3. (a) पादपों में लिंग निर्धारण के आण्विक आधार को स्पष्ट कीजिए। समरूपी एवं विषमरूपी लिंग गुणसूत्रों की भूमिका को समझाइए।

पादपों में लिंग निर्धारण का आण्विक आधार

पादपों में लिंग निर्धारण का आण्विक आधार मुख्य रूप से कुछ विशिष्ट जीनों और हार्मोनल मार्गों की क्रियाओं पर निर्भर करता है। यह तंत्र जीवों की विभिन्न प्रजातियों में भिन्न हो सकता है, लेकिन कुछ सामान्य सिद्धांत लागू होते हैं:

• लिंग-निर्धारक जीन (Sex-Determining Genes): पादपों में लिंग निर्धारण विशिष्ट जीनों द्वारा नियंत्रित होता है। ये जीन अक्सर फूलों के अंगों के विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। उदाहरण के लिए, कुछ जीनों की उपस्थिति नर पुष्पों के विकास को बढ़ावा दे सकती है, जबकि अन्य मादा पुष्पों के विकास को प्रेरित कर सकती हैं या एक लिंग के विकास को दबा सकती हैं।
• हार्मोनल नियंत्रण: पादप हार्मोन, जैसे जिबरेलिन और एथिलीन, लिंग निर्धारण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
  • जिबरेलिन: कुछ पादपों में, जिबरेलिन के उच्च स्तर नर पुष्पों के विकास को बढ़ावा देते हैं।
  • एथिलीन: एथिलीन अक्सर मादा पुष्पों के विकास को प्रेरित करता है या नर पुष्पों के विकास को रोकता है।
• ABCDE मॉडल: पुष्पीय अंगों के विकास के लिए प्रसिद्ध ABCDE मॉडल लिंग निर्धारण के आणविक आधार को समझने में भी प्रासंगिक है। इस मॉडल के अनुसार, विभिन्न वर्ग के जीन (A, B, C, D, E) फूलों के विभिन्न भागों (जैसे बाह्यदल, पंखुड़ी, पुंकेसर, अंडप) के विकास को नियंत्रित करते हैं। लिंग निर्धारण के जीन अक्सर इन मार्गों को संशोधित करके एकलिंगी फूलों का निर्माण करते हैं, जिससे एकलिंगी पौधों में पुंकेसर या अंडप में से किसी एक का विकास बाधित होता है।
• दो-जीन मॉडल (Two-Gene Model): कुछ पौधों में लिंग निर्धारण को "दो-जीन मॉडल" द्वारा समझाया जाता है। इस मॉडल के अनुसार, एक जीन नर बंध्यता (male sterility) के लिए और दूसरा मादा बंध्यता (female sterility) के लिए जिम्मेदार होता है। इन जीनों के संयोजन से विभिन्न लैंगिक रूप उत्पन्न होते हैं।

समरूपी एवं विषमरूपी लिंग गुणसूत्रों की भूमिका

पादपों में लिंग गुणसूत्रों को दो मुख्य श्रेणियों में बांटा जा सकता है: समरूपी (Homomorphic) और विषमरूपी (Heteromorphic) लिंग गुणसूत्र।

समरूपी लिंग गुणसूत्र (Homomorphic Sex Chromosomes)

समरूपी लिंग गुणसूत्र वे होते हैं जो आकारिकी और आनुवंशिक सामग्री में एक-दूसरे के समान दिखते हैं, लेकिन उनमें लिंग निर्धारण के लिए जिम्मेदार छोटे विशिष्ट क्षेत्र होते हैं।

• पहचान: इन्हें सामान्य ऑटोसोम से आसानी से अलग नहीं किया जा सकता है क्योंकि वे आकार और रूप में समान होते हैं। आण्विक स्तर पर ही इनमें छोटे, गैर-पुनर्संयोजन वाले लिंग-निर्धारण क्षेत्र (SDRs) की पहचान की जा सकती है।
• विकास: ये अक्सर लिंग गुणसूत्रों के विकास के प्रारंभिक चरणों का प्रतिनिधित्व करते हैं, जहां ऑटोसोम से लिंग गुणसूत्रों का विचलन अभी शुरू ही हुआ होता है। इन क्षेत्रों में पुनर्संयोजन का दमन होता है।
• उदाहरण:
  • पपीता (Carica papaya): पपीते में XY लिंग निर्धारण प्रणाली होती है, लेकिन X और Y गुणसूत्र आकार में काफी समान होते हैं। Y गुणसूत्र में एक छोटा नर-विशिष्ट क्षेत्र (MSY) होता है जो नरत्व को निर्धारित करता है।
  • शतावरी (Asparagus officinalis): इसमें भी समरूपी लिंग गुणसूत्र पाए जाते हैं, जहाँ Y गुणसूत्र में एक छोटा नर-निर्धारक क्षेत्र होता है।
• कार्य: समरूपी लिंग गुणसूत्रों में भी लिंग-निर्धारण करने वाले जीन होते हैं, लेकिन Y गुणसूत्र का क्षरण (degeneration) कम होता है, और इसमें X गुणसूत्र के समान कई कार्यात्मक जीन हो सकते हैं।

विषमरूपी लिंग गुणसूत्र (Heteromorphic Sex Chromosomes)

विषमरूपी लिंग गुणसूत्र वे होते हैं जो आकारिकी, आकार और आनुवंशिक सामग्री में एक-दूसरे से स्पष्ट रूप से भिन्न होते हैं। ये जानवरों में पाए जाने वाले लिंग गुणसूत्रों (जैसे मनुष्यों में XY) के समान होते हैं।

• पहचान: इन्हें सूक्ष्मदर्शी से आसानी से पहचाना जा सकता है क्योंकि Y (या W) गुणसूत्र अक्सर X (या Z) गुणसूत्र से छोटा या आकार में अलग होता है, और इसमें जीनों की संख्या कम होती है।
• विकास: ये लिंग गुणसूत्रों के विकास के अधिक उन्नत चरणों का प्रतिनिधित्व करते हैं, जहां Y गुणसूत्र (या W) ने पुनर्संयोजन दमन और जीन हानि के कारण महत्वपूर्ण क्षरण का अनुभव किया है।
• उदाहरण:
  • सफेद कैम्पियन (Silene latifolia): इसमें स्पष्ट XY प्रणाली होती है, जहाँ Y गुणसूत्र X गुणसूत्र से काफी बड़ा होता है और नर-निर्धारण के लिए महत्वपूर्ण जीन वहन करता है। इसके Y गुणसूत्र में जीन सामग्री का महत्वपूर्ण क्षरण देखा गया है।
  • कैनबिस सटाइवा (Cannabis sativa): इसमें भी XX/XY प्रणाली है, और Y गुणसूत्र स्पष्ट रूप से भिन्न होता है।
  • रूमक्स एसीटोसा (Rumex acetosa): इस प्रजाति में एक जटिल लिंग गुणसूत्र प्रणाली (XY1Y2) है जहाँ Y गुणसूत्र अत्यधिक क्षरित हो चुका है।
• कार्य: विषमरूपी लिंग गुणसूत्रों में, Y गुणसूत्र अक्सर नरत्व को निर्धारित करने वाले प्रमुख जीनों को वहन करता है, जबकि X गुणसूत्र में कई आवश्यक जीन होते हैं जो दोनों लिंगों में कार्य करते हैं। Y गुणसूत्र में पुनरावर्ती डीएनए (repetitive DNA) और ट्रांसपोज़ेबल तत्वों का संचय अक्सर इसके आकार को प्रभावित करता है।

समरूपी और विषमरूपी लिंग गुणसूत्रों के बीच मुख्य अंतर

विशेषता	समरूपी लिंग गुणसूत्र	विषमरूपी लिंग गुणसूत्र
आकारिकी समानता	X और Y (या Z और W) गुणसूत्र आकार और रूप में समान दिखते हैं।	X और Y (या Z और W) गुणसूत्र आकार और रूप में स्पष्ट रूप से भिन्न होते हैं।
पुनर्संयोजन	अधिकांश गुणसूत्र पर पुनर्संयोजन होता है, केवल एक छोटा लिंग-निर्धारण क्षेत्र गैर-पुनर्संयोजक होता है।	गुणसूत्र के बड़े हिस्से पर पुनर्संयोजन का दमन होता है, विशेषकर Y (या W) पर।
Y (या W) गुणसूत्र का क्षरण	कम या नगण्य जीन हानि और क्षरण।	Y (या W) गुणसूत्र में महत्वपूर्ण जीन हानि और क्षरण होता है।
विकासवादी अवस्था	लिंग गुणसूत्र विकास की प्रारंभिक अवस्था।	लिंग गुणसूत्र विकास की उन्नत अवस्था।
पहचान	केवल आण्विक तकनीकों से पहचान योग्य।	साइटोजेनेटिक और आण्विक दोनों स्तरों पर पहचान योग्य।
उदाहरण	पपीता (Carica papaya), शतावरी (Asparagus officinalis)	सफेद कैम्पियन (Silene latifolia), कैनबिस सटाइवा (Cannabis sativa), रूमक्स एसीटोसा (Rumex acetosa)