CBSE कक्षा 12 जैव प्रौद्योगिकी
अध्याय: 2
1. प्रोटीन और जीन परिवर्तन
पुनर्योगज डीएनए तकनीक · प्रोटीन संरचना और अभियांत्रिकी · जीनोमिक्स, प्रोटिओमिक्स और जैव सूचना विज्ञान
- जैव प्रौद्योगिकी: सिद्धांत व प्रक्रम (पुनर्योगज DNA तकनीक) – आनुवंशिक इंजीनियरिंग यानी किसी जीव के जीन जान-बूझकर बदलना। चाहा गया जीन प्रतिबंधन एंज़ाइम (आणविक कैंची) से काटते हैं, DNA लाइगेज़ (आणविक गोंद) से वाहक DNA में जोड़ते हैं, परपोषी कोशिका में डालते हैं, सही कोशिकाएँ चुनते हैं और बड़े टैंक (बायोरिएक्टर) में उगाकर उत्पाद निकालते हैं। PCR जीन की लाखों प्रतियाँ बनाता है और जेल वैद्युतकणसंचलन DNA टुकड़ों को आकार के हिसाब से अलग करता है।
- प्रोटीन इंजीनियरिंग: बेहतर प्रोटीन बनाना – प्रोटीन अमीनो अम्लों की श्रृंखलाएँ हैं जो एक सटीक 3D आकार में मुड़ती हैं, और आकार तय करता है कि प्रोटीन क्या करेगा। प्राकृतिक प्रोटीन हमेशा इंसानों के काम के लिए ठीक नहीं होते: कोई एंज़ाइम गर्म होने पर काम बंद कर देता है, कोई हॉर्मोन धीरे असर करता है। प्रोटीन इंजीनियरिंग बदले हुए (या बिल्कुल नए) प्रोटीन डिज़ाइन करके बनाती है। प्रोटीन जीन के निर्देशों से बनते हैं, इसलिए यह उल्टी चलती है: पहले चाहा गया काम, फिर उस काम के लिए ज़रूरी संरचना, फिर अमीनो अम्ल क्रम, और आख़िर में उसे बनाने वाला DNA (जीन) बदलना या बनाना। बदला जीन जीवाणु या यीस्ट जैसी कोशिकाओं में डाला जाता है, जो परखने के लिए नया प्रोटीन बनाती हैं। दो मुख्य तरीक़े: तर्कसंगत डिज़ाइन (योजनाबद्ध बदलाव, जैसे स्थल-निर्देशित उत्परिवर्तन) और निर्देशित विकास (बहुत से बेतरतीब बदलाव, फिर चयन)। जेनेटिक इंजीनियरिंग मौजूदा जीन से प्राकृतिक प्रोटीन बनाती है; प्रोटीन इंजीनियरिंग ऐसे प्रोटीन बनाती है जो प्रकृति में नहीं हैं, इसलिए इसे दूसरी पीढ़ी की जेनेटिक इंजीनियरिंग भी कहते हैं।
- जैव सूचना विज्ञान: जीव विज्ञान में कंप्यूटर – जैव सूचना विज्ञान (bioinformatics) कंप्यूटर से जैविक डेटा को सहेजता, खोजता और मिलाता है। लैब के नतीजे स्प्रेडशीट में; DNA और प्रोटीन अनुक्रम ऑनलाइन डेटाबेस में; संरेखण टूल अनुक्रमों में मिलान, अंतर (जैसे SNP) और रिश्तेदारी खोजते हैं; सॉफ़्टवेयर सूक्ष्मदर्शी कैमरे के चित्र मापता है। लोगों का डेटा गोपनीय और न्यायपूर्ण तरीके से इस्तेमाल होना चाहिए।
2. कोशिका संवर्धन और आनुवंशिक परिवर्तन
सूक्ष्मजीवी कोशिका संवर्धन · पादप कोशिका संवर्धन · जंतु कोशिका संवर्धन
- सूक्ष्मजीव संवर्धन: लैब में सूक्ष्मजीव कैसे उगाते हैं – किसी सूक्ष्मजीव को पढ़ने के लिए हम कुछ कोशिकाओं से बहुत सारी कोशिकाएँ उगाते हैं। इसे संवर्ध (कल्चर) कहते हैं। पहले औज़ारों और भोजन के सारे कीटाणु मारते हैं (निर्जर्मीकरण)। फिर प्लेट में सूक्ष्मजीवों को भोजन देते हैं (संवर्धन माध्यम)। गर्म करके ठंडा किए तार के लूप से थोड़ी कोशिकाएँ फैलाते हैं (स्ट्रीकिंग) और प्लेट को गर्म जगह रखते हैं। हर कोशिका एक दिखने वाला बिंदु बन जाती है, जिसे कॉलोनी कहते हैं। फ़्लास्क में कोशिकाओं की संख्या चार चरणों में बढ़ती है: लैग, लॉग, स्थिर और मृत्यु।
- पादप ऊतक संवर्धन: छोटे टुकड़े से बहुत सारे पौधे – पादप ऊतक संवर्धन यानी पौधे की कोशिकाएँ, ऊतक या अंग को बंद काँच के जार में साफ़ जेली भोजन पर उगाना। पौधे का एक छोटा टुकड़ा (कर्तोतक) साफ़ करके शर्करा, लवण, विटामिन और पादप हॉर्मोन वाले माध्यम पर रखते हैं। इसकी कोशिकाएँ बँटकर मुलायम ढेला बनाती हैं, जिसे कैलस कहते हैं। हॉर्मोन का मिश्रण तय करता है कि प्ररोह उगेंगे या जड़ें। हर नया प्ररोह काटकर फिर उगाया जा सकता है, इसलिए एक टुकड़े से हज़ारों एक जैसे पौधे बनते हैं। यही सूक्ष्मप्रवर्धन है।
- जंतु कोशिका संवर्धन: शरीर के बाहर जंतु कोशिकाएँ उगाना – जंतु कोशिका संवर्धन का मतलब है जंतु या मनुष्य की कोशिकाओं को शरीर के बाहर, एक साफ़ फ्लास्क में तरल भोजन (माध्यम) के साथ उगाना। कोशिकाओं को 37 °C पर और 5% कार्बन डाइऑक्साइड में गरम रखा जाता है। वे फ्लास्क से चिपकती हैं, विभाजित होती हैं और तल को भर देती हैं। फिर हम उन्हें नई फ्लास्कों में बाँटते हैं। संवर्धित कोशिकाओं से टीके, प्रतिरक्षी (एंटीबॉडी) और दवाएँ बनती हैं, दवाओं की जाँच होती है और जले हुए लोगों के लिए त्वचा उगाई जाती है। स्टेम कोशिकाएँ, जो कई तरह की कोशिकाएँ बन सकती हैं, भी इसी तरह उगाई जाती हैं।