जेनेटिक इंजीनियरिंग में उपयोग करें। बैक्टीरिया, उनके कार्यों और गुणों के प्लास्मिड

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प्लास्मिड क्रोमोसोम के बाहर कोशिकाओं में स्थित आनुवंशिकता के अतिरिक्त कारक हैं और परिपत्र (बंद) या रैखिक डीएनए अणुओं का प्रतिनिधित्व करते हैं।

स्वायत्त प्लास्मिड बैक्टीरिया के साइटोप्लाज्म में मौजूद हैं और स्व-प्रजनन में सक्षम हैं; उनमें से कई प्रतियां एक सेल में मौजूद हो सकती हैं।

एकीकृत प्लास्मिड को बैक्टीरिया के गुणसूत्र के साथ एक साथ पुन: पेश किया जाता है। प्लास्मिड का एकीकरण समरूप डीएनए अनुक्रमों की उपस्थिति में होता है, जिसमें क्रोमोसोमल और प्लास्मिड डीएनए का पुनर्संयोजन संभव है (जो उन्हें प्रोफ़ैज के करीब लाता है)।

प्लास्मिड को भी ट्रांसस्मिसेबल (जैसे, एफ या आर प्लास्मिड्स) के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, संयुग्मन और गैर-ट्रांस्मिसिबल द्वारा प्रेषित होने में सक्षम।

प्लास्मिड नियामक या कोडिंग कार्य करते हैं। रेगुलेटरी प्लास्मिड एक बैक्टीरियल सेल के चयापचय में कुछ दोषों की क्षतिपूर्ति करने में शामिल हैं, जो क्षतिग्रस्त जीनोम में एकीकृत होकर अपने कार्यों को बहाल करते हैं। कोडिंग प्लास्मिड बैक्टीरिया सेल में नई आनुवंशिक जानकारी पेश करते हैं, नए, असामान्य गुणों (उदाहरण के लिए, एंटीबायोटिक प्रतिरोध) के लिए कोडिंग करते हैं।

प्लास्मिड जीन द्वारा एन्कोड किए गए कुछ लक्षणों के अनुसार, प्लास्मिड के निम्नलिखित समूह प्रतिष्ठित हैं:

एफ-प्लास्मिड। बैक्टीरिया को पार करने की प्रक्रिया का अध्ययन करते समय, यह पता चला कि एक कोशिका की क्षमता आनुवंशिक सामग्री के दाता होने के लिए एक विशेष एफ-कारक की उपस्थिति से जुड़ी है। एफ-प्लास्मिड्स एफ-पिली के संश्लेषण को नियंत्रित करते हैं, प्राप्तकर्ता बैक्टीरिया (एफ ") के साथ दाता बैक्टीरिया (एफ +) की जोड़ी को सुविधाजनक बनाते हैं। इस संबंध में, यह इंगित किया जा सकता है कि शब्द" प्लास्मिड "खुद को निरूपित करने का प्रस्ताव था। बैक्टीरिया का "यौन" कारक (जोशुआ लॉडरबर्ग, 1952) एफ-प्लास्मिड्स स्वायत्त और एकीकृत हो सकते हैं। गुणसूत्र में डाला गया एफ-प्लास्मिड इस प्रकार के बैक्टीरिया के पुनर्संयोजन की एक उच्च आवृत्ति प्रदान करता है, इसलिए उन्हें एचएफई-प्लास्मिड के रूप में भी नामित किया जाता है। पुनर्संयोजन की अंग्रेजी उच्च आवृत्ति से, उच्च आवृत्ति पुनर्संयोजन]।

आर-प्लास्मिड्स प्रतिरोध को कूटबद्ध करता है दवाओं (उदाहरण के लिए, एंटीबायोटिक्स और सल्फोनामाइड्स के लिए, हालांकि प्रतिरोध के कुछ निर्धारक अधिक सही ढंग से ट्रांसपोज़न से जुड़े हुए माने जाते हैं), साथ ही साथ भारी धातुओं के भी। आर-प्लास्मिड्स में सेल से सेल तक प्रतिरोध कारकों के हस्तांतरण के लिए जिम्मेदार सभी जीन शामिल हैं।

गैर-संयुग्मिक प्लास्मिड आमतौर पर ग्राम-पॉजिटिव कोको के लक्षण होते हैं, लेकिन कुछ ग्राम-नकारात्मक सूक्ष्मजीवों में भी पाए जाते हैं (उदाहरण के लिए, हेमोफिलस इन्फ्लुएंजा, नेइसेरिया गोनोरहोई)। वे आम तौर पर है छोटे आकार का (आणविक भार लगभग 1 - 10 * 106 डी)। डिस्कवर भारी संख्या मे छोटे प्लास्मिड (प्रति सेल 30 से अधिक), केवल इतनी राशि की उपस्थिति कोशिका विभाजन के दौरान संतानों में उनके वितरण को सुनिश्चित करती है। गैर-संयुग्मन प्लास्मिड को भी सेल से सेल में स्थानांतरित किया जा सकता है यदि दोनों संयुग्म और गैर-संयुग्मिक प्लास्मिड बैक्टीरिया में मौजूद हैं। संयुग्मन के दौरान, दाता भी गैर-संयुग्मन प्लास्मिड को बाद के संयुग्मिक प्लाज्मिड के आनुवंशिक सामग्री के बंधन के कारण स्थानांतरित कर सकता है।

बैक्टीरियोसिनोजेनेसिस प्लास्मिड्स बैक्टीरियोसिन के संश्लेषण को कूटबद्ध करता है - प्रोटीन उत्पाद जो उसी या बारीकी से संबंधित प्रजातियों के बैक्टीरिया की मृत्यु का कारण बनता है। बैक्टीरियोसिन के गठन को एन्कोडिंग करने वाले कई प्लास्मिडों में प्लास्मिड के संयुग्मन और हस्तांतरण के लिए जिम्मेदार जीन का एक सेट भी होता है। इस तरह के प्लास्मिड अपेक्षाकृत बड़े होते हैं (आणविक वजन 25-150 * 106 डी), वे अक्सर ग्राम-नकारात्मक छड़ में पाए जाते हैं। बड़े प्लास्मिड आमतौर पर प्रति सेल 1 ~ 2 प्रतियों में मौजूद होते हैं। उनकी प्रतिकृति बैक्टीरिया के गुणसूत्र की प्रतिकृति से निकटता से संबंधित है।

रोगज़नक़ प्लास्मिड कई प्रजातियों के विषैले गुणों को नियंत्रित करते हैं, विशेष रूप से एंटरोबैक्टीरिया। विशेष रूप से, एफ-, आर-प्लास्मिड्स और बैक्टीरियोसिनोजनी प्लास्मिड्स में टॉक्सिन गठन को एन्कोडिंग +-ट्रान्सपोनट्स (प्रवासी आनुवंशिक तत्व, नीचे देखें) शामिल हैं। अक्सर, विषैले + ट्रांसपोंसन्स इंटैक्ट प्रोटॉक्सिन (उदाहरण के लिए, डिप्थीरिया या बोटुलिनम) के संश्लेषण को कूटबद्ध करते हैं, जो सेलुलर प्रोटीज द्वारा सक्रिय होते हैं, जिसके गठन को बैक्टीरिया के गुणसूत्रों के जीन द्वारा नियंत्रित किया जाता है।

छिपे हुए प्लास्मिड। क्रिप्टिक (छिपे हुए) प्लास्मिड में ऐसे जीन नहीं होते हैं जिन्हें उनके द्वारा पता लगाया जा सकता है फेनोटाइपिक अभिव्यक्ति.

बायोडिग्रेडेशन प्लास्मिड्स। कार्बन या ऊर्जा स्रोतों के रूप में उपयोग के लिए आवश्यक प्राकृतिक (यूरिया, कार्बोहाइड्रेट) और अप्राकृतिक (टोल्यूनि, कपूर, नेफ्थलीन) यौगिकों के एन्कोडिंग गिरावट एंजाइमों की एक संख्या का भी पता चला है, जो इस प्रजाति के अन्य जीवाणुओं पर चयनात्मक लाभ प्रदान करता है। रोगजनक जीवाणु ऐसे प्लास्मिड ऑटो माइक्रोफ्लोरा के प्रतिनिधियों को लाभ प्रदान करते हैं।

प्लास्मिड्स पुनर्संयोजन, म्यूटेशन के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं, और बैक्टीरिया से समाप्त (हटाए) जा सकते हैं, जो हालांकि, उनके मूल गुणों को प्रभावित नहीं करता है। प्लास्मिड आनुवंशिक सामग्री के कृत्रिम पुनर्निर्माण पर प्रयोगों के लिए एक सुविधाजनक मॉडल है और व्यापक रूप से इसमें उपयोग किया जाता है जेनेटिक इंजीनियरिंग पुनः संयोजक उपभेदों को प्राप्त करने के लिए। तेजी से आत्म-नकल करने और प्रजातियों के बीच या प्रजातियों के बीच प्लास्मिड के संयुग्मित हस्तांतरण की संभावना के कारण, यहां तक \u200b\u200bकि प्लास्मिड प्ले भी महत्वपूर्ण भूमिका बैक्टीरिया के विकास में।

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प्लास्मिड - बैक्टीरिया के एक्स्ट्राक्रोमोसोमल मोबाइल जेनेटिक स्ट्रक्चर, जो डबल स्ट्रैंडेड डीएनए के बंद रिंग होते हैं। आकार क्रोमोसोम के डीएनए का 0.1-5% है। प्लास्मिड्स स्वायत्त रूप से कॉपी (प्रतिकृति) करने में सक्षम होते हैं और कोशिका के साइटोप्लाज्म में मौजूद होते हैं, इसलिए, सेल में प्लास्मिड की कई प्रतियां शामिल हो सकती हैं। प्लास्मिड्स को क्रोमोसोम में शामिल (एकीकृत) किया जा सकता है और इसके साथ दोहराया जा सकता है। अंतर करना हस्तांतरण तथा गैर-पारगम्यप्लास्मिड... संक्रमणीय (संयुग्मक) प्लास्मिड को एक जीवाणु से दूसरे जीवाणु में स्थानांतरित किया जा सकता है।

प्लास्मिड द्वारा बैक्टीरियल सेल को प्रदान किए गए फेनोटाइपिक लक्षणों के बीच, निम्नलिखित को प्रतिष्ठित किया जा सकता है:

1) एंटीबायोटिक प्रतिरोध;

2) कोलिन्स का गठन;

3) रोगजनक कारकों का उत्पादन;

4) एंटीबायोटिक पदार्थों को संश्लेषित करने की क्षमता;

5) जटिल कार्बनिक पदार्थों का विभाजन;

6) प्रतिबंध और संशोधन के एंजाइम का गठन।

"प्लास्मिड्स" शब्द को पहली बार अमेरिकी वैज्ञानिक जे। लेडरबर्ग (1952) ने बैक्टीरिया के सेक्स कारक के रूप में प्रस्तुत किया था। प्लाज्मिड्स जीन को होस्ट सेल के लिए आवश्यक नहीं करते हैं, बैक्टीरिया देते हैं अतिरिक्त गुणकुछ शर्तों के तहत वातावरण प्लाज्मिड मुक्त बैक्टीरिया पर उनके अस्थायी लाभ प्रदान करते हैं।

कुछ प्लास्मिड के तहत कर रहे हैं सख्त नियंत्रण।इसका अर्थ है कि उनकी प्रतिकृति गुणसूत्र की प्रतिकृति के साथ इस तरह से जुड़ी होती है कि प्रत्येक जीवाणु कोशिका में प्लास्मिड की कम से कम एक या कई प्रतियाँ मौजूद होती हैं।

के तहत प्लास्मिड की प्रतियों की संख्या कमजोर नियंत्रणबैक्टीरियल सेल प्रति 10 से 200 तक पहुंच सकता है।

प्लाज्मिड प्रतिकृतियों को चिह्नित करने के लिए, उन्हें अनुकूलता समूहों में विभाजित करने की प्रथा है। बेजोड़ताप्लास्मिड एक ही बैक्टीरिया सेल में दृढ़ता से बने रहने के लिए दो प्लास्मिड की अक्षमता के साथ जुड़ा हुआ है। असंगति उन प्लास्मिड की विशेषता है जिनमें प्रतिकृतियों की एक उच्च समानता है, जिनमें से कोशिका में रखरखाव उसी तंत्र द्वारा विनियमित होता है।

कुछ प्लास्मिड को एक ही प्रतिकृति के रूप में बैक्टीरिया के गुणसूत्र और फ़ंक्शन में उलटा डाला जा सकता है। ऐसे प्लास्मिड कहलाते हैं एकीकृत या एपिसोड .

जीवाणु विभिन्न प्रकार की खोज की आर-प्लास्मिड्स, कई दवा प्रतिरोधों के लिए जीन को जिम्मेदार रखना - एंटीबायोटिक्स, सल्फोनामाइड्स, आदि। एफ-प्लास्मिड, या बैक्टीरिया का सेक्स कारक, जो जननांग पिली को संयुग्मित करने और बनाने की उनकी क्षमता को निर्धारित करता है, एंट प्लास्मिड, एंटरोटॉक्सिन के उत्पादन का निर्धारण।

प्लास्मिड बैक्टीरिया के विषाणु का निर्धारण कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, प्लेग के कारक, टेटनस, मिट्टी के जीवाणुओं की असामान्य कार्बन स्रोतों का उपयोग करने की क्षमता, प्रोटीन एंटीबायोटिक जैसे पदार्थों के संश्लेषण को नियंत्रित करना - बैक्टीरियोसिन, सूक्ष्मजीवों की एक विस्तृत विविधता में आम।

प्लास्मिड्स पुनर्संयोजन, म्यूटेशन के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं, और बैक्टीरिया से समाप्त (हटाए) जा सकते हैं, जो हालांकि, उनके मूल गुणों को प्रभावित नहीं करता है। प्लास्मिड आनुवंशिक सामग्री के कृत्रिम पुनर्निर्माण पर प्रयोगों के लिए एक सुविधाजनक मॉडल है और व्यापक रूप से पुनः संयोजक उपभेदों को प्राप्त करने के लिए आनुवंशिक इंजीनियरिंग में उपयोग किया जाता है। तेजी से स्व-प्रतिलिपि होने और प्रजातियों के बीच या यहां तक \u200b\u200bकि जेनेरा के बीच प्लास्मिड के संयुग्मन हस्तांतरण की संभावना के कारण, प्लास्मिड बैक्टीरिया के विकास में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

11. बैक्टीरिया, उनके कार्यों और गुणों के प्लास्मिड। में प्लास्मिड का उपयोग जेनेटिक इंजीनियरिंग... चिकित्सा जैव प्रौद्योगिकी, इसके उद्देश्य और उपलब्धियां।

प्लास्मिड डबल-फंसे डीएनए अणु हैं जिनका आकार 103 से 106 बीपी तक है। वे परिपत्र या रैखिक हो सकते हैं। प्लास्मिड एक जीवाणु कोशिका की महत्वपूर्ण गतिविधि के लिए आवश्यक कार्यों को एन्कोड नहीं करते हैं, लेकिन अस्तित्व की प्रतिकूल परिस्थितियों के संपर्क में आने पर बैक्टीरिया को लाभ देते हैं।

प्लास्मिड द्वारा बैक्टीरियल सेल को प्रदान किए गए फेनोटाइपिक लक्षणों में, निम्नलिखित को प्रतिष्ठित किया जा सकता है:

एंटीबायोटिक प्रतिरोध;

रोगजनक कारकों का उत्पादन;

एंटीबायोटिक पदार्थों को संश्लेषित करने की क्षमता;

कोलिसिन का गठन;

जटिल कार्बनिक पदार्थों का अपघटन;

प्रतिबंध और संशोधन एंजाइमों का गठन। प्लाज्मिड प्रतिकृति गुणसूत्र के स्वतंत्र रूप से एंजाइमों के उसी सेट की भागीदारी के साथ होती है जो बैक्टीरियल गुणसूत्र को दोहराते हैं (धारा 3.1.7 और चित्र 3.5 देखें)।

कुछ प्लास्मिड तंग नियंत्रण के अधीन हैं। इसका अर्थ है कि उनकी प्रतिकृति गुणसूत्र की प्रतिकृति के साथ इस तरह से जुड़ी होती है कि प्रत्येक जीवाणु कोशिका में प्लास्मिड की कम से कम एक या कई प्रतियाँ मौजूद होती हैं।

कमजोर नियंत्रण के तहत प्लास्मिड की प्रतिलिपि संख्या प्रति जीवाणु कोशिका 10 से 200 तक पहुंच सकती है।

प्लाज्मिड प्रतिकृतियों को चिह्नित करने के लिए, उन्हें अनुकूलता समूहों में विभाजित करने की प्रथा है। प्लास्मिड की असंगति एक ही बैक्टीरिया सेल में दृढ़ता से बने रहने के लिए दो प्लास्मिड की अक्षमता से जुड़ी है। असंगति उन प्लास्मिड की विशेषता है जिनमें प्रतिकृतियों की एक उच्च समानता है, जिनमें से कोशिका में रखरखाव उसी तंत्र द्वारा विनियमित होता है।

प्लाज्मिड्स जो कि एक ही प्रतिकृति के रूप में बैक्टीरिया के गुणसूत्र और कार्य में उलट कर सकते हैं, को एकीकृत या एपिसोड कहा जाता है।

प्लास्मिड जिन्हें एक सेल से दूसरे सेल में स्थानांतरित किया जा सकता है, कभी-कभी एक अलग टैक्सोनोमिक यूनिट से भी संबंधित होता है, जिसे ट्रांससमिसिबल (संयुग्मक) कहा जाता है। Transmissibility केवल बड़े प्लास्मिड्स में अंतर्निहित है जिसमें एक Tra-operon है, जिसमें प्लाज्मिड के हस्तांतरण के लिए जिम्मेदार जीन संयुक्त होते हैं। सेक्स पिली के लिए ये जीन कोड, जो एक सेल के साथ एक पुल बनाते हैं जिसमें एक पारगम्य प्लास्मिड नहीं होता है, जिसके माध्यम से प्लास्मिड डीएनए को एक नए सेल में स्थानांतरित किया जाता है। इस प्रक्रिया को संयुग्मन कहा जाता है और खंड 5.4.1 में विस्तार से चर्चा की जाएगी। संक्रामक प्लास्मिड ले जाने वाले बैक्टीरिया "पुरुष" फिलामेंटस बैक्टीरियोफेज के प्रति संवेदनशील हैं।

छोटे प्लास्मिड्स जो ट्रे जीन को नहीं ले जाते हैं, उन्हें स्वयं द्वारा प्रेषित नहीं किया जा सकता है, लेकिन उनके संयुग्मन तंत्र का उपयोग करके संचारित प्लास्मिड की उपस्थिति में संचरण करने में सक्षम हैं। इस तरह के प्लास्मिड को मोबिलिबल कहा जाता है, और इस प्रक्रिया को ही एक गैर-ट्रांससमिसिव प्लास्मिड का जुटना कहा जाता है।

मेडिकल माइक्रोबायोलॉजी में विशेष महत्व प्लास्मिड हैं जो एंटीबायोटिक दवाओं को बैक्टीरिया प्रतिरोध प्रदान करते हैं, जिन्हें आर-प्लास्मिड (अंग्रेजी प्रतिरोध - प्रतिरोध) से कहा जाता है, और प्लास्मिड जो रोगजनक कारकों के उत्पादन को प्रदान करते हैं जो एक संक्रामक प्रक्रिया के विकास में योगदान करते हैं स्थूलवाद। आर-प्लास्मिड्स में जीन होते हैं जो एंजाइमों के संश्लेषण को निर्धारित करते हैं जो जीवाणुरोधी दवाओं (उदाहरण के लिए, एंटीबायोटिक दवाओं) को नष्ट करते हैं। इस तरह के एक प्लास्मिड की उपस्थिति के परिणामस्वरूप, बैक्टीरिया सेल दवाओं के एक पूरे समूह की कार्रवाई के लिए प्रतिरोधी (प्रतिरोधी) हो जाता है, और कभी-कभी कई दवाओं के लिए। कई आर-प्लास्मिड्स संक्रामक हैं, जो बैक्टीरिया की आबादी में फैलते हैं, जिससे यह कार्रवाई के लिए दुर्गम हो जाता है जीवाणुरोधी दवाओं... आर-प्लास्मिड्स ले जाने वाले बैक्टीरिया के उपभेद बहुत बार नासोकोइमियल संक्रमण के एटियलॉजिकल एजेंट होते हैं।

रोगजनक कारकों के संश्लेषण को निर्धारित करने वाले प्लास्मिड्स वर्तमान में कई बैक्टीरिया हैं जो रोगजनकों में पाए जाते हैं संक्रामक रोग व्यक्ति। शिगेलोसिस, यार्सिनोसिस, प्लेग के रोगजनकों की रोगजनकता, बिसहरिया, ixodic बोरेलियोसिस, आंतों के एस्चेरोकिओसिस उनमें रोगजनक प्लास्मिड की उपस्थिति और कामकाज से जुड़ा हुआ है।

कुछ बैक्टीरिया कोशिकाओं में प्लास्मिड होते हैं जो उन पदार्थों के संश्लेषण को निर्धारित करते हैं जो अन्य बैक्टीरिया के संबंध में जीवाणुनाशक हैं। उदाहरण के लिए, कुछ ई। कोलाई में एक कोलो-प्लास्मिड होता है जो एक समान बैक्टीरिया के खिलाफ माइक्रोबायिकल गतिविधि के साथ कोलिन्स के संश्लेषण को निर्धारित करता है। इस तरह के प्लास्मिड ले जाने वाले बैक्टीरियल कोशिकाओं को पारिस्थितिक निशानों को आबाद करने में लाभ होता है।

प्लास्मिड का उपयोग मानव अभ्यास में किया जाता है, विशेष रूप से आनुवांशिक इंजीनियरिंग में विशेष रूप से जैविक रूप से उत्पन्न होने वाले बैक्टीरियल उपभेदों के निर्माण में सक्रिय पदार्थ (अध्याय 6 देखें)।

जैव प्रौद्योगिकी ज्ञान का एक क्षेत्र है जो सूक्ष्म जीव विज्ञान, आणविक जीव विज्ञान, जेनेटिक इंजीनियरिंग, के चौराहे पर उत्पन्न हुआ और आकार लिया। रासायनिक प्रौद्योगिकी और कई अन्य विज्ञान। जैव प्रौद्योगिकी का जन्म चिकित्सा और पशु चिकित्सा सहित राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के लिए नए, सस्ते उत्पादों के लिए समाज की जरूरतों के साथ-साथ मौलिक रूप से नई तकनीकों के कारण है। जैव प्रौद्योगिकी जैविक वस्तुओं या जैविक वस्तुओं के उपयोग से उत्पादों का उत्पादन है। जानवरों और मनुष्यों के जीवों को जैविक वस्तुओं के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है (उदाहरण के लिए, टीकाकृत घोड़ों या मनुष्यों के सेरा से इम्युनोग्लोबुलिन प्राप्त करना, दाताओं से रक्त उत्पाद प्राप्त करना), व्यक्तिगत अंग (मवेशियों और सूअरों के अग्न्याशय से हार्मोन इंसुलिन प्राप्त करना) या ऊतक; संस्कृति (औषधीय दवाओं को प्राप्त करना)। हालांकि, एककोशिकीय सूक्ष्मजीव, साथ ही साथ पशु और पौधे कोशिकाएं, अक्सर जैविक वस्तुओं के रूप में उपयोग की जाती हैं।

जानवरों और पौधों की कोशिकाएं, जीवन की प्रक्रिया (आत्मसात और प्रसार) में माइक्रोबियल कोशिकाएं नए उत्पाद बनाती हैं और विभिन्न भौतिक गुणों और जैविक प्रभावों के साथ चयापचयों का स्राव करती हैं।

जैव प्रौद्योगिकी इस सेल उत्पादन को एक कच्चे माल के रूप में उपयोग करती है, जो तकनीकी प्रसंस्करण के परिणामस्वरूप अंतिम उत्पाद के रूप में बदल जाती है। जैव प्रौद्योगिकी की मदद से, कई उत्पाद प्राप्त किए जाते हैं जो विभिन्न उद्योगों में उपयोग किए जाते हैं:

दवा (एंटीबायोटिक्स, विटामिन, एंजाइम, अमीनो एसिड, हार्मोन, टीके, एंटीबॉडी, रक्त घटक, नैदानिक \u200b\u200bदवाएं, इम्युनोमोड्यूलेटर, एल्कलॉइड,) भोजन प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, न्यूक्लियोसाइड, न्यूक्लियोटाइड, लिपिड, एंटीमेटाबोलाइट्स, एंटीऑक्सिडेंट, एंटीहेल्थिक और एंटीनोप्लास्टिक दवाओं);

पशु चिकित्सा और कृषि (फीड प्रोटीन: एंटीबायोटिक्स, विटामिन, हार्मोन, टीके, जैविक पौधे संरक्षण उत्पाद, कीटनाशक) खिलाएं;

खाद्य उद्योग (अमीनो एसिड, कार्बनिक एसिड, खाद्य प्रोटीन, एंजाइम, लिपिड, शर्करा, शराब, खमीर);

रासायनिक उद्योग (एसीटोन, एथिलीन, ब्यूटेनॉल);

ऊर्जा (बायोगैस, इथेनॉल)।

नतीजतन, जैव प्रौद्योगिकी का उद्देश्य भोजन के मुद्दों को हल करना (पैदावार बढ़ाना, पशुधन उत्पादकता, गुणवत्ता में सुधार करना), नैदानिक, निवारक और चिकित्सीय चिकित्सा और पशु चिकित्सा दवाएं बनाना है। खाद्य उत्पाद - डेयरी, कन्फेक्शनरी, बेकरी, मांस, मछली); प्रकाश, रसायन और अन्य उद्योगों में कई तकनीकी प्रक्रियाएं प्रदान करना। पारिस्थितिकी में जैव-प्रौद्योगिकी की बढ़ती भूमिका पर ध्यान देना भी आवश्यक है, क्योंकि अपशिष्ट जल उपचार, अपशिष्ट और उप-उत्पादों के प्रसंस्करण, उनके क्षरण (फिनोल, तेल उत्पाद और पर्यावरण के लिए हानिकारक अन्य पदार्थ) की मदद से किए जाते हैं। सूक्ष्मजीव।

वर्तमान में, जैव-प्रौद्योगिकी को मेडिको-फ़ार्मास्युटिकल, खाद्य, कृषि और पर्यावरणीय दिशाओं में विभाजित किया गया है। तदनुसार, जैव प्रौद्योगिकी को चिकित्सा, कृषि, औद्योगिक और पर्यावरण में विभाजित किया जा सकता है। चिकित्सा, बदले में, दवा और इम्यूनोबोलॉजिकल, कृषि में पशु चिकित्सा और संयंत्र जैव प्रौद्योगिकी में विभाजित है, और औद्योगिक - इसी शाखा क्षेत्रों (खाद्य, प्रकाश उद्योग, ऊर्जा, आदि) में।

जैव प्रौद्योगिकी को पारंपरिक (पुराने) और नए में भी विभाजित किया गया है। उत्तरार्द्ध आनुवंशिक इंजीनियरिंग के साथ जुड़ा हुआ है। "बायोटेक्नोलॉजी" के विषय की आम तौर पर स्वीकृत परिभाषा नहीं है और इस बारे में भी चर्चा है कि यह विज्ञान है या उत्पादन।

प्लास्मिड - बैक्टीरिया के एक्स्ट्राक्रोमोसोमल मोबाइल जेनेटिक संरचनाएं, जो डबल-फंसे डीएनए के बंद छल्ले हैं। प्लास्मिड्स स्वायत्त रूप से कॉपी (प्रतिकृति) करने में सक्षम होते हैं और कोशिका के साइटोप्लाज्म में मौजूद होते हैं, इसलिए, सेल में प्लास्मिड की कई प्रतियां शामिल हो सकती हैं। प्लास्मिड्स को क्रोमोसोम में शामिल (एकीकृत) किया जा सकता है और इसके साथ दोहराया जा सकता है। अंतर करना हस्तांतरण तथा गैर-पारगम्यप्लास्मिड... संक्रमणीय (संयुग्मक) प्लास्मिड को एक जीवाणु से दूसरे जीवाणु में स्थानांतरित किया जा सकता है।

प्लास्मिड द्वारा बैक्टीरियल सेल को प्रदान किए गए फेनोटाइपिक लक्षणों के बीच, निम्नलिखित को प्रतिष्ठित किया जा सकता है:

1) एंटीबायोटिक प्रतिरोध;

2) कोलिन्स का गठन;

3) रोगजनक कारकों का उत्पादन;

4) एंटीबायोटिक पदार्थों को संश्लेषित करने की क्षमता;

5) जटिल कार्बनिक पदार्थों का विभाजन;

6) प्रतिबंध और संशोधन के एंजाइम का गठन।

"प्लास्मिड्स" शब्द को सबसे पहले अमेरिकी वैज्ञानिक जे। लेडरबर्ग (1952) ने बैक्टीरिया के सेक्स कारक के रूप में प्रस्तुत किया था। प्लास्मिड ऐसे जीन ले जाते हैं जो मेजबान सेल के लिए आवश्यक नहीं होते हैं, बैक्टीरिया को अतिरिक्त गुण प्रदान करते हैं, जो कि कुछ पर्यावरणीय परिस्थितियों में, प्लास्मिड मुक्त बैक्टीरिया पर उनके अस्थायी लाभ प्रदान करते हैं।

कुछ प्लास्मिड के तहत कर रहे हैं सख्त नियंत्रण।इसका अर्थ है कि उनकी प्रतिकृति गुणसूत्र की प्रतिकृति के साथ इस तरह से जुड़ी होती है कि प्रत्येक जीवाणु कोशिका में प्लास्मिड की कम से कम एक या कई प्रतियाँ मौजूद होती हैं।

के तहत प्लास्मिड की प्रतियों की संख्या कमजोर नियंत्रणबैक्टीरियल सेल प्रति 10 से 200 तक पहुंच सकता है।

प्लाज्मिड प्रतिकृतियों को चिह्नित करने के लिए, उन्हें अनुकूलता समूहों में विभाजित करने की प्रथा है। बेजोड़ताप्लास्मिड एक ही बैक्टीरिया सेल में दृढ़ता से बने रहने के लिए दो प्लास्मिड की अक्षमता के साथ जुड़ा हुआ है। कुछ प्लास्मिड को एक ही प्रतिकृति के रूप में बैक्टीरिया के गुणसूत्र और फ़ंक्शन में उलटा डाला जा सकता है। ऐसे प्लास्मिड कहलाते हैं एकीकृत या एपिसोड .

विभिन्न प्रकार के बैक्टीरिया पाए गए हैं आर-प्लास्मिड्स, कई दवा प्रतिरोधों के लिए जीन को जिम्मेदार रखना - एंटीबायोटिक्स, सल्फोनामाइड्स, आदि। एफ-प्लास्मिड, या बैक्टीरिया का सेक्स कारक, जो जननांग पिली को संयुग्मित करने और बनाने की उनकी क्षमता को निर्धारित करता है, एंट प्लास्मिड, एंटरोटॉक्सिन के उत्पादन का निर्धारण।

प्लास्मिड बैक्टीरिया के विषाणु का निर्धारण कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, प्लेग के कारक, टेटनस, मिट्टी के जीवाणुओं की असामान्य कार्बन स्रोतों का उपयोग करने की क्षमता, प्रोटीन एंटीबायोटिक जैसे पदार्थों के संश्लेषण को नियंत्रित करना - बैक्टीरियोसिन, सूक्ष्मजीवों की एक विस्तृत विविधता में आम।

प्लास्मिड्स पुनर्संयोजन, म्यूटेशन के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं, और बैक्टीरिया से समाप्त (हटाए) जा सकते हैं, जो हालांकि, उनके मूल गुणों को प्रभावित नहीं करता है। प्लास्मिड आनुवंशिक सामग्री के कृत्रिम पुनर्निर्माण पर प्रयोगों के लिए एक सुविधाजनक मॉडल है और व्यापक रूप से पुनः संयोजक उपभेदों को प्राप्त करने के लिए आनुवंशिक इंजीनियरिंग में उपयोग किया जाता है। तेजी से स्व-प्रतिलिपि होने और प्रजातियों के बीच या यहां तक \u200b\u200bकि जेनेरा के बीच प्लास्मिड के संयुग्मन हस्तांतरण की संभावना के कारण, प्लास्मिड बैक्टीरिया के विकास में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

उग्र प्रतिक्रिया।

उग्र प्रतिक्रिया - एक सरल प्रतिक्रिया जिसमें एंटीबॉडी कोरपस्यूक्लियर एंटीजन (बैक्टीरिया, एरिथ्रोसाइट्स या अन्य कोशिकाओं को बांधते हैं, उन पर अणुओं के साथ अघुलनशील कणों के साथ-साथ मैक्रोमोलेक्यूलर एग्रीगेट भी होते हैं)। यह इलेक्ट्रोलाइट्स की उपस्थिति में होता है, उदाहरण के लिए, आइसोटोनिक सोडियम क्लोराइड समाधान जोड़कर।

लागू हैं विभिन्न विकल्प एग्लूटीनेशन प्रतिक्रियाएं: विस्तारित, अनुमानित, अप्रत्यक्ष, आदि। एग्लूटीनेशन प्रतिक्रिया फ्लेक्स या तलछट (कोशिकाओं द्वारा "चिपके" एंटीबॉडी के गठन से प्रकट होती है जिसमें दो या अधिक एंटीजन-बाइंडिंग केंद्र होते हैं - चित्र 13.1)। RA का उपयोग इसके लिए किया जाता है:

1) एंटीबॉडी का निर्धारण रोगियों के रक्त सीरम में, उदाहरण के लिए, ब्रुसेलोसिस (राइट, हेडेल्सन की प्रतिक्रियाओं) के साथ, टॉ़यफायड बुखार और पैराटीफॉइड (विडाल प्रतिक्रिया) और अन्य संक्रामक रोग;

2) प्रेरक एजेंट की पहचानरोगी से आवंटित;

3) रक्त समूहों का निर्धारण एरिथ्रोसाइट एलो-एंटीजन के खिलाफ मोनोक्लोनल एंटीबॉडी का उपयोग करना।

रोगी के एंटीबॉडी का निर्धारण करने के लिए विस्तृत प्रतिक्रिया दें:डायग्नोस्टिकम (मारे गए रोगाणुओं का निलंबन) को रोगी के रक्त सीरम के dilutions में जोड़ा जाता है, और 37 डिग्री सेल्सियस पर ऊष्मायन के कुछ घंटों के बाद, उच्चतम सीरम कमजोर पड़ने (सीरम टिटर) को नोट किया जाता है, जिस पर एग्लूटीनेशन हुआ, यानी, एक अवक्षेप का गठन किया।

एग्लूटिनेशन की प्रकृति और दर एंटीजन और एंटीबॉडी के प्रकार पर निर्भर करती है। एक उदाहरण विशिष्ट एंटीबॉडी के साथ डायग्नोस्टिकम (ओ- और एच-एंटीजन) की बातचीत की विशेषताएं हैं। ओ-डायग्नोस्टिकम (हीटिंग द्वारा मारे जाने वाले बैक्टीरिया, थर्मोस्टेबल ओ-एंटीजन को बनाए रखने) के साथ एग्लूटिनेशन प्रतिक्रिया ठीक-ठीक एग्लूटिनेशन के रूप में होती है। एच-डायग्नोस्टिकम (फॉर्मेलिन द्वारा मारे जाने वाले बैक्टीरिया, जो थर्मोलैबाइल फ्लैगेलर एच-एंटीजन को बनाए रखते हैं) के साथ एग्लूटिनेशन प्रतिक्रिया बड़ी कपास है और तेजी से आगे बढ़ती है।

यदि रोगी से पृथक रोगज़नक़ को निर्धारित करना आवश्यक है, तो डालें सांकेतिक उग्र प्रतिक्रिया,डायग्नोस्टिक एंटीबॉडीज (एग्लूटिनेटिंग सीरम) का उपयोग करते हुए, यानी रोगज़नक़ों का सीरोटाइपिंग किया जाता है। सांकेतिक प्रतिक्रिया एक ग्लास स्लाइड पर किया गया। रोगी से अलग किए गए रोगज़नक़ की एक शुद्ध संस्कृति को 1:10 या 1:20 के कमजोर पड़ने पर नैदानिक \u200b\u200bएग्लूटीटिंग सीरम की एक बूंद में जोड़ा जाता है। इसके आगे एक नियंत्रण रखा गया है: सीरम के बजाय, सोडियम क्लोराइड समाधान की एक बूंद को लागू किया जाता है। जब एक फ्लोकुलेंट तलछट सीरम और रोगाणुओं के साथ एक बूंद में दिखाई देती है, तो एग्लूटिनेटिंग सीरम के बढ़ते dilutions के साथ टेस्ट ट्यूबों में एक विस्तृत एग्लूटिनेशन प्रतिक्रिया निर्धारित की जाती है, जिसमें रोगज़नक निलंबन के 2-3 बूंदों को जोड़ा जाता है। एग्लूटिनेशन को तलछट की मात्रा और तरल के स्पष्टीकरण की डिग्री द्वारा ध्यान में रखा जाता है। अभिक्रिया को सकारात्मक माना जाता है यदि नैदानिक \u200b\u200bसीरम के अनुमापांक के करीब एग्लूटिनेशन का उल्लेख किया जाता है। उसी समय, नियंत्रणों को ध्यान में रखा जाता है: आइसोटोनिक सोडियम क्लोराइड समाधान के साथ पतला सीरम पारदर्शी होना चाहिए, उसी समाधान में रोगाणुओं का निलंबन समान रूप से बादल होना चाहिए, बिना तलछट के।

विभिन्न संबंधित बैक्टीरिया समान नैदानिक \u200b\u200bएग्लूटीटिंग सीरम के साथ बढ़ सकते हैं, जिससे उन्हें पहचानना मुश्किल हो जाता है। इसलिए, adsorbed agglutinating सीरा का उपयोग किया जाता है, जिसमें से क्रॉस-रिएक्टिव एंटीबॉडी को संबंधित बैक्टीरिया द्वारा सोखना द्वारा हटा दिया गया है। ये सेरा केवल इस जीवाणु के प्रति एंटीबॉडी को बनाए रखता है।

प्लास्मिड बैक्टीरिया के एक्स्ट्राक्रोमोसोमल मोबाइल आनुवांशिक संरचनाएं हैं, जो दोहरे फंसे डीएनए के बंद छल्ले हैं। आकार क्रोमोसोम के डीएनए का 0.1-5% है। प्लास्मिड्स स्वायत्त रूप से कॉपी (प्रतिकृति) करने में सक्षम होते हैं और कोशिका के साइटोप्लाज्म में मौजूद होते हैं, इसलिए, सेल में प्लास्मिड की कई प्रतियां शामिल हो सकती हैं। प्लास्मिड्स को क्रोमोसोम में शामिल (एकीकृत) किया जा सकता है और इसके साथ दोहराया जा सकता है। पारगम्य और गैर-पारगम्य प्लास्मिड के बीच भेद। संक्रमणीय (संयुग्मक) प्लास्मिड को एक जीवाणु से दूसरे जीवाणु में स्थानांतरित किया जा सकता है।
प्लास्मिड द्वारा बैक्टीरियल सेल को प्रदान किए गए फेनोटाइपिक लक्षणों में, निम्नलिखित को प्रतिष्ठित किया जा सकता है:
1) एंटीबायोटिक प्रतिरोध;
2) कोलिन्स का गठन;
3) रोगजनक कारकों का उत्पादन;
4) जटिल कार्बनिक पदार्थों का विभाजन;
शब्द "प्लास्मिड्स" को पहली बार बैक्टीरिया के सेक्स कारक को दर्शाने के लिए पेश किया गया था। प्लास्मिड ऐसे जीन ले जाते हैं जो मेजबान सेल के लिए आवश्यक नहीं होते हैं, बैक्टीरिया को अतिरिक्त गुण प्रदान करते हैं, जो कि कुछ पर्यावरणीय परिस्थितियों में, प्लास्मिड मुक्त बैक्टीरिया पर उनके अस्थायी लाभ प्रदान करते हैं।
कुछ प्लास्मिड तंग नियंत्रण में हैं। इसका मतलब है कि उनकी प्रतिकृति गुणसूत्र की प्रतिकृति के साथ इस तरह से जुड़ी होती है कि प्रत्येक जीवाणु कोशिका में प्लास्मिड की कम से कम एक या कई प्रतियाँ मौजूद होती हैं।
कमजोर नियंत्रण के तहत प्लास्मिड की प्रतिलिपि संख्या प्रति जीवाणु कोशिका 10 से 200 तक पहुंच सकती है।
प्लाज्मिड प्रतिकृतियों को चिह्नित करने के लिए, उन्हें अनुकूलता समूहों में विभाजित करने की प्रथा है। प्लास्मिड की असंगति एक ही बैक्टीरिया सेल में स्थिर रूप से बने रहने के लिए दो प्लास्मिड की अक्षमता से जुड़ी है।
कुछ प्लास्मिड को एक ही प्रतिकृति के रूप में बैक्टीरिया के गुणसूत्र और फ़ंक्शन में उलटा डाला जा सकता है। इस तरह के प्लास्मिड को एकीकृत या एपिसोड कहा जाता है।
विभिन्न प्रकार के बैक्टीरिया में, आर-प्लास्मिड्स पाए गए थे जो जीन को दवाओं के लिए कई प्रतिरोधों के लिए जिम्मेदार मानते हैं - एंटीबायोटिक्स, सल्फोनामाइड्स, आदि, एफ-प्लास्मिड्स या बैक्टीरिया का सेक्स कारक, जो जननांग पिली को संयुग्मित करने और बनाने की उनकी क्षमता निर्धारित करता है। एंटर-प्लास्मिड्स, एंटरोटॉक्सिन के उत्पादन का निर्धारण करते हैं।
प्लास्मिड्स पुनर्संयोजन, म्यूटेशन के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं, और बैक्टीरिया से समाप्त (हटाए) जा सकते हैं, जो हालांकि, उनके मूल गुणों को प्रभावित नहीं करता है। प्लास्मिड आनुवंशिक सामग्री के कृत्रिम पुनर्निर्माण पर प्रयोगों के लिए एक सुविधाजनक मॉडल है और व्यापक रूप से पुनः संयोजक उपभेदों को प्राप्त करने के लिए आनुवंशिक इंजीनियरिंग में उपयोग किया जाता है।

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