अध्याय 9: जैव प्रौद्योगिकी – सिद्धांत व प्रक्रम

कक्षा 12 जीव विज्ञान एनसीईआरटी पाठ्यपुस्तक का अध्याय 9, "जैव प्रौद्योगिकी – सिद्धांत व प्रक्रम", पुनर्योगज DNA तकनीक को समझाता है — जिसमें प्रतिबंधन एंजाइम, क्लोनिंग वेक्टर और बायोरिएक्टर का उपयोग करके उपयोगी प्रोटीन तथा आनुवंशिक रूप से रूपांतरित जीव तैयार किए जाते हैं।

• आनुवंशिक अभियांत्रिकी के उपकरण — पुनर्योगज DNA कार्य एक विशेष उपकरण-समूह पर निर्भर करता है: प्रतिबंधन एंजाइम DNA को विशिष्ट अनुक्रमों पर काटते हैं, DNA लाइगेज खंडों को जोड़ता है, और प्लाज्मिड जैसे क्लोनिंग वेक्टर बाह्य DNA को परपोषी कोशिकाओं में ले जाते हैं ताकि वह प्रतिकृति बना सके।
• rDNA तकनीक का जन्म — 1972 में Cohen और Boyer द्वारा पहला पुनर्योगज DNA बनाया गया, जिसने आनुवंशिक अभियांत्रिकी की नींव रखी — यह दर्शाते हुए कि किसी जीन को वेक्टर से जोड़कर परपोषी में प्रवेश कराया जा सकता है और नई आनुवंशिक संयोजन तैयार की जा सकती है।
• DNA का प्रवर्धन और स्थानांतरण — PCR में ताप-स्थायी पॉलीमरेज़ का उपयोग करके लक्षित DNA खंड की अरबों प्रतिलिपियाँ बनाई जाती हैं, जबकि DNA को कोशिकाओं में पहुँचाने के लिए कैल्शियम-आयन ऊष्मा-आघात, सूक्ष्म-अंत:क्षेपण, जीन गन, या निष्क्रिय रोगाणुओं जैसी विधियाँ अपनाई जाती हैं।
• बायोरिएक्टर से बड़े पैमाने पर उत्पादन — जैव-प्रक्रिया अभियांत्रिकी में बायोरिएक्टर तापमान, pH, ऑक्सीजन और पोषक तत्वों को नियंत्रित करके संवर्धन (culture) बढ़ाते हैं और पुनर्योगज प्रोटीनों का बड़े पैमाने पर उत्पादन करते हैं — यह प्रयोगशाला तकनीक को औद्योगिक उत्पादन से जोड़ता है।

1. 01प्रतिबंधन एंडोन्यूक्लिएज़ DNA को पैलिंड्रोमिक पहचान अनुक्रमों पर काटते हैं और चिपचिपे सिरे (sticky ends) उत्पन्न करते हैं, जो DNA लाइगेज द्वारा DNA खंडों के जोड़ने में सहायक होते हैं
2. 02Stanley Cohen और Herbert Boyer ने 1972 में एक प्रतिजैविक प्रतिरोध जीन को Salmonella typhimurium के प्लाज्मिड से जोड़कर पहला पुनर्योगज DNA तैयार किया
3. 03क्लोनिंग वेक्टर में प्रतिकृति उद्गम (ori), वरणयोग्य मार्कर और उपयुक्त क्लोनिंग स्थल होने चाहिए ताकि बाह्य DNA परपोषी कोशिकाओं में प्रतिकृति बना सके
4. 04PCR (पॉलीमरेज़ शृंखला अभिक्रिया) में Thermus aquaticus से प्राप्त ताप-स्थायी DNA पॉलीमरेज़ का उपयोग करके लक्षित DNA खंड की लगभग एक अरब प्रतिलिपियाँ बनाई जाती हैं
5. 05DNA को परपोषी कोशिकाओं में पहुँचाने के लिए कैल्शियम आयनों से रासायनिक उपचार (ऊष्मा-आघात विधि), सूक्ष्म-अंत:क्षेपण, बायोलिस्टिक्स (जीन गन), या निष्क्रिय रोगाणु वेक्टर अपनाए जाते हैं
6. 06बायोरिएक्टर (100–1000 लीटर क्षमता) पुनर्योगज प्रोटीनों के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए इष्टतम तापमान, pH, ऑक्सीजन और पोषक तत्वों की स्थितियाँ प्रदान करते हैं