Har Gobind Khorana
बीसवीं सदी के मध्य में, डीएनए में निहित जीवन की जटिल भाषा एक गहरा रहस्य बनी हुई थी। हालाँकि इसकी दोहरी-कुंडली संरचना का खुलासा हो चुका था, लेकिन डीएनए का अनुक्रम प्रोटीन संश्लेषण को कैसे निर्धारित करता है - जो सभी जीवों के मूल निर्माण खंड हैं - यह सटीक तंत्र अज्ञात था। यह मौलिक समस्या, आनुवंशिक कोड, जीव विज्ञान की सबसे दुर्जेय चुनौतियों में से एक थी। इसका अनावरण न केवल आनुवंशिकता के बारे में हमारी समझ को नया आकार देगा, बल्कि जैव प्रौद्योगिकी क्रांति को भी जन्म देगा।
वैज्ञानिक समुदाय यह समझ गया था कि आनुवंशिक जानकारी डीएनए से आरएनए और फिर प्रोटीन तक प्रवाहित होती है, इस अवधारणा को फ्रांसिस क्रिक ने 'सेंट्रल डोगमा' कहा था। फिर भी, न्यूक्लिक एसिड के चार 'अक्षरों' (एडेनिन, गुआनिन, साइटोसिन, थाइमिन/यूरेसिल) और अमीनो एसिड के बीस 'शब्दों' के बीच सटीक अनुवाद शब्दकोश एक महत्वपूर्ण रहस्य बना हुआ था। चार क्षार बीस अमीनो एसिड को कैसे एन्कोड कर सकते थे? यह स्पष्ट था कि क्षारों के समूह, 'कोडॉन,' काम कर रहे होंगे, लेकिन उनके विशिष्ट अनुक्रम एक छिपी हुई भाषा थे।
प्रारंभिक सफलताओं, विशेष रूप से मार्शल निरेनबर्ग और हेनरिक मैथाई द्वारा, ने दिखाया कि सिंथेटिक आरएनए पॉलिमर एक सेल-मुक्त प्रणाली में प्रोटीन संश्लेषण को निर्देशित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, दोहराए जाने वाले यूरेसिल बेस (पॉली-यू) की एक श्रृंखला ने पूरी तरह से फेनिलएलनिन से बना एक प्रोटीन का उत्पादन किया। यह एक स्मारकीय पहला कदम था, जिसने कोड की त्रिक प्रकृति की पुष्टि की। हालांकि, परिभाषित, दोहराए जाने वाले अनुक्रमों के साथ पॉलीन्यूक्लियोटाइड का निर्माण करना बेहद चुनौतीपूर्ण था, जिससे सभी चौंसठ संभावित कोडन का पूर्ण डिकोडिंग रुक गया।
हर गोबिंद खुराना की प्रतिभा उनकी सूक्ष्म रासायनिक संश्लेषण तकनीकों में निहित थी। उन्होंने डीएनए और आरएनए बेस के छोटे, सटीक क्रम वाले अनुक्रम बनाने के तरीके तैयार किए, जिन्हें ओलिगोन्यूक्लियोटाइड के नाम से जाना जाता है। ये सिंथेटिक स्निपेट, जो कुछ ही बेस लंबे थे, यादृच्छिक नहीं थे; उन्हें विशिष्ट, ज्ञात अनुक्रमों के साथ डिज़ाइन किया गया था। यह एक ऐसी भाषा के लिए अलग-अलग, पूरी तरह से गढ़े हुए अक्षर और फिर शब्द बनाने जैसा था जिसका व्याकरण तो समझा गया था लेकिन जिसकी डिक्शनरी गायब थी।
इन छोटे, कस्टम-निर्मित ओलिगोन्यूक्लियोटाइड्स के साथ, खुराना और उनकी टीम ने फिर उन्हें सावधानीपूर्वक, एक-एक करके, जोड़कर लंबी पॉलिन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाएँ बनाईं, जिनमें पूरी तरह से परिभाषित, दोहराए जाने वाले अनुक्रम थे। कल्पना कीजिए कि आप पहले से बने दो या तीन अक्षरों वाले शब्दों को सावधानीपूर्वक जोड़कर एक लंबा वाक्य बना रहे हैं। उदाहरण के लिए, वे 'UCUCUCUC...' (यूरसिल-साइटोसिन-यूरसिल-साइटोसिन...) के दोहराए जाने वाले अनुक्रम के साथ एक सिंथेटिक आरएनए स्ट्रैंड बना सकते थे। यह आणविक इंजीनियरिंग में एक बड़ी सफलता थी, जिसने हर आनुवंशिक ट्रिपलेट को डिकोड करने के लिए आवश्यक उपकरण प्रदान किए।
ये परिभाषित, सिंथेटिक आरएनए पॉलीमर आनुवंशिक कोड को समझने के लिए बेहतरीन उपकरण बन गए। जब इन्हें कोशिका-मुक्त प्रोटीन संश्लेषण प्रणाली में डाला गया, तो एक दोहराने वाली 'UCUCUC...' आरएनए टेम्पलेट ने एक प्रोटीन श्रृंखला उत्पन्न की जो दो अमीनो एसिड के बीच बारी-बारी से बदलती थी: सेरीन और ल्यूसीन। विभिन्न दोहराने वाले अनुक्रमों को संश्लेषित करके, जैसे कि 'UUCUUCUUC...' या 'UAAUAAUAA...', खुराना की टीम ने व्यवस्थित रूप से चौंसठ संभावित आरएनए कोडॉन में से प्रत्येक को उसके संबंधित अमीनो एसिड को सौंपा, जिससे आनुवंशिक शब्दकोश पूरा हुआ। यह जीवन की स्वयं की रोसेटा स्टोन थी।
आनुवंशिक कोड को पूरी तरह से समझने के बाद, खुराना ने सीमाओं को और आगे बढ़ाया। उन्नीस सौ सत्तर में, उनकी टीम ने एक और स्मारकीय उपलब्धि हासिल की: एक कार्यात्मक जीन, खमीर एलानिन ट्रांसफर आरएनए (टीआरएनए) के लिए कोडित एक डीएनए खंड का पूर्ण रासायनिक संश्लेषण। यह केवल व्यक्तिगत कोडन नहीं थे; यह एक संपूर्ण जैविक निर्देश सेट था, एक कार्यात्मक अणु के लिए एक खाका, जिसे खरोंच से बनाया गया था। इसने साबित कर दिया कि जीवन की भाषा को न केवल पढ़ा जा सकता है बल्कि रासायनिक रूप से लिखा भी जा सकता है।
खोराना के काम ने जेनेटिक इंजीनियरिंग के क्षेत्र के लिए एक ठोस नींव रखी। विशिष्ट डीएनए अनुक्रमों को रासायनिक रूप से संश्लेषित करने की क्षमता का मतलब था कि वैज्ञानिक अब अपनी इच्छानुसार कोई भी जीन, या कम से कम उसके विशिष्ट हिस्सों को 'लिख' सकते थे। इसने सीधे उन्नीस सौ सत्तर के दशक में रिकॉम्बिनेंट डीएनए तकनीक के विकास में योगदान दिया, जहाँ जीनों को काटा, चिपकाया और विभिन्न जीवों में डाला जा सकता था। अचानक, जीवन के ब्लूप्रिंट अपरिवर्तनीय नहीं रहे; उन्हें संशोधित, इंजीनियर और पुन: उपयोग किया जा सकता था।
खुराना के अग्रणी कार्य के परिणाम बहुत गहरे थे। जीनों को संश्लेषित करने और डीएनए में हेरफेर करने की क्षमता ने सीधे तौर पर इंजीनियर बैक्टीरिया का उपयोग करके मानव इंसुलिन और वृद्धि हार्मोन जैसी महत्वपूर्ण दवाओं के उत्पादन को जन्म दिया, जिससे मधुमेह और बौनेपन के उपचार में क्रांति आ गई। इसने उन्नत निदान, व्यक्तिगत चिकित्सा और आधुनिक जैव प्रौद्योगिकी को रेखांकित करने वाले मूलभूत उपकरणों के लिए भी मार्ग प्रशस्त किया, फोरेंसिक विज्ञान से लेकर वैक्सीन विकास तक। उनकी सावधानीपूर्वक रसायन विज्ञान ने अमूर्त आणविक जीव विज्ञान और मूर्त चिकित्सा समाधानों के बीच के अंतर को पाट दिया।
हर गोबिंद खुराना की स्थायी विरासत केवल आनुवंशिक कोड को समझने में ही नहीं है, जिसके लिए उन्होंने उन्नीस सौ अड़सठ में फिजियोलॉजी या मेडिसिन में नोबेल पुरस्कार साझा किया था, बल्कि यह प्रदर्शित करने में भी है कि मानवता जीवन के मूलभूत निर्देशों के रासायनिक संश्लेषण में महारत हासिल कर सकती है। उनके काम ने आनुवंशिकी को एक अवलोकन विज्ञान से एक इंजीनियरिंग अनुशासन में बदल दिया, जिससे सिंथेटिक जीव विज्ञान और जीवन प्रणालियों के ब्लूप्रिंट को केवल समझने के लिए ही नहीं, बल्कि सक्रिय रूप से लिखने और फिर से लिखने की हमारी निरंतर खोज का मार्ग प्रशस्त हुआ। उनकी सटीकता और दूरदर्शिता जीवन के भविष्य के वास्तुकारों को लगातार प्रेरित करती रहती है।