जैव प्रौद्योगिकी जीवित जीवों और जैविक प्रक्रियाओं का उपयोग करके मनुष्यों द्वारा आवश्यक उत्पादों और सामग्रियों का सचेत उत्पादन है।

प्राचीन काल से, जैव प्रौद्योगिकी का उपयोग मुख्य रूप से खाद्य और प्रकाश उद्योगों में किया जाता रहा है: वाइनमेकिंग, बेकरी, डेयरी उत्पादों के किण्वन में, सन और चमड़े के प्रसंस्करण में, सूक्ष्मजीवों के उपयोग के आधार पर। हाल के दशकों में जैव प्रौद्योगिकी की संभावनाओं में काफी विस्तार हुआ है। यह इस तथ्य के कारण है कि इसके तरीके पारंपरिक तरीकों की तुलना में अधिक लाभदायक हैं, इसका सरल कारण यह है कि जीवित जीवों में, एंजाइमों द्वारा उत्प्रेरित जैव रासायनिक प्रतिक्रियाएं इष्टतम परिस्थितियों (तापमान और दबाव) के तहत होती हैं, अधिक उत्पादक, पर्यावरण के अनुकूल होती हैं और रासायनिक की आवश्यकता नहीं होती है। अभिकर्मक जो पर्यावरण को विषाक्त करते हैं।

जैव प्रौद्योगिकी की वस्तुएं जीवित जीवों के समूहों के कई प्रतिनिधि हैं - सूक्ष्मजीव (वायरस, बैक्टीरिया, प्रोटोजोआ, यीस्ट), पौधे, जानवर, साथ ही उनसे पृथक कोशिकाएं और उपकोशिकीय घटक (ऑर्गेनेल) और यहां तक ​​​​कि एंजाइम भी। जैव प्रौद्योगिकी जीवित प्रणालियों में होने वाली शारीरिक और जैव रासायनिक प्रक्रियाओं पर आधारित है, जिसके परिणामस्वरूप ऊर्जा की रिहाई, चयापचय उत्पादों का संश्लेषण और टूटना और कोशिका के रासायनिक और संरचनात्मक घटकों का निर्माण होता है।

जैव प्रौद्योगिकी की मुख्य दिशा सूक्ष्मजीवों और सुसंस्कृत यूकेरियोटिक कोशिकाओं का उपयोग करके जैविक रूप से सक्रिय यौगिकों (एंजाइम, विटामिन, हार्मोन), दवाओं (एंटीबायोटिक्स, टीके, सीरम, अत्यधिक विशिष्ट एंटीबॉडी, आदि) के साथ-साथ मूल्यवान यौगिकों का उत्पादन है। फ़ीड योजक, उदाहरण के लिए, आवश्यक अमीनो एसिड, फ़ीड प्रोटीन, आदि)। जेनेटिक इंजीनियरिंग विधियों ने इंसुलिन और सोमाटोट्रोपिन (विकास हार्मोन) जैसे हार्मोनों को औद्योगिक मात्रा में संश्लेषित करना संभव बना दिया है, जो मानव आनुवंशिक रोगों के उपचार के लिए आवश्यक हैं।

आधुनिक जैव प्रौद्योगिकी के सबसे महत्वपूर्ण क्षेत्रों में से एक पर्यावरण प्रदूषण (अपशिष्ट जल, दूषित मिट्टी, आदि का जैविक उपचार) से निपटने के लिए जैविक तरीकों का उपयोग भी है।

इस प्रकार, अपशिष्ट जल से धातु निकालने के लिए, यूरेनियम, तांबा और कोबाल्ट जमा करने में सक्षम जीवाणु उपभेदों का व्यापक रूप से उपयोग किया जा सकता है। रोडोकोकस और नोकार्डिया जेनेरा के अन्य बैक्टीरिया का उपयोग जलीय पर्यावरण से पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन के पायसीकरण और सोखने के लिए सफलतापूर्वक किया जाता है। वे पानी और तेल के चरणों को अलग करने, तेल को केंद्रित करने और तेल की अशुद्धियों से अपशिष्ट जल को शुद्ध करने में सक्षम हैं। ऐसे सूक्ष्मजीव पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन को आत्मसात करके उन्हें प्रोटीन, विटामिन बी और कैरोटीन में परिवर्तित करते हैं।

हेलोबैक्टीरिया के कुछ उपभेदों का उपयोग रेतीले समुद्र तटों से ईंधन तेल हटाने के लिए सफलतापूर्वक किया जाता है। आनुवंशिक रूप से इंजीनियर किए गए उपभेद भी प्राप्त किए गए हैं जो ऑक्टेन, कपूर, नेफ़थलीन और ज़ाइलीन को तोड़ सकते हैं और कच्चे तेल का प्रभावी ढंग से उपयोग कर सकते हैं।

पौधों को कीटों और बीमारियों से बचाने के लिए जैव प्रौद्योगिकी विधियों का उपयोग बहुत महत्वपूर्ण है।

जैव प्रौद्योगिकी भारी उद्योग में अपना रास्ता बना रही है, जहां सूक्ष्मजीवों का उपयोग प्राकृतिक संसाधनों को निकालने, परिवर्तित करने और संसाधित करने के लिए किया जाता है। पहले से ही प्राचीन काल में, पहले धातुविदों ने लौह बैक्टीरिया द्वारा उत्पादित दलदली अयस्कों से लोहा प्राप्त किया था, जो लोहे को केंद्रित करने में सक्षम हैं। अब कई अन्य खनिज धातुओं: मैंगनीज, जस्ता, तांबा, क्रोमियम, आदि की जीवाणु सांद्रता के लिए तरीके विकसित किए गए हैं। इन तरीकों का उपयोग पुरानी खदानों और खराब जमाओं के डंप को विकसित करने के लिए किया जाता है, जहां पारंपरिक खनन विधियां आर्थिक रूप से व्यवहार्य नहीं हैं।

जेनेटिक इंजीनियरिंग जैव प्रौद्योगिकी की सबसे महत्वपूर्ण विधियों में से एक है। इसमें आनुवंशिक सामग्री के कुछ संयोजनों का लक्षित कृत्रिम निर्माण शामिल है जो एक कोशिका में सामान्य रूप से कार्य करने में सक्षम हैं, यानी अंतिम उत्पादों के संश्लेषण को गुणा और नियंत्रित करने में सक्षम हैं। इसके उपयोग के स्तर और विशेषताओं के आधार पर जेनेटिक इंजीनियरिंग पद्धति कई प्रकार की होती है।

जेनेटिक इंजीनियरिंग का उपयोग मुख्य रूप से प्रोकैरियोट्स और सूक्ष्मजीवों पर किया जाता है, हालांकि हाल ही में इसका उपयोग उच्च यूकेरियोट्स (उदाहरण के लिए, पौधों) पर किया जाना शुरू हो गया है। इस विधि में कोशिकाओं से अलग-अलग जीनों को अलग करना या कोशिकाओं के बाहर जीनों का संश्लेषण (उदाहरण के लिए, किसी दिए गए जीन द्वारा संश्लेषित मैसेंजर आरएनए के आधार पर), पृथक या संश्लेषित जीनों की निर्देशित पुनर्व्यवस्था, प्रतिलिपि बनाना और प्रसार (जीन क्लोनिंग) शामिल है। जीनोम परिवर्तन के विषय में उनके स्थानांतरण और समावेशन के रूप में। इस तरह, बैक्टीरिया कोशिकाओं में "विदेशी" जीन का समावेश और बैक्टीरिया द्वारा मनुष्यों के लिए महत्वपूर्ण यौगिकों का संश्लेषण प्राप्त करना संभव है। इसके लिए धन्यवाद, मानव जीनोम से इंसुलिन संश्लेषण जीन को ई. कोली जीनोम में पेश करना संभव हो गया। बैक्टीरिया द्वारा संश्लेषित इंसुलिन का उपयोग मधुमेह के रोगियों के इलाज के लिए किया जाता है।

आनुवंशिक इंजीनियरिंग का विकास दो एंजाइमों की खोज के कारण संभव हुआ - प्रतिबंध एंजाइम, जो डीएनए अणु को कड़ाई से परिभाषित क्षेत्रों में काटते हैं, और लिगेज, जो विभिन्न डीएनए अणुओं के टुकड़ों को एक साथ जोड़ते हैं। इसके अलावा, जेनेटिक इंजीनियरिंग वैक्टर की खोज पर आधारित है, जो छोटे गोलाकार डीएनए अणु होते हैं जो बैक्टीरिया कोशिकाओं में स्वतंत्र रूप से प्रजनन करते हैं। प्रतिबंध एंजाइमों और लिगेज की मदद से, आवश्यक जीन को वैक्टर में डाला जाता है, जिसके बाद मेजबान कोशिका के जीनोम में इसका समावेश हो जाता है।

सेल इंजीनियरिंग उनकी खेती, संकरण और पुनर्निर्माण के आधार पर एक नए प्रकार की कोशिकाओं के निर्माण की एक विधि है। यह कोशिका और ऊतक संवर्धन विधियों के उपयोग पर आधारित है। सेल इंजीनियरिंग के दो क्षेत्र हैं: 1) मनुष्यों के लिए उपयोगी विभिन्न यौगिकों के संश्लेषण के लिए संस्कृति में स्थानांतरित कोशिकाओं का उपयोग; 2) उनसे पुनर्जीवित पौधे प्राप्त करने के लिए संवर्धित कोशिकाओं का उपयोग।

संस्कृति में पादप कोशिकाएँ मूल्यवान प्राकृतिक पदार्थों का एक महत्वपूर्ण स्रोत हैं, क्योंकि वे अपने विशिष्ट पदार्थों को संश्लेषित करने की क्षमता बनाए रखते हैं: एल्कलॉइड, आवश्यक तेल, रेजिन, जैविक रूप से सक्रिय यौगिक। इस प्रकार, संस्कृति में स्थानांतरित जिनसेंग कोशिकाएं, पूरे पौधे की संरचना में, मूल्यवान औषधीय कच्चे माल का संश्लेषण करना जारी रखती हैं। इसके अलावा, संस्कृति में, कोशिकाओं और उनके जीनोम के साथ कोई भी हेरफेर किया जा सकता है। प्रेरित उत्परिवर्तन का उपयोग करके, सुसंस्कृत कोशिका उपभेदों की उत्पादकता बढ़ाना और उनके संकरण (दूरस्थ संकरण सहित) को पूरे जीव के स्तर की तुलना में बहुत आसान और सरल बनाना संभव है। इसके अलावा, प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं की तरह, उनके साथ आनुवंशिक इंजीनियरिंग का काम भी किया जा सकता है।

लिम्फोसाइट्स (कोशिकाएं जो एंटीबॉडी को संश्लेषित करती हैं, लेकिन संस्कृति में अनिच्छा से और थोड़े समय के लिए बढ़ती हैं) को ट्यूमर कोशिकाओं के साथ संकरण करके, जिनमें संभावित अमरता होती है और कृत्रिम वातावरण में असीमित वृद्धि करने में सक्षम होती हैं, वर्तमान चरण में जैव प्रौद्योगिकी की सबसे महत्वपूर्ण समस्याओं में से एक है हल कर लिया गया है - अंतहीन वृद्धि में सक्षम हाइब्रिडोमा कोशिकाएं प्राप्त की गई हैं। एक निश्चित प्रकार के अत्यधिक विशिष्ट एंटीबॉडी का संश्लेषण।

इस प्रकार, सेल इंजीनियरिंग उत्परिवर्तन प्रक्रिया, संकरण और इसके अलावा, विभिन्न कोशिकाओं (नाभिक, माइटोकॉन्ड्रिया, प्लास्टिड, साइटोप्लाज्म, क्रोमोसोम इत्यादि) के अलग-अलग टुकड़ों को संयोजित करने, विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं का उपयोग करके एक नए प्रकार की कोशिकाओं का निर्माण करना संभव बनाती है। , न केवल विभिन्न वंशों, परिवारों, बल्कि राज्यों से भी संबंधित है। इससे कई सैद्धांतिक समस्याओं का समाधान आसान हो जाता है और इसका व्यावहारिक महत्व भी है।

सेल इंजीनियरिंग का व्यापक रूप से पादप प्रजनन में उपयोग किया जाता है। टमाटर और आलू, सेब और चेरी के संकर विकसित किए गए हैं। परिवर्तित आनुवंशिकता के साथ ऐसी कोशिकाओं से पुनर्जीवित पौधे नए रूपों और किस्मों को संश्लेषित करना संभव बनाते हैं जिनमें लाभकारी गुण होते हैं और प्रतिकूल पर्यावरणीय परिस्थितियों और बीमारियों के प्रति प्रतिरोधी होते हैं। वायरल रोगों से प्रभावित मूल्यवान किस्मों को "बचाने" के लिए भी इस विधि का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। कल्चर में उनके अंकुरों से, कई एपिकल कोशिकाएं अलग की जाती हैं, जो अभी तक वायरस से प्रभावित नहीं हुई हैं, और उनसे स्वस्थ पौधों को पुनर्जीवित किया जाता है, पहले एक टेस्ट ट्यूब में, और फिर मिट्टी में प्रत्यारोपित किया जाता है और प्रचारित किया जाता है।



उद्भव जेनेटिक (आनुवंशिक) इंजीनियरिंगप्राकृतिक वैज्ञानिक पी. बर्ग (1972, यूएसए) द्वारा डीएनए से जीन को अलग करने की तकनीक और वांछित जीन के प्रसार के तरीकों के निर्माण से जुड़ा। एक जीवित जीव में विदेशी आनुवंशिक जानकारी का परिचय, मौजूदा को बदलने और नए जीनोटाइप बनाने के उद्देश्य से आनुवंशिक हेरफेर आनुवंशिक इंजीनियरिंग की सबसे आशाजनक वर्तमान समस्याओं में से एक है।

आनुवंशिक इंजीनियरिंग के आधार पर, फार्मास्युटिकल उद्योग की एक नई शाखा उभरी है, जो आधुनिक जैव प्रौद्योगिकी की एक आशाजनक शाखा है - सूक्ष्मजीवविज्ञानी संश्लेषण। आनुवंशिक इंजीनियरिंग विधियों का उपयोग करके, कई जीनों के क्लोन, इंसुलिन, हिस्टोन, माउस, खरगोश और मानव कोलेजन और ग्लोबिन, पेप्टाइड हार्मोन और इंटरफेरॉन प्राप्त किए गए हैं, जो चिकित्सा पद्धति में उपयोग किए जाते हैं।

जेनेटिक इंजीनियरिंग के विकास से कृषि पौधों और जानवरों के नए जीनोटाइप बनाना संभव हो गया है, जो कुछ बीमारियों की अनुपस्थिति और बढ़ी हुई उत्पादकता की विशेषता है।

जेनेटिक इंजीनियरिंग विधियों का व्यापक रूप से चिकित्सा, फार्माकोलॉजी और माइक्रोबायोलॉजी में उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, आणविक परीक्षणों (डीएनए टुकड़े) का उपयोग करके यह निर्धारित करना संभव है कि दाता का रक्त एड्स वायरस से संक्रमित है या नहीं।

टीकों को बेहतर बनाने और नए टीके बनाने के लिए आनुवंशिक प्रौद्योगिकियों का विकास किया गया है। आनुवंशिकीविद् पनीर बनाने, वाइन बनाने, बेकिंग और किण्वित दूध उत्पादों के उत्पादन के लिए आवश्यक सूक्ष्मजीवों के गुणों के आनुवंशिक संशोधन पर शोध करते हैं।

हानिकारक वायरस, कीटाणुओं और कीड़ों से निपटने के लिए कृषि संशोधित रोगाणुओं का उपयोग करती है।

सेल इंजीनियरिंगव्यक्तिगत कोशिकाओं या कोशिकाओं के समूहों के आनुवंशिक हेरफेर से संबंधित है। सेल इंजीनियरिंग की उपलब्धियों में एक अंडे के इन विट्रो निषेचन की तकनीक और उसके बाद उसके भ्रूण को गर्भाशय में प्रत्यारोपित करना शामिल है। वर्तमान में विश्व में हजारों टेस्ट ट्यूब बेबी हैं।

पशुपालन में सेलुलर इंजीनियरिंग विधियों का उपयोग कुछ ऐसे गुणों वाले जानवरों के प्रजनन के लिए किया जाता है जो मनुष्यों के लिए फायदेमंद होते हैं। इस मामले में, डीएनए अणुओं के अनुभागों को प्रायोगिक जानवरों के अंडों में पेश किया जाता है, जिससे व्यक्ति का जीनोटाइप बदल जाता है।

पौधे उगाने में, प्रजनन के समय को कम करने और नए नमूनों की संख्या में उल्लेखनीय वृद्धि करने के लिए, उनका उपयोग किया जाता है क्लोनल माइक्रोप्रोपेगेशन(एक कोशिका से एक पादप जीव प्राप्त करना)।

हालाँकि, आनुवंशिक और सेलुलर इंजीनियरिंग के विकास के नकारात्मक पहलू पर ध्यान देना आवश्यक है: नए रोगजनक वायरस प्राप्त करने और नए प्रकार के बैक्टीरियोलॉजिकल हथियार बनाने की संभावना वास्तविक हो जाती है, जिससे न केवल देशों के बीच संबंधों में अस्थिरता और तनाव होता है, बल्कि मानव सभ्यता की भलाई के लिए भी खतरा है।

1997 में, प्रेस में जानकारी छपी कि स्कॉटिश वैज्ञानिक जे. विल्मुट ने स्तनधारियों की क्लोनिंग के लिए एक विधि विकसित की थी, जिसके परिणामस्वरूप क्लोन भेड़ डॉली प्राप्त हुई। 236 प्रयोग किए गए, जिनमें से केवल एक ही सफल रहा - एक भेड़ का जन्म माँ के संपूर्ण जीनोटाइप को लेकर हुआ।

इसके बाद मानव क्लोनिंग के मुद्दे पर चर्चा तेजी से उठने लगी। दरअसल, जेनेटिक इंजीनियरिंग प्रौद्योगिकियां इस समस्या को हल करने के करीब पहुंच रही हैं। लेकिन यह याद रखना चाहिए कि मानव क्लोनिंग कई नैतिक, कानूनी और धार्मिक समस्याएं पैदा करेगी, जिनमें से सबसे अधिक दबाव वाली समस्या शायद निम्नलिखित होगी:

♦ मानवता के नैतिक मूल्यों को कमज़ोर करना;

♦ मानव आबादी की सामाजिक और जैविक स्थिरता पर प्रतिकूल प्रभाव;

♦ अन्य नैतिक मानदंडों (या उसके अभाव) के साथ एक सभ्यता का संभावित उद्भव;

♦ अवैध उद्देश्यों के लिए जेनेटिक इंजीनियरिंग की उपलब्धियों का उपयोग करने वाले शोधकर्ताओं के आपराधिक संघों का उदय।

इस प्रकार, मानव हितों में आनुवंशिकी की उपलब्धियों का उपयोग करने के नैतिक और सामाजिक पहलुओं पर व्यापक चर्चा, ध्यान और सार्वजनिक नियंत्रण की आवश्यकता है।

स्व-परीक्षण प्रश्न

1. विद्युत चुम्बकत्व जीवित पदार्थ के अस्तित्व का एक गुण क्यों है?

2. प्रकृति का वर्णन करने में विकासवादी-सहक्रियात्मक दृष्टिकोण का क्या अर्थ है?

3. सामान्य रूप से प्रकृति में और विशेष रूप से जीवित पदार्थ में आत्म-संगठन का सार क्या है?

4. आधुनिक विश्वदृष्टि के लिए सहक्रिया विज्ञान की क्या भूमिका है?

5. स्व-संगठित प्रणालियों के मुख्य गुणों का नाम बताइए।

6. प्रकृति, मनुष्य और समाज के विकास के मॉडल के रूप में द्विभाजन वृक्ष की अवधारणा दीजिए।

7. विभिन्न वैज्ञानिकों के दृष्टिकोण से जीवन को परिभाषित करें। सजीव और निर्जीव पदार्थ के बीच अंतर बताइए।

8. जीवित पदार्थ के संगठन के संरचनात्मक स्तरों का वर्णन करें।

9. पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति की मुख्य परिकल्पनाएँ तैयार करें।

10. ए.आई. ओपरिन के अनुसार जीवन की उत्पत्ति के मुख्य चरणों के नाम बताइए।

11. कोशिका का सजीवों की प्राथमिक इकाई के रूप में वर्णन करें।

12. चार्ल्स डार्विन के विकासवादी सिद्धांत के मुख्य प्रावधानों का नाम बताइये। विकास का सिंथेटिक सिद्धांत डार्विनियन सिद्धांत से किस प्रकार भिन्न है?

13. विश्व और वैश्विक विकासवाद की विकासवादी तस्वीर क्या है?

14. आनुवंशिकता एवं परिवर्तनशीलता को परिभाषित करें।

15. "विरासत", "जीन", "जीनोम", "जीन पूल" की अवधारणाएं क्या परिभाषित करती हैं?

16. जीनोटाइप और फेनोटाइप क्या हैं? यह आम तौर पर क्यों स्वीकार किया जाता है कि जीनोटाइप फेनोटाइप निर्धारित करता है?

17. आनुवंशिक कोड को परिभाषित करें तथा इसके गुणों की सूची बनाएं।

18. हाइब्रिडोलॉजिकल विश्लेषण के बुनियादी सिद्धांतों की सूची बनाएं।

19. कौन से लक्षण प्रभावी कहलाते हैं और कौन से लक्षण अप्रभावी कहलाते हैं?

20. कौन से जीव समयुग्मजी कहलाते हैं और कौन से विषमयुग्मजी?

21. मेंडल के नियमों का आधुनिक सूत्रीकरण दीजिए।

22. मानव आनुवंशिकी की विशेषताएं क्या हैं? मानव आनुवंशिकी की मुख्य विधियों की सूची बनाएं।

लंबे समय से, मनुष्य ने सपना देखा है कि जिन जानवरों को उसने पाला है वे बड़े, सख्त और अधिक उत्पादक होंगे। ताकि उनके द्वारा उगाई गई कृषि फसलें कम से कम समय में पक जाएं, कीटों और बीमारियों से प्रभावित न हों और कम परिवेश के तापमान और नियमित बारिश के अभाव में भी विकसित हों।

कुछ हद तक, इन सभी योजनाओं को चयन के कारण जीवन में लाया गया, लेकिन यह प्रक्रिया बहुत लंबी है, और कोई भी पूर्ण सफलता की गारंटी नहीं दे सकता है। इसके अलावा, यह विधि किसी भी तरह से एक ही जीव में कई प्रजातियों की विशेषताओं को संयोजित करने में मदद नहीं करेगी। बेशक, यदि वे स्वाभाविक रूप से परस्पर प्रजनन कर सकते हैं, तो यह संभव है, लेकिन अन्य मामलों में कोई केवल आवश्यक वंशानुगत गुणों का सपना देख सकता है।

कोर टेक्नोलॉजीज

ऐसे परिणाम प्राप्त करने की मुख्य विधि सेल इंजीनियरिंग है। इसकी सभी तकनीकों पर कुछ सूक्ष्मजीवों पर सबसे अधिक विस्तार से काम किया गया है। सामान्य तौर पर, इस दिशा की आगे की संभावनाएँ और संभावनाएँ बहुत अधिक हैं। फिलहाल, व्यक्तिगत जीन को अलग करने के लिए गहन शोध चल रहा है, जिसे शरीर में एकीकृत किया जा सकता है। सीधे शब्दों में कहें तो, ऐसे घरेलू जानवर और पौधे बनाना संभव होगा जिनमें विशेषताओं का एक कड़ाई से परिभाषित सेट होगा और आवश्यक उपस्थिति होगी।

हमें यह नहीं भूलना चाहिए कि सूक्ष्मजीवों की सेलुलर इंजीनियरिंग ने "बहुक्रियाशील" बैक्टीरिया प्राप्त करना संभव बना दिया है, जो उदाहरण के लिए, पॉलीथीन को जैविक रूप से विघटित कर सकते हैं। इसके अलावा, संशोधित बैक्टीरिया वैक्सीन उत्पादन के लिए एक आदर्श सामग्री हैं। वे विषाणु की पूर्ण अनुपस्थिति के कारण पूरी तरह से सुरक्षित हो सकते हैं (जो "जीवित" दवाओं के उपयोग की अनुमति देता है), लेकिन उनके पास उनके "जंगली" पूर्वजों के एंटीजन का पूरा सेट होता है।

अंततः, यह प्लांट सेल इंजीनियरिंग ही थी जिसने प्रसिद्ध वर्गाकार तरबूज़ और बीजरहित नींबू विकसित करना संभव बनाया। यह उसके लिए है कि हम आलू की उपस्थिति का श्रेय देते हैं, जो कोलोराडो आलू बीटल के लार्वा और वयस्कों द्वारा नहीं खाया जाता है। यह आनुवंशिक अनुसंधान के लिए धन्यवाद था कि गेहूं दिखाई दिया, जो आसानी से खारी (!) मिट्टी पर उत्कृष्ट फसल पैदा करता है!

सेल इंजीनियरिंग के तरीके

सभी पादप कोशिकाओं में टोटिपोटेंसी का गुण होता है (यह तब होता है जब एक कोशिका पूरे जीव में विकसित हो सकती है)। कृषि में, यह मनुष्यों के लिए उपयोगी नई प्रकार की फसलों के प्रजनन पर प्रयोगों के लिए असीमित संभावनाएं प्रदान करता है। पशुपालन में सेल इंजीनियरिंग बहुत आशाजनक है। वर्तमान में, वैज्ञानिकों के पास इन विट्रो में जानवरों की विभिन्न नस्लों की दैहिक कोशिकाओं को जमा करने और संग्रहीत करने का व्यापक अनुभव है। यह कम तापमान पर सामग्री के भंडारण के लिए विशेष रूप से सच है।

वैसे, जानवरों की सेल इंजीनियरिंग की कौन सी विधियाँ मौजूद हैं? आइए उन पर चर्चा करें।

प्रारंभिक भ्रूण पृथक्करण

आज, प्रारंभिक भ्रूणों को अलग करने की विधि विशेष रूप से आशाजनक है। इस दिशा को पहला प्रोत्साहन ट्रांसप्लांटोलॉजी के विकास की शुरुआत से मिला, जिसके तरीकों ने बड़ी संख्या में प्राप्त भ्रूणों को संरक्षित करना संभव बना दिया। सामान्य तौर पर, 2-8 चरणों में भ्रूण सामग्री को अलग करने का पहला सफल प्रयोग विलार्ड (कैम्ब्रिज, इंग्लैंड में) द्वारा किया गया था। इस पद्धति का नुकसान यह है कि इसमें बहुत अधिक समय लगता है, यही कारण है कि यह ऑपरेशन केवल एक अच्छी तरह से सुसज्जित चिकित्सा सुविधा में ही किया जा सकता है।

सीधे शब्दों में कहें तो यह एक बेहद जटिल जैव प्रौद्योगिकी है। सेल्युलर इंजीनियरिंग आजकल बहुत सरल तरीकों का उपयोग करती है।

देर से भ्रूण का अलग होना

इस प्रकार, वैज्ञानिकों ने केवल बाद के चरणों (मोरुला, ब्लास्टोसिस्ट) में भ्रूण सामग्री में हेरफेर करना शुरू किया। विधि का सार यह है कि सबसे पहले पारदर्शी क्षेत्र (पेलुसीडा) को खोला जाता है, जिसके बाद भ्रूण को सावधानीपूर्वक दो भागों में विभाजित किया जाता है। एक आधा हिस्सा उसी स्थान पर रहता है, जबकि दूसरा हिस्सा पहले से तैयार क्षेत्र में स्थानांतरित कर दिया जाता है।

कुछ साल पहले भी, इस तकनीक का उपयोग करके भ्रूण की जीवित रहने की दर 50-60% तक पहुंच गई थी, जबकि आज यह आंकड़ा पहले से ही 80% के करीब पहुंच रहा है। मुख्य लागू प्रभाव एक उत्पादक से प्राप्त बछड़ों की संख्या में उल्लेखनीय वृद्धि है। यह आश्चर्य की बात नहीं है कि पशु कोशिका इंजीनियरिंग एक ऐसा उद्योग है जिसमें धन की कमी नहीं है।

इन प्रयोगों में सबसे पहले अमेरिकी वैज्ञानिक थे। उन्होंने ही यह निष्कर्ष निकाला कि यदि भ्रूण को पारदर्शी झिल्ली से वंचित कर दिया जाए, तो वह 15% से अधिक मामलों में जीवित नहीं रहता है, लेकिन यदि पेल्यूसिड परत संरक्षित रहती है, तो जीवित रहने की दर तुरंत 35% मामलों में बढ़ जाती है। सबसे इष्टतम परिणाम प्राप्त होते हैं यदि विभाजित भ्रूण के प्रत्येक आधे हिस्से में एक पारदर्शी झिल्ली होती है और प्रत्येक भाग को एक अलग गर्भाशय सींग में डाला जाता है: आधुनिक परिस्थितियों में, 75% तक भ्रूण जीवित रहते हैं।

लेकिन व्यवहार में सेल इंजीनियरिंग का उपयोग किस उद्देश्य के लिए किया जाता है? इसकी सहायता से आपको क्या परिणाम मिलते हैं?

प्रजनन में सेल इंजीनियरिंग का महत्व

आज इस तकनीक का उपयोग अंतर्राष्ट्रीय प्रजनन में तेजी से किया जा रहा है। अपेक्षाकृत हाल ही में, सूअरों में भ्रूण प्राप्त करने और प्रत्यारोपित करने की तकनीक का सफलतापूर्वक परीक्षण किया गया। शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि सेल इंजीनियरिंग से एक जानवर के वंशजों की संख्या कम से कम 30-35% तक बढ़ सकती है। लेकिन हमें आनुवंशिक प्रतियां प्राप्त करने की संभावना के बारे में नहीं भूलना चाहिए।

ऐसे जानवर उन वैज्ञानिकों के लिए लगभग सोने के बराबर हैं जो पर्यावरण और जीनोटाइप की परस्पर क्रिया का अध्ययन करते हैं। तथ्य यह है कि दो पूरी तरह से समान व्यक्तियों की उपस्थिति शरीर पर बाहरी वातावरण के प्रभाव का अध्ययन करते समय आंतरिक कारकों के प्रभाव को कम करना संभव बनाती है। इसके अलावा, यदि अनुसंधान के लिए शरीर की आंतरिक स्थिति पर डेटा की आवश्यकता होती है, तो जोड़े में से एक जानवर का वध किया जा सकता है।

ये सभी विकास सेल इंजीनियरिंग के बुनियादी तरीके हैं। लेकिन हम कृषि पशुओं के लिंग के कृत्रिम नियमन से संबंधित विज्ञान की इस शाखा की सबसे महत्वपूर्ण दिशा के बारे में बात करना भूल गए। इस कमी को दूर करने का समय आ गया है।

लिंग नियमन के तरीके

कृषि पशुओं में लिंग के कृत्रिम नियमन के क्षेत्र में विकास के अविश्वसनीय महत्व के बारे में जानकर निश्चित रूप से कोई भी आश्चर्यचकित नहीं होगा। वर्तमान में, वैज्ञानिक एक ही लिंग के जानवरों की संख्या को नियंत्रित नहीं कर सकते हैं, और किसी व्यक्ति के विकास के प्रारंभिक चरण में उसके लिंग को पहचानने में बड़ी समस्याएं हैं। अब तक, इस सूचक के कृत्रिम विनियमन में बहुत कम प्रगति हुई है: यहां तक ​​​​कि सेल इंजीनियरिंग और क्लोनिंग भी इस समस्या को पूरी तरह से हल नहीं कर सकते हैं।

बेशक, आदर्श रूप से यह केवल उन शुक्राणुओं को अलग करने के लायक होगा जो एक्स और वाई गुणसूत्र ले जाते हैं। इसी दिशा में शोध का विकास होना चाहिए। एक अन्य दृष्टिकोण (जो बहुत सरल है और इसलिए उपयोग किया जाता है) महिला प्रजनन प्रणाली से शुरुआती भ्रूणों को निकालना, उनका लिंग निर्धारित करना और फिर उनका प्रत्यारोपण करना है।

लेकिन सेल इंजीनियरिंग के तरीके इन सब से कैसे संबंधित हैं? सब कुछ काफी सरल है.

यह सब साइटोलॉजिकल विधि के बारे में है, जो भ्रूण के प्रकार, XX या XY को निर्धारित करता है। यह क्रोमैटिन या सेक्स क्रोमोसोम का अध्ययन करके किया जाता है। हाल के वर्षों में, यह भी पाया गया है कि विशिष्ट एंटीबॉडी का अध्ययन करके लिंग का निर्धारण किया जा सकता है, जो महिलाओं और पुरुषों में पूरी तरह से भिन्न होते हैं। कुछ वैज्ञानिकों की यह भी राय है कि ग्लूकोज-6-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज की गतिविधि का अध्ययन करके लिंग का निर्धारण किया जा सकता है। हालाँकि, वर्तमान में, साइटोलॉजिकल और इम्यूनोलॉजिकल (एंटीबॉडी का अध्ययन) विधियाँ सबसे प्रभावी हैं।

जेनेटिक इंजीनियरिंग

यह कोई संयोग नहीं है कि इस लेख का शीर्षक "आनुवंशिक और सेलुलर इंजीनियरिंग" वाक्यांश का उपयोग करता है। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि सेलुलर सामग्री को सही करने के तरीके कितने प्रभावी हैं, जीन के साथ सीधे काम करना हमेशा अधिक प्रभावी होगा।

वर्तमान में, यह आनुवंशिक विधियाँ ही हैं जो धीरे-धीरे दुनिया भर में पशुपालन और फसल उत्पादन में अग्रणी भूमिका प्राप्त कर रही हैं। उनके लिए धन्यवाद, प्रजनन कार्य मौलिक रूप से नए स्तर पर पहुंच गया है: अब से, वैज्ञानिक न केवल अनुमान लगा सकते हैं कि वे जिस व्यक्ति को पैदा करेंगे उसमें क्या गुण होंगे, बल्कि यह निश्चित रूप से जान सकते हैं।

यह तुरंत ध्यान दिया जाना चाहिए कि सब कुछ इतना अच्छा नहीं है। कुछ प्रतिबंध हैं. तथ्य यह है कि केवल सांडों की आनुवंशिक सामग्री जो उनकी संतानों (सुधारकों) को बेहतर बना सकती है, को आनुवंशिक हेरफेर की अनुमति है। एकमात्र समस्या यह है कि आज ऐसे जानवर बहुत कम हैं। इसके अलावा, मास्टिटिस उन्मूलन के उद्देश्य से चलाए गए कार्यक्रमों ने अभी तक दृश्यमान परिणाम नहीं दिए हैं। सीधे शब्दों में कहें तो जेनेटिक और सेल्यूलर इंजीनियरिंग रामबाण इलाज से कोसों दूर है।

पिछली शताब्दी के 50 के दशक में ही इंजीनियरिंग पद्धतियाँ स्वयं एक प्रणाली में उभरने लगीं। इस प्रकार, विज्ञान की इस शाखा की नींव रखने वाले मुख्य कार्यों में से एक ब्रिग्स और किंग विधि का उपयोग करके कोशिका नाभिक के प्रत्यारोपण पर प्रयोग था। सबसे पहले, यह ऑपरेशन विशेष रूप से मेंढकों पर सफलतापूर्वक किया गया था। वर्तमान में, चूहों और बड़े स्तनधारियों में भी आनुवंशिक सामग्री के प्रत्यारोपण पर सफल प्रयोग किए जा रहे हैं।

अपेक्षाकृत हाल ही में, वैज्ञानिकों ने कैरियोप्लास्ट के संलयन के बाद परमाणु स्थानांतरण की एक विधि बनाई है। इसके अलावा, आनुवंशिक और कोशिका इंजीनियरिंग विधियां पहले से ही विभिन्न प्रकार के स्तनधारियों के आधार पर काइमेरिक जीवों को बनाना संभव बनाती हैं।

गार्डनर ने जल्द ही एक मौलिक रूप से नई विधि विकसित की जिसमें ब्लास्टोमेरेस को प्राप्तकर्ता ब्लास्टोसिस्ट में प्रत्यारोपित किया जाता है। बटलर ने इस तकनीक का प्रयोगशाला चूहों पर सफलतापूर्वक परीक्षण किया। इन विकासों के आधार पर ही सबसे पहले भेड़ के जीव पर आधारित काइमेरा प्राप्त किया गया।

ऊपर वर्णित सभी कार्यों ने धीरे-धीरे विश्व कृषि विज्ञान को आनुवंशिक इंजीनियरिंग विधियों के व्यापक परिचय के लिए तैयार किया। आज सबसे आम तरीका जीन सामग्री को सुसंस्कृत कोशिकाओं में स्थानांतरित करना और उसके बाद उन्हें ब्लास्टोसिस्ट में डालना है।

लेकिन इससे पहले कि हम इस तकनीक के कुछ पहलुओं को समझें, एक महत्वपूर्ण प्रश्न का उत्तर देना ज़रूरी है। अधिक सटीक रूप से, जेनेटिक इंजीनियरिंग और सेलुलर इंजीनियरिंग के बीच अंतर पर चर्चा करें। सामान्य तौर पर, यहां सब कुछ काफी सरल है: यदि पहले मामले में वैज्ञानिक सीधे आनुवंशिक सामग्री के साथ काम करते हैं, तो "सेलुलर" तरीकों का उपयोग करते समय, पूरे ऑर्गेनेल और कोशिकाओं के वर्गों को काम के लिए लिया जाता है, जिन्हें प्राप्तकर्ता सामग्री में प्रत्यारोपित किया जाता है।

विस्तारित परिभाषा

तो जेनेटिक इंजीनियरिंग का सार क्या है? पिछली सदी के 70 के दशक के मध्य में वैज्ञानिकों ने एक सनसनीखेज खोज की। उन्होंने पाया कि कुछ माइक्रोबियल एंजाइम डीएनए अणु को आवश्यक स्थान पर काटने में सक्षम हैं। सीधे शब्दों में कहें तो कड़ाई से निर्दिष्ट गुणों के साथ आनुवंशिक सामग्री प्राप्त करने का एक अनूठा अवसर पैदा हुआ है।

शोधकर्ता अंततः सटीक सटीकता के साथ विशिष्ट जीन की पहचान करने में सक्षम हुए और यदि आवश्यक हो तो उनका क्लोन भी बना सके। कौन से सिद्धांत वैज्ञानिकों को उनके काम में मार्गदर्शन करते हैं? सामान्य तौर पर, उनमें से केवल दो हैं:

• जीन में कुछ स्पष्ट विशेषता होनी चाहिए जिसका पता लगाया जाना है।
• पृथक आनुवंशिक सामग्री को एक वाहक (उदाहरण के लिए एक वायरस) से जोड़ा जाना चाहिए, जो इसका प्रत्यारोपण करेगा।

सीधे शब्दों में कहें तो, दाता के शरीर से पृथक जीन को प्राप्तकर्ता के शरीर में स्थानांतरित किया जाना चाहिए, जिसके लिए यह विदेशी है। शोधकर्ताओं के काम में मुख्य बात न केवल इसके विकास को प्राप्त करना है, बल्कि ऐसी परिस्थितियाँ बनाना भी है जिसके तहत यह सामान्य रूप से दोहराया जा सके।

युग्मनज के साथ कार्य करना

हालाँकि, हाल के वर्षों में, एक ऐसी तकनीक जिसमें विदेशी जीन को जानवरों के जाइगोट्स के प्रोन्यूक्लियस में इंजेक्ट किया जाता है, समान रूप से व्यापक हो गई है। पहली बार, इस विधि का परीक्षण झील मेंढक ओसाइट्स पर किया गया था: सबसे पहले, उनमें कुछ डीएनए पेश किया गया था, और वैज्ञानिकों ने तुरंत एकीकरण और प्रतिलेखन पर ध्यान दिया। 1981 में, पहली बार एक दिलचस्प प्रयोग किया गया था, जिसके दौरान खरगोश गैमाग्लोबुलिन जीन को चूहे के युग्मनज में पेश किया गया था।

जीन एक लंबे जीनोमिक अग्रानुक्रम की तरह दिखता था जिसमें स्थिर क्षेत्र होते थे। मजे की बात यह है कि उनका सही ढंग से प्रतिलेखन तभी किया गया जब वे पूरी तरह से प्लास्मिड घटकों से मुक्त थे। इस विधि का उपयोग करके डाले गए जीन की अभिव्यक्ति का प्रयोगशाला चूहों में विस्तार से अध्ययन किया गया।

माउस जाइगोट के साथ प्रयोगों से एक साल पहले, 1980 में, प्लास्मिड पीबीआर322, जिसमें एसके40 और एचएसवी वायरस के टुकड़े थे, को उसी माउस जाइगोट के प्रोन्यूक्लियस में रखा गया था। परिणामस्वरूप, प्रयोग में भाग लेने वाले 78 व्यक्तियों में से तीन चूहों में वायरस डीएनए पाया गया। अजीब बात है, जब मानव गैमाग्लोबुलिन जीन इंजेक्ट किया गया था, तो इसका एकीकरण पहले से ही 33 व्यक्तियों (15% से अधिक) में से पांच चूहों में देखा गया था। इस अनुभव ने पहले ही साबित कर दिया है कि काइमेरिकल जीवों का निर्माण जो एक साथ कई प्रजातियों की विशेषताओं को जोड़ देगा, काफी संभव है।

ब्रिंस्टर और उनके अनुयायियों और उनके छात्रों ने एक विशेष रूप से तैयार किए गए निर्माण को माउस जाइगोट्स के प्रोन्यूक्ली में प्रत्यारोपित किया, जिसमें माउस मेटालोथायोनिन, साथ ही थाइमिडीन काइनेज जीन भी शामिल था। इस मामले में, 17% प्रयोगशाला पशुओं में पूर्ण एकीकरण पहले ही देखा जा चुका था।

मुख्य निष्कर्ष

वर्तमान में, जेनेटिक इंजीनियरिंग अंततः विज्ञान की एक आशाजनक, चर्चित शाखा बन गई है। इसके बारे में लगभग सभी लोग जानते हैं. लेकिन सेल इंजीनियरिंग और आनुवंशिक सामग्री के साथ काम करने के कार्य क्या हैं? ओह, वे काफी विविध हैं।

सबसे पहले, दुनिया भर के वैज्ञानिकों को पूरे ग्रह पर भूख को शांत करने और कम करने के कार्य का सामना करना पड़ रहा है। जेनेटिक और सेलुलर इंजीनियरिंग विधियां पौधों और पशु प्रजातियों की किस्मों को बनाना काफी संभव बनाती हैं जिनकी उत्पादकता उनके जंगली पूर्वजों की तुलना में दस गुना अधिक होगी।

दूसरे, यह वैज्ञानिक शाखा समय से पहले बुढ़ापा और अन्य आनुवंशिक बीमारियों की समस्याओं को दूर करने में सक्षम हो सकती है जिनका फिलहाल कोई इलाज नहीं है। अंततः, जेनेटिक इंजीनियरिंग एक दिन निश्चित रूप से जीवन को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाना संभव बना देगी!

विशेषज्ञों का कहना है कि निकट भविष्य में आनुवंशिक इंजीनियरिंग पद्धतियाँ न केवल गर्भावस्था के बेहद प्रारंभिक चरण में आनुवंशिक रोगों (उदाहरण के लिए डाउन सिंड्रोम) का निदान करना संभव बनाएंगी, बल्कि उनका प्रभावी ढंग से इलाज भी करेंगी!

सेलुलर इंजीनियरिंग विज्ञान और प्रजनन अभ्यास में एक दिशा है जो विभिन्न प्रजातियों से संबंधित दैहिक कोशिकाओं के संकरण के तरीकों, व्यक्तिगत कोशिकाओं से ऊतकों या संपूर्ण जीवों की क्लोनिंग की संभावना का अध्ययन करती है।

पौधों के प्रजनन की सामान्य विधियों में से एक अगुणित विधि है - शुक्राणु या अंडों से पूर्ण विकसित अगुणित पौधे प्राप्त करना।

हाइब्रिड कोशिकाएं प्राप्त की गई हैं जो रक्त लिम्फोसाइटों और ट्यूमर कोशिकाओं के गुणों को जोड़ती हैं जो सक्रिय रूप से प्रजनन कर रही हैं। यह आपको जल्दी और सही मात्रा में एंटीबॉडी प्राप्त करने की अनुमति देता है।

ऊतक संवर्धन- प्रयोगशाला स्थितियों में पौधे या जानवरों के ऊतकों और कभी-कभी पूरे जीवों को प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है। पौधे उगाने में, इसका उपयोग कोल्सीसिन के साथ मूल रूपों के उपचार के बाद शुद्ध द्विगुणित रेखाओं के उत्पादन में तेजी लाने के लिए किया जाता है।

जेनेटिक इंजीनियरिंग- पूर्व निर्धारित गुणों वाली फसलें प्राप्त करने के लिए सूक्ष्मजीवों के जीनोटाइप में कृत्रिम, लक्षित परिवर्तन।

मूल विधि- आवश्यक जीनों का अलगाव, उनकी क्लोनिंग और एक नए आनुवंशिक वातावरण में परिचय। विधि में कार्य के निम्नलिखित चरण शामिल हैं:

- एक जीन का अलगाव, एक कोशिका डीएनए अणु के साथ इसका जुड़ाव जो दाता जीन को किसी अन्य कोशिका में पुन: उत्पन्न कर सकता है (प्लाज्मिड में शामिल करना);

- प्राप्तकर्ता जीवाणु कोशिका के जीनोम में एक प्लास्मिड का परिचय;

- व्यावहारिक उपयोग के लिए आवश्यक जीवाणु कोशिकाओं का चयन;

- जेनेटिक इंजीनियरिंग के क्षेत्र में अनुसंधान न केवल सूक्ष्मजीवों तक, बल्कि मनुष्यों तक भी फैला हुआ है। वे प्रतिरक्षा प्रणाली, रक्त जमावट प्रणाली और ऑन्कोलॉजी के विकारों से जुड़े रोगों के उपचार में विशेष रूप से प्रासंगिक हैं।

क्लोनिंग. जैविक दृष्टिकोण से, क्लोनिंग पौधों और जानवरों का वानस्पतिक प्रसार है, जिनकी संतानें माता-पिता के समान वंशानुगत जानकारी रखती हैं। प्रकृति में, पौधों, कवक और प्रोटोजोआ का क्लोन बनाया जाता है, अर्थात। वे जीव जो वानस्पतिक रूप से प्रजनन करते हैं। हाल के दशकों में, इस शब्द का उपयोग तब किया जाने लगा है जब एक जीव के नाभिक को दूसरे के अंडे में प्रत्यारोपित किया जाता है। इस तरह की क्लोनिंग का एक उदाहरण 1997 में इंग्लैंड में प्राप्त प्रसिद्ध भेड़ डॉली थी।

जैव प्रौद्योगिकी- दवाओं, उर्वरकों और जैविक पौध संरक्षण उत्पादों के उत्पादन में जीवित जीवों और जैविक प्रक्रियाओं का उपयोग करने की प्रक्रिया; जैविक अपशिष्ट जल उपचार के लिए, समुद्री जल से मूल्यवान धातुओं के जैविक निष्कर्षण आदि के लिए।

मनुष्यों में इंसुलिन के निर्माण के लिए जिम्मेदार जीन एस्चेरिचिया कोली के जीनोम में शामिल होने से इस हार्मोन का औद्योगिक उत्पादन स्थापित करना संभव हो गया।

कृषि में, दर्जनों खाद्य और चारा फसलों को आनुवंशिक रूप से संशोधित किया गया है। पशुपालन में, जैव प्रौद्योगिकी द्वारा उत्पादित वृद्धि हार्मोन के उपयोग से दूध की उपज में वृद्धि हुई है;

सूअरों में दाद के खिलाफ टीका बनाने के लिए आनुवंशिक रूप से संशोधित वायरस का उपयोग करना। बैक्टीरिया में पेश किए गए नए संश्लेषित जीन की मदद से, विशेष रूप से हार्मोन और इंटरफेरॉन में कई महत्वपूर्ण जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ प्राप्त होते हैं। उनका उत्पादन जैव प्रौद्योगिकी की एक महत्वपूर्ण शाखा थी।

जैसे-जैसे आनुवंशिक और कोशिका इंजीनियरिंग आगे बढ़ती है, समाज आनुवंशिक सामग्री के संभावित हेरफेर के बारे में अधिक चिंतित हो जाता है। कुछ चिंताएँ सैद्धांतिक रूप से उचित हैं। उदाहरण के लिए, कुछ जीवाणुओं की एंटीबायोटिक दवाओं के प्रति प्रतिरोधक क्षमता बढ़ाने वाले जीन के प्रत्यारोपण और खाद्य उत्पादों के नए रूपों के निर्माण से इंकार करना असंभव है, लेकिन ये कार्य राज्यों और समाज द्वारा नियंत्रित होते हैं। किसी भी मामले में, आनुवंशिक अनुसंधान की तुलना में बीमारी, कुपोषण और अन्य झटकों से खतरा कहीं अधिक है।

जेनेटिक इंजीनियरिंग और जैव प्रौद्योगिकी के लिए संभावनाएँ:

– मनुष्य के लिए उपयोगी जीवों का निर्माण;

- नई दवाएँ प्राप्त करना;

- आनुवंशिक विकृति का सुधार और सुधार।

कई बीमारियों के इलाज के लिए विभिन्न जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों की आवश्यकता होती है। उन्हें मानव ऊतक से अलग करते समय, परिणामी सामग्री के विभिन्न वायरस (हेपेटाइटिस बी, मानव इम्युनोडेफिशिएंसी, आदि) से दूषित होने का खतरा होता है। इसके अलावा, ये पदार्थ कम मात्रा में उत्पादित होते हैं और महंगे होते हैं। किसी बीमार व्यक्ति की प्रतिरक्षा प्रणाली के साथ असंगति के कारण पशु मूल के जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ अप्रभावी होते हैं। केवल जेनेटिक इंजीनियरिंग की एक नई शाखा के विकास से कम कीमत पर बड़ी मात्रा में शुद्ध जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों का उत्पादन सुनिश्चित करने में मदद मिली।

जेनेटिक इंजीनियरिंग- यह संकर, पुनः संयोजक डीएनए अणुओं और इसलिए नई विशेषताओं वाले जीवों का निर्माण है। ऐसा करने के लिए, किसी जीव से एक जीन को अलग करना या उसे कृत्रिम रूप से संश्लेषित करना, क्लोन करना (गुणा करना) और दूसरे जीव में स्थानांतरित करना आवश्यक है।

आनुवंशिक इंजीनियरिंग के उपकरण एंजाइम हैं: प्रतिबंध एंजाइम (डीएनए अणु को काटना) और लिगेज (इसे एक साथ जोड़ना)। वायरस का उपयोग वैक्टर के रूप में किया जाता है।

आनुवंशिक इंजीनियरिंग का उपयोग करके, एस्चेरिचिया कोली के उपभेदों का निर्माण किया गया है जिसमें मानव इंसुलिन (मधुमेह के उपचार के लिए आवश्यक), इंटरफेरॉन (एक एंटीवायरल दवा), और सोमाटोट्रोपिन (विकास हार्मोन) के जीन अंतर्निहित हैं।

मानव इंसुलिन का उत्पादन करने के लिए यीस्ट कोशिकाओं को आनुवंशिक रूप से इंजीनियर किया गया है। खमीर कोशिकाओं का उपयोग करके मानव इंसुलिन के उत्पादन की जैवसंश्लेषक विधि का व्यापक रूप से दवा उत्पादन (डेनमार्क, यूगोस्लाविया, अमेरिका, जर्मनी और अन्य देशों में) में उपयोग किया जाता है।

वर्तमान में, विभिन्न देशों के वैज्ञानिक आनुवंशिक इंजीनियरिंग का उपयोग करके, कई अन्य आवश्यक जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ, हेपेटाइटिस बी के खिलाफ एक टीका, एक प्रोफाइब्रिनोलिसिन एक्टिवेटर (एक एंटीकोआगुलेंट), इंटरल्यूकिन -2 (एक इम्युनोमोड्यूलेटर), आदि प्राप्त करने के लिए काम कर रहे हैं।

विदेशी जीन को व्यक्तिगत डीएनए अणुओं के रूप में या वायरल वैक्टर के हिस्से के रूप में पशु कोशिकाओं में पेश किया जाता है जो कोशिका जीनोम में विदेशी डीएनए को पेश करने में सक्षम होते हैं। आमतौर पर दो विधियों का उपयोग किया जाता है:

1) डीएनए को कोशिका ऊष्मायन माध्यम में जोड़ा जाता है;

2) सीधे नाभिक में डीएनए के माइक्रोइंजेक्शन उत्पन्न करें (जो अधिक प्रभावी है)।

मनुष्यों में जेनेटिक इंजीनियरिंग का प्राथमिक कार्य उनके अध्ययन के लिए मानव जीन बैंकों का निर्माण और जीन थेरेपी के तरीकों की खोज करना है, यानी सामान्य एलील के साथ उत्परिवर्ती जीन का प्रतिस्थापन।

सेल इंजीनियरिंगयह उनकी खेती, संकरण या पुनर्निर्माण के आधार पर एक नए प्रकार की कोशिकाओं के निर्माण की एक विधि है। संकरण कृत्रिम रूप से पूरी कोशिकाओं (कभी-कभी दूर की प्रजातियों से) को मिलाकर एक संकर कोशिका बनाता है। सेलुलर पुनर्निर्माण विभिन्न कोशिकाओं (नाभिक, साइटोप्लाज्म, गुणसूत्र, आदि) के अलग-अलग टुकड़ों से एक व्यवहार्य कोशिका का निर्माण है।

संकर कोशिकाओं के अध्ययन से जीव विज्ञान और चिकित्सा में कई समस्याओं का समाधान संभव हो जाता है। उदाहरण के लिए, जैव प्रौद्योगिकी हाइब्रिडोमा का उपयोग करती है। हाइब्रिडोमाएक सामान्य लिम्फोसाइट और एक ट्यूमर कोशिका के संलयन से प्राप्त कोशिका संकर है। इसमें वांछित विशिष्टता (लिम्फोसाइट की संपत्ति) के मोनोक्लोनल (सजातीय) एंटीबॉडी को संश्लेषित करने और कृत्रिम वातावरण (ट्यूमर सेल की संपत्ति) में असीमित वृद्धि करने की क्षमता है।

जैव प्रौद्योगिकी- जैविक वस्तुओं का उपयोग करके मनुष्यों के लिए आवश्यक उत्पादों और सामग्रियों का उत्पादन है।

"जैव प्रौद्योगिकी" शब्द 20वीं सदी के 70 के दशक के मध्य में व्यापक हो गया, हालांकि जैव प्रौद्योगिकी की कुछ शाखाएं लंबे समय से ज्ञात हैं और विभिन्न सूक्ष्मजीवों के उपयोग पर आधारित हैं: बेकिंग, वाइनमेकिंग, ब्रूइंग, पनीर बनाना। आनुवंशिकी में प्रगति ने जैव प्रौद्योगिकी के विकास के लिए महान अतिरिक्त अवसर पैदा किए हैं।

20वीं सदी के मध्य में. और इसके दूसरे भाग में, प्रेरित उत्परिवर्तन का उपयोग करके, एंटीबायोटिक्स (पेनिसिलिन, स्ट्रेप्टोमाइसिन, एरिथ्रोमाइसिन, आदि) प्राप्त किए गए - रोगाणुओं की मदद से; एमाइलेज़ एंजाइम - बैसिलस सबटिलिस की मदद से, अमीनो एसिड - एस्चेरिचिया कोली की मदद से; लैक्टिक एसिड - लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया की मदद से; साइट्रिक एसिड - एस्परगिलस मोल्ड का उपयोग करना; विटामिन बी - खमीर की मदद से।