जेनेटिक इंजीनियरिंग को जेनेटिक संशोधन के रूप में भी जाना जाता है। यह एक वैज्ञानिक प्रक्रिया है जिसे प्रयोगशालाओं में किसी जीव की डीएनए संरचना को संशोधित करने के लिए किया जाता है। इस हेरफेर में एकल बेस पेयर (जैसे एटी या सीजी) में परिवर्तन, एक विशिष्ट डीएनए क्षेत्र का विलोपन या डीएनए के एक नए खंड का परिचय शामिल हो सकता है।

इस लेख में, हम जेनेटिक इंजीनियरिंग, इसकी प्रक्रिया, प्रकार, उपयोग, पक्ष और विपक्ष तथा कार्यक्षेत्र के बारे में जानेंगे। जेनेटिक इंजीनियरिंग का विषय UPSC IAS परीक्षा के लिए GS पेपर-3 (विज्ञान और प्रौद्योगिकी) के लिए महत्वपूर्ण है।

जेनेटिक इंजीनियरिंग क्या है?

जेनेटिक इंजीनियरिंग में, किसी जीव में वांछित विशेषताओं को प्राप्त करने के लिए डीएनए को संशोधित, हेरफेर और पुनर्संयोजित किया जाता है। इसके लिए शोध 1972 में एक अमेरिकी जैव रसायनज्ञ पॉल बर्ग द्वारा शुरू किया गया था, जिन्हें जेनेटिक इंजीनियरिंग के जनक के रूप में जाना जाता है। जेनेटिक इंजीनियरिंग के उदाहरणों में मानव क्लोनिंग, आनुवंशिक रूप से संशोधित फसलें, मानव विकास हार्मोन, वैक्सीन (मलेरिया, हेपेटाइटिस बी, आदि) शामिल हैं। इसमें जीन एडिटिंग नामक एक तकनीक भी शामिल है जो CRISPR Cas 9 द्वारा की जाती है।

जेनेटिक इंजीनियरिंग की प्रक्रिया

जेनेटिक इंजीनियरिंग विधियों में पुनः संयोजक डीएनए का निर्माण, जीन स्थानांतरण और जीन क्लोनिंग शामिल हैं। मूल रूप से, आनुवंशिक संशोधन में निम्नलिखित चरण शामिल हैं।

• आवश्यक/वांछित विशेषताओं वाले डीएनए की पहचान की जाती है।
• फिर प्लाज्मिड (डीएनए का एक छोटा टुकड़ा) जो कि रुचि का जीन है, कोशिका से निकाला जाता है। इस चरण को जीन क्लोनिंग के रूप में जाना जाता है।
• फिर, प्रतिबंध एंजाइमों का उपयोग करके डीएनए (आनुवांशिक सामग्री) का एक छोटा टुकड़ा काटा जाता है। इन एंजाइमों को आणविक कैंची कहा जाता है। क्लोन किए गए जीन को एक निश्चित तरीके से डिज़ाइन किया गया है ताकि यह अन्य जीवों के अंदर काम कर सके।
• उस डीएनए को किसी जीव (जिसे मेज़बान कहा जाता है) में प्रविष्ट कराना।
• उस डीएनए को बनाए रखना और उसे अपनी संतानों (बच्चों/संतानों) में स्थानांतरित करना।

जेनेटिक इंजीनियरिंग के प्रकार

आनुवंशिक इंजीनियरिंग को मुख्यतः निम्नलिखित तीन प्रकारों में वर्गीकृत किया गया है।

• विश्लेषणात्मक आनुवंशिक इंजीनियरिंग- जैसा कि नाम से पता चलता है, यह कंप्यूटर प्रोग्राम का उपयोग करके आनुवंशिक इंजीनियरिंग के निहितार्थों के अनुसंधान और अध्ययन से संबंधित है। इसमें, आनुवंशिक मॉडल आभासी रूप से बनाए जाते हैं और फिर विधियों को वास्तव में लागू करने से पहले उनका अध्ययन किया जाता है।
• अनुप्रयुक्त आनुवंशिक इंजीनियरिंग- आनुवंशिक इंजीनियरिंग के तरीकों को उपकरणों का उपयोग करके व्यावहारिक रूप से लागू किया जाता है और वांछित विशेषताओं को सम्मिलित करने के लिए डीएनए को संशोधित किया जाता है।
• रासायनिक आनुवंशिक इंजीनियरिंग- रासायनिक आनुवंशिक इंजीनियरिंग, आनुवंशिक मानचित्रण, आनुवंशिक कोडिंग और जीन इंटरैक्शन द्वारा जीन को वर्गीकृत और अलग करके अनुप्रयुक्त आनुवंशिक इंजीनियरिंग गतिविधियों के लिए जीन तैयार करती है।

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जेनेटिक इंजीनियरिंग की तकनीकें

आनुवंशिक इंजीनियरिंग की सात तकनीकें हैं।

• वैद्युतकणसंचालन (विद्युत के प्रभाव में अणुओं का विपरीत आवेशित इलेक्ट्रोड की ओर गति)
• न्यूक्लिक अम्लों का पृथक्करण और फिर शुद्धिकरण। (प्रयोगों के लिए शुद्ध रूप में आरएनए या डीएनए की आवश्यकता होती है; इसलिए, इस तकनीक का उपयोग किया जाता है)
• गुणसूत्रों का पृथक्करण वैद्युतकणसंचलन द्वारा गुणसूत्रों को अलग नहीं किया जाता है, इसलिए इस तकनीक का उपयोग प्रतिदीप्ति-सक्रिय कोशिकाओं के साथ किया जाता है)
• ब्लॉटिंग तकनीक (इसमें डीएनए के लिए साउथर्न ब्लॉटिंग, आरएनए के लिए नॉर्दर्न ब्लॉटिंग, डीएनए/आरएनए के लिए डॉट ब्लॉटिंग और प्रोटीन की पहचान के लिए वेस्टर्न ब्लॉटिंग शामिल है)
• डीएनए अनुक्रमण (जीन के कार्यों और विरासत में मिलने वाले विकारों को समझने में मदद करता है)
• डीएनए अनुक्रमण के वैकल्पिक तरीके (पाइरो अनुक्रमण और डीएनए चिप्स शामिल हैं)
• डीएनए का रासायनिक संश्लेषण (डीएनए को प्रयोगशाला तकनीकों का उपयोग करके रासायनिक रूप से संश्लेषित किया जाता है)
• पुनः संयोजक डीएनए प्रौद्योगिकी एक महत्वपूर्ण तकनीक है, जो विभिन्न स्रोतों से डीएनए को संयोजित करती है।
• प्रतिबंधक एंजाइम विशिष्ट बिंदुओं पर डीएनए को काटते हैं, जिससे विदेशी जीन का प्रवेश संभव हो जाता है।
• डीएनए लाइगेज डीएनए टुकड़ों को सील कर देता है, जिससे पुनः संयोजक डीएनए अणु का निर्माण होता है।
• पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन (पीसीआर) विश्लेषण के लिए विशिष्ट डीएनए खंडों को प्रवर्धित करता है।
• जीन क्लोनिंग में जीन की प्रतिलिपि बनाई जाती है, तथा अध्ययन या उपयोग के लिए कई समान प्रतिलिपियां बनाई जाती हैं।
• CRISPR-Cas9 विशिष्ट डीएनए अनुक्रमों को काटकर और संशोधित करके सटीक जीन संपादन को सक्षम बनाता है।
• जीनोमिक अनुक्रमण किसी जीव के संपूर्ण डीएनए अनुक्रम का विश्लेषण करने में मदद करता है, जिससे आनुवंशिक संशोधन में सहायता मिलती है।

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आनुवंशिक इंजीनियरिंग के उपयोग

आनुवंशिक इंजीनियरिंग का उपयोग चिकित्सा, कृषि आदि जैसे अनेक क्षेत्रों में होता है। इन तकनीकों का उपयोग करके महत्वपूर्ण चिकित्सा दवाएँ बनाई जाती हैं जो सकारात्मक उपचार दिखाती हैं, कृषि में अधिक लाभकारी फसल किस्में पैदा की जाती हैं जो उपज बढ़ाती हैं। आनुवंशिक इंजीनियरिंग के कई अनुप्रयोग हैं।

चिकित्सा में जेनेटिक इंजीनियरिंग का अनुप्रयोग

• आनुवंशिक इंजीनियरिंग ने पुनः संयोजक चिकित्सीय दवाओं का उत्पादन करके स्वास्थ्य सेवा के क्षेत्र को उन्नत किया है, जो अधिक प्रभावी हैं, जैसे इंसुलिन, वृद्धि हार्मोन और हेपेटाइटिस बी का टीका।
• मधुमेह के उपचार में इंसुलिन की खुराक नियमित अंतराल पर ली जाती है, जो कि आनुवंशिक इंजीनियरिंग के कारण संभव हो पाया है।
• जीन थेरेपी का उपयोग तब किया जाता है जब किसी बच्चे/भ्रूण में जीन दोष पाया जाता है और वह वंशानुगत बीमारी के साथ पैदा होता है।

कृषि में आनुवंशिक इंजीनियरिंग का अनुप्रयोग

• बढ़ती आबादी की ज़रूरतों और खाद्यान्न की मांग को पूरा करने तथा खाद्यान्न उत्पादन बढ़ाने के लिए पौधों में जेनेटिक इंजीनियरिंग के कारण जेनेटिकली इंजीनियर्ड फ़सलों या जेनेटिकली मॉडिफ़ाइड फ़सलों का उत्पादन शुरू हुआ। उदाहरण: बीटी कॉटन (पहली बार 2002 में इस्तेमाल किया गया), बीटी बैंगन (उत्पादन से रोक दिया गया), जीएम मस्टर्ड।
• ये संशोधित फसलें पर्यावरणीय तनाव जैसे ठंड, सूखा, गर्मी आदि के प्रति अधिक सहनशील हैं।
• ये कीट प्रतिरोधी फसलें हैं, जिनमें कीटनाशकों और उर्वरकों पर निर्भरता कम होती है। साथ ही, इनमें पोषण मूल्य भी अधिक होता है।

क्लोनिंग में जेनेटिक इंजीनियरिंग का अनुप्रयोग

• क्लोनिंग में भी जेनेटिक इंजीनियरिंग लाभदायक है। क्लोनिंग में भी उसी डीएनए की नकल की जाती है और जीन, कोशिकाओं या ऊतकों को क्लोन करके समान जैविक प्रतियाँ बनाई जाती हैं।
• जेनेटिक इंजीनियरिंग में क्लोनिंग वेक्टर (प्लास्मिड) का उपयोग किया जाता है और डीएनए को बेहतर संस्करण के लिए हेरफेर और संशोधित किया जाता है। इसलिए यह जैविक प्रतियों में विशिष्ट संशोधित लक्षण जोड़कर क्लोनिंग में मदद करता है।

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जेनेटिक इंजीनियरिंग के फायदे और नुकसान

आनुवंशिक इंजीनियरिंग के लाभ और हानियाँ नीचे सारणीबद्ध हैं

भारत में जेनेटिक इंजीनियरिंग के लिए विनियम

पर्यावरण एवं वन मंत्रालय की जेनेटिक इंजीनियरिंग मूल्यांकन समिति भारत में जैव प्रौद्योगिकी नियामक है। इसकी स्थापना पर्यावरण संरक्षण अधिनियम 1986 के तहत की गई थी और इसलिए यह एक वैधानिक निकाय है।

• आनुवंशिक इंजीनियरिंग मूल्यांकन समिति "खतरनाक सूक्ष्मजीवों या कोशिकाओं के निर्माण, उपयोग, निर्यात, आयात, भंडारण" के नियमों के तहत आम तौर पर इंजीनियर उत्पादों के प्रयोगों और परीक्षणों और व्यावसायिक रिलीज की अनुमति देती है।
• समिति तीन वर्षों तक कार्य करती है तथा आवश्यकतानुसार आगे भी उपसमूह गठित कर सकती है।

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भारत में जेनेटिक इंजीनियरिंग का दायरा

आनुवंशिक इंजीनियरिंग पहले से ही मानव विकास हार्मोन, हेपेटाइटिस बी, मानव इंसुलिन आदि जैसी कई महत्वपूर्ण चिकित्सा दवाओं के माध्यम से लोगों और समाज की मदद कर रही है। जेनेटिक इंजीनियरिंग से ऐसी फसलों के उत्पादन में मदद मिलेगी जिनमें कम पानी और उर्वरक की आवश्यकता होगी (जिससे कृषि की लागत कम होगी और किसानों को मदद मिलेगी) तथा अधिक पोषण लाभ के साथ बेहतर उपज मिलेगी।

• आनुवंशिक इंजीनियरिंग अनुसंधान से जुड़ी हुई है क्योंकि यह किसी व्यक्ति की बीमारियों और जीन के बीच अंतर्संबंध को दर्शाती है।
• आनुवंशिक इंजीनियरिंग, इसकी प्रौद्योगिकियों और उपकरणों के आगे अनुसंधान और विकास के द्वारा, चिकित्सा क्षेत्र में अनेक अनुपचारित कारणों और समस्याओं, रोगों और वंशानुगत विकारों का उपचार किया जा सकता है।
• भविष्य में यदि किसी भी प्रकार की नई बीमारी या प्रकोप फैलता है तो जेनेटिक इंजीनियरिंग से जीवन रक्षक दवाएं और टीके बनाने में मदद मिलेगी।

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निष्कर्ष

उचित विनियमन के साथ-साथ वैश्विक मंचों पर जेनेटिक इंजीनियरिंग के कुछ अनुप्रयोगों के बढ़ते खतरों को उठाकर जेनेटिक इंजीनियरिंग के अच्छे पक्ष को बढ़ाया जाना चाहिए, जिससे वैश्विक सम्मेलनों और प्रोटोकॉल का मार्ग प्रशस्त होगा। सरकार को जीनोमिक डेटा को विनियमित और निगरानी करना चाहिए तथा इस क्षेत्र में तेजी से बढ़ते व्यवसायों की आवश्यकताओं को पूरा करने और टीकों, दवाओं और चिकित्सा उपचारों के उत्पादन में आत्मनिर्भर होने के लिए जेनेटिक इंजीनियरिंग की बुनियादी ढांचा क्षमताओं, प्रौद्योगिकियों और उपकरणों को बढ़ाना चाहिए। यह धरती सभी की है, और पर्यावरण और अन्य प्रजातियों की सुरक्षा भी प्राथमिकता होनी चाहिए।

भारत को जेनेटिक इंजीनियरिंग के नुकसानों के खिलाफ़ अपनी रक्षा करने पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए। इसे बेहतर तकनीकों (जैसे आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस ) का उपयोग करना चाहिए, जो कुत्तों के लिए इलाज और उपचार खोजने में मदद करने के लिए जैविक प्रक्रियाओं को गहराई से समझने में मदद कर सकती हैं।

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