GSEB Class 12 Biology Important Questions Chapter 12 બાયૉટેક્નોલૉજ અને તેનાં પ્રયોજનો

Gujarat Board GSEB Class 12 Biology Important Questions Chapter 12 બાયૉટેક્નોલૉજ અને તેનાં પ્રયોજનો Important Questions and Answers.

GSEB Class 12 Biology Important Questions Chapter 12 બાયૉટેક્નોલૉજ અને તેનાં પ્રયોજનો

પ્રશ્ન 1.
બાયોટેકનોલોજીનો ઉપયોગ વિવિધ ક્ષેત્રોમાં સમજાવો.
ઉત્તર:

• બાયોટેક્નોલૉજી એ સદીઓથી જિજ્ઞાસાપ્રેરક અને ક્રાંતિકારી વિજ્ઞાન છે.
• જેમાં મુખ્યત્વે જનીનિક રૂપાંતરિત સૂક્ષ્મજીવો, ફૂગ, વનસ્પતિઓ અને પ્રાણીઓનો ઉપયોગ કરીને બાયૉફાર્માસ્યુટિકલ અને જૈવિક પદાર્થોનું ઔદ્યોગિક સ્તરે ઉત્પાદન કરવામાં આવે છે.
• બાયોટેક્નોલૉજીનો ઉપયોગ ચિકિત્સાશાસ્ત્ર, નિદાન, ખેતીમાં જનીનિક રૂપાંતરિત પાકો, પોષણમૂલ્ય ધરાવતા ખાદ્યો, બાયૉરેમિડિએશન, અપશિષ્ટ સુધારણા (waste treatment) તથા ઊર્જા ઉત્પાદનમાં થાય છે.
• બાયોટેકનોલૉજીના ત્રણ જટિલ સંશોધન ક્ષેત્રો નીચે મુજબ છેઃ
  1. સુધારેલ સજીવ, સામાન્યતઃ સૂક્ષ્મજીવ અથવા શુદ્ધ ઉત્સચકનાસ્વરૂપમાં શ્રેષ્ઠ ઉત્રેરક પૂરા પાડવા.
  2. ઉત્મરકના કાર્ય માટે ઇજનેરીવિદ્યાની મદદથી ઈષ્ટતમ પરિસ્થિતિનું નિર્માણ કરવું.
  3. અનુપ્રવાહ સંસાધન ટેક્નોલોજી દ્વારા પ્રોટીન / કાર્બનિક સંયોજનનું શુદ્ધીકરણ

પ્રશ્ન 2.
ખેતીવાડીમાં અન્ન-ઉત્પાદનના વધારા માટે બાયોટેકનોલોજી કઈ રીતે ઉપયોગી છે?
ઉત્તર:

• અન્ન-ઉત્પાદનના વધારા માટે નીચેના ત્રણ વિકલ્પો છેઃ
  1. ઍગ્રોકેમિકલ આધારિત ખેતી
  2. કાર્બનિક ખેતી
  3. જનીનિક ઇજનેરી પાકો આધારિત ખેતી
• હરિયાળી ક્રાંતિથી ત્રણ ગણો અન્ન પુરવઠો પૂરો પાડી શકાયો છે. પરંતુ વધતી જતી માનવવસતિ માટે અપૂરતો છે.
• વધારાનું ઉત્પાદન માત્ર સુધારેલી પાકની જાતિઓના ઉપયોગ વડે જ નહિ પરંતુ કુશળ વ્યવસ્થાપન મહાવરા અને ઍટ્રોકેમિકલ (ખાતર અને જંતુનાશકો)ને લીધે છે.
• આમ છતાં, વિકસતા દેશોમાં ઍગ્રોકેમિકલનો ઉપયોગ ખેડૂતો માટે ખૂબ જ ખર્ચાળ છે. આથી ઓછા પ્રમાણમાં એગ્રોકેમિકૅલ્સનો ઉપયોગ કરી વધુ પ્રમાણમાં ઉત્પાદન મેળવવા જનીનિક પરિવર્તિત પાકો ઉપયોગી છે.
• એવી વનસ્પતિઓ, બૅક્ટરિયા, ફૂગ તેમજ પ્રાણીઓ કે જેના જનીન કૃત્રિમ રીતે પરિવર્તિત કરવામાં આવ્યા છે. તેને જમીન પરિવર્તિત સજીવો (Genetically Modified Organisms-GMO) કહે છે.
• GMવનસ્પતિઓનો ઉપયોગ ઘણા બધા પ્રકારે લાભદાયી છે. જનીનિક રૂપાંતરણ દ્વારા:
  1. અજૈવિક પ્રતિબળો (શીત, અછત, ક્ષાર, ગરમી) સામે પાકોને વધારે સહિષ્ણુતા બનાવવા.
  2. જીવાતનાશક રસાયણો પરની નિર્ભરતા ઘટાડવી (જંતુ પ્રતિરોધક પાકો).
  3. લણણી પછી થતા નુકસાનને ઘટાડવામાં સહાય કરવી.
  4. વનસ્પતિઓ દ્વારા ખનીજોના ઉપયોગની કાર્યક્ષમતા વધારવી. (તે ઝડપથી નષ્ટ પામતી ભૂમિની ફળદ્રુપતાને અટકાવે છે.)
  5. ખોરાકનું પોષણકીય મૂલ્ય વધારે છે. ઉદાહરણ: વિટામિન Aનું વધુ પ્રમાણ ધરાવતા સોનેરી ચોખા (goldenrice).
• આ ઉપયોગો ઉપરાંત GMનો ઉપયોગ કોઈ વિશિષ્ટ ઉદ્દેશ આધારિત વનસ્પતિઓના નિર્માણમાં પણ થાય છે. જેનાથી સ્ટાર્ચ, બળતણ અને ફાર્માસ્યુટિકલ સંયોજનોના સ્વરૂપમાં ઉદ્યોગોને વૈકલ્પિકસ્રોતો પૂરાં પાડે છે.
• તેમજ અમુક જીવાત પ્રતિકારક વનસ્પતિઓ જે જંતુનાશકોના ઉપયોગના પ્રમાણને ઘટાડે છે.
• Bt વિષબેસિલસ થુરિન્જિએન્સિસ (Bacillus thuringiensis – Bt) બેક્ટરિયા દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.
• Bt વિષકારક જનીનની બૅક્ટરિયામાં પ્રતિકૃતિઓ તૈયાર કરીને તેને વનસ્પતિઓમાં પ્રદર્શિત કરવામાં આવે છે. જેથી આવી વનસ્પતિઓમાં પ્રતિકાર માટે જંતુનાશકોની જરૂરિયાત રહેતી નથી. આવી રીતે બાયૉપેસ્ટિસાઇટ્સનું નિર્માણ થાય છે. દા.ત., Bt-કપાસ, Bt-મકાઈ, ચોખા, ટામેટા, બટાટા અને સોયાબીન વગેરે.

પ્રશ્ન 3.
Bકપાસ (Bt cotton) વિશે માહિતી આપો.
ઉત્તર:

• બેસિલસ કુરિન્જિએન્સિસની કેટલીક જાતો એવા પ્રોટીનનું નિર્માણ કરે છે જે ચોક્કસ કીટકો જેવા કે લેપિડોપ્ટેરા (તમાકુની કલિકાકીટકો, સૈનિક કીટકો), કોલિઓપ્ટેરા (ભંગ) અને ડિપ્ટરન (માખીઓ, મચ્છર)ને મારી નાંખે છે.
• બી. થુરિન્જિએન્સિસ પોતાની વૃદ્ધિની એક ચોક્કસ અવસ્થા દરમિયાન કેટલાક પ્રોટીન ક્રિસ્ટલનું નિર્માણ કરે છે. આ સ્ફટિકોમાં વિષકારી કીટનાશક પ્રોટીન હોય છે.
• Bt વિષકારી પ્રોટીન પ્રાકૃતિક રીતે નિષ્ક્રિય પ્રોટોક્સિનસ્વરૂપે હોય છે. જે પણ કીટકઆ નિષ્ક્રિય વિષને ખાય છે ત્યારે તેના ક્રિસ્ટલ આંતરડામાં આલ્કલાઇન pHના કારણે આ નિષ્ક્રિય સ્ફટિકમય પ્રોટીન દ્રાવ્ય થતાં સક્રિય સ્વરૂપમાં ફેરવાય છે. આ સક્રિય વિષ મધ્યાંત્રની સપાટી પરના અધિચ્છદીય કોષો સાથે જોડાઈને તેમાં છિદ્રો ઉત્પન્ન કરે છે. જેના કારણે કોષો ફૂલીને ફાટી જાય છે અને આખરે કીટકોનું મૃત્યુ થાય છે.
• વિશિષ્ટ Bt વિષકારક જનીન એ બેસિલસ થુરિન્જિએન્સિસમાંથી અલગીકૃત કરીને કપાસ જેવા ઘણી પાક વનસ્પતિઓમાં દાખલ કરાઈ ચૂક્યું છે.
• જનીનની પસંદગી પાક તથા નિર્ધારિત કીટકો પર આધાર રાખે છે, જયારે મોટાભાગના Bવિષચોક્કસ કીટકજૂથ પર નિર્ભર કરે છે.
• વિષ જે CryIAc જનીન દ્વારા સાંકેતન પામે છે તેને ક્રાય કહે છે જે ઘણા બધા પ્રકારના હોય છે.
• ઉદાહરણ તરીકે જે પ્રોટીન એ જનીન CryIAc અને CryIIAb દ્વારા સાંકેતન પામેલ હોય છે તે કપાસના બૉલૉગ્સને નિયંત્રિત કરે છે.
• જ્યારે CryIAb કૉર્નબોરર (મકાઈમાં છિદ્રો પાડતી ઉપદ્રવી જીવાત)ને નિયંત્રિત કરે છે.

પ્રશ્ન 4.
પેસ્ટપ્રતિકારક વનસ્પતિઓ વિશે માહિતી આપો.
અથવા
RNA અંતઃક્ષેપ પ્રક્રિયા સમજાવો.
ઉત્તર:

• કેટલાક સૂત્રકૃમિઓ માનવ સહિત ઘણાં પ્રાણીઓ અને કેટલાક પ્રકારની વનસ્પતિઓ પર પરોપજીવી તરીકે હોય છે.
• સૂત્રકૃમિ મિલાડેગાઇન ઇન્ફોગનીશિયા તમાકુના છોડના મૂળ પર ચેપ લગાડીને તેના ઉત્પાદનને ખૂબ જ ઘટાડી દે છે. ઉપર્યુક્ત સંક્રમણને અટકાવવા માટે એક નવીન યોજનાનો સ્વીકાર કરવામાં આવેલ હતો. જે RNA અંતઃક્ષેપ (RNA interference (RNAi)) પ્રક્રિયા પર આધારિત હતી.
• RNA અંત:ક્ષેપ બધા સુકોષકેન્દ્રી સજીવોની કોષીય સુરક્ષા માટેની એક પદ્ધતિ છે.
• આ પદ્ધતિમાં વિશિષ્ટ m-RNA પૂરક ds-RNA સાથે જોડાયા બાદ નિષ્ક્રિય થઈ જાય છે. જેના ફળ સ્વરૂપે m-RNAના ભાષાંતરણને અટકાવે છે.
• આ પૂરક ds-RNAનો સ્રોત RNA જનીનસંકુલ (genome) અથવા ચલાયમાન જનીનિક તત્ત્વો પરિવર્તકો (મોબાઇલ જીનેટિક એલિમેન્ટ્સ-ટ્રાન્સપોરોન્સ) ધરાવતા વાઇરસ દ્વારા લાગેલ ચેપમાં હોઈ શકે છે. જે એક RNA મધ્યસ્થી દ્વારા સ્વયંજનન પામે છે.
• એગ્રોબેક્ટરિયમ વાહકોનો ઉપયોગ કરીને સૂત્રકૃમિ વિશિષ્ટજનીનોને યજમાન વનસ્પતિમાં પ્રવેશ કરાવી શકાય છે.
• DNAનો પ્રવેશ એવી રીતે કરાવવામાં આવે છે જેથી તે યજમાન કોષોમાં અર્થપૂર્ણ (sense) અને પ્રતિઅર્થપૂર્ણ (antisense) RNAનું નિર્માણ કરે છે.
• આ બંને RNA એકબીજાના પૂરક હોય છે. જે બેવડા કુંતલમય ds-RNAનું નિર્માણ કરે છે, જેનાથી RNA અંતઃક્ષેપ શરૂ થાય છે અને આ કારણે સૂત્રકૃમિના વિશિષ્ટ m-RNA નિષ્ક્રિય થઈ જાય છે.
• જેના ફળસ્વરૂપે પારજનીનિક (ટ્રાન્સજેનિક) યજમાનમાં પરોપજીવી જીવંત રહી શકતા નથી. આ પ્રકારે ટ્રાન્સજેનિક વનસ્પતિ પોતાની રક્ષા પરોપજીવીઓથી કરે છે.

પ્રશ્ન 5.
જનીનિક ઇજનેરી ઇસ્યુલિનના ઉત્પાદન વિશે માહિતી આપો.
અથવા
મધુપ્રમેહ રોગીઓ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા દ્રવ્યનું કૃત્રિમ રીતે થતું ઉત્પાદન સમજાવો.
ઉત્તર:

• પુખ્ત વ્યક્તિઓમાં થતા મધુપ્રમેહ(diabetes)નું નિયંત્રણ નિશ્ચિત સમય અંતરાલ પર ઇસ્યુલિન લેવાથી જ સંભવ છે.
• પહેલાના સમયમાં મધુપ્રમેહ રોગીઓ માટે ઉપયોગમાં લેવાતું ઇસ્યુલિન પ્રાણીઓ અને ભૂંડને મારીને તેના સ્વાદુપિંડમાંથી બહાર કાઢવામાં આવતું હતું.
• પ્રાણીઓમાંથી પ્રાપ્ત થતા ઇસ્યુલિન દ્વારા કેટલાક દર્દીઓને ઍલર્જી અથવા પરજાત પ્રોટીન પ્રત્યે બીજી પ્રતિક્રિયાઓ થવા લાગી હતી.
• ઇસ્યુલિન ઇસ્યુલિન બે નાની પોલિપેપ્ટાઇડ શૃંખલાઓનું બનેલ હોયછે.
• શૃંખલા Aઅને શૃંખલા Bજે એકબીજા સાથે ડાયસલ્ફાઇડ બંધો દ્વારા જોડાયેલ હોય છે.
• મનુષ્ય સહિત સ્તનધારીઓમાં ઇસ્યુલિન પ્રો-અંતઃસ્ત્રાવ (પ્રો. ઉસેચકની જેમ પ્રો.અંતઃસ્ત્રાવને પૂર્ણ પરિપક્વ અને ક્રિયાશીલ અંતઃસ્રાવ બનતા પહેલા તેને પ્રક્રિયાકૃત થવાની આવશ્યકતા હોય છે.) તરીકે સંશ્લેષિત કરવામાં આવે છે કે જે વધારે ખેંચાયેલ હોયછેજેને C-પેપ્ટાઇડ કહે છે.
• આ C-પેપ્ટાઇડ પરિપક્વ ઇસ્યુલિનમાં હોતો નથી. C-પેપ્ટાઇડ ઇસ્યુલિનની પરિપક્વતા દરમિયાન દૂર થઈ જાય છે.
• r-DNA ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને ઇસ્યુલિન ઉત્પાદનનો મુખ્ય પડકાર એ છે કે ઇન્સુલિનને એકત્રિત કરી પરિપક્વ સ્વરૂપમાં તૈયાર કરવું.
• 1983માં ઇલિ-લિલ્લી (Eli-Lilly) નામની એક અમેરિકન કંપનીએ બે DNA શૃંખલાઓને તૈયાર કરી જે માનવ ઇસ્યુલિનની શૃંખલાઓને અનુરૂપ હોય.
• તેમને ઈ-કોલાઈના પ્લાસ્મિડમાં પ્રવેશ કરાવીને ઇસ્યુલિન શૃંખલાઓનું ઉત્પાદન કર્યું.
• આ અલગ-અલગ ઉત્પાદન કરાવેલ શૃંખલા A અને શૃંખલા Bને બહાર કાઢીને ડાયસલ્ફાઇડ બંધ બનાવીને એકબીજા સાથે જોડીને : માનવ ઇસ્યુલિનનું ઉત્પાદન કર્યું.

વિશેષ જાણકારી (More Information):

• ઈસ્યુલિન એ અંતઃસ્રાવ છે, જે મનુષ્યમાં શર્કરાના ચયાપચયનું નિયંત્રણ કરે છે.
• સ્વાદુપિંડની અંત:સ્થ રચનાજોઈએતો તેમાં લેંગહાન્સના કોષપુંજો આવેલા છે. જેમાં ત્રણ પ્રકારના કોષો જોવા મળે છેઃ α, β, δ.
• α-કોષો એ ગ્લકેગોન અંતઃસ્ત્રાવનો સ્ત્રાવ કરે છે.
• β-કોષો એ ઇસ્યુલિનનો સ્ત્રાવ કરે છે.
• જ્યારે δ-કોષો સોમેટોસ્ટેરોન અંતઃસ્રાવનો સ્રાવ કરે છે.
• આમ ઇન્સુલિન એ સ્વાદુપિંડનાઉ-કોષોના સમૂહમાંથી ઉત્પન્ન થાય છે.
• માનવ ઇસ્યુલિન 51 એમિનો ઍસિડ ધરાવે છે. જે બે પોલીપેપ્ટાઇડની શૃંખલામાં ગોઠવાયેલા હોય છે.
• શૃંખલા Aમાં 21 અમિનો ઍસિડ અને શૃંખલા Bમાં 30 એમિનો ઍસિડ હોય છે. બંને શૃંખલાઓ ડાયસલ્ફાઇડ બંધ વડે એકબીજા સાથે જોડાયેલી હોય છે.

પ્રશ્ન 6.
વિવિધ રોગોના નિદાન માટે જનીન થેરાપી કઈ રીતે ઉપયોગી છે?
ઉત્તર:

• જનીન થેરાપી એ આનુવંશિક રોગની સારવાર માટે ઉપયોગી છે. જેમાં કોઈ બાળક કે ભૂણમાં નિદાન કરવામાં આવેલ જનીનક્ષતિઓનો સુધારો કરવામાં આવે છે.
• રોગની સારવાર માટેજનીનોને વ્યક્તિના કોષોમાં અથવા પેશીઓમાં પ્રવેશ કરાવવામાં આવે છે.
• જનીન થેરાપીનો સૌપ્રથમ ઉપયોગ 1990માં એક ચાર વર્ષની છોકરીમાં એડિનોસાઇન ડિએમિનેઝ (ADA)ની ઊણપ (ક્ષતિ)ને દૂર કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો.
• આ ઉભેચક રોગપ્રતિકારકતામાં અતિઆવશ્યક હોય છે. આ સમસ્યા એડિનોસાઇન ડિએમિનેઝ માટે જવાબદાર જનીનના લોપ (Deletion) થવાથી થાય છે.
• કેટલાક બાળકોમાં ADAનો ઉપચાર અસ્થિમજ્જા પ્રત્યારોપણ દ્વારા થાય છે, જ્યારે કેટલાકમાં ઉત્સુચક રિપ્લેસમેન્ટ થેરાપી દ્વારા કરવામાં આવે છે. જેમાં સીરિંજ દ્વારા રોગીને સક્રિયADAઆપવામાં આવે છે.
• ઉપર્યુક્ત બંને ક્રિયાઓની મર્યાદા એ છે કે તે બંને સંપૂર્ણપણે રોગનાશક નથી.
• જનીન થેરાપીમાં સર્વપ્રથમ રોગીના રુધિરમાંથી લસિકા કોષોને બહાર કાઢીને સંવર્ધન કરાવવામાં આવે છે.
• સક્રિય ADA – c DNA (રિટ્રોવાઇરસ વાહક વાપરીને) નો લસિકાકોષોમાં પ્રવેશ કરાવવામાં આવે છે કે જેને અંતમાં દર્દીના શરીરમાં પુનઃ દાખલ કરવામાં આવે છે. આમ છતાં આ કોષો અમર હોતા નથી.
• માટે જિનેટિકલી એન્જિનિયર્ડલસિકાકોષોને સમયાંતરે દર્દીના શરીરમાં દાખલ કરવાની જરૂર પડે છે.
• આમ છતાં મજાકીય કોષોમાંથી અલગ કરવામાં આવેલ ADA ઉત્પન્ન કરતા જનીનનો પ્રારંભિક ભૂણીય અવસ્થાના કોષોમાં પ્રવેશ કરાવવામાં આવે, તો તેનો કાયમી ઉપચાર શક્ય બને છે.

વિશેષ જાણકારી (More Information):

• જનીન થેરાપીનો ઉપયોગ કેન્સર, પાર્કિન્સન જેવા રોગોની સારવાર માટે કરવામાં આવે છે.
• જનીન થેરાપી એટલે નુક્સાન પામેલા કેવિકૃત થયેલા જનીનોને બદલવા સામાન્ય કાર્યો કરતા જનીનોનો પ્રવેશ.
• જનીન થેરાપીને બે ભાગમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે: (i) જર્મલાઇન જનીન થેરાપી (ii) દૈહિકકોષજનીન થેરાપી
• (i) જર્મલાઇન જનીન થેરાપી તેમાં જર્મકોષો જેમ કે શુક્રકોષો અથવા અંડકોષોનું સક્રિય જનીન દાખલ કરી રૂપાંતર કરવામાં આવે છે. જે સામાન્ય રીતે તેઓનાજીનોમમાં સંકલિત થાય છે. આથી થેરાપીના લીધે ફેરફારો આનુવંશિક બને છે.
• (ii) દૈહિકકોષ જનીન થેરાપી તેમાં જનીનોને દૈહિક કોષોમાં દાખલ કરવામાં આવે છે. ખાસ કરીને એવી પેશીઓમાં કે જેમાં
  સંબંધિત જનીનની અભિવ્યક્તિ સ્વાથ્ય માટે હાનિકારક છે. દાખલ કરેલા જનીનની અભિવ્યક્તિથી રોગોના ચિહ્નો દૂર થાય છે.
• જનીન થેરાપીની સારવાર બે પથમાં અમલમાં મૂકવામાં આવે છેઃ
• (1) Ex-vivo એટલે કે શરીરની બહારની બાજુએ જેમાં દર્દીના રુધિરમાંથી અથવા અસ્થિમજ્જામાં કોષો દૂર કરી તેને પ્રયોગશાળામાં ઉછેરવામાં આવે છે.
• તેને ઇચ્છિત જનીન ધરાવતા વાઇરસમાં દાખલ કરવામાં આવે છે અને વાઇરસ કોષોમાં દાખલ થાય છે ત્યારે ઇચ્છિત જનીના કોષોના DNAનો એક ભાગ બને છે. આ કોષોને ઇજેક્શન દ્વારા દર્દીની શિરામાં આપવામાં આવે તે પહેલા તેમને પ્રયોગશાળામાં ઉછેરવામાં આવે છે.
• (2) In-vivo એટલે કે શરીરની અંદરની બાજુએ દર્દીના શરીરમાંથી કોઈ પણ કોષને દૂર કરવામાં આવતા નથી. તેને બદલે વાહકોનો ઉપયોગ કરીને, ઇચ્છિત જનીનોને દર્દીના દેહના કોષોમાં દાખલ કરવામાં આવે છે.

પ્રશ્ન 7.
રોગના નિદાન માટેની આણ્વિક પદ્ધતિઓ સમજાવો.
ઉત્તર:

• રોગની અસરકારક સારવાર માટે તેનું પ્રારંભિકનિદાન અને તેની રોગદેહધર્મવિદ્યાને સમજવી અતિ આવશ્યક છે.
• રિકોમ્બિનન્ટ DNA ટેકનોલૉજી, PCR અને એન્જાઇમ લિન્કડ ઇમ્યુનો-સોરબંન્ટ એસે (ELISA) જેવી કેટલીક પદ્ધતિઓ છે કે જેની મદદથી રોગનું પ્રારંભિકનિદાન થઈ શકે છે.
• બૅક્ટરિયા અને વાઇરસ દ્વારા થતા રોગોનાં લક્ષણો દ્વારા તેમની જાણ થતા પહેલા જ તેમની સંખ્યા ઘણી વધી ગઈ હોયછે.
• જયારે બૅક્ટરિયા કે વાઇરસની સંખ્યા બહુ ઓછી હોય ત્યારે તેની ઓળખ PCRની મદદથી તેના ન્યુક્લિઇક ઍસિડના પ્રવર્ધન (amplification) દ્વારા કરી શકાય છે.
• સંભવિત AIDS દર્દીઓમાં HIVની ઓળખ માટે સામાન્ય રીતે PCR ઉપયોગમાં લેવાઈ રહ્યું છે. તેમજ તેનો ઉપયોગ કૅન્સર સંભવિત દર્દીઓના જનીનોમાં વિકૃતિની તપાસ અને અન્ય ઘણા બધા આનુવંશિક રોગોની તપાસ માટે થાય છે.
• એકલશૃંખલામય DNA અથવા RNA સાથે એક રેડિયો ઍક્ટિવ અણુ (પ્રોબ) જોડીને કોષોના ક્લોનમાં તેના પૂરક DNA સાથે સંકરિત કરાય છે જેને ઓટોરેડિયોગ્રાફી દ્વારા ઓળખવામાં આવે છે.
• ક્લૉન કે જેમાં વિકૃત જનીન જોવા મળે છે તે ફોટોગ્રાફિક ફિલ્મ પર દેખાતા નથી. કેમ કે પ્રોબ તથા ઉત્પરિવર્તિત (વિકૃત) જનીન એકબીજાના પૂરક હોતા નથી.
• ELISA ઍન્ટિજન ઍન્ટિબૉડી પારસ્પરિક ક્રિયાઓના સિદ્ધાંત પર કામ કરે છે.
• ઍન્ટિજન (પ્રોટીન, ગ્લાયકોપ્રોટીન)ની હાજરી દ્વારા અથવા રોગકારકોના વિરુદ્ધ સંશ્લેષિત ઍન્ટિબૉડી દ્વારા રોગકારકો દ્વારા ઉત્પન્ન થતા સંક્રમણની ચકાસણી કરવામાં આવે છે.

પ્રશ્ન 8.
પારાજનીનિક પ્રાણીઓનું ઉત્પાદન શા માટે કરવામાં આવે છે?
અથવા
જનીન પરિવર્તિત સજીવોના ઉપયોગો જણાવો.
ઉત્તર:

• પારજનીનિક પ્રાણીઓ એ માનવકલ્યાણ માટે ખૂબ જ ઉપયોગી સાબિત થાય છે.
• (i) સામાન્ય દેહધર્મવિદ્યા અને વિકાસ પારજનીનિક પ્રાણીઓનું નિર્માણ જનીનના નિયંત્રણ અને શરીરના વિકાસ તેમજ સામાન્ય કાર્યો પર થતી અસરોના અભ્યાસ માટે કરવામાં આવે છે.
• ઉદાહરણઃ વૃદ્ધિ માટે જવાબદાર જટિલકારકો જેવાં કે ઇસ્યુલિન જેવા વૃદ્ધિકારકનો અભ્યાસ કરવા.
• બીજી જાતિના જનીનનો પ્રવેશ કરાવ્યા સિવાય ઉપર્યુક્ત કારકોના નિર્માણમાં થતા પરિવર્તનો દ્વારા પ્રેરાતી જૈવિક અસરોનો અભ્યાસ તથા કારકોની શરીરમાં જૈવિક ભૂમિકા વિશે માહિતી પ્રાપ્ત થાય છે.
• (i) રોગનો અભ્યાસ : માનવરોગો માટે એક મૉડલ તરીકે તેનો પ્રયોગ કરી શકાય. તે માટે તેને વિશિષ્ટરૂપે બનાવેલ છે. જેથી રોગોની નવી સારવાર માટેનો અભ્યાસ થઈ શકે.
• વર્તમાન સમયમાં કૅન્સર, સિસ્ટિક ફાઇબ્રોસિસ, સંધિવા અને અલ્ઝાઇમર જેવા ઘણાં માનવરોગો માટે પારજનીનિક મૉડલ ઉપલબ્ધ છે.
• (iii) જૈવિક નીપજોકેટલાક માનવરોગોની સારવાર માટે દવાઓની આવશ્યકતા હોય છે કે જે જૈવિક નીપજોની બનેલી હોઈ શકે છે.
• આવી નીપજો બનાવવી ખૂબ ખર્ચાળ છે.
• પારજનીનિક પ્રાણીઓ જે ઉપયોગી જૈવિક નીપજોનું નિર્માણ કરે છે તેમાં DNAના ભાગને પ્રવેશ કરાવાય છે. જે વિશિષ્ટ નીપજોના નિર્માણમાં ભાગ લે છે. ઉદાહરણ : માનવપ્રોટીન (α-1-એન્ટિટ્રિપ્સિન)નો ઉપયોગ એમ્ફિસેમાની સારવાર માટે થાયછે.
• તેવી જ રીતે ફિનાઈલકિટોન્યુરિયા (PKU) અને સિસ્ટિક ફાઇબ્રોસિસની સારવાર માટે પ્રયાસ કરવામાં આવેલ છે.
• 1977માં પ્રથમ પારજનીનિક ગાય “Rosie’ દ્વારા માનવપ્રોટીનસભર દૂધ (એક લિટરમાં 2.4gm) ઉત્પન્ન કરવામાં આવ્યું.
• આ દૂધ મનુષ્યનું આલ્ફાલેક્ટાબ્યુમિન ધરાવે છે જે માનવ-શિશુ માટે કુદરતી ગાયના દૂધ કરતાં વધુ પોષણયુક્ત સમતોલન ઉત્પાદન ગણાયછે.
• (iv) રસી-સુરક્ષાઃ મનુષ્ય પર ઉપયોગ કરતા પહેલા રસીની સુરક્ષા માટેના પરીક્ષણ કરવા માટે પારજનીનિક ઉંદરોનું નિર્માણ
  કરવામાં આવ્યું.
• શરૂઆતમાં પારજનીનિક ઉંદરોનો ઉપયોગ પોલિયો રસીની સુરક્ષાના પરીક્ષણ માટે કરવામાં આવતો હતો.
• જો ઉપર્યુક્ત પ્રયોગ સફળ અને વિશ્વસનીય હશે તો રસી-સુરક્ષા તપાસ માટે વાનરના સ્થાને પારજનીનિક ઉંદરોનો ઉપયોગ થઈ શકશે.
• (v) રાસાયણિક સુરક્ષા-પરીક્ષણ રાસાયણિક સુરક્ષા પરીક્ષણ એ વિષારિતા પરીક્ષણ તરીકે પણ ઓળખાય છે. જેમાં દવાઓની વિષારિતાનું પરીક્ષણ કરવામાં આવે છે.
• પારજનીનિક પ્રાણીઓમાં જોવા મળતા કેટલાક જનીનોને આવા વિષારી પદાર્થો પ્રત્યે અતિસંવેદનશીલ બનાવાય છે. જ્યારે બિનપારજનીનિક પ્રાણીઓમાં આવું હોતું નથી.
• પારજનીનિક પ્રાણીઓને વિષારી પદાર્થોના સંપર્કમાં લાવ્યા બાદ ઉત્પન્ન થતી અસરોનો અભ્યાસ કરવામાં આવે છે.
• આવા પ્રાણીઓમાં વિષારિતાના પરીક્ષણ દ્વારા ટૂંક સમયમાં જ પરિણામ પ્રાપ્ત થઈ જાય છે.

પ્રશ્ન 9.
GEACશું છે? તેનું કાર્ય જણાવો.
ઉત્તર:

1. બધી માનવીય પ્રવૃત્તિઓ કે જે સજીવો માટે મદદરૂપ અથવા નુકસાનકારક હોય તેના નીતિનિયમોનામૂલ્યાંકન માટે કેટલાક નૈતિક માપદંડોની આવશ્યકતા છે.
2. આવાનૈતિક મુદ્દાઓનું જૈવિક મહત્ત્વ રહેલું છે.
3. જ્યારે જનીનિક રૂપાંતરિત સજીવો નિવસનતંત્રમાં પ્રવેશે ત્યારે આવા સજીવોનાં અણધાર્યા પરિણામો મળી શકે છે.
4. એટલા માટે ભારત સરકાર દ્વારા GEAC (Genetic Engineering Approval Committee) જેવા સંગઠનની સ્થાપના કરવામાં આવી.
5. આ સંગઠન પારજનીનિક સંશોધન સંબંધિત કાર્યોની માન્યતા તથા જનસેવાઓ માટે પારજનીનિક સજીવોના અમલીકરણની સુરક્ષા વગેરે વિશે નિર્ણય લે છે.

પ્રશ્ન 10.
જૈવપેટન્ટ વિશે માહિતી આપો.
ઉત્તર:

• વિશ્વમાં માનવકલ્યાણ માટે અવનવાં સંશોધનો જુદાં-જુદાં સંશોધકો દ્વારા થાય છે, જેનો વાસ્તવિક હક તેના નિશ્ચિત સંશોધકનો ગણાય.
• આવા સંશોધનો દ્વારા થતો આર્થિક લાભ પણ તે સંશોધકને મળી રહે તે માટે સરકાર તેમને પેટન્ટ (ઇજારો) આપે છે.
• લોકોમાં એ વાતને લઈને આક્રોશ છે કે, કેટલીક કંપનીઓ આનુવંશિક દ્રવ્યો, વનસ્પતિઓ અને અન્ય જૈવિકસ્રોતોનો ઉપયોગ કરી તેનાથી બનતી નીપજો વિશે પેટન્ટ પ્રાપ્ત કરી રહી છે.
• જ્યારે તેનો ઘણા સમય પહેલાથી ઓળખાયેલ, વિકસિત અને ખેડૂતો દ્વારા તથા વિશેષ ક્ષેત્ર કે સ્થાનિક દેશના લોકો દ્વારા તેનો ઉપયોગ કરવામાં આવી રહ્યો છે.
• ચોખા એક મહત્ત્વના ખાદ્ય અન્ન છે. જેના વિશે હજારો વર્ષ પહેલાંની એશિયાની ખેતીના ઇતિહાસમાં વર્ણન જોવા મળે છે.
• એક અનુમાનના આધારે માત્ર ભારતમાં ચોખાની 2લાખ જાતિઓ જોવા મળે છે.
• બાસમતી ચોખાતેની અનોખી સુગંધ તથાસ્વાદ માટે પ્રચલિત છે અને તેની 27 ઓળખાયેલ જાતો ભારતમાં ઉગાડવામાં આવે છે.
• પ્રાચીન પુસ્તકો, લોકસાહિત્ય તથા કવિતાઓમાં બાસમતીનું વર્ણન જોવા મળેલ છે.
• જેનાથી એ ખ્યાલ આવે છે કે, તેનું સૈકાઓ પહેલાંથી વાવેતર કરવામાં આવે છે.
• વર્ષ 1977માં અમેરિકાની એક કંપનીએ બાસમતી ચોખા પર Us પેટન્ટ અને ટ્રેડમાર્ક કાર્યાલય દ્વારા ઇજારો પ્રાપ્ત કરી લીધો.
• જેનાથી તે કંપની બાસમતી ચોખાની નવી જાતો અમેરિકા તથા વિદેશોમાં વેચી શકે છે.
• બાસમતીની આ નવી જાત વાસ્તવમાં ભારતીય ખેડૂતોની પરંપરાગત જાતોમાંથી વિકસિત કરવામાં આવી હતી.
• ભારતીયબાસમતીને અર્ધ-વામન જાત સાથે સંકરણ ધરાવીને નવી શોધ અથવા એક નવી ઉપલબ્ધિનો દાવો કર્યો હતો.
• પેટન્ટલાગુ પડવાથી એક આધિપત્ય દ્વારા અન્ય લોકો દ્વારાબાસમતીનું વેચાણ પ્રતિબંધિત થઈ શકતું હતું.
• ભારતીય પરંપરાગત ઔષધો જેવાં કે હળદર અને લીમડાના પેટન્ટ મેળવવાના પણ ઘણા બધા પ્રયત્નો કરેલા છે.
• જો આપણે આના વિશે જાગૃત થઈશું નહીં અને આવી પેટન્ટના પ્રયોજનને તરત જ અટકાવીશું નહિ તો અન્ય દેશો / વ્યક્તિઓ આપણો સમૃદ્ધ વારસો છીનવી લેશે.

પ્રશ્ન 11.
પરંપરાગત જ્ઞાનનું રક્ષણ શામાટે જરૂરી છે?
અથવા
જૈવતસ્કરી સમજાવો.
ઉત્તર:

• બહુરાષ્ટ્રીય કંપનીઓ અને અન્ય સંગઠનો દ્વારા જૈવસંપત્તિઓનું જે-તે દેશ તથા તેના સંબંધિત લોકોની સત્તાવાર મંજૂરી કે આર્થિક લાભ આપ્યા વગર તેના પેટન્ટનું શોષણ કરે તેને જૈવતસ્કરી કહે છે.
• મોટા ભાગનાં ઔદ્યોગિક રાષ્ટ્રો આર્થિક સમૃદ્ધિ ધરાવે છે. પરંતુ જૈવવિવિધતા અને પરંપરાગત જ્ઞાન અપૂરતું છે.
• જયારે વિકાસશીલ અને અલ્પ-વિકસિત દેશો જૈવસ્રોત માટે જૈવવિવિધતા અને પરંપરાગત જ્ઞાનથી સમૃદ્ધ હોય છે.
• આવા જૈવસ્રોતોના પરંપરાગત જ્ઞાનનો ઉપયોગ આધુનિક પ્રયોજનોમાં કરવામાં આવે છે.
• જેના ફળ સ્વરૂપે તેના વ્યાપારીકરણ દરમિયાન સમય, શક્તિ તથા ખર્ચાનો પણ બચાવ થાય છે.
• વિકસિત અને વિકાસશીલ રાષ્ટ્રોની વચ્ચે અન્યાય, અપર્યાપ્ત ક્ષતિપૂર્તિ અને લાભોની ભાગીદારી પ્રત્યે સમજદારીપામી રહી છે.
• જેના કારણે કેટલાંક રાષ્ટ્રો પોતાના જૈવસ્રોતો અને પરંપરાગત જ્ઞાનના પૂર્વ અનુમતિ વગર થવા શોષણ પર પ્રતિબંધ માટેના નિયમો બનાવી રહ્યા છે.
• ભારતીય સંસદમાં હમણાં જ ઇન્ડિયન પેટન્ટ બિલમાં બીજો મુસદ્દો લાગુ કરેલ છે. જે એવા મુદ્દાઓને ધ્યાને લેશે જેના અંતર્ગત પેટન્ટનિયમસંબંધિત, ઝડપી પ્રાવધાન, સંશોધન અને વિકાસય પ્રયાસ સામેલ હોય.

વિશેષ જાણકારી (More Information):

• બહુરાષ્ટ્રીય કંપનીઓ અને વિકસિત દેશો વિકાસશીલ દેશોનું ઘણી બધી રીતે શોષણ કરે છે. જેમકે,
  1. આપણા બાસમતી ચોખાના જનનરસનો પેટન્ટ અમેરિકાએ મેળવ્યો.
  2. ઘણી વનસ્પતિના જૈવઅણુનો પેટન્ટ અન્ય દેશોમાં છે.
  3. ઉપયોગી જનીનોનું અલગીકરણ કરી તેના પેટન્ટ લેવા.
  4. રૂઢિગત જ્ઞાનની ઉઠાંતરી કરી તેને નવા સ્વરૂપે પ્રગટ કરવું.
• પશ્ચિમ આફ્રિકાની એક વનસ્પતિ પેન્ટાડીપ્લાઝા બ્રાઝીઆના; એ પ્રોટીન ઉત્પન્ન કરે છે, જેને બ્રાઝીન કહે છે. આ પ્રોટીન ખાંડ Eા કરતાં અંદાજિત 2,000 ગણું વધારે ગળ્યું છે. ઉપરાંત તે ગળપણની બાબતમાં ઓછી કેલરી ધરાવે છે. તેના આ ગુણધર્મનો ઉપયોગ ડાયાબિટીસની સારવારમાં થાય છે.
• અમેરિકાએ બ્રાઝીનના પેટન્ટ મેળવી તેનો મકાઈમાં ઉપયોગ કર્યો. આ રીતે જનીનસંવર્ધિત જાતિ દ્વારા તેમાંથી ખાંડ-ઉત્પાદન શરૂ કર્યું.
• આથી જૈવતસ્કરી રોકવા માટે આંતરરાષ્ટ્રીય સ્તરે કડક નિયમો હોવા જરૂરી છે.

વિજ્ઞાનિક કારણો આપો. (2 ગુણ)

પ્રશ્ન 1.
Bt પ્રોટીન બેસિલસનેમારી શકતું નથી.
ઉત્તર:
Bt પ્રોટીન એ પ્રાકૃતિક રીતે નિષ્ક્રિય પ્રોટોક્સિન સ્વરૂપે હોય છે. પરંતુ જયારે આ વિષ કીટકના શરીરમાં પ્રવેશે છે ત્યારે આંતરડાની આલ્કલાઇન pHમાં તે સક્રિય થાય છે. આમ આ પ્રોટીન ફક્ત કીટકોને જ મારે છે બેસિલસને મારી શકતું નથી.

પ્રશ્ન 2.
પહેલાના સમયમાં ઇસ્યુલિનકતલખાનામાં લઈ જવાતાઢોરોમાંથી મેળવવામાં આવતું હતું.
ઉત્તર:
ઇસ્યુલિન એ સ્વાદુપિંડના β -કોષોમાંથી ઉત્પન્ન થાય છે જે શરીરમાં શર્કરાના ચયાપચયનું નિયમન કરે છે. ઇસ્યુલિન એ શરીરમાં ઓછા પ્રમાણમાં ઉત્પન્ન થાય છે. તેમજ પહેલાના સમયમાં આધુનિક બાયોટેક્નોલૉજીનો વિકાસ થયો ન હતો. માટે ડાયાબિટીસ જેવા રોગની સારવાર માટે પહેલાના સમયમાં કતલખાનામાં લવાતાઢોરમાંથી ઇસ્યુલિન મેળવવામાં આવતું હતું.

પ્રશ્ન 3.
આપણે આપણા પરંપરાગત જ્ઞાનનું મહત્ત્વ સમજીને તેનું રક્ષણ કરવું જોઈએ.
ઉત્તર:

• બહુરાષ્ટ્રીય કંપનીઓ અને અન્ય સંગઠનો દ્વારા જૈવસંપત્તિઓનું જે-તે દેશ તથા તેના સંબંધિત લોકોની સત્તાવાર મંજૂરી કે આર્થિક લાભ આપ્યા વગર તેના પેટન્ટનું શોષણ કરે તેને જૈવતસ્કરી કહે છે.
• મોટા ભાગનાં ઔદ્યોગિક રાષ્ટ્રો આર્થિક સમૃદ્ધિ ધરાવે છે. પરંતુ જૈવવિવિધતા અને પરંપરાગત જ્ઞાન અપૂરતું છે.
• જયારે વિકાસશીલ અને અલ્પ-વિકસિત દેશો જૈવસ્રોત માટે જૈવવિવિધતા અને પરંપરાગત જ્ઞાનથી સમૃદ્ધ હોય છે.
• આવા જૈવસ્રોતોના પરંપરાગત જ્ઞાનનો ઉપયોગ આધુનિક પ્રયોજનોમાં કરવામાં આવે છે.
• જેના ફળ સ્વરૂપે તેના વ્યાપારીકરણ દરમિયાન સમય, શક્તિ તથા ખર્ચાનો પણ બચાવ થાય છે.
• વિકસિત અને વિકાસશીલ રાષ્ટ્રોની વચ્ચે અન્યાય, અપર્યાપ્ત ક્ષતિપૂર્તિ અને લાભોની ભાગીદારી પ્રત્યે સમજદારીપામી રહી છે.
• જેના કારણે કેટલાંક રાષ્ટ્રો પોતાના જૈવસ્રોતો અને પરંપરાગત જ્ઞાનના પૂર્વ અનુમતિ વગર થવા શોષણ પર પ્રતિબંધ માટેના નિયમો બનાવી રહ્યા છે.
• ભારતીય સંસદમાં હમણાં જ ઇન્ડિયન પેટન્ટ બિલમાં બીજો મુસદ્દો લાગુ કરેલ છે. જે એવા મુદ્દાઓને ધ્યાને લેશે જેના અંતર્ગત પેટન્ટનિયમસંબંધિત, ઝડપી પ્રાવધાન, સંશોધન અને વિકાસય પ્રયાસ સામેલ હોય.

વિશેષ જાણકારી (More Information):

• બહુરાષ્ટ્રીય કંપનીઓ અને વિકસિત દેશો વિકાસશીલ દેશોનું ઘણી બધી રીતે શોષણ કરે છે. જેમકે,
  1. આપણા બાસમતી ચોખાના જનનરસનો પેટન્ટ અમેરિકાએ મેળવ્યો.
  2. ઘણી વનસ્પતિના જૈવઅણુનો પેટન્ટ અન્ય દેશોમાં છે.
  3. ઉપયોગી જનીનોનું અલગીકરણ કરી તેના પેટન્ટ લેવા.
  4. રૂઢિગત જ્ઞાનની ઉઠાંતરી કરી તેને નવા સ્વરૂપે પ્રગટ કરવું.
• પશ્ચિમ આફ્રિકાની એક વનસ્પતિ પેન્ટાડીપ્લાઝા બ્રાઝીઆના; એ પ્રોટીન ઉત્પન્ન કરે છે, જેને બ્રાઝીન કહે છે. આ પ્રોટીન ખાંડ Eા કરતાં અંદાજિત 2,000 ગણું વધારે ગળ્યું છે. ઉપરાંત તે ગળપણની બાબતમાં ઓછી કેલરી ધરાવે છે. તેના આ ગુણધર્મનો ઉપયોગ ડાયાબિટીસની સારવારમાં થાય છે.
• અમેરિકાએ બ્રાઝીનના પેટન્ટ મેળવી તેનો મકાઈમાં ઉપયોગ કર્યો. આ રીતે જનીનસંવર્ધિત જાતિ દ્વારા તેમાંથી ખાંડ-ઉત્પાદન શરૂ કર્યું.
• આથી જૈવતસ્કરી રોકવા માટે આંતરરાષ્ટ્રીય સ્તરે કડક નિયમો હોવા જરૂરી છે.