ओळख पटली

डॉ. बाळ फोंडके

एर्विन चारगॅफ याने निरनिराळ्या अनेक सजीवांच्या ठायी असलेल्या डीएनएची तपासणी सुरू केली. त्यांचं पृथक्करण करत त्यांची बांधणी कशी असते, त्यांचे घटक काय असतात, हे पाहायला सुरुवात केली. ते रसायनही छोट्या रेणूंची महाकाय साखळी असल्याचं स्पष्ट झालं.

यापैकी प्रत्येक रेणूत शर्करामय पदार्थाचा एक रेणू, त्याच्याशी दोस्ती केलेला फॉस्फेटचा एक रेणू आणि त्याच बरोबर नायट्रोजनयुक्त घटकाचा, याला त्यानं बेस म्हणजे पायाभूत घटक असं नाव दिलं.

डीएनए हा शब्द आणि त्या नावाचं रसायन आता अनेकांच्या ओळखीचं झालं आहे. गुन्हेगारीविषयक दूरचित्रवाणी मालिका पाहणाऱ्यांना तर जवळजवळ दर नाटिकेमध्ये याचा परिचय होतो. चेहऱ्याचा चेंदामेंदा झालेल्या मृत व्यक्तीची ओळख पटवण्यासाठी किंवा तो गुन्हा करणाऱ्या संभाव्य गुन्हेगाराची ओळख पटवण्यासाठी पोलिस डीएनए चाचणीचीच कास धरतात. मुलांची ओळख पटवण्यासाठी आईवडिलांच्या डीएनएची मागणी केली जाते.

वैज्ञानिकांना तर डीएनएची ओळख फार पूर्वीच पटली होती. सजीवांच्या प्रत्येक पेशीच्या केंद्रकामध्ये हे रसायन असल्याची माहिती मिळाली होती. म्हणून तर त्याच्या नावातच ते न्यूक्लिक आम्ल असल्याचं सांगून टाकलं गेलं होतं. तरीही ते उपेक्षितच राहिलं. सगळ्यांचं लक्ष असंख्य असलेल्या प्रथिनांनीच वेधलं होतं. त्या भाऊगर्दीत डीएनएकडे फारसं लक्ष दिलं गेलं नाही.

पण वारशाचं मूळ त्या रसायनातच असल्याचं, जनुकं याच रसायनापासूनच तयार झालेली असल्याचं स्पष्ट झाल्यावर त्या रसायनाकडे अधिक बारकाईनं लक्ष देण्यास सुरुवात झाली. ते काय आहे? त्याचे घटक कोणते आहेत? त्याची बांधणी कशी होते? याची तोवर काहीच माहिती नव्हती.

फक्त ज्या असंख्य प्रथिनांनी आपल्या शरीराच्या प्रत्येक अवयवाची इमारत बांधली जाते आणि त्या अवयवावर सोपवलेली कामगिरी बिनबोभाट पार पाडण्यासाठी ज्या प्रथिनांची मेहनत कामी येते त्यांची जुळणी करण्याचा आराखडा या जनुकांमध्येच म्हणजे डीएनएमध्ये सांकेतिक रूपात साठवलेला असतो, हे समजलं होतं. त्यामुळं त्या सांकेतिक भाषेचा उलगडा करून घ्यायला हवा, हेही ध्यानात आलं होतं.

त्या पलीकडेही डीएनएच्या अंगी असलेल्या एका अनोख्या गुणधर्माची ओळख पटली होती. प्रत्येक पेशीत या डीएनएची एक प्रत असते. जेव्हा त्या पेशीचं विभाजन होऊन तिच्यापासून दोन कन्या पेशी जन्माला येतात, तेव्हा त्या कन्या पेशींकडेही त्याच डीएनएची हुबेहूब प्रतिकृती असायला हवी, हे तर उघड होतं. आजच्या भाषेत सांगायचं तर त्या कन्यापेशींकडं मूळ डीएनएची प्रत असायला हवी.

एका पेशीपासून दोन पेशी उदयाला येत असतील आणि दोघींकडेही तशीच्या तशी प्रत असेल, तर मग मूळ पेशीतील डीएनएचं दुपटीकरण व्हायला हवं. तरच एकीपासून दोन प्रती तयार होऊ शकतील. तर मग हे दुपटीकरण करण्याची किमया डीएनएकडे कशी येते याचं इंगितही शोधून काढायला हवं.

प्रश्न अनेक उत्तर मात्र एकाचंही नाही अशीच स्थिती असताना एर्विन चारगॅफ (Erwin Chargaff : १९०५ -२००२) पुढं सरसावला. त्यानं साध्याच प्रयोगांचा श्रीगणेशा केला. त्यानं निरनिराळ्या अनेक सजीवांच्या ठायी असलेल्या डीएनएची तपासणी सुरू केली.

त्यांचं पृथक्करण करत त्यांची बांधणी कशी असते, त्यांचे घटक काय असतात, हे पाहायला सुरुवात केली. ते रसायनही छोट्या रेणूंची महाकाय साखळी असल्याचं स्पष्ट झालं.

यापैकी प्रत्येक रेणूत शर्करामय पदार्थाचा एक रेणू, त्याच्याशी दोस्ती केलेला फॉस्फेटचा एक रेणू आणि त्याचबरोबर नायट्रोजनयुक्त घटकाचा रेणू - याला त्यानं बेस म्हणजे पायाभूत घटक असं नाव दिलं - असतात हे स्पष्ट झालं.

शर्करामय पदार्थ आणि त्याच्याशी जोडले गेलेले फॉस्फेट तसंत त्यांच्याशी हातमिळवणी केलेला पायाभूत घटक मिळून एक न्युक्लिओटाईड तयार होतं. असे विविध न्युक्लिओटाईड एकमेकांचे हात धरत त्या महाकाय रेणूचा सांगाडा तयार करतात, त्याची साखळी तयार करतात हे त्यानं दाखवून दिलं.

आपल्या शरीरातला हाडांचा सांगाडा जसा शरीराला घाट देतो, स्थैर्य आणि मजबुती देतो तशीच ही शर्करा फॉस्फेटची जोडगोळी डीएनएच्या रेणूला नीटसपणे उभा करते. त्यांची साखळी तयार करायला मदत करते. नायट्रोजनयुक्त पायाभूत घटक मग त्या सांगाड्यावर आपापल्या जागा पकडून बसतात, याची खात्री त्याला पटली.

त्यातही शर्करामय पदार्थ आणि फॉस्फेट हे सगळीकडे सारखेच होते. ते तसं अनपेक्षित नव्हतं. कारण सांगाडा सगळीकडे सारखाच असायला हवा, नाही का! नायट्रोजनयुक्त घटक मात्र चार प्रकारचे होते. अडेनिन, थायमिन, ग्वानिन आणि सायटोसिन.

अडेनिन आणि ग्वानिन हे आकारानं थोडे मोठे, प्युरिन प्रकारचे आणि थायमिन व सायटोसिन हे थोडेसे छोटे, पिरिमिडिन प्रकारचे होते. सगळ्या सजीवांमध्ये हेच चार घटक होते.

मात्र वेगवेगळ्या सजीवांमध्ये त्यांचं प्रमाण वेगवेगळं होतं. तसंच त्यांच्या साखळीमधील क्रमाला म्हटलं तर कसलीच शिस्त नव्हती. कोणत्याही क्रमानं ते वावरत असत. कधी कधी एकाच घटकाची पुनरावृत्तीही होत होती.

या साऱ्या सावळ्या गोंधळातूनही एक चीज चारगॅफच्या हाती लागली. त्याला असं दिसलं की सगळ्याच नमुन्यांमध्ये अडेनिन आणि थायमिनचं प्रमाण समसमान होतं. जेवढं प्रमाण एकाचं असेल तितकंच दुसऱ्याचंही होतं.

जणू ते जोडीजोडीनंच वावरत होते. तीच गत ग्वानिन आणि सायटॉसिनची होती. त्यांचीही जोडी जुळली होती. पण या निरीक्षणाचं महत्त्व काही त्याच्या लक्षात आलं नाही. त्या माहितीचा उपयोग नंतर मात्र डीएनएची संरचना निश्चित करताना झाला.

आता डीएनएच्या रचनाबंधाचं इंगित शोधण्याची घाई सर्वांनाच झाली. केंब्रिज, लंडन, शिकागो इथं त्या शर्यतीत उतरणाऱ्या स्पर्धकांची मांदियाळी वेग घेऊ लागली. लायनस पॉलिंगला यापूर्वीच नोबेल पुरस्काराचा सन्मान प्राप्त झाला होता.

तोही या समस्येनं झपाटून गेला. त्यानं प्रथिनांच्या त्रिमिती रचनेचा अल्फा हेलिक्स हा आयाम शोधला होता. त्यासाठीच त्याला नोबेल पुरस्कारानं सन्मानित केलं गेलं होतं. एखाद्या स्क्रूची रचना असावी किंवा स्वतःभवतीच वेटोळं घातलेल्या सापासारखी प्रथिनांची प्राथमिक रचना असल्याचं त्यानं निर्विवादपणे दाखवून दिलं होतं.

हाती आलेल्या एखाद्या सूरावलीचा उपयोग गायकानं सगळीकडे करावा, तसाच पॉलिंग डीएनएसाठीही त्याच रचनाबंधाचा उपयोग करू लागला. त्याचा पाठपुरावा करत त्यानं डीएनएचा एक संभाव्य रचनाबंध तयार केला. त्याच्यावर आधारित शोधनिबंधही त्यानं प्रकाशित केला. सुरुवातीला त्या पायी त्याच्या स्पर्धकांची चलबिचल झाली.

ते नाऊमेद झाले. पण पॉलिंगच्या रचनाबंधात काही मूलभूत चुका असल्याचं ध्यानात आलं. त्या रचनाबंधाचा त्याग करून इतरांनी इतर आयामांचा पाठपुरावा करायला सुरुवात केली. शर्यतीला वेगही आला आणि धारही आली.

त्यात डीएनएच्या आणखी एका गुणधर्माचाही समावेश करायला हवा. त्याकडेही दुर्लक्ष करून चालणारं नव्हतं. प्रथिनांचे वीस घटक असल्यामुळं त्यांच्या अगणित मांडण्या शक्य होत्या. त्यातून मग सजीवांमध्ये आढळणाऱ्या यच्चयावत प्रथिनांची बांधणी शक्य होती. डीएनएमध्ये वेगवेगळे असणारे चारच घटक होते.

त्यातून मग जगभरातल्या प्रचंड संख्येनं असणाऱ्या सजीवांच्या अंगी असलेल्या जनुकांची बांधणी कशी शक्य होईल, हा सवाल सतावत होताच. त्याचंही इंगित डीएनएच्या रचनाबंधात सामावलेलं असायला हवं होतं. थोडक्यात काय तर बहुगुणी, आखूडशिंगी, लाथ न मारणारी, भरपूर दूध देणारी कपिला गाय शोधावी लागणार होती.