Model Answer
0 min readIntroduction
जीन अंतरण, जिसे आनुवंशिक रूपांतरण भी कहा जाता है, एक ऐसी प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक जीव में बाहरी डीएनए प्रवेश करता है और उसके जीनोम का हिस्सा बन जाता है। यह प्रक्रिया सूक्ष्मजीवों में स्वाभाविक रूप से होती है, लेकिन इसका उपयोग जैव प्रौद्योगिकी और आनुवंशिक इंजीनियरिंग में भी किया जाता है। जीन अंतरण की विधियाँ जीवों के बीच आनुवंशिक सामग्री के हस्तांतरण को सक्षम बनाती हैं, जिससे नए लक्षणों का विकास और सुधार होता है। यह कृषि, चिकित्सा और पर्यावरण विज्ञान जैसे क्षेत्रों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
जीन अंतरण की विधियाँ
जीन अंतरण की विधियों को मुख्य रूप से दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: प्राकृतिक जीन अंतरण और कृत्रिम जीन अंतरण।
1. प्राकृतिक जीन अंतरण (Natural Gene Transfer)
यह प्रक्रिया जीवों में स्वाभाविक रूप से होती है और इसमें तीन मुख्य विधियाँ शामिल हैं:
(i) रूपांतरण (Transformation)
- सिद्धांत: जीवाणु कोशिकाएं अपने आसपास के वातावरण से मुक्त डीएनए को अवशोषित कर सकती हैं।
- प्रक्रिया: मुक्त डीएनए कोशिका झिल्ली में प्रवेश करता है और कोशिका के जीनोम में एकीकृत हो जाता है।
- उदाहरण: Streptococcus pneumoniae में रूपांतरण, जो ग्रिफ़िथ के प्रयोग में देखा गया था।
(ii) संयुग्मन (Conjugation)
- सिद्धांत: दो जीवाणु कोशिकाओं के बीच प्रत्यक्ष संपर्क के माध्यम से डीएनए का हस्तांतरण।
- प्रक्रिया: एक जीवाणु कोशिका (दाता) एक प्लास्मिड (एक छोटा, गोलाकार डीएनए अणु) को दूसरी कोशिका (प्राप्तकर्ता) में स्थानांतरित करती है। यह प्रक्रिया पाइलस नामक एक संरचना के माध्यम से होती है।
- उदाहरण: E. coli में संयुग्मन, जिसमें F-प्लास्मिड का हस्तांतरण शामिल है।
(iii) ट्रांसडक्शन (Transduction)
- सिद्धांत: जीवाणु वायरस (बैक्टीरियोफेज) के माध्यम से डीएनए का हस्तांतरण।
- प्रक्रिया: बैक्टीरियोफेज एक जीवाणु कोशिका को संक्रमित करता है, डीएनए को एकीकृत करता है, और फिर एक नई बैक्टीरियोफेज कण बनाता है। जब यह कण दूसरी कोशिका को संक्रमित करता है, तो यह जीवाणु डीएनए को स्थानांतरित कर देता है।
- उदाहरण: लैम्ब्डा फेज द्वारा E. coli में ट्रांसडक्शन।
2. कृत्रिम जीन अंतरण (Artificial Gene Transfer)
ये विधियाँ प्रयोगशाला में आनुवंशिक सामग्री को स्थानांतरित करने के लिए विकसित की गई हैं।
(i) इलेक्ट्रोपोरेशन (Electroporation)
- सिद्धांत: विद्युत क्षेत्र का उपयोग करके कोशिका झिल्ली में छिद्र बनाना, जिससे डीएनए प्रवेश कर सके।
- प्रक्रिया: कोशिकाओं को एक विद्युत क्षेत्र के संपर्क में लाया जाता है, जिससे कोशिका झिल्ली में अस्थायी छिद्र बन जाते हैं। इन छिद्रों के माध्यम से डीएनए प्रवेश करता है।
- उपयोग: जीवाणु, यीस्ट और पौधों की कोशिकाओं में जीन अंतरण के लिए उपयोग किया जाता है।
(ii) जीन गन (Gene Gun) / बायोलिस्टिक्स (Biolistics)
- सिद्धांत: उच्च वेग पर डीएनए-लेपित सोने या टंगस्टन के कणों को कोशिकाओं में शूट करना।
- प्रक्रिया: डीएनए को छोटे धातु के कणों पर लेपित किया जाता है और फिर उन्हें एक "गन" का उपयोग करके कोशिकाओं में शूट किया जाता है।
- उपयोग: पौधों में जीन अंतरण के लिए विशेष रूप से उपयोगी, क्योंकि उनकी कोशिका भित्ति मोटी होती है।
(iii) माइक्रोइंजेक्शन (Microinjection)
- सिद्धांत: एक सूक्ष्म सुई का उपयोग करके सीधे कोशिका के नाभिक में डीएनए इंजेक्ट करना।
- प्रक्रिया: एक बहुत ही पतली सुई का उपयोग करके डीएनए को सीधे कोशिका के नाभिक में इंजेक्ट किया जाता है।
- उपयोग: जानवरों की कोशिकाओं और भ्रूणों में जीन अंतरण के लिए उपयोग किया जाता है।
(iv) वायरल वेक्टर (Viral Vectors)
- सिद्धांत: जीन को ले जाने के लिए संशोधित वायरस का उपयोग करना।
- प्रक्रिया: वायरस के जीनोम से रोगजनक जीन को हटा दिया जाता है और वांछित जीन को डाला जाता है। फिर यह संशोधित वायरस कोशिकाओं को संक्रमित करता है और जीन को स्थानांतरित करता है।
- उदाहरण: एडेनोवायरस, रेट्रोवायरस, और एडनो-एसोसिएटेड वायरस (AAV) का उपयोग जीन थेरेपी में किया जाता है।
| विधि | सिद्धांत | लाभ | सीमाएँ |
|---|---|---|---|
| रूपांतरण | मुक्त डीएनए का अवशोषण | सरल, कम खर्चीला | कम दक्षता |
| संयुग्मन | प्रत्यक्ष संपर्क द्वारा डीएनए हस्तांतरण | प्लास्मिड का हस्तांतरण | कोशिका संपर्क की आवश्यकता |
| ट्रांसडक्शन | वायरस द्वारा डीएनए हस्तांतरण | उच्च दक्षता | वायरस का उपयोग |
| इलेक्ट्रोपोरेशन | विद्युत क्षेत्र द्वारा कोशिका झिल्ली में छिद्र | विभिन्न कोशिकाओं पर लागू | कोशिका क्षति का खतरा |
Conclusion
जीन अंतरण की विभिन्न विधियाँ जैव प्रौद्योगिकी और आनुवंशिक इंजीनियरिंग के लिए महत्वपूर्ण उपकरण हैं। प्राकृतिक विधियाँ सूक्ष्मजीवों में आनुवंशिक विविधता को बढ़ावा देती हैं, जबकि कृत्रिम विधियाँ वैज्ञानिकों को विशिष्ट जीन को लक्षित कोशिकाओं में स्थानांतरित करने की अनुमति देती हैं। इन विधियों का उपयोग कृषि, चिकित्सा और पर्यावरण विज्ञान में सुधार के लिए किया जा रहा है। भविष्य में, जीन अंतरण तकनीकों में और अधिक परिशुद्धता और दक्षता लाने पर ध्यान केंद्रित किया जाएगा, जिससे जीन थेरेपी और आनुवंशिक सुधार के नए अवसर खुलेंगे।
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