UPSC MainsBOTANY-PAPER-II20245 Marks
Q17.

पॉलीटीन गुणसूत्र ।

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, पॉलीटीन गुणसूत्रों की संरचना, निर्माण प्रक्रिया, महत्व और पौधों में उनकी भूमिका पर ध्यान केंद्रित करना होगा। उत्तर में पॉलीटीन गुणसूत्रों की विशेषताओं, उनके बनने के चरणों, और उनके अध्ययन से प्राप्त होने वाले लाभों को स्पष्ट रूप से समझाना आवश्यक है। उदाहरणों का उपयोग करके अवधारणा को स्पष्ट करना और विभिन्न पौधों में उनकी उपस्थिति का उल्लेख करना भी महत्वपूर्ण है।

Model Answer

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Introduction

पॉलीटीन गुणसूत्र, विशेष रूप से डिप्टेरा (Diptera) कीटों और पौधों की कुछ प्रजातियों में पाए जाने वाले विशाल गुणसूत्र होते हैं। ये गुणसूत्र सामान्य गुणसूत्रों की तुलना में कई गुना बड़े होते हैं और इनमें स्पष्ट रूप से दिखाई देने वाली बंध (bands) होती हैं। पॉलीटीन गुणसूत्रों की खोज 1882 में एडुआर्ड वैन बेनेडेन (Edouard Van Beneden) ने डिप्टेरा कीटों में की थी, लेकिन पौधों में इनकी उपस्थिति की पुष्टि बाद में हुई। ये गुणसूत्र कोशिका विभाजन के दौरान नहीं बनते, बल्कि डीएनए के बार-बार प्रतिकृति (replication) के परिणामस्वरूप बनते हैं, जिससे गुणसूत्रों का आकार बढ़ जाता है और बंध स्पष्ट हो जाते हैं।

पॉलीटीन गुणसूत्रों की संरचना और निर्माण

पॉलीटीन गुणसूत्रों का निर्माण डीएनए के कई बार प्रतिकृति बनाने से होता है, लेकिन कोशिका विभाजन नहीं होता। इस प्रक्रिया को 'एंडोरेडुप्लिकेशन' (endoreduplication) कहा जाता है। परिणामस्वरूप, गुणसूत्रों में डीएनए की कई प्रतियां समानांतर रूप से व्यवस्थित हो जाती हैं, जिससे उनका आकार बढ़ जाता है।

  • बंध (Bands): पॉलीटीन गुणसूत्रों पर गहरे और हल्के बंधों का एक विशिष्ट पैटर्न होता है। गहरे बंध हेट्रोक्रोमैटिन (heterochromatin) का प्रतिनिधित्व करते हैं, जो घनीभूत डीएनए होता है और आनुवंशिक रूप से निष्क्रिय होता है। हल्के बंध यूक्रोमैटिन (euchromatin) का प्रतिनिधित्व करते हैं, जो कम घनीभूत डीएनए होता है और आनुवंशिक रूप से सक्रिय होता है।
  • क्रोमोसेंटर (Chromocenter): यह गुणसूत्र का वह क्षेत्र है जहां सभी डीएनए प्रतियां एक साथ केंद्रित होती हैं।
  • पफ्स (Puffs): पॉलीटीन गुणसूत्रों पर कुछ क्षेत्रों में सूजन दिखाई देती है, जिन्हें पफ्स कहा जाता है। ये पफ्स सक्रिय जीन वाले क्षेत्रों का प्रतिनिधित्व करते हैं जहां डीएनए का ट्रांसक्रिप्शन (transcription) हो रहा है।

पॉलीटीन गुणसूत्रों का निर्माण प्रक्रिया

पॉलीटीन गुणसूत्रों का निर्माण निम्नलिखित चरणों में होता है:

  1. एंडोरेडुप्लिकेशन: डीएनए का बार-बार प्रतिकृति, लेकिन कोशिका विभाजन के बिना।
  2. गुणसूत्रों का संरेखण: डीएनए की प्रतियां समानांतर रूप से व्यवस्थित हो जाती हैं।
  3. बंधों का निर्माण: डीएनए की विभिन्न प्रतियों के बीच अंतर के कारण बंधों का निर्माण होता है।
  4. पफ्स का निर्माण: सक्रिय जीन वाले क्षेत्रों में पफ्स का निर्माण होता है।

पौधों में पॉलीटीन गुणसूत्र

हालांकि पॉलीटीन गुणसूत्र मुख्य रूप से डिप्टेरा कीटों में पाए जाते हैं, लेकिन ये पौधों में भी पाए जाते हैं, खासकर कुछ विशिष्ट प्रजातियों में। पौधों में पॉलीटीन गुणसूत्रों का अध्ययन जीन अभिव्यक्ति और गुणसूत्र संरचना को समझने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

  • उदाहरण: Allium cepa (प्याज) और Zea mays (मक्का) में पॉलीटीन गुणसूत्र पाए जाते हैं। प्याज की जड़ कोशिकाओं में पॉलीटीन गुणसूत्रों का अध्ययन करना अपेक्षाकृत आसान होता है।
  • महत्व: पौधों में पॉलीटीन गुणसूत्रों का अध्ययन करके, वैज्ञानिक जीन अभिव्यक्ति, गुणसूत्र संरचना और विकास संबंधी प्रक्रियाओं को बेहतर ढंग से समझ सकते हैं।

पॉलीटीन गुणसूत्रों का महत्व

पॉलीटीन गुणसूत्रों का अध्ययन निम्नलिखित कारणों से महत्वपूर्ण है:

  • जीन मैपिंग: बंधों के पैटर्न का उपयोग जीन मैपिंग के लिए किया जा सकता है।
  • जीन अभिव्यक्ति का अध्ययन: पफ्स सक्रिय जीन वाले क्षेत्रों का प्रतिनिधित्व करते हैं, इसलिए उनका अध्ययन जीन अभिव्यक्ति को समझने में मदद करता है।
  • गुणसूत्र संरचना का अध्ययन: पॉलीटीन गुणसूत्रों की विशाल संरचना गुणसूत्र संरचना का अध्ययन करने के लिए एक आदर्श मॉडल प्रदान करती है।
  • विकास संबंधी अध्ययन: पॉलीटीन गुणसूत्रों का अध्ययन विकास संबंधी प्रक्रियाओं को समझने में मदद करता है।
विशेषता विवरण
आकार सामान्य गुणसूत्रों की तुलना में बहुत बड़े
बंध गहरे और हल्के बंधों का विशिष्ट पैटर्न
पफ्स सक्रिय जीन वाले क्षेत्रों में सूजन
निर्माण एंडोरेडुप्लिकेशन द्वारा

Conclusion

पॉलीटीन गुणसूत्रों की संरचना और निर्माण प्रक्रिया उन्हें आनुवंशिक अनुसंधान के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण बनाती है। पौधों और कीटों में इनकी उपस्थिति जीन मैपिंग, जीन अभिव्यक्ति और गुणसूत्र संरचना के अध्ययन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। पॉलीटीन गुणसूत्रों का अध्ययन करके, वैज्ञानिक जीवन के मूलभूत प्रक्रियाओं को बेहतर ढंग से समझ सकते हैं और नए वैज्ञानिक खोजों को बढ़ावा दे सकते हैं। भविष्य में, पॉलीटीन गुणसूत्रों का उपयोग करके जीन थेरेपी और अन्य जैव प्रौद्योगिकी अनुप्रयोगों को विकसित करने की संभावना 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

हेटेरोक्रोमैटिन (Heterochromatin)
हेटेरोक्रोमैटिन डीएनए का वह रूप है जो अत्यधिक संघनित होता है और आनुवंशिक रूप से निष्क्रिय होता है। यह आमतौर पर पॉलीटीन गुणसूत्रों पर गहरे बंधों के रूप में दिखाई देता है।

Key Statistics

पॉलीटीन गुणसूत्रों में डीएनए की प्रतियां 1000 या उससे अधिक हो सकती हैं (ज्ञान कटऑफ 2023)।

Source: आनुवंशिकी पाठ्यपुस्तकें

Allium cepa (प्याज) में पॉलीटीन गुणसूत्रों में लगभग 1000-2000 डीएनए प्रतियां पाई जाती हैं (ज्ञान कटऑफ 2023)।

Source: साइटोजेनेटिक्स अनुसंधान पत्र

Examples

ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर (Drosophila melanogaster)

ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर में पॉलीटीन गुणसूत्रों का व्यापक रूप से अध्ययन किया गया है, और इनका उपयोग जीन मैपिंग और जीन अभिव्यक्ति के अध्ययन के लिए किया गया है।

Frequently Asked Questions

पॉलीटीन गुणसूत्र सामान्य गुणसूत्रों से कैसे भिन्न होते हैं?

पॉलीटीन गुणसूत्र सामान्य गुणसूत्रों की तुलना में बहुत बड़े होते हैं और उनमें स्पष्ट रूप से दिखाई देने वाले बंध होते हैं। वे डीएनए के बार-बार प्रतिकृति के परिणामस्वरूप बनते हैं, जबकि सामान्य गुणसूत्र कोशिका विभाजन के दौरान बनते हैं।