Model Answer
0 min readIntroduction
पॉलिमरेज श्रृंखला अभिक्रिया (पीसीआर) एक क्रांतिकारी आणविक जीवविज्ञान तकनीक है जिसका आविष्कार 1983 में केरी मुलीस ने किया था। यह तकनीक डीएनए के विशिष्ट खंडों की लाखों प्रतियां बनाने की अनुमति देती है, जिससे डीएनए विश्लेषण और अनुसंधान में अभूतपूर्व प्रगति हुई है। पीसीआर ने चिकित्सा निदान, फोरेंसिक विज्ञान, जैव प्रौद्योगिकी और विकासवादी जीव विज्ञान जैसे क्षेत्रों में महत्वपूर्ण योगदान दिया है। यह तकनीक डीएनए के छोटे से नमूने से भी बड़ी मात्रा में डीएनए प्राप्त करने की क्षमता प्रदान करती है, जो पहले असंभव था।
पीसीआर का सिद्धांत
पीसीआर एक इन-विट्रो (in-vitro) डीएनए प्रवर्धन तकनीक है जो डीएनए के विशिष्ट खंडों की लाखों प्रतियां बनाने के लिए उपयोग की जाती है। इस प्रक्रिया में तीन मुख्य चरण शामिल होते हैं, जो एक चक्र के रूप में बार-बार दोहराए जाते हैं:
- डीनेचुरेशन (Denaturation): इस चरण में, डीएनए के डबल हेलिक्स को उच्च तापमान (लगभग 94-98°C) पर गर्म करके अलग किया जाता है।
- एनीलिंग (Annealing): इस चरण में, तापमान को कम करके (लगभग 50-65°C) प्राइमर को डीएनए टेम्पलेट से जोड़ा जाता है। प्राइमर छोटे डीएनए खंड होते हैं जो डीएनए के उस हिस्से के पूरक होते हैं जिसकी प्रवर्धन की आवश्यकता होती है।
- एक्सटेंशन (Extension): इस चरण में, डीएनए पॉलीमरेज़ एंजाइम प्राइमर से शुरू होकर डीएनए स्ट्रैंड का विस्तार करता है, जिससे डीएनए की नई प्रतियां बनती हैं। यह चरण लगभग 72°C पर होता है।
ये तीन चरण बार-बार दोहराए जाते हैं, जिससे डीएनए की प्रतियां घातीय रूप से बढ़ती हैं। प्रत्येक चक्र के साथ, डीएनए की मात्रा दोगुनी हो जाती है। आमतौर पर, 25-35 चक्रों के बाद, डीएनए की पर्याप्त मात्रा प्राप्त हो जाती है जिसका उपयोग आगे के विश्लेषण के लिए किया जा सकता है।
पीसीआर के घटक
पीसीआर के लिए निम्नलिखित घटकों की आवश्यकता होती है:
- डीएनए टेम्पलेट: डीएनए का वह खंड जिसकी प्रवर्धन की आवश्यकता होती है।
- प्राइमर: छोटे डीएनए खंड जो डीएनए टेम्पलेट के विशिष्ट हिस्सों से जुड़ते हैं।
- डीएनए पॉलीमरेज़: एक एंजाइम जो डीएनए स्ट्रैंड का विस्तार करता है। Thermus aquaticus बैक्टीरिया से प्राप्त टैक पॉलीमरेज़ (Taq polymerase) का आमतौर पर उपयोग किया जाता है क्योंकि यह उच्च तापमान पर भी स्थिर रहता है।
- डीऑक्सीन्यूक्लियोटाइड ट्राइफॉस्फेट्स (dNTPs): डीएनए के निर्माण खंड।
- बफर: एक घोल जो पीएच और अन्य स्थितियों को स्थिर रखता है।
पीसीआर के अनुप्रयोग
पीसीआर के विभिन्न क्षेत्रों में व्यापक अनुप्रयोग हैं:
- चिकित्सा निदान: पीसीआर का उपयोग संक्रामक रोगों (जैसे एचआईवी, कोविड-19) के निदान, आनुवंशिक रोगों की पहचान और कैंसर के लिए बायोमार्कर का पता लगाने के लिए किया जाता है।
- फोरेंसिक विज्ञान: पीसीआर का उपयोग अपराध स्थलों से एकत्र किए गए डीएनए नमूनों का विश्लेषण करने और अपराधियों की पहचान करने के लिए किया जाता है।
- जैव प्रौद्योगिकी: पीसीआर का उपयोग जीन क्लोनिंग, साइट-निर्देशित उत्परिवर्तन और डीएनए अनुक्रमण में किया जाता है।
- विकासवादी जीव विज्ञान: पीसीआर का उपयोग विभिन्न प्रजातियों के डीएनए का विश्लेषण करने और उनके विकासवादी संबंधों का अध्ययन करने के लिए किया जाता है।
- आनुवंशिक अनुसंधान: पीसीआर का उपयोग जीन अभिव्यक्ति का अध्ययन करने और आनुवंशिक बीमारियों के कारणों की पहचान करने के लिए किया जाता है।
| अनुप्रयोग क्षेत्र | उदाहरण |
|---|---|
| चिकित्सा निदान | कोविड-19 के लिए आरटी-पीसीआर परीक्षण |
| फोरेंसिक विज्ञान | अपराध स्थल पर डीएनए फिंगरप्रिंटिंग |
| जैव प्रौद्योगिकी | जीन थेरेपी में जीन की डिलीवरी |
Conclusion
पॉलिमरेज श्रृंखला अभिक्रिया (पीसीआर) एक शक्तिशाली और बहुमुखी तकनीक है जिसने जीव विज्ञान और चिकित्सा के क्षेत्र में क्रांति ला दी है। इसकी क्षमता डीएनए के विशिष्ट खंडों को प्रवर्धित करने की क्षमता में निहित है, जिससे विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए डीएनए विश्लेषण को सरल और तेज किया जा सकता है। भविष्य में, पीसीआर तकनीक में और सुधार होने की संभावना है, जिससे यह और भी अधिक सटीक और कुशल हो जाएगी।
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