જનીન-ઇજનેરી (genetic engineering) : જનીનોના એકમો અથવા તો જનીનોના સંકુલમાં ફેરબદલી સાથે સંકળાયેલી પ્રવિધિ. આનુવંશિક લક્ષણોના સંચારણ માટે અગત્યનાં જનીનોનું વહન સજીવો કરતા હોય છે. જનીનોમાં વિશિષ્ટ લક્ષણોને કારણભૂત એવાં પ્રોટીનોના અણુઓના સંશ્લેષણ માટે અગત્યની માહિતી, સંકેતો રૂપે રાસાયણિક સ્વરૂપમાં સંઘરેલી હોય છે. જનીનિક ઇજનેરી તકનીકીના ઉપયોગથી ઇચ્છિત લક્ષણ ધારણ કરતી પ્રજા ઉત્પન્ન કરી શકાય છે.
વર્ષોથી સંકરણ દ્વારા ખેડૂતોએ પશુની સારી ઓલાદો મેળવવામાં સફળતા મેળવી છે. આવી પ્રજનનપદ્ધતિ અપનાવીને માનવીઓએ આર્થિક ર્દષ્ટિએ અગત્યનાં ફૂલ, બીજ, ફળ, પાલતુ પ્રાણીઓનો ઉછેર કર્યો છે. હાલમાં શાસ્ત્રજ્ઞો કોષમાં આવેલ વૈયક્તિક જનીનો કે જનીનસમૂહોને અલગ કરી, આવાં જનીનોનું રોપણ સજીવોમાં, મુખ્યત્વે સૂક્ષ્મજીવોમાં કરી શક્યા છે. આ તકનીકીને અધીન પૂર્વયોજિત અને ઇચ્છિત લક્ષણોયુક્ત સજીવો ઉત્પન્ન કરવા ઉપરાંત તેનું સંચારણ પણ કરી શકાય છે.
સજીવોના કોષોમાં આનુવંશિક લક્ષણોના સંચરણમાં અગત્યના એવા DNA(ડીઑક્સિરિબોન્યૂક્લિઇક ઍસિડ)ના અણુઓ આવેલા છે. સામાન્યપણે પ્રત્યેક DNAના અણુમાં હજારોની સંખ્યામાં જનીનો આવેલાં હોય છે. બધાં સજીવોમાં DNAનું ભૌતિક સ્વરૂપ એકસરખું હોય છે. તેની રચના વલયાકાર સીડીના જેવી હોય છે. આવી રચના બે પૉલિન્યુક્લિયોટાઇડોની સાંકળના વિશિષ્ટ રીતે થયેલ સંયોજનને આભારી હોય છે. કોષના વિભાજનની તૈયારી રૂપે આ બે સાંકળો એકબીજીથી અલગ પડે છે. આ અલગ થયેલ પ્રત્યેક સાંકળ એક નવનિર્મિત સાંકળ સાથે જોડાતાં DNAની સંખ્યા બેવડી થાય છે.
બાયો–ઇજનેરી તકનીકી : આ તકનીકીમાં એક સજીવમાંથી જનીનિક ખંડને અલગ કરીને તેનું સંધાન બીજા સજીવના DNAના અણુ સાથે અથવા તે જ સજીવના અન્ય DNAના અણુ સાથે કરવામાં આવે છે. જનીનોને અલગ કરવામાં નિયંત્રક-ઉત્સેચક(restriction enzyme)નો બહોળો ઉપયોગ થાય છે. આ ઉત્સેચકો, રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાને અધીન, DNAના વિશિષ્ટ અણુઓમાં આવેલ બંધનનું વિઘટન કરીને ત્યાંથી DNAના ખંડને અલગ કરે છે. આ વિશિષ્ટ સ્થાનને ખંડન-સ્થાન (cleavage site) કહે છે. આવી રીતે અલગ કરેલ
આકૃતિ 1 : ડી.એન.એ.ના પુન:સંયોજનની ક્રિયાવિધિ
જનીનખંડને ‘લિગેજ’ ઉત્સેચકની મદદથી ખંડનિર્મિત તિરાડમાં અન્ય DNAના અણુનું રોપણ કરવામાં આવે છે. આ પ્રમાણે ઉદભવેલ સંકરિત ખંડને પુન:સંયોજિત જનીન (recombinant gene) કહે છે. બીજા સજીવ સાથે અથવા તે જ સજીવના અન્ય ખંડ સાથે જોડાયેલ પુન:સયોજિત જનીન કોષના વિભાજન સાથે દ્વિગુણિત બને છે. વિભાજન-પ્રક્રિયા વારંવાર થતાં શરીરમાં કે માધ્યમમાં અનેક પુન:સયોજિત DNAના અણુઓ નિર્માણ થાય છે. કેટલાક બૅક્ટેરિયામાં આવેલા DNAના અણુઓ ગોળાકાર હોય છે. તેમને પ્લૅસ્મિડ કહે છે. આવા પ્લૅસ્મિડને અલગ કરી નિયંત્રક ઉત્સેચકની મદદથી વિશિષ્ટ સ્થાને એક તિરાડ પાડવામાં આવે છે. આથી જ જુદા થયેલા DNAના 2 અણુઓ વચ્ચે લિગેજ ઉત્સેચકની મદદથી ઉપર્યુક્ત તિરાડમાં અન્ય કોષમાંથી અલગ કરેલ જનીનનું રોપણ કરવામાં આવે છે. આ વિધિ હેઠળ નિર્માણ થયેલ પુન:સયોજિત પ્લૅસ્મિડને, બૅક્ટેરિયાસંવર્ધક માધ્યમ(bacteria culture)માં દાખલ કરવામાં આવે છે. આ માધ્યમમાં વિકાસ પામતા કેટલાક બૅક્ટેરિયા પુન:સયોજિત પ્લૅસ્મિડોને સ્વીકારે છે. આવા બૅક્ટેરિયાને અલગ કરવામાં આવે છે. જૂજ સમયમાં માધ્યમમાં ગુણન દ્વારા લાખોની સંખ્યામાં નવનિર્મિત બૅક્ટેરિયા જોવા મળે છે. આ બૅક્ટેરિયા પુન:સયોજિત જનીનની અસર હેઠળ, ઇચ્છિત પદાર્થને ઉત્પન્ન કરે છે.
જનીનિક ઇજનેરીની ઉપયોગિતા
1. ઇન્સ્યુલિનનું ઉત્પાદન : જનીન-ઇજનેરી વડે માનવજન્ય ઇન્સ્યુલિનના સંશ્લેષણ માટે અગત્યના જનીનને E-coliમાં રોપણ કરવામાં સફળતા મળી છે. પરિણામે ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રે મોટા પ્રમાણમાં ઇન્સ્યુલિનનું ઉત્પાદન સુલભ બન્યું છે. અને તે મધુપ્રમેહથી પીડિત દર્દીઓને આશીર્વાદરૂપ નીવડ્યું છે.
2. રોગવશ્યતા (susceptibility) : જનીનિક ઇજનેરી તકનીકીના આધારે રોગ-ઉત્પાદક જનીનોના અસ્તિત્વની માહિતી મેળવી શકાય છે. આ માહિતી રોગપ્રતિબંધક ઉપાયો યોજવામાં અત્યંત ઉપયોગી છે.
આકૃતિ 2 : પ્લાઝામિડમાં ડી.એન.એ.ના અલગીકરણનાં બિંદુઓ
3. ખામીયુક્ત જનીનોને અલગ કરી તેને સ્થાને ઇચ્છિત જનીનોનું રોપણ કરવાથી આ જનીન-ચિકિત્સા હેઠળ દર્દી રોગમુક્ત બની શકે છે. જોકે આજ સુધી રોગનાં કારણભૂત જનીનોને અલગ કરી તેની જગ્યાએ અન્ય જનીનોનું પ્રતિરોપણ કરવા જેટલી પ્રગતિ થઈ નથી; પરંતુ ભવિષ્યમાં આ દિશામાં સફળતા મળશે તેવી આશા વિજ્ઞાનીઓ સેવી રહ્યા છે. જો આવું બને તો ભવિષ્યમાં આનુવંશિક રક્તજન્ય જનીનની અસર હેઠળ થૅલેસીમિયાથી પીડાતી વ્યક્તિઓ – ખાસ કરીને બાળકો – એ રોગમુક્તિ મેળવવાનો સંભવ નકારી શકાય તેમ નથી. આજે આ રોગને અધીન આવાં બાળકોમાં અત્યલ્પ પ્રમાણમાં હીમોગ્લોબિનનું ઉત્પાદન થતું હોય છે. તેથી તંદુરસ્તી જાળવવા રક્તાંતરણથી તેમને હીમોગ્લોબિન આપવામાં આવે છે.
શરીરમાં પ્રવેશતા સૂક્ષ્મજીવોનો નાશ પેશીઓમાં આવેલાં પ્રતિદ્રવ્યો (antibodies) કરતાં હોય છે. વાઇરસ અને બૅક્ટેરિયાનો સામનો કરી તેવાં ‘પ્રતિદ્રવ્યો’નું ઉત્પાદન કરવા અંગે પ્રયોગો ચાલે છે. પ્રાણીઓને બદલે વનસ્પતિમાંથી આવાં પ્રતિદ્રવ્યો મેળવવા માટે પણ પ્રયત્નો ચાલુ છે.
કૃષિવિજ્ઞાન ક્ષેત્રે : આજે હરિયાળી ક્રાંતિ અને શ્વેત ક્રાંતિની અસર હેઠળ ભારત દેશમાં મબલક અનાજ અને દૂધનું ઉત્પાદન થઈ રહ્યું છે. જનીન-ઇજનેરીના પ્રયોગો દ્વારા આવો આહાર વધુ પોષણક્ષમ બને તે દિશામાં સંશોધનો ચાલી રહ્યાં છે. જવાહરલાલ નહેરુ વિશ્વવિદ્યાલયના વિજ્ઞાનીઓએ પોષણયુક્ત પ્રોટીન મેળવી આપનાર જનીનની શોધ કરી છે. આ એક ક્રાંતિકારક શોધ છે અને તેનો વિશિષ્ટ અધિકાર (Patent) પ્રાપ્ત કરવાના પ્રયત્નો ચાલે છે.
કામરાજ વિશ્વવિદ્યાલયના સંશોધકોએ, કીટકોનો સામનો કરી શકે તેવા કપાસના છોડનો ઉછેર કર્યો છે. કપાસના છોડ પર પરોપજીવી જીવાત પસાર કરવાથી બૅક્ટેરિયામાં નવગ્રથિત જનીનોનું રોપણ થાય છે. કપાસ-છોડમાં નવગ્રથિત જનીનનું રોપણ કરવાને બદલે, બૅક્ટેરિયાને પસંદગી આપવામાં આવેલ છે, તે આ પ્રયોગનું વૈશિષ્ટ્ય છે.
ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રે : દૂષિત પર્યાવરણ એ ઔદ્યોગિક પ્રગતિનું નબળું પાસું છે. તેથી ઔદ્યોગિક-નિષ્કાસમાં બહિ:સ્રાવમાં રહેલાં ભારે ખનિજોનું જલ વનસ્પતિ શોષણ કરે તેમજ બહિ:સ્રાવમાં રહેલ સૂક્ષ્મજીવો ઝેરી ઘટકોને ઝેરવિહોણા બનાવે તે અંગે સંશોધનો ચાલે છે.
રાસાયણિક પદાર્થોના ઉત્પાદનમાં પણ વિવિધ પ્રકારની જનીન-ઇજનેરી તકનીકીનો બહોળો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. જોકે જનીન-ઇજનેરી તરફ લાલબત્તી ધરવાનો સમય પાક્યો છે, એવી વિચારધારા સબળ બની રહી છે. યોગ્ય નિયમનના અભાવે માનવસમાજ તેમજ પર્યાવરણને હાનિ પહોંચે તેવી શક્યતા નકારી શકાય તેમ નથી. યોગ્ય અંકુશથી આવાં દૂષણોને ટાળી શકાય.
મ. શિ. દૂબળે