमिनो अम्‍लाच्या संदेशक आरएनए वरील स्थानाची विशिष्टता रूपांतर करणारे आरएनए निश्चित करते, अ‍ॅमिनो अम्‍ल स्वतः नव्हे. संदेशक आरएनएतील न्यूक्लिओटाइडांचा क्रम रंगसूत्रातीन डीएनएच्या क्रमाशी पूरक असतो हे दिसून आल्यामुळे आरएनएच्या अभ्यासाद्वारे जननिक सांकेतिक संहितेची उकल करणे तांत्रिक दृष्ट्या आता सुलभ झाले आहे. आनुवंशिकीची प्रगती आता इतकी झाली आहे की, कोर्नबर्ग आणि ओचोआ या शास्त्रज्ञांनी प्रयोगशाळेत डीएनए आणि आरएनए यशस्वीरीत्या निर्माण करण्यापर्यंत मजल गाठली आहे.

मानवी आनुवंशिकी : या विषयी आपणाला इतर सजीवांच्या मानाने कमी माहिती आहे कारण मनुष्याच्या दोन पिढ्यांतील काळाचे अंतर मोठे असून प्रायोगिक फलन कठीण असते; त्यामुळे मानवी आनुवंशिकीची प्रगती मर्यादित आहे; तरीदेखील निरनिराळ्या वंशावळींचा अभ्यास करून काही माहिती मिळवून तिच्या आधारावर काही महत्त्वाचे निष्कर्ष काढणे शक्य झाले आहे. उदा., एखाद्या घराण्यात एखादा आनुवंशिक रोग आढळून आल्यास आणि त्यातील व्यक्तीचा विवाहसंबंध होणार असल्यास त्या व्यक्तीपासून रोगट संतती होण्याची कितपत शक्यता आहे याचा अंदाज अगोदर करता येतो. दोन व्यक्तींपासून झालेले अपत्य जर अप्रभावी जनुकामुळे होणाऱ्या रोगाने ग्रस्त राहणारे असेल तर त्याच्या भावी अपत्यात १/४ प्रमाण रोगी अपत्याचे असणे संभवनीय आहे.

फिनिल अ‍ॅलॅनीन आणि टायरोसीन ही सामान्य अ‍ॅमिनो अम्‍ले आपण अन्नाबरोबर घेतो व विशिष्ट वितंचकामुळे त्यांचे पचन होते; या वितंचकांची निर्मिती काही विशिष्ट जनुके करतात. काही व्यक्तींत या पदार्थांच्या पचनात होमोजेंटिसिक अम्‍लात रूपांतर झाल्यावर त्याच्यावर प्रक्रिया करून त्याचे कार्बन डाय-ऑक्साइड आणि पाण्यात रूपांतर करणाऱ्या वितंचकाचा अभाव असतो; त्यामुळे हे अम्‍ल त्यांच्या रक्तात मिसळले जाते व त्याचे प्रमाण वाढल्यावर मूत्राद्वारे ते शरीराबाहेर टाकले जाते. हवेशी या मूत्राचा संपर्क झाल्यावर ते काळसर होत असल्यामुळे त्याचे अस्तित्व ओळखणे सोपे असते. या रोगास अल्काप्टेन्युरिया म्हणतात; तो अप्रभावी जनुकामुळे घडून येतो. मनुष्यातील अनेक लक्षणे जनुके व परिस्थिती यांच्या एकत्रित परिणामाचा परिपाक असल्यामुळे यांपैकी कोणत्याही एका कारकात बदल केल्यास लक्षणात बदल होणे शक्य आहे. जननाद्वारे जनतेत इष्ट फरक घडवून आणण्याचा विचार करणाऱ्या विज्ञानशाखेस ðसुप्रजाजननशास्त्र व परिस्थिती सुधारून जनतेत फरक घडवून आणणाऱ्या विज्ञानशाखेस सुजीवनविज्ञान म्हणतात.

लँडस्टायनर यांना १९०० साली प्रतिजन-प्रतिपिंडाच्या [ प्रतिजन; प्रतिपिंड] प्रक्रियेवरून (एका व्यक्तीच्या रक्तातील कोशिका दुसऱ्या व्यक्तीच्या रक्तरसात मिसळल्यास) असे दिसून आले की मानवी रक्ताचे चार गट आहेत. प्रतिजन हे रक्तकोशिकांत आणि प्रतिपिंड रक्तरसात असतात. मनुष्याच्या रक्तात जी प्रतिपिंडे असतात त्यांच्याशी संबंधित प्रतिजन त्याच्या रक्तात नसतात. या गटांसंबंधीची माहिती कोष्टक क्र. १ मध्ये दिली आहे.

तीन बहुविकल्पी जनुके या गटांचे नियंत्रण करतात आणि त्यांचे संचरण मेंडेल यांच्या सिद्धांतानुसार सरळरीत्या होते.

मानवी रक्ताचे आणखी एमएन श्रेणी आणि आरएच कारक हे गट नंतर झालेल्या संशोधनानुसार करण्यात आले. पण या प्रतिजनांना प्रतिविरोधी असणारी प्रतिपिंडे मानवी रक्तात नसतात. ऋण आरएच असलेल्या व्यक्तीत वारंवार होणाऱ्या गर्भारपणामुळे किंवा दुसऱ्याचे रक्त वारंवार शरीरात घेण्यामुळे ह्याच्या प्रतिविरोधी प्रतिपिंडे निर्माण होण्याचा संभव असतो. त्या व्यतिरिक्त आणखी काही रक्तगटांची भर पडली आहे, पण त्याला तात्त्विकदृष्ट्याचे जास्त महत्त्व आहे [रक्तगट].

परिकलानुहरण : वनस्पती किंवा प्राणी यांची वाढ होत असताना त्यांत होणारे बदल जनुकांच्या द्वारे कसे नियंत्रित होतात याची आता बरीच माहिती उपलब्ध आहे. पण त्यांच्या स्वतःच्या निर्मितीला किंवा त्यांच्या प्रक्रियांना जो कच्चा माल लागतो तो परिकलात असून तेथून तो प्रकलात जातो आणि प्रकलात बनणारा पक्का माल परिकलात येतो म्हणून कोशिकांवर किंवा व्यक्तींवर जनुक जे परिणाम घडवून आणतात त्याचे मुख्य ठिकाण परिकल होय. या ठिकाणी सर्व प्रकारच्या वितंचकयुक्त प्रक्रिया होतात. इतकेच नव्हे तर परिकलाद्वारे काही लक्षणांचे अनुहरण होते असे दिसून आले आहे; म्हणजे परिकलात आनुवंशिकतेचे काही कण असावे.

रेतुकातील परिकल अत्यंत अल्प असून अंदुक-फलनात तो अंदुकात जवळजवळ जातच नाही;म्हणून अशा परिकलावर आधारलेल्या लक्षणांचे अनुहरण परिकलाद्वारे व्हावयाचे असल्यास ते मातेच्या द्वारे होईल आणि म्हणून संतती मातृलक्षणी राहील. उदा., विविधवर्णी पानांच्या झाडांत हिरव्या भागात हरित कण असतात व हिरव्या नसलेल्या भागात त्यांचा अभाव असतो. काही अपेक्षित ठिकाणी ते मुळीच नसतात तेव्हा त्यांना विवर्ण म्हणतात; यांचा हिरव्या पानांच्या वनस्पतीशी संकर केल्यास खालीलप्रमाणे संतती झालेली दिसते:

♀ हिरवे Χ ♂विवर्ण → हिरवी संतती

♀ विवर्ण Χ ♂ हिरवे → विवर्ण संतती

येथे प्राकणु-लक्षणांचे अनुहरण जनुकविरहित स्वतंत्ररीत्या होते.

लायसेंको आणि मेंडेलवाद : १९३७ मध्ये रशियन जीवशास्त्रज्ञ लायसेंको यांनी मेंडेल यांच्या आनुवंशिक सिद्धांतांना म्हणजे पर्यायाने आधुनिक आनुवंशिकीला विरोध करून आपला सिद्धांत मांडला. हा सिद्धांत म्हणजे लामार्क यांच्या संपादित लक्षणांच्या अनुहरणाच्या सिद्धांताचा नवा अवतार होता. त्यानुसार लैंगिक प्रजनन करणारे झाड म्हणजे दोन गंतुकांच्या संयोगापासून झालेली निर्मिती होय; दोन पैतृक वंशावळीपासून प्राप्त झालेल्या संभाव्य लक्षणांनी ही निर्मिती परिप्‍लुत असते. यांचा उपयोग करून घ्यावयाचा असेल तर विकासाच्या मार्गातून त्यांनाही आपला मार्ग काढावा लागेल आणि मग सरूपविधेत ते दृग्गोचर होऊ शकतील. पण ही गोष्ट योग्य परिस्थितीवर अवलंबून राहील. उदा., संकराच्या पहिल्या पिढीत दोन्ही वैकल्पिक जनुके असतात; यांपैकी ज्याला अनुकूल परिस्थिती असेल त्याचा फक्त विकास होईल म्हणजे प्रभाव-अप्रभावाची घटना परिस्थिती आणि रंदुकाची जैव विकासाबाबतची अनुयोजकता यावर अवलंबून आहे. लायसेंको यांच्या मते व्यक्तीच्या आनुवंशिक गुणात विकाससमयी परिस्थितिनुसार फरक होत असतो. या विचारसरणीस प्रत्यक्ष रशियातही विरोध होऊन आज ती निराधार झाली आहे.

आनुवंशिकीत आजपर्यंत झालेल्या प्रगतीची  थोडीबहुत कल्पना वरील वर्णनावरून येईल. सध्या या प्रगतीने इतका मोठा टप्पा गाठला आहे की, निकट भविष्यात मानवाला स्वतःची, इतर प्राण्यांची आणि वनस्पतींची लक्षणे इच्छेनुसार बदलविणे शक्य होईल अशी चिन्हे दिसत आहेत.

संदर्भ : 1. Bonner, D. M. Heredity, New Delhi, 1963.

2. Ch→ndr→shekh→r→n, S. N.; P→rth→s→r→thy, S. N. Cytogenetics →nd Pl→nt Breeding, M→dr→s.

3. Dunn, L. C. Genetics in the 20th Century, New York, 1951.

4. McKusick, →. Hum→n Genetics, New Delhi, 1964.

5. Punnett, R. C. Mendelism. London, 1927.

6. Sinnott, E. W.; Dunn, L.C.; Dobzh→nsky, T. Principles of Genetics, New York, 1950.

लेखक :  सलगर, द. चि. वि. रा. ज्ञानसागर

माहिती स्रोत : मराठी विश्वकोश