NCERT Solutions of Jeev Vigyan for Class 12th: Ch 11 जैव प्रौद्योगिकी- सिद्धांत व प्रक्रम जीव विज्ञान
प्रश्नपृष्ठ संख्या 223
1. क्या आप दस पुनर्योगज प्रोटीन के बारे में बता सकते हैं जो चिकित्सीय व्यवहार के काम में लाए जाते हैं? पता लगाइए कि वे चिकित्सीय औषधि के रूप में कहाँ प्रयोग किए जाते हैं| (इंटरनेट की सहायता लें)|
उत्तर
पुनर्योगज प्रोटीन पुनर्योगज डीएनए तकनीक से प्राप्त किया जाता है| किसी जीव से वांछित जीनों का विलगन, क्लोनन तथा किसी अन्य जीव में उनका स्थानन एवं अभिव्यक्ति पुनर्योगज डीएनए तकनीक कहलाता है|
• दस पुनर्योगज प्रोटीन जो चिकित्सीय व्यवहार के काम में लाए जाते हैं :
(i) इंसुलिन: इसका प्रयोग मधुमेह के इलाज में किया जाता है|
(ii) इंटरफेरॉन-α : इसका प्रयोग क्रोनिक हेपेटाइटिस सी के लिए किया जाता है|
(iii) इंटरफेरॉन : दाद और वायरल आंत्रशोथ के लिए प्रयोग किया जाता है|
(iv) जमावट कारक vii (Coagulation factor vii) : हीमोफीलिया A (haemophilia A) के उपचार में प्रयुक्त होता है|
(v) जमावट कारक ix (Coagulation factor ix) : हीमोफीलिया B (haemophilia B)के उपचार में प्रयुक्त होता है|
(vi) एंटी-थ्रोम्बिन III (Anti-thrombin III) : इसका उपयोग रक्त थक्कारोध के लिया जाता है|
(vii) DNAase I : इसका उपयोग सिस्टिक फाइब्रोसिस के उपचार में होता है|
(viii) इंटरफेरॉन-β : मल्टीपल स्केलेरोसिस के उपचार में इसका उपयोग होता है|
(ix) मानव पुनर्योगज वृद्धि हॉर्मोन : व्यक्ति में वृद्धि को बढ़ावा देने के लिए इसका प्रयोग किया जाता है|
(x) ऊतक प्लाज्मिनोजन सक्रियक : इसका उपयोग तीव्र रोधगलन (heart attack) के उपचार में होता है|
2. एक सचित्र (चार्ट) (आरेखित निरूपण के साथ) बनाइए जो प्रतिबंधन एंजाइम को, (जिस क्रियाधार डीएनए पर यह कार्य करता है उसे), उन स्थलों को जहाँ यह डीएनए को काटता है व इनसे उत्पन्न उत्पाद को दर्शाता है|
उत्तर
3. कक्षा ग्यारहवीं में जो आप पढ़ चुके हैं उसके आधार पर क्या आप बता सकते हैं कि आण्विक आकार के आधार पर एंजाइम बड़े हैं या डीएनए| आप इसके बारे में कैसे पता लगायेंगे?
उत्तर
आण्विक आकार के आधार पर डीएनए की अपेक्षा एंजाइम छोटे होते हैं| ऐसा इसलिए है क्योंकि डीएनए में सभी जीवों के विकास और कार्य के लिए आनुवंशिक सूचनाएँ शामिल हैं| इसमें प्रोटीन और डीएनए अणुओं के संश्लेषण के लिए निर्देश शामिल हैं| जबकि, एंजाइम प्रोटीन होते हैं जो डीएनए की एक छोटी सी धारणा से संश्लेषित होते हैं जिन्हें 'जीन' कहा जाता है, जो पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के प्रारूप में शामिल होते हैं|
4. मानव की एक कोशिका में डीएनए की मोलर सांद्रता क्या होगी? अपने अध्यापक से परामर्श लीजिए|
उत्तर
मानव की द्विगुणित कोशिका में डीएनए की मोलर सांद्रता निम्नलिखित है :
⇒ क्रोमोसोम की कुल संख्या × 6.023 × 1023
⇒ 46 × 6.023 × 1023
⇒ 2.77 × 1023 मोल्स
इस प्रकार मानव की एक कोशिका में डीएनए की मोलर सांद्रता 2.77 × 1023 मोल्स होगी|
5. क्या सुकेंद्रकी कोशिकाओं में प्रतिबंधन एंडोन्यूक्लिएज मिलते हैं? अपने उत्तर सही सिद्ध कीजिए|
उत्तर
नहीं, सुकेंद्रकी कोशिकाओं में प्रतिबंधन एंडोन्यूक्लिएज नहीं मिलते हैं| इसका कारण यह है कि सुकेंद्रक का डीएनए अत्यधिक संशोधित एंजाइम से मिथाइलेट किया जाता है, जिसे मिथाइलस कहते हैं| मेथिलिकरण प्रतिबंध एंजाइमों की गतिविधि से डीएनए की सुरक्षा करता है| ये एंजाइम प्राकेंद्रकी कोशिकाओं में मौजूद होते हैं, जहाँ वे विषाणु द्वारा डीएनए के आक्रमण को रोकने में मदद करते हैं|
6. अच्छी हवा व मिश्रण विशेषता के अतिरिक्त की तुलना में कौन सी अन्य कंपन्न फ्लास्क सुविधाएँ हैं?
उत्तर
कंपन्न फ्लास्क विधि प्रयोगशाला में एक छोटे पैमाने पर जैव प्रौद्योगिकी उत्पादों के उत्पादन के लिए उपयोग की जाती है जबकि बिलोडन हौज बायोरियेक्टर का प्रयोग बड़े पैमाने पर जैव प्रौद्योगिकी उत्पादों के लिए किया जाता है|
कंपन्न फ्लास्क की तुलना में बिलोडन हौज बायोरियेक्टर के निम्नलिखित लाभ हैं :
• परीक्षण के लिए रिएक्टर से संवर्धन का छोटा आयतन लिया जा सकता है|
• झाग को नियंत्रित करने के लिए झाग-नियंत्रक तंत्र लगा होता है|
• इसकी एक नियंत्रण प्रणाली है जो तापमान और पीएच नियंत्रित करती है|
7. शिक्षक से परामर्श कर पाँच पैलिंड्रोमिक अनुप्रयास करना होगा कि क्षारक-युग्म नियमों का पालन करते हुए पैलिंड्रोमिक अनुक्रम बनाने के उदाहरण का पता लगाइए|
उत्तर
पैलिंड्रोमिक अनुक्रम डीएनए में पैलिंड्रोमिक क्षारक युग्मों का एक ऐसा अनुक्रम होता है जो पढ़ने के अभिविन्यास को समान रखने पर दोनों लड़ियों में एक जैसे पढ़ा जाता है|
उदाहरणार्थ- निम्न अनुक्रमों को ‘5 → 3’ दिशा में पढ़ने पर दोनों लड़ियों में एक जैसा पढ़ा जाएगा|
अधिकतर प्रतिबंधन एंजाइम पैलिंड्रोमिक अनुक्रम होते हैं| पैलिंड्रोमिक अनुक्रम के पाँच उदाहरण :
(i) 5’- ए जी सी टी -3’
3’- टी सी जी ए -5’
(ii) 5’- जी ए टी टी सी -3’
3’- सी टी टी ए जी -5’
(iii) 5’- ए ए जी सी टी टी -3’
3’- टी टी सी जी ए ए -5’
(iv) 5’- जी टी सी जी ए सी -3’
3’- सी ए जी सी टी जी -5’
(v) 5’- सी टी जी सी ए जी -3’
3’- जी ए सी जी टी सी -5’
8. अर्धसूत्री विभाजन को ध्यान में रखते हुए क्या बता सकते हैं कि पुनर्योगज डीएनए किस अवस्था में बनते हैं?
उत्तर
अर्धसूत्री विभाजन एक प्रक्रिया है जिसमें आनुवांशिक पदार्थों की मात्रा में कमी शामिल होती है| यह दो प्रकार के होते हैं- अर्धसूत्री विभाजन I तथा अर्धसूत्री विभाजन II | प्रोफेज I के पेक्टिन चरण के दौरान, गुणसूत्रों को पार करने की जगह लेती है, जहाँ समजातीय गुणसूत्रों के असमान क्रोमैटिड्स के बीच खंडों का आदान-प्रदान होता है| परिणामस्वरूप, पुनर्योगज डीएनए का निर्माण होता है|
9. क्या आप बता सकते हैं कि प्रतिवेदक (रिपोर्टर) एंजाइम को वरणयोग्य चिन्ह की उपस्थिति में बाहरी डीएनए को परपोषी कोशिकाओं में स्थानांतरण के लिए मॉनिटर करने के लिए किस प्रकार उपयोग में लाया जा सकता है?
उत्तर
एक प्रतिवेदक (रिपोर्टर) जीन का उपयोग बाहरी डीएनए द्वारा परपोषी कोशिकाओं के स्थानांतरण के लिए मॉनिटर करने के लिए किया जा सकता है| वे यह निर्धारित करने के लिए वरण योग्य चिन्ह के रूप में कार्य करते हैं कि परपोषी कोशिकाओं ने बाहरी डीएनए का स्थान ले लिया है या बाहरी जीन को कोशिकाओं में व्यक्त किया जाता है या नहीं| शोधकर्ता एक ही डीएनए निर्माण में प्रतिवेदक जीन और बाहरी जीन को स्थान देते हैं| फिर, इस निर्मित संयुक्त डीएनए को कोशिकाओं में प्रवेश कराया जाता है| फिर, प्रतिवेदक जीन को अभिरूचि के जीनों के सफल रूप से पता लगाने के लिए एक वरण योग्य चिन्ह के रूप में उपयोग किया जाता है|
10. निम्नलिखित का संक्षिप्त वर्णन कीजिए|
(क) प्रतिकृतीयन का उद्भव
(ख) बायोरिएक्टर
(ग) अनुप्रवाह संसाधन
उत्तर
(क) प्रतिकृतीयन का उद्भव
एक गुणसूत्र में एक विशिष्ट डीएनए अनुक्रम होता है जिसे प्रतिकृतीयन का उद्भव कहते हैं, जो प्रतिकृतियन के लिए उत्तरदायी हैं| प्रतिकृतियन की शुरुआत दिशाहीन या द्वि-दिशात्मक हो सकती है|
(ख) बायोरिएक्टर
बायोरिएक्टर एक बर्तन के समान है जिसमें सूक्ष्मजीवों, पौधों, जंतुओं व मानव कोशिकाओं का उपयोग करते हुए कच्चे माल को जैव रूप से विशिष्ट उत्पादों व्यष्टि एंजाइम आदि में परिवर्तित किया जाता है| ये वांछित उत्पाद पाने के लिए अनुकूलतम परिस्थितियाँ उपलब्ध कराते हैं| वृद्धि के लिए ये अनुकूलतम परिस्थितियाँ हैं- तापमान, pH, क्रियाधार, लवण, विटामिन, ऑक्सीजन | बायोरिएक्टर में एक प्रक्षोभक तंत्र, ऑक्सीजन प्रदाय तंत्र, झाग नियंत्रण तंत्र, तापक्रम नियंत्रक तंत्र, पीएच नियंत्रण तंत्र व प्रतिचयन प्रद्वार लगा होता है|
(ग) अनुप्रवाह संसाधन
जैव संश्लेषित अवस्था के पूर्ण होने के बाद परिष्कृत तैयार होने व विपणन के लिए भेजे जाने से पहले कई प्रक्रमों में पृथक्करण व शोधन सम्मिलित हैं और इसे सामूहिक रूप से अनुप्रवाह संसाधन कहते हैं| अनुप्रवाह संसाधन व गुणवत्ता नियंत्रण परीक्षण प्रत्येक उत्पाद के लिए भिन्न-भिन्न होता है|
11. संक्षेप में बताइए-
(क) पीसीआर
(ख) प्रतिबंधन एंजाइम और डीएनए
(ग) काइटिनेज
उत्तर
(क) पीसीआर
पीसीआर का अर्थ पोलीमरेजचेन रिएक्शन (पॉलिमरेज श्रृंखला अभिक्रिया) है| इस अभिक्रिया में उपक्रमकों में के दो समुच्चयों व डीएनए पॉलिमरेज एंजाइम का उपयोग करते हुए पात्रे विधि द्वारा उपयोगी जीन के कई प्रतिकृतियों का संश्लेषण होता है| यह एंजाइम जिनोमिक डीएनए को टेंपलेट के रूप में काम लेकर अभिक्रिया से मिलने वाले न्यूक्लियोटाइडों का उपयोग करते हुए उपक्रमकों को विस्तृत करता है| यदि डीएनए प्रतिकृतयेन प्रक्रम कई बार दोहराया जाता है तब डीएनए खंड को लगभग एक अरब गुणा प्रवर्धित किया जा सकता है अर्थात् एक अरब प्रतिरूपों का निर्माण होता है| यह सतत प्रवर्धन तापस्थायी डीएनए पॉलिमरेज द्वारा किया जाता है| उच्च तापमान द्वारा प्रेरित द्विलड़ीय डीएनए के विकृतीकरण के समय भी यह हमेशा सक्रिय बना रहता है|
(ख) प्रतिबंधन एंजाइम और डीएनए
प्रतिबंधन एंजाइम आणविक कैंची होते हैं जिसका उपयोग डीएनए को विशिष्ट जगहों पर काटने के लिए किया जाता है| ये जीन के स्थानांतरण में महत्त्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं| उदाहरण के लिए, ईको आर I के लिए विशिष्ट स्थल इस प्रकार हैं|
प्रतिबंधन एंजाइम को दो भागों में विभक्त किया गया है :
(i) एक्सोन्यूक्लियेज : यह प्रतिबंधन एंजाइम का एक प्रकार है जो न्यूक्लियोटाइड को डीएनए अणु के 5 'या 3' छोर से काटता है|
(ii) एंडोन्यूक्लियेज : यह एक प्रकार का प्रतिबंधन एंजाइम है जो डीएनए को भीतर विशिष्ट स्थलों पर काटते हैं|
(ग) काइटिनेज
काइटिनेज एक प्रकार का एंजाइम है जिसका इस्तेमाल काइटिन के अवक्रमण के लिए किया जाता है, जो कवकीय कोशिका भित्ति का एक प्रमुख घटक है| इसलिए, कवक के झिल्ली के भीतर संलग्न डीएनए को अलग करने के लिए, एंजाइम चिटिनासे का उपयोग इसके आनुवंशिक पदार्थ को जारी करने के लिए सेल को तोड़ने के लिए किया जाता है| इसलिए, कवक के कोशिका झिल्ली के भीतर संलग्न डीएनए को अलग करने के लिए काइटिनेज एंजाइम का उपयोग इसके आनुवंशिक पदार्थ को मोचित करने के लिए कोशिका को तोड़ने के लिए किया जाता है|
12. अपने अध्यापक से चर्चा करके पता लगाइए कि निम्नलिखित के बीच कैसे भेद करेंगे|
(क) प्लाज्मिड डीएनए और गुणसूत्रीय डीएनए
(ख) आरएनए और डीएनए
(ग) एक्सोन्यूक्लियेज और एंडोन्यूक्लियेज
उत्तर
(क) प्लाज्मिड डीएनए और गुणसूत्रीय डीएनए
प्लाज्मिड डीएनए
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गुणसूत्रीय डीएनए
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| प्लाज्मिड डीएनए बैक्टीरिया में एक गुणसूत्र बाह्य डीएनए अणु है जो प्रतिकृति, गुणसूत्र डीएनए से मुक्त होने में सक्षम है। | गुणसूत्रीय डीएनए एक जीव के अंदर उपस्थित गुणसूत्र के पूरे डीएनए को कहते हैं| |
(ख) आरएनए और डीएनए
आरएनए
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डीएनए
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| आरएनए एक लड़ी वाले अणु होते हैं| | डीएनए द्विलड़ीय अणु होते हैं| |
| इसमें राइबोज शर्करा होता है| | इसमें डिऑक्सीराइबोज शर्करा शामिल होते हैं| |
| आरएनए में स्वयं प्रतिकृति करने की क्षमता नहीं होती है| | डीएनए अणुओं में प्रतिकृति की क्षमता होती है| |
| यह राइबोसोम का एक घटक है| | | यह गुणसूत्र का एक घटक है| |
(ग) एक्सोन्यूक्लियेज और एंडोन्यूक्लियेज
एक्सोन्यूक्लियेज
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एंडोन्यूक्लियेज
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| यह प्रतिबंधन एंजाइम का एक प्रकार है जो न्यूक्लियोटाइड को डीएनए अणु के 5 'या 3' छोर से काटता है| | यह एक प्रकार का प्रतिबंधन एंजाइम है जो डीएनए को भीतर विशिष्ट स्थलों पर काटते हैं| |