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उत्परिवर्तन (Mutation)

उत्परिवर्तन DNA में अचानक होने वाला स्थायी बदलाव है। जीन (बिंदु) उत्परिवर्तन में एक या कुछ क्षार बदलते हैं: प्रतिस्थापन, जोड़ या विलोपन। जोड़ और विलोपन पढ़ने का ढाँचा खिसका देते हैं। गुणसूत्र उत्परिवर्तन में बड़े टुकड़े या गुणसूत्रों की संख्या बदलती है। ये संयोग से या उत्परिवर्तजनों (UV, X-किरणें, कुछ रसायन) से होते हैं। ये हानिकारक, तटस्थ या लाभदायक हो सकते हैं और हर आनुवंशिक विविधता की पहली जड़ हैं।

🎬 कदम-दर-कदम कहानी

  1. जीन क्षारों की एक पंक्ति है: A, T, G और C। कोशिका इन्हें तीन-तीन करके पढ़ती है। तीन का हर समूह एक कोडॉन है, और हर कोडॉन एक अमीनो अम्ल का मोती बताता है।
  2. एक अक्षर बदलो, A की जगह T। सिर्फ़ एक मोती का रंग बदलता है। हीमोग्लोबिन जीन में यही बदलाव सिकल-सेल एनीमिया करता है।
  3. अब सिर्फ़ एक अक्षर हटाओ। उसके बाद हर कोडॉन गलत पढ़ा जाता है। आगे के लगभग सारे मोती बदल जाते हैं। इसे फ्रेमशिफ्ट कहते हैं।
  4. बड़े बदलाव भी होते हैं। गुणसूत्र का एक टुकड़ा खो सकता है, दो बार बन सकता है या उलट सकता है।
  5. उत्परिवर्तन क्यों होते हैं? नकल की अचानक गलतियाँ, UV प्रकाश, X-किरणें और कुछ रसायन। नतीजा हानिकारक, तटस्थ या लाभदायक हो सकता है।
  6. अब तुम्हारी बारी। प्रतिस्थापन, जोड़ या विलोपन चुनो, जगह बदलो, और गिनो कितने मोती बदले।

टिप: 3D दृश्य को घुमाने के लिए खींचें। ज़ूम के लिए दो उंगलियाँ इस्तेमाल करें।

🤔 आम शंकाएँ और उनके जवाब

एक अक्षर बदलने से कभी-कभी कुछ क्यों नहीं बदलता?

ज़्यादातर अमीनो अम्लों के कई कोडॉन होते हैं। नया कोडॉन वही अमीनो अम्ल बताए तो प्रोटीन वही रहता है: मौन उत्परिवर्तन। फ्री-प्ले में किसी कोडॉन का तीसरा क्षार बदलकर देखो।

एक क्षार हटाना एक क्षार बदलने से बुरा क्यों है?

कोशिका तीन-तीन पढ़ती है। एक क्षार हटने से आगे का हर समूह खिसकता है, तो आगे के सब अमीनो अम्ल बदलते हैं।

क्या एक छोटा बदलाव सच में रोग कर सकता है?

हाँ। सिकल-सेल एनीमिया में एक क्षार बदलने से एक अमीनो अम्ल बदलता है और पूरा हीमोग्लोबिन चिपकने लगता है।

क्या उत्परिवर्तन सिर्फ़ विकिरण या रसायन से होते हैं?

नहीं। कई DNA की नकल के समय संयोग से होते हैं। उत्परिवर्तजन सिर्फ़ इनकी संख्या बढ़ाते हैं।

क्या डाउन सिंड्रोम जीन उत्परिवर्तन है?

यह गुणसूत्र उत्परिवर्तन है: एक पूरा अतिरिक्त गुणसूत्र 21, किसी एक जीन का बदलाव नहीं।

उत्परिवर्तन क्या है?

उत्परिवर्तन DNA में ऐसा बदलाव है जो टिक जाता है। DNA कोशिका की निर्देश-पुस्तिका है। यह चार अक्षरों, यानी क्षारों (A, T, G, C) से लिखी है।

कोशिका जीन को तीन-तीन क्षार करके पढ़ती है। तीन का हर समूह कोडॉन है। हर कोडॉन बताता है कि प्रोटीन में कौन-सा अमीनो अम्ल जुड़ेगा। अक्षर बदले तो प्रोटीन बदल सकता है।

शरीर की कोशिकाओं के उत्परिवर्तन सिर्फ़ उसी व्यक्ति पर असर डालते हैं। जनन कोशिकाओं (शुक्राणु, अंडाणु) के उत्परिवर्तन बच्चों तक जा सकते हैं।

जीन उत्परिवर्तन (बिंदु उत्परिवर्तन)

प्रतिस्थापन (Substitution)

एक क्षार की जगह दूसरा आ जाता है। तीन नतीजे हो सकते हैं:

जोड़ (Insertion) और विलोपन (Deletion)

एक क्षार जुड़ता या हटता है। कोशिका तीन-तीन पढ़ती है, इसलिए उसके बाद हर कोडॉन गलत पढ़ा जाता है। इसे फ्रेमशिफ्ट कहते हैं; प्रोटीन प्रायः बेकार हो जाता है। ठीक तीन क्षार जुड़ें या हटें तो ढाँचा बना रहता है, बस एक अमीनो अम्ल बढ़ता या घटता है।

गुणसूत्र उत्परिवर्तन

इनमें गुणसूत्र के बड़े टुकड़े या गुणसूत्रों की संख्या बदलती है।

संख्या में बदलाव: एक गुणसूत्र ज़्यादा या कम (असुगुणिता, aneuploidy), जैसे डाउन सिंड्रोम (गुणसूत्र 21 की तीन प्रतियाँ) या टर्नर सिंड्रोम (सिर्फ़ एक X)। पूरा अतिरिक्त सेट हो तो बहुगुणिता (polyploidy); गेहूँ और केले जैसी फ़सलों में आम है।

उत्परिवर्तन के कारण और प्रभाव

कारण

स्वतः उत्परिवर्तन कोशिका विभाजन से पहले DNA की नकल बनते समय संयोग से होते हैं। उत्परिवर्तजन (mutagens) इनकी दर बढ़ाते हैं: UV प्रकाश, X-किरणें, गामा किरणें और तंबाकू के धुएँ जैसे रसायन। कुछ वायरस भी DNA बदल सकते हैं।

प्रभाव

उत्परिवर्तन ही नए युग्मविकल्पों (alleles) का एकमात्र स्रोत है। अर्धसूत्री विभाजन और निषेचन उन्हें मिलाते हैं। प्राकृतिक चयन इसी विविधता पर काम करता है, इसलिए उत्परिवर्तन विकास का कच्चा माल है।

करके देखें

वाक्य लिखो: RAM KA DAM BAN (तीन-तीन अक्षर)। एक अक्षर बदलो (प्रतिस्थापन), फिर एक अक्षर हटाकर दोबारा तीन-तीन में बाँटो (विलोपन)। किससे पूरा वाक्य बिगड़ता है?

मुख्य सूत्र और परिभाषाएँ

हल किए गए उदाहरण

1. DNA कोडॉन GAG ग्लूटामिक अम्ल बताता है। यह GTG (वैलीन) बन गया। उत्परिवर्तन का प्रकार और असर बताओ।

एक क्षार बदला, तो प्रतिस्थापन। एक अमीनो अम्ल बदला, तो मिसेंस। हीमोग्लोबिन में इससे सिकल-सेल एनीमिया होता है।

2. जीन ATG-GAG-GTG-CAC है। 5वाँ क्षार (A) हट गया। नए कोडॉन लिखो।

नया क्रम ATGGGGTGCAC → ATG-GGG-TGC-AC… हटने के बाद हर कोडॉन बदल गया: यह फ्रेमशिफ्ट है।

3. प्रतिस्थापन से CTT, CTC बन गया। दोनों ल्यूसीन बताते हैं। यह कौन-सा उत्परिवर्तन है?

मौन उत्परिवर्तन: क्षार बदला पर अमीनो अम्ल नहीं।

4. तीन क्षार हटाना प्रायः एक क्षार हटाने से कम नुकसानदायक क्यों है?

तीन क्षार = एक कोडॉन। ढाँचा वही रहता है, सिर्फ़ एक अमीनो अम्ल कम होता है; बाकी प्रोटीन ठीक रहता है।

आम गलतियाँ

अभ्यास क्विज़

1. उत्परिवर्तन का सबसे सही अर्थ:
2. कौन-सा उत्परिवर्तन फ्रेमशिफ्ट करता है?
3. सिकल-सेल एनीमिया किससे होता है?
4. डाउन सिंड्रोम का कारण:
5. इनमें उत्परिवर्तजन कौन है?

अभ्यास: खुद जवाब दो

अपना जवाब लिखो या चुनो, फिर जाँचें दबाओ। अटको तो संकेत देखो; जवाब देने के बाद पूरा हल दिखेगा।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

उत्परिवर्तन आसान शब्दों में क्या है?

कोशिका के DNA अक्षरों में स्थायी बदलाव। इससे जीन का बनाया प्रोटीन बदल सकता है।

उत्परिवर्तन के मुख्य प्रकार कौन-से हैं?

जीन उत्परिवर्तन (प्रतिस्थापन, जोड़, विलोपन) और गुणसूत्र उत्परिवर्तन (विलोपन, द्विगुणन, प्रतिलोमन, स्थानांतरण, और गुणसूत्र संख्या में बदलाव)।

उत्परिवर्तन अच्छे हैं या बुरे?

दोनों, और कोई भी नहीं। ज़्यादातर तटस्थ हैं, कुछ रोग करते हैं, कुछ उपयोगी हैं। उपयोगी उत्परिवर्तन विकास का कच्चा माल हैं।

यह कहाँ पढ़ाया जाता है

पोलैंडSzkoła podstawowa, klasa VIIIV. Genetics
पोलैंडLiceum ogólnokształcące, klasa IIIVII. Classical genetics
पोलैंडLiceum ogólnokształcące, klasa IVXIV. Classical genetics
स्पेन4º ESOGenetics and evolution
स्पेन2º BachilleratoMolecular genetics
यूक्रेन10 класHeredity and variation
यूक्रेन10 класHeredity and variation
यूक्रेन10 класParticles
इंग्लैंडYear 133.8 The control of gene expression
अमेरिकाGrade 8MS-LS3 Heredity
चीन高一Comp.2 Ch.5 Mutation and variation

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