UPSC MainsAGRICULTURE-PAPER-I201412 Marks
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Q11.

डी एन ए' आनुवंशिक सामग्री है। डी एन ए किस प्रकार विभिन्न विशेषकों के विकास में योगदान करता हैं ?

How to Approach

This question requires a thorough understanding of DNA's role in species development. The approach should begin by defining DNA and its structure. Then, explain how DNA carries genetic information and how mutations, recombination, and gene expression contribute to variation within populations, ultimately driving speciation. Illustrate with examples like antibiotic resistance in bacteria and the evolution of Darwin's finches. Structure the answer around the mechanisms of genetic change and their impact on phenotypic traits. Conclude by emphasizing the ongoing nature of DNA’s contribution to biodiversity.

Model Answer

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Introduction

डीएनए (डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड) जीवन की आनुवंशिक सामग्री है, जो जीवों में वंशानुगत जानकारी को संग्रहीत और प्रसारित करता है। यह एक डबल-हेलिक्स संरचना है जो न्यूक्लियोटाइड से बनी होती है, जिनमें एडेनिन (A), गुआनिन (G), साइटोसिन (C), और थाइमिन (T) होते हैं। डीएनए का क्रम जीवों के लक्षणों को निर्धारित करता है और पीढ़ी दर पीढ़ी प्रसारित होता है। हाल के वर्षों में, जीनोम संपादन तकनीकों, जैसे CRISPR-Cas9, ने डीएनए के बारे में हमारी समझ और इसे हेरफेर करने की क्षमता में क्रांति ला दी है। यह प्रश्न डीएनए की भूमिका और यह विभिन्न प्रजातियों के विकास में कैसे योगदान देता है, इस पर केंद्रित है।

डीएनए की संरचना और कार्य

डीएनए एक लंबी, डबल-हेलिक्स अणु है। इसकी संरचना दो स्ट्रैंड से बनी होती है जो एक दूसरे के चारों ओर लिपटे होते हैं। प्रत्येक स्ट्रैंड न्यूक्लियोटाइड से बना होता है। न्यूक्लियोटाइड में तीन भाग होते हैं: एक चीनी अणु (डीऑक्सीराइबोज), एक फॉस्फेट समूह और एक नाइट्रोजनस बेस। चार प्रकार के नाइट्रोजनस बेस होते हैं: एडेनिन (A), गुआनिन (G), साइटोसिन (C), और थाइमिन (T)। डीएनए अणु में, एडेनिन हमेशा थाइमिन के साथ जोड़ता है, और गुआनिन हमेशा साइटोसिन के साथ जोड़ता है। इन बेस पेयरिंग के नियमों के कारण डीएनए अणु को दो स्ट्रैंड से अलग करना और फिर उन्हें एक साथ जोड़ना संभव है।

डीएनए और आनुवंशिक विविधता

डीएनए में निहित जानकारी जीवों के लक्षणों को निर्धारित करती है। आनुवंशिक विविधता जीवों के डीएनए में अंतर के कारण उत्पन्न होती है। यह विविधता कई तंत्रों के माध्यम से उत्पन्न हो सकती है:

  • उत्परिवर्तन (Mutations): डीएनए में परिवर्तन, जो यादृच्छिक रूप से होते हैं। ये परिवर्तन हानिकारक, तटस्थ या लाभकारी हो सकते हैं।
  • आनुवंशिक पुनर्संयोजन (Genetic Recombination): मेयोसिस (meiosis) के दौरान, गुणसूत्रों के टुकड़ों का आदान-प्रदान होता है, जिससे नए जीन संयोजनों का निर्माण होता है।
  • जीन प्रवाह (Gene Flow): एक आबादी से दूसरी आबादी में जीन का स्थानांतरण।
  • आनुवंशिक विचलन (Genetic Drift): एक छोटी आबादी में, कुछ जीन आवृत्तियाँ संयोग से बढ़ या घट सकती हैं।

विशेषकों के विकास में डीएनए का योगदान

डीएनए में होने वाले परिवर्तन, जैसे कि उत्परिवर्तन और पुनर्संयोजन, नई विशेषताओं को जन्म दे सकते हैं। यदि ये विशेषताएं जीवों को उनके वातावरण में जीवित रहने और प्रजनन करने में मदद करती हैं, तो वे प्राकृतिक चयन द्वारा चुने जाने की अधिक संभावना रखते हैं। समय के साथ, यह नई प्रजातियों के विकास की ओर ले जा सकता है।

उत्परिवर्तन और अनुकूलन

डीएनए में उत्परिवर्तन नई विशेषताओं को उत्पन्न कर सकते हैं जो जीवों को उनके वातावरण के अनुकूल बनाने में मदद कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, कुछ जीवाणुओं ने एंटीबायोटिक दवाओं के प्रतिरोध के लिए जीन विकसित किए हैं। ये जीन जीवाणुओं को एंटीबायोटिक दवाओं के हानिकारक प्रभावों से बचाने में मदद करते हैं।

आनुवंशिक पुनर्संयोजन और प्रजाति निर्माण

आनुवंशिक पुनर्संयोजन जीवों के बीच आनुवंशिक सामग्री को मिलाने का एक महत्वपूर्ण तरीका है। यह नई विशेषताओं को उत्पन्न कर सकता है जो जीवों को उनके वातावरण के अनुकूल बनाने में मदद कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, डार्विन के फिंच (Darwin's finches) गैलापागोस द्वीपसमूह में विभिन्न प्रकार के बीज खाने के लिए अलग-अलग चोंच के आकार विकसित करने के लिए आनुवंशिक पुनर्संयोजन का उपयोग करते हैं।

जीन अभिव्यक्ति और फेनोटाइप

डीएनए में मौजूद जानकारी सीधे तौर पर फेनोटाइप (phenotype) - यानी, अवलोकन योग्य विशेषताओं - को निर्धारित नहीं करती है। जीन अभिव्यक्ति (gene expression) की प्रक्रिया, जिसके द्वारा डीएनए में निहित जानकारी प्रोटीन में परिवर्तित होती है, एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। जीन अभिव्यक्ति पर्यावरणीय कारकों से प्रभावित हो सकती है, जिससे एक ही जीनोटाइप (genotype) वाले जीवों में भी भिन्न फेनोटाइप हो सकते हैं।

डीएनए प्रौद्योगिकी और विकास अध्ययन

आधुनिक डीएनए प्रौद्योगिकी, जैसे कि डीएनए अनुक्रमण (DNA sequencing), वैज्ञानिकों को विभिन्न प्रजातियों के डीएनए की तुलना करने और उनके विकासवादी संबंधों को समझने में मदद कर रही है। CRISPR-Cas9 जैसी जीनोम संपादन तकनीकें, डीएनए को सटीक रूप से बदलने की क्षमता प्रदान करती हैं, जिससे विकासवादी प्रक्रियाओं का अध्ययन करना और नए उपचार विकसित करना संभव हो गया है।

प्रक्रिया विवरण विकास पर प्रभाव
उत्परिवर्तन डीएनए अनुक्रम में यादृच्छिक परिवर्तन नई विशेषताओं का परिचय, अनुकूलन
आनुवंशिक पुनर्संयोजन गुणसूत्रों का आदान-प्रदान आनुवंशिक विविधता में वृद्धि
जीन प्रवाह जनसंख्याओं के बीच जीन का स्थानांतरण आनुवंशिक विविधता में वृद्धि

Conclusion

सारांश में, डीएनए जीवों के विकास में एक केंद्रीय भूमिका निभाता है। डीएनए में होने वाले परिवर्तन, आनुवंशिक पुनर्संयोजन और जीन अभिव्यक्ति के माध्यम से, नई विशेषताओं को जन्म देते हैं जो जीवों को उनके वातावरण के अनुकूल बनाने में मदद कर सकते हैं। डीएनए प्रौद्योगिकी के विकास ने हमारे विकासवादी इतिहास और जीवन की जटिलताओं को समझने की क्षमता को और बढ़ा दिया है। भविष्य में, जीनोम संपादन और अन्य डीएनए-आधारित प्रौद्योगिकियां विकासवादी अनुसंधान और जैव प्रौद्योगिकी में और अधिक प्रगति की संभावना प्रदान करती हैं।

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

जीनोटाइप (Genotype)
एक जीव का आनुवंशिक संघटन, यानी उसके डीएनए में मौजूद जीन का विशिष्ट सेट।
फेनोटाइप (Phenotype)
एक जीव के अवलोकन योग्य लक्षण, जो उसके आनुवंशिक संघटन और पर्यावरण कारकों के बीच परस्पर क्रिया का परिणाम होते हैं।

Key Statistics

मानव जीनोम में लगभग 3 बिलियन डीएनए बेस जोड़े होते हैं।

Source: National Human Genome Research Institute

CRISPR-Cas9 तकनीक का उपयोग करके, वैज्ञानिक डीएनए को सटीक रूप से संपादित करने और विशिष्ट जीनों को लक्षित करने में सक्षम हैं।

Source: Broad Institute

Examples

एंटीबायोटिक प्रतिरोध

जीवाणुओं में डीएनए उत्परिवर्तन के माध्यम से एंटीबायोटिक दवाओं के प्रति प्रतिरोधक क्षमता विकसित करना, जो उन्हें जीवित रहने और प्रजनन करने की अनुमति देता है।

Frequently Asked Questions

डीएनए उत्परिवर्तन हमेशा हानिकारक होते हैं?

नहीं, डीएनए उत्परिवर्तन हानिकारक, तटस्थ या लाभकारी हो सकते हैं। लाभकारी उत्परिवर्तन जीवों को उनके वातावरण के अनुकूल बनाने में मदद कर सकते हैं।

Topics Covered

Science and TechnologyBiologyDNAGeneticsTraits