Biotechnological Tools
UPDATED ON:- 01-01-2024
Biotechnological Tools- DNA Markers:-
DNA Markers:-
• परिभाषा (Definition):-
DNA का ऐसा क्षार क्रम जिसे विभिन्न आण्विक तकनीकों के उपयोग से पहचाना जा सकता है, DNA Marker कहलाता है।
(A base sequence of DNA that can be identified using various molecular techniques is called DNA Marker.)
• इन्हें Molecular Markers या Genetic Markers भी कहते हैं।
(These are also called Molecular Markers or Genetic Markers.)
• ये कई प्रकार के होते हैं:-
(They are of several types: -)
1. RFLP
2. AFLP
3. RAPD
4. CAPS
5. SSR
6. SSCP
7. SNP
8. HA
9. DFP
1. RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism):-
• परिभाषा (Definition):- जब एक जाति के विभिन्न जीवों के DNA को एक ही Restriction Endonuclease एंजाइम से उपचारित किया जाता है तो प्राप्त DNA खण्डों की लंबाई में भिन्नता पाई जाती है।
(When the DNA of different organisms of a species is treated with the same Restriction Endonuclease enzyme, the lengths of the obtained DNA segments are differentiated.)
• RFLP के उपयोग (Applications of RFLP):-
i. जनक का निर्धारण करना
(Determination of parent)
ii. अपराधी का निर्धारण करना
(Determination of criminal)
iii. रोग की स्थिति का निर्धारण करना
(Determination of state of disease)
iv. जीन मापन (Gene mapping)
v. पादप रोगजनक का पता लगाना
(Detection of plant pathogen)
2. AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism):-
• इस तकनीक में RFLP के उपयोग से पहले DNA sample का गुणन किया जाता है।
(In this technique, the DNA sample is amplified prior to the use of RFLP.)
• परिभाषा (Definition):- इस तकनीक में DNA को दो भिन्न Restriction Endonuclease एंजाइमों से उपचारित किया जाता है तथा दो भिन्न Adapter अणुओं के उपयोग से DNA की अनेक प्रतियाँ प्राप्त की जाती हैं। प्राप्त DNA प्रतियों के साथ Gel Electrophoresis किया जाता है।
(In this technique, DNA is treated with two different Restriction Endonuclease enzymes and multiple copies of DNA are obtained using two different Adapter molecules. Gel electrophoresis is performed with the obtained DNA copies.)
• AFLP के उपयोग (Applications of AFLP):-
i. आनुवंशिक मैप का निर्माण
(Development of genetic map)
ii. पादप किस्म को पहचानना
(Identification of plant variety)
iii. जर्मप्लाज्म को निर्धारित करना
(Determination of germplasm)
iv. जीन टैगिंग (Gene tagging)
3. RAPD (Randomly Amplified Fragment Polymorphism):-
• परिभाषा (Definition):- जब दिये गए DNA का क्षार क्रम अज्ञात होता है तो छोटे संश्लेषित primers के उपयोग से इसे इसके भिन्न खण्डों की प्रतियाँ प्राप्त की जाती हैं। अब Gel Electrophoresis के उपयोग से bands प्राप्त किये जाते हैं।
(When the base sequence of a given DNA is unknown, it is amplified by using short synthetic primers to obtain copies of its different segments. Bands are now obtained using Gel Electrophoresis.)
• छोटे संश्लेषित primers में निम्न गुण होते हैं:-
(Short synthetic primers have the following properties: -)
i. लंबाई = 8 या 8 - 10 क्षार
(Length = 8 or 8 - 10 bases)
ii. यादृच्छित क्रम (Random sequences)
iii. एक समय में 1 - 10 जिनोमिक स्थलों का गुणन कर सकते हैं।
(We can amplify 1 - 10 genomic sites at a time.)
iv. ये Forward व Reverse दोनों प्रकार से कार्य कर सकते हैं।
(They can amplify in both forward and reverse directions.)
v. यदि primer संपूरक भाग से जुड़ जाता है तो गुणन कर देता है और यदि नहीं जुड़ता है तो गुणन नहीं होता है।
(If the primer attaches to the complementary part, it amplify and if not, amplification does not occur.)
vi. यदि संपूरक स्थल में उत्परिवर्तन हो जाता है तो primer इससे नहीं जुड़ पाता है। जिससे उस स्थल का गुणन नहीं हो पाता है।
(If there is a mutation in the complementary site, the primer cannot anneal to it. Due to which the amplification of that site is not possible.)
• RAPD के उपयोग (Applications of RAPD):-
i. फसली जातियों में आनुवंशिक विविधता का पता लगाना
(Detection of genetic diversity in crop species)
ii. जाति व उपजाति में Phylogenetic सम्बन्धों का अध्ययन करना
(Studying Phylogenetic Relationships among species and sub-species)
iii. किस्मों को पहचानना
(Identification of variety)
iv. जीन टैगिंग व सहलग्नता मापन
(Gene tagging and linkage mapping)
v. DNA फिंगर प्रिंटिंग
(DNA Finger Printing)
4. CAPS (Cleaved Amplified Polymorphic Sequences):-
• इसका उपयोग Genetic markers के analysis के लिए किया जाता है।
(It is used for analysis of Genetic markers.)
• यह RFLP का एक रूपान्तरण है।
(This is a modification of the RFLP.)
• इस तकनीक में PCR का भी उपयोग किया जाता है।
(PCR is also used in this technique.)
• इस तकनीक का उपयोग Genetic mapping के लिए किया जाता है।
(This technique is used for genetic mapping.)
5. SSR (Simple Sequence Repeats):-
• Repetitive DNA दो प्रकार का होता है:-
(Repetitive DNA is of two types: -)
a. Microsatellite DNA
b. Minisatellite DNA
a. Microsatellite DNA:-
• इसे STR(Short Tandem Repeats) या SSR (Simple Sequence Repeats) भी कहते हैं।
[It is also called STR (Short Tandem Repeats) or SSR (Simple Sequence Repeats).]
• परिभाषा (Definition):- DNA का वह भाग जिसमें 2 – 6 क्षार युग्म 5 – 50 बार पुनरावर्तित होते हैं, SSR कहलाते हैं।
(The part of DNA in which 2 - 6 base pairs are repeated 5 - 50 times is called SSR.)
• एक जीव के जीनोम में हजारों स्थानों पर SSR पाये जाते हैं।
(SSRs are found in thousands of locations in an organism's genome.)
• इसकी उत्परिवर्तन दर उच्च होती है। इसीलिए ये उच्च आनुवांशिक विविधता उत्पन्न करते हैं।
(It has a high mutation rate. That is why they produce high genetic diversity.)
• यह DNA का Non – Coding भाग है। इसलिए उच्च उत्परिवर्तन दर जीवों के लिए हानिकारक नहीं होती है।
(It is the Non-Coding part of DNA. Therefore high mutation rates are not harmful to organisms.)
• उदाहरण (Example):-
• यूकेरियोट्स में Genetic mapping के लिए SSR का उपयोग किया जाता है।
(SSR is used for genetic mapping in eukaryotes.)
b. Minisatellite DNA:-
• इसे VNTR (Variable Number of Tandem Repeats) भी कहते हैं।
[It is also called VNTR (Variable Number of Tandem Repeats).]
• इसमें कई 100 क्षार 1 - 4 बार repeat होते हैं।
(In this, several hundreds of bases repeats 1 - 4 times.)
• विकृतिकरण होने पर 2 एकल रजुक DNA बनते हैं। इनके क्षार क्रम भिन्न होते हैं इसलिए ये भिन्न 3D आकृति बनाते हैं। अत: ये Electrophoresis में भिन्न गति से चलते हैं और 2 भिन्न bands बनाते हैं।
(Two single stranded DNAs are formed upon denaturation. They have different base sequences, so they form different 3D shapes. Hence they run at different speeds in electrophoresis and form 2 different bands.)
• उदाहरण (Example):- उत्परिवर्तित DNA सामान्य DNA की तुलना में bands की स्थिति में भिन्नता प्रदर्शित करता है।
(Mutated DNA exhibits differences in the position of bands compared to normal DNA.)
• SSCP के उपयोग (Applications of SSCP):-
i. जेनेटिक मैपिंग (Genetic mapping)
ii. बहु युग्म विकल्पियों की पहचान करना
(Identification of multiple alleles)
7. SNP (Single Nucleotide Polymorphism):-
• परिभाषा (Definition):- जीनोम के अन्दर विशिष्ट स्थिति पर एकल न्यूक्लिओटाइड में अन्तर SNP कहलाता है।
(The difference in a single nucleotide at a specific position within the genome is called SNP.)
• SNP समष्टि के 1% से भी अधिक जीवों में पाया जाता है।
(SNP is found in more than 1% of the organism of a population.)
• SNP का उपयोग जेनेटिक मैप व Human जेनेटिक मैप बनाने में किया जाता है।
(SNP is used to create Genetic Map and Human Genetic Map.)
8. HA (Heteroduplex Analysis):-
• परिभाषा (Definition):- एक duplex जो दो विभिन्न DNA अणुओं से आई श्रंखलाओं के योजन से बनता है, Heteroduplex कहलाता है।
(A duplex that is formed by the hybridization of chains from two different DNA molecules is called heteroduplex.)
• उदाहरण (Example):-
• Heterodulex में कुछ अयुग्मित भाग भी उपस्थित होते हैं जैसा कि नीचे diagram में प्रदर्शित किया गया है।
(Heterodulex also has some unpaired parts as shown in the diagram below.)
• HA के उपयोग (Applications of HA):-
i. मानव आनुवंशिकी में रोग के लिए उत्तरदायी जीनों की पहचान करना।
(Identification of genes responsible for the disease in human genetics.)
ii. पादप प्रजनन में रोगजनक की पहचान करना ताकि रोग मुक्त पौधों का वरण किया जा सके।
(Identification of pathogens in plant breeding so that disease free plants can be selected.)
iii. SNP की खोज करना।
(Search for SNP.)
9. DFP (DNA Finger Printing):-
• इस तकनीक की खोज Alec Jeffreys ने 1985 – 86 में की थी।
(This technique was discovered by Alec Jeffreys in 1985 - 86.)
• इस विधि में DNA प्रोब को एक जाति के DNA से संकरित किया जाता है ताकि समानता व असमानता का निर्धारण किया जा सके।
(In this method, the DNA probe is hybridized to the DNA of a species to determine similarity and dissimilarity.)
• यह VNTR पर आधारित तकनीक है।
(It is a technology based on VNTR.)
• Tandem Repeats उच्च उत्परिवर्तन दर प्रदर्शित करते हैं। जिससे इनमें विभिन्नता आ जाती है।
(Tandem Repeats exhibit high mutation rates. Due to which variation takes place in them.)
• Tandem Repeats में भिन्नता के कारण एक व्यक्ति का DNA दूसरे व्यक्ति से भिन्न होता है।
(One person's DNA is different from another due to differences in Tandem Repeats.)
• इस प्रकार Tandem Repeats का पैटर्न, लंबाई व संख्या एक व्यक्ति के लिए विशिष्ट होते हैं।
(Thus the pattern, length and number of Tandem Repeats are specific to a person.)
• इस तकनीक में रेडियो चिन्हित DNA प्रोब्स का उपयोग किया जाता है।
(Radio-labeled DNA probes are used in this technique.)
• क्रियाविधि (Mechanism):-
• DFP के उपयोग (Applications of DFP):-
i. पादप प्रजनन में जर्मप्लाज्म, किस्म, जनक व पूर्वज का निर्धारण
(Determination of germplasm, variety, parent and ancestor in plant breeding.)
ii. DNA परीक्षण द्वारा अपराधी की पहचान
(Identification of criminal by DNA testing)
iii. DNA परीक्षण द्वारा पिता या माता का निर्धारण
(Determination of paternity by DNA testing)
• CCMB (Center for Cell and Molecular Biology):- यह हैदराबाद में स्थित है। यहाँ DNA परीक्षण से संबन्धित खोज की जाती है।
(It is located in Hyderabad. Here the research related to DNA testing is done.)