2240563samarth

आणविक जीव विज्ञान

आणविकजीवविज्ञानं जैविकस्थूलअणुकानां रासायनिकभौतिकसंरचनायाः अध्ययनम् अस्ति । इयं जीवविज्ञानस्य एकः शाखा अस्ति या कोशिकानां मध्ये जैविकक्रियाकलापस्य आणविकआधारं अवगन्तुं प्रयतते, यत्र जैवआणविकसंश्लेषणं, परिवर्तनं, तन्त्राणि, अन्तरक्रियाः च सन्ति

आणविकजीवविज्ञानस्य वर्णनं प्रथमं जैविकघटनानां आधारेषु केन्द्रितस्य दृष्टिकोणस्य रूपेण कृतम्-जैविक अणुनां संरचनानां तथा तेषां परस्परक्रियाणां च उद्घाटनं कृत्वा, तथा च एते परस्परक्रियाः शास्त्रीयजीवविज्ञानस्य अवलोकनं कथं व्याख्यायन्ते।

आणविकजीवविज्ञानपदस्य प्रथमवारं प्रयोगः १९४५ तमे वर्षे भौतिकशास्त्रज्ञेन विलियम एस्टबरी इत्यनेन कृतः । १९५३ तमे वर्षे फ्रांसिस् क्रिक्, जेम्स् वाट्सन्, रोसालिण्ड् फ्रेंक्लिन्, मेडिकल रिसर्च काउन्सिल यूनिट्, कैवेण्डिश् प्रयोगशालायां कार्यं कुर्वन्तः सहकारिणः च डीएनए इत्यस्य डबल हेलिक्स मॉडल् निर्मितवन्तः तेषां कृते फ्रेंक्लिन्, मौरिस् विल्किन्स् इत्यनेन पूर्वं कृतस्य शोधस्य आधारेण डीएनए-संरचनायाः प्रस्तावः कृतः । अनेन अन्येषु सूक्ष्मजीवेषु DNA सामग्रीयाः आविष्कारः अभवत्, वनस्पतयः, पशवः च ।

आणविकजीवविज्ञानस्य क्षेत्रे एतादृशाः तकनीकाः सन्ति येन वैज्ञानिकाः आणविकप्रक्रियाणां विषये ज्ञातुं शक्नुवन्ति । एतासां युक्तीनां उपयोगः नूतनानां औषधानां कुशलतापूर्वकं लक्ष्यीकरणाय, रोगस्य निदानार्थं, कोशिकाशरीरविज्ञानस्य अधिकाधिकं अवगमनाय च भवति । आणविकजीवविज्ञानात् उत्पन्नाः केचन नैदानिकसंशोधनाः चिकित्साचिकित्साश्च जीनचिकित्सायाः अन्तर्गतं आच्छादिताः सन्ति यदा तु चिकित्साशास्त्रे आणविकजीवविज्ञानस्य अथवा आणविककोशिकाजीवविज्ञानस्य उपयोगः अधुना आणविकचिकित्सा इति उच्यते ।

आणविक जीवविज्ञान का इतिहास

आणविकजीवविज्ञानं जैवरसायनशास्त्रस्य आनुवंशिकीशास्त्रस्य च सङ्गमे उपविशति; यथा यथा एते वैज्ञानिकविषयाः २० शताब्द्यां उद्भवन्ति, विकसिताः च अभवन्, तथैव स्पष्टं जातं यत् ते द्वौ अपि महत्त्वपूर्णकोशिकीयकार्यस्य आधारभूतं आणविकतन्त्रं निर्धारयितुं प्रयतन्ते आणविकजीवविज्ञानस्य प्रगतिः नूतनानां प्रौद्योगिकीनां विकासेन तेषां अनुकूलनेन च निकटतया सम्बद्धा अस्ति ।आणविकजीवविज्ञानं अनेकेषां वैज्ञानिकानां कार्येण स्पष्टीकृतम् अस्ति, अतः क्षेत्रस्य इतिहासः एतेषां वैज्ञानिकानां तेषां प्रयोगानां च अवगमने आश्रितः अस्ति ।

ग्रिफिथस्य प्रयोगः

१९२८ तमे वर्षे फ्रेडरिक ग्रिफिथः न्यूमोकोकस् जीवाणुषु विषाणुगुणं सम्मुखीकृतवान्, यत् प्रयोगशालामूषकान् मारयति स्म । तस्मिन् समये प्रचलितस्य मेण्डेलस्य मते जीनस्थापनं केवलं मातापितृकोशिकाभ्यः पुत्रीकोशिकाभ्यः एव भवितुम् अर्हति स्म । ग्रिफिथः अन्यं सिद्धान्तं प्रवर्तयति स्म यत् समानपीढीयाः सदस्ये घटमानं जीनस्थापनं क्षैतिजजीनस्थापनम् (HGT) इति नाम्ना ज्ञायते । इदानीं एषा घटना आनुवंशिकविकारः इति उच्यते ।ग्रिफिथस्य प्रयोगेन स्ट्रेप्टोकोकस् निमोनिया जीवाणुः सम्बोधितः, यस्य द्वौ भिन्नौ जातौ आस्ताम्, एकः विषाक्तः स्निग्धः च एकः विषाक्तः रूक्षः च एकप्रकारस्य विशिष्टस्य बहुपर्णस्य – ग्लूकोजस्य बहुलकस्य ग्लूकुरोनिक-अम्लस्य च कैप्सूलस्य – उपस्थितेः कारणेन चिकनी-तनावस्य स्फुरद्रूपं आसीत् जीवाणुनाम् अस्य बहुपर्णस्तरस्य कारणात् गृहस्थस्य रोगप्रतिरोधकशक्तिः जीवाणुम् अचिन्तयितुं न शक्नोति तथा च गणस्य वधं करोति ।अन्यस्य, अविषाक्तस्य, रूक्षस्य तनावस्य अस्य बहुपर्णगुटिकायाः ​​अभावः भवति, तस्य जडः, रूक्षः च रूपः भवति ।

तनावे कैप्सूलस्य उपस्थितिः अभावः वा, आनुवंशिकरूपेण निर्धारितः इति ज्ञायते । चिकनी तथा रूक्ष तनावः क्रमशः S-I, S-II, S-III इत्यादिषु तथा R-I, R-II, R-III इत्यादिषु अनेकविभिन्नप्रकारेषु भवति । एते सर्वे उपप्रकाराः S तथा R जीवाणुः तेषां उत्पादितप्रतिजनप्रकारे परस्परं भिन्नाः भवन्ति ।

हर्शे–चेस प्रयोगः

DNA इति आनुवंशिकसामग्री यत् संक्रमणस्य कारणम् अस्ति इति पुष्टिः हर्शे–चेस् प्रयोगात् अभवत् । ते प्रयोगाय ई.कोलाई, बैक्टीरियोफेज इत्येतयोः उपयोगं कृतवन्तः । अयं प्रयोगः मिश्रकप्रयोगः इति अपि ज्ञायते, यतः पाकशालायाः मिश्रकस्य उपयोगः प्रमुखः यन्त्रखण्डः आसीत् । आल्फ्रेड् हर्शे, मार्था चेस् च दर्शितवन्तौ यत् जीवाणुमध्ये फेजकणेन प्रविष्टे डीएनए-मध्ये संतान-फेज-कणानां संश्लेषणाय आवश्यका सर्वा सूचना भवति। ते रेडियोधर्मितायाः उपयोगेन जीवाणुभक्षकस्य प्रोटीनकोटं रेडियोधर्मीगन्धकेन सह, रेडियोधर्मी फास्फोरसेन सह डीएनए च क्रमशः द्वयोः भिन्नयोः परीक्षणनलिकेषु टैगं कृतवन्तः परीक्षणनलिके जीवाणुभक्षकं ई.कोलाई च मिश्रयित्वा ऊष्मायनकालः आरभ्यते यस्मिन् फेजः ई.कोलाई कोशिकासु आनुवंशिकसामग्रीम् परिवर्तयति ततः मिश्रणं मिश्रितं वा क्षोभितं वा भवति, येन फेजः ई.कोलाई कोशिकाभ्यः पृथक् भवति ।सम्पूर्णं मिश्रणं अपकेन्द्रीकृत्य यस्मिन् गोलीयां ई.कोलाई-कोशिकाः सन्ति तस्य जाँचं कृत्वा उपरितनं परित्यक्तम् । ई.कोलाई कोशिकासु रेडियोधर्मी फॉस्फोरसः दृश्यते स्म, यत् परिवर्तितं पदार्थं DNA अस्ति न तु प्रोटीनकोटः इति सूचितवान् ।

परिवर्तितं DNA ई.कोलाई इत्यस्य DNA इत्यनेन सह संलग्नं भवति तथा च रेडियोधर्मिता केवलं जीवाणुभक्षकस्य DNA इत्यत्र एव दृश्यते । इदं उत्परिवर्तितं DNA अग्रिमपीढीं प्रति प्रसारयितुं शक्यते तथा च Transduction इति सिद्धान्तः अस्तित्वं प्राप्तवान् । संप्रेषणं एकः प्रक्रिया अस्ति यस्मिन् जीवाणुभक्षकस्य डीएनए जीवाणुभक्षकस्य खण्डं वहति, तत् अग्रिमपीढीं प्रति प्रसारयति । एषः अपि क्षैतिजजीनस्थापनस्य एकः प्रकारः अस्ति ।

आधुनिक आणविक जीव विज्ञान

२०२० तमस्य वर्षस्य आरम्भे आणविकजीवविज्ञानं ऊर्ध्वाधर-क्षैतिज-तकनीकी-विकासेन परिभाषितं स्वर्णयुगं प्रविष्टवान् । लम्बवत्, नवीनप्रौद्योगिकीः परमाणुस्तरस्य जैविकप्रक्रियाणां वास्तविकसमयनिरीक्षणस्य अनुमतिं ददति ।[२०] अद्यत्वे आणविकजीवविज्ञानिनां कृते अधिकाधिकगहनतायां अधिकाधिकं किफायतीनां अनुक्रमणदत्तांशस्य उपलब्धिः भवति, येन नूतनेषु गैर-प्रतिरूपजीवेषु नवीन-आनुवंशिक-हेरफेर-पद्धतीनां विकासः सुलभः भवति । तथैव कृत्रिम-आणविक-जीवविज्ञानिनः विभिन्नेषु प्रोकैरियोटिक-यूकेरियोटिक-कोशिकारेखासु बहिर्जातचयापचयमार्गस्य परिचयस्य माध्यमेन लघु-स्थूल-अणुनाम् औद्योगिक-उत्पादनं चालयिष्यन्ति |

क्षैतिजरूपेण अनुक्रमणदत्तांशः अधिकं किफायती भवति, अनेकेषु भिन्नवैज्ञानिकक्षेत्रेषु च उपयुज्यते । एतेन विकासशीलराष्ट्रेषु उद्योगानां विकासः भविष्यति, व्यक्तिगतसंशोधकानां सुलभता च वर्धते ।तथैव CRISPR-Cas9 जीनसम्पादनप्रयोगानाम् अधुना व्यक्तिभिः नवीनजीवेषु १०,००० डॉलरात् न्यूनेन मूल्येन परिकल्पना कार्यान्विता च कर्तुं शक्यते, येन औद्योगिकचिकित्साप्रयोगानाम् विकासः भविष्यति |