UPSC MainsBOTANY-PAPER-II201215 Marks
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Q30.

शोषण (ब्लॉटिंग) का क्या सिद्धांत है? साउदर्न शोषण में शामिल चरणों का एक चित्रमय विवरण प्रस्तुत कीजिए।

How to Approach

यह प्रश्न 'शोषण' (ब्लॉटिंग) के सिद्धांत और साउदर्न ब्लॉटिंग की प्रक्रिया को समझने की मांग करता है। उत्तर में, शोषण के मूल सिद्धांत को स्पष्ट रूप से समझाना होगा, जिसमें केशिका क्रिया (capillary action) और अणुओं के बीच आकर्षण बल की भूमिका शामिल है। साउदर्न ब्लॉटिंग के चरणों को एक स्पष्ट और क्रमबद्ध चित्रमय विवरण के माध्यम से प्रस्तुत करना होगा, जिसमें डीएनए निष्कर्षण, प्रतिबंध एंजाइमों से पाचन, जेल वैद्युतकणसंचलन (gel electrophoresis), झिल्ली स्थानांतरण (membrane transfer), और संकरण (hybridization) जैसे महत्वपूर्ण चरण शामिल होने चाहिए।

Model Answer

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Introduction

शोषण (ब्लॉटिंग) एक ऐसी प्रक्रिया है जिसका उपयोग जैविक अणुओं, जैसे प्रोटीन या न्यूक्लिक एसिड, को एक ठोस माध्यम से एक तरल माध्यम में या इसके विपरीत स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है। यह प्रक्रिया केशिका क्रिया, अणुओं के बीच आकर्षण बल और ठोस माध्यम की छिद्रपूर्ण संरचना पर आधारित है। जैव प्रौद्योगिकी और आणविक जीव विज्ञान में, ब्लॉटिंग तकनीकें महत्वपूर्ण हैं, जिनका उपयोग विशिष्ट अणुओं की पहचान और मात्रा निर्धारित करने के लिए किया जाता है। साउदर्न ब्लॉटिंग, विशेष रूप से, डीएनए अणुओं का पता लगाने के लिए उपयोग की जाने वाली एक तकनीक है, जिसका विकास 1975 में एडविन सदर्न द्वारा किया गया था।

शोषण (ब्लॉटिंग) का सिद्धांत

शोषण का मूल सिद्धांत केशिका क्रिया और अणुओं के बीच आकर्षण बल पर आधारित है। केशिका क्रिया एक तरल की एक संकीर्ण स्थान में ऊपर की ओर गति करने की क्षमता है, जो सतह तनाव और आसंजन बलों के कारण होती है। ब्लॉटिंग में, ठोस माध्यम (जैसे फिल्टर पेपर) तरल माध्यम के साथ संपर्क में लाया जाता है। तरल माध्यम ठोस माध्यम के छिद्रों में केशिका क्रिया द्वारा प्रवेश करता है, और अणुओं को अपने साथ ले जाता है। अणुओं के बीच आकर्षण बल भी इस प्रक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, क्योंकि वे अणुओं को ठोस माध्यम से तरल माध्यम में स्थानांतरित करने में मदद करते हैं।

साउदर्न शोषण में शामिल चरण (चित्रमय विवरण)

साउदर्न ब्लॉटिंग डीएनए अणुओं का पता लगाने के लिए उपयोग की जाने वाली एक तकनीक है। इसमें निम्नलिखित चरण शामिल हैं:

  1. डीएनए निष्कर्षण: सबसे पहले, नमूने से डीएनए निकाला जाता है।
  2. प्रतिबंध एंजाइमों से पाचन: निकाले गए डीएनए को प्रतिबंध एंजाइमों (restriction enzymes) का उपयोग करके छोटे टुकड़ों में काटा जाता है। ये एंजाइम डीएनए के विशिष्ट अनुक्रमों को पहचानते हैं और उन्हें काटते हैं।
  3. जेल वैद्युतकणसंचलन (Gel Electrophoresis): डीएनए के टुकड़ों को आकार के आधार पर अलग करने के लिए जेल वैद्युतकणसंचलन किया जाता है। डीएनए के टुकड़ों को एक जेल मैट्रिक्स (आमतौर पर एगारोज जेल) में लोड किया जाता है और एक विद्युत क्षेत्र के माध्यम से पारित किया जाता है। छोटे टुकड़े जेल के माध्यम से तेजी से चलते हैं, जबकि बड़े टुकड़े धीरे-धीरे चलते हैं।
  4. झिल्ली स्थानांतरण (Membrane Transfer): जेल से डीएनए के टुकड़ों को एक ठोस झिल्ली (जैसे नाइट्रोसेल्यूलोज या नायलॉन झिल्ली) पर स्थानांतरित किया जाता है। यह प्रक्रिया केशिका क्रिया या वैद्युतकणसंचलन द्वारा की जा सकती है।
  5. संकरण (Hybridization): झिल्ली पर स्थानांतरित डीएनए के टुकड़ों को एक लेबल वाले डीएनए जांच (probe) के साथ संकरण किया जाता है। जांच एक विशिष्ट डीएनए अनुक्रम के लिए डिज़ाइन किया गया है जिसे हम पता लगाना चाहते हैं। जांच डीएनए के टुकड़ों के साथ पूरक आधार युग्मन (complementary base pairing) के माध्यम से बंधता है।
  6. पहचान: लेबल वाले जांच का पता लगाया जाता है, जिससे डीएनए के टुकड़ों की पहचान हो जाती है जो जांच के साथ संकरण करते हैं।
Southern Blot Diagram

(उपरोक्त छवि साउदर्न ब्लॉटिंग प्रक्रिया का एक सामान्य आरेख है। यह प्रक्रिया के विभिन्न चरणों को दर्शाती है।)

साउदर्न ब्लॉटिंग के अनुप्रयोग

  • जीन की पहचान: साउदर्न ब्लॉटिंग का उपयोग विशिष्ट जीनों की पहचान करने के लिए किया जा सकता है।
  • डीएनए फिंगरप्रिंटिंग: इसका उपयोग डीएनए फिंगरप्रिंटिंग के लिए किया जा सकता है, जिसका उपयोग फोरेंसिक विज्ञान और पितृत्व परीक्षण में किया जाता है।
  • आनुवंशिक रोगों का निदान: साउदर्न ब्लॉटिंग का उपयोग आनुवंशिक रोगों का निदान करने के लिए किया जा सकता है।

Conclusion

संक्षेप में, शोषण (ब्लॉटिंग) एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है जो केशिका क्रिया और अणुओं के बीच आकर्षण बल पर आधारित है। साउदर्न ब्लॉटिंग, ब्लॉटिंग तकनीकों में से एक है, जिसका उपयोग डीएनए अणुओं का पता लगाने के लिए किया जाता है और यह आणविक जीव विज्ञान और जैव प्रौद्योगिकी में एक शक्तिशाली उपकरण है। यह तकनीक जीन की पहचान, डीएनए फिंगरप्रिंटिंग और आनुवंशिक रोगों के निदान में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। भविष्य में, ब्लॉटिंग तकनीकों में और सुधार होने की संभावना है, जिससे वे और भी अधिक संवेदनशील और विशिष्ट हो जाएंगी।

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.

Additional Resources

Key Definitions

केशिका क्रिया (Capillary Action)
केशिका क्रिया एक तरल की एक संकीर्ण स्थान में ऊपर की ओर गति करने की क्षमता है, जो सतह तनाव और आसंजन बलों के कारण होती है।
प्रतिबंध एंजाइम (Restriction Enzyme)
प्रतिबंध एंजाइम ऐसे एंजाइम होते हैं जो डीएनए के विशिष्ट अनुक्रमों को पहचानते हैं और उन्हें काटते हैं। इनका उपयोग डीएनए को छोटे टुकड़ों में काटने के लिए किया जाता है।

Key Statistics

2022 में, वैश्विक आणविक जीव विज्ञान अभिकर्मकों का बाजार आकार 14.8 बिलियन अमेरिकी डॉलर था और 2028 तक 23.2 बिलियन अमेरिकी डॉलर तक पहुंचने का अनुमान है, जो 7.7% की सीएजीआर (CAGR) से बढ़ रहा है।

Source: Grand View Research, 2023

आनुवंशिक परीक्षण बाजार 2023 में 25.6 बिलियन अमेरिकी डॉलर का था और 2032 तक 54.8 बिलियन अमेरिकी डॉलर तक पहुंचने का अनुमान है, जो 8.6% की सीएजीआर से बढ़ रहा है।

Source: Fortune Business Insights, 2024

Examples

फोरेंसिक विज्ञान में साउदर्न ब्लॉटिंग

साउदर्न ब्लॉटिंग का उपयोग फोरेंसिक विज्ञान में अपराध स्थलों से एकत्र किए गए डीएनए नमूनों की तुलना संदिग्धों के डीएनए से करने के लिए किया जाता है। यह अपराधियों की पहचान करने और निर्दोष लोगों को मुक्त करने में मदद करता है।

Frequently Asked Questions

साउदर्न ब्लॉटिंग और नॉर्दर्न ब्लॉटिंग के बीच क्या अंतर है?

साउदर्न ब्लॉटिंग डीएनए का पता लगाने के लिए उपयोग की जाती है, जबकि नॉर्दर्न ब्लॉटिंग आरएनए का पता लगाने के लिए उपयोग की जाती है। दोनों तकनीकों में समान सिद्धांत और चरण शामिल हैं, लेकिन वे अलग-अलग प्रकार के न्यूक्लिक एसिड का पता लगाने के लिए उपयोग किए जाते हैं।

Topics Covered

BiologyBiotechnologyBlottingSouthern BlottingDNA Analysis