मानव जीनोम परियोजना और डीएनए फिंगरप्रिंटिंग | विज्ञान और प्रौद्योगिकी (Science & Technology) for UPSC CSE PDF Download

जीनोमिक्स

जीनोमिक्स जीनोम और जीनों का अध्ययन है, जो डीएनए अनुक्रमण पर आधारित है। जीनोम एक हाप्लॉइड सेट के क्रोमोसोमों का कुल जीन अनुपात है और इसे एक माता-पिता से एक इकाई के रूप में गामेट के माध्यम से विरासत में प्राप्त किया जाता है। एक हाप्लॉइड (जैसे प्रोकैरियोटिक) कोशिका में एक ही जीनोम होता है, जबकि एक डिप्लॉइड (जैसे उच्च पौधे या पशु की कोशिका) में दो जीनोम होते हैं, एक पिता का और दूसरा माता का। अतिरिक्त डीएनए भी माइटोकॉन्ड्रिया में मौजूद होता है, जो किसी की माता से विरासत में मिलता है।

मानव जीनोम परियोजना

किसी जीव या व्यक्ति की जेनेटिक संरचना डीएनए अनुक्रमों में निहित होती है। यदि दो व्यक्ति भिन्न होते हैं, तो उनके डीएनए अनुक्रम भी अलग होने चाहिए, कम से कम कुछ जगहों पर। इन धारणाओं ने मानव जीनोम के पूर्ण डीएनए अनुक्रम को खोजने की खोज को जन्म दिया। जीन इंजीनियरिंग तकनीकों की स्थापना के साथ, जहां किसी भी डीएनए के टुकड़े को अलग करना और क्लोन करना संभव था, और डीएनए अनुक्रम निर्धारित करने के लिए सरल और तेज़ तकनीकों की उपलब्धता के साथ, 1990 में मानव जीनोम अनुक्रमण का एक बहुत महत्वाकांक्षी परियोजना शुरू किया गया।

मानव जीनोम परियोजना (HGP) को एक मेगा परियोजना कहा गया। आप परियोजना के आकार और आवश्यकताओं की कल्पना कर सकते हैं यदि हम परियोजना के लक्ष्यों को निम्नलिखित रूप में परिभाषित करें: मानव जीनोम में लगभग 3 × 10⁹ बीपी होने का अनुमान है, और यदि अनुक्रमण की लागत लगभग 3 यूएस डॉलर प्रति बीपी है (शुरुआत में अनुमानित लागत), तो परियोजना की कुल अनुमानित लागत लगभग 9 अरब यूएस डॉलर होगी। इसके अलावा, यदि प्राप्त अनुक्रमों को किताबों में टाइप की गई रूप में संग्रहीत किया जाए, और यदि प्रत्येक पृष्ठ में 1000 अक्षर हों और प्रत्येक पुस्तक में 1000 पृष्ठ हों, तो एक मानव कोशिका के डीएनए अनुक्रम की जानकारी संग्रहीत करने के लिए 3300 ऐसी किताबें आवश्यक होंगी। HGP का बायोइनफार्मेटिक्स नामक जीवविज्ञान के एक नए क्षेत्र के तेजी से विकास से निकट संबंध था।

एचजीपी के लक्ष्य

एचजीपी के कुछ महत्वपूर्ण लक्ष्य निम्नलिखित हैं:

• (i) मानव डीएनए में सभी जीनों की पहचान करना।
• (ii) मानव डीएनए के 3 अरब रासायनिक आधार जोड़ी (chemical base pairs) के अनुक्रमों को निर्धारित करना।
• (iii) इस जानकारी को डेटाबेस में संग्रहित करना।
• (iv) डेटा विश्लेषण के लिए उपकरणों में सुधार करना।
• (v) संबंधित प्रौद्योगिकियों को अन्य क्षेत्रों, जैसे उद्योगों, में स्थानांतरित करना।
• (vi) उन नैतिक, कानूनी और सामाजिक मुद्दों (ELSI) का समाधान करना जो परियोजना से उत्पन्न हो सकते हैं।

यह परियोजना 2003 में पूरी हुई।

डीएनए विविधताओं के प्रभावों के बारे में ज्ञान व्यक्तियों के बीच हजारों विकारों का निदान, उपचार और एक दिन रोकने के लिए क्रांतिकारी नए तरीकों की ओर ले जा सकता है। मानव जीवविज्ञान को समझने में संकेत प्रदान करने के अलावा, गैर-मानव जीवों के बारे में जानना, डीएनए अनुक्रमों को उनके प्राकृतिक क्षमताओं की समझ की ओर ले जा सकता है जिसे स्वास्थ्य देखभाल, कृषि, ऊर्जा उत्पादन, और पर्यावरण सुधार में चुनौतियों को हल करने के लिए लागू किया जा सकता है। कई गैर-मानव मॉडल जीव, जैसे बैक्टीरिया, यीस्ट, Caenorhabditis elegans (एक स्वतंत्र जीवन यापन करने वाला गैर-पैथोजेनिक नेमाटोड), Drosophila (फल मक्खी), पौधे (चावल और Arabidopsis), आदि का भी अनुक्रमण किया गया है।

विधियाँ

इन विधियों में दो प्रमुख दृष्टिकोण शामिल थे:

• (1) एक्सप्रेस्ड अनुक्रम टैग (ESTs) - सभी जीनों की पहचान करना जो RNA के रूप में व्यक्त होते हैं।
• (2) अनुक्रम एनोटेशन - पूरी जीनोम सेट के अनुक्रमण का अंध दृष्टिकोण जिसमें सभी कोडिंग और गैर-कोडिंग अनुक्रम शामिल हैं, और बाद में अनुक्रम में विभिन्न क्षेत्रों को कार्य सौंपना।

अनुक्रमण के लिए, किसी कोशिका से कुल डीएनए को अलग किया जाता है और इसे अपेक्षाकृत छोटे आकार के यादृच्छिक टुकड़ों में परिवर्तित किया जाता है (याद रखें, डीएनए एक बहुत लंबा पॉलीमर है, और बहुत लंबे डीएनए के टुकड़ों का अनुक्रमण करने में तकनीकी सीमाएँ हैं) और उपयुक्त मेज़बान में विशेष वेक्टर का उपयोग करके क्लोन किया जाता है। क्लोनिंग के परिणामस्वरूप प्रत्येक डीएनए टुकड़े का प्रवर्धन होता है ताकि इसे बाद में आसानी से अनुक्रमित किया जा सके। सामान्यतः उपयोग किए जाने वाले मेज़बान बैक्टीरिया और यीस्ट थे, और वेक्टर को BAC (बैक्टीरियल आर्टिफिशियल क्रोमोसोम) और YAC (यीस्ट आर्टिफिशियल क्रोमोसोम) कहा जाता था। टुकड़ों का अनुक्रमण स्वचालित डीएनए अनुक्रमकों का उपयोग करके किया गया जो फ्रेडरिक सैंगर द्वारा विकसित की गई विधि के सिद्धांत पर काम करते थे। ये अनुक्रम तब कुछ ओवरलैपिंग क्षेत्रों के आधार पर व्यवस्थित किए गए थे। इन अनुक्रमों का संरेखण मानव रूप से संभव नहीं था। इसलिए, विशेष कंप्यूटर आधारित कार्यक्रम विकसित किए गए। इन अनुक्रमों को बाद में एनोटेट किया गया और प्रत्येक क्रोमोसोम को सौंपा गया। क्रोमोसोम I का अनुक्रमण केवल मई 2006 में पूरा हुआ (यह 24 मानव क्रोमोसोम में से अंतिम था - 22 ऑटोसोम और X और Y - को अनुक्रमित किया गया)। एक और चुनौतीपूर्ण कार्य जीनोम पर आनुवंशिक और भौतिक मानचित्रों को सौंपना था। यह जानकारी सीमांकन एंडोन्यूक्लियेस पहचान स्थलों के बहुरूपता और कुछ पुनरावृत्ति डीएनए अनुक्रमों, जिन्हें माइक्रोसेटेलाइट्स कहा जाता है, का उपयोग करके उत्पन्न किया गया था।

मानव जीनोम की प्रमुख विशेषताएँ

कुछ प्रमुख अवलोकन जो मानव जीनोम परियोजना से प्राप्त हुए हैं, निम्नलिखित हैं:

• (i) मानव जीनोम में 3164.7 मिलियन न्यूक्लियोटाइड आधार होते हैं।
• (ii) औसत जीन में 3000 आधार होते हैं, लेकिन आकार में बहुत भिन्नता होती है, सबसे बड़े ज्ञात मानव जीन dystrophin का आकार 2.4 मिलियन आधार है।
• (iii) जीनों की कुल संख्या लगभग 30,000 है - जो पहले के 80,000 से 140,000 जीन की अनुमानित संख्या से बहुत कम है। लगभग सभी (99.9 प्रतिशत) न्यूक्लियोटाइड आधार सभी लोगों में बिल्कुल समान होते हैं।
• (iv) खोजे गए जीनों में से 50 प्रतिशत से अधिक के कार्य अज्ञात हैं।
• (v) जीनोम का 2 प्रतिशत से कम प्रोटीन के लिए कोड करता है।
• (vi) पुनरावृत्त अनुक्रम मानव जीनोम का बहुत बड़ा हिस्सा बनाते हैं।
• (vii) पुनरावृत्त अनुक्रम डीएनए अनुक्रमों के खिंचाव होते हैं जो कई बार, कभी-कभी सौ से हजार बार दोहराए जाते हैं। इन्हें प्रत्यक्ष कोडिंग कार्य के लिए नहीं माना जाता है, लेकिन ये क्रोमोसोम संरचना, गतिशीलता और विकास पर प्रकाश डालते हैं।
• (viii) क्रोमोसोम 1 में सबसे अधिक जीन होते हैं (2968), और Y में सबसे कम (231)।
• (ix) वैज्ञानिकों ने मानवों में लगभग 1.4 मिलियन स्थानों की पहचान की है जहाँ एकल-बेस डीएनए भिन्नताएँ (SNPs - एकल न्यूक्लियोटाइड बहुरूपता, 'snips' के रूप में उच्चारित) होती हैं। यह जानकारी रोग-संबंधित अनुक्रमों के लिए क्रोमोसोमल स्थानों को खोजने और मानव इतिहास को ट्रेस करने की प्रक्रियाओं को क्रांतिकारी बनाने का वादा करती है।

जीन पुस्तकालय (Genomic DNA Library) और जीन बैंक्स

एक जीन पुस्तकालय कई इच्छित जीनों के डीएनए टुकड़ों का संग्रह है जो बैक्टीरिया या कुछ अन्य कोशिकाओं के क्लोन में बनाए रखे जाते हैं। इसे निम्नलिखित विधि द्वारा तैयार किया जाता है।

• विशिष्ट सीमांकन एंडोन्यूक्लियेस की मदद से एक या कुछ इच्छित जीनों वाले डीएनए टुकड़े प्राप्त किए जाते हैं।
• प्रत्येक टुकड़े को एक उपयुक्त वाहन डीएनए के साथ जोड़कर विभिन्न प्रकार के पुनःसंयोजित डीएनए बनाते हैं।
• फिर इन्हें मेज़बान (बैक्टीरिया, यीस्ट, पौधे या जानवर) कोशिकाओं में पेश किया जाता है।
• पुनःसंयोजित डीएनए वाले कोशिकाओं को संस्कृतियों में बढ़ने की अनुमति दी जाती है।

इससे ऐसे कोशिकाओं के क्लोन का उत्पादन होता है जहाँ बेटी कोशिकाएँ उन जीनों को ले जाती हैं जो माता-पिता कोशिकाओं के समान होते हैं। इच्छित जीनों वाले पुनःसंयोजित डीएनए के साथ क्लोन का संग्रह एक जीन पुस्तकालय है। जीन पुस्तकालयों को विशेष तकनीकों के माध्यम से बनाए रखा जाता है।

एक जीन बैंक ज्ञात डीएनए टुकड़ों, जीनों, जीन मानचित्रों, बीजों, बीजाणुओं, जमे हुए शुक्राणुओं या अंडाणुओं या भ्रूणों के क्लोन का भंडार है। इन्हें आनुवंशिक इंजीनियरिंग और प्रजनन प्रयोगों में संभावित उपयोग के लिए संग्रहित किया जाता है जहाँ प्रजातियाँ विलुप्त हो गई हैं। जीन बैंकों की आवश्यकता को तेजी से महसूस किया जा रहा है क्योंकि विलुप्ति की दर हर दिन बढ़ रही है। मानव जीनोम परियोजना इस क्षेत्र में सबसेRemarkable योगदान है।

AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphisms)

यह प्रक्रिया वैज्ञानिक Zabeau और Vos (1993) द्वारा वर्णित की गई थी। इस प्रक्रिया में डीएनए को सीमांकन एंजाइम द्वारा काटा जाता है फिर इन सीमांकित टुकड़ों को P.C.R. द्वारा प्रवर्धित किया जाता है और इन सीमांकित टुकड़ों का बैंड पैटर्न जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस के बाद देखा जाता है।

प्रक्रिया (3 चरण)

• (1) एक या एक से अधिक सीमांकन एंजाइमों के साथ कुल कोशिका डीएनए का पाचन।
• (2) इनमें से कुछ टुकड़ों का चयनात्मक प्रवर्धन P.C.R. प्राइमर द्वारा।
• (3) जेल मैट्रिक्स पर इलेक्ट्रोफोरेटिक पृथक्करण के बाद इन सीमांकित टुकड़ों के बैंड पैटर्न का दृश्यकरण।

RAPD (Random Amplification of Polymorphic DNA)

यह एक प्रकार का P.C.R. है जिसमें यादृच्छिक (अज्ञात) डीएनए टुकड़ों को प्रवर्धित किया जाता है।

जैवसूचना (Bioinformatics)

परिभाषा: जैवसूचना का अर्थ है जैविक जानकारी के प्रबंधन में कंप्यूटर प्रौद्योगिकी का अनुप्रयोग।

कंप्यूटर तकनीकों का उपयोग जैविक और आनुवंशिक जानकारी को एकत्रित करने, संग्रहित करने, विश्लेषण करने और एकीकृत करने के लिए किया जाता है, जिसे जीन आधारित दवा खोज और विकास में लागू किया जा सकता है।

जैवसूचना पर आधारित औषधि डिज़ाइन

जैवसूचना दवा डिज़ाइन के लिए एक नई दृष्टिकोण है। इस प्रक्रिया में बीमारी के बारे में सभी ज्ञान को एकत्रित, विश्लेषण किया जाता है और बीमारी का कारण बनने वाले 'लक्षित अणुओं' को खोजा जाता है। इन अणुओं की संरचना का विश्लेषण X-ray या N.M.R. तकनीक द्वारा किया जाता है, फिर ऐसे दवाओं का विकास किया जाता है जो इन अणुओं की गतिविधि को बाधित कर सकती हैं।

जैविक डेटाबेस

जैविक डेटाबेस जीनोमिक, प्रोटिओमिक और मेटाबोलिक डेटा का संग्रह है जो कंप्यूटर सॉफ़्टवेयर के साथ जुड़ा होता है, जिसमें जीन का न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम या प्रोटीन का एमिनो एसिड अनुक्रम, जीनों और प्रोटीन की संरचना, कार्य और स्थान के बारे में जानकारी शामिल है।

महत्व

• (1) जानकारी तक आसान पहुँच।
• (2) केवल आवश्यक जानकारी निकालने की एक विधि।

डीएनए फिंगरप्रिंटिंग / डीएनए टाइपिंग / डीएनए प्रोफाइलिंग / डीएनए परीक्षण

यह एक तकनीक है जो किसी व्यक्ति की पहचान उसके डीएनए विशिष्टता के आधार पर करती है।

यह तकनीक सर एलेक जेफ्रीज द्वारा आविष्कार की गई थी (1984)। भारत में डीएनए फिंगरप्रिंटिंग की शुरुआत डॉ. वी.के. कश्यप और डॉ. लाल जी सिंह द्वारा की गई थी।

मनुष्यों का डीएनए लगभग सभी व्यक्तियों के लिए समान होता है लेकिन बहुत छोटी मात्रा होती है जो व्यक्तियों के बीच भिन्न होती है जिसे फोरेंसिक वैज्ञानिक पहचान करने के लिए विश्लेषण करते हैं।

इन भिन्नताओं को बहुरूपता (Polymorphism) कहा जाता है और ये डीएनए टाइपिंग की कुंजी हैं। बहुरूपताएँ फोरेंसिक वैज्ञानिकों के लिए सबसे उपयोगी होती हैं। इसमें विशिष्ट लोकेशनों पर डीएनए की लंबाई में भिन्नता होती है जिसे सीमांकित टुकड़ा कहा जाता है। यह डीएनए परीक्षण के लिए सबसे महत्वपूर्ण खंड है जिसमें छोटे पुनरावृत्त न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम होते हैं, इन्हें VNTRs (परिवर्तनीय संख्या वाले टैंडम रिपीट) कहा जाता है। VNTRs, जिन्हें मिनी सैटेलाइट भी कहा जाता है, को एलेक जेफ्रीज द्वारा खोजा गया था। सीमांकित टुकड़े उन डीएनए के हाइपर-वेरिएबल रिपीट क्षेत्र को सम्मिलित करते हैं जिसमें 11-60 bp का एक मूल पुनरावृत्त अनुक्रम होता है और दोनों तरफ सीमांकन स्थल होते हैं। सीमांकित टुकड़े की लंबाई VNTR की संख्या पर निर्भर करती है। इसलिए, जब दो लोगों के जीनोम को एक ही सीमांकन एंजाइम का उपयोग करके काटा जाता है तो प्राप्त टुकड़ों की लंबाई दोनों लोगों के लिए भिन्न होती है। सीमांकित टुकड़े की लंबाई में ये भिन्नताएँ RFLP या सीमांकन टुकड़े की लंबाई बहुरूपता कहलाती हैं। मानव जीनोम में वितरित RFLP डीएनए फिंगरप्रिंटिंग के लिए उपयोगी हैं।

डीएनए फिंगरप्रिंट को रक्त, वीर्य, बाल बल्ब या शरीर के किसी अन्य कोशिका की अत्यंत छोटी मात्रा से तैयार किया जा सकता है। 1 माइक्रोग्राम का डीएनए सामग्री पर्याप्त है। डीएनए फिंगरप्रिंटिंग की प्रक्रिया में निम्नलिखित प्रमुख चरण शामिल होते हैं।

डीएनए फिंगरप्रिंटिंग के चरण

• 1. निष्कर्षण - कोशिका लिसिस द्वारा कोशिका से डीएनए निकाला जाता है। यदि डीएनए की मात्रा सीमित है, तो इसे पॉलिमरेज़ चेन रिएक्शन (PCR) द्वारा प्रवर्धित किया जा सकता है। यह प्रक्रिया प्रवर्धन कहलाती है।
• 2. सीमांकन एंजाइम पाचन: सीमांकन एंजाइम डीएनए को विशिष्ट 4 या 6 आधार जोड़ी अनुक्रमों पर काटता है जिन्हें सीमांकन स्थल कहा जाता है। Hae III (Haemophilus aegyptius) सबसे सामान्यतः उपयोग किया जाने वाला एंजाइम है। यह डीएनए को हर जगह काटता है जहाँ आधार GGCC के अनुक्रम में व्यवस्थित होते हैं। ये सीमांकित टुकड़े एगेरोज़ पॉलिमर जेल में स्थानांतरित होते हैं।
• 3. जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस: जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस एक विधि है जो मैक्रोमोलेक्यूल्स - या तो न्यूक्लिक एसिड या प्रोटीन को आकार, विद्युत आवेश के आधार पर अलग करती है। एक जेल ठोस रूप में एक कोलॉइड है। इलेक्ट्रोफोरेसिस शब्द चार्ज किए गए कणों के विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में प्रवास का वर्णन करता है। एक अणु की गुणधर्म यह निर्धारित करती है कि विद्युत क्षेत्र अणु को जेल के माध्यम से कितनी तेजी से ले जा सकता है।
• इन सीमांकित टुकड़ों को सकारात्मक इलेक्ट्रोड (एनोड) की ओर बढ़ते हैं क्योंकि डीएनए का विद्युत आवेश नकारात्मक होता है (PO4–3)। छोटे टुकड़े सकारात्मक ध्रुव की ओर अधिक तेजी से बढ़ते हैं क्योंकि उनका आणविक वजन कम होता है। इसलिए, जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस के बाद डीएनए टुकड़े आणविक वजन के अनुसार व्यवस्थित होते हैं।
• इन अलग-अलग टुकड़ों को एक रंग में रंगकर देखा जा सकता है जो अल्ट्रावायलेट विकिरण को फ्लोरेस करता है। यह विशिष्ट सीमांकित टुकड़े की लंबाई का पैटर्न देता है। यह लंबाई का पैटर्न विभिन्न व्यक्तियों में भिन्न होता है। इसे सीमांकित टुकड़े की लंबाई बहुरूपता (RFLP) कहा जाता है।

(1) एक्सप्रेस्ड सीक्वेंस टैग्स (ESTs) - उन सभी जीनों की पहचान करना जो RNA के रूप में व्यक्त होते हैं।

क्लोनिंग के परिणामस्वरूप प्रत्येक DNA फ़्रैगमेंट के टुकड़ों की वृद्धि हुई, जिससे उन्हें आसानी से अनुक्रमित किया जा सका। सामान्यतः उपयोग किए जाने वाले मेज़बान बैक्टीरिया और यीस्ट थे, और वेक्टर को BAC (बैक्टीरियल आर्टिफिशियल क्रोमोसोम) और YAC (यीस्ट आर्टिफिशियल क्रोमोसोम) कहा जाता था।

इन फ़्रैगमेंट्स का अनुक्रमण स्वचालित DNA अनुक्रमणकर्ताओं का उपयोग करके किया गया, जो फ्रेडरिक सैंगर द्वारा विकसित एक विधि के सिद्धांत पर काम करते थे। (याद रखें, सैंगर को प्रोटीन में अमीनो एसिड अनुक्रमों के निर्धारण की विधि विकसित करने का श्रेय भी दिया जाता है)। इन अनुक्रमों को फिर उनके बीच मौजूद कुछ ओवरलैपिंग क्षेत्रों के आधार पर व्यवस्थित किया गया। इसके लिए अनुक्रमण के लिए ओवरलैपिंग फ़्रैगमेंट्स का उत्पादन आवश्यक था। इन अनुक्रमों का संरेखण मानव रूप से संभव नहीं था। इसलिए, विशेषीकृत कंप्यूटर आधारित कार्यक्रम विकसित किए गए। इन अनुक्रमों को बाद में एनोटेट किया गया और प्रत्येक क्रोमोसोम को सौंपा गया। क्रोमोसोम I का अनुक्रमण केवल मई 2006 में पूरा हुआ (यह 24 मानव क्रोमोसोम - 22 ऑटोसोम और X और Y - में से अंतिम था जिसे अनुक्रमित किया गया)। एक और चुनौतीपूर्ण कार्य जीनोम पर जीन और भौतिक मानचित्रों को सौंपना था। यह रेस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लियस पहचान स्थलों के बहुरूपता (polymorphism) के बारे में जानकारी और माइक्रोसैटेलाइट्स के रूप में ज्ञात कुछ दोहराने वाले DNA अनुक्रमों का उपयोग करके उत्पन्न किया गया।

(ix) वैज्ञानिकों ने मानवों में एकल-बेस DNA भिन्नताओं (SNPs - सिंगल न्यूक्लियोटाइड पॉलीमोर्फिज़्म, जिसे 'स्निप्स' के रूप में उच्चारित किया जाता है) के लगभग 1.4 मिलियन स्थानों की पहचान की है। यह जानकारी रोग-संबंधित अनुक्रमों के लिए क्रोमोसोमल स्थानों को खोजने और मानव इतिहास को ट्रेस करने की प्रक्रियाओं में क्रांति लाने का वादा करती है।

लिली106 अरब वर्ष पहले।

मनुष्य3 अरब वर्ष पहले, 30,000।

3 अरब वर्ष पहले।

जीन पुस्तकालय (Genomic DNA Library) और जीन बैंक

एक जीन पुस्तकालय कई इच्छित जीनों का संग्रह है, जिसमें डीएनए के टुकड़े होते हैं जिन्हें बैक्टीरिया या कुछ अन्य कोशिकाओं के क्लोन में बनाए रखा जाता है। इसे निम्नलिखित विधि द्वारा तैयार किया जाता है।

• विशिष्ट प्रतिबंध एंजाइमों की मदद से एक या कुछ इच्छित जीनों वाले डीएनए टुकड़े प्राप्त किए जाते हैं।
• प्रत्येक टुकड़े को एक उपयुक्त वाहन डीएनए से जोड़ा जाता है ताकि विभिन्न प्रकृति के पुनः संयोजित डीएनए बने।
• फिर इन्हें मेज़बान (बैक्टीरिया, खमीर, पौधा या जानवर) कोशिकाओं में पेश किया जाता है।
• पुनः संयोजित डीएनए वाली कोशिकाओं को संस्कृतियों में बढ़ने दिया जाता है।
• यह कोशिकाओं के क्लोन उत्पन्न करेगा जहाँ बेटी कोशिकाएँ उन जीनों को ले जाती हैं जो माता-पिता की कोशिकाओं के समान होते हैं।

इच्छित जीनों वाले पुनः संयोजित डीएनए वाले क्लोन का संग्रह एक जीन पुस्तकालय है। जीन पुस्तकालयों को विशेष तकनीकों के माध्यम से बनाए रखा जाता है।

जीन बैंक ज्ञात डीएनए टुकड़ों, जीनों, जीन मानचित्रों, बीजों, बीजाणुओं, जमे हुए शुक्राणुओं या अंडों या भ्रूणों के क्लोन का भंडार है। इन्हें संभावित उपयोग के लिए संग्रहीत किया जाता है जीन इंजीनियरिंग और प्रजनन प्रयोगों में जहाँ प्रजातियाँ विलुप्त हो गई हैं। जीन बैंकों की आवश्यकता बढ़ती जा रही है क्योंकि विलुप्त होने की दर दिन-ब-दिन बढ़ती जा रही है।

मानव जीनोम परियोजना इस क्षेत्र में सबसे उल्लेखनीय योगदान है।

AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphisms)

इस प्रक्रिया का वर्णन वैज्ञानिक Zabeau और Vos (1993) ने किया। इस प्रक्रिया में डीएनए को प्रतिबंध एंजाइम द्वारा काटा जाता है, फिर इन प्रतिबंधित टुकड़ों को P.C.R. द्वारा बढ़ाया जाता है और इन प्रतिबंधित टुकड़ों के बैंड पैटर्न को जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस के बाद देखा जाता है।

• प्रक्रिया (3 चरण)
• (1) कुल सेलुलर डीएनए को एक या एक से अधिक प्रतिबंध एंजाइमों के साथ पचाना।
• (2) इनमें से कुछ टुकड़ों का चयनात्मक बढ़ाना P.C.R. प्राइमर द्वारा।
• (3) जेल मैट्रिक्स पर इलेक्ट्रोफोरेटिक पृथक्करण और इन प्रतिबंधित टुकड़ों के बैंड पैटर्न का दृश्यकरण।

RAPD (Random Amplification of Polymorphic DNA)

यह एक प्रकार का P.C.R. है जिसमें यादृच्छिक (अज्ञात) डीएनए टुकड़ों को बढ़ाया जाता है।

जैवसूचना

परिभाषा: जैवसूचना जीव विज्ञान की जानकारी के प्रबंधन के लिए कंप्यूटर प्रौद्योगिकी का अनुप्रयोग है।

• कंप्यूटर तकनीकों का उपयोग जैविक और आनुवंशिक जानकारी को इकट्ठा करने, संग्रहीत करने, विश्लेषण करने और एकीकृत करने के लिए किया जाता है, जिसे जीन आधारित औषधि खोज और विकास में लागू किया जा सकता है।

औषधि डिजाइन जैव सूचना पर आधारित

जैव सूचना औषधि डिजाइन के लिए एक नया दृष्टिकोण है। इस प्रक्रिया में बीमारी के बारे में सभी जानकारी इकट्ठा की जाती है, विश्लेषण की जाती है और बीमारी को उत्पन्न करने वाले 'लक्ष्य अणुओं' का पता लगाया जाता है। इन अणुओं की संरचना का विश्लेषण X-ray या N.M.R. तकनीक द्वारा किया जाता है, फिर ऐसी औषधियाँ विकसित की जाती हैं जो इन अणुओं की गतिविधि को बाधित कर सकें।

जैविक डेटा बेस

जैविक डेटा बेस जीनोमिक, प्रोटियोमिक और चयापचय डेटा का संग्रह है जो कंप्यूटर सॉफ़्टवेयर के साथ जुड़ा होता है, जिसमें जीन का न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम या प्रोटीन का अमीनो एसिड अनुक्रम, जीनों और प्रोटीनों की संरचना, कार्य, स्थान की जानकारी शामिल होती है।

महत्व

• (1) जानकारी तक आसान पहुँच।
• (2) केवल आवश्यक जानकारी निकालने की विधि।

डीएनए फिंगरप्रिंटिंग/डीएनए टाइपिंग/डीएनए प्रोफाइलिंग/डीएनए परीक्षण

यह एक तकनीक है जो किसी व्यक्ति की पहचान उसके डीएनए विशेषता के आधार पर करती है।

इस तकनीक का आविष्कार सर एलेक जेफरी (1984) ने किया। भारत में डीएनए फिंगरप्रिंटिंग की शुरुआत डॉ. वी.के. कश्यप और डॉ. लाल जी सिंह द्वारा की गई।

मनुष्यों का डीएनए लगभग सभी व्यक्तियों के लिए समान होता है, लेकिन बहुत छोटी मात्रा में ऐसा होता है जो व्यक्ति से व्यक्ति में भिन्न होता है जिसे फोरेंसिक वैज्ञानिक पहचानने के लिए विश्लेषण करते हैं।

इन भिन्नताओं को पॉलीमोर्फिज्म (कई रूप) कहा जाता है और ये डीएनए टाइपिंग की कुंजी होती हैं।

पॉलीमोर्फिज्म में विशेष स्थलों पर डीएनए की लंबाई में भिन्नता होती है जिसे प्रतिबंधित टुकड़ा कहा जाता है। यह डीएनए परीक्षण के लिए सबसे महत्वपूर्ण खंड है जो छोटे दोहराने वाले न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों से बना होता है, इन्हें VNTRs (variable number of tandem repeat) कहा जाता है।

VNTRs, जिन्हें मिनी सैटेलाइट्स भी कहा जाता है, का आविष्कार Alec Jeffery ने किया। प्रतिबंधित टुकड़ा डीएनए के हाइपर-परिवर्तनीय पुनरावृत्ति क्षेत्र से बना होता है जिसमें 11-60 bp का बुनियादी पुनरावृत्ति अनुक्रम होता है और दोनों साइटों पर प्रतिबंध साइट द्वारा घेर लिया जाता है।

इसलिए, जब दो लोगों का जीनोम एक ही प्रतिबंध एंजाइम का उपयोग करके काटा जाता है तो प्राप्त टुकड़ों की लंबाई दोनों व्यक्तियों के लिए भिन्न होती है।

इन प्रतिबंधित टुकड़ों की लंबाई में भिन्नताओं को RFLP या प्रतिबंधित टुकड़ा लंबाई पॉलीमोर्फिज्म कहा जाता है।

मनुष्यों के जीनोम में वितरित RFLP डीएनए फिंगरप्रिंटिंग के लिए उपयोगी होते हैं।

डीएनए फिंगरप्रिंटिंग बेहद छोटे रक्त, वीर्य, बालों की कली या शरीर के किसी अन्य कोशिका से तैयार की जा सकती है। 1 माइक्रोग्राम का डीएनए सामग्री पर्याप्त होती है।

डीएनए फिंगरप्रिंटिंग के चरण

• 1. निष्कासन – डीएनए को सेल लिसिस द्वारा कोशिका से निकाला जाता है। यदि डीएनए की सामग्री सीमित है तो इसे पॉलिमरेज़ चेन रिएक्शन (PCR) द्वारा बढ़ाया जा सकता है। यह प्रक्रिया बढ़ाव है।
• 2. प्रतिबंध एंजाइम पाचन: प्रतिबंध एंजाइम विशेष 4 या 6 बेस पेयर अनुक्रमों पर डीएनए को काटता है जिसे प्रतिबंध साइट कहा जाता है। Hae III (Haemophilus aegyptius) सबसे सामान्य रूप से उपयोग किया जाने वाला एंजाइम है। यह डीएनए को हर जगह काटता है जहाँ आधार GGCC अनुक्रम में व्यवस्थित होते हैं। ये प्रतिबंधित टुकड़े Agarose Polymer gel में स्थानांतरित होते हैं।
• 3. जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस: – जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस एक विधि है जो आकार, विद्युत चार्ज के आधार पर मैक्रोमोलेक्यूल्स - या न्यूक्लिक एसिड या प्रोटीन - को अलग करती है।
• जेल एक ठोस रूप में एक कोलॉइड होता है। इलेक्ट्रोफोरेसिस चार्ज कणों के प्रवास का वर्णन करता है जो विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में होता है।
• एक अणु की विशेषताएँ यह निर्धारित करती हैं कि विद्युत क्षेत्र एक अणु को जेल के माध्यम से कितनी तेजी से स्थानांतरित कर सकता है।
• कई महत्वपूर्ण जैविक अणुओं जैसे अमीनो एसिड, पेप्टाइड्स, प्रोटीन, न्यूक्लियोटाइड्स, और न्यूक्लिक एसिड में आयनाइज करने योग्य समूह होते हैं और, इसलिए, किसी भी दिए गए pH पर, ये समाधान में इलेक्ट्रिकली चार्जेड प्रजातियों के रूप में मौजूद होते हैं।
• जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस के माध्यम से ये प्रतिबंधित टुकड़े सकारात्मक इलेक्ट्रोड (एनोड) की ओर बढ़ते हैं क्योंकि डीएनए का –ve इलेक्ट्रिक चार्ज होता है (PO4–3)।
• छोटे टुकड़े कम आणविक वजन के कारण सकारात्मक ध्रुव की ओर अधिक बढ़ते हैं। इसलिए, जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस के बाद डीएनए टुकड़े आणविक वजन के अनुसार व्यवस्थित होते हैं।
• इन पृथक टुकड़ों को एक रंग के साथ रंगकर देखा जा सकता है जो पराबैंगनी विकिरण में चमकता है।
• यह विशिष्ट प्रतिबंधित टुकड़ा लंबाई पैटर्न को प्रकट करता है। यह लंबाई पैटर्न विभिन्न व्यक्तियों में भिन्न होता है।
• इसे प्रतिबंधित टुकड़ा लंबाई पॉलीमोर्फिज्म (RFLP) कहा जाता है।

4. दक्षिणी स्थानांतरण / दक्षिणी ब्लॉटिंग: जेलFragile होती है। इसे हटाना और स्थायी रूप से एक ठोस समर्थन पर संलग्न करना आवश्यक है। यह दक्षिणी ब्लॉटिंग की प्रक्रिया द्वारा किया जाता है।

• पहला चरण डीएनए को जेल में विघटित करना है, जिसका अर्थ है कि डबल-स्ट्रैंडेड प्रतिबंधित टुकड़ों को रासायनिक रूप से एकल-स्ट्रैंडेड रूप में अलग किया जाता है।
• फिर डीएनए को ब्लॉटिंग की प्रक्रिया द्वारा नायलॉन की एक शीट पर स्थानांतरित किया जाता है।
• नायलॉन एक स्याही ब्लॉटर की तरह कार्य करता है और अलग किए गए डीएनए टुकड़ों को "ब्लॉट" करता है, जो इस चरण में अदृश्य होते हैं, ये प्रतिबंधित टुकड़े नायलॉन मेम्ब्रेन पर अपरिवर्तनीय रूप से संलग्न होते हैं।
• इस प्रक्रिया को दक्षिणी ब्लॉट कहा जाता है, जिसका नाम एडवर्ड दक्षिणी (1970) पर रखा गया है।

5. हाइब्रिडाइजेशन: प्रतिबंधित टुकड़े पर VNTR स्थल का पता लगाने के लिए, हम एकल-स्ट्रैंडेड रेडियोधर्मी (P32) डीएनए प्रॉब का उपयोग करते हैं जिसमें VNTR स्थल पर डीएनए अनुक्रमों के लिए पूरक आधार जोड़े होते हैं।

• आम तौर पर हम कम से कम 4 से 6 अलग-अलग डीएनए प्रॉब्स का एक संयोजन उपयोग करते हैं।
• लेबल किए गए प्रॉब्स प्रतिबंधित डीएनए टुकड़ों के VNTR स्थलों से जुड़े होते हैं, इस प्रक्रिया को हाइब्रिडाइजेशन कहा जाता है।

6. ऑटोरेडियोग्राफी: रेडियोधर्मी प्रॉब वाला नायलॉन मेम्ब्रेन एक्स-रे के लिए उजागर होता है। विशेष बैंड एक्स-रे फिल्म पर प्रकट होते हैं। ये बैंड वे क्षेत्र होते हैं जहाँ रेडियोधर्मी प्रॉब VNTR के साथ बंधते हैं।

ये विश्लेषक को एक विशेष व्यक्ति के डीएनए की पहचान करने की अनुमति देते हैं, जो इस एक्स-रे फिल्म में निहित एक विशेष आनुवंशिक पैटर्न की उपस्थिति और आवृत्ति है।

ये एक्स-रे फिल्म व्यक्ति का डीएनए हस्ताक्षर कहलाता है, जो प्रत्येक व्यक्ति के लिए विशिष्ट होता है।

दो अनजान व्यक्तियों के पास समान मिनीसैटेलाइट (VNTR) के स्थान और पुनरावृत्ति संख्या का पैटर्न होने की संभावना दस अरब में एक है (विश्व जनसंख्या 6.1 अरब)।

भारत में डीएनए फिंगरप्रिंटिंग और निदान के लिए केंद्र (CDFD - Center for DNA Fingerprinting & Diagnosis) हैदराबाद में स्थित है।

डीएनए फिंगरप्रिंटिंग के अनुप्रयोग

• 1. पितृत्व परीक्षण: डीएनए फिंगरप्रिंटिंग का प्रमुख अनुप्रयोग परिवारिक संबंधों का निर्धारण करना है।
• बच्चे, माँ और संभावित पिता के डीएनए नमूने लिए जाते हैं और उनके डीएनए फिंगरप्रिंट प्राप्त किए जाते हैं।
• बच्चे के डीएनए के फिंगरप्रिंट जैविक माता-पिता के फिंगरप्रिंट से मेल खाते हैं।

• 2. अपराध की पहचान: डीएनए फिंगरप्रिंटिंग अब फोरेंसिक (अपराध पहचानने) विज्ञान में एक उपयोगी तकनीक बन गई है, विशेष रूप से जब गंभीर अपराध जैसे हत्या और बलात्कार शामिल होते हैं।
• एक अपराधी की पहचान के लिए, अपराध स्थल से रक्त, बाल या वीर्य के नमूनों से संदिग्धों के डीएनए फिंगरप्रिंट तैयार किए जाते हैं और उनकी तुलना की जाती है।
• जिस व्यक्ति का डीएनए फिंगरप्रिंट अपराध स्थल से एकत्र किए गए नमूने से मेल खाता है, वह वास्तविक अपराधी की ओर इशारा कर सकता है।

अतिरिक्त जानकारी

मानव जीनोम परियोजना

AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphisms)

यह प्रक्रिया वैज्ञानिक ज़बॉउ और वॉस (1993) द्वारा वर्णित की गई थी। इस प्रक्रिया में DNA को प्रतिबंध एंजाइम द्वारा काटा जाता है, फिर इन प्रतिबंधित टुकड़ों को P.C.R. द्वारा बढ़ाया जाता है और इन प्रतिबंधित टुकड़ों का बैंड पैटर्न जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस के बाद दृश्यीकृत किया जाता है।

प्रक्रिया (3 चरण)

• कुल सेलुलर DNA का एक या अधिक प्रतिबंध एंजाइमों के साथ पाचन।
• इन टुकड़ों में से कुछ का चयनात्मक वृद्धि P.C.R. प्राइमर द्वारा।
• जेल मैट्रिक्स पर इलेक्ट्रोफोरेटिक अलगाव और इन प्रतिबंधित टुकड़ों के बैंड पैटर्न का दृश्यीकरण।

RAPD (Random Amplification of Polymorphic DNA)

यह P.C.R. का एक प्रकार है जिसमें यादृच्छिक (अज्ञात) DNA टुकड़ों को बढ़ाया जाता है।

बायोइन्फॉर्मेटिक्स

परिभाषा: बायोइन्फॉर्मेटिक्स जैविक जानकारी के प्रबंधन के लिए कंप्यूटर प्रौद्योगिकी का अनुप्रयोग है।

कंप्यूटर तकनीकों का उपयोग जैविक और आनुवंशिक जानकारी को एकत्र करने, संग्रहीत करने, विश्लेषण करने और एकीकृत करने के लिए किया जाता है, जिसे जीन आधारित औषधि खोज और विकास में लागू किया जा सकता है।

बायोइन्फॉर्मेटिक्स पर आधारित औषधि डिज़ाइन

बायोइन्फॉर्मेटिक्स औषधि डिज़ाइन के लिए एक नया दृष्टिकोण है। इस प्रक्रिया में बीमारी के बारे में सभी ज्ञान को एकत्र किया जाता है, विश्लेषण किया जाता है और उस 'लक्ष्य अणु' की पहचान की जाती है जो बीमारी का कारण बनता है। इन अणुओं की संरचना का विश्लेषण X-ray या N.M.R. तकनीक द्वारा किया जाता है, फिर ऐसे औषधियाँ विकसित की जाती हैं जो इन अणुओं की गतिविधि को बाधित कर सकती हैं।

जैविक डेटा बेस

जैविक डेटा बेस जीनोमिक, प्रोटियोमिक और चयापचय डेटा का संग्रह है जो कंप्यूटर सॉफ़्टवेयर के साथ संबंधित है, जिसमें जीन का न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम या प्रोटीन का अमीनो एसिड अनुक्रम, जीन और प्रोटीन के संरचना, कार्य, स्थान की जानकारी शामिल है।

महत्व

• जानकारी तक आसान पहुंच।
• केवल आवश्यक जानकारी निकालने की एक विधि।

DNA फिंगरप्रिंटिंग / DNA टाइपिंग / DNA प्रोफाइलिंग / DNA परीक्षण

यह एक तकनीक है जो किसी व्यक्ति की पहचान उसके DNA विशिष्टता के आधार पर करती है। यह तकनीक सर एलेक जेफरी (1984) द्वारा आविष्कार की गई थी। भारत में DNA फिंगरप्रिंटिंग की शुरुआत डॉ. वी.के. कश्यप और डॉ. लाल जी सिंह द्वारा की गई थी।

मनुष्यों का DNA लगभग सभी व्यक्तियों के लिए समान होता है लेकिन बहुत छोटी मात्रा में भिन्नता होती है, जिसे फोरेंसिक वैज्ञानिक पहचान के लिए विश्लेषण करते हैं। इन भिन्नताओं को पॉलीमॉर्फिज़्म (कई रूप) कहा जाता है और ये DNA टाइपिंग की कुंजी हैं।

DNA फिंगरप्रिंटिंग की प्रक्रिया

1. निकासी: DNA को कोशिका लिसिस द्वारा निकाला जाता है। यदि DNA की मात्रा सीमित है, तो DNA को पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन (PCR) द्वारा बढ़ाया जा सकता है।
2. प्रतिबंध एंजाइम पाचन: प्रतिबंध एंजाइम विशेष 4 या 6 बेस पेयर अनुक्रम पर DNA को काटता है जिसे प्रतिबंध साइट कहा जाता है। Hae III (Haemophilus aegyptius) सबसे सामान्य रूप से उपयोग किया जाने वाला एंजाइम है। यह DNA को हर जगह काटता है जहां आधार GGCC अनुक्रम में व्यवस्थित होते हैं। ये प्रतिबंधित टुकड़े Agarose Polymer जेल में स्थानांतरित किए जाते हैं।
3. जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस: यह एक विधि है जो बड़े अणुओं को आकार और विद्युत आवेश के आधार पर अलग करती है। एक जेल ठोस रूप में एक कोलॉइड है। इलेक्ट्रोफोरेसिस का अर्थ है चार्ज किए गए कणों का विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में प्रवास। ये प्रतिबंधित टुकड़े सकारात्मक इलेक्ट्रोड (एनोड) की ओर बढ़ते हैं क्योंकि DNA का विद्युत आवेश नकारात्मक होता है।
4. साउथर्न ट्रांसफर / साउथर्न ब्लॉटिंग: यह प्रक्रिया DNA को जेल से हटाने और इसे एक ठोस सहारा पर स्थायी रूप से संलग्न करने की आवश्यकता है।
5. हाइब्रिडाइजेशन: प्रतिबंधित टुकड़े पर VNTR स्थल का पता लगाने के लिए हम एकल स्ट्रैंड रेडियोधर्मी (P32) DNA प्रॉब का उपयोग करते हैं।
6. ऑटोरेडियोग्राफी: नायलॉन मेमोरी में रेडियोधर्मी प्रॉब को एक्स-रे के संपर्क में लाया जाता है।

DNA फिंगरप्रिंटिंग के अनुप्रयोग

1. पितृत्व परीक्षण: DNA फिंगरप्रिंटिंग का प्रमुख अनुप्रयोग पारिवारिक संबंधों को निर्धारित करना है।
2. अपराध पहचान: DNA फिंगरप्रिंटिंग अब फोरेंसिक विज्ञान में एक उपयोगी तकनीक बन गई है।

• यह एक तकनीक है जिससे व्यक्ति की पहचान उसके DNA विशेषता के आधार पर की जाती है। यह तकनीक सर एलेक जेफरी द्वारा 1984 में आविष्कृत की गई थी। भारत में DNA फिंगरप्रिंटिंग की शुरुआत डॉ. वी.के. कश्यप और डॉ. लाल जी सिंह ने की। मानव का DNA लगभग सभी व्यक्तियों के लिए समान होता है, लेकिन बहुत छोटी मात्रा में जो व्यक्ति से व्यक्ति में भिन्न होती है, उसे फोरेंसिक वैज्ञानिक पहचानने के लिए विश्लेषित करते हैं।

• VNTR, जिसे मिनी सैटेलाइट भी कहा जाता है, की खोज एलेक जेफरी ने की। सीमित खंड में हाइपर-वेरिएबल रिपीट क्षेत्र होता है जिसमें DNA का एक मूल रिपीट अनुक्रम 11-60 bp होता है और दोनों ओर रिस्ट्रिक्शन साइट से घिरा होता है। मिनी सैटेलाइट्स या VNTR की संख्या और स्थिति सीमित खंड में प्रत्येक DNA के लिए भिन्न होती है और सीमित खंड की लंबाई VNTR की संख्या पर निर्भर करती है। इसलिए, जब दो लोगों का जीनोम समान रिस्ट्रिक्शन एंजाइम का उपयोग करके काटा जाता है, तो प्राप्त खंडों की लंबाई दोनों व्यक्तियों के लिए भिन्न होती है। सीमित खंड की लंबाई में ये भिन्नताएँ RFLP या रिस्ट्रिक्शन फ्रैगमेंट लेंथ पॉलीमॉर्फिज्म कहलाती हैं। मानव जीनोम में वितरित रिस्ट्रिक्शन फ्रैगमेंट लेंथ पॉलीमॉर्फिज्म DNA फिंगरप्रिंटिंग के लिए उपयोगी होते हैं।

DNA फिंगरप्रिंट बहुत ही छोटी मात्रा में रक्त, वीर्य, बालों के बल्ब या शरीर की किसी अन्य कोशिका से तैयार किया जा सकता है। 1 माइक्रोग्राम का DNA सामग्री पर्याप्त होती है। DNA फिंगरप्रिंटिंग की तकनीक में निम्नलिखित प्रमुख कदम शामिल होते हैं।

• VNTR, जिसे मिनी सैटेलाइट भी कहा जाता है, की खोज एलेक जेफरी ने की। सीमित खंड में हाइपर-वेरिएबल रिपीट क्षेत्र होता है जिसमें DNA का एक मूल रिपीट अनुक्रम 11-60 bp होता है और दोनों ओर रिस्ट्रिक्शन साइट से घिरा होता है। मिनी सैटेलाइट्स या VNTR की संख्या और स्थिति सीमित खंड में प्रत्येक DNA के लिए भिन्न होती है और सीमित खंड की लंबाई VNTR की संख्या पर निर्भर करती है।

1. निकासी – DNA को कोशिका के लिसिस द्वारा निकाला जाता है। यदि DNA की सामग्री सीमित है, तो DNA को पॉलीमराइज चेन रिएक्शन (PCR) द्वारा बढ़ाया जा सकता है। यह प्रक्रिया वृद्धि कहलाती है।

2. प्रतिबंधित एंजाइम पाचन: प्रतिबंधित एंजाइम DNA को विशिष्ट 4 या 6 बेस पेयर अनुक्रमों पर काटता है, जिन्हें प्रतिबंध साइट कहा जाता है। Hae III (Haemophilus aegyptius) सबसे सामान्यतः उपयोग होने वाला एंजाइम है। यह DNA को हर जगह काटता है जहाँ बेस GGCC अनुक्रम में व्यवस्थित होते हैं। इन प्रतिबंधित टुकड़ों को Agarose Polymer जेल में स्थानांतरित किया जाता है।

3. जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस: – जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस एक विधि है जो मैक्रोमोलेक्यूल्स - चाहे वो न्यूक्लिक एसिड हों या प्रोटीन - को आकार और इलेक्ट्रिक चार्ज के आधार पर अलग करती है।

5. हाइब्रिडाइजेशन: प्रतिबंधित टुकड़े पर VNTR लोकेस का पता लगाने के लिए, हम एकल स्ट्रैंडेड रेडियोधर्मी (P32) DNA प्रोब का उपयोग करते हैं, जिसमें VNTR लोकेस पर DNA अनुक्रमों के साथ पूरक बेस पेयर अनुक्रम होते हैं। आमतौर पर हम कम से कम 4 से 6 अलग-अलग DNA प्रोब्स का संयोजन उपयोग करते हैं। लेबल किए गए प्रोब्स प्रतिबंधित DNA टुकड़ों के VNTR लोकेस के साथ जुड़े होते हैं, इस प्रक्रिया को हाइब्रिडाइजेशन कहा जाता है।

6. ऑटोरैडियोग्राफी: नायलॉन मेम्ब्रेन जिसमें रेडियोधर्मी प्रोब होती है, उसे X-रे के संपर्क में लाया जाता है। विशिष्ट बैंड X-रे फिल्म पर दिखाई देते हैं। ये बैंड वे क्षेत्र हैं जहाँ रेडियोधर्मी प्रोब VNTR के साथ बंधती है।

DNA फिंगरप्रिंटिंग का अनुप्रयोग

डीएनए फिंगरप्रिंटिंग का उपयोग

मानव जीनोम परियोजना

• एकल-कोशिका एंटीबॉडी (MAB) – एकल-कोशिका एंटीबॉडी केवल एक एंटीजन के लिए विशिष्ट होती हैं और ये जानवर के शरीर के बाहर संश्लेषित होती हैं।
• एकल-कोशिका एंटीबॉडी एक विशेषीकृत कोशिकाओं द्वारा उत्पन्न होती है, जिसे हाइब्रिडोमा तकनीक कहा जाता है।
• यह तकनीक जॉर्ज कोहलर और मिलस्टीन द्वारा खोजी गई थी, जिन्हें 1984 में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया।
• प्रत्येक हाइब्रिड क्लोन को संस्कृति माध्यम में विकसित किया जाता है ताकि एकल-कोशिका एंटीबॉडी का उत्पादन किया जा सके।
• एकल-कोशिका एंटीबॉडी जो एक एंजाइम के रूप में कार्य करती है, उसे अब्जाइम कहा जाता है।