DNA Recombination Technique (DNA पुनर्संयोजन तकनीक) का विस्तृत विवरण
DNA Recombination तकनीक जैव प्रौद्योगिकी (Biotechnology) और आनुवंशिक इंजीनियरिंग (Genetic Engineering) का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। इसमें DNA के टुकड़ों को काटकर, संशोधित करके और जोड़कर नया DNA बनाया जाता है, जिसे Recombinant DNA (rDNA) कहा जाता है। यह तकनीक मुख्य रूप से जेनेटिक रिसर्च, चिकित्सा, कृषि और औद्योगिक बायोटेक्नोलॉजी में प्रयोग होती है।
1. DNA Recombination का परिचय
DNA पुनर्संयोजन तकनीक का उपयोग जीवों के जीनोम (Genome) को बदलने के लिए किया जाता है। इसके माध्यम से वैज्ञानिक किसी जीव के DNA में एक नया जीन डाल सकते हैं या किसी अवांछित जीन को हटा सकते हैं।
उदाहरण के लिए, इंसुलिन हार्मोन को बनाने के लिए यह तकनीक प्रयोग की जाती है। पहले, इंसुलिन को जानवरों से निकाला जाता था, लेकिन अब इसे Recombinant DNA Technology की मदद से बैक्टीरिया में उत्पन्न किया जाता है।
2. DNA Recombination की प्रक्रिया (Steps of DNA Recombination)
(i) DNA को काटना – Restriction Enzymes का उपयोग
DNA को सही स्थान पर काटने के लिए विशेष प्रकार के एंजाइम उपयोग किए जाते हैं, जिन्हें Restriction Enzymes (रिस्ट्रिक्शन एंजाइम) कहते हैं।
-
ये एंजाइम DNA के एक विशेष अनुक्रम (specific sequence) को पहचानकर उसे काटते हैं।
-
उदाहरण: EcoRI, HindIII, BamHI जैसे एंजाइम प्रयोग किए जाते हैं।
कैसे कार्य करते हैं Restriction Enzymes?
-
EcoRI एंजाइम DNA को GAATTC अनुक्रम पर पहचानकर काटता है।
-
इस प्रकार के कट को Sticky Ends और Blunt Ends कहा जाता है।
-
Sticky Ends पुनः जोड़ने में मदद करते हैं।
(ii) DNA के टुकड़ों को जोड़ना – Ligation Process
जब DNA को काट लिया जाता है, तो अगले चरण में वांछित DNA टुकड़ों को जोड़ने की आवश्यकता होती है।
-
DNA Ligase नामक एंजाइम का उपयोग करके DNA टुकड़ों को जोड़ा जाता है।
-
इस प्रक्रिया को Ligation कहा जाता है।
-
DNA के अलग-अलग भागों को जोड़कर Recombinant DNA बनाया जाता है।
(iii) Recombinant DNA को होस्ट सेल में डालना – Transformation
अब तैयार किए गए recombinant DNA को एक जीवित कोशिका (host cell) में डालना आवश्यक होता है। यह प्रक्रिया कई तरीकों से की जा सकती है:
-
Transformation: DNA को बैक्टीरिया की कोशिका में प्रवेश कराया जाता है।
-
Transduction: वायरस के माध्यम से DNA को एक कोशिका से दूसरी कोशिका में भेजा जाता है।
-
Electroporation: इलेक्ट्रिक शॉक देकर कोशिका की झिल्ली में छिद्र बनाए जाते हैं, जिससे DNA अंदर जा सके।
-
Microinjection: DNA को सीधे कोशिका में इंजेक्ट किया जाता है।
(iv) DNA की प्रतिकृति बनाना – Cloning & Amplification
-
जब होस्ट सेल में नया DNA प्रवेश कर जाता है, तो उसे Clone किया जाता है।
-
PCR (Polymerase Chain Reaction) का उपयोग करके DNA को तेजी से प्रतिकृति (Copy) बनाकर बढ़ाया जाता है।
-
यह प्रक्रिया लाखों-करोड़ों कॉपियाँ बनाने में मदद करती है।
(v) Desired Protein या Product प्राप्त करना
-
जब recombinant DNA सक्रिय हो जाता है, तो यह वांछित प्रोटीन उत्पन्न करता है।
-
उदाहरण के लिए, इंसुलिन उत्पादन में E. coli बैक्टीरिया का उपयोग किया जाता है।
-
इस तकनीक का उपयोग हार्मोन, एंजाइम, वैक्सीन और अन्य जैविक उत्पाद बनाने में किया जाता है।
3. DNA Recombination के उपयोग (Applications of DNA Recombination)
(i) चिकित्सा (Medical Applications)
-
इंसुलिन उत्पादन: मधुमेह रोगियों के लिए इंसुलिन हार्मोन बनाने में।
-
वैक्सीन उत्पादन: हेपेटाइटिस B, COVID-19 जैसी बीमारियों के लिए।
-
Gene Therapy: आनुवंशिक बीमारियों (Genetic Disorders) को ठीक करने के लिए।
-
Monoclonal Antibodies: कैंसर और अन्य बीमारियों के इलाज में।
(ii) कृषि (Agricultural Applications)
-
GM Crops (Genetically Modified Crops): फसलें जो रोग प्रतिरोधक होती हैं, जैसे Bt Cotton, Golden Rice।
-
पौधों में पोषण सुधार: पौधों में विटामिन और खनिजों की मात्रा बढ़ाना।
-
कीटनाशकों की आवश्यकता कम करना।
(iii) पर्यावरण (Environmental Applications)
-
Bioremediation: प्रदूषित मिट्टी और जल को साफ करने के लिए बैक्टीरिया का उपयोग।
-
तेल रिसाव की सफाई: ऐसे बैक्टीरिया विकसित किए गए हैं जो तेल को तोड़कर नष्ट कर सकते हैं।
(iv) क्रिमिनल इन्वेस्टिगेशन (Forensic Applications)
-
DNA Fingerprinting तकनीक अपराधियों की पहचान में सहायक होती है।
-
किसी अपराध स्थल पर मिले बाल, खून या त्वचा के नमूनों से अपराधी की पहचान की जा सकती है।
4. DNA Recombination के लाभ और हानियां
लाभ (Advantages)
✅ नई दवाओं और वैक्सीन के विकास में सहायक।
✅ फसलों की उत्पादकता और पोषण सुधार करता है।
✅ आनुवंशिक बीमारियों के इलाज में मदद करता है।
✅ प्रदूषण नियंत्रण और जैविक सफाई (Bioremediation) में सहायक।
हानियां (Disadvantages)
❌ नैतिक चिंताएँ (Ethical Issues): जेनेटिक मॉडिफिकेशन से नैतिक दुविधाएँ उत्पन्न हो सकती हैं।
❌ पर्यावरण पर प्रभाव: GMO (Genetically Modified Organisms) के कारण प्राकृतिक संतुलन बिगड़ सकता है।
❌ एलर्जी और प्रतिरोध क्षमता: कुछ GMO खाद्य पदार्थों से एलर्जी हो सकती है।