डीएनएचा अभ्यास करणे, जैविक विविधता, त्यांचे संरक्षण व भविष्यातील क्षमतांसाठी आवश्यक

डीऑक्सीरायबोन्यूक्लिक ऍसिड (Deoxyribonucleic acid) हा एक लांब रेणू आहे, ज्यामध्ये एखाद्या प्राण्याचे आणि सर्व ज्ञात सजीवांचे संपूर्ण आनुवंशिक सांकेतिकरण (Genetic code) असते. शरीरातील प्रत्येक पेशी समान डीएनए तंतूंनी (strands) तयार झालेली असते. डीएनए, प्रत्येक पेशीची रचना आणि कार्य निश्चित करतो, ज्यामुळे संपूर्ण प्राण्याचे एकूण स्वरूप, आरोग्य आणि क्रिया निश्चित होतात. सर्व वारसा हक्काने (Inherited) मिळालेले गुणधर्म (traits) एका प्राण्याकडून त्याच्या पिल्लांना (offspring) डीएनए द्वारे प्रसारित (transmitted) केले जातात.

डीएनए चे स्थान आणि कार्य 

डीएनए प्रामुख्याने प्रत्येक पेशीच्या केंद्रात (nucleus) स्थित असतो, जिथे तो गुणसूत्रे (chromosomes) म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या संरचनांमध्ये समाविष्ट असतो. केंद्रक हा पेशीच्या मध्यभागी असलेला एक मोठा भाग आहे, जो पेशीच्या क्रियाकलापांवर नियंत्रण ठेवण्यासाठी जबाबदार असतो. गुणसूत्रे ही केंद्रकातील धाग्यांसारखी संरचना आहेत, ज्यात डीएनए, स्थिर करणाऱ्या प्रथिनांनी (proteins) घट्ट बांधलेला असतो, ज्यामुळे डीएनए ला त्याची रचना टिकवून ठेवण्यास मदत होते. याव्यतिरिक्त, डीएनए चा एक लहान भाग पेशीच्या मायटोकॉन्ड्रिया (mitochondria) नावाच्या दुसऱ्या भागात असतो, जो पेशीच्या ऊर्जा निर्मितीसाठी (energy production) जबाबदार असतो.

डीएनए पासून प्रथिने निर्मिती

केंद्रकामध्ये विशेष विकर (enzymes), डीएनए बेसचे (bases) रायबोन्यूक्लिक ऍसिड (Ribonucleic acid – आरएनए – RNA) नावाच्या पदार्थात प्रत बनवतात (transcribe). हा आरएनए, संदेशवाहक (messenger) म्हणून कार्य करतो आणि डीएनए चा संदेश पेशीच्या इतर भागांमध्ये घेऊन जातो. तो केंद्रकातून पेशीच्या पेशीद्रवामध्ये (cytoplasm) (पेशींमधील अर्ध-प्रवाही पदार्थ) वाहून नेला जातो, जिथे आरएनए चे प्रथिनांमध्ये रूपांतर (translated into proteins) केले जाते. ही प्रथिने पेशीमध्ये आणि संपूर्ण शरीरात अनेक कार्यांसाठी जबाबदार असतात, ज्यात प्रामुख्याने विविध पेशी अभिक्रिया (reactions) नियंत्रित करणाऱ्या विकरांचे कार्य (acting as enzymes) करणे समाविष्ट आहे.

डीएनए मधील बेस पेअर्स (base pairs) आणि जीन्स (genes)

कुत्रे, मांजरी आणि मानवांच्या डीएनए मध्ये प्रत्येकी अंदाजे 2.5 ते 3 अब्ज बेस पेअर्स असतात, ज्यात सुमारे 20,000 ते 25,000 वैयक्तिक जीन्सचा समावेश असतो. पेशीचा संपूर्ण डीएनए, प्रत्यक्ष प्रथिन क्रम (actual protein sequences) साठी सांकेतिकरण करत नाही; तर डीएनए चा बराचसा भाग प्रतिकृती (replication), सांगाडा (scaffolding) आणि इतर उद्देशांमध्ये गुंतलेला असतो.

याव्यतिरिक्त, तुम्हाला माहीत आहे का, प्राण्यांच्या संवर्धन आणि संशोधनात सुद्धा डीएनए चा उपयोग होतो? वास्तविक पाहता, प्राण्यांनी मागे सोडलेले आनुवंशिक साहित्य संवर्धन आणि संशोधनासाठी महत्त्वपूर्ण संकेत देऊ शकतात. एक नवीन संशोधन दर्शवते की जमिनीच्या नमुन्यांमध्ये (soil samples) डीएनए चा अभ्यास करणे हे जैविक विविधता (biodiversity) मूल्यांकन करण्यासाठी, कॅमेरा ट्रॅप्ससारख्या पारंपारिक ट्रॅकिंग पद्धतींपेक्षा अधिक प्रभावी, कार्यक्षम आणि परवडणारे असू शकते.

संशोधकांच्या मते, ही प्रक्रिया समान दिसणाऱ्या प्राण्यांमधील आनुवंशिक फरक ओळखण्यासाठी देखील प्रभावी ठरली, जी पारंपारिक ट्रॅकिंग दृष्टिकोनांमध्ये एक कठीण कार्य आहे आणि या तंत्रामुळे कदाचित पूर्वी अज्ञात असलेल्या प्रजातींची विविधता देखील उघड झाली असावी. जरी या तंत्रात अजून सुधारणा करणे आवश्यक असले तरी, संशोधक आशावादी आहेत की हे तंत्र एक दिवस वन्यजीव प्रजातींच्या अभ्यासात क्रांती घडवू शकते.

पर्यावरणीय DNA (eDNA)

जैविक विविधतेच्या निरीक्षणासाठी (monitoring) सर्वात आशादायक साधनांपैकी एक म्हणजे पर्यावरणीय डीएनए (environmental DNA किंवा eDNA) चा अभ्यास करणे आहे. इ डीएनए म्हणजे प्राण्यांच्या टाकाऊ (discarded) सामग्रीतील डीएनए, जसे की केस, विष्ठा, त्वचा आणि लाळ.

हा डीएनए काढल्यानंतर (extracting), शास्त्रज्ञ त्याचा क्रम (sequence) निश्चित करतात आणि प्रजाती ओळखण्यासाठी ऑनलाइन डीएनए क्रम डेटाबेसशी त्याची तुलना करतात. प्रजातींची विविधता, वितरण (distribution) आणि प्रचुरता (abundance) अभ्यासण्यासाठी प्राण्यांना जिवंत पकडणे (live-trapping), प्राणी ट्रॅकिंग आणि कॅमेरा ट्रॅपिंग यांसारख्या पारंपारिक दृष्टिकोनांच्या तुलनेत ही एक तुलनेने जलद आणि कमी देखभालीची (low-maintenance) प्रक्रिया आहे.

इ डीएनए चा आणखी एक फायदा म्हणजे समान दिसणाऱ्या प्रजातींमध्ये फरक करण्याची शक्यता. उदाहरणार्थ, संशोधकांना जमिनीच्या नमुन्यांमध्ये नॉर्वे उंदराचा (Norway rat) डीएनए सापडला, ज्यामुळे त्या भागात या प्रजातीची उपस्थिती (presence) पहिल्यांदाच पुष्टी झाली. यापूर्वीच्या कॅमेरा सर्वेक्षणांमध्ये नॉर्वे आणि काळ्या उंदरामध्ये (black rats) फरक करता आला नव्हता.

कॅमेरा रेकॉर्ड आणि इतर निरीक्षणांच्या तुलनेत, इ डीएनए ओळख (identifications) या प्राण्यांनी त्या भागात किती वारंवार आणि अलीकडे वावर केला आहे याच्याशी घनिष्ठपणे संबंधित (closely correlated) असल्याचे दिसून आले. या विश्लेषणामध्ये बॅजर (badgers) – जे मागील चार वर्षांपासून कॅमेऱ्यात नोंदवले गेले नव्हते, पाळीव मांजरी (domestic cats) किंवा वीझल्स (weasels) – जे मागील दोन वर्षांत केवळ फक्त काही वेळा कॅमेऱ्यात कैद झाले होते, यांची निशानी आढळली नाही.

संरक्षण आणि अवैध व्यापार प्रतिबंधात डीएनए विश्लेषण

संकटग्रस्त प्राणी (endangered animals), वनस्पती आणि त्यांच्यापासून तयार होणाऱ्या उत्पादनांचे न्यायवैद्यक डीएनए विश्लेषण (Forensic DNA analysis), अवैध शिकार (poaching) आणि काळ्या बाजारातील प्राणी व्यापार याविरुद्धच्या लढ्यात अधिकाधिक वापरले जात आहे. स्थानिक बाजारातून गोळा केलेले शिजवलेले मांस, केस आणि त्वचा यांचे अनुक्रम (sequenced) काढून अवैध शिकार करणाऱ्यांवर खटला चालवला जातो. त्याचप्रमाणे, पारंपारिक पूर्व आशियाई औषधे यांसारख्या इतर उत्पादनांमध्ये संकटग्रस्त प्राण्यांपासून बनवलेली उत्पादने बेकायदेशीरपणे आहेत, हे डीएनए अनुक्रमणाने सिद्ध झाले आहे.

शिवाय, जंगली भागात ज्या प्राण्यांची संख्या आता खूपच कमी आहे, जसे की वाघ, त्यांचे संपूर्ण अनुक्रमण करणे शक्य आहे. डीएनए चाचणीचा (DNA testing) उपयोग संपूर्ण प्रजातीमध्ये प्राण्यांना (individuals) वेगळे ओळखण्यासाठी आणि त्यांचा मागोवा घेण्यासाठी केला जाऊ शकतो. यामुळे संवर्धकांना उप-प्रजाती (sub-species) अधिक चांगल्या प्रकारे ओळखता येतील आणि आवश्यक असल्यास, अनुवंशिक विविधता (genetic diversity) प्रोत्साहित करून आणि अंतःप्रजननाचे (inbreeding) दोष सुधारून त्यांच्या जनसंख्येला मदत करता येईल.

डीएनए डेटा बँक आणि भविष्यातील क्षमता

डीएनए डेटाबँक (DNA databanks) निर्माणाधीन आहेत. यांचा उद्देश जास्तीत जास्त प्रजातींचे डीएनए अनुक्रम जतन करणे आहे. त्या सजीव संवर्धन स्थळे (living conservation sites), बीज आणि ऊती/पेशी नमुना बँक (seed and tissue/cell sample banks), आणि संगणक-आधारित अनुक्रम साठवण (computer-based sequence storage) या स्वरूपात असतात.

भविष्यात, डीएनए अनुक्रमण जितके प्रगत होण्याची शक्यता आहे, तितके झाल्यास, डिजिटल पद्धतीने साठवलेल्या (digitally stored) किंवा रचना केलेल्या डीएनए अनुक्रमांमधून, कोणताही जीव तयार करणे शक्य होईल.

संदर्भ 

1. https://shorturl.at/atEmW

2. https://shorturl.at/UowuA

3. https://shorturl.at/kOGHp