सदस्यः:2341121deepanshu/प्रयोगपृष्ठम्
आणविकजीवविज्ञानम्।
[सम्पादयतु]आणविकजीवविज्ञानस्य क्षेत्रं जीवेषु स्थितानि महत्त्वपूर्णाणि अण्वणुयुक्ततत्त्वानि च तेषां कार्याणि अध्ययनं करोति। अत्र आनुवंशिकसूत्रस्य (gene) स्वरूपं, तस्य प्रतिकृति-निर्माणं, परिवर्तनं च व्यक्तिकरणं परीक्ष्यते। अनेके जैवविज्ञान विषयेषु महत्त्वपूर्णाणि यन्त्रतत्त्वानि स्वीकृतानि, यथा जेल-विद्युतसञ्चारणम् (gel electrophoresis), अनुक्रमणम् (sequencing), च पीसीआर (PCR)। एतानि साधनानि व्यापकतया प्रयोगं प्राप्नुवन्ति। आधुनिकतन्त्रज्ञानस्य विकासे, यथा सीआरआईएसपीआर, mRNA टीकाः, च ऑप्टोजेनेटिक्स, आणविकजीवविज्ञानस्य योगदानं महानं विद्यते। अतः, आणविकजीवविज्ञानस्य इतिहासः च तत्त्वानि च विज्ञानस्य आधुनिकतत्त्वचिन्तने मुख्यं स्थानं गृहीतवन्ति।[१]
यद्यपि अष्टादशशताब्द्यां जीवेषु कोशिकाः अन्यानि च सूक्ष्मरचनाः दृष्टाः, तेषां कार्याणां नियमनं च परस्परसंबन्धानां गहनं ज्ञानं द्वादशशताब्द्यपर्यन्तं उपलब्धं नासीत्। तदानीं भौतिकी रसायनशास्त्रयोः प्रगतिः जैवविज्ञानस्य उपयोगाय पर्याप्ता जाता। आणविकजीवविज्ञान इत्यस्य शब्दः प्रथमतः 1945 तमे वर्षे विलियम् ऐस्टबरी इत्यनेन आङ्ग्लभौतिकिज्ञेन प्रयुक्तः। तेन एषः दृष्टिकोनः रूपेण वर्णितः, यस्य मुख्यं ध्येयम् जीवप्रक्रियाणां मूलाधाराणां अध्ययनं भवति। अत्र अण्वीयतत्त्वानां भौतिकरासायनिकसंरचनाः, तेषां परस्परसंबन्धाः, च क्लासिकलजीवविज्ञानस्य निरीक्षणानि, यानि स्थूलस्तरेषु तथा उच्चस्तरीयसंरचनासु प्रक्रियाः अध्ययनं कुर्वन्ति, तेषां कारणं स्पष्टं क्रियते।[२]
आणविकजीवविज्ञानस्य इतिहासः।
[सम्पादयतु]आणविकजीवविज्ञानं, 1938 तमे वर्षे रॉकफेलर प्रतिष्ठानस्य वारेन् वीवर इत्यनेन प्रथमतः प्रयुक्तं नाम, आरम्भे केवलं एकं विचारमात्रं आसीत्, न तु निश्चितं शास्त्रीयविषयः। एषः विचारः जीवनस्य भौतिक-रासायनिक सिद्धान्तैः व्याख्यानं कर्तुं प्रयत्नं कृतवान्। 1910 तमे दशके मेंडेल-सूत्राणु (Mendelian-chromosome) वंशागति-सिद्धान्तस्य विकासेन च 1920 तमे दशके अणुसिद्धान्तस्य (atomic theory) च क्वाण्टम् यान्त्रिकी (quantum mechanics) प्रगत्या एतादृशं ज्ञानं संभवमिव अभवत्। वीवर तस्य सहकार्यकर्तारः च जैवविज्ञानं, रसायनविज्ञानं च भौतिकविज्ञानं मध्ये संयुक्तं संशोधनं प्रोत्साहनं च धनसमर्थनं दत्तवन्तः। नील्स् बोहरः, एर्विन् श्रोडिङ्गरः इत्यादयः प्रमुखभौतिकज्ञाः अपि जैवविज्ञानं प्रति ध्यानं आकर्षितवन्तः। तथापि, 1930-40 दशकयोः, केनापि संयुक्तशास्त्रीयप्रयत्नेन फलोत्पादनं भविष्यति वा इति अनिश्चितमासीत्। कोलॉइड रसायनं (colloid chemistry), जैवभौतिकी (biophysics), विकिरणजैवविज्ञानं (radiation biology), स्फटिकीकरणविद्या (crystallography) च इत्येते नवविकसितक्षेत्राणि आशाजनकानि अभवन्।
आणविकजीवविज्ञानस्य मुख्याः शोधाः पञ्चविंशतिवर्षेषु सम्पन्नाः। ततः परं आणुवंशिक अभियान्त्रिकी (genetic engineering) इत्यस्य विकासः अभवत्, येन जटिलजीवेषु जीनस्य पृथक्करणं च विश्लेषणं सुलभं जातम्। 1940 तमे वर्षे जॉर्ज बीडलः च एड्वर्ड टैटमः जीनः प्रोटीनः च मध्ये साक्षात् सम्बन्धं प्रकटितवन्तः। ते न्यूरोस्पोरा इत्येतं कवकं नमूनाजीवरूपेण उपयुज्य, अध्ययनं कृतवन्तः। 1944 तमे वर्षे ओस्वाल्ड एवरी इत्यनेन डीएनए एव जीनस्य तत्त्वं इति सिद्धमभवत्। 1952 तमे वर्षे अल्फ्रेड हर्शी च मार्था चेस इत्येताभ्यां जीवाणुनाशीविषाणोः (bacteriophage) प्रयोगेऽपि एतत् पुष्टि कृतम्। 1953 तमे वर्षे जेम्स वॉटसनः च फ्रांसिस क्रिकः डीएनए अणोः द्विगुणसर्पिलसंरचनां (double-helix) आविष्कृतवन्तः। एषः शोधः रोसलिन फ्रांकलिनस्य कार्ये आधारितः आसीत्। 1961 तमे वर्षे फ्रांस्वा जेकबः च जैक्स मोनोदः डीएनए च प्रोटीनानां मध्ये संदेशवाहकम् (messenger RNA) अस्ति इति परिकल्पितवन्तः। तस्मिन्नेव काले जीनकोडः (genetic code) अपि ज्ञातः, यः डीएनए न्यूक्लियोटाइडानां च प्रोटीनामिनोअम्लानां सम्बन्धं स्पष्टं करोति। 2023 तमे वर्षे वैज्ञानिकाः रोसलिन फ्रांकलिन इत्यस्याः डीएनए शोधे समानभागिनीति स्वीकृतवन्तः।
ग्रिफिथस्य प्रयोगः
[सम्पादयतु]1928 तमे वर्षे फ्रेडरिक् ग्रिफिथ् इत्यनेन प्नेउमोकोक्कस जीवाणूनां अध्ययनं कुर्वता आणुवंशिक रूपान्तरणं (genetic transformation) नामकः प्रक्रिया प्रकटिता। स ज्ञातवान् यत् जीनानां स्थानान्तरणं केवलं माता-पिता-पुत्रकणानां मध्ये (मेंडलस्य सिद्धान्तानुसारं) न, अपितु समानपीढ्याः जीवाणूनां मध्ये अपि भवति, यः अनुलम्बी जीन स्थानान्तरणः (horizontal gene transfer, HGT) इत्याख्यायते। ग्रिफिथ् इत्यनेन द्वौ प्रकारौ प्नेउमोकोक्कस जीवाणू उपयुक्तौ, एकः स्मूथ् इत्याख्यः, यः बहिः पॉलीसॅक्कराइड् कण्ठेन आच्छादितः आसीत्, तेन सः शरीरस्य प्रतिरक्षाप्रणालिं परिहार्य जीवन्तः हन्यते। अन्यः रफ् इत्याख्यः, यः अ-घातकः च आच्छादनरहितः आसीत्। स्मूथ् प्रकारस्य कण्ठः तस्य उज्ज्वलत्वं जनयति, यः आनुवंशिकरूपेण नियंत्रितः।[३]
स्मूथ् (S) च रफ् (R) प्रकारयोः अनेके उपप्रकाराः (जैसे S-I, S-II, S-III तथा R-I, R-II, R-III) च आसन्, ये तेषां उत्पादित प्रतिजन प्रकारेण भिन्नाः आसन्।
एवरी–मैक्लियोड–मैक्कार्टी प्रयोगः
[सम्पादयतु]1944 तमे वर्षे प्रसिद्धः एवरी–मैक्लियोड–मैक्कार्टी प्रयोगः (Avery–MacLeod–McCarty experiment) नामकः अध्ययनः सिद्धं कृतवान् यत् जीवाणूनां आनुवंशिकसूचना डीएनए इत्यस्मिन्स्थिता अस्ति, न तु प्रोटीनरूपे। ओस्वाल्ड् एवरी, कॉलिन् मुन्रो मैक्लियोड्, मॅक्लिन् मैक्कार्टी इत्येतैः प्नेउमोकोक्कस (pneumococcus) नामकस्य जीवाणोः, यः मुषकस्य न्यूमोनिया जनयति, सारः प्रयोगे उपयुक्तः। ते प्रमाणितवन्तः यत् उक्तसारात् विशुद्धं डीएनए जीवाणूनां मध्ये प्रविष्टं चेत्, तेषु आनुवंशिकपरिवर्तनं जनयति। यदि तस्मिन्सारे डीएनएसे इत्यनेन एन्जाइमेन डीएनए विघट्टितं भवेत्, तदा दोषरहितः जीवाणुः रोगजनकत्वं प्राप्नुयात्ए षः प्रयोगः तदानीन्तनप्रचलितं सिद्धान्तं, यः आनुवंशिकपदार्थं प्रोटीनः इति वदति, खण्डितवान्। एषः अध्ययनः डीएनए एव आनुवंशिकसूचनायाः स्रोतं इति स्पष्टं प्रमाणं दत्तवान्। ततः परं वॉट्सन् क्रिक् च डीएनए संरचनाम् आविष्कर्तुं मार्गं प्रस्थापितवन्तौ।
हर्शी–चेस प्रयोगः
[सम्पादयतु]हर्शी–चेस प्रयोगे प्रमाणितं यत् संक्रमणं कारणीयं आनुवंशिक पदार्थं डीएनए एव। अस्मिन प्रयोगे बैक्टेरियोफेज च ई.कोलाई जीवाणुः उपयुज्ये। एषः प्रयोगः ब्लेंडर प्रयोगः इत्यपि प्रसिद्धः, कारणं रसोई ब्लेंडर उपकरणं मुख्यं साधनं रूपेण उपयोगीकृतम्। अल्फ्रेड हर्शी च मार्था चेस इत्येताभ्यां प्रदर्शितं यत् नूतनफेज कणानां निर्माणार्थं आवश्यकः समस्तः विवरणः तस्मिन् डीएनए-स्रोतः अस्ति, यः फेज कणः जीवाणुं प्रति प्रविशति। प्रयोगे रेडियोधर्मिता उपयुज्य बैक्टेरियोफेज-डीएनएं रेडियोधर्मी फॉस्फोरस इत्यनेन च तस्य प्रोटीनावरणं रेडियोधर्मी सल्फर इत्यनेन चिन्हितम्।
प्रयोगे बैक्टेरियोफेज च ई.कोलाई मिश्रणेन आरम्भं कृत्वा, तदानीं ई.कोलाईं कक्षाणि फेजः आनुवंशिक पदार्थं परिवर्तनं करोति। ततः ब्लेंडिंग् वा हिलनं द्वारा मिश्रणं पृथक्कृतं भवति। केन्द्रणशोधनानन्तरं, ई.कोलाई कक्षाणां युक्तः कणः (pellet) परीक्षणाय गृहीतः, च शेष भागः त्यक्तः। ई.कोलाई कक्षाणि मध्ये रेडियोधर्मी फॉस्फोरस-सन्निधिः सूचयति यत् परिवर्तनं पदार्थं डीएनए एव, न तु प्रोटीनावरणम्। यदा परिवर्तितं डीएनए ई.कोलाई डीएनएं सह संयुज्यते, केवलं डीएनए-एव धर्मिता दर्शयति। एषः परिवर्तितः डीएनए अनुवंशपरंपरा प्रति गम्यते इति ट्रांसडक्शन (transduction) नामकः सिद्धान्तः विकसितः। ट्रांसडक्शनं तादृशः प्रक्रिया अस्ति, यया बैक्टेरियोफेज-खण्डः जीवाणुडीएनएं द्वारा अनुवंशे स्थानान्तरितः भवति। एषः अन्यः प्रकारः अनुलम्ब आनुवंशिक स्थानान्तरणः (horizontal gene transfer) इत्यपि कथ्यते।
मेसल्सन–स्टाल् प्रयोगः
[सम्पादयतु]मेसल्सन–स्टाल् प्रयोगः, आणविक जीवविज्ञानस्य प्रसिद्धः प्रयोगः, डीएनए-स्य अर्धसंरक्षात्मक पुनरुत्पत्तिं प्रदर्शितवान्। एषः प्रयोगः 1958 तमे वर्षे मैथ्यू मेसल्सन च फ्रैंक्लिन स्टाल् इत्येताभ्यां कृतः। प्रयोगे ई.कोलाई जीवाणवः बहुवंशाणि १५N नामकं भारी नाइट्रोजन समाहितं माध्यमे संवर्धिताः। तेन सर्वं नवसंश्लेषितं जीवाणु डीएनए भारी समस्थानकं सह संयोजितं। यदा जीवाणवः सामान्य नाइट्रोजन (१४N) युक्तं माध्यमं प्रति संवर्धिताः, तदा विभिन्नकालेषु नमूनाः संग्रहिताः। तदनन्तरं एते नमूनाः घनत्व-आरोहं (density gradient) मध्ये केन्द्रणशोधनं कृत्वा, डीएनए अणूनां घनत्वं अनुसारं पृथक्कृताः।
फलितानि प्रकटितानि यत् डीएनए एका पुनरुत्पत्तिवर्षे १४N माध्यमे पुनरुत्पन्नं कृत्वा, १५N शुद्ध डीएनए च १४N शुद्ध डीएनए इत्ययोः घनत्वेण मध्यघनता पट्टं निर्मितम्। प्रत्येकं तन्तुः मातृ-डीएनए अणु-रचनायाः अंशं नूतनं पूरकतन्तुं निर्माणं कर्तुं रूपरूपेण कार्यं करोति, यः फलं दत्ते दुःसन्ततां डीएनए अणूनां, यः प्रत्येकं एकं मातृकं तन्तुं च एकं नवसंश्लेषितं तन्तुं अन्तर्भवति। एषः सिद्धान्तः संचितसंरक्षात्मक डीएनए पुनरुत्पत्तिसिद्धान्तं यं वॉट्सन् च क्रिक् प्रस्तुतवन्तः, तं समर्थितवान्।संचितसंरक्षात्मक डीएनए पुनरुत्पत्ति, या आनुवंशिकी तथा आणविक जीवविज्ञानस्य ज्ञानाय अत्यावश्यकं अस्ति, एषः प्रमाणितमभूत् मेसल्सन–स्टाल् प्रयोगेण।
आधुनिक आणविक जीवविज्ञान
[सम्पादयतु]आधुनिक आणविक जीवविज्ञानं स्वर्णयुगं प्रवेशितं २०२० दशकस्य आरम्भे, यत्र सम्यक् तत्त्वे तन्त्रज्ञानिक उन्नति द्वयं - आडम्बरात्मकं च ऊर्ध्वरेखात्मकं - दृष्टा जाता। ऊर्ध्वरेखायाम्, नवीनतान्त्रिकाः तन्त्रज्ञाः आणविक प्रक्रियाणि सम्यक् समये अणु स्तरस्य परिमाणे अनुसरितुम् शक्नुवन्ति। आज्ञायाः आणविक जीवविज्ञानीः गहरेन गहरेन स्तराणि अन्वेष्टुं अधिकं सुलभं पर्यावरणस्य अनुक्रमणसूचनां प्राप्तुं शक्नुवन्ति, यत् नवीनानां आनुवंशिक परिवर्तनकला निर्माणे सहाय्यं करोति। तस्य समानं, बाह्यपाकचक्राणि भिन्नप्रकारेण प्रोकैरियोटिकस्य च यूकैरियोटिकस्य च कक्षाश्रणीनां मध्ये स्थापयित्वा, संश्लेषणात्मक आणविक जीवविज्ञानीः लघु-चतुर्भुजाणि च महत्तमाणि अणुमौलिकाणि वाणिज्य उत्पादनं प्रवर्तयन्ति।
आडम्बरात्मकदृष्ट्या, अनुक्रमणसूचनां विविधेषु वैज्ञानिकविभागेषु उपयोगिता जाता च, अधिकं उचितमूल्येण सुलभं च भवति। एषा व्यक्तिगतसंशोधकाणां सुलभतां वर्धयिष्यति च, उदीयमानदेशेषु उद्यमसंगठनानां वृद्धिं प्रेरयिष्यति।
अन्य जैविक विज्ञानैः सह संबंधः
[सम्पादयतु]मोलिक्यूलर जीवविज्ञानस्य अन्य संबंधित विज्ञानैः सह अंतरविषयक-संबंधेषु दृष्टिकोणं निम्नलिखितसूचीमध्ये प्रदर्शितं अस्ति। मोलिक्यूलर जीवविज्ञानं जीववैज्ञानिक घटनायाः आणविक नींवः अध्ययनं अस्ति, यत्र आणविक संश्लेषणस्य, संशोधनस्य, प्रक्रियाणां च संवादानां उपरि बलं दत्तं अस्ति। जीवाण्वेषाणां रासायनिकं अध्ययनं च जीवों में आवश्यक कार्येण च परिचितं अस्ति, यत् जैव-रसायनविज्ञानं कहलति। बायोकैमिस्ट्स् प्रोटीन्, लिपिड्, कार्बोहाइड्रेट्, न्यूक्लिक् एसिड् इत्यादीनां जैविक अणूनां संरचनां, कार्यं, च भूमिकां प्रमुखं क्षेत्रं अनुसंधत्ते। आनुवंशिकीं विज्ञानं जीवों में आनुवंशिक भिन्नतायाः प्रभावं परीक्षणं करोति। आनुवंशिकीं तात्त्विक रूपेण प्रयत्नं करोति यः अनुमानयति किम् प्रकारेण उत्परिवर्तनों, व्यक्तिगणनां, आनुवंशिक सम्बन्धानां च प्रभावेण व्यक्ति-लक्षणानां प्रदर्शनं परिवर्तितं भवेत्। यद्यपि मोलिक्यूलर जीवविज्ञानं प्रयोगणविधियाँ शोधकैरस्ति, ताः सामान्यतया आनुवंशिकीं च जैव-रसायनविज्ञानं प्रक्रियासु सह मिलित्वा उपयोग्यन्ते।
मोलिक्यूलर जीवविज्ञानस्य एकं महत्त्वपूर्णं अंशं मात्रात्मकं अस्ति, यः गणना-विज्ञानविधयः जैसे कि संगणकज जीवविज्ञानं च जैव-संकेतनिकीं व्यापक रूपेण उपयोगीताः, गतवर्षे विशेषेण। २००० तमे दशकस्य प्रारम्भे, मोलिक्यूलर आनुवंशिकीं, या आनुवंशिक गुणसूत्राणां संरचनां च कार्यं अध्ययनं कुर्वती, मोलिक्यूलर जीवविज्ञानस्य सर्वोत्कृष्टं उपविभागं आसीत्। मोलिक्यूलर जीवविज्ञानं जीवविज्ञानस्य अन्य क्षेत्राणि, प्रत्यक्षतः (जैसे कोशिका जीवविज्ञानं एवं विकासात्मक जीवविज्ञानं), अथवा अप्रत्यक्षतः (जैसे प्रजनन आनुवंशिकीं एवं जातिविज्ञानं), सूचितं अस्ति, यत्र मोलिक्यूलर तंत्रज्ञानानि लोकसंख्या-विशेषाणां ऐतिहासिक लक्षणाणि अथवा जातिसंख्या-लक्षणाणि अनुमानितुं उपयोगिता प्राप्ता। तथैव जैवभौतिकीं प्राचीनकालात् प्रोटीनां "मूलतः" अथवा आणविकदृष्ट्या अध्ययनं कुर्वन्ति।
- ↑ "molecular biology". Britannica. The Editors of Encyclopædia Britannica. Nov 28, 2024. आह्रियत 1 Dec 2024.
- ↑ "Molecular Biology or Ultrastructural Biology ?". Nature. W. T. ASTBURY. Published: 17 June 1961. आह्रियत 1 December ,2024.
- ↑ "Inferring Horizontal Gene Transfer". PubMed Central. Matt Ravenhall , Nives Škunca , Florent Lassalle , Christophe Dessimoz. 2015 May 28. आह्रियत 2 December 2024.