UPSC MainsBOTANY-PAPER-II201610 Marks
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Q4.

सी-मान विरोधाभास

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, सी-मान विरोधाभास (C-value paradox) की अवधारणा को स्पष्ट रूप से समझाना आवश्यक है। इसके कारणों, निहितार्थों और हालिया शोधों के माध्यम से इस विरोधाभास को हल करने के प्रयासों पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए। उत्तर में आनुवंशिकी, जीनोम आकार और जटिलता के बीच संबंध को स्पष्ट करने के लिए उदाहरणों का उपयोग करना महत्वपूर्ण है। संरचना में, पहले विरोधाभास को परिभाषित करें, फिर इसके कारणों की व्याख्या करें, और अंत में, इसे हल करने के लिए किए गए प्रयासों पर चर्चा करें।

Model Answer

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Introduction

सी-मान विरोधाभास (C-value paradox) जीव विज्ञान और आनुवंशिकी के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण पहेली है। यह विरोधाभास 1950 के दशक में रेबेका लैन्गे द्वारा खोजा गया था, जिन्होंने पाया कि जीवों की जीनोम में डीएनए की मात्रा (सी-मान) उनके जैविक जटिलता के साथ सीधे तौर पर संबंधित नहीं है। सरल जीवों में जटिल जीवों की तुलना में अधिक डीएनए पाया जा सकता है, जो आनुवंशिकी के मूलभूत सिद्धांतों के खिलाफ जाता है। यह विरोधाभास इस सवाल को उठाता है कि जीवों के जीनोम में इतना अधिक गैर-कोडिंग डीएनए (non-coding DNA) क्यों मौजूद है और इसका क्या कार्य है।

सी-मान विरोधाभास: एक विस्तृत विवरण

सी-मान विरोधाभास (C-value paradox) जीवों के जीनोम आकार और उनकी जैविक जटिलता के बीच अप्रत्याशित संबंध को संदर्भित करता है। सी-मान, एक द्विगुणित जीनोम में डीएनए की मात्रा को दर्शाता है, जिसे पिको ग्राम (pg) में मापा जाता है। विरोधाभास यह है कि जीवों की जटिलता में वृद्धि के साथ सी-मान में समान रूप से वृद्धि नहीं होती है। वास्तव में, कुछ सरल जीवों में जटिल जीवों की तुलना में अधिक डीएनए होता है।

विरोधाभास के कारण

सी-मान विरोधाभास के कई संभावित कारण हैं:

  • गैर-कोडिंग डीएनए की प्रचुरता: अधिकांश यूकेरियोटिक जीनोम का एक बड़ा हिस्सा गैर-कोडिंग डीएनए से बना होता है, जिसमें इंट्रॉन, ट्रांसपोज़ेबल तत्व और दोहराए जाने वाले अनुक्रम शामिल हैं। इन अनुक्रमों का कार्य पूरी तरह से समझा नहीं गया है, लेकिन वे जीनोम आकार में महत्वपूर्ण योगदान करते हैं।
  • जीनोम दोहराव: जीनोम में डीएनए के अनुक्रमों का दोहराव भी सी-मान को बढ़ा सकता है। यह दोहराव विभिन्न तंत्रों के माध्यम से हो सकता है, जैसे कि ट्रांसपोज़ेबल तत्वों का सम्मिलन और पूरे जीनोम का दोहराव।
  • पॉलीप्लोइडी: कुछ जीवों में, पूरे जीनोम का दोहराव होता है, जिसे पॉलीप्लोइडी कहा जाता है। यह जीनोम आकार में अचानक वृद्धि का कारण बन सकता है।
  • विकासवादी इतिहास: जीनोम आकार जीवों के विकासवादी इतिहास से भी प्रभावित हो सकता है। कुछ जीवों ने अपने पूर्वजों से अधिक डीएनए विरासत में प्राप्त किया हो सकता है, भले ही उन्हें इसकी आवश्यकता न हो।

विरोधाभास को हल करने के प्रयास

सी-मान विरोधाभास को हल करने के लिए कई प्रयास किए गए हैं। कुछ प्रमुख दृष्टिकोण निम्नलिखित हैं:

  • गैर-कोडिंग डीएनए के कार्यों की खोज: हाल के शोधों से पता चला है कि गैर-कोडिंग डीएनए कई महत्वपूर्ण कार्यों में शामिल होता है, जैसे कि जीन विनियमन, क्रोमेटिन संरचना और जीनोम स्थिरता।
  • जीनोम आकार और जटिलता के बीच संबंध का पुनर्मूल्यांकन: कुछ शोधकर्ताओं का तर्क है कि जीनोम आकार और जटिलता के बीच संबंध रैखिक नहीं है। वे सुझाव देते हैं कि जटिलता को मापने के लिए अन्य कारकों, जैसे कि जीन अभिव्यक्ति और प्रोटीन-प्रोटीन इंटरैक्शन पर विचार करना महत्वपूर्ण है।
  • विकासवादी दृष्टिकोण: विकासवादी दृष्टिकोण से, सी-मान विरोधाभास को जीनोम आकार में प्राकृतिक चयन के दबाव के परिणामस्वरूप समझा जा सकता है। कुछ मामलों में, बड़े जीनोम आकार फायदेमंद हो सकते हैं, भले ही वे जटिलता में वृद्धि न करें।

उदाहरण

एक उल्लेखनीय उदाहरण एम्फीबियन (उभयचर) का है। कुछ उभयचर प्रजातियों में, जैसे कि तिट्रोन (Triturus), मनुष्यों की तुलना में दस गुना अधिक डीएनए होता है, लेकिन वे मनुष्यों की तुलना में अधिक जटिल नहीं होते हैं। यह अंतर जीनोम दोहराव और पॉलीप्लोइडी के कारण होता है।

जीव सी-मान (pg) जटिलता
ई. कोलाई (E. coli) 0.006 सरल
ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर (Drosophila melanogaster) 0.03 मध्यम
मनुष्य 6.0 जटिल
तिट्रोन (Triturus) 60.0 मध्यम

Conclusion

सी-मान विरोधाभास जीव विज्ञान के सबसे आकर्षक और चुनौतीपूर्ण विरोधाभासों में से एक है। हालांकि इस विरोधाभास को पूरी तरह से समझा नहीं गया है, लेकिन हाल के शोधों ने गैर-कोडिंग डीएनए के कार्यों और जीनोम आकार के विकासवादी महत्व के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान की है। भविष्य के शोध से इस विरोधाभास को हल करने और जीवों के जीनोम की जटिलता को समझने में मदद मिलेगी।

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

सी-मान (C-value)
सी-मान एक द्विगुणित कोशिका के नाभिक में डीएनए की मात्रा को दर्शाता है, जिसे पिको ग्राम (pg) में मापा जाता है। यह जीवों के जीनोम आकार का एक माप है।
गैर-कोडिंग डीएनए (Non-coding DNA)
गैर-कोडिंग डीएनए डीएनए का वह हिस्सा है जो प्रोटीन बनाने के लिए कोड नहीं करता है। इसमें इंट्रॉन, ट्रांसपोज़ेबल तत्व और दोहराए जाने वाले अनुक्रम शामिल हैं।

Key Statistics

मानव जीनोम में लगभग 3 बिलियन बेस जोड़े होते हैं, जबकि एक साधारण जीवाणु, जैसे कि <i>ई. कोलाई</i>, में लगभग 4.6 मिलियन बेस जोड़े होते हैं। (स्रोत: राष्ट्रीय मानव जीनोम अनुसंधान संस्थान, 2023)

Source: राष्ट्रीय मानव जीनोम अनुसंधान संस्थान (NHGRI), 2023

अनुमान है कि मानव जीनोम का लगभग 98% गैर-कोडिंग डीएनए है। (स्रोत: ENCODE परियोजना, 2012)

Source: ENCODE परियोजना, 2012

Examples

पॉलीप्लोइडी और गेहूं

गेहूं (<i>ट्रिटिकम एस्टिवम</i>) पॉलीप्लोइड है, जिसका अर्थ है कि इसमें छह सेट क्रोमोसोम होते हैं। यह पॉलीप्लोइडी गेहूं के बड़े जीनोम आकार और जटिल आनुवंशिक संरचना में योगदान करती है।

Frequently Asked Questions

क्या सी-मान विरोधाभास का कोई व्यावहारिक महत्व है?

हाँ, सी-मान विरोधाभास का व्यावहारिक महत्व है। यह हमें जीनोम आकार और जटिलता के बीच संबंध को समझने में मदद करता है, जो जैव प्रौद्योगिकी और चिकित्सा जैसे क्षेत्रों में महत्वपूर्ण है।

Topics Covered

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