ट्रांसजेनिक पौधों और जानवरों में जैव प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोग

जैव प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोगों में शामिल हैं: (i) चिकित्सीय, (ii) निदान, (iii) आनुवांशिक रूप से कृषि के लिए संशोधित फसलें, (iv) प्रसंस्कृत खाद्य, (v) बायोरेमेडिएशन, (vi) अपशिष्ट उपचार और (vii) ऊर्जा उत्पादन।

जैवप्रौद्योगिकी मुख्य रूप से जैव-रासायनिक और जैविक रूप से संशोधित रोगाणुओं, कवक, पौधों और जानवरों का उपयोग करके जैविक पैमाने के उत्पादन से संबंधित है।

चित्र सौजन्य: eplantscience.com/index/images/Bi Technology/chapter07/069_laral.ppg

जैव प्रौद्योगिकी के अनुसंधान क्षेत्र:

जैव प्रौद्योगिकी के तीन अनुसंधान क्षेत्र निम्नलिखित हैं।

(i) उत्प्रेरक:

बेहतर जीव के रूप में सबसे अच्छा उत्प्रेरक प्रदान करना; आम तौर पर एक माइक्रोब या शुद्ध एंजाइम।

(ii) इष्टतम शर्तें:

एक उत्प्रेरक के कार्य के लिए इंजीनियरिंग के माध्यम से इष्टतम स्थिति बनाना।

(iii) डाउनस्ट्रीम प्रोसेसिंग:

प्रोटीन / कार्बनिक यौगिक को शुद्ध करने के लिए डाउनस्ट्रीम प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी।

हम सीखेंगे कि जैव प्रौद्योगिकी का उपयोग हमारे जीवन की गुणवत्ता में सुधार के लिए कैसे किया जा रहा है, मुख्यतः खाद्य उत्पादन और स्वास्थ्य में।

कृषि में जैव-प्रौद्योगिकीय अनुप्रयोग:

खाद्य उत्पादन बढ़ाने के विकल्प:

खाद्य उत्पादन को बढ़ाने के लिए तीन विकल्प हैं।

1. कृषि आधारित कृषि:

हरित क्रांति मुख्य रूप से फसलों की पैदावार बढ़ाने में सफल रही

(i) फसलों की उन्नत किस्मों का उपयोग और

(ii) एग्रोकेमिकल्स (उर्वरक और कीटनाशक) का उपयोग

लेकिन यह बढ़ती मानव आबादी को खिलाने के लिए पर्याप्त नहीं था।

2. जैविक कृषि या जैविक खेती:

जैविक खेती में, किसान कृत्रिम उर्वरकों और कीटनाशकों का उपयोग करने के बजाय फसल उत्पादन बढ़ाने के लिए खाद, जैव-उर्वरक, जैव-कीटनाशक और जैव-नियंत्रण का उपयोग करते हैं।

3. आनुवंशिक रूप से इंजीनियर फसल आधारित कृषि:

जैविक खेती से फसल की पैदावार सराहनीय डिग्री तक नहीं बढ़ सकती है। इस समस्या का समाधान आनुवंशिक रूप से संशोधित फसलों का उपयोग है। पौधों, बैक्टीरिया, कवक और जानवरों जिनके जीन को जोड़तोड़ द्वारा बदल दिया गया है उन्हें आनुवंशिक रूप से संशोधित जीव (जीएमओ) कहा जाता है। जिन फसलों में जेनेटिक इंजीनियरिंग के माध्यम से विदेशी जीन पेश किए गए हैं, उन्हें आनुवंशिक रूप से संशोधित फसलें या जीएम फसल कहा जाता है।

ट्रांसजेनिक पौधे:

जिन पौधों में जेनेटिक इंजीनियरिंग के माध्यम से विदेशी जीन पेश किए गए हैं, उन्हें ट्रांसजेनिक प्लांट कहा जाता है। प्लांट सेल जीनोम में विदेशी जीन (ट्रांसजेन) को पेश करने की दो तकनीकें हैं।

(i) पहला, एक वेक्टर के माध्यम से और

(ii) दूसरा, डीएनए के प्रत्यक्ष परिचय के माध्यम से।

ट्रांसजेनिक पौधों का उत्पादन (चित्र 12.1):

यहां टीआई प्लास्मिड वेक्टर के माध्यम से जीन स्थानांतरण को एक उदाहरण के रूप में लिया गया है: आनुवांशिक इंजीनियरिंग के माध्यम से अब गहन जीन स्थानांतरण संभव है। मिट्टी के जीवाणु एग्रोबैक्टीरियम टूमफैक्शन से टी प्लास्मिड (ट्यूमर उत्प्रेरण) को पौधों की कोशिकाओं में जीन हस्तांतरण के लिए वेक्टर के रूप में प्रभावी रूप से उपयोग किया जाता है। यह इसलिए कहा जाता है क्योंकि प्रकृति में, यह टमाटर, तम्बाकू और सोयाबीन जैसे व्यापक पत्ते वाले पौधों में ट्यूमर को प्रेरित करता है।

सदिश के रूप में टीआई प्लास्मिड का उपयोग करने के लिए, शोधकर्ताओं ने इसके ट्यूमर के गुणों को समाप्त कर दिया है, जबकि डीएनए को पौधों की कोशिकाओं में स्थानांतरित करने की क्षमता रखते हुए। इस जीवाणु को प्राकृतिक आनुवंशिक इंजीनियर कहा जाता है क्योंकि इसके प्लास्मिड द्वारा किए गए जीन पौधे के कई हिस्सों में प्रभाव पैदा करते हैं। ए। राइजोजेन्स के री प्लास्मिड का उपयोग वेक्टर के रूप में भी किया जा रहा है।

(i) यह जीवाणु टमाटर, सोयाबीन, सूरजमुखी और कपास इत्यादि जैसे सभी व्यापक कृषि फसलों को संक्रमित करता है। यह अनाज को संक्रमित नहीं करता है। यह एक मुकुट पित्त ट्यूमर नामक कैंसर के विकास के गठन को प्रेरित करता है। पादप कोशिकाओं का यह परिवर्तन रोगजनक जीवाणु द्वारा किए गए टीआई प्लास्मिड के प्रभाव के कारण होता है। इसलिए, आनुवंशिक इंजीनियरिंग उद्देश्यों के लिए, एग्रोबैक्टीरियम उपभेद विकसित किए जाते हैं जिसमें ट्यूमर बनाने वाले जीन हटा दिए जाते हैं। ये रूपांतरित बैक्टीरिया अभी भी पौधे की कोशिकाओं को संक्रमित कर सकते हैं,

(ii) टीआई प्लास्मिड के जिस भाग को प्लांट सेल डीएनए में स्थानांतरित किया जाता है, उसे टी-डीएनए कहा जाता है। वांछित डीएनए के साथ इस टी-डीएनए को इसमें लगाया जाता है, मेजबान संयंत्र के गुणसूत्रों में डाला जाता है जहां यह एक क्रोमोसोमल स्थिति से दूसरे में यादृच्छिक पर स्थानांतरित होकर, स्वयं की प्रतियां पैदा करता है। लेकिन यह अब ट्यूमर पैदा नहीं करता है,

(iii) इस तरह के पौधों की कोशिकाओं को सुसंस्कृत किया जाता है, जो पौधे बनाने के लिए गुणा और अंतर करने के लिए प्रेरित होती हैं।

(iv) मिट्टी में स्थानांतरित होकर, पौधे नए पौधे में व्यक्त किए गए, विदेशी जीन को ले जाने वाले परिपक्व पौधों में बढ़ते हैं।

ट्रांसजेनिक पौधों में कीट प्रतिरोध:

बीटी कपास:

मृदा जीवाणु बेसिलस थुरिंगिनेसिस (शॉर्ट के लिए बीटी) प्रोटीन का उत्पादन करता है जो कुछ कीटों जैसे कि लेपिडोप्टेरान (तम्बाकू बुडवर्म, आर्मीवॉर्म), कोलीपोट्रान (बीटल) और डिप्टरन (मक्खियों, मच्छरों) को मारता है। बैसिलस थुरिंगिएन्सिस कुछ प्रोटीन क्रिस्टल बनाता है। इन क्रिस्टल में एक विषैला कीटनाशक प्रोटीन होता है। यह विष बैसिलस (जीवाणु) को क्यों नहीं मारता है? बीटी टॉक्सिन प्रोटीन निष्क्रिय प्रोटॉक्सिन के रूप में मौजूद है, लेकिन एक बार एक कीट निष्क्रिय टॉक्सिन को निगला देता है जो कि क्रिस्टल को घुलाने वाली एलिमेंटरी नहर के क्षारीय पीएच के कारण विष के सक्रिय रूप में परिवर्तित हो जाता है। सक्रिय विष मिडगुट उपकला कोशिकाओं की सतह से बांधता है और छिद्र बनाता है जो कोशिका की सूजन और लसीका का कारण बनता है और अंत में कीट की मृत्यु का कारण बनता है।

बीटी विष जीनों को बेसिलस थुरिंगिनेसिस से अलग किया गया था और कपास जैसे कई फसल पौधों में शामिल किया गया था। जीन की पसंद फसल और लक्षित कीट पर निर्भर करती है, क्योंकि अधिकांश बीटी विषाक्त पदार्थ कीट-समूह विशिष्ट हैं। विष को रो नाम के एक जीन द्वारा कोडित किया गया है। ये कई जीन हैं। कपास में दो रो जीन, रो एलएसी और रो द्वितीय एब को शामिल किया गया है। आनुवंशिक रूप से संशोधित फसल को बीटी कपास कहा जाता है क्योंकि इसमें बीटी विष जीन होता है। जीन I Ac का रोना रोते हैं और II Ab Ab कपास के कीड़े को नियंत्रित करते हैं। इसी तरह, रो आई बी को कॉर्न बोरर से बचाने के लिए बीटी कॉम में पेश किया गया है।

जीन प्रतीक में आमतौर पर छोटे अक्षर होते हैं और इटैलिक रूप से इटैलिक में होते हैं, जैसे, रोना। प्रोटीन प्रतीक का पहला अक्षर, दूसरी ओर, हमेशा पूंजी होता है और प्रतीक को हमेशा रोमन अक्षरों में लिखा जाता है, उदाहरण के लिए, क्राई।

सरकार आनुवंशिक रूप से संशोधित बीटी कपास की खेती की अनुमति देने के लिए सहमत हो गई है।

बीटी कपास की खेती ने पंजाब के मालवा क्षेत्र में अच्छे परिणाम दिखाए हैं। सरकार को ऐसी खेती को प्रोत्साहित करना चाहिए। यह पानी के भूखे मालवा क्षेत्र को रेगिस्तान में तब्दील होने से बचाएगा, जिसे पानी की बहुत कम जरूरत होगी, वह धान की जगह लेगा।

ट्रांसजेनिक पौधों में कीट प्रतिरोध (निमोटोड्स के खिलाफ संरक्षण):

कई नेमाटोड (गोल कीड़े) मनुष्य सहित पौधों और जानवरों में रहते हैं। एक नेमाटोड मेलोइडोगाइन इन्ग्नोटिया तंबाकू के पौधों की जड़ों को संक्रमित करता है और उपज में भारी कमी का कारण बनता है। 1998 में फायर और मेलो द्वारा एक उपन्यास रणनीति तैयार की गई थी ताकि इस घुसपैठ को रोका जा सके जो कि आरएनए हस्तक्षेप (आरएनएआई) की प्रक्रिया पर आधारित थी। RANi कोशिकीय रक्षा की एक विधि के रूप में सभी यूकेरियोटिक जीवों में होता है। इस विधि में एक विशिष्ट mRNA की सिलिंग शामिल है।

एग्रोबैक्टीरियम वैक्टर का उपयोग करते हुए, निमेटोड विशिष्ट जीन को मेजबान पौधे (तंबाकू के पौधे) में पेश किया जाता है। डीएनए की शुरूआत ऐसी थी कि यह मेजबान कोशिकाओं में भावना और विरोधी भावना आरएनए दोनों का उत्पादन करता था। एक दूसरे के पूरक होने वाले इन दोनों आरएनए ने एक डीएसआरएनए (डबल फंसे हुए आरएनए) का गठन किया जिसने आरएनएआई की शुरुआत की।

तम्बाकू संयंत्र को नेमाटोड के लिए प्रतिरोधी बनाने में शामिल विभिन्न चरणों को संक्षेप में नीचे वर्णित किया गया है:

1. दो फंसे हुए आरएनए को दो न्यूक्लियोटाइड के साथ लगभग 21-23 न्यूक्लियोटाइड आरएनए में संसाधित किया जाता है। एक RNase एंजाइम जिसे डिसर कहा जाता है, dsRNA माइलक्युलस (वायरस, ट्रांसपोज़न या ट्रांसफ़ॉर्मेशन से) को छोटे हस्तक्षेप करने वाले आरएनए (siRNAs) में काट देता है।

2. आरएनए-प्रेरित सिलिंग कॉम्प्लेक्स (आरआईएससी) बनाने के लिए रिबोन्यूक्लाइज (डिसर से अलग) के साथ प्रत्येक siRNA परिसर।

3. siRNA अंधा कर रहा है और RISC सक्रिय है।

4. सक्रिय RISC पूरक mRNA अणुओं को लक्षित करता है। SiRNA स्ट्रैंड्स मार्गदर्शक के रूप में कार्य करते हैं जहां RISCs ऐसे क्षेत्र में ट्रांसक्रिप्ट को काटता है जहां siRNA mRNA को बांधता है। यह mRNA को नष्ट कर देता है।

5. जब परजीवी का mRNA नष्ट हो जाता है तो कोई प्रोटीन संश्लेषित नहीं होता था। यह ट्रांसजेनिक मेजबान में परजीवी (नेमाटोड) की मृत्यु का कारण बना। इस प्रकार ट्रांसजेनिक पौधे को परजीवी से सुरक्षित रखा गया।

'फ्लेवर सर्व' ट्रांसजेनिक टमाटर:

(पोस्ट-हार्वेस्ट हानियाँ / विलंबित फल पकना):

'फ्लेव सर्व' ट्रांसजेनिक टमाटर में, एक देशी टमाटर जीन की अभिव्यक्ति को अवरुद्ध कर दिया गया है। यह जीन एंजाइम पॉलीगैलैक्टुरोनेज़ का उत्पादन करता है जो फलों के नरम होने को बढ़ावा देता है। इस एंजाइम का उत्पादन फ्लेवर सर्व ट्रांसजेनिक टमाटर में कम हो गया था। इस एंजाइम की अनुपलब्धता अधिक पकने से रोकती है क्योंकि कोशिका कोशिकाओं के क्षरण के लिए एंजाइम आवश्यक है। इस प्रकार फल सामान्य टमाटर किस्म के फल की तुलना में अधिक समय तक ताजा रहता है। यह स्वाद को बरकरार रखता है, बेहतर स्वाद और कुल घुलनशील ठोस पदार्थों की उच्च मात्रा है।

गोल्डन चावल:

गोल्डन चावल चावल की एक ट्रांसजेनिक किस्म है (ओरेजा सैटाइवा) जिसमें अच्छी मात्रा में β-कैरोटीन (प्रोविटामिन ए - विटामिन ए का निष्क्रिय अवस्था) होता है। ene-कैरोटीन विटामिन ए का एक प्रमुख स्रोत है क्योंकि चावल के अनाज (बीज) पी-कैरोटीन के कारण पीले रंग के होते हैं, चावल को आमतौर पर सुनहरा चावल कहा जाता है।

ene-कैरोटीन (प्रोविटामिन ए) को विटामिन ए में परिवर्तित किया जाता है। इस प्रकार सुनहरा चावल विटामिन ए से भरपूर होता है। यह सभी व्यक्तियों द्वारा आवश्यक है क्योंकि यह आंखों के रेटिना में मौजूद होता है। विटामिन ए की कमी से रतौंधी और त्वचा विकार होता है।

चूंकि चावल में विटामिन ए की मात्रा बहुत कम होती है, इसलिए विटामिन ए को aro- कैरोटीन से संश्लेषित किया जाता है, जो विटामिन ए। प्रो। इंगो पोट्रीकस और पीटर बेयर का अग्रदूत है, जो कैरोटीन के संश्लेषण से जुड़े तीन जीन पेश करके आनुवंशिक रूप से इंजीनियर चावल का उत्पादन करते हैं। ट्रांसजेनिक चावल के दाने (बीज) प्रोविटामिन से भरपूर होते हैं।

ट्रांसजेनिक तंबाकू के पौधे:

ब्रासिका नापस - हिरुदीन का उत्पादन (चित्र 12.6):

हिरुदिन एक प्रोटीन है जो रक्त के थक्के को रोकता है। इसके जीन को रासायनिक रूप से संश्लेषित किया गया था और इसे ब्रासिका नैपस में स्थानांतरित किया गया था जहां बीज में हिरुडिन जमा होता है। हिरुद्दीन को निकाला जाता है और शुद्ध किया जाता है और दवा के रूप में उपयोग किया जाता है।

नैदानिक ​​और चिकित्सीय प्रोटीन:

ट्रांसजेनिक पौधे कम लागत के साथ बड़े पैमाने पर मानव और पशु रोगों का पता लगाने और इलाज के लिए निदान में उपयोग किए जाने वाले विभिन्न प्रकार के प्रोटीन का उत्पादन कर सकते हैं। मोनोक्लोनल एंटीबॉडी, पेप्टाइड हार्मोन, साइटोकिनिन और रक्त प्लाज्मा प्रोटीन ट्रांसजेनिक पौधों और उनके भागों जैसे तंबाकू (पत्तियों में), आलू (कंद में), गन्ना (उपजा में) और मक्का (बीज एंडोस्पर्म में) का उत्पादन किया जा रहा है।

रोग प्रतिरोध:

कई वायरस, कवक और बैक्टीरिया हैं जो पौधे की बीमारियों का कारण बनते हैं। प्लांट जीवविज्ञानी इन रोगों के लिए आनुवंशिक रूप से इंजीनियर प्रतिरोध के साथ पौधे बनाने के लिए काम कर रहे हैं।

फूलों की खेती के लिए ट्रांसजेनिक पौधे:

1990 में, ट्रांसजेनिक सजावटी पौधों के उत्पादन ने भी गति प्राप्त की और कई सजावटी पौधों, जैसे, गुलाब, ट्यूलिप, लिली, आदि के लिए परिवर्तन प्रक्रियाएं उपलब्ध हुईं। इनमें से कई कटे हुए फूलों में से कई ट्रांसजेनिक में नए रंगों, लंबे जीवन के लिए उपन्यास सौंदर्य गुण हैं।, आदि इनमें से कुछ पौधों की वाणिज्यिक मांग है। फूल का रंग मुख्य रूप से एंथोसायनिन, रंगीन फ्लेवोनोइड्स के एक वर्ग से आता है।

जीएम फसलों में एक या एक से अधिक उपयोगी विदेशी जीन या ट्रांसजेन होते हैं। जीएम फसलों की तकनीक के दो फायदे हैं।

(i) किसी भी जीव या सिंथेटिक से किसी भी जीन को शामिल किया जा सकता है।

(ii) जीनोटाइप में परिवर्तन को ठीक से नियंत्रित किया जाता है। यह तकनीक प्रजनन कार्यक्रमों से बेहतर है क्योंकि प्रजनन में केवल पहले से मौजूद जीनों को फेरबदल किया जाता है और यह परिवर्तन उन सभी लक्षणों में होता है जिनके लिए माता-पिता अलग-अलग हैं।

ट्रांसजेनिक पौधों के लाभ (= जीएम पौधे):

आनुवंशिक संशोधन के कारण, जीएम पौधे कई तरह से उपयोगी रहे हैं:

1. कीट प्रतिरोध फसलें:

जीएम फसलों को उगाने से रासायनिक कीटनाशकों, जैसे, बीटी कपास के उपयोग को कम करने में मदद मिल सकती है।

2. सहिष्णुता:

जीएम फसलों ने अजैविक तनाव (ठंड, सूखा, नमक, गर्मी, आदि) को अधिक सहनशील बना दिया है।

3. कटाई के बाद के नुकसान में कमी:

उन्होंने फसल के बाद के नुकसान को कम करने में मदद की है, उदाहरण के लिए, फ्लेव सर्व ट्रांसजेनिक टमाटर।

4. मृदा की उर्वरता के प्रारंभिक प्रसार की रोकथाम:

पौधों द्वारा खनिज उपयोग की बढ़ी हुई दक्षता मिट्टी की उर्वरता की प्रारंभिक थकावट को रोकती है।

5. भोजन का बढ़ता पोषण मूल्य:

जीएम पौधे भोजन के पोषण मूल्य को बढ़ाते हैं, उदाहरण के लिए, स्वर्ण चावल विटामिन ए में समृद्ध है।

6. हर्बीसाइड प्रतिरोध:

हर्बिसाइड्स (खरपतवार नाशक) जीएम फसलों को नुकसान नहीं पहुंचाते हैं।

7. उद्योगों के लिए वैकल्पिक संसाधन:

जीएम पौधों का उपयोग उद्योगों के लिए वैकल्पिक संसाधनों को स्टार्च, ईंधन और फार्मास्यूटिकल्स के रूप में करने के लिए किया गया है। शोधकर्ताओं ने खाद्य टीके, खाद्य एंटीबॉडी और खाद्य इंटरफेरॉन विकसित करने के लिए काम कर रहे हैं।

8. रोग प्रतिरोधक क्षमता:

कई वायरस, बैक्टीरिया और कवक पौधों की बीमारियों का कारण बनते हैं। वैज्ञानिक इन रोगों के प्रतिरोध वाले आनुवंशिक रूप से इंजीनियर पौधों को बनाने के लिए काम कर रहे हैं।

9. Phytoremediation:

लोकप्रिय पेड़ों जैसे पौधों को दूषित मिट्टी से भारी धातु प्रदूषण को साफ करने के लिए आनुवंशिक रूप से इंजीनियर किया गया है।

ट्रांसजेनिक पौधों के नुकसान (जीएम पौधे):

1. पर्यावरणीय खतरे:

ये इस प्रकार हैं:

(i) अन्य जीवों को अज्ञात नुकसान:

'नेचर' में एक प्रयोगशाला अध्ययन प्रकाशित किया गया था जिसमें दिखाया गया था कि बीटी कॉर्न से परागकण सम्राट तितली कैटरपिलर में उच्च मृत्यु दर का कारण बनता है। मोनार्क कैटरपिलर दूध देने वाले पौधों का उपभोग करते हैं, कॉम का नहीं, लेकिन डर यह है कि अगर बीटी कॉम से पराग को पड़ोसी के खेतों में दूध वाले पौधों को हवा से उड़ा दिया जाए, तो कैटरपिलर पराग और नाशपाती खा सकते हैं। हालांकि 'नेचर' का अध्ययन प्राकृतिक क्षेत्र की स्थितियों के तहत नहीं किया गया था, लेकिन परिणाम इस दृष्टिकोण का समर्थन करते थे।

(ii) कीटनाशकों की प्रभावशीलता में कमी:

जिस तरह मच्छरों की कुछ आबादी ने अब प्रतिबंधित कीटनाशक डीडीटी के लिए प्रतिरोध विकसित किया है, बहुत से लोग चिंतित हैं कि कीड़े बीटी या अन्य फसलों के लिए प्रतिरोधी बन जाएंगे जो आनुवंशिक रूप से अपने कीटनाशकों का उत्पादन करने के लिए संशोधित किए गए हैं।

(iii) गैर-लक्ष्य प्रजातियों में जीन स्थानांतरण:

एक और चिंता का विषय यह है कि जड़ी-बूटी सहिष्णुता और मातम के लिए तैयार किए गए फसल के पौधे क्रॉस-ब्रीड होंगे, जिसके परिणामस्वरूप फसलों से खरपतवार प्रतिरोध जीनों को मातम में स्थानांतरित कर दिया जाएगा। इन "सुपर-वीड्स" के बाद हर्बिसाइड सहिष्णु भी होगा। अन्य पेश किए गए जीन जीएम फसलों के बगल में लगाए गए गैर-संशोधित फसलों में पार कर सकते हैं।

2. मानव स्वास्थ्य जोखिम:

जीएम भोजन निम्नलिखित स्वास्थ्य समस्याओं का नेतृत्व कर सकता है।

(i) एलर्जी:

ट्रांसजेनिक भोजन विषाक्तता का कारण बन सकता है और या एलर्जी पैदा कर सकता है। एंटीबायोटिक प्रतिरोध जीन द्वारा निर्मित एंजाइम एलर्जी का कारण बन सकता है, क्योंकि यह एक विदेशी प्रोटीन है।

(ii) एलिमेंटरी कैनाल के बैक्टीरिया पर प्रभाव:

मानव एलिमेंटरी कैनाल में मौजूद बैक्टीरिया एंटीबायोटिक रेसिस्टेंस जीन ले सकते हैं जो जीएम फूड में मौजूद होता है। ये बैक्टीरिया संबंधित एंटीबायोटिक के लिए प्रतिरोधी बन सकते हैं और उन्हें प्रबंधित करना मुश्किल होगा।

3. आर्थिक चिंताएँ:

बाजार में एक जीएम भोजन लाना एक लंबी और महंगी प्रक्रिया है, और निश्चित रूप से कृषि-बायोटेक कंपनियां अपने निवेश पर एक लाभदायक रिटर्न सुनिश्चित करना चाहती हैं।

ट्रांसजेनिक सूक्ष्मजीव:

विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए विभिन्न सूक्ष्मजीवों, विशेष रूप से बैक्टीरिया को आनुवंशिक इंजीनियरिंग की तकनीकों के माध्यम से संशोधित किया गया है।

1. फसल उत्पादन और संरक्षण:

कई जीवाणुओं को नियंत्रित करने के लिए विदेशी जीनों की शुरूआत के द्वारा संशोधित किया गया है, (i) कीटों को एंडोटॉक्सिन के उत्पादन से, (ii) फफूंदजनित रोग चिटिनासेस के उत्पादन से, जो मिट्टी में फफूंद वनस्पतियों को दबाते हैं और (iii) एंटीबायोटिक के उत्पादन को कम कर देंगे रोगज़नक़ द्वारा उत्पादित विष।

ऐसे सकारात्मक उपाय भी हैं जहां एन ₂ फिक्सिंग दक्षता वाले राइजोबिया को उपयोगी निफ़ जीन के स्थानांतरण द्वारा बढ़ाया जा सकता है, निफ़ का अर्थ है नाइट्रोजन निर्धारण।

2. ज़ेनोबायोटिक और विषाक्त अपशिष्टों का बायोडिग्रेडेशन:

बैक्टीरिया को आनुवंशिक रूप से xenobiotic (गैर-जैविक प्रणालियों से अपशिष्ट) और अन्य अपशिष्ट पदार्थों के क्षरण के लिए संशोधित किया जा सकता है। इस उद्देश्य के लिए जीवाणु जीन अपशिष्ट स्थलों पर पाए जाने वाले बैक्टीरिया से पृथक होते हैं। उदाहरण के लिए बैक्टीरिया स्यूडोमोनास बहुत कुशल डिग्रेडर्स नहीं हैं, लेकिन कुशल बायोडिग्रेडेशन के लिए कई जीनों की आवश्यकता हो सकती है। इसलिए, जैवअवक्रमण के लिए, जेनेटिक इंजीनियरिंग के माध्यम से कुशल डिग्रेडर्स तैयार किए जाने हैं।

3. रसायन और ईंधन का उत्पादन:

रासायनिक और ईंधनों के सूक्ष्म उत्पादन पर जेनेटिक इंजीनियरिंग का भी महत्वपूर्ण प्रभाव है। उदाहरण: (i) बेसिलस एमाइलोलिकफासिन और लैक्टोबैसिलस कैसि के आनुवंशिक रूप से इंजीनियर उपभेदों को बड़े पैमाने पर एमिनो एसिड के उत्पादन के लिए तैयार किया गया है (ii) ई। कोली और क्लेबसैला प्लांटिकोला जेड से जुटे जीन ग्लूकोज और ज़ाइलोज़ का उपयोग कर अधिकतम उपज दे सकते हैं। इथेनॉल का।

4. प्रोटीन के उत्पादन के लिए लिविंग फैक्टरी:

बैक्टीरिया में, आनुवंशिक इंजीनियरिंग प्रोटीन के उत्पादन के लिए जीवाणु को एक जीवित कारखाने में बदल देता है। उदाहरण: मानव इंसुलिन, मानव विकास हार्मोन (hGH) और गोजातीय विकास हार्मोन के लिए जीन का स्थानांतरण।

ट्रांसजेनिक पशु:

जो जानवर विदेशी जीन ले जाते हैं, उन्हें ट्रांसजेनिक जानवर कहा जाता है।

ट्रांसजेनिक जानवरों का उत्पादन:

विदेशी जीन को पुनः संयोजक डीएनए तकनीक का उपयोग करके पशु के जीनोम में डाला जाता है। ट्रांसजेनिक जानवरों के उत्पादन में शामिल हैं

(i) वांछित जीन की स्थिति, पहचान और अलगाव,

(ii) उचित वेक्टर का चयन (आमतौर पर वायरस) या प्रत्यक्ष संचरण,

(iii) वेक्टर के साथ वांछित जीन का संयोजन,

(iv) कोशिकाओं, ऊतकों, भ्रूण या परिपक्व व्यक्ति में स्थानांतरित वेक्टर का परिचय,

(v) ट्रांसजेनिक ऊतक या जानवर में विदेशी जीन के एकीकरण और अभिव्यक्ति का प्रदर्शन।

ट्रांसजेनिक जानवरों के लाभ:

(i) जैविक उत्पाद:

कुछ मानव रोगों के इलाज के लिए आवश्यक दवाओं में जैविक उत्पाद शामिल हो सकते हैं, लेकिन ऐसे उत्पाद अक्सर बनाने के लिए महंगे होते हैं। ट्रांसजेनिक जानवर जो उपयोगी जैविक उत्पादों का उत्पादन करते हैं, उन्हें डीएनए (या जीन) के हिस्से की शुरूआत के द्वारा बनाया जा सकता है, जो किसी विशेष उत्पाद जैसे मानव प्रोटीन (-1-एंटीट्रीप्सिन) के लिए कोड का उपयोग वातस्फीति, टिशू प्लज़ोनिन उत्प्रेरक (बकरी) के इलाज के लिए किया जाता है, रक्त के थक्के कारक VIII और IX (भेड़) और लैक्टोफेरिन (गाय)।

फेनिलकेटोनुरिया (पीकेयू) और सिस्टिक फाइब्रोसिस के उपचार के लिए प्रयास किए जा रहे हैं। 1997 में, पहली ट्रांसजेनिक गाय, रोजी ने मानव प्रोटीन से समृद्ध दूध (2.4 ग्राम प्रति लीटर) का उत्पादन किया। दूध में मानव अल्फ़ा-लैक्टलबुमिन होता है। यह प्राकृतिक गाय के दूध की तुलना में मानव शिशुओं के लिए अधिक संतुलित उत्पाद है।

(ii) वैक्सीन सुरक्षा:

टीकों की सुरक्षा का परीक्षण करने के लिए ट्रांसजेनिक चूहों का इस्तेमाल इंसानों पर इस्तेमाल करने से पहले किया जा रहा है। पोलियो वैक्सीन की सुरक्षा का परीक्षण करने के लिए ट्रांसजेनिक चूहों का उपयोग किया जा रहा है।

(iii) रासायनिक सुरक्षा परीक्षण:

इसे विषाक्तता / सुरक्षा परीक्षण कहा जाता है। ट्रांसजेनिक जानवरों को विकसित किया जाता है जो जीन को विषाक्त पदार्थ के संपर्क में ले जाते हैं और उनके प्रभावों का अध्ययन किया जाता है।

(iv) सामान्य फिजियोलॉजी और विकास:

ट्रांसजेनिक जानवरों को विशेष रूप से यह अध्ययन करने के लिए विकसित किया जाता है कि जीन को कैसे विनियमित किया जाता है, और वे शरीर के सामान्य कार्यों और इसके विकास को कैसे प्रभावित करते हैं, जैसे, इंसुलिन जैसे विकास कारक जैसे जटिल कारकों का अध्ययन।

(v) रोगों का अध्ययन:

कई ट्रांसजेनिक जानवरों को हमारी समझ बढ़ाने के लिए विकसित किया जाता है कि रोग के विकास में जीन का योगदान कैसे होता है ताकि बीमारियों के लिए नए उपचार की जांच संभव हो सके। अब ट्रांसजेनिक मॉडल कई मानव रोगों जैसे कि कैंसर, सिस्टिक फाइब्रोसिस, रुमेटीइड गठिया, अल्जाइमर रोग, हीमोफिलिया, थैलेसिमिया आदि के लिए मौजूद हैं।

(vi) स्पेयर पार्ट्स का बढ़ना:

मानव उपयोग के लिए सुअर के स्पेयर पार्ट्स (जैसे, हृदय, अग्न्याशय) ट्रांसजेनिक जानवरों के गठन के माध्यम से उगाए जा सकते हैं।

(vii) दोषपूर्ण भागों का प्रतिस्थापन:

अपने ही कोशिकाओं से हौसले से विकसित भाग के साथ दोषपूर्ण भागों का प्रतिस्थापन किया जा सकता है।

(viii) क्लोन का उत्पादन:

कुछ जानवरों के क्लोन का उत्पादन किया जा सकता है। यहां तक ​​कि मानव क्लोन का गठन किया जा सकता है अगर नैतिकता उसी की अनुमति देती है।

ट्रांसजेनिक जानवरों के उदाहरण:

ट्रांसजेनिक जानवरों के कुछ महत्वपूर्ण उदाहरण इस प्रकार हैं:

1. ट्रांसजेनिक मछली:

सामान्य मछली, इंद्रधनुष ट्राउट, अटलांटिक सामन, कैटफ़िश, सुनहरी मछली, ज़ेबरा-मछली, आदि जैसे विभिन्न मछली में जीन स्थानांतरण सफल रहे हैं।

ट्रांसजेनिक सामन:

आनुवंशिक रूप से संशोधित सामन खाद्य उत्पादन के लिए पहला ट्रांसजेनिक जानवर था। आनुवंशिक रूप से संशोधित शुक्राणु एक ही प्रजाति के सामान्य ओवा (अंडे) के साथ जुड़े हुए थे। भ्रूण में विकसित होने वाले युग्मज ने माता-पिता की तुलना में बहुत बड़े वयस्कों को जन्म दिया। ट्रांसजेनिक सैल्मन में एक अतिरिक्त जीन होता है जो ग्रोथ हार्मोन के लिए कोड होता है जो मछली को नॉन-ट्रांसजेनिक सैल्मन की तुलना में अधिक तेजी से विकसित करने की अनुमति देता है।

2. ट्रांसजेनिक चिकन:

एवियन ल्यूकोसिस वायरस (ALV) मुर्गियों का एक गंभीर वायरल रोगज़नक़ है। डीडब्ल्यू साल्टर और एलबी क्रिटेंडेन (1988) ने इस वायरस के एक दोषपूर्ण जीनोम को चिकन के जीनोम में पेश करके चिकन का एक एएलवी-प्रतिरोधी तनाव उत्पन्न किया है। यह सिद्धांत ट्रांसजेनिक मछली को विकसित करने के लिए भी लागू किया जाता है जो वायरल संक्रमण का विरोध कर सकता है।

3. ट्रांसजेनिक चूहे:

माउस जीन ट्रांसफर पर अध्ययन के लिए सबसे पसंदीदा स्तनपायी है, इसकी वजह से कई अनुकूल विशेषताएं हैं जैसे लघु शुतुरमुर्ग चक्र और गर्भकाल की अवधि, अपेक्षाकृत कम पीढ़ी का समय, प्रति बच्चे कई संतानों का उत्पादन (यानी, कूड़े), इन विट्रो निषेचन में सुविधाजनक, सफल संस्कृति भ्रूण इन विट्रो, आदि के परिणामस्वरूप, जीन ट्रांसफर और ट्रांसजेनिक उत्पादन की तकनीक अन्य जानवरों में मॉडल के रूप में चूहों का उपयोग करके विकसित की गई है। हाल ही में जीन ट्रांसफर पर शोध कार्य के लिए चूहों और खरगोशों का इस्तेमाल किया जा रहा है।

4. ट्रांसजेनिक खरगोश:

जीन खेती या आणविक खेती के लिए खरगोश काफी आशाजनक हैं, जिसका उद्देश्य ट्रांसजेंडरों द्वारा एन्कोड किए गए औषधीय या जैविक रूप से महत्वपूर्ण प्रोटीन की वसूली योग्य मात्रा का उत्पादन करना है।

निम्नलिखित मानव जीन को मूल्यवान प्रोटीन को एन्कोड करने के लिए खरगोशों में स्थानांतरित किया गया है: इंटरल्यूकिन 2, ग्रोथ हार्मोन, टिशू प्लास्मिनोजेन एक्टिवेटर, α ₁ एंटीट्रीप्सिन आदि। इन जीनों को स्तन के ऊतकों में व्यक्त किया गया था और उनके प्रोटीन दूध से काटा गया था।

5. ट्रांसजेनिक बकरियां:

बकरी का मूल्यांकन बायोरिएक्टर के रूप में किया जा रहा है। कुछ मानव जीन को बकरियों में पेश किया गया है और उनकी अभिव्यक्ति स्तन के ऊतकों में हासिल की गई है। प्रारंभिक परिणाम उत्साहजनक हैं।

6. ट्रांसजेनिक भेड़:

ट्रांसजेनिक भेड़ का उत्पादन बेहतर विकास और मांस उत्पादन प्राप्त करने के लिए किया गया है। उदाहरण के लिए, रक्त के थक्के कारक IX के लिए और α ₁ -antitryspin के लिए मानव जीन को भेड़ में स्थानांतरित किया गया है और स्तन ऊतक में व्यक्त किया गया है। यह गोजातीय in-lactoglobulin जीन के स्तन-ऊतक-विशिष्ट प्रमोटर के साथ जीन को फ्यूज करके हासिल किया गया था। वृद्धि और मांस उत्पादन को बढ़ावा देने के लिए भेड़ में मानव विकास हार्मोन जीन भी पेश किया गया है। हालांकि, उन्होंने कई अवांछित प्रभाव भी दिखाए जैसे कि संयुक्त विकृति, कंकाल दोष, गैस्ट्रिक अल्सर, बांझपन आदि।

1990 की ट्रेसी में स्कॉटलैंड में ट्रांसजेनिक ईव का जन्म हुआ।

7. ट्रांसजेनिक सूअरों:

सूअर, भेड़, मवेशी और बकरियों में ट्रांसजेनिक उत्पादन की दर चूहों (आमतौर पर 3-6% के बीच) की तुलना में बहुत कम (आमतौर पर <1%) है। ट्रांसजेनिक स्वाइन (pi। समान, मीन पिग), उत्पादन (i) वृद्धि और मांस उत्पादन और (ii) बायोरिएक्टर के रूप में सेवा करने के उद्देश्य हैं। मानव विकास हार्मोन को व्यक्त करने वाले ट्रांसजेनिक सूअरों में सुधार और मांस उत्पादन में सुधार होता है, लेकिन वे कई स्वास्थ्य समस्याएं भी दिखाते हैं।

जनवरी 2002 में, एक एडिनबर्ग आधारित चिकित्सीय कंपनी ने ट्रांसजेनिक पिग क्लोन के एक कूड़े के जन्म की घोषणा की।

8. ट्रांसजेनिक गाय:

गायों में एकमात्र सफल अभिकर्मक तकनीक निषेचित डिंब की सूक्ष्मता है, जिसे या तो शल्य चिकित्सा से बरामद किया जा सकता है या कत्ल गायों से निकाले गए अंडाशय से प्राप्त किया जा सकता है और इन विट्रो में सुसंस्कृत किया जा सकता है। ट्रांसजेनिक उत्पादन के दो मुख्य उद्देश्य इस प्रकार हैं: (i) दूध या मांस उत्पादन में वृद्धि और (ii) आणविक खेती। कई मानव जीनों को सफलतापूर्वक गायों में स्थानांतरित कर दिया गया है और स्तन ऊतक को व्यक्त किया गया है; प्रोटीन को दूध में स्रावित किया जाता है जहां से इसे आसानी से काटा जाता है। पहली ट्रांसजेनिक गाय का नाम रोजी है।

9. ट्रांसजेनिक कुत्ते:

डॉगी उत्कृष्ट महक शक्ति वाला ट्रांसजेनिक कुत्ता है। यह 2001 में यूएसए के वर्ल्ड ट्रेड सेंटर (डब्ल्यूटीसी) पर हमले के दौरान घायल लोगों को तबाह इमारत से ढेर करने के लिए इस्तेमाल किया गया था।

10. और:

एक फ्लोरोसेंट जेली मछली के डीएनए को टेस्ट ट्यूब में रीसस बंदर के एक अप्रतिष्ठित अंडे में पेश किया गया था। द्विगुणित अंडों में दरार और प्रारंभिक भ्रूण को सरोगेट मां में प्रत्यारोपित किया गया। ANDI, पहला ट्रांसजेनिक बंदर 2 अक्टूबर, 2000 को पैदा हुआ था। इसे ANDI नाम दिया गया है, जो "सम्मिलित डीएनए" का संक्षिप्त नाम है।

ANDI के उत्पादन का श्रेय अमेरिका के ओरेगन हेल्थ साइंसेज यूनिवर्सिटी के डॉ। जेराल्ड श्टेटन को जाता है।

यह काम स्तन कैंसर, अल्जाइमर रोग, मधुमेह और एड्स जैसी बीमारियों को ठीक करने में मददगार होगा।

मैं। आनुवंशिक स्थानांतरण पर शोध कार्य के लिए हाल ही में चूहों और खरगोशों का उपयोग किया जा रहा है।

ii। पहले ट्रांसजेनिक खेत जानवर खरगोश, सुअर और भेड़ थे जो 1985 में उत्पादित किए गए थे।

iii। पहला ट्रांसजेनिक जानवर माउस था जो 1981/82 में निर्मित हुआ था।

iv। पौधों में जीन स्थानांतरण को अक्सर "परिवर्तन" शब्द द्वारा वर्णित किया जाता है। हालाँकि जानवरों में इस शब्द को "अभिकर्मक" शब्द से बदल दिया गया है।