रिकॉम्बिनेंट डीएनए

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रिकॉम्बिनेंट डीएनए का निर्माण, जिसमें एक विदेशी डीएनए खंड को प्लास्मिड वेक्टर में डाला जाता है। इस उदाहरण में, सफेद रंग द्वारा इंगित जीन विदेशी डीएनए खंड के प्रवेश पर निष्क्रिय हो जाता है।

रिकॉम्बिनेंट डीएनए (rDNA) अणु वे DNA अणु होते हैं जो आनुवंशिक पुनर्संयोजन (जैसे आणविक क्लोनिंग) की प्रयोगशाला विधियों द्वारा निर्मित होते हैं, जो कई स्रोतों से आनुवंशिक सामग्री को एक साथ लाते हैं, जिससे ऐसे अनुक्रम बनते हैं जो अन्यथा जीनोम में नहीं पाए जाते।

रिकॉम्बिनेंट डीएनए उस डीएनए के टुकड़े के लिए सामान्य नाम है जिसे विभिन्न स्रोतों से दो या दो से अधिक खंडों को जोड़कर बनाया गया है। रिकॉम्बिनेंट डीएनए संभव है क्योंकि सभी जीवों के डीएनए अणु समान रासायनिक संरचना साझा करते हैं, जो केवल न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम में भिन्न होते हैं। रिकॉम्बिनेंट डीएनए अणुओं को कभी-कभी काल्पनिक डीएनए (chimeric DNA) कहा जाता है क्योंकि वे पौराणिक काल्पनिक जीव (chimera) की तरह दो अलग-अलग प्रजातियों की सामग्री से बने हो सकते हैं। rDNA तकनीक पैलिनड्रोमिक अनुक्रम का उपयोग करती है और चिपचिपे और कुंद सिरों (sticky and blunt ends) के उत्पादन की ओर ले जाती है।

रिकॉम्बिनेंट डीएनए अणुओं के निर्माण में उपयोग किए जाने वाले डीएनए अनुक्रम किसी भी प्रजाति से उत्पन्न हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, पादप डीएनए को जीवाणु डीएनए के साथ जोड़ा जा सकता है, या मानव डीएनए को कवक डीएनए के साथ जोड़ा जा सकता है। इसके अलावा, ऐसे डीएनए अनुक्रम जो प्रकृति में कहीं भी नहीं होते हैं, उन्हें डीएनए के रासायनिक संश्लेषण द्वारा बनाया जा सकता है और रिकॉम्बिनेंट डीएनए अणुओं में शामिल किया जा सकता है। रिकॉम्बिनेंट डीएनए तकनीक और सिंथेटिक डीएनए का उपयोग करके, कोई भी डीएनए अनुक्रम बनाया जा सकता है और जीवित जीवों में पेश किया जा सकता है।

जीवित कोशिकाओं के भीतर रिकॉम्बिनेंट डीएनए की अभिव्यक्ति के परिणामस्वरूप बनने वाले प्रोटीन को रिकॉम्बिनेंट प्रोटीन कहा जाता है। जब किसी प्रोटीन को एन्कोड करने वाला रिकॉम्बिनेंट डीएनए एक मेजबान जीव में पेश किया जाता है, तो रिकॉम्बिनेंट प्रोटीन का उत्पादन आवश्यक रूप से नहीं होता है।[1] विदेशी प्रोटीन की अभिव्यक्ति के लिए विशेष अभिव्यक्ति वैक्टर के उपयोग की आवश्यकता होती है और अक्सर विदेशी कोडिंग अनुक्रमों द्वारा महत्वपूर्ण पुनर्गठन की आवश्यकता होती है।

रिकॉम्बिनेंट डीएनए आनुवंशिक पुनर्संयोजन से इस मायने में भिन्न है कि पूर्व कृत्रिम तरीकों का परिणाम है जबकि बाद वाला एक सामान्य जैविक प्रक्रिया है जिसके परिणामस्वरूप अनिवार्य रूप से सभी जीवों में मौजूदा डीएनए अनुक्रमों का रीमिक्सिंग होता है।

उत्पादन

মূল নিবন্ধ: आणविक क्लोनिंग

जीन क्लोनिंग की प्रक्रिया

आणविक क्लोनिंग वह प्रयोगशाला प्रक्रिया है जिसका उपयोग रिकॉम्बिनेंट डीएनए का उत्पादन करने के लिए किया जाता है।[2] यह पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन (PCR) के साथ-साथ दो सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली विधियों में से एक है, जिसका उपयोग प्रयोगकर्ता द्वारा चुने गए किसी भी विशिष्ट डीएनए अनुक्रम की प्रतिकृति को निर्देशित करने के लिए किया जाता है। विधियों के बीच दो मौलिक अंतर हैं। एक यह है कि आणविक क्लोनिंग में जीवित कोशिका के भीतर डीएनए की प्रतिकृति शामिल होती है, जबकि PCR जीवित कोशिकाओं से मुक्त, टेस्ट ट्यूब में डीएनए की प्रतिकृति करता है। दूसरा अंतर यह है कि क्लोनिंग में डीएनए अनुक्रमों को काटना और चिपकाना शामिल है, जबकि PCR मौजूदा अनुक्रम की प्रतिलिपि बनाकर प्रवर्धन करता है।

रिकॉम्बिनेंट डीएनए के निर्माण के लिए एक क्लोनिंग वेक्टर की आवश्यकता होती है, जो एक डीएनए अणु है जो जीवित कोशिका के भीतर प्रतिकृति करता है। वैक्टर आमतौर पर प्लास्मिड या वायरस से प्राप्त होते हैं, और डीएनए के अपेक्षाकृत छोटे खंडों का प्रतिनिधित्व करते हैं जिनमें प्रतिकृति के लिए आवश्यक आनुवंशिक संकेत होते हैं, साथ ही विदेशी डीएनए डालने, रिकॉम्बिनेंट डीएनए युक्त कोशिकाओं की पहचान करने और, जहां उपयुक्त हो, विदेशी डीएनए को व्यक्त करने की सुविधा के लिए अतिरिक्त तत्व होते हैं। आणविक क्लोनिंग के लिए वेक्टर का चुनाव मेजबान जीव के चुनाव, क्लोन किए जाने वाले डीएनए के आकार, और क्या और कैसे विदेशी डीएनए को व्यक्त किया जाना है, पर निर्भर करता है।[3] डीएनए खंडों को विभिन्न विधियों का उपयोग करके जोड़ा जा सकता है, जैसे कि रिस्ट्रिक्शन एंजाइम/लिगेज क्लोनिंग या गिब्सन असेंबली।

मानक क्लोनिंग प्रोटोकॉल में, किसी भी डीएनए खंड की क्लोनिंग में अनिवार्य रूप से सात चरण शामिल होते हैं: (1) मेजबान जीव और क्लोनिंग वेक्टर का चुनाव, (2) वेक्टर डीएनए की तैयारी, (3) क्लोन किए जाने वाले डीएनए की तैयारी, (4) रिकॉम्बिनेंट डीएनए का निर्माण, (5) मेजबान जीव में रिकॉम्बिनेंट डीएनए का प्रवेश, (6) रिकॉम्बिनेंट डीएनए युक्त जीवों का चयन, और (7) वांछित डीएनए आवेषण और जैविक गुणों वाले क्लोन के लिए स्क्रीनिंग।[4]

डीएनए अभिव्यक्ति

মূল নিবন্ধ: प्रोटीन उत्पादन डीएनए अभिव्यक्ति के लिए उपयुक्त मेजबान कोशिकाओं के ट्रांसफेक्शन की आवश्यकता होती है। आमतौर पर, जीवाणु, खमीर, कीट, या स्तनधारी कोशिकाओं (जैसे मानव भ्रूण गुर्दे की कोशिकाएं या चीनी हैम्स्टर अंडाशय कोशिकाएं) का उपयोग मेजबान कोशिकाओं के रूप में किया जाता है।[5]

मेजबान जीव में प्रत्यारोपण के बाद, रिकॉम्बिनेंट डीएनए निर्माण के भीतर निहित विदेशी डीएनए व्यक्त हो भी सकता है और नहीं भी। यानी, डीएनए को बिना अभिव्यक्ति के केवल प्रतिकृति किया जा सकता है, या इसे प्रतिलेखित और अनुवादित किया जा सकता है और एक रिकॉम्बिनेंट प्रोटीन का उत्पादन होता है। सामान्य तौर पर, एक विदेशी जीन की अभिव्यक्ति के लिए जीन को उन अनुक्रमों को शामिल करने के लिए पुनर्गठित करने की आवश्यकता होती है जो एक mRNA अणु का उत्पादन करने के लिए आवश्यक हैं जिसका उपयोग मेजबान के अनुवाद तंत्र (जैसे प्रमोटर, अनुवाद दीक्षा संकेत, और प्रतिलेखन टर्मिनेटर) द्वारा किया जा सकता है।[6] एक्टोपिक जीन की अभिव्यक्ति को बेहतर बनाने के लिए मेजबान जीव में विशिष्ट परिवर्तन किए जा सकते हैं। इसके अलावा, अनुवाद को अनुकूलित करने, प्रोटीन को घुलनशील बनाने, रिकॉम्बिनेंट प्रोटीन को उचित सेलुलर या एक्स्ट्रासेलुलर स्थान पर निर्देशित करने और प्रोटीन को गिरावट से स्थिर करने के लिए कोडिंग अनुक्रमों में भी बदलाव की आवश्यकता हो सकती है।

रिकॉम्बिनेंट डीएनए युक्त जीवों के गुण

ज्यादातर मामलों में, रिकॉम्बिनेंट डीएनए युक्त जीवों में स्पष्ट रूप से सामान्य फेनोटाइप होते हैं। यानी, उनका स्वरूप, व्यवहार और चयापचय आमतौर पर अपरिवर्तित रहता है, और रिकॉम्बिनेंट अनुक्रमों की उपस्थिति को प्रदर्शित करने का एकमात्र तरीका डीएनए की स्वयं जांच करना है, आमतौर पर पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन (PCR) परीक्षण का उपयोग करके।[7] महत्वपूर्ण अपवाद मौजूद हैं, और उन पर नीचे चर्चा की गई है।

यदि rDNA अनुक्रम एक ऐसे जीन को एन्कोड करते हैं जो व्यक्त होता है, तो रिकॉम्बिनेंट जीन के आरएनए और/या प्रोटीन उत्पादों की उपस्थिति का पता लगाया जा सकता है, आमतौर पर RT-PCR या वेस्टर्न हाइब्रिडाइजेशन विधियों का उपयोग करके।[7] सकल फेनोटाइपिक परिवर्तन आदर्श नहीं हैं, जब तक कि रिकॉम्बिनेंट जीन को मेजबान जीव में जैविक गतिविधि उत्पन्न करने के लिए चुना और संशोधित नहीं किया गया हो। सामना किए जाने वाले अतिरिक्त फेनोटाइप में रिकॉम्बिनेंट जीन उत्पाद द्वारा प्रेरित मेजबान जीव के लिए विषाक्तता शामिल है, विशेष रूप से यदि इसे अति-व्यक्त किया जाता है या अनुपयुक्त कोशिकाओं या ऊतकों के भीतर व्यक्त किया जाता है।

कुछ मामलों में, रिकॉम्बिनेंट डीएनए के हानिकारक प्रभाव हो सकते हैं, भले ही वह व्यक्त न हो। एक तंत्र जिसके द्वारा यह होता है वह सम्मिलन निष्क्रियता (insertional inactivation) है, जिसमें rDNA मेजबान कोशिका के जीन में सम्मिलित हो जाता है। कुछ मामलों में, शोधकर्ता इस घटना का उपयोग जीन के जैविक कार्य और महत्व को निर्धारित करने के लिए उन्हें "नॉक आउट" करने के लिए करते हैं।[8] एक अन्य तंत्र जिसके द्वारा क्रोमोसोमल डीएनए में rDNA सम्मिलन जीन अभिव्यक्ति को प्रभावित कर सकता है, वह पहले से व्यक्त नहीं किए गए मेजबान कोशिका जीन का अनुचित सक्रियण है। यह तब हो सकता है, उदाहरण के लिए, जब एक सक्रिय प्रमोटर युक्त रिकॉम्बिनेंट डीएनए खंड पहले से शांत मेजबान कोशिका जीन के बगल में स्थित हो जाता है, या जब एक मेजबान कोशिका जीन जो जीन अभिव्यक्ति को रोकने का कार्य करता है, रिकॉम्बिनेंट डीएनए द्वारा सम्मिलन निष्क्रियता से गुजरता है।

रिकॉम्बिनेंट डीएनए के अनुप्रयोग

रिकॉम्बिनेंट डीएनए (Recombinant DNA) का उपयोग जैव प्रौद्योगिकी (biotechnology), चिकित्सा और अनुसंधान में व्यापक रूप से किया जाता है। आज, डीएनए तकनीक के उपयोग से प्राप्त रिकॉम्बिनेंट प्रोटीन और अन्य उत्पाद अनिवार्य रूप से प्रत्येक फार्मेसी, चिकित्सक या पशु चिकित्सक कार्यालय, चिकित्सा परीक्षण प्रयोगशाला और जैविक अनुसंधान प्रयोगशाला में पाए जाते हैं। इसके अलावा, रिकॉम्बिनेंट डीएनए तकनीक का उपयोग करके हेरफेर किए गए जीव, साथ ही उन जीवों से प्राप्त उत्पाद, कई खेतों, सुपरमार्केट, घरेलू दवा कैबिनेट, और यहां तक कि पालतू जानवरों की दुकानों में भी अपनी जगह बना चुके हैं, जैसे कि वे जो ग्लोफिश (GloFish) और अन्य आनुवंशिक रूप से संशोधित जानवर बेचते हैं।

रिकॉम्बिनेंट डीएनए का सबसे सामान्य अनुप्रयोग बुनियादी अनुसंधान में है, जिसमें यह तकनीक जैविक और बायोमेडिकल विज्ञान में अधिकांश वर्तमान कार्यों के लिए महत्वपूर्ण है।[7] रिकॉम्बिनेंट डीएनए का उपयोग जीन की पहचान करने, उन्हें मैप करने और अनुक्रमित (sequence) करने, और उनके कार्य को निर्धारित करने के लिए किया जाता है। आरडीएनए (rDNA) जांच का उपयोग व्यक्तिगत कोशिकाओं के भीतर और पूरे जीवों के ऊतकों में जीन अभिव्यक्ति का विश्लेषण करने में किया जाता है। रिकॉम्बिनेंट प्रोटीन का उपयोग प्रयोगशाला प्रयोगों में अभिकर्मकों (reagents) के रूप में और कोशिकाओं और जीवों के भीतर प्रोटीन संश्लेषण की जांच के लिए एंटीबॉडी जांच उत्पन्न करने के लिए व्यापक रूप से किया जाता है।

रिकॉम्बिनेंट डीएनए के कई अतिरिक्त व्यावहारिक अनुप्रयोग उद्योग, खाद्य उत्पादन, मानव और पशु चिकित्सा, कृषि और बायोइंजीनियरिंग में पाए जाते हैं।[9] कुछ विशिष्ट उदाहरण नीचे दिए गए हैं।

रिकॉम्बिनेंट काइमोसिन

रेनेट (rennet) में पाया जाने वाला, काइमोसिन (chymosin) वह एंजाइम है जो पैरा-κ-केसीन और ग्लाइकोमैक्रोपेप्टाइड का उत्पादन करने के लिए κ-केसीन के हाइड्रोलिसिस के लिए जिम्मेदार है, जो पनीर, और बाद में दही, और मट्ठा (whey) के निर्माण का पहला चरण है।[10] यह व्यावसायिक रूप से उपयोग किया जाने वाला पहला आनुवंशिक रूप से इंजीनियर खाद्य योज्य (food additive) था। पारंपरिक रूप से, प्रोसेसर रेनेट से काइमोसिन प्राप्त करते थे, जो दूध पीने वाले बछड़ों के चौथे पेट से प्राप्त एक तैयारी है। वैज्ञानिकों ने एंजाइम के बड़े पैमाने पर प्रयोगशाला उत्पादन के लिए ई. कोलाई (E. coli) बैक्टीरिया के एक गैर-रोगजनक स्ट्रेन (K-12) को इंजीनियर किया। यह सूक्ष्मजीवविज्ञानी रूप से उत्पादित रिकॉम्बिनेंट एंजाइम, जो बछड़े से प्राप्त एंजाइम के समान संरचनात्मक है, कम खर्चीला है और प्रचुर मात्रा में उत्पादित होता है। आज अमेरिका का लगभग 60% हार्ड चीज़ आनुवंशिक रूप से इंजीनियर काइमोसिन के साथ बनाया जाता है। 1990 में, एफडीए (FDA) ने यह दिखाने वाले डेटा के आधार पर कि एंजाइम सुरक्षित था, काइमोसिन को "सामान्यतः सुरक्षित के रूप में मान्यता प्राप्त" (GRAS) का दर्जा दिया।

रिकॉम्बिनेंट मानव इंसुलिन

रिकॉम्बिनेंट मानव इंसुलिन ने टाइप 1 मधुमेह के उपचार के लिए पशु स्रोतों (जैसे सूअर और मवेशी) से प्राप्त इंसुलिन की जगह लगभग पूरी तरह से ले ली है। विभिन्न प्रकार के रिकॉम्बिनेंट इंसुलिन की तैयारी व्यापक उपयोग में है।[11] रिकॉम्बिनेंट इंसुलिन (इंसुलिन एस्पार्ट) को मानव इंसुलिन जीन को ई. कोलाई या खमीर (सैकरोमाइसेस सेरेविसिया) में डालकर संश्लेषित किया जाता है, जो फिर मानव उपयोग के लिए इंसुलिन का उत्पादन करता है। ई. कोलाई द्वारा उत्पादित इंसुलिन को आगे के पोस्ट-ट्रांसलेशनल संशोधन (जैसे ग्लाइकोसिलेशन) की आवश्यकता होती है, जबकि खमीर अधिक जटिल मेजबान जीव होने के कारण इन संशोधनों को स्वयं करने में सक्षम होते हैं। रिकॉम्बिनेंट मानव इंसुलिन का लाभ यह है कि दीर्घकालिक उपयोग के बाद रोगी इसके खिलाफ प्रतिरक्षा रक्षा विकसित नहीं करते हैं, जिस तरह से पशु-स्रोत इंसुलिन मानव प्रतिरक्षा प्रणाली को उत्तेजित करता है।

रिकॉम्बिनेंट मानव विकास हार्मोन (HGH, सोमैटोट्रोपिन)

मानव विकास हार्मोन (Human growth hormone) उन रोगियों को दिया जाता है जिनकी पिट्यूटरी ग्रंथियां सामान्य विकास और वृद्धि का समर्थन करने के लिए अपर्याप्त मात्रा उत्पन्न करती हैं। रिकॉम्बिनेंट HGH के उपलब्ध होने से पहले, चिकित्सीय उपयोग के लिए HGH शवों की पिट्यूटरी ग्रंथियों से प्राप्त किया जाता था। इस असुरक्षित अभ्यास के कारण कुछ रोगियों में क्रूट्सफेल्ड-जैकोब रोग (Creutzfeldt–Jakob disease) विकसित हो गया। रिकॉम्बिनेंट HGH ने इस समस्या को समाप्त कर दिया, और अब इसका उपयोग चिकित्सीय रूप से किया जाता है।[12] इसका दुरुपयोग एथलीटों और अन्य लोगों द्वारा प्रदर्शन बढ़ाने वाली दवा के रूप में भी किया गया है।DrugBank article does not mention abuse

रिकॉम्बिनेंट रक्त जमावट कारक VIII

कारक VIII (Factor VIII) एक रक्त-जमावट प्रोटीन है जो हीमोफिलिया (hemophilia) नामक रक्तस्राव विकार वाले रोगियों को दिया जाता है, जो सामान्य रक्त जमावट का समर्थन करने के लिए पर्याप्त मात्रा में कारक VIII का उत्पादन करने में असमर्थ होते हैं।[13] रिकॉम्बिनेंट कारक VIII के विकास से पहले, प्रोटीन को कई दाताओं से मानव रक्त की बड़ी मात्रा को संसाधित करके प्राप्त किया जाता था, जिसमें रक्त जनित संक्रामक रोगों, उदाहरण के लिए एचआईवी और हेपेटाइटिस बी के संचरण का बहुत अधिक जोखिम था।

रिकॉम्बिनेंट हेपेटाइटिस बी वैक्सीन

हेपेटाइटिस बी संक्रमण को एक रिकॉम्बिनेंट सबयूनिट हेपेटाइटिस बी वैक्सीन के उपयोग के माध्यम से सफलतापूर्वक नियंत्रित किया जा सकता है, जिसमें हेपेटाइटिस बी वायरस सतह एंटीजन का एक रूप होता है जो खमीर कोशिकाओं में उत्पादित होता है। रिकॉम्बिनेंट सबयूनिट वैक्सीन का विकास एक महत्वपूर्ण और आवश्यक विकास था क्योंकि हेपेटाइटिस बी वायरस, पोलियो वायरस जैसे अन्य सामान्य वायरस के विपरीत, इन विट्रो (in vitro) नहीं उगाया जा सकता है।[14]

रिकॉम्बिनेंट एंटीबॉडी

रिकॉम्बिनेंट एंटीबॉडी (rAbs) का उत्पादन इन विट्रो में स्तनधारी कोशिकाओं पर आधारित अभिव्यक्ति प्रणालियों के माध्यम से किया जाता है। एक विशिष्ट एपिटोप के लिए उनका मोनोस्पेसिफिक बंधन rAbs को न केवल अनुसंधान उद्देश्यों के लिए, बल्कि कुछ कैंसर प्रकारों, संक्रमणों और ऑटोइम्यून बीमारियों के खिलाफ चिकित्सा विकल्पों के रूप में भी योग्य बनाता है।[15]

एचआईवी संक्रमण का निदान

एचआईवी संक्रमण के निदान के लिए व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली तीन विधियों में से प्रत्येक को रिकॉम्बिनेंट डीएनए का उपयोग करके विकसित किया गया है। एंटीबॉडी परीक्षण (एलिसा (ELISA) या वेस्टर्न ब्लॉट) एचआईवी संक्रमण के जवाब में शरीर द्वारा उत्पादित एंटीबॉडी की उपस्थिति का परीक्षण करने के लिए एक रिकॉम्बिनेंट एचआईवी प्रोटीन का उपयोग करता है। डीएनए परीक्षण रिवर्स ट्रांसक्रिप्शन पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन (RT-PCR) का उपयोग करके एचआईवी आनुवंशिक सामग्री की उपस्थिति की तलाश करता है। RT-PCR परीक्षण का विकास एचआईवी जीनोम के आणविक क्लोनिंग और अनुक्रम विश्लेषण द्वारा संभव हुआ था। अमेरिकी रोग नियंत्रण केंद्र (CDC) से एचआईवी परीक्षण पृष्ठ

गोल्डन राइस

गोल्डन राइस चावल की एक रिकॉम्बिनेंट किस्म है जिसे β-कैरोटीन जैवसंश्लेषण के लिए जिम्मेदार एंजाइमों को व्यक्त करने के लिए इंजीनियर किया गया है।[16] चावल की यह किस्म दुनिया की आबादी में विटामिन ए की कमी की घटनाओं को कम करने के लिए पर्याप्त वादा करती है। गोल्डन राइस वर्तमान में उपयोग में नहीं है, नियामक और बौद्धिक संपदा मुद्दों के समाधान लंबित है। फिलीपींस ने भोजन, फ़ीड और व्यावसायिक प्रसार के लिए गोल्डन राइस को मंजूरी दी है, लेकिन उत्पादन तब से रोक दिया गया है। 2024 के कोर्ट ऑफ अपील्स के फैसले के बाद खेती को रोक दिया गया था जिसने इसके जैव सुरक्षा परमिट को रद्द कर दिया था।

शाकनाशी-प्रतिरोधी फसलें

महत्वपूर्ण कृषि फसलों (सोया, मक्का, ज्वार, कैनोला, अल्फाल्फा और कपास सहित) की व्यावसायिक किस्में विकसित की गई हैं जो एक रिकॉम्बिनेंट जीन को शामिल करती हैं जिसके परिणामस्वरूप शाकनाशी ग्लाइफोसेट (व्यापार नाम 'राउंडअप') के प्रति प्रतिरोध होता है, और ग्लाइफोसेट अनुप्रयोग द्वारा खरपतवार नियंत्रण को सरल बनाता है।[17] ये फसलें कई देशों में सामान्य व्यावसायिक उपयोग में हैं।

कीट-प्रतिरोधी फसलें

बैसिलस थुरिंगिएन्सिस (Bacillus thuringiensis) एक जीवाणु है जो प्राकृतिक रूप से एक प्रोटीन (Bt टॉक्सिन) का उत्पादन करता है जिसमें कीटनाशक गुण होते हैं।[18] इस जीवाणु का उपयोग कई वर्षों से फसलों के लिए कीट-नियंत्रण रणनीति के रूप में किया जाता रहा है, और कृषि तथा बागवानी में इस पद्धति को व्यापक रूप से अपनाया गया है। हाल ही में, ऐसे पौधों का विकास किया गया है जो इस जीवाणु प्रोटीन के एक पुनर्संयोजक (recombinant) रूप को व्यक्त करते हैं, जो कुछ कीट शिकारियों को प्रभावी ढंग से नियंत्रित कर सकते हैं। इन ट्रांसजेनिक फसलों के उपयोग से जुड़े पर्यावरणीय मुद्दे अभी पूरी तरह से सुलझे नहीं हैं।

इतिहास

पुनर्संयोजक डीएनए (recombinant DNA) का विचार सबसे पहले स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी मेडिकल स्कूल के जैव रसायन विभाग में प्रो. डेल काइज़र (A. Dale Kaiser) के स्नातक छात्र पीटर लोबन द्वारा प्रस्तावित किया गया था।[19] पुनर्संयोजक डीएनए के सफल उत्पादन और इंट्रासेल्युलर प्रतिकृति का वर्णन करने वाले पहले प्रकाशन 1972 और 1973 में स्टैनफोर्ड और UCSF से सामने आए। 1980 में, स्टैनफोर्ड के जैव रसायन विभाग के प्रोफेसर और पहले शोध पत्रों में से एक के लेखक पॉल बर्ग (Paul Berg) को न्यूक्लिक एसिड पर उनके काम के लिए, "विशेष रूप से पुनर्संयोजक डीएनए के संबंध में", रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया। वर्नेर आर्बर (Werner Arber), हैमिल्टन स्मिथ और डैनियल नाथन्स (Daniel Nathans) ने प्रतिबंधन एंडोन्यूक्लिएज (restriction endonucleases) की खोज के लिए 1978 का शरीर विज्ञान या चिकित्सा में नोबेल पुरस्कार साझा किया, जिसने rDNA तकनीक की तकनीकों को उन्नत किया।

स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी ने 4 नवंबर, 1974 को पुनर्संयोजक डीएनए पर अमेरिकी पेटेंट के लिए आवेदन किया, जिसमें आविष्कारकों के रूप में हर्बर्ट डब्ल्यू. बॉयर (प्रोफेसर, यूनिवर्सिटी ऑफ कैलिफोर्निया, सैन फ्रांसिस्को) और स्टेनली एन. कोहेन (प्रोफेसर, स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी) का नाम दर्ज था; यह पेटेंट, U.S. 4,237,224A, 2 दिसंबर, 1980 को प्रदान किया गया था।[20] पुनर्संयोजक डीएनए तकनीक का उपयोग करके निर्मित पहली लाइसेंस प्राप्त दवा मानव इंसुलिन थी, जिसे जेनेनटेक (Genentech) द्वारा विकसित किया गया था और एली लिली एंड कंपनी (Eli Lilly and Company) द्वारा लाइसेंस प्राप्त किया गया था।

विवाद

पुनर्संयोजक डीएनए विधियों के प्रारंभिक विकास से जुड़े वैज्ञानिकों ने पहचाना कि पुनर्संयोजक डीएनए वाले जीवों में अवांछनीय या खतरनाक गुण होने की संभावना है। 1975 के पुनर्संयोजक डीएनए पर असिलोमार सम्मेलन (Asilomar Conference on Recombinant DNA) में, इन चिंताओं पर चर्चा की गई और उन प्रयोगों के लिए पुनर्संयोजक डीएनए अनुसंधान पर एक स्वैच्छिक स्थगन शुरू किया गया जिन्हें विशेष रूप से जोखिम भरा माना गया था। इस स्थगन का व्यापक रूप से पालन किया गया जब तक कि अमेरिकी नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ (National Institutes of Health) ने rDNA कार्य के लिए औपचारिक दिशानिर्देश विकसित और जारी नहीं किए। आज, पुनर्संयोजक डीएनए अणुओं और पुनर्संयोजक प्रोटीन को आमतौर पर खतरनाक नहीं माना जाता है। हालाँकि, पुनर्संयोजक डीएनए को व्यक्त करने वाले कुछ जीवों के बारे में चिंताएँ बनी हुई हैं, विशेष रूप से जब वे प्रयोगशाला से बाहर निकलते हैं और पर्यावरण या खाद्य श्रृंखला में प्रवेश करते हैं। इन चिंताओं पर आनुवंशिक रूप से संशोधित जीव (genetically modified organisms) और आनुवंशिक रूप से संशोधित खाद्य विवाद (genetically modified food controversies) के लेखों में चर्चा की गई है। इसके अलावा, बायोफार्मास्युटिकल उत्पादन में उप-उत्पादों के बारे में चिंताएँ हैं, जहाँ पुनर्संयोजक डीएनए विशिष्ट प्रोटीन उत्पादों का परिणाम देते हैं। मुख्य उप-उत्पाद, जिसे होस्ट सेल प्रोटीन (host cell protein) कहा जाता है, मेजबान अभिव्यक्ति प्रणाली से आता है और रोगी के स्वास्थ्य तथा समग्र पर्यावरण के लिए खतरा पैदा करता है।[21]

संदर्भ

  1. ↑ (17 April 2014). "Recombinant protein expression in Escherichia coli: advances and challenges". Frontiers in Microbiology. 5 172. doi:10.3389/fmicb.2014.00172.
  2. ↑ (2002). "Biology". 375–401. Addison Wesley. ISBN 978-0-201-75054-6.
  3. ↑ (2001). Molecular cloning: a laboratory manual. Cold Spring Harbor Laboratory. ISBN 978-0-87969-576-7.
  4. ↑ Cite error: Invalid <ref> tag; no text was provided for refs named isbn0-7167-2866-4
  5. ↑ Eberle, Christian. (December 2022). Recombinant DNA technology – Steps, Methods & Examples. Evitria.
  6. ↑ (1998). "Strategies for optimizing heterologous protein expression in Escherichia coli". Trends in Biotechnology. 16 (2) 54–60. doi:10.1016/S0167-7799(97)01155-4.
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  8. ↑ (1992). "Altering Genes in Animals by Gene Targeting". Annual Review of Immunology. 10 705–730. doi:10.1146/annurev.iy.10.040192.003421.
  9. ↑ Cite error: Invalid <ref> tag; no text was provided for refs named isbn0-8153-4111-3
  10. ↑ (2011). "Handbook of Food Proteins". 13–29. ISBN 978-1-84569-758-7. doi:10.1533/9780857093639.13.
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  13. ↑ (2010). "Advances in the Care and Treatment of Children with Hemophilia". Advances in Pediatrics. 57 (1) 287–294. doi:10.1016/j.yapd.2010.08.007.
  14. ↑ (2011-06-28). Hepatitis B Vaccine Information from Hepatitis B Foundation.
  15. ↑ Narang, Aarti. (2022). Recombinant Antibodies: Next level in antibody technology. Evitria -.
  16. ↑ Cite error: Invalid <ref> tag; no text was provided for refs named pmid|10634784
  17. ↑ (2006). "Molecular basis for the herbicide resistance of Roundup Ready crops". Proceedings of the National Academy of Sciences. 103 (35) 13010–13015. doi:10.1073/pnas.0603638103.
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  19. ↑ Lear, J. (1978). Recombinant DNA: The Untold Story. New York: Crown Publishers. p. 43.
  20. ↑ "Process for producing biologically functional molecular chimeras", retrieved from Google Patent
  21. ↑ (15 June 2009). "Host cell proteins in biologics development: Identification, quantitation and risk assessment". Biotechnology and Bioengineering. 103 (3) 446–458. doi:10.1002/bit.22304.

स्रोत: अंग्रेज़ी विकिपीडिया के “Recombinant DNA” लेख का अनुवाद। मूल लेख: https://en.wikipedia.org/wiki/Recombinant_DNA यह अनुवाद स्वचालित रूप से तैयार किया गया है।

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