उत्परिवर्तके : रासायनिक (Chemical mutagens)

ज्या नैसर्गिक किंवा कृत्रिम घटकामुळे जनुकाच्या संरचनेत किंवा त्याच्या क्रमात किंवा डीएनएमध्ये बदल किंवा उत्परिवर्तन घडून येते अशा घटकांना उत्परिवर्तके म्हणतात. उत्परिवर्तके भौतिक, जैविक व रासायनिक अशा तीन प्रकारची असतात. उत्परिवर्तन घडवून आणणाऱ्या रासायनिक घटकांना रासायनिक उत्परिवर्तके म्हणतात. यात अनेक रसायनांचा आणि रासायनिक संयुगांचा समावेश होतो. पहिल्या आणि दुसऱ्या महायुद्धामध्ये मस्टर्ड गॅस (C₄H₈Cl₂S) या विषारी वायूचा उपयोग रासायनिक अस्त्र म्हणून करण्यात आला होता. या वायूमुळे उत्परिवर्तन झाल्याचे आढळून आले. याबाबत शार्लट ऑयरबाख (Charlotte Auerbach) या जर्मन आनुवंशवैज्ञानिकांनी १९४२ मध्ये प्रथम माहिती दिली. ज्या रसायनांमुळे उत्परिवर्तन घडून येते ती रसायने पुढीलप्रमाणे आहेत −

(१) आम्लारी / अल्कली सदृश घटक (Alkaline Base analogs) : ही रसायने डीएनए आधारक (बेस) जोड्यांतील प्युरीन (Purine) आणि पायरिमिडीन (Pyrimidine) सदृश असतात. डीएनए प्रतिकरणावेळी प्युरीन आणि पायरिमिडीन ऐवजी ब्रोमोयुरॅसील (Bromouracil) आणि अमिनोप्युरीन (Aminopurine) ही आम्लारी सदृश रसायने पेशीत सोडली तर उत्परिवर्तन घडून येते. जनुकीय संशोधनात थायमीनऐवजी ५-ब्रोमोयुरॅसील हा कृत्रिमरित्या बनवलेला आम्लारी घटक डीएनए क्रमामध्ये समाविष्ट केला जातो. थायमीनमधील मिथिल गटाऐवजी ब्रोमोयुरॅसीलमधील ब्रोमिन (Br) गट थायमीनची जागा घेऊ शकतो. त्यामुळे तो अ‍ॅडेनीनबरोबर जुळल्याने उत्परिवर्तन घडून येते. ५-ब्रोमोयुरॅसील डीएनए प्रतिकरणाच्यावेळी थायमीन बनवण्याऐवजी ग्वानीन निर्माण करते, जे नंतर सायटोसिनशी जुळते. प्रतिकरणाच्यावेळी ब्रोमोयुरॅसील अ‍ॅडेनीन मुक्त करून ग्वानीनला पुनर्स्थापित करते. म्हणजेच थायमीन-अ‍ॅडेनीन (T-A) ही आधारक जोडी बदलून ग्वानीन-सायटोसिन (G-C) ही आधारक जोडी प्रतिकरण प्रक्रियेच्या शेवटी पुनर्स्थापित केली जाते. याचप्रमाणे अमिनो प्युरीन (Aminopurine) ही रसायने डीएनए प्रतिकरणाच्यावेळी ते A-T चे G-C मध्ये किंवा G-C चे A-T मध्येही रूपांतर घडवून आणू शकतात.

(२) अल्किल दाताघटक (Alkylating agents) : एथिल नायट्रोसोयुरिया, मस्टर्ड गॅस, आणि व्हिनिल क्लोराइड ही काही अल्किल दाता म्हणून ओळखली जाणारी रसायने असून ती डीएनएमध्ये अल्किल गट टाकून उत्परिवर्तन घडवून आणू शकतात. अल्किलदाता आधारक जोडीत आयनीकरण प्रक्रिया वाढवून डीएनए धाग्यातील जोडीत जागा निर्माण करून उत्परिवर्तन घडवते. डिप्युरीनेशन या प्रकाराने प्युरीन आधारक जोड्या काढून टाकल्या जातात. तसे पाहिल्यास डिप्युरीनेशन उत्परिवर्तक नाही आणि त्यात काही चूक घडून आल्यास ती चूक दुरुस्त करता येते. मिथिलहायड्रॅझीन, टेमोझोलोमाइड, डिकार्बॅझिन, बुसल्फान, थायो-टेपा, कार्म्युस्टाइन, लोम्युस्टाइन, डायमिथिल सल्फेट आणि इथाइल इथेन सल्फेट हे काही इतर अल्किल दाताघटक आहेत.

(३) अंतर्वेशक घटक (Intercalating agents) : अंतर्वेशक घटक एक तर दोन आधारकांमध्ये एखादा नवीन घटक अंतर्वेष्टीत करतो किंवा एखादा घटक काढून टाकतो. यामुळे डीएनएचे स्वरूप पूर्णपणे बदलून जाते. एथिडियम ब्रोमाइड (EtBr), प्रोफ्लॅव्हिन, ॲक्रिडीन ऑरेंज आणि डौनोरुबिसीन (Daunorubicin) हे काही अंतर्वेशक घटक होत.

(४) धातू आयने (Metal ions) : धातू  आयने  डीएनएसाठी घातक असतात. निकेल, क्रोमियम, कोबाल्ट, कॅडमियम आणि आयर्न (लोह) यांची आयने उत्परिवर्तन घडवून आणू शकतात. धातू आयने क्रियाशील ऑक्सिजन निर्माण करून डीएनए दुरुस्तीच्या कार्यात अडथळा आणतात. त्यामुळे अप्रत्यक्षपणे डीएनए विस्कळीत होण्यास हातभार मिळतो.

(५) इतर रासायनिक उत्परिवर्तके (Other chemical mutagens) : बेंझीन, कृत्रिम रबर आणि त्याची उत्पादने, सोडियम अझाइड (Sodium azide), अ‍ॅरोमॅटिक अमाइने, अल्कलॉइडे, पॉलिसायक्लिक अ‍ॅरोमॅटिक हायड्रोकार्बने ही काही उत्परिवर्तक रसायने आहेत.

अनेक रसायने डीएनएबरोबर प्रत्यक्ष अभिक्रिया करू शकतात. त्यातील  अनेक रसायने मूलत: उत्परिवर्तके नाहीत. परंतु, त्यांच्या संयोगाने पेशीतील चयापचय प्रक्रियेतून उत्परिवर्तक घटक निर्माण होऊन उत्परिवर्तन घडून येते. अ‍ॅरोमॅटिक अमाइने, पीएएच (PAHs) आणि बेंझीन ही त्याची उदाहरणे आहेत.

सोरॅलेन (Psoralen) या रसायनाचा अतिनील किरणांशी संबंध आल्यावर डीएनएमध्ये परस्परांची जोडणी (Cross linking) होऊन गुणसूत्रात बदल होतो. सदाफुली (Vinca rosea) वनस्पतीतील अल्कलॉइडचे चयापचय प्रक्रियेत उत्परिवर्तकामध्ये रूपांतर होते. यातील व्हिनक्रिस्टीन अल्कलॉइड (Vincristine alkaloids) हे रसायन काही श्वेतपेशी कर्करोगावरील रसायानोपचारामध्ये वापरले जाते.

पहा : उत्परिवर्तन, उत्परिवर्तके : जैविक, उत्परिवर्तके : भौतिक.

संदर्भ : https://geneticeducation.co.in/mutagen-definition-types-and-effect/

https://scirp.org/reference/referencespapers?referenceid=2396444

https://www.britannica.com/science/mutation-genetics

https://www.sciencedirect.com/topics/pharmacology-toxicology-and-pharmaceutical-science/chemical-mutagen

समीक्षक : प्रमोद जोगळेकर