जीनोम

सजीवाच्या सर्व गुणसूत्रांवरील सर्व जनुकांचा डिऑक्सिरायबोन्यूक्लिक ऍसिड (डीएनए) संरचना, त्यांचे स्थान, क्रम, कार्य, प्रकार, जाळे, विकृती यांची इत्थंभूत माहिती देणारा आराखडा म्हणजे जीनोम (इंग्लिश: Genome ;) होय. यास सजीवाची 'जनुकीय कुंडली' असेही म्हंटले जाते.

पुरुषांमधील डिप्लॉइड जीनोमातील ४६ गुणसूत्रांचे चित्र

कोणत्याही सजीवाची डीनएच्या स्वरूपामध्ये असलेली सर्व माहिती म्हणजे त्या सजीवाचा जीनोम. जीनोम या शब्दाची व्युत्पत्ति ‘जीन’ आणि क्रोमोसोम मधील ‘ओम’ यावरून झालेली आहे. ‘बायोम’ ‘रायझोम’ अशा शब्दांसोबत जीनोम हा शब्द चपखल बसतो. जातीची वैशिष्ठ्ये त्याच्या जीनोमवर अवलंबून असतात. डीएनए मधील क्रमाने असलेल्या बेस जोड्यांच्या स्वरूपातील व्यक्त होणारे भाग म्हणजे त्या सजीवामधील जनुके. याशिवाय डीएनए मध्ये अव्यक्त भाग मोठ्या प्रमाणात असतो. व्यक्त होणारा आणि न होणारा डीएनएचा एकूण भाग म्हणजे सजीवाचा जीनोम.

जीनोमचा विस्तार म्हणजे सजीवामधील पेशीमध्ये असलेल्या डीएनएची एक कॉपी (प्रत). पेशीमध्ये अशा डीएनएच्या दोन प्रती असतात. जीनोमचा विस्तार पायकोग्रॅम या एककाने मोजण्याची पद्धत आहे. एक पायकोग्रॅम म्हणजे एका ग्रॅमचा 10-12 (एका ग्रॅमचा एक ट्रिलियन एवढा भाग). हे मापन न्यूक्लिओटाइड बेस जोड्यांच्या संख्येवरून सुद्धा मोजण्याची पद्धत आहे. एक एमबी म्हणजे मिलियन बेस किंवा एमबीपी (मिलियन बेस पेर-चे लघुरूप) म्हणजे दहा लाख बेस जोड्या. संगणकीय परिभाषेत केबी,एमबी,जीबी आणि टीबी ही अक्षरे बाइटच्या संख्येशी संबंधित आहेत. तर जीनोमच्या परिभाषेत या संख्या नायट्रोजेन बेस जोड्यांशी संबंधित आहेत.

जीनोमचा विस्तार एका अगुणित (हॅप्लॉइड) युग्मकामधील डीएनए एवढा असतो. गेल्या पन्नास वर्षामध्ये हजारो सजीवांच्या जीनोमचा विस्तार गणिताने आणि पत्यक्षात मोजलेला आहे. जीनोमचा विस्तार आणि सजीवाच्या शारिरिक गुंतागुंतीचा काहींही संबंध नसतो. काहीं एकपेशीय आदिजीवांचा जीनोम मानवी जीनोमहून अधिक मोठा आहे. जीनोमचा विस्तार सजीवामध्ये असलेल्या जनुकांच्या संख्येशी संबंधित आहे. जीनोम विस्तारामध्ये मध्ये खूप विविधता आहे. जीनोममध्ये अव्यक्त जनुके अधिक असल्यास जीनोमचा विस्तार मोठा असतो. उदा. बॅक्टेरिओफाज एमएस2 या जिवाणूमध्ये 3.5 केबीपी किलो बेस जोड्या एवढा जीनोम (सर्वात लहान). ई कोलि जीनोम 4.6 एमबीपी, पॅरिस जेपोनिका या जपानी झाडाचा जीनोम 150 जीबीपी. अमीबा डुबिया या एकपेशीय आदिजीवाचा जीनोम 670 जीबीपी आणि मानवी जीनोम 3.2 जीबीपी. काहीं परजीवीमध्ये जीनोमचा संकोच होण्याची क्रिया होत असल्याचे संकेत मिळाले आहेत. उदा. जिवाणूच्या पेशीमध्ये साधारणपणे 1000 जनुके असतात. पण एके काळी स्वतंत्र आस्तित्व असलेले रिकेट्सिया आणि सायनोबॅक्टेरिया सारखे जिवाणू दृश्यकेंद्रकी पेशीमध्ये प्रविष्ठ झाल्यानंतर त्यांच्या जीनोमचा संकोच झाला आहे. (पहा पेशीअंगके) त्याच प्रमाणे तंतुकणिकेमध्ये आता फक्त वीस जनुके शिल्लक राहिलेली आहेत. तंतुकणिकेमधील बरीच जनुके पेशीकेंद्रकामध्ये स्थलांतरित झालेली आहेत. परजीवी मायकोबॅक्टेरिया लेप्रि या कुष्ठरोगाच्या जिवाणूमध्ये एक तृतियांश जनुकांचे विलोपन झालेले आहे. जीनोमचा विस्तार बराच गुंतागुंतीचा असल्याने सध्या वैज्ञानिक सजीवांचे आस्तित्व टिकून राहण्यासाठी कमीतकमी किती विस्ताराचा जीनोम आणि पर्यायाने किती जीवनप्रक्रियांची आवश्यकता आहे यावर संशोधन करीत आहेत. पृथ्वीवर पहिल्या सजीवाची निर्मिती कशी झालीअसावी याची कल्पना करण्यासाठी या संशोधनाचा उपयोग होईल.

संशोधन

जीनोमांचा अभ्यास आरोग्य, पर्यावरण, औषध निर्मिती, अन्न, सुरक्षा, नगदी पीक, उत्क्रांतीची दिशा अशा विविध हेतूंनी केला जातो. ही माहिती संकलित करण्यासाठी यासाठी 'आंतरराष्ट्रीय न्यूक्लिओटाइड क्रम विदागार सहयोग संस्था' ('इंटरनॅशनल न्युक्लिओटाईड सिक्वेन्स डेटाबेस कोलॅबोरेशन') ही केंद्रीय संस्था कार्यरत आहे.

जगभरात जनुकीय अभियांत्रिकीवर मोठ्या प्रमाणात संशोधन चालू असून इमॅन्युएल शारपेंटीयर आणि जेनिफर डोडना या दोन शास्त्रज्ञांनी २०१२ साली क्रिस्पर तंत्रज्ञानाचा शोध लावल्यापासून संशोधनात वेग आला आहे. क्रिस्पर तंत्रज्ञानाची निर्मिती केल्याबद्दल या शास्त्रज्ञांना २०२० साली रसायनशास्त्राचे नोबेल पारितोषिक दिले गेले.

इतिहास

इ.स. १९७६ मध्ये एमएस२ या विषाणूचा जीनोम सर्वप्रथम वाचला गेला.

बाह्य दुवे

• आंतरराष्ट्रीय न्यूक्लिओटाइड क्रम विदागार सहयोग संस्थेचे (इंटरनॅशनल न्यूक्लिओटाईड सिक्वेन्स डेटाबेस कोलॅबोरेशन) संकेतस्थळ (इंग्लिश मजकूर)

• डीएनए इंटरॅक्टिव्ह : डीएनए विज्ञानाचा इतिहास (इंग्लिश मजकूर)