आनुवंशिक संशोधन: परिभाषा, प्रकार, प्रक्रिया, उदाहरण

ए जीनएक बुनियादी जैव रासायनिक दृष्टिकोण से, का एक खंड है segment डिऑक्सीराइबोन्यूक्लिक अम्ल (डीएनए) एक जीव के प्रत्येक कोशिका के अंदर जो एक विशेष प्रोटीन उत्पाद को इकट्ठा करने के लिए आनुवंशिक कोड रखता है। अधिक कार्यात्मक और गतिशील स्तर पर, जीन यह निर्धारित करते हैं कि कौन से जीव - जानवर, पौधे, कवक और यहां तक ​​​​कि बैक्टीरिया - हैं और वे क्या विकसित होने के लिए नियत हैं।

जबकि जीन का व्यवहार पर्यावरणीय कारकों (जैसे, पोषण) और यहां तक ​​कि अन्य जीनों से भी प्रभावित होता है, आपकी संरचना आनुवंशिक सामग्री आपके शरीर के आकार से लेकर माइक्रोबियल आक्रमणकारियों, एलर्जी और अन्य बाहरी एजेंटों के प्रति आपकी प्रतिक्रिया तक, आपके बारे में दृश्यमान और अनदेखी लगभग सभी चीजों को अत्यधिक निर्देशित करता है।

विशिष्ट तरीकों से जीन को बदलने, संशोधित करने या इंजीनियर करने की क्षमता इसलिए सक्षम होने का विकल्प पेश करेगी मनुष्यों सहित - उत्कृष्ट रूप से सिलवाया जीवों का निर्माण - डीएनए के दिए गए संयोजनों का उपयोग करके जिन्हें निश्चित रूप से जाना जाता है जीन।

एक जीव के परिवर्तन की प्रक्रिया जीनोटाइप (संक्षेप में, इसके व्यक्तिगत जीनों का योग) और इसलिए इसके आनुवंशिक "ब्लूप्रिंट" के रूप में जाना जाता है

मानव स्वास्थ्य और जीवन की गुणवत्ता में सुधार की संभावना और विभिन्न मोर्चों पर कांटेदार और अपरिहार्य नैतिक मुद्दों की मेजबानी में संबद्ध विकास ने उत्साह में ट्रक किया है।

अनुवंशिक संशोधन कोई भी प्रक्रिया है जिसके द्वारा किसी जीव की एक निश्चित विशेषता को बढ़ाने, बदलने या समायोजित करने के लिए जीन को हेरफेर, परिवर्तित, हटाया या समायोजित किया जाता है। यह निरपेक्ष मूल - या कोशिकीय - स्तर पर लक्षणों का हेरफेर है।

अपने बालों को एक निश्चित तरीके से नियमित रूप से स्टाइल करने और वास्तव में अपने बालों के रंग, लंबाई और को नियंत्रित करने में सक्षम होने के बीच अंतर पर विचार करें किसी भी बालों की देखभाल करने वाले उत्पादों का उपयोग किए बिना सामान्य व्यवस्था (उदाहरण के लिए, सीधे बनाम घुंघराले), इसके बजाय अपने अनदेखी घटकों को देने पर भरोसा करें वांछित कॉस्मेटिक परिणाम प्राप्त करने और सुनिश्चित करने के बारे में शरीर के निर्देश, और आपको यह समझ में आता है कि आनुवंशिक संशोधन क्या है के बारे में।

चूंकि सभी जीवित जीवों में डीएनए होता है, इसलिए जेनेटिक इंजीनियरिंग बैक्टीरिया से लेकर पौधों से लेकर इंसानों तक किसी भी और सभी जीवों पर की जा सकती है।

जैसा कि आप इसे पढ़ते हैं, आनुवंशिक इंजीनियरिंग का क्षेत्र कृषि, चिकित्सा, निर्माण और अन्य क्षेत्रों में नई संभावनाओं और प्रथाओं के साथ बढ़ रहा है।

शाब्दिक रूप से बदलते जीन और मौजूदा जीन का लाभ उठाने वाले तरीके से व्यवहार करने के बीच के अंतर को समझना महत्वपूर्ण है।

कई जीन उस वातावरण से स्वतंत्र रूप से काम नहीं करते हैं जिसमें मूल जीव रहता है। आहार की आदतें, विभिन्न प्रकार के तनाव (जैसे, पुरानी बीमारियाँ, जिनका अपना आनुवंशिक आधार हो भी सकता है और नहीं भी) और अन्य चीजें नियमित रूप से सामना करने वाले जीव जीन अभिव्यक्ति को प्रभावित कर सकते हैं, या जिस स्तर तक जीन का उपयोग प्रोटीन उत्पादों को बनाने के लिए किया जाता है जिसके लिए वे कोड।

यदि आप ऐसे लोगों के परिवार से आते हैं, जो आनुवंशिक रूप से औसत से अधिक लम्बे और भारी होने के इच्छुक हैं, और आप एक ऐसे खेल में एथलेटिक करियर की इच्छा रखते हैं जो आपके लिए अनुकूल हो बास्केटबाल या हॉकी जैसे ताकत और आकार, आप वजन उठा सकते हैं और मजबूत मात्रा में भोजन खा सकते हैं ताकि आपके बड़े और मजबूत होने की संभावना को अधिकतम किया जा सके संभव के।

लेकिन यह आपके डीएनए में नए जीन डालने में सक्षम होने से अलग है जो वस्तुतः गारंटी देता है a मांसपेशियों और हड्डियों के विकास का अनुमानित स्तर और अंत में, ए के सभी विशिष्ट लक्षणों वाला मानव खेल सितारा।

कई प्रकार की आनुवंशिक इंजीनियरिंग तकनीकें मौजूद हैं, और उनमें से सभी को परिष्कृत प्रयोगशाला उपकरणों का उपयोग करके आनुवंशिक सामग्री के हेरफेर की आवश्यकता नहीं है।

वास्तव में, कोई भी प्रक्रिया जिसमें किसी जीव के सक्रिय और व्यवस्थित हेरफेर शामिल हैं जीन पूल, या किसी भी आबादी में जीन का योग जो प्रजनन द्वारा प्रजनन करता है (यानी, यौन), आनुवंशिक इंजीनियरिंग के रूप में योग्य है। इनमें से कुछ प्रक्रिया, निश्चित रूप से, प्रौद्योगिकी के अत्याधुनिक हैं।

कृत्रिम चयन: सरल चयन या चयनात्मक प्रजनन भी कहा जाता है, कृत्रिम चयन एक ज्ञात जीनोटाइप के साथ मूल जीवों का चयन है ऐसी मात्रा में संतान पैदा करें जो तब नहीं होगी जब प्रकृति अकेले इंजीनियर होती, या कम से कम केवल अधिक से अधिक समय में होती तराजू।

जब किसान या कुत्ते के प्रजनक निश्चित रूप से संतान को आश्वस्त करने के लिए कौन से पौधे या जानवर पैदा करते हैं, इसका चयन करते हैं जिन विशेषताओं को मनुष्य किसी कारण से वांछनीय पाते हैं, वे अनुवांशिकी के दैनिक रूप का अभ्यास कर रहे हैं संशोधन

प्रेरित उत्परिवर्तजन: यह बैक्टीरिया के विशिष्ट जीन या डीएनए अनुक्रमों में उत्परिवर्तन (अनियोजित, अक्सर डीएनए में सहज परिवर्तन) को प्रेरित करने के लिए एक्स-रे या रसायनों का उपयोग है। इसका परिणाम जीन वेरिएंट की खोज में हो सकता है जो "सामान्य" जीन की तुलना में बेहतर (या यदि आवश्यक हो, तो बदतर) प्रदर्शन करते हैं। यह प्रक्रिया जीवों की नई "रेखाएं" बनाने में मदद कर सकती है।

उत्परिवर्तन, जबकि अक्सर हानिकारक होते हैं, पृथ्वी पर जीवन में आनुवंशिक परिवर्तनशीलता का मूल स्रोत भी होते हैं। नतीजतन, उन्हें बड़ी संख्या में प्रेरित करना, जबकि निश्चित रूप से कम-फिट जीवों की आबादी बनाना, भी एक लाभकारी उत्परिवर्तन की संभावना बढ़ जाती है, जिसे तब अतिरिक्त का उपयोग करके मानव उद्देश्यों के लिए उपयोग किया जा सकता है तकनीक।

वायरल या प्लास्मिड वैक्टर: वैज्ञानिक एक जीन को फेज (एक वायरस जो बैक्टीरिया या उनके प्रोकैरियोटिक रिश्तेदारों, आर्किया को संक्रमित करता है) या ए प्लाज्मिड वेक्टर, और फिर उन कोशिकाओं में नए जीन को पेश करने के लिए संशोधित प्लास्मिड या फेज को अन्य कोशिकाओं में रखें।

इन प्रक्रियाओं के अनुप्रयोगों में रोग प्रतिरोधक क्षमता बढ़ाना, एंटीबायोटिक प्रतिरोध पर काबू पाना शामिल है और तापमान चरम सीमा जैसे पर्यावरणीय तनावों का विरोध करने के लिए जीव की क्षमता में सुधार करना और विषाक्त पदार्थ। वैकल्पिक रूप से, ऐसे वैक्टर का उपयोग एक नया बनाने के बजाय मौजूदा विशेषता को बढ़ा सकता है।

पादप प्रजनन तकनीक का उपयोग करते हुए, एक पौधे को अधिक बार फूलने के लिए "आदेश" दिया जा सकता है, या बैक्टीरिया को एक प्रोटीन या रसायन का उत्पादन करने के लिए प्रेरित किया जा सकता है जो वे सामान्य रूप से नहीं करते हैं।

रेट्रोवायरल वैक्टर: यहां, कुछ जीन वाले डीएनए के कुछ हिस्सों को इन विशेष प्रकार के वायरस में डाल दिया जाता है, जो आनुवंशिक सामग्री को दूसरे जीव की कोशिकाओं में ले जाते हैं। इस सामग्री को मेजबान जीनोम में शामिल किया जाता है ताकि उन्हें उस जीव के बाकी डीएनए के साथ व्यक्त किया जा सके।

सीधे शब्दों में, इसमें विशेष एंजाइमों का उपयोग करके मेजबान डीएनए के एक कतरा को छीनना, नया सम्मिलित करना शामिल है स्निपिंग द्वारा बनाए गए अंतराल में जीन और जीन के दोनों सिरों पर डीएनए को मेजबान से जोड़कर डीएनए।

"नॉक इन, नॉक आउट" तकनीक: जैसा कि इसके नाम से पता चलता है, इस प्रकार की तकनीक डीएनए या कुछ जीन ("नॉक आउट") के कुछ वर्गों को पूर्ण या आंशिक रूप से हटाने की अनुमति देती है। इसी तरह की पंक्तियों के साथ, आनुवंशिक संशोधन के इस रूप के पीछे मानव इंजीनियर यह चुन सकते हैं कि डीएनए के एक नए खंड या एक नए जीन को कब और कैसे चालू करना है ("दस्तक")।

नवजात जीवों में जीन का इंजेक्शन: अंडे (oocytes) में जीन वाले जीन या वैक्टर को इंजेक्ट करने से नए जीन को शामिल किया जा सकता है विकासशील भ्रूण के जीनोम, जो इसलिए जीव में व्यक्त किए जाते हैं कि अंततः परिणाम।

जीन क्लोनिंग प्लास्मिड वैक्टर के उपयोग का एक उदाहरण है। प्लास्मिड, जो डीएनए के गोलाकार टुकड़े होते हैं, एक जीवाणु या खमीर कोशिका से निकाले जाते हैं। प्रतिबंधित एंजाइम, जो प्रोटीन होते हैं जो अणु के साथ विशिष्ट स्थानों में डीएनए को "काट" देते हैं, का उपयोग डीएनए को काटने के लिए किया जाता है, जिससे गोलाकार अणु से एक रैखिक किनारा बनता है। फिर, वांछित जीन के डीएनए को प्लास्मिड में "चिपकाया" जाता है, जिसे अन्य कोशिकाओं में पेश किया जाता है।

अंत में, वे कोशिकाएं उस जीन को पढ़ना और कोड करना शुरू कर देती हैं जिसे कृत्रिम रूप से प्लास्मिड में जोड़ा गया था।

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जीन क्लोनिंग में चार बुनियादी चरण शामिल हैं। निम्नलिखित उदाहरण में, आपका उद्देश्य एक स्ट्रेन उत्पन्न करना है इ। कोलाई बैक्टीरिया जो अंधेरे में चमकते हैं। (आमतौर पर, निश्चित रूप से, इन जीवाणुओं में यह गुण नहीं होता है; अगर उन्होंने ऐसा किया, तो दुनिया के सीवर सिस्टम और इसके कई प्राकृतिक जलमार्ग जैसे स्थान एक अलग तरह के चरित्र पर होंगे, जैसे कि इ। कोलाई मानव जठरांत्र संबंधी मार्ग में प्रचलित हैं।)

1. वांछित डीएनए को अलग करें। सबसे पहले, आपको एक ऐसा जीन खोजने या बनाने की ज़रूरत है जो आवश्यक संपत्ति वाले प्रोटीन के लिए कोड करे - इस मामले में, अंधेरे में चमक रहा है। कुछ जेलीफ़िश ऐसे प्रोटीन बनाती हैं, और इसके लिए जिम्मेदार जीन की पहचान की गई है। इस जीन को कहा जाता है लक्ष्य डीएनए. उसी समय, आपको यह निर्धारित करने की आवश्यकता है कि आप किस प्लास्मिड का उपयोग करेंगे; यह है वेक्टर डीएनए.

2. प्रतिबंध एंजाइमों का उपयोग करके डीएनए को साफ करें। ये उपरोक्त प्रोटीन, जिन्हें भी कहा जाता है प्रतिबंध एंडोन्यूक्लाइजेस, जीवाणु जगत में प्रचुर मात्रा में हैं। इस चरण में, आप लक्ष्य डीएनए और वेक्टर डीएनए दोनों को काटने के लिए एक ही एंडोन्यूक्लाइज का उपयोग करते हैं।

इन एंजाइमों में से कुछ डीएनए अणु के दोनों किनारों में सीधे कट जाते हैं, जबकि अन्य उदाहरणों में वे "कंपित" कटौती करते हैं, जिससे एकल-फंसे डीएनए की छोटी लंबाई उजागर हो जाती है। बाद वाले कहलाते हैं चिपचिपा सिरों.

3. लक्ष्य डीएनए और वेक्टर डीएनए को मिलाएं। अब आप दो प्रकार के डीएनए को एक एंजाइम के साथ जोड़ते हैं जिसे कहा जाता है डीएनए लिगेज, जो एक विस्तृत प्रकार के गोंद के रूप में कार्य करता है। यह एंजाइम अणुओं के सिरों को आपस में जोड़कर एंडोन्यूक्लिअस के काम को उलट देता है। परिणाम एक. है कल्पना, या का एक किनारा पुनः संयोजक डीएनए.

• मानव इंसुलिन, कई अन्य महत्वपूर्ण रसायनों के बीच, पुनः संयोजक तकनीक का उपयोग करके बनाया जा सकता है।

4. मेजबान सेल में पुनः संयोजक डीएनए का परिचय दें। अब, आपके पास वह जीन है जिसकी आपको आवश्यकता है और इसे उस स्थान पर बंद करने का एक साधन है जहां यह है। ऐसा करने के कई तरीके हैं, उनमें से परिवर्तन, जिसमें तथाकथित सक्षम कोशिकाएं नए डीएनए को साफ करती हैं, और इलेक्ट्रोपोरेशन, जिसमें डीएनए अणु को कोशिका में प्रवेश करने की अनुमति देने के लिए कोशिका झिल्ली को संक्षिप्त रूप से बाधित करने के लिए बिजली की एक पल्स का उपयोग किया जाता है।

कृत्रिम चयन: कुत्ते के प्रजनक विभिन्न लक्षणों के लिए चयन कर सकते हैं, विशेष रूप से कोट रंग। यदि लैब्राडोर रिट्रीवर्स के किसी दिए गए ब्रीडर को नस्ल के दिए गए रंग की मांग में वृद्धि दिखाई देती है, तो वह प्रश्न में रंग के लिए व्यवस्थित रूप से प्रजनन कर सकता है।

जीन थेरेपी: दोषपूर्ण जीन वाले किसी व्यक्ति में, कार्यशील जीन की एक प्रति उस व्यक्ति की कोशिकाओं में पेश की जा सकती है ताकि विदेशी डीएनए का उपयोग करके आवश्यक प्रोटीन बनाया जा सके।

जीएम फसलों: आनुवंशिक संशोधन कृषि विधियों का उपयोग आनुवंशिक रूप से संशोधित (जीएम) फसलों को बनाने के लिए किया जा सकता है जैसे शाकनाशी प्रतिरोधी पौधे, अधिक फल देने वाली फसलें पारंपरिक प्रजनन की तुलना में, जीएम पौधे जो ठंड के लिए प्रतिरोधी हैं, फसल की समग्र उपज में सुधार के साथ फसलें, उच्च पोषण मूल्य वाले खाद्य पदार्थ और इसी तरह पर।

मोटे तौर पर, २१वीं सदी में, आनुवंशिक रूप से संशोधित जीव (जीएमओ) किस देश में एक हॉट-बटन मुद्दे के रूप में विकसित हुए हैं? आनुवंशिक संशोधन के आसपास खाद्य सुरक्षा और व्यापार-नैतिकता दोनों चिंताओं के कारण यूरोपीय और अमेरिकी बाजार फसलों की।

आनुवंशिक रूप से संशोधित जानवर: पशुधन की दुनिया में जीएम खाद्य पदार्थों का एक उदाहरण मुर्गियों का प्रजनन है जो अधिक स्तन मांस का उत्पादन करने के लिए बड़े और अधिक तेज़ी से बढ़ते हैं। इस तरह की पुनः संयोजक डीएनए प्रौद्योगिकी प्रथाएं जानवरों को होने वाले दर्द और परेशानी के कारण नैतिक चिंताएं पैदा करती हैं।

जीन संपादन: जीन संपादन, या जीनोम संपादन का एक उदाहरण है crispr, या नियमित रूप से गुच्छित छोटे पैलिंड्रोमिक दोहराव. यह प्रक्रिया बैक्टीरिया द्वारा स्वयं को वायरस से बचाने के लिए उपयोग की जाने वाली विधि से "उधार" ली जाती है। इसमें लक्ष्य जीनोम के विभिन्न भागों का अत्यधिक लक्षित आनुवंशिक संशोधन शामिल है।

सीआरआईएसपीआर में, गाइड राइबोन्यूक्लिक एसिड (जीआरएनए), जीनोम में लक्ष्य साइट के समान अनुक्रम वाला एक अणु, कैस9 नामक एंडोन्यूक्लिज़ के साथ मेजबान सेल में संयुक्त होता है। जीआरएनए लक्ष्य डीएनए साइट से जुड़ जाएगा, इसके साथ Cas9 खींचेगा। इस जीनोम संपादन के परिणामस्वरूप एक खराब जीन (जैसे कि कैंसर पैदा करने में फंसा एक प्रकार) का "नॉक आउट" हो सकता है और कुछ मामलों में खराब जीन को एक वांछनीय संस्करण से बदलने की अनुमति देता है।