8. पेशीविज्ञान व जैव तंत्रज्ञान

पेशी विज्ञान (Cytology)

यापूर्वी आपण पेशींचेप्रकार, पेशीची रचना आिण पेशीतील अंगके यांचा अभ्यास केला आहे. यालाच पेशीिवज्ञान म्हणतात. पेशीिवज्ञान ही जीवशास्त्राची एक शाखा आहे. यात पेशींचा वरील मुद्‌द्यांव्यतिरिक्त पेशी िवभाजन तसेच पेशीिवषयक इतर सर्वच मुद्‌द्यांचा अभ्यास केला जातो.

पेशीविज्ञानामुळेमानवी आरोग्यक्षेत्रात खूप क्रांती- कारी बदल होत आहेत. भारतामध्ये पुणेआिण बेंगलूरु येथेखास पेशींवर संशोधन करण्यासाठी संशोधनसंस्था उभारल्या आहेत. पुणे येथेराष्ट्रीय पेशी संशोधन संस्था (http://www.nccs.res.in) आिण बेंगळूरू येथे ‘इनस्टेम’ (https://instem.res.in) या संस्था खूप मोलाचेसंशोधन करत आहेत.

 वर नमूद केलेल्या दोन्ही संकेतस्थळांना भेट देऊन त्या संस्थांमध्ये चालूअसलेल्या संशोधनािवषयी तुमच्या िशक्षकांच्या मदतीनेमािहती घ्या.

मूलपेशी (Stem Cells) :

 बहुपेशीय सजीवांच्या शरीरात असलेल्या या िवशिष्ट अशा पेशी आहेत. या पेशी बहुपेशीय सजीवाच्या शरीरातील इतर सर्व प्रकारच्या पेशींना जन्म देतात. तसेच आपल्याला जखम झाल्यास ती भरून काढण्यात (बरी करण्यात) यापेशींचा महत्त्वपूर्ण वाटा असतो.

 मागील इयत्तेत आपण वनस्पतींतील मूलपेशींचा अभ्यास केला होता.आता आपण प्राण्यांच्या आिण िवशेषकरून मानवाच्या शरीरातील मूलपेशींचा अभ्यास करूया.

स्त्रीयुग्मक व पुंयुग्मक यांचे मिलन झाल्यानंतर जे युग्मनज बनतेत्यापासून पुढील सजीव बनतो. वाढीच्या अगदी सुरुवातीच्या काळात तो सजीव ‘पेशींचा एक गोळा’ असतो. त्यातील सर्व पेशी जवळपास एकसारख्याच असतात. या पेशींना मूलपेशी म्हणतात.

पुढे याच पेशी शरीरातील कोणत्याही पेशींची, वेगवेगळ्या ऊतींची निर्मिती करतात व विविध कामेकरू लागतात. यालाच मूलपेशींचे विभेदन म्हणतात. पण एकदा ऊती तयार झाल्या की त्यातील पेशी फार तर स्वतःसारख्या इतर पेशी तयार करू शकतात. शरीरातील सर्व भागात ही स्थिती असते.पण काही ठिकाणी या मूलपेशी बऱ्याच काळापर्यंत राहतात.

आईच्या गर्भाशयात गर्भ ज्या नाळेने जोडलेला असतो त्या नाळेमध्ये मूलपेशी असतात. भ्रूणाच्या ‘कोरकपुटी’ (Blastocyst) अवस्थेतही मूलपेशी असतात. पूर्ण वाढ झालेल्या सजीवांच्या शरीरात रक्त अस्थिमज्जा (Red bone marrow), मेद ऊती (Adipose tissue) व रक्त यात मूलपेशीं असतात. या मूलपेशींचा वापर करून वेगवेगळ्या ऊती तयार करणेतसेच एखाद्या अवयवाचा ऱ्हास पावलेला भाग पुन्हा निर्माण करणेआता शक्य झालेआहे.

मूलपेशी संशोधन (Stem cell research)

क्लोनिंगनंतर जैवतंत्रज्ञानातील पुढील क्रांतीकारी घटना म्हणजे मूलपेशी संशोधन होय. संपूर्ण वैद्यकशास्त्रात मूलगामी परिवर्तन घडवून आणण्याची क्षमता या तंत्रज्ञानात आहे.

स्रोताच्या आधारावर मूलपेशींचे दोन प्रमुख प्रकार आहेत ते म्हणजे भ्रूणीय मूलपेशी आणि वयस्क मूलपेशी. भ्रूणीय मूलपेशी (Embryonic stem cells)

फलनानंतर फलित अंड्याच्या विभाजनाला सुरुवात होतेव त्याचेरूपांतर भ्रूणात होते. या भ्रूणपेशींचेपुन्हा विभाजन आणि विभेदन होतेव गर्भधारणेनंतर 14 व्या दिवसापासून पेशीच्या विशेषीकरणाला सुरुवात होते. या विशेषीकरणामुळे अस्थिपेशी, यकृतपेशी, चेतापेशी इ. निरनिराळ्या अवयवांच्या पेशी तयारहोतात. असे विशेषीकरण सुरू होण्याच्या आधी या भ्रूणपेशींना मूलपेशी असे म्हणतात. मानवी शरीरातील 220 प्रकारच्या पेशी या एकाच प्रकारच्या पेशींपासून म्हणजेच भ्रूणातील मूलपेशींपासून जन्म घेतात. म्हणजेच मूल पेशी या अविभेदित, प्राथमिक स्वरूपाच्या आणि स्वतःची पुनरावृत्ती करण्याची क्षमता असलेल्या असतात व सर्व मानवी पेशींच्या पालकपेशी असतात. मूलपेशींच्या अंगी असलेल्या या गुणधर्माला ‘बहुविधता’ (Pluripotency) असे म्हणतात. 14 व्या दिवसापासून पेशींच्या विशेषीकरणाला सुरुवात होण्याआधी म्हणजे 5-7 व्या दिवशी जर या मूल पेशी काढून घेऊन त्यांना प्रयोगशाळेत वाढवलेव त्यांना विशिष्ट जैवरासायनिक संकेत दिलेतर त्या संकेतानुसार त्यांचेरूपांतर इच्छित पेशींमध्ये, त्यापासून ऊतींमध्ये व नंतर त्या अवयवांमध्ये होऊ शकतेअसे दिसून आलेआहे.

वयस्क/ प्रौढ मूलपेशी (Adult stem cells): वयस्क / विकसित व्यक्तीच्या शरीरातूनही मूलपेशी मिळवता येतात. वयस्कांच्या शरीरातून मूलपेशी मिळवण्याचेतीन प्रमुख स्रोत आहेत. अस्थिमज्जा, मेद ऊती आणि रक्त तसेच जन्मानंतर लगेचच नाळेमधील (placenta) रक्तातूनही मूलपेशी मिळवता येतात.

मूलपेशींचे उपयोग :

  1. पुनरुज्जीवन उपचार (Regenerative therapy)

 अ. सेल थेरपी – मधुमेह, हृदयविकाराचा झटका, अल्झायमरचा आजार, कंपवात (पर्किनसनचा आजार) इत्यादीमुळे निकामी झालेल्या ऊती बदलण्यासाठी मूलपेशींचा वापर केला जातो.

ब. ॲनिमिया, ल्यूकेमिया, थॅलॅसेमिया इत्यादी रोगांमध्ये लागणाऱ्या रक्तपेशी बनविण्यासाठी.

  1. अवयव रोपण (Organ transplantation) – यकृत, किडनी यासारखेअवयव निकामी झाल्यास मूलपेशींपासून ते अवयव बनवून त्यांचेरोपण करता येते.

अवयव प्रत्यारोपण (Organ transplantation)

 मानवी शरीरातील अवयव वाढते वयोमान, अपघात, रोग, आजार, इत्यादी कारणांमुळे एकतर िनकामी होतात िकंवा त्यांची कार्यक्षमता कमी होते. अशा परिस्थितीत संबंिधत व्यक्तीचे जीवन असह्य होते त्याच्या जीवास धोकाही िनर्माण होतो. अशा परिस्थितीत जर त्या व्यक्तीस आवश्यक असलेला अवयव िमळाला तर त्याचे जीवन सुसह्य होते, त्याचे प्राण वाचू शकतात.

अवयव प्रत्यारोपणासाठी अवयवदाता उपलब्ध होणे खूप गरजेचे असते. प्रत्येक व्यक्तीला किडनीची एक जोडी असते. एका िकडनीच्या मदतीने शरीरात उत्सर्जनाचे काम चालू शकत असल्याने दुसरी िकडनी दान करता येते. तसेच शरीराच्या काही भागावरील त्वचासुद्धा दान करता येते. अवयव प्रत्यारोपणावेळी दाता व गरजवंत यांचा रक्तगट, रोग, व्याधी, वय, इत्यादी अनेक बाबी लक्षात घ्याव्या लागतात. इतर अवयव मात्र िजवंत असताना दान करता येत नाहीत. यकृत, हृदय, नेत्र यांसारख्या अवयवांचे दान मरणोत्तरच करता येते. यातूनच मरणोत्तर देहदान आिण अवयवदान यांसारख्या संकल्पना पुढे आल्या आहेत.

अवयवदान व देहदान

मानवाच्या मृत्युनंतर परंपरेनुसार शवावर अंत्यसंस्कार करून त्याची िंवल्हेवाट लावली जाते. िंवज्ञानाच्या प्रगतीमुळे असे लक्षात आले की काही विशिष्ट परिस्थितीत मृत शरीरातील बरेच अवयव मृत्युनंतर काही कालावधीपर्यंत चांगले असू शकतात. अशा अवयवांचा दुसऱ्या गरजवंत मानवास उपयोग करता येतो असे लक्षात आल्याने देहदान आिंण अवयवदान या संकल्पना पुढे आल्या. आपल्या मृत्यूपश्चात आपल्या शरीराचा उपयोग इतर गरजवंत व्यक्तींना व्हावा व त्यामुळे त्यांचे जीवन सुसह्य व्हावे, तयाला जीवनदान िमळावे असा उदात्त हेतू अवयव व शरीरदान या संकल्पनेत आहे. यािवषयी आपल्या देशात चांगली जागरूकता िनर्माण होऊन व्यक्ती देहदान करू लागल्या आहेत.

अवयवदान व देहदान यामुळे अनेक व्यक्तींचे प्राण वाचण्यास मदत होते. अंध व्यक्तींना दृष्टी प्राप्त होते. यकृत, िकडन्या, हृदय, हृदयाच्या झडपा, त्वचा अशा अनेक अवयवांचे दान करून गरजवंत व्यक्तींचे जीवन सुसह्य करता येते. तसेच देहदान केल्याने वैद्यकीय अभ्यासामध्ये संशोधन करण्यासाठी शरीर उपलब्ध होते. देहदानािवषयी समाजामध्ये जागृती वाढवण्यासाठी अनेक सरकारी आिण सामािजक संस्था कार्य करत आहेत.

जैवतंत्रज्ञान (Biotechnology)

मानवी फायद्याच्या दृष्टीनेसजीवांमध्ये कृत्रिमरीत्या जनुकीय बदल व संकर घडवून सुधारणा करण्याला जैवतंत्रज्ञान असे म्हणतात हेआपण मागील इयत्तेत पाहिले. जैवतंत्रज्ञानामध्ये पेशीशास्त्र, सूक्ष्मजीवशास्त्र, जैव रसायनशास्त्र, रैण्वीयजीवशास्त्र आणि जनुकीय अभियांत्रिकी या विज्ञानाच्या विविध शाखांचा समावेश होतो. मुख्यत्वेकरून शेती व औषधनिर्मितीमध्ये जैवतंत्रज्ञानामुळेबरीच प्रगती झाली आहे. शेतीमधून वाढीव उत्पन्न यावे यासाठी नवनवीन प्रयोग केले जात आहेत. औषधशास्त्रात प्रतिजैविके, जीवनसत्त्वे आणि इन्सुलिन सारख्या संप्रेरकांच्या उत्पादनासाठी प्रयोग यशस्वी झालेआहेत. ऊती संवर्धनाच्या माध्यमातून पिकांच्या विविध उच्च प्रतीच्या प्रजाती विकसित झालेल्या आहेत.

जैवतंत्रज्ञानामध्येप्रामुख्याने पुढील बाबींचा समावेश होतो.

  1. सूक्ष्मजीवांच्या विविध क्षमतांचा वापर करणे. उदाहरणार्थ, दुधाचेदही होणे, मळीपासून मद्यनिर्मिती करणेइत्यादी.
  2. पेशींच्या उत्पादनक्षमतेचा वापर करून घेणे. उदाहरणार्थ, विशिष्ट पेशीद्वारेप्रतिजैविके, लसी यांची निर्मिती इत्यादी.
  3. डी.एन.ए , प्रथिने यांसारख्या जैवरेणूंचा मानवी फायद्यासाठी उपयोग करणे.
  4. जनुकीय बदल (Genetic manipulation) घडवून आणून हव्या त्या गुणधर्मांच्या वनस्पती, प्राणी तसेच विविध पदार्थांची निर्मिती करणे. उदाहरणार्थ, जीवाणूंमध्ये जनुकीय बदल घडवून आणून त्यांना मानवी वाढीची संप्रेरके (Hormones) निर्माण करण्यास भाग पाडणे.
  5. गैरजनुकीय जैवतंत्रज्ञानामध्ये (Non-gene biotechnology) संपूर्ण पेशी किंवा ऊतीचा उपयोग केला जातो. उदाहरणार्थऊतीसंवर्धन, संकरित बियाण्यांची निर्मिती इत्यादी.

जैवतंत्रज्ञानाचे फायदे

  1. पृथ्वीवरील शेतजमिनीला क्षेत्रमर्यादा असल्यामुळेप्रति हेक्टरी जास्त उत्पादन घेणे शक्य झालेआहे.
  2. रोगप्रतिकारक वाण तयार झाल्यामुळेरोगनियंत्रणावर होणारा खर्च कमी होत आहे.
  3. लवकर फळधारणा होणाऱ्या जाती तयार झाल्यामुळेवर्षाकाठी जास्त उत्पादन घेणे शक्य होत आहे.
  4. बदलतेतापमान, पाण्याचेप्रमाण, जमिनीचा कस अशा बदलत्या पर्यावरणातही तग धरणाऱ्या वाणांची निर्मिती शक्य झाली आहे.

जैवतंत्रज्ञानाचे व्यावहारिक उपयोग

अ. पीक जैवतंत्रज्ञान : कृषी क्षेत्रात जैवतंत्रज्ञानाचा उपयोग कृषी उत्पादकता आणि विविधता वाढवण्यासाठी केला जातो.

आ. संकरित बियाणे – दोन वेगवेगळ्या पिकांची जनुके एकत्र करून विविध पिकांच्या संकरित जाती निर्माण केल्या जातात. फळांसाठी हे मोठ्या प्रमाणावर उपयोगी आहे.

इ. जनुकीयदृष्ट्या उन्नत पिके (Geneticaly modified crops) बाहेरच्या जनुकाला एखाद्या पिकाच्या जनुकीय साच्यात टाकून मिळवण्यात आलेल्या इच्छित गुणधर्माच्या पिकांना जनुकीयदृष्ट्या उन्नत पिके असे म्हणतात. या पद्धतीने पिकांच्या जास्त उत्पादन देणाऱ्या, रोगप्रतिकारक, क्षारता प्रतिकारक, तणनाशक प्रतिकारक, दुष्काळी तसेच थंडीच्या परिस्थितीतही तग धरू शकणाऱ्या पिकांच्या जाती निर्माण केल्या जातात.

बीटी कापूस : बॅसिलस थूरीनजाएनसीस या जीवाणूमधून एक विशिष्ट जनुक काढून तो कापसाच्या जनुकाला जोडला. यामुळे बोंडअळीला घातक असलेले विष कापसाच्या पानांमध्ये आणि बोंडामध्ये तयार होऊ लागले. बोंड अळीने कापसाची पाने खाल्ली तर हे विष तिच्या शरीरातील अन्ननलिका उद्ध्वस्त करून टाकते व त्यामुळे अळी मरते.

बीटी वांगे : बॅसिलस थूरीनजाएनसीस या जीवाणूंपासून मिळवलेले जनुक वापरून बी.टी. वांगे तयार केले जाते. बी टी कापसाप्रमाणेच हे वांग्याचे सुधारित वाण फळांतील किडीचा नाश करते.

गोल्डन राईस : तांदळाच्या या जातीमध्ये जीवनसत्त्व अ (Beta carotene) निर्माण करणारे जनुक टाकण्यात आले. 2005 मध्येनिर्माण करण्यात आलेल्या गोल्डन राईस-2 मध्ये साध्या तांदळापेक्षा 23 पट अधिक बीटा कॅरोटिन सापडते.

तणनाशकरोधी वनस्पती : तणांमुळे मुख्य पिकांच्या वाढीस अडथळा निर्माण होतो. तणांचा नाश करण्यासाठी तणनाशकांचा वापर केल्यास त्याचा विपरीत परिणाम हा मुख्य पिकांवर होतो. त्यामुळे तणनाशकरोधी वनस्पती निर्माण करण्यात येत आहेत. यातून बाहेर पडणाऱ्या रसायनांमुळे तणांचे नियंत्रण सहज शक्य होणार आहे.

जैविक खते (Biofertilizers)

रासायनिक खतांचा वापर न करता जैविक खतांचा वापर केल्यास पिकांची नायट्रोजन स्थिरीकरणाची तसेच फॉस्फेट विरघळवण्याची क्षमता वाढते. यामध्ये प्रामुख्याने ऱ्हायझोबिअम, अॅझोटोबॅक्टर, नोस्टॉक, ॲनाबीना या जीवाणूंचा तसेच अझोला या वनस्पतीचा वापर करण्यात येतो. ऊतीसंवर्धनाबद्दल आपण मागील इयत्तेत माहिती घेतलेली आहेच. ऊती संवर्धनामुळे वनस्पतींमध्ये जनुकीय सुधारणा करता येते शिवाय त्या वनस्पतीचे गुणधर्म पुढील पिढ्यांमध्ये कायम राहतात.

2. पशुसंवर्धन (Animal Husbandry)

 कृत्रिम रेतन (Artificial Insemination) आणि गर्भ प्रत्यारोपण (Embryo transfer) या दोन पद्धती प्रामुख्याने पशुसंवर्धनासाठी वापरल्या जातात. यामुळे विविध प्राणीज उत्पादनांचे प्रमाण व गुणवत्ता या दोन्हींतही वाढ होते. उदाहरणार्थ, दूध, मांस, लोकर इत्यादी. तसेच मेहनतीचे काम करणाऱ्या जनावरांच्या ताकदवान प्रजातीही तयार करण्यात आल्या आहेत.

3. मानवी आरोग्य (Human health)

रोगनिदान आिण रोगोपचार या मानवी आरोग्य व्यवस्थापनाच्या दोन प्रमुख बाबी आहेत. एखाद्या आजारपणात व्यक्तीच्या जनुकांची काही भूमिका असेल तर ते जैवतंत्रज्ञानाच्या मदतीने लगेचच ओळखता येते. मधुमेह, हृदयरोग यांसारख्या आजारांचे िनदान आता जैवतंत्रज्ञानाच्या मदतीने त्या रोगांची लक्षणे िदसण्यापूर्वीच करता येणे शक्य झाले आहे. जैवतंत्रज्ञानाच्या मदतीने एड्स, डेंगू यांसारख्या रोगांचे िनदान काही मिनिटांमध्ये करता येते. त्यामुळे उपचारही लवकर करता येतात.

रोगांवरील उपचारासाठी विविध औषधे वापरली जातात. उदा. मधुमेहाच्या उपचारासाठी इन्सुिलन हे संप्रेरक वापरले जाते. पूर्वी इन्सुलिन घोड्याच्या शरीरातून िमळवले जात असे. परंतु आता जैवतंत्रज्ञानाच्या मदतीने तेच इन्सुिलन जीवाणूद्वारे तयार करता येऊ लागले आहे. यासाठी जीवाणूंच्या जनुकीय आराखड्यात इन्सुिलनचा मानवी जनुक जोडला आहे. अशाच पद्धतीने विविध लसी, प्रतिजैिवके सुद्धा तयार केली जात आहेत.

अ. लसी आणि लसीकरण (Vaccine and Vaccination) : विशिष्ट रोगजंतू अथवा रोगािवरुद्ध कायमस्वरूपी अथवा काही कालावधीपुरती प्रतिकारक्षमता िमळवण्यासाठी िदलेले ‘प्रतिजन’ (antigen) युक्त पदार्थ म्हणजे लस होय. पारंपरिकरित्या रोगजंतूंचा वापर करूनच लशी तयार केल्या जात असत. त्यासाठी रोगजंतूंना पूर्णपणे अथवा अर्धमेले करून त्याचाच वापर लस म्हणून केला जात असे. परंतु यातून काही व्यक्तींना संबंिधत आजाराची लागणही होण्याची शक्यता असे. यावर दुसरा मार्ग म्हणून शास्त्रज्ञांनी जैवतंत्रज्ञानाचा वापर करून कृत्रिमरीत्या लस तयार करण्याचा प्रयत्न केला. त्यासाठी त्यांनी रोगजंतूचे जे प्रथिन प्रतिजन (antigen) म्हणून काम करते त्याचे जनुक िमळवून त्याच्या मदतीने प्रयोगशाळेतच ते प्रतिजन तयार केले आिण त्याचा वापर लस म्हणून केला. यामुळे अत्यंत सुरक्षित लसी तयार करता येऊ लागल्या आहेत.

आता अर्धमेले किंवा मृत जीवाणू किंवा विषाणू न टोचता प्रतिजन म्हणून काम करणारी प्रथिने शुद्ध स्वरूपात टोचली जातात. ही प्रथिने रोगाविरुद्धची प्रतिकारशक्ती कार्यान्वित ठेवून व्यक्तीला रोगमुक्त ठेवतात. लसीकरणामध्ये आता प्रतिकारी प्रथिने टोचणे अतिसुरक्षित आहे. जैवतंत्रज्ञानाच्या आधारे तयार करण्यात आलेल्या लसी अधिक तापस्थिर असून त्यांची क्षमता जास्त काळ टिकून राहते. उदाहरणार्थ, पोलिओ लस, हेपॅटायटिस लस इत्यादी. खाद्य लसी (Edible Vaccines)- खाद्य लसी निर्माण करण्याचे कार्य चालू असून सध्या जनुकीय तंत्रज्ञानाच्या साहाय्याने बटाट्यांचे उत्पादन घेतले जात आहे. या बटाट्यांना जनुकीय पारेषीत बटाटे (Transgenic Potatoes) म्हणतात. हे बटाटे Vibrio cholerae, Escherichia coli यांसारख्या जीवाणूंच्या विरुद्ध काम करतील. हे बटाटे खाल्ल्यामुळे कॉलरा किंवा इ-कोलाय जीवाणूंमुळे होणाऱ्या रोगाविरुद्ध प्रतिकारशक्ती निर्माण होते. असे जनुकीय पारेषित बटाटे शिजवून खाल्ले तर काय होईल?

आ. रोगोपचार – इन्शुलिन, सोमटोट्रॉपिन हे वाढीचे संप्रेरक, रक्त गोठवणारे घटक यांच्या निर्मितीसाठी जैवतंत्रज्ञानाचा वापर केला जातो.

इ. इंटरफेरॉन (Interferon) – हा छोट्या आकाराच्या प्रथिनांचा गट असून विषाणूजन्य रोगांच्या उपचारासाठी वापरण्यात येतो. त्याची निर्मिती रक्तात होते. आता मात्र जैवतंत्रज्ञानाच्या मदतीने जनुकीयदृष्ट्या उन्नत जीवाणू ई-कोलायचा वापर इंटरफेरॉन निर्माण करण्यासाठी केला जातो.

ई. जनुकीय उपचार (Gene therapy) – कायिक पेशींमध्ये जनुकीय दोष निर्माण झाल्यास त्या पेशींवर जनुकीय उपचार करणे आज जैवतंत्रज्ञानामुळे शक्य झाले आहे. उदा. फिनाइलकीटोनुरिया (Phenylketonuria-PKU ). हा विकार यकृतातील पेशींमध्ये जनुकीय दोष निर्माण झाल्यास होतो. जीन थेरपीच्या साहाय्याने त्यावर उपचार शक्य झाले आहे. या पद्धतीला कायिक जनुकीय उपचार पद्धती म्हणतात. शुक्रपेशी आणि अंडपेशी यांच्या व्यतिरिक्त शरीरातील सर्व पेशींना कायिक पेशी (Somatic Cells) असे म्हणतात.

उ. क्लोनिंग (Cloning) क्लोनिंग म्हणजे एखादी पेशी किंवा अवयव किंवा संपूर्ण शरीराची हुबेहूब प्रतिकृती तयार करणे.

  1. प्रजननात्मक (Reproductive) क्लोनिंग : एखाद्या शरीरातील केंद्रकविरहित स्त्रीबीज व दुसऱ्या शरीरातील कायिक पेशीचे केंद्रक यांच्या संयोगाने क्लोन जन्मतो म्हणजेच नव्या जीवाच्या निर्मितीसाठी नराच्या शुक्रपेशीची गरज नसते.
  2. उपचारात्मक (Therapeutic) क्लोनिंग :केंद्रकविरहित स्त्रीबीज व दुसऱ्या शरीरातील कायिक पेशीचेकेंद्रक यांच्या संयोगानेतयार झालेल्या पेशी प्रयाेगशाळेत विकसित करून त्यापासून मूलपेशी (stem cells) ची निर्मिती करता येते. संबंधित व्यक्तीच्या कित्येक व्याधींवर या मूलपेशींच्या मदतीनेउपचार होऊ शकतात.* पेशींप्रमाणेच जनुकांचेही क्लोनिंग करून त्याच प्रकारची लाखो जनुकेतयार केली जातात. जनुकीय चिकित्सा व इतर हेतूंसाठी त्यांचा वापर होतो.

    * क्लोनिंग तंत्राने आनुवंशिक रोगांचे संक्रमण रोखणे, वंशवृद्धी सुरू ठेवणे, विशिष्ट प्रवृत्ती उच्चतम करणे शक्य होईल. परंतुअनेक कारणांनी मानवी क्लोनिंगला जगभर विरोध झालेला आहे.

  3. औद्योगिक उत्पादने (श्वेत जैव तंत्रज्ञान)

     विविध औद्योगिक रसायनेकमी खर्चाच्या प्रक्रियांद्वारे निर्माण करता येतात. उदा. सुधारित यीस्ट वापरून मळीपासून मद्यनिर्मिती.

  1. पर्यावरण आणि जैवतंत्रज्ञान

आधुनिक जैवतंत्रज्ञान वापरून पर्यावरणविषयक बरेचसे प्रश्न सोडविता येणे शक्य झालेआहे. विघटनाच्या माध्यमातून टाकाऊ सांडपाणी आणि घनकचऱ्यावर प्रक्रिया करण्यासाठी सूक्ष्मजैव तंत्रज्ञानाचा वापर आधीपासूनच केला जात आहे. सांडपाण्यात खूप सेंद्रिय द्रव्य असते. असेसांडपाणी नद्यांसारख्या नैसर्गिक जलस्रोतांमध्ये सोडल्यास सेंद्रिय द्रव्याचेऑक्सिडीकरण घडून येतेव त्याद्वारे नदीच्या पाण्यातील विद्राव्य ऑक्सिजन वापरला गेल्यानेतो कमी होतो, ज्याचा प्रतिकूल परिणाम पाण्यातील जीवसृष्टीवर होतो. यावर उपाय म्हणून सूक्ष्मजैव तंत्रज्ञानाच्या साहाय्याने सांडपाण्यातील सेंद्रिय द्रव्याचेआधीच ऑक्सिडीकरण करून असेप्रक्रिया केलेलेसांडपाणी नद्यांमध्ये सोडलेपाहिजे.

  1. घन सेंद्रीय टाकाऊ पदार्थांवर प्रक्रिया करून कंपोस्ट खत तयार करतानाही मोठ्या प्रमाणावर सूक्ष्मजीवाणूंचा वापर केला जातो.
  2. नवीन जैवतंत्र पद्धतींमध्ये जैव उपाययोजना, जैवकीटकनाशके, जैवखते, जैवसंवेदकेइत्यादींचा समावेश होतो.

जैव उपाययोजना म्हणजेवनस्पती व सूक्ष्मजीवांसारख्या सजीवांचा वापर करून पाणी, सांडपाणी, प्रदूषित जमीन यांच्यातील विषारी रसायनेआणि प्रदूषकेनष्ट करणे/ शोषून घेणेहोय. यासाठी वनस्पतींचा वापर करण्यात आल्यास त्यास Phyto-remediation असे म्हणतात. जैव उपाययोजनेची काही उदाहरणेपुढीलप्रमाणे-

 * सूडोमोनास हे जीवाणूप्रदूषित पाणी अाणि जमीन यातील हायड्रोकार्बन आणि तेलासारखी प्रदूषकेवेगळी करण्यासाठी उपयोगी ठरतात.

 * टेरिस व्हिटाटा (Pteris vitata) ही नेचे जातीतील वनस्पती जमिनीतून अर्सेनिक धातू शोषून घेते.

* भारतातील जनुकीयदृष्ट्या उन्नत मोहरीची एक जात सेलेनियम खनिज मोठ्या प्रमाणात शोषून घेते.

* सूर्यफूल हे युरेनियम व अर्सेनिक शोषून घेऊ शकते.

* डिईनोकोकस रेडिओडरन्स (Deinococcus radiodurans) हा जीवाणूसर्वाधिक किरणोत्सार प्रतिकारक जीव आहे. त्याच्यात जनुकीय बदल करण्यात आलेअसून अणुकचऱ्यातील किरणोत्सार शोषून घेण्यासाठी त्याचा वापर केला जात आहे.

* अल्फाल्फा गवत, तीनपाती गवत आणि राय यांसारख्या गवताच्या प्रकारांचाउपयोग वनस्पतीद्वाराउपाययोजनेसाठी करतात.

  1. अन्न जैवतंत्र : पाव, चीज, मद्य, बियर, दही, व्हिनेगर इत्यादी अन्नपदार्थांची निर्मिती सूक्ष्मजीवांच्या मदतीनेकेली जाते. या वस्तू जैवतंत्राच्या आधारेतयार करण्यात आलेल्या कदाचित सर्वांत जुन्या वस्तू असतील.
  2. डी.एन.ए. फिंगरप्रिंटिंग (D.N.A. Fingerprinting) : ज्याप्रमाणेएखाद्या व्यक्तीच्या बोटांचेठसेएकमेव असतात त्याप्रमाणेप्रत्येक व्यक्तीच्या डी.एन.ए. ची जडणघडणसुद्धा (D.N.A. Sequencing) एकमेव असते. त्यामुळेकोणत्याही व्यक्तीच्या उपलब्ध डी.एन.ए.वरून त्या व्यक्तीची ओळख पटविणे शक्य होते. या पद्धतीला डी.एन.ए. फिंगरप्रिंट असे म्हणतात. या तंत्राचा वापर गुन्हे निदान शास्त्रामध्ये (forensic science) होतो. गुन्ह्याच्या ठिकाणी आढळलेल्या गुन्हेगाराच्या शरीराच्या कोणत्याही भागापासून त्याची ओळख पटविता येते. तसेच एखाद्या बालकाच्या पित्याची ओळखही करता येते. हेसंशोधन हैद्राबाद येथील Centre for DNA Fingerprinting and Diagnostics या केंद्रात केले जाते.

कृषी विकासातील महत्त्वाचे टप्पे
हरितक्रांती (Green revolution)

विसाव्या शतकाच्या सुरुवातीलाच लोकसंख्यावाढीचा भस्मासूर जाणवू लागला. अपुऱ्या व निकृष्ट अन्नामुळेत्याचा चटका सर्वच देश अनुभवत होते. त्यात प्रामुख्यानेअविकसित व विकसनशील देश होरपळून निघालेहोते. कमी शेतजमिनीत जास्तीत जास्त धान्योत्पादन करण्याच्या पद्धतींना एकत्रितपणे हरितक्रांती म्हणतात.

गहू व तांदूळ यांची सुधारित छोटी जात, खतेव कीडनाशकांचा सुयोग्य वापर व जलव्यवस्थापन या सर्व गोष्टींमुळे अन्नधान्याच्या उत्पादनात वाढ होऊन फार मोठी जनसंख्या उपासमारीतून वाचली. हरितक्रांतीमध्ये डॉ. नॉर्मन बोर्लोग (अमेरिका) व डॉ. एम.एस. स्वामिनाथन (भारत) यांचे योगदान यासाठी फार मोलाचेआहे.

विविध पिकांच्या नवनवीन प्रजाती संशोधनाच्या माध्यमातून निर्माण करण्यासाठी संपूर्ण देशात विविध संशोधन संस्था, प्रयोगशाळा कार्यरत आहेत. भारतीय कृषी संशोधन संस्था, दिल्ली (IARI), लिंबूवर्गीय राष्ट्रीय संशोधन केंद्र (ICAR-CCRI) व त्यांच्या विविध शाखा, भारतीय विज्ञान संस्था (IIS), राष्ट्रीय डाळिंब संशोधन संस्था, सोलापूर अशा विविध संस्थांचा यामध्ये समावेश होतो.

श्वेतक्रांती (White revolution)

दूधदुभत्याच्या बाबतीत भारतातील काही भाग सधनहोते.पण त्यातून मिळणारीउत्पादनेसर्वदूर वापरासाठीपुरेशी पडत नव्हती. सहकाराच्या आणि जैवतंत्रज्ञानाच्या माध्यमातून दुग्धोत्पादन हा केवळ जोडधंदाच नव्हे तर एक संपूर्ण व्यवसाय होऊ शकतोहेडॉ. वर्गिसकुरीयन यांनीदाखवून दिले. गुजरात राज्यातील आणंद येथील सहकारीदुग्धोत्पादनाची चळवळ त्यांनी एका वेगळ्याच उंचीवर नेली.

दुधाच्या उत्पादनात स्वयंपूर्णता मिळवताना त्यात गुणवत्ता नियंत्रण, अन्य दुग्धजन्य पदार्थांचेउत्पादन आणि त्यांचे जतन यावर जैवतंत्रज्ञानाचा पुरेपूर वापर करून नवनवीन प्रयोग केले. आजकाल जगभरातील लोक पुन्हा आपल्याकडील देशी वाणांना प्राधान्य का देत आहेत?

नीलक्रांती (Blue revolution)

 नीलक्रांती म्हणजेपाण्याचा वापर करून उपयोगी जीवांची निर्मिती करणे. पूर्व आशियाई देशात शेततळेव त्यात वाढणारेमासे पुष्कळ प्रमाणात आढळतात. पण केवळ मासे, कोळंबी इत्यादीपर्यंत न थांबता इतर प्राणी व वनस्पती यांचासुद्धा विचार होतो आहे. भारत सरकारनेनीलक्रांती मिशन 2016 (NKM 16) या कार्यक्रमाद्वारे मत्स्यव्यवसायास

अधिकाधिक प्रोत्साहन देऊन उत्पादन वाढीचा संकल्प सोडला आहे. यासाठी 50% पासून 100% पर्यंत सरकारी अनुदान उपलब्ध होत अाहे.

समुद्राच्या खाऱ्या पाण्यात अथवा शेतातील तलावाच्या गोड्या पाण्यात फार मोठ्या प्रमाणावर मत्स्यशेती शक्य आहे. रोहू, कटला यांसारखे गोड्या पाण्यातील मासेअथवा कोळंबी, शेवंडे यासारखी खाऱ्या पाण्यातील उत्पादनेआता मोठ्या प्रमाणावर घेतली जाऊ लागली आहेत.

खते (Fertilizers)

शेतीव्यवसायात दोन प्रकारची खते वापरली जातात. एक म्हणजे सेंद्रिय (Manure) व दुसरी रासायनिक (Chemical). सेंद्रिय खतांच्या वापरानेभूसंधारण होऊन जमिनीची पाणी धरून ठेवण्याची धारणा वाढते.

कुथित मृदेच्या (Humus) निर्मितीमुळे आवश्यक असा जमिनीचा वरचा थर निर्माण होतो. गांडुळे, बुरशीमुळे जमिनीतून अनेक आवश्यक घटक (N, P, K) पिकांसाठी उपलब्ध होऊ शकतात. मातीविरहित शेती- हायड्रोपोनीक्समध्येविद्राव्य खतांचा वापर योग्य ठरतो, पण रासायनिक खतांच्या अनिर्बंध वापराचे धोकेच जास्त आहेत. यात प्रामुख्याने जमिनी नापिक होतात.

कीडनाशके (Insecticides)

वनस्पती तसेच पिकांची नैसर्गिक रोगप्रतिकार शक्ती, रोगाचा प्रादुर्भाव टाळू शकते, पण कीटकनाशकांच्या वापरावर मात्र काही प्रतिबंध नसतो. जरी बेडूक, कीटकभक्षी पक्षी असे शेतकरी मित्र कीटकांच्या संख्येवर नियंत्रण ठेवतात तरी उत्पादनवाढीकरिता कीटकनाशकांचा वापर मोठ्या प्रमाणावर केला जात आहे .

कीडनाशके हे एक प्रकारचे विषच आहे. हे विष पाणी व अन्न यांमार्फत अन्नजाळ्यांमध्ये पसरते. त्यामुळे जैविक विषवृद्धी (Biomagnification) होते. D.D.T, मेलॅथिऑन, क्लाेरोपायरिफॉस अशी अनेक कीडनाशके घातक ठरली आहेत.

सेंद्रिय शेती (Organic farming)

हल्ली सेंद्रिय शेती व सेंद्रिय उत्पादने (Organic products) हा परवलीचा शब्द झाला आहे. बऱ्याच ठिकाणी ही सेंद्रिय उत्पादने उपलब्ध होत आहेत व त्यांची मागणी दिवसागणिक वाढत आहे.

शेती करत असताना आपल्याकडे रासायनिक खतांचा व कीडनाशकांचा अनिर्बंध वापर झाला. ही विषारी रसायने अन्न व पाण्यावाटे माणसापर्यंत येऊन पोहोचली व त्यांचे अनेक दुष्परिणाम मानव व पर्यावरणावर दिसू लागले आहेत.

 जमिनीच्या सुपीकतेशी व पिकांच्या किडीच्या प्रादूर्भावाशी संबंधित अनेक प्रश्न निर्माण झाले आहेत. याला आवर घालण्यासाठी आज शेतकरी मोठ्या प्रमाणावर सेंद्रिय शेतीकडे वळू लागला आहे. यामध्ये प्रामुख्याने रासायनिक खतांचा व कीटकनाशकांचा पूर्ण प्रतिबंध करून कसदार देशी वाणांच्या वापराने हा नैसर्गिक समतोल राखून शेती पर्यावरणपूरक केलेली दिसून येते. निश्चितच हे एक स्वागतार्ह पाऊल आहेत.

मधुमक्षिका पालन (Apiculture)

अापण मधमाशांचे पोळे पाहिले असेल. असे पोळे काढण्याची अगदी वाईट पद्धत म्हणजे माश्यांना जळत्या मशालीचा/चुडाचा धूर करून पळवून लावणे व नंतर पोळ्याचे तुकडे करून ते काढणे. या प्रकारात त्या पोळ्याचा नाश होतो मात्र मोठ्या प्रमाणावर मधमाश्या मरतात. कृत्रिम मधमाश्यांची पोळी/पेटी वापरल्यास पोळ्यातील मध काढणे सोपे जाते व त्याबरोबर पोळ्याचे व माश्यांचेही नुकसान होत नाही.

औषधी वनस्पती लागवड

भारताला जैवविविधतेचेमोठेवरदान लाभलेआहे. या सर्वांचा वापर करत भारतीय माणूस निसर्गाबरोबर ममत्वाचेनाते जोडून अाहे. नैसर्गिक साधनांचा वापर करून रोगमुक्ती शक्य करणारा आयुर्वेदाचा फार मोठा वारसा आपल्याकडे आहे.

आयुर्वेदात सांगितलेल्या औषधी वनस्पती पूर्वी जंगलातून गोळा केल्या जात. आता जंगलांचेप्रमाण घटत चालले आहे, याचा परिणाम म्हणजेमहत्त्वाच्या औषधी वनस्पती दुर्मीळ होत चालल्या आहेत. अशा वनस्पतींची लागवड आता मोठ्या प्रमाणावर केली जात आहे.

फळप्रक्रिया उद्योग

फळांपासून बनविलेली अनेक प्रकारची उत्पादनेआपण दैनंदिन जीवनात वापरतो आहोत. चॉकलेट, सरबते, जॅम, जेली अशा अनेक विधस्वादिष्ट पदार्थांचा वापर सगळेच करतात, पण हेसर्व शक्य होतेतेफळांवर प्रक्रिया करून. फळे हा तसानाशवंत शेतीमाल आहे. तो वर्षभर वापरता येऊ शकेल अशा विविध प्रक्रियेची गरज असते. शीतगृहासारख्या (Cold storage) सुविधेपासून वाळवणे, खारवणे, साखर घालणे, अाटवणे, हवाबंद करणे असे विविध प्रकारची फळे टिकविण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान केले जातात.