ડીએનએ: ન્યુક્લિઓટાઈડ તથા નાઈટ્રોજીનસ બેઝ

.

ન્યુક્લિઓટાઈડ એ ડીએનએનો ઘટક છે. કેમ્બ્રિજ યુનિવર્સિટી (યુકે) ખાતે જેમ્સ વૉટસન અને ફ્રાંસિસ ક્રીક દ્વારા 1953માં ડીએનએના ‘ડબલ હેલિક્સ’ (ડબલ હિલિક્સ) બંધારણની જાહેરાત થઈ. સાથે જ ન્યુક્લિઓટાઇડ અને નાઈટ્રોજીનસ બેઝ / નાઈટ્રોજીન બેઇસની અગત્યતા અન્ય સંશોધકોને સમજાઈ.

ડીએનએના દરેક સ્ટ્રેન્ડ પર નિર્ધારિત ક્રમમાં નાઈટ્રોજીનસ બેઝ (A,T,C,G) ની ગોઠવણી હોય છે. દરેક નાઈટ્રોજીનસ બેઝ એક સુગર મોલિક્યુલ અને એક ફોસ્ફેટ ગ્રુપ સાથે જોડાય છે. આમ, નાઈટ્રોજીનસ બેઝ, સુગર તથા ફોસ્ફેટ મોલિક્યુલથી બનેલ એકમ ન્યુક્લિઓટાઇડ તરીકે ઓળખાય છે. ડીએનએના બે સ્ટ્રેંડથી બનતા ‘ડબલ હેલિક્સ’ (ડબલ હિલિક્સ) સ્ટ્રક્ચરમાં એડિનિન (A) થાયમિન (T) સાથે તથા સાયટોસિન (C) ગ્વાનિન (G) સાથે પેર બનાવે છે. આમ, ડીએનએના ડબલ હિલિક્સમાં A-T, T-A, C-G, G-C જેવી નાઈટ્રોજીનસ બેઝ પેર બને છે. સજીવના ડીએનએમાં નાઈટ્રોજીનસ બેઝ (અને ન્યુક્લિઓટાઈડ) ની નિર્ધારિત સિક્વન્સ હોય છે.

અમુક અપવાદરૂપ સૂક્ષ્મ જીવાણુઓને બાદ કરતાં બાકીના માઈક્રોઑર્ગેનિઝમ્સ – બેક્ટેરિયા, વનસ્પતિ અને પ્રાણીઓ સહિત તમામ સજીવોમાં જીનેટિક (જેનેટિક) ઈન્ફર્મેશન કોષમાં ડીએનએમાં હોય છે. કેટલાક વાયરસમાં ડીએનએના બદલે તેમના આરએનએ જ જીનેટિક ઈન્ફર્મેશન ધરાવે છે.

વિશ્વવિખ્યાત કેમ્બ્રિજ યુનિવર્સિટી (યુનાઈટેડ કિંગ્ડમ)ની કેવેન્ડિશ લેબોરેટરીના સંશોધકોએ ‘વૉટ્સન-ક્રીક મોડેલ’ દ્વારા ડીએનએ (ડિઓક્સિ રિબોન્યુક્લિઈક એસિડ DNA – Deoxyribonucleic Acid) ના ‘ડબલ હેલિક્સ’ સ્ટ્રક્ચરમાં ન્યુક્લિઓટાઇડ અને નાઈટ્રોજનસ બેઝની ગોઠવણી સમજાવી. ડીએનએનો સ્ટ્રેન્ડ અલગ અલગ ક્રમમાં નાઈટ્રોજનસ બેઝની જાતજાતની સિક્વન્સ ધરાવે છે તેનું જીનેટિક્સ (જેનેટિક્સ) ની દ્રષ્ટિએ મહત્ત્વ છે.

જીનોમ એટલે સજીવ શરીરમાં રહેલ સમગ્ર જીનેટિક મટીરિયલ. દરેક સજીવનો જીનોમ યુનિક છે તેથી દરેક સજીવ પણ વિશિષ્ટ હોય છે.

ભિન્ન ભિન્ન સજીવોમાં ડીએનએનું પ્રમાણ પણ જુદું જુદું હોય છે. ડીએનએના નાઈટ્રોજીનસ બેઝ-પેર / નાઈટ્રોજીન બેઇસ-પેરની સંખ્યા વધતી-ઓછી હોય છે. વળી ડીએનએમાં નાઈટ્રોજીનસ બેઝ-પેર જુદા જુદા ક્રમમાં – જુદા જુદા કોમ્બિનેશનમાં – ગોઠવાઈ શકે છે. આમ, સજીવોમાં ડીએનએ સિક્વન્સ અલગ અલગ હોઈ તેમની જીનેટિક (જેનેટિક) ઈન્ફર્મેશન પણ જુદી જુદી જાતની હોય છે. તેથી સજીવોમાં જીનેટિક વૈવિધ્ય (જેનેટિક ડાયવર્સિટી) જોવા મળે છે.

હ્યુમન જીનોમ (Human Genome) ના અભ્યાસ અનુસાર, એક માનવ કોષના સૂક્ષ્મ ન્યુક્લિયસના ડીએનએમાં 3 બિલિયન (ત્રણસો કરોડ) થી વધારે નાઈટ્રોજીનસ બેઝ-પેર હોવાનો અંદાજ છે!

આમ છતાં ડીએનએની લંબાઈ અથવા ડીએનએના નાઈટ્રોજીનસ બેઝ-પેર/ નાઈટ્રોજીન બેઇસ-પેરની સંખ્યાને સજીવની કોમ્પ્લેક્સિટી અથવા બુદ્ધિમત્તા સાથે સીધો સંબંધ જણાયો નથી. ‘મધુસંચય’ના વાચકોને આ વાત સમજવામાં રસ પડશે.

આપ જુદા જુદા સજીવના કોષમાં ગોઠવાયેલ ડીએનએ અને ડીએનએના નાઈટ્રોજીનસ બેઝ-પેરની સંખ્યા પર નજર નાખો. મનુષ્યના ડીએનએમાં 320 કરોડ નાઈટ્રોજીનસ બેઝ-પેર હોવાનો અંદાજ છે. આફ્રિકન હાથીના ડીએનએમાં પણ આશરે 320 કરોડ નાઈટ્રોજીનસ બેઝ-પેર હોવાનું મનાય છે. કેટલાક પ્રકારના ચોખા (rice) ના કોષના ડીએનએમાં 40 કરોડ નાઈટ્રોજીનસ બેઝ-પેર હોઈ શકે છે, જ્યારે બારમાસી (વિંકા રોઝિયા) 50 કરોડ જેટલી નાઈટ્રોજીનસ બેઝ-પેર ધરાવે છે. ઘરની સામાન્ય માખી હાઉસ ફ્લાયના ડીએનએમાં આશરે 75 કરોડ નાઈટ્રોજીનસ બેઝ-પેર છે, પરંતુ ચતુરાઈ અને ખંતથી ફૂલોના રસમાંથી મધ બનાવતી મધમાખીના ડીએનએમાં આશરે 22 કરોડ નાઈટ્રોજીનસ બેઝ-પેર છે.

બીજી એક મઝાની વાત. મનુષ્યના ડીએનએમાં લગભગ 320 કરોડ નાઈટ્રોજીનસ બેઝ-પેર છે, જ્યારે ચિમ્પાન્ઝીના ડીએનએમાં આશરે 330 કરોડ નાઈટ્રોજીનસ બેઝ-પેર છે. વળી માનવ-શરીરના જીન અને ચિમ્પાન્ઝીના શરીરમાં રહેલા જીન પૈકી લગભગ 99% જેટલા જીન્સ સમાન છે તે કેવી નવાઈની વાત! એકાદ ટકા જીન ભિન્ન હોય અને બે સજીવ આટલા જુદા હોઈ શકે!

વાચક મિત્રો! જીનેટિક્સ કેટલું ઈન્ટરેસ્ટિંગ વિજ્ઞાન છે! આપને એક પ્રશ્ન થાય કે શું એકકોષી (યુનિસેલ્યુલર) સૂક્ષ્મતમ સજીવોનાં ડીએનએમાં પણ નાઈટ્રોજીનસ બેઝ પેર હોઈ શકે? જવાબ છે ‘હા’.

ઈ. કોલાઈ (E. Coli) એક પ્રકારના એકકોષી બેક્ટેરિયા છે. આ ગ્રામ-નેગેટિવ બેક્ટેરિયા ઈ. કોલાઈ રોગજન્ય- પેથોજનિક હોવા છતાં મનુષ્યના આંતરડામાં બિનહાનિકારક રીતે પણ રહેતાં હોય છે. રૉડ-શેપ્ડ ઈ. કોલાઈની લંબાઈ છે માત્ર 1/500 મિલિમીટર! જી હા, એકકોષી (યુનિસેલ્યુલર) બેક્ટેરિયા ઈ. કોલાઈના કોષની લંબાઈ આશરે એક મિલિમીટરનો 500મો ભાગ! આટલા સૂક્ષ્મજીવી ઈ. કોલાઈના ડીએનએની લંબાઈ લગભગ એક મિલિમીટર છે, જે આશરે 40થી 50 લાખ નાઈટ્રોજીનસ બેઝ-પેર ધરાવે છે! કુદરતની કેવી કમાલ!

જીનેટિક્સ (જેનેટિક્સ) સાચે જ વિશાળ મહાસાગર જેવું વિજ્ઞાન છે.

.

.