मछली प्रजनन में आण्विक जीवविज्ञान (आरेख के साथ)

इस लेख में हम मछली प्रजनन में आणविक जीव विज्ञान के बारे में चर्चा करेंगे।

पुनः संयोजक डीएनए प्रौद्योगिकी की खोज ने आधुनिक आणविक जीव विज्ञान में क्रांति ला दी है। इस तकनीक के माध्यम से, बड़ी मात्रा में ट्रेस राशि, साथ ही अन्य जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों में मौजूद प्रोटीन को जैव प्रौद्योगिकी के माध्यम से उत्पन्न किया जा सकता है और इन आनुवंशिक रूप से इंजीनियर मैक्रोमोलेक्यूल्स पर बहुत कम दुष्प्रभाव होते हैं।

यह स्वस्थानी संकरण में नैदानिक ​​प्रदर्शन के लिए भी इस्तेमाल किया जा सकता है। यह तकनीक वंशानुगत बीमारियों के लिए जिम्मेदार जीन को अलग करने और पहचानने में भी मदद करती है।

1983 में, पुनः संयोजक बना प्लास्मिनोजेन एक्टीवेटर (आरटी पीए) ने मायोकार्डियल रोधगलन (दिल का दौरा) की चिकित्सा में एक बदलाव किया। अब पुनः संयोजक डीएनए प्रौद्योगिकी के उपयोग के साथ, कई अन्य उत्पाद जैसे कि हिरुदीन, सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेज, यूरोकाइनेज, प्रोकेनेज, आदि बाजार में हैं।

विशेष रूप से प्रेरित प्रजनन में एक्वाकल्चर में, क्रूड पिसियन और स्तनधारी पिट्यूटरी का उपयोग किया जाता है। पिट्यूटरी अर्क में गोनैडोट्रोपिन विकास हार्मोन और उनके रिलीज़िंग कारक शामिल हैं। मछली के प्रजनन के लिए उन्हें अधिक मात्रा में आवश्यक है।

ये पॉलीपेप्टाइड रासायनिक रूप से संश्लेषित होने के लिए बहुत बड़े हैं और डीएनए के हेरफेर के माध्यम से इन पॉलीपेप्टाइड्स को बायोटेक्नोलॉजिकल रूप से उत्पन्न किया जा सकता है, कम से कम दुष्प्रभाव होंगे और बड़े पैमाने पर छंटाई के लिए पहले से उपयोग किए गए सिंथेटिक रूप से तैयार किए गए एनालॉग्स के बजाय बेहतर होंगे।

हाल ही में कई प्रजनन मात्राओं जैसे अंडा व्यास, शरीर के वजन की वृद्धि दर, शरीर की लंबाई और मछलियों में हाइपर-इम्युनिटी जैसे तिलपिया ज़िल्ली और ओरोक्रोमिस नाइलोटिकस जैसे सिरिंज द्वारा मांसपेशियों में शार्क डीएनए को इंजेक्शन लगाने से मछली प्रजनन में सफलता प्राप्त हुई है।

सुधाम द्वारा बताई गई यादृच्छिक प्राइमरीकृत पॉलीमोर्फिक डीएनए (आरएपीडी) विश्लेषण से पता चला है कि प्राइमर 1 (5'-ACC GGG AACG - 3 ′) और 14.29% के लिए 54.55% के बीच बहुरूपी टुकड़े अलग-अलग हैं। एट अल, 2001, एल- ज़ैम एंड असेम, 2004 और असेम 2 ईएल-ज़ीम, 2005।

मछली प्रोटीन आजकल चिकित्सा में भी उपयोग किया जाता है। Protamine का उपयोग कार्डियक सर्जरी और कैथीटेराइजेशन के दौरान एंटीकोआग्युलेशन को उलटने के लिए किया जाता है। सैल्मन कैल्सीटोनिन पैगेट की बीमारी और ऑस्टियोपोरोसिस के निश्चित रूप में इलाज के लिए स्तनधारी कैल्सीटोनिन से बेहतर है। मछली एंटीफ् ofीज़र प्रोटीन का उपयोग मानव अंगों के क्रायोप्रेज़र्वेशन में किया जाता है, साथ ही खाद्य पदार्थों को संरक्षित करने में भी।

मछलियों में कोशिका संवर्धन और पुनः संयोजक डीएनए प्रौद्योगिकी धीमी है और अधिक व्यापक अध्ययन की आवश्यकता है। हालांकि, कुछ संभावित उत्पादों के लिए मछली के जीन बैक्टीरिया और खमीर में व्यक्त किए गए हैं। माइक्रोबियल कोशिकाओं में सैल्मन कैल्सीटोनिन और एंटीफ् hasीज़र प्रोटीन के उत्पादन का पता लगाया गया है।

पॉलीपेप्टाइड के लिए जीन या एमआरएनए प्राप्त करने की बहुत आवश्यकता है जैसे कि मछली गोनैडोट्रोपिन विकास हार्मोन, साइटोकिनिन, प्रोटामाइन, कैल्सीटोनिन और एंटीफ् proteinीज़र प्रोटीन आदि। एक बार जीन / एमआरएनए संश्लेषित होने के बाद, इसे एंजाइम रिवर्स ट्रांसक्रिपटेस के माध्यम से सीडीएनए में परिवर्तित किया जा सकता है। ।

एक बार एक विशेष प्रोटीन के लिए cDNA प्राप्त किया जाता है, तो डीएनए क्लोनिंग के माध्यम से (एक तकनीक नियमित जीवाणु क्लोनिंग तकनीक द्वारा डीएनए टुकड़े की दस लाख प्रतियां बनाने के लिए एक विशिष्ट डीएनए टुकड़े की बड़ी मात्रा का उत्पादन करने के लिए इस्तेमाल किया जाता है), बड़ी मात्रा में डीएनए प्राप्त किया जा सकता है।

हमारी रुचि के डीएनए के टुकड़े को बैक्टीरिया या वायरस (बैक्टीरिया, बैक्टीरियोफेज) या कृत्रिम रूप से विकसित वैक्टर में कॉस्मैड्स नामक प्लास्मिड (वर्तमान में अतिरिक्त-क्रोमोसोमल स्व-प्रतिकृति निकायों के रूप में) में पेश या डाला जा सकता है।

सम्मिलन के लिए, वेक्टर के डीएनए को एंडोन्यूक्लाइजेस द्वारा काट दिया जाता है और सीडीएनए को फिर डाला जाता है और अंत में डीएनए लिगैस के रूप में जाना जाता एंजाइमों से जुड़ जाता है। उत्पाद में अब वेक्टर डीएनए में एक डीएनए टुकड़ा होता है, इसलिए इस तकनीक को पुनः संयोजक डीएनए के रूप में जाना जाता है। इस वेक्टर को तब उपयुक्त होस्ट में बैक्टीरिया, स्तनधारी सेल या पिसिन सेल संस्कृति में प्रवर्धित किया जाता है।

क्लोनिंग का आकार सीमित है। प्लाज्मिड 15000 बीपी को समायोजित कर सकता है, 25000 बीपी तक के चरण और 45000 बीपी तक के कॉस्मिड्स। खमीर कृत्रिम गुणसूत्र (YAC) के रूप में ज्ञात तकनीक द्वारा आकार पर काबू पा लिया गया है।

वाटसन और क्रिक (1953) ने डीएनए को एक डबल स्ट्रैंड हेलिक्स संरचना (चित्र। 38.1) के रूप में वर्णित किया। डीएनए एक पोलीन्यूक्लियोटाइड अणु है। न्यूक्लियोटाइड्स एक फॉस्फोडाइस्टर लिंकेज द्वारा एक साथ जुड़ जाते हैं। इसका विशाल आकार है और प्रत्येक गुणसूत्र एक निरंतर डीएनए अणु है। अणु में एक आधार, एक डीऑक्सीराइबोज शुगर और एक फॉस्फेट होता है। व्यक्ति को विरासत में मिली आनुवांशिक जानकारी डीएनए में एनकोडेड है।

डीएनए की दो श्रृंखलाएं, एक 5′-3 DNA और दूसरी 3 5- 5 directions दिशाओं में होती हैं, यानी दोनों श्रृंखलाएं एक-दूसरे का विरोध कर रही हैं। दिशा महत्वपूर्ण है क्योंकि डीएनए की प्रतिकृति 5 3 से 3 from से शुरू होती है और जीन विनियमन के लिए आवश्यक अनुक्रम भी जीन के 5 ′ से 3 of छोर पर स्थित है। आधारों के बीच हाइड्रोजन युग्मन विशिष्ट है, एडेनिन (ए) हमेशा थाइमिन (टी) और गुआनाइन (जी) के साथ हमेशा डीएनए में साइटोसिन के साथ जोड़ते हैं।

डीएनए में एक और विशेषता होती है कि तापमान को 95 ° C तक बढ़ा देने पर दोनों को अलग किया जा सकता है, इसे डिनाट्यूरिंग कहा जाता है। इन दो अलग-अलग किस्में को मूल संरचना बनाने के लिए शामिल किया जा सकता है यदि तापमान 55 डिग्री सेल्सियस तक कम हो जाता है, तो घटना को संकरण या annealing के रूप में जाना जाता है। यह विशेषता सुविधा पुनः संयोजक डीएनए प्रौद्योगिकी के लिए अधिक महत्वपूर्ण है।

आणविक जीव विज्ञान की केंद्रीय हठधर्मिता है, डीएनए टेम्पलेट के रूप में डीएनए का उपयोग करके mRNA को जन्म देता है। प्रक्रिया को प्रतिलेखन के रूप में जाना जाता है। एमआरएनए प्रोटीन के गठन के लिए जिम्मेदार है, जिसे अनुवाद के रूप में जाना जाता है, और प्रोटीन संश्लेषण सेल फ़ंक्शन (छवि। 38.2) है।

एमआरएनए का गठन जटिल है, एमआरएनए की परिपक्वता के दौरान, इंट्रॉन को बाहर निकाल दिया जाता है और एक्सॉन को फिर से व्यवस्थित किया जाता है। विशिष्ट प्रोटीन कोडिंग के लिए नाभिक से mRNA निकलता है। साइटोप्लाज्म में आने से पहले mRNA 5 और a पॉली (A) टेल से 3 ated सिरों तक मेथाइलेटेड कैप बनाता है। कैप अनुवाद और पाली की दीक्षा में आवश्यक है 3 essential क्षेत्र में एक पूंछ साइटोप्लाज्म (छवि। 38.3) में संदेशों के लिए आवश्यक है।

आणविक जीव विज्ञान में एक ब्रेक-थ्रू की स्थापना की गई थी, जब यह रेट्रोवायरस में खोजा गया था, तो आरएनए को एंजाइम रिवर्स रिवर्सस्क्रिप्ट द्वारा डीएनए में परिवर्तित किया जा सकता है। यह खोज पुनः संयोजक की रीढ़ है। डीएनए तकनीक। एमआरएनए को एंजाइम रिवर्स ट्रांसक्रिपटेस (छवि। 38.4) की मदद से सीडीएनए (पूरक डीएनए) में परिवर्तित किया जा सकता है।

तो दूसरे शब्दों में, mRNA का उपयोग टेम्पलेट के रूप में करके mRNA का पूरक डीएनए (cDNA) में अनुवाद करना संभव है। CDNA के गठन में mRNA के लिए उपयुक्त पूरक आधार शामिल हैं, निश्चित रूप से, थाइमिन के साथ यूरैसिल की जगह। MRNA से प्राप्त सीडीएनए आजकल रेडियोधर्मी रूप से लेबल करके कई रोगों के निदान में उपयोग किया जाता है।

रिवर्स ट्रांस्क्रिप्टेज़ जीन को क्लोन करने में भी मदद करता है। पहले जीन को स्टैनफोर्ड में क्लोन किया गया था और फिर पुनः संयोजक डीएनए प्रौद्योगिकी के पहले अणु का गठन किया गया था, जो आणविक जीव विज्ञान में एक क्रांति थी। एंडोन्यूक्लाइज या प्रतिबंध एंजाइमों की खोज डीएनए को 3 से 8 न्यूक्लियोटाइड तक काटने में मदद करती है।

एंडोन्यूक्लियूज़ बैक्टीरिया के लगभग 400 उपभेदों से प्राप्त किया गया है और ये एंजाइम डीएनए में लगभग 100 विभिन्न साइटों को पहचान सकते हैं। कुछ एंडोन्यूक्लाइजेस के साथ-साथ उनके पहचानने वाले स्थल हैं (चित्र। 38.5)।

अंजीर। 38.5 प्रतिबंध एंडोन्यूक्लाइजेस द्वारा हमला किया गया सब्सट्रेट पैलंड्रोमिक अनुक्रम है। पैलंड्रोमिक आगे और रिवर्स दिशाओं, जैसे, मैडम से समान पढ़ता है। प्रतिबंधित एंजाइम का सबसे अच्छा उदाहरण EcoR1 है जो E.coli स्ट्रेन Ry 13. से बना है। EcoR1 न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम GAATTC, CTTAAG पर हमला करता है।

डीएनए लिगेज मूल और सम्मिलित डीएनए के साथ वेक्टर और वेक्टर के डीएनए में सम्मिलित होने में मदद करते हैं और उचित मेजबान में प्रवर्धित किया जा सकता है। सेंगर और कूलसन (1975), और मैक्सिम और गिल्बर्ट (1977) ने डीएनए और आरएनए की तेजी से अनुक्रमण के लिए तकनीक विकसित की। अब पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन (पीसीआर) उपलब्ध है, जो डीएनए टुकड़े की 1, 000, 000 प्रतियां 3 से 4 घंटे और 24 घंटे में अरब प्रतियां प्रदान कर सकता है।

इन तकनीकों के उपयोग से एक्वाकल्चर में सुधार किया जा सकता है और मछली प्रोटीन को बायोटेक्नोलॉजिकल रूप से बनाया जा सकता है। इसलिए, इन पंक्तियों में व्यापक शोध जीन अभिव्यक्ति के लिए आवश्यक हैं, या तो बैक्टीरिया, वायरस या मछली सेल संस्कृति में।