UPSC MainsBOTANY-PAPER-II20175 Marks
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Q12.

जीन साइलेन्सिंग

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, जीन साइलेन्सिंग की अवधारणा को स्पष्ट रूप से परिभाषित करना आवश्यक है। इसके विभिन्न प्रकारों (जैसे, डीएनए मेथिलिएशन, हिस्टोन मॉडिफिकेशन, आरएनए हस्तक्षेप) और उनके तंत्रों को समझाना होगा। साथ ही, जीन साइलेन्सिंग के जैविक महत्व, रोगों में इसकी भूमिका और जैव प्रौद्योगिकी में इसके अनुप्रयोगों पर भी प्रकाश डालना महत्वपूर्ण है। उत्तर को सुव्यवस्थित करने के लिए, एक तार्किक संरचना का पालन करें, जिसमें परिभाषा, प्रकार, तंत्र, महत्व, रोग और अनुप्रयोग शामिल हों।

Model Answer

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Introduction

जीन साइलेन्सिंग एक ऐसी प्रक्रिया है जिसके द्वारा किसी जीन की अभिव्यक्ति को दबाया या कम किया जाता है, बिना जीन के डीएनए अनुक्रम को बदले। यह कोशिका विभेदन, विकास और पर्यावरणीय प्रतिक्रियाओं जैसे विभिन्न जैविक प्रक्रियाओं में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। हाल के वर्षों में, जीन साइलेन्सिंग ने कैंसर, हृदय रोग और न्यूरोडीजेनेरेटिव विकारों सहित विभिन्न रोगों के अध्ययन और उपचार में महत्वपूर्ण ध्यान आकर्षित किया है। जीन साइलेन्सिंग की समझ हमें जीन अभिव्यक्ति को नियंत्रित करने और बीमारियों के लिए नए चिकित्सीय दृष्टिकोण विकसित करने में मदद करती है।

जीन साइलेन्सिंग: एक विस्तृत विवरण

जीन साइलेन्सिंग एक महत्वपूर्ण जैविक प्रक्रिया है जो जीन अभिव्यक्ति को नियंत्रित करती है। यह प्रक्रिया कोशिका के विकास, विभेदन और पर्यावरणीय परिवर्तनों के प्रति प्रतिक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। जीन साइलेन्सिंग विभिन्न तंत्रों के माध्यम से हो सकती है, जिनमें शामिल हैं:

1. डीएनए मेथिलिएशन (DNA Methylation)

डीएनए मेथिलिएशन में डीएनए अणु में साइटोसिन बेस में मिथाइल समूह का जुड़ना शामिल है। यह प्रक्रिया जीन की अभिव्यक्ति को दबा सकती है, क्योंकि यह ट्रांसक्रिप्शन कारकों को डीएनए से बांधने से रोकती है। डीएनए मेथिलिएशन एपिजेनेटिक परिवर्तन का एक उदाहरण है, जिसका अर्थ है कि यह डीएनए अनुक्रम को बदले बिना जीन अभिव्यक्ति को प्रभावित करता है।

2. हिस्टोन मॉडिफिकेशन (Histone Modification)

हिस्टोन प्रोटीन डीएनए को क्रोमेटिन में व्यवस्थित करने में मदद करते हैं। हिस्टोन मॉडिफिकेशन, जैसे कि एसिटिलेशन, मेथिलिएशन और फॉस्फोराइलेशन, क्रोमेटिन संरचना को बदल सकते हैं और जीन अभिव्यक्ति को प्रभावित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, हिस्टोन एसिटिलेशन जीन अभिव्यक्ति को बढ़ाता है, जबकि हिस्टोन मेथिलिएशन जीन अभिव्यक्ति को दबा सकता है।

3. आरएनए हस्तक्षेप (RNA Interference - RNAi)

आरएनए हस्तक्षेप एक ऐसी प्रक्रिया है जिसके द्वारा छोटे आरएनए अणु (जैसे, माइक्रोआरएनए और छोटे हस्तक्षेप करने वाले आरएनए) विशिष्ट एमआरएनए अणुओं से बंधते हैं और उनके अनुवाद को रोकते हैं। यह जीन अभिव्यक्ति को कम करने का एक शक्तिशाली तरीका है। आरएनए हस्तक्षेप का उपयोग अनुसंधान और चिकित्सीय अनुप्रयोगों में जीन अभिव्यक्ति को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है।

जीन साइलेन्सिंग का जैविक महत्व

  • कोशिका विभेदन: जीन साइलेन्सिंग कोशिका विभेदन के दौरान विशिष्ट जीन को बंद करने में मदद करती है, जिससे कोशिकाएं अपने विशिष्ट कार्यों को करने में सक्षम होती हैं।
  • विकास: जीन साइलेन्सिंग विकास के दौरान जीन अभिव्यक्ति को नियंत्रित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि जीव सही ढंग से विकसित हो।
  • पर्यावरणीय प्रतिक्रिया: जीन साइलेन्सिंग कोशिकाओं को पर्यावरणीय परिवर्तनों के प्रति प्रतिक्रिया करने में मदद करती है, जैसे कि तनाव और संक्रमण।

रोगों में जीन साइलेन्सिंग की भूमिका

जीन साइलेन्सिंग विभिन्न रोगों के विकास में शामिल हो सकती है, जिनमें शामिल हैं:

  • कैंसर: कैंसर कोशिकाओं में अक्सर ट्यूमर सप्रेसर जीन साइलेंट हो जाते हैं, जिससे अनियंत्रित कोशिका वृद्धि होती है।
  • हृदय रोग: जीन साइलेन्सिंग हृदय रोग के विकास में योगदान कर सकती है, जैसे कि एथेरोस्क्लेरोसिस और हृदय विफलता।
  • न्यूरोडीजेनेरेटिव विकार: जीन साइलेन्सिंग न्यूरोडीजेनेरेटिव विकारों के विकास में शामिल हो सकती है, जैसे कि अल्जाइमर रोग और पार्किंसंस रोग।

जैव प्रौद्योगिकी में जीन साइलेन्सिंग के अनुप्रयोग

जीन साइलेन्सिंग का उपयोग जैव प्रौद्योगिकी में विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है, जिनमें शामिल हैं:

  • फसल सुधार: जीन साइलेन्सिंग का उपयोग फसलों को कीटों और रोगों के प्रति अधिक प्रतिरोधी बनाने के लिए किया जा सकता है।
  • दवा विकास: जीन साइलेन्सिंग का उपयोग नई दवाओं को विकसित करने और परीक्षण करने के लिए किया जा सकता है।
  • जीन थेरेपी: जीन साइलेन्सिंग का उपयोग बीमारियों के इलाज के लिए जीन अभिव्यक्ति को नियंत्रित करने के लिए किया जा सकता है।

उदाहरण के लिए, आरएनए हस्तक्षेप (RNAi) का उपयोग कैंसर के उपचार के लिए एक आशाजनक दृष्टिकोण के रूप में किया जा रहा है, जहां विशिष्ट जीन को साइलेंट करके कैंसर कोशिकाओं की वृद्धि को रोका जा सकता है।

Conclusion

संक्षेप में, जीन साइलेन्सिंग एक जटिल और महत्वपूर्ण जैविक प्रक्रिया है जो जीन अभिव्यक्ति को नियंत्रित करती है और कोशिका के विकास, विभेदन और पर्यावरणीय प्रतिक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। यह विभिन्न रोगों के विकास में शामिल हो सकती है और जैव प्रौद्योगिकी में इसके कई अनुप्रयोग हैं। जीन साइलेन्सिंग की गहरी समझ हमें बीमारियों के लिए नए चिकित्सीय दृष्टिकोण विकसित करने और जीवन की गुणवत्ता में सुधार करने में मदद कर सकती है। भविष्य में, जीन साइलेन्सिंग तकनीकों का उपयोग व्यक्तिगत चिकित्सा और रोग निवारण में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता 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

क्रोमेटिन (Chromatin)
क्रोमेटिन डीएनए और प्रोटीन (मुख्य रूप से हिस्टोन) का एक जटिल मिश्रण है जो यूकेरियोटिक कोशिकाओं के नाभिक में पाया जाता है। क्रोमेटिन संरचना जीन अभिव्यक्ति को नियंत्रित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।

Key Statistics

2022 में, वैश्विक आरएनए हस्तक्षेप (RNAi) बाजार का आकार 1.2 बिलियन अमेरिकी डॉलर था और 2028 तक 3.5 बिलियन अमेरिकी डॉलर तक पहुंचने का अनुमान है, जो 19.2% की चक्रवृद्धि वार्षिक वृद्धि दर (CAGR) दर्शाता है।

Source: Global RNA Interference (RNAi) Market Report, 2023

अनुमान है कि मानव जीनोम का लगभग 60-80% हिस्सा एपिजेनेटिक रूप से विनियमित है।

Source: National Human Genome Research Institute (NHGRI) - Knowledge Cutoff 2023

Examples

सिस्टिक फाइब्रोसिस (Cystic Fibrosis)

सिस्टिक फाइब्रोसिस एक आनुवंशिक विकार है जो फेफड़ों और पाचन तंत्र को प्रभावित करता है। जीन साइलेन्सिंग का उपयोग CFTR जीन के दोषपूर्ण संस्करण को साइलेंट करने और लक्षणों को कम करने के लिए किया जा रहा है।

Topics Covered

जीव विज्ञानआनुवंशिकीजीन विनियमनआरएनएएपिजेनेटिक्स