जाणून घेऊ म्युटेशन

डॉ. अविनाश भोंडवे
सोमवार, 29 मार्च 2021

आरोग्य संपदा

गेल्या काही महिन्यांमध्ये जगाच्या अनेक भागांत कोरोना विषाणूने स्वतःचे रूप बदलल्याचे दिसून आले आहे. ‘म्युटेशन’ हा शब्द आता अनेकांच्या परिचयाचा झाला आहे, पण ‘म्युटेशन’ म्हणजे नेमके काय?...

गेल्या वर्षी जानेवारीमध्ये कोरोना विषाणूचा संसर्ग जगभरामध्ये सुरू झाला. फेब्रुवारी-मार्चपासून २२० पेक्षा जास्त देशांत कोरोनाने हातपाय पसरले, आणि वर्ष संपता संपता नोव्हेंबर २०२०मध्ये ब्रिटनमध्ये त्याचे म्युटेशन झालेली आवृत्ती उदयाला आली आहे, असे जाहीर झाले. पाठोपाठ दक्षिण आफ्रिका, ब्राझील या देशांमध्येही त्याचे नवे स्ट्रेन्स जन्माला आल्याच्या बातम्याही प्रसृत झाल्या. आता महाराष्ट्रात कोरोनाची महावेगाने पसरणारी दुसरी लाट निर्माण होण्यामागचे एक कारण असेच म्युटेशन झालेला विषाणू असावा असेही बोलले जाऊ लागले.

आजवर विषाणू, त्याचे गुणधर्म, पुनरुत्पादन, प्रसार, त्याविरोधी लस याबाबतीत अनभिज्ञ असलेल्या सर्वसामान्य माणसांच्या वैज्ञानिक ज्ञानात कोरोनाच्या महामारीच्या फैलावामुळे वर्षभरात भर पडत होती. पण हे म्युटेशन प्रकरण अजूनही अनेकांच्या दृष्टीने अगम्य आहे. मात्र आताची संसर्गाची वाढती परिस्थिती पाहता, त्यातल्या शंका दूर करून घेणे आणि सोशल मीडियात कुठेतरी वाचलेल्या माहितीवरून भयभीत होण्याऐवजी म्युटेशनविषयी शास्त्रीय माहिती करून घेणे आवश्यक ठरेल.

म्युटेशन म्हणजे काय?
सजीवसृष्टीमध्ये वनस्पती, चतुष्पाद प्राणी, जलचर, पक्षी, कीटक, सरपटणारे प्राणी, बुरशीजन्य सजीव, जिवाणू, जंत, विषाणू असे अनेक प्रकार आहेत. वरवरच्या आकारमानात, स्वरूपात आणि गुणधर्मात त्यांच्यात कमालीचे फरक असतात. मात्र प्रत्येक सजीव हा पेशींनी (सेल) बनलेला असतो आणि या पेशींमध्ये जनुके (जीन्स) असतात. ही जनुके गुणसूत्रांनी (क्रोमोझोम) बनतात. डीएनए, आरएनए हे या गुणसूत्रांचे मूलभूत घटक असतात.

सजीवांची आनुवंशिक वैशिष्टे जनुकांवर अवलंबून असतात. शरीराचा आकार, आकारमान, वाढ, डोळ्यांचा किंवा केसांचा रंग अशी लक्षणे निश्चित करणारी वेगवेगळी जनुके असतात. काही जनुके दोन किंवा अधिक लक्षणे ठरवितात, तर काही लक्षणे जनुकांच्या समुहानुसार ठरतात. पेशीच्या केंद्रकामध्ये गुणसूत्रे असतात. गुणसूत्रे धाग्यांप्रमाणे दिसतात. ती डीएनए (डीऑक्सिरिबोन्यूक्लिक अॅसिड), आरएनए (रायबोन्यूक्लिक अॅसिड) आणि विशिष्ट प्रथिनांपासून बनलेली असतात. एका गुणसूत्रात डीएनएच्या किंवा आरएनएच्या एका रेणूचे वेटोळे असते. या वेटोळ्यावर जनुके विशिष्ट क्रमाने असतात आणि  गुणसूत्रांबरोबर संलग्न असतात.

सजीवांच्या पेशीत असलेल्या जनुकीय माहितीत घडून आलेला बदल म्हणजेच 'म्युटेशन' किंवा उत्परिवर्तन. उत्परिवर्तनामुळे जनुकांमध्ये किंवा गुणसूत्रांमध्ये बदल होतो आणि त्यामुळे त्यांच्या विशिष्ट लक्षणांमध्ये बदल घडून येतात.      

म्युटेशनचे प्रकार ः यामध्ये दोन मुख्य प्रकार मानले जातात आणि त्याचेही काही उपप्रकार असतात.

१. डीएनए उत्परिवर्तन ः विषाणूंच्या बाबतीत जेंव्हा ते सजीवांना बाधित करून त्यांच्या पेशीसमूहात शिरतात तेव्हा त्यांचे पुनरुत्पादन होते. यावेळेस एका विषाणूच्या लाखो प्रती (कॉपीज) बनतात. या प्रती बनण्याच्या क्रियेमध्ये कित्येकदा काही चुका होतात. त्यामुळे गुणसूत्रातील डीएनए किंवा आरएनएच्या अनुक्रमामध्ये बदल होतो. यालाच म्युटेशन म्हणतात. हे उत्परिवर्तन करण्याचे मुख्य चार प्रकार आहेत.
 हटविणे - (डिलीशन) :   यात एक किंवा अधिक डीएनए/आरएनए पूर्णपणे हटवले जातात.
    समाविष्ट करणे - (इन्सर्शन) ः यामध्ये एक किंवा अधिक अतिरिक्त नवे डीएनए/आरएनए समाविष्ट केले जातात.
    पर्यायी समावेश-(सबस्टिट्यूशन) ः यामध्ये एखादा डीएनए/आरएनए बदलून त्याला पर्यायी म्हणून त्याजागी वेगळाच डीएनए/आरएनए घेतला जातो.
    हुबेहूब नक्कल- (ड्युप्लिकेशन) : या प्रकारात सर्वच्या सर्व जीन्सची हुबेहूब नक्कल असलेली गुणसूत्रे आणली जातात.
२. गुणसूत्र बदल
या प्रकारात गुणसूत्रे बदलली जातात. याचे पाच प्रकार आहेत.
    हटविणे : गुणसूत्रांचा एक तुकडा त्यामध्ये असलेल्या आरएनए/डीएनएसह हटवला जातो.
    ड्युप्लिकेशन: गुणसूत्रांचा एक भाग नक्कल केली जाऊन त्याचा अतिरिक्त समावेश केला जातो.
    व्युत्क्रम- (इनव्हर्शन) गुणसूत्रे सुरुवातीपासून शेवटापर्यंत बरोबर उलट्या क्रमाने लावली जातात.
    समाविष्ट करणे : एक लहान गुणसूत्र दीर्घ गुणसूत्राला जोडले जाते.
    एका ठिकाणाहून दुसरीकडे जोडणे-(ट्रान्सलोकेशन)  गुणसूत्राचा एक भाग दुसऱ्या वेगळ्या गुणसूत्राला जोडला जातो.
३. पॉइंट म्युटेशन : न्युक्लिओटाईड हा आरएनए/डीएनएचा मूलभूत घटक असतो. याप्रकारात आरएनए/डीएनएमधील एखाद्या न्युक्लिओटाईडला दुसऱ्या न्युक्लिओटाईडशी जोडले जाते किंवा हटवले जाते. त्यामुळे आरएनए/डीएनएचे गुणधर्म बदलतात.
४. फ्रेमशिफ्ट म्युटेशन- यामध्ये आरएनए/डीएनएमधील एखादा न्युक्लिओटाईड हटवला जातो किंवा नवा जमा केला जातो.
सूर्यप्रकाशातील अतिनील किरणे, क्ष-किरणे आणि विशिष्ट रसायने यांद्वारे निसर्गात ही उत्परिवर्तने उत्स्फूर्तपणे घडून येतात. गुणसूत्रांमध्ये जागा बदलू शकणाऱ्या डीएनएच्या विशिष्ट खंडामार्फतदेखील उत्स्फूर्त उत्परिवर्तन घडते. ज्या गोष्टी उत्परिवर्तन घडवतात त्यांना ‘उत्परिवर्तक’ म्हणतात. एखाद्या सजीवाच्या अंडाणू किंवा शुक्राणू निर्माण करणाऱ्या पेशींमध्ये उत्परिवर्तनामुळे बदल झालेला असेल, तर हा बदल त्या सजीवाच्या वंशजांमध्ये उतरू शकतो. याला ‘जननिक उत्परिवर्तन’ म्हणतात. शरीरातील इतर पेशींमध्ये झालेल्या बदलास ‘कायिक उत्परिवर्तन’ म्हणतात.
    जिनोम सिक्वेन्सिंग ः सजीवांच्या शरीरातील डीएनए/आरएनएच्या पूर्ण समुदायाला जिनोम म्हणतात. त्यात न्युक्लिओटाईडस असतात. त्यांना ‘ए’, ‘टी’, ‘सी’, ‘जी’ अशी नावे दिलेली असतात. प्रत्येक सजीवात त्यांचा क्रम ठरलेला असतो. सजीवातला हा नैसर्गिक क्रम शोधून काढणे, त्यांची नोंदणी करणे आणि त्या क्रमातील बदल पडताळणे म्हणजे जिनोम सिक्वेन्सिंग.  

कोरोनाचे म्युटेशन
कोरोना विषाणू एका व्यक्तीमधून दुसऱ्या व्यक्तीमध्ये जाताना स्वतःमध्ये काही छोटे-छोटे बदल करत असतो. हे उत्परिवर्तनच असते. पण अशा बदल घडलेल्या विषाणूला व्हेरियंट म्हणतात. बहुतेक वेळा हे छोटे-छोटे बदल फारसे अपायकारक नसतात आणि त्यामुळे विषाणूच्या एकंदरित गुणधर्मात फारसे फरक दिसून येत नाहीत. मात्र, काही म्युटेशन्समध्ये विषाणू ज्याच्या साहाय्याने मानवी पेशीमध्ये प्रवेश करतो त्या स्पाईक प्रोटीनमध्ये बदल घडून येतात.

अशा प्रकारे बदल होऊन तयार झालेला विषाणूचा नवीन प्रकार (स्ट्रेन किंवा व्हेरियंट) क्वचितप्रसंगी घातकही ठरू शकतो. नवा व्हेरियंट मूळ विषाणूपेक्षा अधिक वेगाने पसरू शकतो, त्यामुळे अधिक गंभीर आजार होऊ शकतो. त्याचबरोबर या विषाणूवर लस प्रभावी ठरत नाही. युके, दक्षिण आफ्रिका आणि ब्राझीलमध्ये असे व्हेरियंट आढळले आहेत आणि तिथून ते इतर देशांमध्येही पसरले आहेत. जगात आजवर कोरोना विषाणूची एकूण सात हजार पेक्षा जास्त म्युटेशन्स झाली आहेत.  ब्रिटनमध्ये सापडलेला व्हेरियंट ३० टक्के जास्त वेगाने रुग्णांना बाधित करतो, असे आढळले आहे.

भारतात कोरोनाचे पाच नवे स्ट्रेन आढळून आले आहेत. यातले दोन नवे स्ट्रेन महाराष्ट्रात आढळून आल्याची माहिती केंद्रीय आरोग्य मंत्रालयाने दिली आहे. केंद्र सरकारच्या कोरोना विषाणूच्या संशोधनासाठीच्या समितीच्या अहवालानुसार या नव्या स्ट्रेन्सपैकी पहिला इंग्लंडमधील, दुसरा दक्षिण आफ्रिकेतील आणि तिसरा ब्राझीलमधला स्ट्रेन असून चौथा आणि पाचवा स्ट्रेन महाराष्ट्रात निर्माण झालेला आढळून आला आहे.

विषाणूच्या जिनोमचा अभ्यास करणारे जगभरातले संशोधक सध्या कोरोना विषाणूमध्ये होत असलेल्या अशा गंभीर बदलांचा शोध घेत आहेत. कोरोनाची लागण झालेल्या रुग्णाच्या नमुन्यात आढळणाऱ्या विषाणूचा जिनोम सिक्वेन्स लावून विषाणूमध्ये काही बदल झाला आहे का, हे पडताळले जाते. विषाणूचा मूलभूत जिनोम सिक्वेन्स शोधून त्यात होणारे बदल तपासण्याचे काम भारतातही आता होऊ लागले आहे. भारतातल्या जिनोम सिक्वेंसिंगला चालना देण्यासाठी सरकारने सव्वा अब्ज रुपयांची तरतूद केली आहे. एका नमुन्याच्या जिनोम सिक्वेंसिंगचा खर्च साडेपाच हजार रुपयांपर्यंत येऊ शकतो. प्रशिक्षित कर्मचारी बाधित रुग्णांमधील नमुने गोळा करतात, खास डब्यांमध्ये ते जमा करून, देशभरातल्या वेगवेगळ्या प्रयोगशाळांमध्ये पाठवले जातात. आरटीपीसीआर चाचणीत पॉझिटिव्ह आढळलेल्या आणि व्हायरल लोड अधिक असणाऱ्या नमुन्यांपैकी किमान ५ टक्के नमुन्यांचे जिनोम सिक्वेंसिंग करण्याचे उद्दिष्ट ठेवून भारतातील १० जीनोम प्रयोगशाळा आता कार्यरत झाल्या आहेत.

म्युटेशनचे परिणाम
अनेक म्युटेशन्समध्ये विषाणू निरुपद्रवी किंवा तटस्थ बनतात. ते सजीवांच्या शरीरात प्रवेश करूनही काही नुकसान करत नाहीत.
काही म्युटेशन्समध्ये विषाणूची मारक क्षमता कमी होते. काहींमध्ये विषाणू पूर्ण अकार्यक्षम बनतात. काही विषाणू उपयुक्त बनतात. ज्या औषधांनी विषाणू/जीवाणू नष्ट होऊ शकतात, त्यांना पचवण्याची क्षमता त्यांच्यात येते. त्यामुळे औषधांना रेझिस्टन्स येतो आणि ती कुचकामी ठरतात.

लस आणि म्युटेशन
काही उत्परिवर्तीत विषाणू आधीच्या विषाणूसाठी बनवलेल्या प्रतिबंधक लशींनी रोखले जातात, तर काही उत्परीवर्तीत विषाणू अशा लशींना दाद देत नाहीत. अमेरिकेतील फायझर आणि मॉडर्ना कंपन्यांच्या लशी उत्परिवर्तित विषाणूंबाबत फारशा प्रभावी ठरताना दिसत नाहीत. त्यासाठी त्यात संशोधन करून नवी आवृत्ती बनवली जाणार आहे. त्याचे बूस्टर डोस नागरिकांना घ्यावे लागतील, जशी इन्फ्लूएन्झाचा विषाणू दरवर्षी उत्परिवर्तित होत असल्याने इन्फ़्लुएन्झाची लस दरवर्षी घ्यावी लागते.

मात्र संपूर्ण भारतीय बनावटीची आणि भारतातच विकसित झालेली कोव्हॅक्सीन लस नव्या व्हेरियंटना प्रतिबंध करते असे सिद्ध झाले आहे. कोव्हिशिल्ड या दुसऱ्या लशीबाबतदेखील राष्ट्रीय विषाणू संस्थेमध्ये संशोधन होत आहे. 

कोरोनाची जागतिक साथ आजमितीलाही खूप वेगाने पसरत आहे. त्यात या नवनव्या उत्परिवर्तित विषाणूंची भर पडतच जाणार आहे. परंतु त्या सर्वांना रोखण्यासाठी प्रतिबंधक उपाय तेच आहेत. मास्क वापरणे, सामाजिक अंतर राखणे, गर्दी न करणे आणि नाकातोंडाला लावण्यापूर्वी हात स्वच्छ धुणे.

संबंधित बातम्या