બાયો-ટેક્નોલૉજી શું છે ? (૧) – પરેશ વૈદ્ય

બાયો-ટેક્નોલૉજી શું છે ? (૧)

પરેશ વૈદ્ય

(ડૉ. પરેશ વૈદ્યનો ૩G વિશેનો લેખ પહેલાં પ્રસિદ્ધ કર્યો છે. આજે લેખકનો ફરીથી પરિચય નથી આપતો. બાયો-ટેકનૉલૉજી વિશે એમની પુસ્તિકા પરિચય ટ્રસ્ટ, મુંબઈ તરફથી પરિચય પુસ્તિકા પ્રવૃત્તિ શ્રેણીમાં ૨૦૦૨માં પ્રકાશિત થઈ. પરિચય ટ્રસ્ટનાં મેઘધનુષી પ્રકાશનોમાં એક રંગ વિજ્ઞાનનો પણ હોય છે. ટ્રસ્ટ પ્રત્યે કૃતજ્ઞતા વ્યક્ત કરવાની સાથે આ પુસ્તિકાનો પહેલો હપ્તો અહીં રજૂ કર્યો છે).

X0X0X

જો વીસમી સદી ઈલેક્ટ્રોનિક્સની સદી હતી તો એમ કહેવામાં હરકત નથી કે એકવીસમી સદી બાયો-ટેક્નોલૉજીની સદી તરીકે ઓળખાશે. વીસમી સદીની શરૂઆતમાં જે જીવનશૈલી પરીકથા જેવી લાગી હોત તે ઈલેક્ટ્રોનિક્સના વિકાસને કારણે સદી પૂરી થતાં પહેલાં એવી તો વાસ્તવિક બની ગઈ હતી કે નવી પેઢીને એમ માનવું પણ મુશ્કેલ થાય છે કે આવી સગવડો વિના અગાઉ ચાલી જતું. આવી જ રીતે સન 2001માં જીવવિદ્યાને ક્ષેત્રે જે ઉપલબ્ધિઓ પ્રાપ્ત છે, તેની આગળ જતાં એટલી બધી શાખાઓ ફૂટશે કે 2040 કે 2088ના વર્ષની પરિસ્થિતિની અત્યારે આગાહી કરવી એ વ્યર્થ વ્યાયામ જ ગણાય.

કોઈ પણ ટેક્નોલૉજીની એક ખાસિયત છે કે એ માત્ર નવો વિચાર જ નથી આપતી, પણ ભૌતિક સગવડો દ્વારા એ આપણાં સામાજિક જીવન અને અંગત જીવનમૂલ્યોમાં પણ ઊડે સુધી પ્રસરી જાય છે. ટેલિવિઝન અને મોબાઈલ ફોન આનાં ઉદાહરણ છે. બાયો-ટેક્નોલૉજીની આવી અસર વધુ હશે કારણ કે તેનાથી પ્રભાવિત ક્ષેત્રોમાં અન્ન, આરોગ્ય અને પ્રજનન મુખ્ય છે જે માણસની સ્વભાવગત અંગત બાબતો છે.

બાયો-ટેક્નોલૉજી એટલે ટૂંકમાં ‘બાયોટેક’ વિશે વધુ જાણકારી ન હોય તે લોકો પણ તેના કેટલાક પ્રચલિત ઉપયોગો વિશે તો જાણે જ છે. જાણીતી ફિલ્મ ‘જુરાસિક પાર્ક‘માં મૃત પ્રાણીના અવશેષમાંથી નવાં પ્રાણી બનાવાયાં તે બાયોટેકથી. તે રીતે જ ‘ક્લૉનિંગ’ નામની બાયોટેક પદ્ધતિથી એક ઘેટાના બચ્ચાનો જન્મ થયો ત્યારે પણ ખૂબ ચર્ચા થયેલી. માણસની નકલ કાઢી શકાય તો સેકંડો તેંડુલકર કે આઈન્સ્ટાઈન બનાવી શકાય. સ્વાભાવિક છે કે આમાં જેટલો રોમાંચ છે તેટલાં જ ભયસ્થાનો છે. કેટલીય નવી રસીઓ હવે બાયોટેકથી બને છે. તેમાં ‘હેપેટાઈટિસ-બી’ – કમળાની પ્રતિબંધકની રસી રસ્તે-રસ્તે લાગેલાં બેનર્સથી જાણીતી થઈ ગઈ છે. યુરોપ-અમેરિકામાં એક વિવાદ ચાલે છે. જિનેટિક ઈજનેરીથી સ્વરૂપ બદલાવેલ ખોરાક અંગેનો. ઘણા લોકો આ રીતે બાયો-ટેક્નોલૉજીથી ફેરફાર કરેલ ખોરાકનો વિરોધ કરે છે. હાલમાં ગુજરાતમાં ‘બી.ટી. કપાસ’ નામની કપાસની જાતના પાકને બાળી નાખવો પડેલો. એ પાક પણ બાયોટેકનું જ વિવાદાસ્પદ રૂપ હતું.
તો વિવિધ ક્ષેત્રે પથરાયેલી એવી આ બાયો-ટેક્નોલૉજી શું છે તે જાણવાની ઈંતેજારી થાય તે સ્વાભાવિક છે. તેને વ્યાખ્યામાં બાંધવાનો પ્રયત્ન કરવાને બદલે તેને સમજવાનો આપણે પ્રયત્ન કરીશું. એમ કહી શકાય કે સજીવોની જીવનપ્રક્રિયાને સમજી, તે મળેલા જ્ઞાનનો ઉપયોગ કરીને એની મૂળ પ્રક્રિયામાં ફેરફાર કરીને આપણા ફાયદા માટે વાપરવાની કળા તે બાયો-ટેક્નોલૉજી. દૂધ પડ્યું રહે તો તેમાં જીવાણુઓ પેદા થઈ તે બગડી જઈ જાડું થઈ જાય તેને બદલે જાણી જોઈને એવાં જીવાણુ તેમાં ઉમેરવાં કે તે યોગ્ય જોઈતી માત્રામાં ખાટું થાય અને જામી જાય. તે થઈ દહીં બનાવવાની ટેક્નોલૉજી. જો એવાં જીવાણુ શોધી શકાય કે જે અમુક ચોક્ક્સ પદ્ધતિથી દૂધમાં ભેળવતાં અરધા કલાકમાં દહીં બની જાય, તો તે થશે દહીંની બાયો-ટેક્નોલૉજીનો વિકાસ. વર્ષો સુધી ગોળ, દ્રાક્ષ, વગેરેના માટલાને જમીનમાં દાટીને દારૂ બનાવાતો, જ્યારે હવે માઈક્રોબાયોલૉજિસ્ટોએ કરેલ સંશોધનને પરિણામે દારૂ મસમોટા કારખાનામાં બને છે. આ તો સાદાં ઉદાહરણ છે. બાયોટેક તો તેથી ખૂબ આગળ વધી ગઈ છે. તેની ઝલક મેળવવા માટે સહુ પ્રથમ આપણે તેની કેટલીક પાયાની પ્રથમ ઓળખ કરી લઈએ.

માણસ હોય કે બિલાડી, તુળસીનો છોડ હોય કે આંબાનું ઝાડ, પ્રત્યેક સજીવના પાયાનો એકમ છે કોષ. આકૃતિ-1માં પ્રાણીઓના એક સાદા કોષનું ચિત્ર આપેલ છે.

દરેક કોષ એક પાતળી ત્વચાથી ઘેરાયેલો હોય છે, જે તેની દીવાલ છે, તેની અંદર પ્રવાહી કોષરસ છે. શરીરને જરૂરી દ્રવ્યોને આ દીવાલ આરપાર જવા દે છે. કોષની અંદર એક કેન્દ્ર છે જે મહત્વનું છે. તેની અંદર આપણી વ્યક્તિગત અને આનુવંશિક પ્રકૃતિનો આલેખ ધરાવતાં ગુણસૂત્રો (ક્રોમોઝોમ્સ) છે. માણસના કોષમાં 46 ગુણસૂત્રો છે તો ઉંદરના કોષકેન્દ્રમાં 42, માખીમાં 12, અને ગાયમાં 60 ગુણસૂત્રો હોય છે. મા અને બાપ તરફથી બાળકને વારસામાં મળેલ ગુણધર્મો જાણે કે આ 46 પ્રકરણની ચોપડીમાં લખેલા છે. પ્રત્યેક ગુણસૂત્ર અમુક નિયત ગુણો અને પ્રકૃતિ માટે જવાબદાર હોય છે. (ચિત્ર-2માં માણસનાં ગુણસૂત્રો (23 જોડી) બતાવ્યાં છે).એ જુઓ કે 46 ગુણસૂત્રો 22 જોડીમાં વહેંચાયેલાં છે. બચેલાં બે ગુણસૂત્રો જો x એ Y હોય તો કોષ પુરુષનો હોય. અને જો X અને X હોય તો આ કોષ સ્ત્રીનો હશે.

ગુણસૂત્રોને બારીકીથી જોતાં વૈજ્ઞાનિકોને તેમાં પ્રોટીનથી વીંટળાયેલી ડી.એન.એ. (DNA) નામની રચના જોવા મળી. નિસરણીના આકારની આ રચના હવે તો ખૂબ જાણીતી છે. તેનું આખું નામ છે ડિઑક્સિ રિબોન્યૂક્લિક એસિડ. આનુવંશિકતાને લગતું કામકાજ ખરેખર તો આ DNA જ સંભાળે છે. એના બહુ લાંબા સમહમાંથી એક હિસ્સો ચિત્ર-3માં બતાવ્યો છે.

પ્રત્યેક ગોળ દડી એક પરમાણુ છે. કાર્બન, નાઈટ્રોજન, ઑક્સિજન અને ફૉસ્ફરસના પરમાણુઓની વિવિધ ગોઠવણીથી DNA બનેલ છે. નિસરણીનાં પગથિયાં બતાવ્યાં છે તે માત્ર સરળતા ખાતરઃ ખરેખર તો એ પણ એક એક રસાયણ જ છે. આ રસાયણોની ગોઠવણી સજીવની પ્રકૃતિ માટે હુકમનો સંદેશો આપે છે. જમરૂખના ઝાડ પર ભૂલથીય જાંબુ નથી ઊગી આવતાં અને ઘોડીને ગલૂડિયું નથી જન્મતું કારણ કે એ માટેની આજ્ઞાઓ DNA પર રસાયણ સ્વરૂપે લખી છે. આફૂસના આંબાની કેરીમાં કેસરની સુગંધ નથી આવતી કારણ કે બનેનાં DNA પરના સંદેશા પોતપોતાની આગવી સુગંધ સર્જે છે. માંજરી આંખો, મધુપ્રમેહ અને લાંબા વાળ – એ બધું જ આ રસાયણોના સંદેશા દ્વારા માતા-પિતા મારફત સંતાનોને મળે છે. DNA અણુના અમુક-અમુક હિસ્સાઓ એક-એક લક્ષણ વ્યક્ત કરે છે અને તેવા હિસ્સાને જનીન (અંગ્રેજીમાં જીન) કહે છે. આપણા શરીરમાં 30 હજારથી 40 હજાર જીન હોવાનો છેલ્લો અંદાજ છે. જીનનો અભ્યાસ કરતું શાસ્ત્ર એટલે ‘જિનેટિક્સ’ અને જીનોમાં કાપકૂપ કે સમારકામ કરવાનું કામ તે ‘જિનેટિક એન્જિનિયરિંગ’ જે બાયો-ટેક્નોલૉજી વિદ્યાનો એક ભાગ છે.

જીવાણુ અને વાઈરસ

જેમ યાંત્રિક ઈજનેરીમાં સ્પ્રિંગ, તાર, સ્ક્રૂ, વગેરેનો ઉપયોગ થાય છે તેમ જૈવ ટેક્નોલૉજીને પોતાનું ધ્યેય પ્રાપ્ત કરવા જીવાણુ અને વાઈરસ ઘણીય વાર ઉપયોગી થાય છે. જીવાણુ એ એક કોષનો બનેલો સૌથી સૂક્ષ્મ જીવ છે. અંગ્રેજીમાં જેને બેક્ટેરિયા કહે છે તે એ જ. ક્ષય, ટાઈફૉઈડ કે કૉલેરાના રોગના મૂળમાં વિવિધ પ્રકારનાં જીવાણુ છે તેમ દહીં, ચીઝ અને દારૂમાં પણ અમુક જીવાણુ છે. જમીન, હવા,પાણી અને આપણા પેટમાં સુદ્ધાં જીવાણુઓનો નિવાસ છે. કેટલાંક જીવાણુ ફાયદો પણ કરતાં હોય છે. આપણી આસપાસ સડો પેદા કરનારાં જીવાણુ ન હોત તો પક્ષીઓ, ઉંદર કે કૂતરાંના મૃતદેહો કુદરતમાં વિલીન થતા જ ન હોત. બાયોટેકનું એક કામ જીવાણુના ઉછેરનું છે. એક રસભર્યું જીવાણુ છે ‘ઈસ્ચીરીયા કૉલી’ નામનું. એ ગટરના પાણીમાં વસે છે અને ખોરાક-પાણીની અશુદ્ધતાનો માપદંડ ગણાય છે. પણ બાયો-ટેક્નોલૉજીમાં એ માણસની બહુ સેવા કરે છે. તે વિશે આગળ જોઈશું.

વાઈરસ તો વળી જીવાણુથીય સૂક્ષ્મ છે. ખરેખર તો એ જીવ નથી પણ એક પ્રકારનું રસાયણ છે. જીવાણુ સ્વતંત્ર રીતે જીવે છે, ખોરાક ખાય છે અને પાચન બાદ કચરો બહાર ફેંકે છે. પરંતુ વાઈરસ સ્વતંત્ર રીતે નથી જીવતા. એ કોઈ સજીવ કોષમાં ઘુસીને જ જીવી શકે છે. પોતાની વૃદ્ધિ માટે જરૂરી તત્વો ત્યાંથી એ ખેંચી લે છે અને પરિણામે કોષને નુકસાન પહોંચાડે છે. તેથી જ રોગ થાય છે. ફ્લૂ, હડકવા, અછબડા, એઈડ્સ એ બધા વાઈરસથી થતા રોગો છે. એને મારવાની કોઈ દવા નથી. એની અસર ઘટાડી શકાય ખરી. એને અસરહીન બનાવવા રસી લેવી પડે છે. રસીથી શરીરનું રોગપ્રતિકારક તંત્ર ‘એન્ટિબૉડી’ બનાવે છે. વાઈરસની સપાટી પર જે ભાગ રાસાયણિક દૃષ્ટિએ નુકસાનકારક હોય તેની સાથે જોડાઈને ‘એન્ટિબૉડી’ તેને અસરહીન કરી નાંખે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ચિત્ર-4 જુઓ.

વાઈરસ ઉપર કાંટા જેવો ભાગ કોષમાં નાશ ફેલાવે છે તેમ માનો તો એન્ટિબૉડીની તેને બંધબેસતી રચનાના કારણે એ ભાગ કોષના સંસર્ગમાં નહીં આવી શકે અને નુકસાન થતું અટકશે.

જીવન અને જૈવ-રસાયણો

આપણી બધી જ શારીરિક ક્રિયાઓ જૈવ-રાસાયણિક (Biochemical) પ્રક્રિયા દ્વારા જ નિયંત્રિત થાય છે. જોવું, સાંભળવું, વિચારવું એ બધાં પાછળ રાસાયણિક સંદેશા અને હુકમો કારણરૂપ છે. તે જ રીતે પાચન થવું, ભય લાગવો, દુખવું એ બધું પણ રાસાયણિક આધાર પર થતું હોય છે. આ માટે પ્રોટીન, ઉત્સેચક, અંતઃસ્રાવ (હૉર્મોન), વગેરે નામે સેકંડો રસાયણો કામે લાગ્યાં હોય છે. તેમાંથી મોટા ભાગનાં પ્રોટીન હોય છે. શાળામાં શીખવાતું કે ખોરાકમાં પ્રોટીન લેવાથી શરીરનું બંધારણ ઘડાય છે, પરંતુ એ તો તેથીય વિશેષ કાર્ય કરે છે. પ્રોટીન એટલે નાઈટ્રોજનનો અણુ જેમાં જરૂર હોય તેવો રસાયણોનો આખો વર્ગ છે. રક્તમાંનું હિમોગ્લોબિન અને સ્વાદુપિંડનો સ્રાવ ઈન્સ્યુલિન એ બંને પ્રોટીન છે. ઘન અવસ્થામાં પ્રોટીન જોવું હોય તો વાળ, નખ, કાંડાં પરની સ્નાયુની દોરીઓ અને પંખીનાં પીંછાં, શીંગડાં-બધાં પ્રોટીન છે. વનસ્પતિમાં પણ પ્રોટીન હોય છે. ઉત્સેચકો (એન્ઝાઈમ્સ) શરીરની મોટા ભાગની રાસાયણિક ક્રિયાઓને વેગ આપતાં રસાયણો છે, તે પણ પ્રોટીન જ છે. ઉત્સેચકોનો ઉપયોગ ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રે પણ થાય છે. કપડાં ધોવાના નવી પેઢીના પાઉડર ડિટરજન્ટને બદલે હવે ‘એન્ઝાઈમયુક્ત’ હોય છે તે જાણીતું છે. બાયો- ટેક્નોલૉજીના ઘણા ઉપયોગ પ્રોટીનની રચના સાથે જોડાયેલા છે.

આપણા શરીરના રાસાયણિક કામકાજ પર DNAનું નિયંત્રણ છે તે આપણે જોયું. DNA એ નિયંત્રણ પ્રોટીન મારફત રાખે છે. પ્રત્યેક પ્રોટીનની સંરચના અને ઉત્પાદન પરોક્ષ રીતે DNA જ નક્કી કરે છે. આમ, કોઈ રોગમાં ચોક્કસ પ્રોટીન કે એન્ઝાઈમ ન બનતાં હોય તો તે પાછળ તેને લગતું જીન જવાબદાર હોઈ શકે. DNAમાંનું ક્યું ખાસ જીન એ કામ કરે છે તે માલૂમ થાય તો રોગનો ઉપચાર શક્ય બને. જેમ જીનની રચનાનું શાસ્ત્ર ‘જિનેમિક્સ’ કહેવાય છે તેમ પ્રોટીનની રચનાના અભ્યાસને ‘પ્રોટિઑમિક્સ’ કહે છે. આ નવી વિદ્યાશાખા બાયોટેક્નું મહત્વનું અંગ છે. એક-એક કરતાં આજે 300 પ્રોટીનોનું ત્રિપરિમાણી બંધારણ વિજ્ઞાનીઓએ બેસાડી લીધું છે. તેના મોટા-મોટા અણુઓ કઈ રીતે ગડી કરીને સંકોરાયેલા છે અને તેની સપાટી પર ક્યાં રસાયણો જોડાઈ શકે તે હવે ખબર છે. આ કામ સરળ નથી તેનો અંદાજ એ પરથી આવશે કે હિમોગ્લોબિનની આવી રચના બેસાડતાં 25 વર્ષ લાગેલાં!

Advertisements

5 thoughts on “બાયો-ટેક્નોલૉજી શું છે ? (૧) – પરેશ વૈદ્ય

  1. વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજી પરના પરેશભાઈના લેખ ઘણાં માહિતિપ્રદ અને આધુનિક ટેકનોલોજી દ્વારા પ્રકૃતિના પાયા સુધી પહોંચવા માટે માર્ગદર્શક ભુમિકા ભજવે તેવા હોય છે.

    ૨૧મી સદી ઘણી બધી ટેકનોલોજીના વિકાસની સદી છે – તેમાં બાયો-ટેકનોલોજી પણ આગળ પડતી છે.

    આપનો અને પરેશભાઈનો આભાર.

પ્રતિસાદ આપો

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / બદલો )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / બદલો )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / બદલો )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / બદલો )

Connecting to %s