डीएनए अनुक्रमण तकनीक वैज्ञानिकों को उन सवालों को सुलझाने में मदद कर रही है जो मनुष्य सदियों से जानवरों के बारे में पूछते रहे हैं। जानवरों के जीनोम का मानचित्रण करके, अब हमारे पास बेहतर विचार है कि कैसे जिराफ़ को उसकी विशाल गर्दन मिली और क्यों सांप इतने लंबे होते हैं. जीनोम अनुक्रमण हमें विभिन्न जानवरों के डीएनए की तुलना और तुलना करने और यह पता लगाने की अनुमति देता है कि वे अपने अनूठे तरीकों से कैसे विकसित हुए।
लेकिन कुछ मामलों में, हमारा सामना एक रहस्य से होता है। ऐसा प्रतीत होता है कि कुछ जानवरों के जीनोम में कुछ जीन गायब हैं, जो अन्य समान प्रजातियों में दिखाई देते हैं और जानवरों को जीवित रखने के लिए मौजूद होने चाहिए। इन स्पष्ट रूप से गायब जीनों को "डार्क डीएनए" करार दिया गया है। और इसका अस्तित्व विकास के बारे में हमारे सोचने के तरीके को बदल सकता है।
ऑक्सफ़ोर्ड विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं को अनुक्रमण करते समय पहली बार इस घटना का सामना करना पड़ा रेत चूहे का जीनोम (सैम्मोमिस ओबेसस), गेरबिल की एक प्रजाति जो रेगिस्तान में रहती है। विशेष रूप से, वे इंसुलिन के उत्पादन से संबंधित गेरबिल के जीन का अध्ययन करना चाहते थे, यह समझने के लिए कि यह जानवर विशेष रूप से टाइप 2 मधुमेह के प्रति संवेदनशील क्यों है।
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लेकिन जब उन्होंने Pdx1 नामक जीन की तलाश की जो इंसुलिन के स्राव को नियंत्रित करता है, तो उन्होंने पाया कि यह गायब था, साथ ही इसके आसपास के 87 अन्य जीन भी गायब थे। Pdx1 सहित इनमें से कुछ गायब जीन आवश्यक हैं और उनके बिना, कोई जानवर जीवित नहीं रह सकता है। तो वे कहाँ हैं?
पहला सुराग यह था कि, रेत के चूहे के शरीर के कई ऊतकों में, टीम को ऐसे रासायनिक उत्पाद मिले जो "लापता" जीन के निर्देशों से बनेंगे। यह तभी संभव होगा जब जीन जीनोम में कहीं मौजूद हों, जो यह दर्शाता हो कि वे वास्तव में गायब नहीं थे बल्कि छिपे हुए थे।
इन जीनों के डीएनए अनुक्रम जी और सी अणुओं में बहुत समृद्ध हैं - डीएनए बनाने वाले चार "आधार" अणुओं में से दो। वैज्ञानिकों को पता है कि जीसी-समृद्ध अनुक्रम कुछ डीएनए-अनुक्रमण प्रौद्योगिकियों के लिए समस्याएं पैदा करते हैं। इससे इस बात की अधिक संभावना है कि शोधकर्ता जिन जीनों की तलाश कर रहे थे, वे गायब होने के बजाय उनका पता लगाना कठिन थे। इस कारण से, वे छिपे हुए अनुक्रम को "डार्क डीएनए" के संदर्भ में कहते हैं गहरे द्रव्यखगोलविदों का मानना है कि यह ब्रह्मांड का लगभग 25% हिस्सा है, लेकिन हम वास्तव में इसका पता नहीं लगा सकते हैं।
रेत चूहे के जीनोम का आगे अध्ययन करके, टीम ने पाया कि विशेष रूप से, अन्य कृंतक जीनोम की तुलना में उनमें बहुत अधिक उत्परिवर्तन थे। इस उत्परिवर्तन हॉटस्पॉट के भीतर सभी जीनों में अब बहुत जीसी-समृद्ध डीएनए है, और इस हद तक उत्परिवर्तित हो गए हैं कि मानक तरीकों का उपयोग करके उनका पता लगाना मुश्किल है। अत्यधिक उत्परिवर्तन अक्सर एक जीन को काम करने से रोक देगा, फिर भी किसी तरह रेत चूहे के जीन डीएनए अनुक्रम में आमूल-चूल परिवर्तन के बावजूद अपनी भूमिका निभाने में कामयाब होते हैं। जीन के लिए यह बहुत मुश्किल काम है. यह जीतने जैसा है उलटी गिनती केवल स्वरों का उपयोग करना।
इस तरह का गहरा डीएनए पहले भी पक्षियों में पाया जा चुका है। वैज्ञानिकों ने किया है पाया कि 274 वर्तमान में अनुक्रमित पक्षी जीनोम से जीन "गायब" हैं। इनमें लेप्टिन (एक हार्मोन जो ऊर्जा संतुलन को नियंत्रित करता है) का जीन शामिल है, जिसे वैज्ञानिक कई वर्षों से खोजने में असमर्थ रहे हैं। एक बार फिर, इन जीनों में बहुत अधिक जीसी सामग्री होती है और उनके उत्पाद पक्षियों के शरीर के ऊतकों में पाए जाते हैं, भले ही जीन जीनोम अनुक्रमों से गायब प्रतीत होते हैं।
डार्क डीएनए पर प्रकाश डालना
विकास की अधिकांश पाठ्यपुस्तक परिभाषाएँ बताती हैं कि यह दो चरणों में होता है: उत्परिवर्तन और उसके बाद प्राकृतिक चयन। डीएनए उत्परिवर्तन एक सामान्य और निरंतर प्रक्रिया है और पूरी तरह से यादृच्छिक रूप से होता है। प्राकृतिक चयन तब यह निर्धारित करने के लिए कार्य करता है कि उत्परिवर्तन बनाए रखा जाता है और आगे बढ़ाया जाता है या नहीं, आमतौर पर यह इस पर निर्भर करता है कि उनके परिणामस्वरूप उच्च प्रजनन सफलता मिलती है या नहीं। संक्षेप में, उत्परिवर्तन किसी जीव के डीएनए में भिन्नता पैदा करता है, प्राकृतिक चयन यह तय करता है कि यह रहेगा या नहीं, और इसलिए विकास की दिशा को पूर्वाग्रहित करता है।
लेकिन एक जीनोम के भीतर उच्च उत्परिवर्तन के हॉटस्पॉट का मतलब है कि कुछ स्थानों पर जीन में दूसरों की तुलना में उत्परिवर्तन की संभावना अधिक होती है। इसका मतलब यह है कि ऐसे हॉटस्पॉट एक कम प्रशंसित तंत्र हो सकते हैं जो विकास की दिशा को भी पूर्वाग्रहित कर सकते हैं, और प्राकृतिक चयन एकमात्र प्रेरक शक्ति नहीं हो सकता है।
अब तक, डार्क डीएनए दो बहुत ही विविध और विशिष्ट प्रकार के जानवरों में मौजूद प्रतीत होता है। लेकिन यह अभी भी स्पष्ट नहीं है कि यह कितना व्यापक हो सकता है। क्या सभी जानवरों के जीनोम में गहरे रंग का डीएनए हो सकता है और यदि नहीं, तो जर्बिल्स और पक्षियों को इतना अनोखा क्या बनाता है? हल करने के लिए सबसे रोमांचक पहेली यह पता लगाना होगा कि डार्क डीएनए का जानवरों के विकास पर क्या प्रभाव पड़ा है।
रेत चूहे के उदाहरण में, उत्परिवर्तन हॉटस्पॉट ने रेगिस्तानी जीवन के लिए जानवर के अनुकूलन को संभव बना दिया होगा। लेकिन दूसरी ओर, उत्परिवर्तन इतनी तेज़ी से हुआ होगा कि प्राकृतिक चयन डीएनए में किसी भी हानिकारक चीज़ को हटाने के लिए पर्याप्त तेज़ी से कार्य करने में सक्षम नहीं हो सका। यदि सच है, तो इसका मतलब यह होगा कि हानिकारक उत्परिवर्तन रेत के चूहे को उसके वर्तमान रेगिस्तानी वातावरण के बाहर जीवित रहने से रोक सकते हैं।
ऐसी अजीब घटना की खोज निश्चित रूप से सवाल उठाती है कि जीनोम कैसे विकसित होते हैं, और मौजूदा जीनोम अनुक्रमण परियोजनाओं से क्या छूट सकता है। शायद हमें वापस जाकर करीब से देखने की जरूरत है।
छवियाँ: द कन्वर्सेशन के माध्यम से पिक्साबे/शटरस्टॉक
एडम हरग्रीव्स ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय में पोस्टडॉक्टरल रिसर्च फेलो हैं। यह लेख मूलतः पर प्रकाशित हुआ था बातचीत.
