UPSC MainsZOOLOGY-PAPER-II201520 Marks
Q33.

उपयुक्त उदाहरणों सहित पूर्णशक्त (टोटिपोटेंट) तथा बहुशक्त कोशिकाओं में विभेदन कीजिए । मानवीय रोगों में मूल (स्टेम) कोशिकाओं के उपयोग को स्पष्ट कीजिए ।

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, सर्वप्रथम पूर्णशक्त (टोटिपोटेंट) और बहुशक्त (प्लुरिपोटेंट) कोशिकाओं की परिभाषाओं और विशेषताओं को स्पष्ट करना आवश्यक है। फिर, इन दोनों के बीच के अंतर को उदाहरणों के साथ समझाना होगा। इसके बाद, मानवीय रोगों के उपचार में मूल कोशिकाओं (स्टेम कोशिकाओं) के उपयोग के विभिन्न पहलुओं को स्पष्ट करना होगा, जिसमें वर्तमान अनुसंधान और भविष्य की संभावनाएं शामिल हैं। उत्तर को संरचित तरीके से प्रस्तुत करने के लिए, परिभाषा, अंतर, उपयोग और निष्कर्ष जैसे अनुभागों का उपयोग करना उचित होगा।

Model Answer

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Introduction

कोशिका विभेदन (Cell differentiation) एक मूलभूत जैविक प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक अविशिष्ट कोशिका अधिक विशिष्ट प्रकार की कोशिका बन जाती है। इस प्रक्रिया में, कोशिकाएं अपने जीन अभिव्यक्ति पैटर्न को बदलती हैं, जिससे वे विशिष्ट कार्य करने में सक्षम हो जाती हैं। मूल कोशिकाएं (स्टेम कोशिकाएं) अविशिष्ट कोशिकाएं होती हैं जिनमें विभेदन की क्षमता होती है, और इन्हें पूर्णशक्त (टोटिपोटेंट) या बहुशक्त (प्लुरिपोटेंट) के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। इन कोशिकाओं में रोगों के उपचार की अपार संभावनाएं हैं, और इस क्षेत्र में अनुसंधान तेजी से बढ़ रहा है। इस उत्तर में, हम पूर्णशक्त और बहुशक्त कोशिकाओं के बीच अंतर और मानवीय रोगों में मूल कोशिकाओं के उपयोग पर विस्तार से चर्चा करेंगे।

पूर्णशक्त (टोटिपोटेंट) कोशिकाएं

पूर्णशक्त कोशिकाएं वे कोशिकाएं होती हैं जिनमें किसी भी प्रकार की कोशिका में विभेदित होने की क्षमता होती है, जिसमें भ्रूण के बाहर की कोशिकाएं (जैसे प्लेसेंटा) और भ्रूण के भीतर की कोशिकाएं शामिल हैं। इसका अर्थ है कि एक एकल पूर्णशक्त कोशिका पूरे जीव को विकसित करने में सक्षम है। उदाहरण के लिए, निषेचित अंडाणु (zygote) एक पूर्णशक्त कोशिका है।

बहुशक्त (प्लुरिपोटेंट) कोशिकाएं

बहुशक्त कोशिकाएं वे कोशिकाएं होती हैं जिनमें शरीर के तीन मुख्य जर्म परतों (एक्टोडर्म, मेसोडर्म और एंडोडर्म) से उत्पन्न होने वाली किसी भी कोशिका प्रकार में विभेदित होने की क्षमता होती है। हालांकि, वे प्लेसेंटा जैसी अतिरिक्त-भ्रूण कोशिकाएं नहीं बना सकती हैं। भ्रूणीय स्टेम कोशिकाएं (embryonic stem cells) बहुशक्त कोशिकाओं का एक उदाहरण हैं। वयस्क स्टेम कोशिकाएं, जैसे कि अस्थि मज्जा में पाई जाने वाली, आमतौर पर बहुशक्त होती हैं, लेकिन कुछ परिस्थितियों में उन्हें पूर्णशक्त बनने के लिए प्रेरित किया जा सकता है।

पूर्णशक्त और बहुशक्त कोशिकाओं के बीच अंतर

विशेषता पूर्णशक्त कोशिकाएं बहुशक्त कोशिकाएं
विभेदन क्षमता किसी भी कोशिका प्रकार में विभेदित हो सकती हैं (भ्रूण और अतिरिक्त-भ्रूण दोनों) शरीर के तीन जर्म परतों से उत्पन्न होने वाली किसी भी कोशिका प्रकार में विभेदित हो सकती हैं
उदाहरण निषेचित अंडाणु, प्रारंभिक भ्रूण कोशिकाएं भ्रूणीय स्टेम कोशिकाएं, कुछ वयस्क स्टेम कोशिकाएं
विकास क्षमता पूरे जीव को विकसित कर सकती हैं पूरे जीव को विकसित नहीं कर सकती हैं

मानवीय रोगों में मूल कोशिकाओं का उपयोग

मूल कोशिकाओं में मानवीय रोगों के उपचार में क्रांति लाने की क्षमता है। कुछ प्रमुख उपयोग निम्नलिखित हैं:

  • पुनर्योजी चिकित्सा (Regenerative Medicine): मूल कोशिकाएं क्षतिग्रस्त ऊतकों और अंगों को बदलने या मरम्मत करने के लिए उपयोग की जा सकती हैं। उदाहरण के लिए, पार्किंसंस रोग में, डोपामाइन-उत्पादक न्यूरॉन्स को बदलने के लिए मूल कोशिकाओं का उपयोग किया जा रहा है।
  • रोग मॉडलिंग (Disease Modeling): मूल कोशिकाओं का उपयोग प्रयोगशाला में रोगों का अध्ययन करने और नई दवाओं का परीक्षण करने के लिए किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, हृदय रोग के रोगियों से प्राप्त कोशिकाओं का उपयोग हृदय की बीमारियों का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है।
  • दवा की खोज (Drug Discovery): मूल कोशिकाओं का उपयोग नई दवाओं की प्रभावशीलता और सुरक्षा का परीक्षण करने के लिए किया जा सकता है।
  • प्रतिरक्षा चिकित्सा (Immunotherapy): मूल कोशिकाओं का उपयोग प्रतिरक्षा प्रणाली को मजबूत करने और कैंसर जैसी बीमारियों से लड़ने के लिए किया जा सकता है।

उदाहरण: मधुमेह (Diabetes) के रोगियों में, अग्न्याशय (pancreas) की बीटा कोशिकाओं को बदलने के लिए मूल कोशिकाओं का उपयोग करने पर शोध चल रहा है, जो इंसुलिन का उत्पादन करती हैं। इसी तरह, रीढ़ की हड्डी की चोट (spinal cord injury) के रोगियों में, क्षतिग्रस्त तंत्रिका कोशिकाओं को पुनर्स्थापित करने के लिए मूल कोशिकाओं का उपयोग करने की संभावनाएं तलाशी जा रही हैं।

हालांकि, मूल कोशिकाओं के उपयोग से जुड़ी कुछ नैतिक और तकनीकी चुनौतियां भी हैं। भ्रूणीय स्टेम कोशिकाओं का उपयोग नैतिक विवादों को जन्म देता है, जबकि वयस्क स्टेम कोशिकाओं की विभेदन क्षमता सीमित हो सकती है। इसके अतिरिक्त, मूल कोशिकाओं को नियंत्रित तरीके से विभेदित करना और उन्हें शरीर में सुरक्षित रूप से प्रत्यारोपित करना एक जटिल प्रक्रिया है।

Conclusion

संक्षेप में, पूर्णशक्त कोशिकाएं किसी भी कोशिका प्रकार में विभेदित हो सकती हैं, जबकि बहुशक्त कोशिकाएं शरीर के तीन जर्म परतों से उत्पन्न होने वाली कोशिकाओं में विभेदित हो सकती हैं। मूल कोशिकाओं में मानवीय रोगों के उपचार में अपार संभावनाएं हैं, लेकिन उनके उपयोग से जुड़ी चुनौतियों का समाधान करना आवश्यक है। भविष्य में, मूल कोशिका अनुसंधान से नई और प्रभावी उपचार विधियों का विकास होने की उम्मीद है, जो मानव स्वास्थ्य में सुधार लाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाएंगी।

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

विभेदन (Differentiation)
कोशिका विभेदन एक ऐसी प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक अविशिष्ट कोशिका अधिक विशिष्ट प्रकार की कोशिका बन जाती है, जो विशिष्ट कार्य करने में सक्षम होती है।
टोटिपोटेंसी (Totipotency)
टोटिपोटेंसी एक कोशिका की वह क्षमता है जो पूरे जीव को विकसित करने में सक्षम है, जिसमें भ्रूण के बाहर की कोशिकाएं भी शामिल हैं।

Key Statistics

2022 में, वैश्विक स्टेम सेल बाजार का आकार 13.6 बिलियन अमेरिकी डॉलर था और 2028 तक 34.8 बिलियन अमेरिकी डॉलर तक पहुंचने का अनुमान है, जो 16.8% की चक्रवृद्धि वार्षिक वृद्धि दर (CAGR) दर्शाता है।

Source: Global Stem Cell Market Report, 2023

2021 में, स्टेम सेल थेरेपी से संबंधित नैदानिक परीक्षणों की संख्या 3,500 से अधिक थी, जो इस क्षेत्र में अनुसंधान की बढ़ती गति को दर्शाता है।

Source: ClinicalTrials.gov (knowledge cutoff 2023)

Examples

सिकल सेल एनीमिया का उपचार

सिकल सेल एनीमिया एक आनुवंशिक रक्त विकार है। मूल कोशिकाओं का उपयोग अस्थि मज्जा प्रत्यारोपण के माध्यम से स्वस्थ लाल रक्त कोशिकाओं का उत्पादन करने के लिए किया जा रहा है, जिससे इस बीमारी का इलाज संभव हो सकता है।