Model Answer
0 min readIntroduction
पॉलिमरेज़ चेन प्रतिक्रिया (पी.सी.आर.) एक आणविक जीवविज्ञान तकनीक है जिसका उपयोग डीएनए के विशिष्ट खंडों की लाखों प्रतियां बनाने के लिए किया जाता है। यह तकनीक 1983 में कैरी मुलीस द्वारा विकसित की गई थी, जिसके लिए उन्हें 1993 में रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार मिला। पी.सी.आर. ने चिकित्सा, फोरेंसिक विज्ञान, और अनुसंधान जैसे क्षेत्रों में क्रांति ला दी है, जिससे रोगों का निदान, आनुवंशिक अध्ययन और डीएनए फिंगरप्रिंटिंग संभव हो पाया है। यह तकनीक डीएनए के छोटे से नमूने से भी बड़ी मात्रा में डीएनए प्राप्त करने की क्षमता प्रदान करती है।
पॉलिमरेज़ चेन प्रतिक्रिया (पी.सी.आर.) का सिद्धांत
पी.सी.आर. का सिद्धांत डीएनए के दोहराव (replication) की प्राकृतिक प्रक्रिया पर आधारित है। इसमें डीएनए के दोहरे हेलिक्स को अलग करके, फिर विशिष्ट अनुक्रमों को जोड़ने के लिए प्राइमर का उपयोग करके, और अंत में डीएनए पॉलिमरेज़ एंजाइम का उपयोग करके नए डीएनए स्ट्रैंड का निर्माण किया जाता है। यह प्रक्रिया कई चक्रों में दोहराई जाती है, जिससे डीएनए की घातीय वृद्धि होती है।
पी.सी.आर. में सम्मिलित चरण
पी.सी.आर. में मुख्य रूप से तीन चरण शामिल होते हैं:
- डीनेचुरेशन (Denaturation): इस चरण में, डीएनए के दोहरे हेलिक्स को उच्च तापमान (लगभग 94-98°C) पर गर्म किया जाता है, जिससे हाइड्रोजन बंधन टूट जाते हैं और डीएनए दो अलग-अलग स्ट्रैंड में विभाजित हो जाता है।
- एनिलिंग (Annealing): इस चरण में, तापमान को कम किया जाता है (लगभग 50-65°C) ताकि प्राइमर डीएनए के एकल स्ट्रैंड से जुड़ सकें। प्राइमर छोटे डीएनए खंड होते हैं जो डीएनए के विशिष्ट अनुक्रमों के पूरक होते हैं।
- एक्सटेंशन (Extension): इस चरण में, डीएनए पॉलिमरेज़ एंजाइम प्राइमर से शुरू होकर डीएनए स्ट्रैंड का निर्माण करता है, जो डीएनए के टेम्पलेट स्ट्रैंड के पूरक होता है। यह चरण लगभग 72°C पर होता है।
ये तीन चरण एक चक्र बनाते हैं, और इस चक्र को 25-35 बार दोहराया जाता है, जिससे डीएनए की लाखों प्रतियां बन जाती हैं।
पी.सी.आर. के चिकित्सकीय अनुप्रयोग
पी.सी.आर. तकनीक का चिकित्सा क्षेत्र में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। कुछ प्रमुख अनुप्रयोग निम्नलिखित हैं:
- संक्रामक रोगों का निदान: पी.सी.आर. का उपयोग बैक्टीरिया, वायरस और अन्य रोगजनकों की उपस्थिति का पता लगाने के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, कोविड-19 महामारी के दौरान आरटी-पी.सी.आर. (रिवर्स ट्रांसक्रिप्टेज पी.सी.आर.) का उपयोग वायरस के जीनोम का पता लगाने के लिए किया गया था।
- आनुवंशिक रोगों का निदान: पी.सी.आर. का उपयोग आनुवंशिक रोगों के लिए जिम्मेदार जीन में उत्परिवर्तन (mutations) का पता लगाने के लिए किया जाता है।
- कैंसर का निदान और निगरानी: पी.सी.आर. का उपयोग कैंसर कोशिकाओं में विशिष्ट जीन की अभिव्यक्ति का पता लगाने और कैंसर के उपचार की प्रभावशीलता की निगरानी के लिए किया जाता है।
- डीएनए फिंगरप्रिंटिंग: पी.सी.आर. का उपयोग डीएनए फिंगरप्रिंटिंग में किया जाता है, जिसका उपयोग फोरेंसिक विज्ञान में अपराधियों की पहचान करने और पितृत्व परीक्षण करने के लिए किया जाता है।
- अंग प्रत्यारोपण: पी.सी.आर. का उपयोग अंग प्रत्यारोपण में दाता और प्राप्तकर्ता के बीच ऊतक अनुकूलता का परीक्षण करने के लिए किया जाता है।
| अनुप्रयोग | विवरण |
|---|---|
| संक्रामक रोग निदान | कोविड-19, एचआईवी, हेपेटाइटिस जैसे रोगों के लिए रोगजनक का पता लगाना। |
| आनुवंशिक रोग निदान | सिस्टिक फाइब्रोसिस, सिकल सेल एनीमिया जैसे रोगों के लिए जीन उत्परिवर्तन का पता लगाना। |
| कैंसर निदान | कैंसर कोशिकाओं में विशिष्ट जीन अभिव्यक्ति का पता लगाना। |
Conclusion
संक्षेप में, पॉलिमरेज़ चेन प्रतिक्रिया (पी.सी.आर.) एक शक्तिशाली तकनीक है जिसने चिकित्सा विज्ञान और जीव विज्ञान के क्षेत्र में महत्वपूर्ण योगदान दिया है। इसके सिद्धांत में डीएनए के दोहराव की प्रक्रिया का उपयोग शामिल है, और इसमें डीनेचुरेशन, एनिलिंग और एक्सटेंशन जैसे चरण शामिल हैं। पी.सी.आर. का उपयोग संक्रामक रोगों के निदान, आनुवंशिक रोगों का पता लगाने, कैंसर के उपचार की निगरानी और फोरेंसिक विज्ञान में डीएनए फिंगरप्रिंटिंग जैसे विभिन्न चिकित्सकीय अनुप्रयोगों में किया जाता है। भविष्य में, पी.सी.आर. तकनीक में और अधिक सुधार होने की संभावना है, जिससे यह और भी अधिक उपयोगी हो जाएगी।
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.