UPSC MainsZOOLOGY-PAPER-II201310 Marks
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Q17.

हौक्स जीन क्या होता है ? हौक्स जीनों और उनके गुच्छों के गुणधर्म बताइए। मनुष्यों में वे क्या भूमिका निभाते हैं ?

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, सबसे पहले 'हौक्स जीन' की परिभाषा और उनके मूलभूत गुणों को स्पष्ट करना आवश्यक है। फिर, हौक्स जीनों के समूहों (हौक्स कॉम्प्लेक्स) की विशेषताओं का वर्णन करना होगा। अंत में, मनुष्यों में इन जीनों की भूमिका को विकासात्मक जीव विज्ञान के संदर्भ में समझाना होगा। उत्तर को स्पष्ट और संरचित बनाने के लिए उपशीर्षकों का उपयोग करें और उदाहरणों के साथ अवधारणाओं को स्पष्ट करें।

Model Answer

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Introduction

हौक्स जीन (Hox genes) विकासवादी जीव विज्ञान में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। ये जीन शरीर के अक्ष के साथ अंगों के विकास को नियंत्रित करते हैं, यह सुनिश्चित करते हुए कि शरीर के अंग सही स्थानों पर विकसित हों। इनकी खोज 1983 में एडवर्ड लुईस द्वारा की गई थी, जिसके लिए उन्हें 1995 में फिजियोलॉजी या मेडिसिन में नोबेल पुरस्कार मिला। हौक्स जीन सभी द्विपक्षीय जानवरों में पाए जाते हैं, जो उनके विकासवादी संरक्षण और महत्व को दर्शाते हैं। ये जीन शरीर की संरचनात्मक योजना को निर्धारित करने में महत्वपूर्ण हैं।

हौक्स जीन: परिभाषा और गुणधर्म

हौक्स जीन डीएनए के अनुक्रमों का एक समूह है जो होमियोबॉक्स नामक एक विशिष्ट डीएनए अनुक्रम को साझा करते हैं। ये जीन ट्रांसक्रिप्शन कारकों को एन्कोड करते हैं, जो अन्य जीनों की अभिव्यक्ति को नियंत्रित करते हैं। हौक्स जीन शरीर के अक्ष के साथ अंगों के विकास को नियंत्रित करते हैं, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि अंग सही स्थानों पर विकसित हों।

  • संरचनात्मक विशेषताएँ: हौक्स जीनों में होमियोडोमेन नामक एक संरक्षित क्षेत्र होता है, जो डीएनए से बंधने और जीन अभिव्यक्ति को विनियमित करने के लिए महत्वपूर्ण है।
  • अनुक्रम संरक्षण: हौक्स जीन अत्यधिक संरक्षित होते हैं, जिसका अर्थ है कि वे विभिन्न प्रजातियों में समान अनुक्रम रखते हैं। यह संरक्षण उनके महत्वपूर्ण विकासवादी कार्य को दर्शाता है।
  • कोलीनियरिटी: हौक्स जीन शरीर के अक्ष के साथ एक रैखिक क्रम में व्यवस्थित होते हैं, और उनकी अभिव्यक्ति शरीर के अक्ष के साथ समान क्रम में होती है। इसे कोलीनियरिटी का सिद्धांत कहा जाता है।

हौक्स जीनों के गुच्छे (हौक्स कॉम्प्लेक्स)

हौक्स जीन जीनोम में गुच्छों में व्यवस्थित होते हैं, जिन्हें हौक्स कॉम्प्लेक्स कहा जाता है। स्तनधारियों में, चार मुख्य हौक्स कॉम्प्लेक्स होते हैं: HoxA, HoxB, HoxC और HoxD। प्रत्येक कॉम्प्लेक्स में 9 से 11 जीन होते हैं।

हौक्स कॉम्प्लेक्स जीनों की संख्या (स्तनधारियों में) मुख्य कार्य
HoxA 11 पश्च अंग विकास, गर्भाशय विकास
HoxB 11 कशेरुका विकास, अंग विकास
HoxC 10 कशेरुका विकास, तंत्रिका तंत्र विकास
HoxD 9 अंग विकास, प्रजनन प्रणाली विकास

प्रत्येक कॉम्प्लेक्स में जीन की अभिव्यक्ति शरीर के विभिन्न क्षेत्रों में भिन्न होती है, जिससे शरीर के विशिष्ट क्षेत्रों का विकास होता है।

मनुष्यों में हौक्स जीनों की भूमिका

मनुष्यों में, हौक्स जीन भ्रूण के विकास के दौरान महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। वे शरीर के अक्ष के साथ अंगों के विकास को नियंत्रित करते हैं, यह सुनिश्चित करते हुए कि अंग सही स्थानों पर विकसित हों।

  • कशेरुका विकास: हौक्स जीन कशेरुकाओं के विकास को नियंत्रित करते हैं, जिससे गर्दन, छाती और कमर के क्षेत्रों का निर्माण होता है।
  • अंग विकास: हौक्स जीन अंगों के विकास को नियंत्रित करते हैं, जैसे कि हाथ, पैर, और पंजे।
  • तंत्रिका तंत्र विकास: हौक्स जीन तंत्रिका तंत्र के विकास में भी भूमिका निभाते हैं, जिससे मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी का निर्माण होता है।
  • जन्मजात दोष: हौक्स जीनों में उत्परिवर्तन जन्मजात दोषों का कारण बन सकते हैं, जैसे कि कशेरुकाओं में असामान्यताएं या अंगों का गलत विकास।

उदाहरण के लिए, HoxD13 जीन उंगलियों और अंगूठे के विकास को नियंत्रित करता है। इस जीन में उत्परिवर्तन से पॉलीडैक्टिली (अतिरिक्त उंगलियां) हो सकती है।

Conclusion

संक्षेप में, हौक्स जीन विकासवादी जीव विज्ञान में महत्वपूर्ण जीन हैं जो शरीर के अक्ष के साथ अंगों के विकास को नियंत्रित करते हैं। उनके संरक्षण, कोलीनियरिटी और विशिष्ट कार्यों के कारण, वे शरीर की संरचनात्मक योजना को निर्धारित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। मनुष्यों में, हौक्स जीन भ्रूण के विकास के दौरान महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, और उनमें उत्परिवर्तन जन्मजात दोषों का कारण बन सकते हैं। हौक्स जीनों का अध्ययन विकासवादी जीव विज्ञान और चिकित्सा दोनों के लिए महत्वपूर्ण है।

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

होमियोडोमेन
होमियोडोमेन एक डीएनए-बाइंडिंग डोमेन है जो हौक्स जीनों द्वारा एन्कोड किए गए ट्रांसक्रिप्शन कारकों में पाया जाता है। यह डीएनए से बंधने और जीन अभिव्यक्ति को विनियमित करने के लिए महत्वपूर्ण है।
कोलीनियरिटी
कोलीनियरिटी हौक्स जीनों की एक विशेषता है जिसमें जीन शरीर के अक्ष के साथ एक रैखिक क्रम में व्यवस्थित होते हैं, और उनकी अभिव्यक्ति शरीर के अक्ष के साथ समान क्रम में होती है।

Key Statistics

मानव जीनोम में 39 हौक्स जीन पाए जाते हैं, जो चार हौक्स कॉम्प्लेक्स में व्यवस्थित होते हैं।

Source: National Human Genome Research Institute (NHGRI) (ज्ञान कटऑफ 2023)

लगभग 80% जीन जो जानवरों में पाए जाते हैं, वे हौक्स जीन के समान होमियोबॉक्स अनुक्रम साझा करते हैं।

Source: Current Biology (ज्ञान कटऑफ 2023)

Examples

ड्रोसोफिला में हौक्स जीन

ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर (फल मक्खी) में हौक्स जीन का अध्ययन शरीर के खंडों के विकास को समझने में महत्वपूर्ण रहा है। विभिन्न हौक्स जीन विभिन्न खंडों की पहचान को निर्धारित करते हैं, जैसे कि सिर, वक्ष और पेट।

Frequently Asked Questions

हौक्स जीन और होमियोटिक जीन में क्या अंतर है?

हौक्स जीन होमियोटिक जीन का एक उपसमूह हैं। होमियोटिक जीन वे जीन हैं जो शरीर के खंडों की पहचान को नियंत्रित करते हैं, जबकि हौक्स जीन विशेष रूप से शरीर के अक्ष के साथ अंगों के विकास को नियंत्रित करते हैं।</CONTENT>

Topics Covered

जीव विज्ञानआनुवंशिकीहौक्स जीन, जीन, विकास, आनुवंशिकी