Model Answer
0 min readIntroduction
ओ.टी.यू. (Operational Taxonomic Unit) एक पारिस्थितिकीय वर्गीकरण इकाई है जिसका उपयोग सूक्ष्मजीवों, विशेष रूप से प्रोकैरियोट्स (बैक्टीरिया और आर्किया) की विविधता का अध्ययन करने के लिए किया जाता है। पारंपरिक वर्गीकरण विधियों की सीमाओं को देखते हुए, ओ.टी.यू. सूक्ष्मजीव समुदायों की जटिलता को समझने का एक व्यावहारिक तरीका प्रदान करता है। यह अवधारणा 1990 के दशक में आणविक पारिस्थितिकी (molecular ecology) के विकास के साथ उभरी, जब डीएनए अनुक्रमण (DNA sequencing) तकनीकों ने सूक्ष्मजीवों की प्रजातियों की पहचान और वर्गीकरण को अधिक सटीक बना दिया। ओ.टी.यू. का उपयोग जैव विविधता आकलन, पारिस्थितिकीय कार्यों का अध्ययन और सूक्ष्मजीव समुदायों के विकासवादी इतिहास को समझने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
ओ.टी.यू. की परिभाषा और अवधारणा
ओ.टी.यू. (Operational Taxonomic Unit) एक सूक्ष्मजीव प्रजाति के भीतर आनुवंशिक रूप से समान जीवों का एक समूह है। इसे आमतौर पर 97% या उससे अधिक डीएनए अनुक्रम समानता (DNA sequence similarity) के आधार पर परिभाषित किया जाता है। इसका मतलब है कि एक ओ.टी.यू. के भीतर के सभी जीवों के 16S rRNA जीन अनुक्रम (16S rRNA gene sequence) एक दूसरे के 97% या उससे अधिक समान होते हैं। यह सीमा, प्रजातियों की अवधारणा को सूक्ष्मजीवों पर लागू करने में आने वाली चुनौतियों को स्वीकार करती है, क्योंकि क्षैतिज जीन स्थानांतरण (horizontal gene transfer) और अन्य कारकों के कारण सूक्ष्मजीवों में प्रजातियों की पारंपरिक परिभाषाएं अक्सर अस्पष्ट होती हैं।
ओ.टी.यू. का निर्धारण कैसे किया जाता है?
ओ.टी.यू. का निर्धारण आमतौर पर 16S rRNA जीन अनुक्रमण का उपयोग करके किया जाता है। इस प्रक्रिया में निम्नलिखित चरण शामिल हैं:
- डीएनए निष्कर्षण (DNA Extraction): पर्यावरण के नमूने (जैसे मिट्टी, पानी, या आंत) से डीएनए निकाला जाता है।
- पीसीआर प्रवर्धन (PCR Amplification): 16S rRNA जीन को पीसीआर (Polymerase Chain Reaction) का उपयोग करके प्रवर्धित किया जाता है।
- अनुक्रमण (Sequencing): प्रवर्धित 16S rRNA जीन के अनुक्रम निर्धारित किए जाते हैं।
- ओ.टी.यू. क्लस्टरिंग (OTU Clustering): अनुक्रमों को समानता के आधार पर समूहों में समूहीकृत किया जाता है, आमतौर पर 97% समानता सीमा का उपयोग करके।
ओ.टी.यू. का पारिस्थितिकीय महत्व
ओ.टी.यू. का उपयोग सूक्ष्मजीव समुदायों की संरचना और कार्य को समझने के लिए किया जाता है। यह निम्नलिखित क्षेत्रों में महत्वपूर्ण है:
- जैव विविधता आकलन (Biodiversity Assessment): ओ.टी.यू. की संख्या एक नमूने में सूक्ष्मजीव विविधता का एक उपाय प्रदान करती है।
- पारिस्थितिकीय कार्यों का अध्ययन (Study of Ecological Functions): विभिन्न ओ.टी.यू. विभिन्न पारिस्थितिकीय कार्य कर सकते हैं, जैसे कि पोषक तत्वों का चक्रण (nutrient cycling) और प्रदूषण का अपघटन (pollution degradation)।
- विकासवादी इतिहास को समझना (Understanding Evolutionary History): ओ.टी.यू. के बीच आनुवंशिक संबंधों का अध्ययन सूक्ष्मजीव समुदायों के विकासवादी इतिहास को प्रकट कर सकता है।
ओ.टी.यू. की सीमाएं
ओ.टी.यू. दृष्टिकोण की कुछ सीमाएं भी हैं:
- मनमाना सीमा (Arbitrary Threshold): 97% समानता सीमा मनमानी है और विभिन्न अध्ययनों में भिन्न हो सकती है।
- अनुक्रमण त्रुटियां (Sequencing Errors): अनुक्रमण त्रुटियां ओ.टी.यू. क्लस्टरिंग को प्रभावित कर सकती हैं।
- क्षैतिज जीन स्थानांतरण (Horizontal Gene Transfer): क्षैतिज जीन स्थानांतरण ओ.टी.यू. की अवधारणा को जटिल बना सकता है, क्योंकि यह जीवों के बीच आनुवंशिक सामग्री के आदान-प्रदान की अनुमति देता है।
ओ.टी.यू. बनाम ए.एस.वी. (ASV)
हाल के वर्षों में, ए.एस.वी. (Amplicon Sequence Variants) दृष्टिकोण ओ.टी.यू. के विकल्प के रूप में उभरा है। ए.एस.वी. प्रत्येक अद्वितीय अनुक्रम को एक अलग इकाई के रूप में पहचानते हैं, जबकि ओ.टी.यू. अनुक्रमों को समूहों में समूहीकृत करते हैं। ए.एस.वी. दृष्टिकोण अधिक सटीक और विस्तृत जानकारी प्रदान करता है, लेकिन इसके लिए अधिक कम्प्यूटेशनल संसाधनों की आवश्यकता होती है।
| विशेषता | ओ.टी.यू. (OTU) | ए.एस.वी. (ASV) |
|---|---|---|
| परिभाषा | 97% समानता सीमा के आधार पर अनुक्रमों का समूह | प्रत्येक अद्वितीय अनुक्रम |
| सटीकता | कम | उच्च |
| कम्प्यूटेशनल संसाधन | कम | अधिक |
Conclusion
ओ.टी.यू. सूक्ष्मजीव पारिस्थितिकी के अध्ययन में एक महत्वपूर्ण उपकरण है, जो सूक्ष्मजीव समुदायों की विविधता और कार्य को समझने में मदद करता है। हालांकि इसकी कुछ सीमाएं हैं, लेकिन यह अभी भी जैव विविधता आकलन, पारिस्थितिकीय कार्यों के अध्ययन और सूक्ष्मजीव समुदायों के विकासवादी इतिहास को समझने के लिए एक मूल्यवान दृष्टिकोण है। ए.एस.वी. दृष्टिकोण ओ.टी.यू. के लिए एक आशाजनक विकल्प प्रदान करता है, लेकिन दोनों दृष्टिकोणों का उपयोग सूक्ष्मजीव पारिस्थितिकी के अध्ययन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता रहेगा।
Answer Length
This is a comprehensive model answer for learning purposes and may exceed the word limit. In the exam, always adhere to the prescribed word count.