हमारे शहर रामपुर में कुछ प्रसिद्ध डी एन ए परीक्षण केंद्र हैं, जैसे एक्सेल पैथोलॉजी लैब, पैथकाइंड लैब्स और डॉ. लाल पैथ लैब्स। अगर हम बात करें, डी एन ए परीक्षण की, तो एक जेनेटिक इंजीनियरिंग की विधि है, जिसमें अलग-अलग प्रजातियों के डीएनए को मिलाया जाता है या विशेष कार्यों वाले नए जीन बनाए जाते हैं। इस प्रक्रिया से बने डीएनए को रिकॉम्बिनेंट डीएनए कहा जाता है।
तो, आज हम रिकॉम्बिनेंट डी एन ए तकनीक के बारे में विस्तार से जानेंगे। फिर हम समझने की कोशिश करेंगे कि यह तकनीक कैसे काम करती है और इसमें कौन-कौन से महत्वपूर्ण कदम और प्रक्रियाएँ शामिल होती हैं। इसके बाद, हम रिकॉम्बिनेंट डी एन ए तकनीक के विभिन्न उपयोगों पर भी नज़र डालेंगे। इस संदर्भ में हम देखेंगे कि यह तकनीक खाद्य उद्योग, चिकित्सा अनुसंधान, पर्यावरण सुधार, और जैव प्रौद्योगिकी (Biotechnology) में कैसे उपयोग होती है।
रिकॉम्बिनेंट डी एन ए तकनीक का परिचय
रिकॉम्बिनेंट डी एन ए तकनीक में एंज़ाइम और विभिन्न प्रयोगशाला विधियों का उपयोग करके डी एन ए के खास हिस्सों को अलग करना और उन्हें बदलना शामिल है। इस प्रक्रिया से अलग-अलग प्रजातियों के डी एन ए को जोड़ा (या स्प्लाइस) किया जा सकता है या नए कार्यों वाले जीन बनाए जा सकते हैं। इस प्रक्रिया से बने डी एन ए की प्रतियों को रिकॉम्बिनेंट डी एन ए कहा जाता है। आमतौर पर, इस तकनीक में, रिकॉम्बिनेंट डी एन ए को बैक्टीरिया या यीस्ट (खमीर) कोशिकाओं में फैलाया जाता है, जहाँ उनकी कोशिकीय प्रणाली उस संशोधित डी एन ए की नकल अपनी डी एन ए प्रतियों के साथ करती है।
रिकॉम्बिनेंट डी एन ए तकनीक, जीवविज्ञान में एक अत्यंत महत्वपूर्ण शोध उपकरण है। यह वैज्ञानिकों को डी एन ए के टुकड़ों को बदलने और प्रयोगशाला में उनका अध्ययन करने की अनुमति देती है। इसमें विभिन्न प्रयोगशाला विधियों का उपयोग करके डी एन ए को बैक्टीरिया या खमीर कोशिकाओं में डालना शामिल है। एक बार जब डी एन ए कोशिका में चला जाता है, तो बैक्टीरिया या खमीर इसे अपनी डी एन ए प्रतियों के साथ कॉपी करते हैं। इस तकनीक का सफलतापूर्वक उपयोग इंसुलिन और ग्रोथ हार्मोन जैसी महत्वपूर्ण प्रोटीनों को बनाने में किया गया है, जिनका उपयोग मानव रोगों के इलाज में किया जाता है।
रिकॉम्बिनेंट डी एन ए टेक्नोलॉजी कैसे काम करती है? आइए इसमें शामिल चरणों और प्रक्रियाओं को जानें
1.) डी एन ए अलग करना: रिकॉम्बिनेंट डी एन ए तकनीक में, पहला कदम आवश्यक डी एन ए को उसकी शुद्धतम रूप में निकालना है, यानी कि इसे अन्य मैक्रोमोलेक्यूल्स से मुक्त होना चाहिए। क्योंकि डी एन ए अन्य मैक्रोमोलेक्यूल्स जैसे RNA, पॉलीसैकराइड्स, प्रोटीन और लिपिड्स के साथ कोशिका झिल्ली के भीतर सह-अस्तित्व में होता है, इसे लाइसोज़ाइम, सेलुलोज़, चिटिनेज़, राइबोन्यूक्लियेज़ और प्रोटीज़ जैसे एंजाइमों का उपयोग करके अलग और शुद्ध करना आवश्यक है।
2.) डी एन ए की कटाई/प्रतिबंध एंज़ाइम पाचन: इस कदम में, प्रतिबंध एंजाइम बहुत महत्वपूर्ण होते हैं। यह उस स्थान को पहचानने में मदद करता है जहाँ एक निर्दिष्ट जीन को वेक्टर जीनोम में शामिल किया जाता है। इस प्रतिक्रिया को प्रतिबंध एंजाइम पाचन कहा जाता है। इसमें शुद्ध डी एन ए को एक चुने हुए प्रतिबंध एंज़ाइम के साथ उचित परिस्थितियों में इनक्यूबेट करना शामिल होता है।
3.) डी एन ए का संवर्धन: जीन की प्रतियाँ पी सी आर (PCR) या पॉलिमरेज़ चेन रिएक्शन के माध्यम से बढ़ाई जाती हैं। यह मूल रूप से एक प्रक्रिया है जिसके द्वारा एकल डीएनए प्रति को कई प्रतियों में बढ़ाया जाता है, जब इच्छित जीन को प्रतिबंध एंजाइमों के साथ काटा जाता है। यह एकल प्रति या कुछ प्रतियों को हज़ारों या लाखों प्रतियों में बढ़ाने की अनुमति देता है।
4.) डी एन ए का जोड़ना: इस कदम में वेक्टर और डी एन ए का एक खंड जोड़ा जाता है। यह कार्य, डी एन ए लाइगेज़ नामक एंज़ाइम की मदद से किया जाता है। एक ही प्रतिबंध का उपयोग करके, शुद्ध डी एन ए और इच्छित वेक्टर को काटा जाता है। इससे कटी हुई डी एन ए फ्रैगमेंट और कटा हुआ वेक्टर दोनों प्राप्त होते हैं, जो अब खुले होते हैं। लिगेशन वह प्रक्रिया है जिसमें इन दोनों भागों को 'डी एन ए लाइगेज़ ' एंज़ाइम के साथ जोड़ा जाता है।
5.) आर डी एन ए (rDNA) को मेज़बान में डालना: यहाँ आर डी एन ए को प्राप्तकर्ता मेज़बान कोशिका में जोड़ा जाता है, और पूरी प्रक्रिया को ट्रांसफ़ॉर्मेशन कहा जाता है। समावेश के बाद, रिकॉम्बिनेंट डी एन ए गुणा करता है और अनुकूल परिस्थितियों में निर्मित प्रोटीन के रूप में प्रकट होता है। इस चरण में, रिकॉम्बिनेंट डी एन ए को एक प्राप्तकर्ता मेज़बान कोशिका, सामान्यतः एक बैक्टीरिया कोशिका में स्थानांतरित किया जाता है।
6.) रिकॉम्बिनेंट सेल अलग करना: ट्रांसफ़ॉर्मेशन प्रक्रिया से परिवर्तित और गैर-परिवर्तित मेज़बान कोशिकाओं की एक मिश्रित जनसंख्या उत्पन्न होती है। चयन प्रक्रिया के दौरान, केवल परिवर्तित मेज़बान कोशिकाओं को छाना जाता है। प्लास्मिड वेक्टर के मार्कर जीन का उपयोग करके रिकॉम्बिनेंट कोशिकाओं को गैर-रिकॉम्बिनेंट कोशिकाओं से अलग किया जाता है।
रिकॉम्बिनेंट डी एन ए तकनीक के विभिन्न उपयोग
1.) खाद्य उद्योग:
रिकॉम्बिनेंट डी एन ए तकनीक की मदद से वैज्ञानिक फसलों के डी एन ए में कुछ खास जीन को जोड़ सकते हैं, हटा सकते हैं या बदल सकते हैं। इससे खाद्य उत्पादों में सुधार होता है। पनीर बनाने में मदद करने वाले ऐंज़ाइमों का उत्पादन करने के लिए इसका उपयोग किया जाता है। इससे पनीर और अन्य डेयरी उत्पाद और भी स्वादिष्ट बन जाते हैं!
चलिए, जानते हैं तीन आनुवंशिक रूप से संशोधित खाद्य पदार्थों के बारे में:
⦁ गोल्डन राइस: इसमें विटामिन ए (Vitamin A) की मात्रा बढ़ाई गई है, जिससे यह और भी सेहतमंद बनता है।
⦁ फ़्लेवर सेवर टमाटर: लम्बी शेल्फ़ लाइफ़ वाला टमाटर, तथा इसका स्वाद लंबे समय तक ताजा रहता है।
⦁ आर्कटिक सेब: ये सेब काटने पर भूरा नहीं होते, जिससे उनकी खूबसूरती बनी रहती है!
2.) चिकित्सा अनुसंधान: रिकॉम्बिनेंट डी एन ए ने चिकित्सा की दुनिया में नया आयाम जोड़ा है। इसके ज़रिए वैज्ञानिकों ने कई जीवों का आनुवंशिक संशोधन किया है, जिससे नई दवाएँ और उपचार विकसित करने में मदद मिली है। उदाहरण के लिए, मानव जीनोम को समझना आसान हुआ है, जिससे हमें कई बीमारियों के लिए नए उपचार और औषधियाँ खोजने का रास्ता मिला है।
3.) पर्यावरण सुधार: रिकॉम्बिनेंट डी एन ए तकनीक का पर्यावरण में भी उपयोग हो रहा है। इसकी मदद से सूक्ष्मजीवों को ऐसे बनाया जा रहा है, जो प्रदूषकों को तोड़कर उन्हें नष्ट कर सकते हैं। जैसे, तेल के फैलाव या औद्योगिक कचरे को साफ़ करने में ये सूक्ष्मजीव मदद करते हैं। ये सूक्ष्मजीव, ऐसे एंज़ाइम बनाते हैं जो प्रदूषण को खत्म करते हैं, जिससे हमारी धरती साफ़ और स्वस्थ बनी रहती है।
4.) जैव प्रौद्योगिकी: रिकॉम्बिनेंट डी एन ए तकनीक के माध्यम से, ऐसे बैक्टीरिया बनाए गए हैं जो इंसुलिन, मानव ग्रोथ हार्मोन, ऐल्फ़ा इंटरफेरॉन, हेपेटाइटिस बी वैक्सीन, और अन्य चिकित्सकीय उपयोगी पदार्थों का संश्लेषण कर सकते हैं। इसके अलावा, यह तकनीक, जीन थेरेपी के लिए भी उपयोग की जाती है, जिसमें एक सामान्य जीन को व्यक्ति के जीनोम में डाला जाता है ताकि वह आनुवंशिक रोग का कारण बनने वाले उत्परिवर्तन को ठीक कर सके।
रिकॉम्बिनेंट डी एन ए तकनीक के माध्यम से विशिष्ट डी एन ए क्लोन प्राप्त करना संभव हो गया है, जिससे एक जीव के डी एन ए को दूसरे जीव के जीनोम में जोड़ा जा सकता है। जोड़ा गया जीन ट्रांसजीन कहलाता है, जिसे अगली पीढ़ी में एक नए घटक के रूप में स्थानांतरित किया जा सकता है। जिसके पास ट्रांसजीन होता है, उसे ट्रांसजेनिक जीव या जीनित रूप से संशोधित जीव (GMO) कहा जाता है।
इस प्रकार, एक "डिज़ाइनर जीव" बनाया जाता है, जिसमें कुछ विशिष्ट परिवर्तन होते हैं जो बुनियादी आनुवंशिकी के प्रयोग या किसी वाणिज्यिक प्रजाति के सुधार के लिए आवश्यक होते हैं।

संदर्भ
https://tinyurl.com/yw6end3s
https://tinyurl.com/yv72zf9u
https://tinyurl.com/mp9u9jtc
https://tinyurl.com/43ascfus

चित्र संदर्भ
1. डी एन ए परिक्षण को संदर्भित करता एक चित्रण (pxhere)
2. ए-डी एन ए (A-DNA), बी-डी एन ए (B-DNA) और ज़ेड-डी एन ए (Z-DNA) को संदर्भित करता एक चित्रण (wikimedia)
3. डी एन ए टेट्राहेड्रोन (DNA tetrahedron) को संदर्भित करता एक चित्रण (wikimedia)
4. डी एन ए यूवी उत्परिवर्तन (DNA UV mutation) को संदर्भित करता एक चित्रण (wikimedia)