ಜೈವಿಕತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು, ನೀವು ಹಿಂದಿನ ಅಧ್ಯಾಯದಿಂದ ಕಲಿತಂತೆ, ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ ತಳೀಯವಾಗಿ ಮಾರ್ಪಡಿಸಿದ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳು, ಬೂಷ್ಟುಗಳು, ಸಸ್ಯಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರಾಣಿಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಔದ್ಯಮಿಕ ಪ್ರಮಾಣದ ಜೈವಿಕ-ಔಷಧಗಳು ಮತ್ತು ಜೈವಿಕಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಯೊಂದಿಗೆ ವ್ಯವಹರಿಸುತ್ತದೆ. ಜೈವಿಕತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ ಚಿಕಿತ್ಸಾತ್ಮಕಗಳು, ರೋಗನಿರ್ಣಯ, ಕೃಷಿಗಾಗಿ ತಳೀಯವಾಗಿ ಮಾರ್ಪಡಿಸಿದ ಬೆಳೆಗಳು, ಸಂಸ್ಕರಿತ ಆಹಾರ, ಜೈವಿಕ-ಸಂಸ್ಕರಣ, ತ್ಯಾಜ್ಯ ಚಿಕಿತ್ಸೆ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿ ಉತ್ಪಾದನೆ ಸೇರಿವೆ. ಜೈವಿಕತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಮೂರು ನಿರ್ಣಾಯಕ ಸಂಶೋಧನಾ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳು:

(i) ಸುಧಾರಿತ ಜೀವಿಯ ರೂಪದಲ್ಲಿ (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿ ಅಥವಾ ಶುದ್ಧ ಕಿಣ್ವ) ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಉತ್ಪ್ರೇರಕವನ್ನು ಒದಗಿಸುವುದು.

(ii) ಉತ್ಪ್ರೇರಕವು ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಲು ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಮೂಲಕ ಸೂಕ್ತ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುವುದು, ಮತ್ತು

(iii) ಪ್ರೋಟೀನ್/ಸಾವಯವ ಸಂಯುಕ್ತವನ್ನು ಶುದ್ಧೀಕರಿಸಲು ಡೌನ್ಸ್ಟ್ರೀಮ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯಾ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳು.

ಈಗ ಮಾನವರು ಜೈವಿಕತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಹೇಗೆ ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಮಾನವ ಜೀವನದ ಗುಣಮಟ್ಟವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಿದ್ದಾರೆ ಎಂಬುದನ್ನು ನಾವು ಕಲಿಯೋಣ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಆಹಾರ ಉತ್ಪಾದನೆ ಮತ್ತು ಆರೋಗ್ಯ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ.

12.1 ಕೃಷಿಯಲ್ಲಿ ಜೈವಿಕತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಅನ್ವಯಗಳು

ಆಹಾರ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಯೋಚಿಸಬಹುದಾದ ಮೂರು ಆಯ್ಕೆಗಳನ್ನು ನೋಡೋಣ

(i) ಕೃಷಿರಾಸಾಯನಿಕ-ಆಧಾರಿತ ಕೃಷಿ;

(ii) ಸಾವಯವ ಕೃಷಿ; ಮತ್ತು

(iii) ತಳೀಯವಾಗಿ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಮಾಡಿದ ಬೆಳೆ-ಆಧಾರಿತ ಕೃಷಿ.

ಹಸಿರು ಕ್ರಾಂತಿಯು ಆಹಾರ ಪೂರೈಕೆಯನ್ನು ಮೂರು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿಸುವಲ್ಲಿ ಯಶಸ್ವಿಯಾಯಿತು ಆದರೆ ಇನ್ನೂ ಬೆಳೆಯುತ್ತಿರುವ ಮಾನವ ಜನಸಂಖ್ಯೆಗೆ ಆಹಾರ ಒದಗಿಸಲು ಅದು ಸಾಕಾಗಲಿಲ್ಲ. ಹೆಚ್ಚಿದ ಇಳುವರಿಯು ಭಾಗಶಃ ಸುಧಾರಿತ ಬೆಳೆ ತಳಿಗಳ ಬಳಕೆಯಿಂದ ಆದರೆ ಪ್ರಧಾನವಾಗಿ ಉತ್ತಮ ನಿರ್ವಹಣಾ ಪದ್ಧತಿಗಳು ಮತ್ತು ಕೃಷಿರಾಸಾಯನಿಕಗಳ (ಗೊಬ್ಬರ ಮತ್ತು ಕೀಟನಾಶಕಗಳ) ಬಳಕೆಯಿಂದ ಆಯಿತು. ಆದರೆ, ಅಭಿವೃದ್ಧಿಶೀಲ ಪ್ರಪಂಚದ ರೈತರಿಗೆ, ಕೃಷಿರಾಸಾಯನಿಕಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಹಳ ದುಬಾರಿಯಾಗಿವೆ, ಮತ್ತು ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ತಳಿಗಳೊಂದಿಗೆ ಇಳುವರಿಯನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸಂತಾನೋತ್ಪತ್ತಿ ಮೂಲಕ ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸಂತಾನೋತ್ಪತ್ತಿ ತಂತ್ರಗಳು ಬೇಡಿಕೆಯ ಹೆಜ್ಜೆಗೆ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳಲು ಮತ್ತು ಬೆಳೆ ಸುಧಾರಣೆಗೆ ಸಾಕಷ್ಟು ವೇಗವಾದ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸಲು ವಿಫಲವಾದ ಕಾರಣ, ಇನ್ನೊಂದು ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವಾದ ಅಂಗಾಂಶ ಸಂವರ್ಧನೆ (ಟಿಶ್ಯೂ ಕಲ್ಚರ್) ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೊಂಡಿತು. ಅಂಗಾಂಶ ಸಂವರ್ಧನೆ ಎಂದರೇನು? 1950ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ, ಸಂಪೂರ್ಣ ಸಸ್ಯಗಳನ್ನು ಎಕ್ಸ್ಪ್ಲಾಂಟ್ಗಳಿಂದ, ಅಂದರೆ, ಸಸ್ಯದ ಯಾವುದೇ ಭಾಗವನ್ನು ತೆಗೆದು ವಿಶೇಷ ಪೋಷಕ ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿ ನಿರ್ಜೀವಿ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಪರೀಕ್ಷಾ ನಳಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಬೆಳೆಸಬಹುದು ಎಂದು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಕಲಿತರು. ಯಾವುದೇ ಕೋಶ/ಎಕ್ಸ್ಪ್ಲಾಂಟ್ನಿಂದ ಸಂಪೂರ್ಣ ಸಸ್ಯವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಈ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಸರ್ವಶಕ್ತತೆ (ಟೋಟಿಪೋಟೆನ್ಸಿ) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ಹೇಗೆ ಸಾಧಿಸಬೇಕೆಂದು ನೀವು ಉನ್ನತ ತರಗತಿಗಳಲ್ಲಿ ಕಲಿಯುವಿರಿ. ಪೋಷಕ ಮಾಧ್ಯಮವು ಸುಕ್ರೋಸ್ನಂತಹ ಕಾರ್ಬನ್ ಮೂಲವನ್ನು ಮತ್ತು ಅಕಾರ್ಬನಿಕ ಲವಣಗಳು, ಜೀವಸತ್ವಗಳು, ಅಮೈನೋ ಆಮ್ಲಗಳು ಮತ್ತು ಆಕ್ಸಿನ್ಗಳು, ಸೈಟೋಕಿನಿನ್ಗಳು ಮುಂತಾದ ಬೆಳವಣಿಗೆ ನಿಯಂತ್ರಕಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸಬೇಕು ಎಂದು ಇಲ್ಲಿ ಒತ್ತಿಹೇಳುವುದು ಮುಖ್ಯ. ಈ ವಿಧಾನಗಳ ಅನ್ವಯದಿಂದ ಅತ್ಯಲ್ಪ ಅವಧಿಯಲ್ಲಿ ಬಹಳಷ್ಟು ಸಸ್ಯಗಳ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿದೆ. ಅಂಗಾಂಶ ಸಂವರ್ಧನೆಯ ಮೂಲಕ ಸಾವಿರಾರು ಸಸ್ಯಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಈ ವಿಧಾನವನ್ನು ಸೂಕ್ಷ್ಮ-ಪ್ರಸರಣ (ಮೈಕ್ರೋ-ಪ್ರೊಪಗೇಷನ್) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಸಸ್ಯವೂ ಅವು ಬೆಳೆದ ಮೂಲ ಸಸ್ಯಕ್ಕೆ ತಳೀಯವಾಗಿ ಒಂದೇ ಆಗಿರುತ್ತವೆ, ಅಂದರೆ, ಅವು ಸೋಮಾಕ್ಲೋನ್ಗಳು (ಸಮಕೋನಗಳು). ಟೊಮೇಟೊ, ಬಾಳೆ, ಸೇಬು, ಇತ್ಯಾದಿ ಅನೇಕ ಪ್ರಮುಖ ಆಹಾರ ಸಸ್ಯಗಳನ್ನು ಈ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ವಾಣಿಜ್ಯ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ. ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಚೆನ್ನಾಗಿ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಮತ್ತು ಮನಸ್ಸಿಡಲು ನಿಮ್ಮ ಶಿಕ್ಷಕರೊಂದಿಗೆ ಅಂಗಾಂಶ ಸಂವರ್ಧನಾ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯಕ್ಕೆ ಭೇಟಿ ನೀಡಲು ಪ್ರಯತ್ನಿಸಿ.

ಈ ವಿಧಾನದ ಇನ್ನೊಂದು ಪ್ರಮುಖ ಅನ್ವಯವೆಂದರೆ ರೋಗಗ್ರಸ್ತ ಸಸ್ಯಗಳಿಂದ ಆರೋಗ್ಯಕರ ಸಸ್ಯಗಳನ್ನು ಪುನಃ ಪಡೆಯುವುದು. ಸಸ್ಯವು ವೈರಸ್ನಿಂದ ಸೋಕಿದ್ದರೂ ಸಹ, ವರ್ಧನ ಭಾಗಗಳು (ಶಿಖರ ಮತ್ತು ಕಂಕತ-ಕಕ್ಷೀಯ) ವೈರಸ್-ಮುಕ್ತವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ವರ್ಧನ ಭಾಗವನ್ನು ತೆಗೆದು ಅದನ್ನು ಇನ್ ವಿಟ್ರೊದಲ್ಲಿ ಬೆಳೆಸಿ ವೈರಸ್-ಮುಕ್ತ ಸಸ್ಯಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು. ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಬಾಳೆ, ಕಬ್ಬು, ಆಲೂಗಡ್ಡೆ, ಇತ್ಯಾದಿಗಳ ವರ್ಧನ ಭಾಗಗಳನ್ನು ಸಂವರ್ಧಿಸುವಲ್ಲಿ ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿದ್ದಾರೆ.

ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಸಸ್ಯಗಳಿಂದ ಏಕಕೋಶಗಳನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಿ, ಅವುಗಳ ಕೋಶ ಭಿತ್ತಿಗಳನ್ನು ಜೀರ್ಣಿಸಿದ ನಂತರ ನಗ್ನ ಪ್ರೋಟೋಪ್ಲಾಸ್ಟ್ಗಳನ್ನು (ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಪೊರೆಯಿಂದ ಆವೃತ) ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿದೆ. ಎರಡು ವಿಭಿನ್ನ ಸಸ್ಯ ತಳಿಗಳಿಂದ ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲಾದ ಪ್ರೋಟೋಪ್ಲಾಸ್ಟ್ಗಳನ್ನು – ಪ್ರತಿಯೊಂದೂ ಅಪೇಕ್ಷಿತ ಗುಣಲಕ್ಷಣವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ – ಸಂಕರ ಪ್ರೋಟೋಪ್ಲಾಸ್ಟ್ಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಸಮ್ಮಿಳಿತಗೊಳಿಸಬಹುದು, ಅದನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಬೆಳೆಸಿ ಹೊಸ ಸಸ್ಯವನ್ನು ರೂಪಿಸಬಹುದು. ಈ ಸಂಕರಗಳನ್ನು ದೈಹಿಕ ಸಂಕರಗಳು (ಸೋಮ್ಯಾಟಿಕ್ ಹೈಬ್ರಿಡ್ಸ್) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಆದರೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ದೈಹಿಕ ಸಂಕರೀಕರಣ (ಸೋಮ್ಯಾಟಿಕ್ ಹೈಬ್ರಿಡೈಸೇಷನ್) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಟೊಮೇಟೊದ ಪ್ರೋಟೋಪ್ಲಾಸ್ಟ್ ಆಲೂಗಡ್ಡೆಯ ಪ್ರೋಟೋಪ್ಲಾಸ್ಟ್ನೊಂದಿಗೆ ಸಮ್ಮಿಳಿತಗೊಂಡು, ನಂತರ ಅವುಗಳನ್ನು ಬೆಳೆಸಿದಾಗ – ಟೊಮೇಟೊ ಮತ್ತು ಆಲೂಗಡ್ಡೆಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುವ ಹೊಸ ಸಂಕರ ಸಸ್ಯಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಸನ್ನಿವೇಶವನ್ನು ಊಹಿಸಿ. ಸರಿ, ಇದು ಸಾಧಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ – ಪೊಮೇಟೊ ರಚನೆಗೆ ಕಾರಣವಾಯಿತು; ದುರದೃಷ್ಟವಶಾತ್ ಈ ಸಸ್ಯವು ಅದರ ವಾಣಿಜ್ಯ ಬಳಕೆಗೆ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಎಲ್ಲಾ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಸಂಯೋಜನೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರಲಿಲ್ಲ.

ನಮ್ಮ ತಳಿಶಾಸ್ತ್ರದ ತಿಳುವಳಿಕೆಯು ರೈತರು ತಮ್ಮ ಹೊಲಗಳಿಂದ ಗರಿಷ್ಠ ಇಳುವರಿಯನ್ನು ಪಡೆಯಲು ತೋರಿಸಬಹುದಾದ ಯಾವುದೇ ಪರ್ಯಾಯ ಮಾರ್ಗವಿದೆಯೇ? ರಾಸಾಯನಿಕ ಗೊಬ್ಬರಗಳು ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕಗಳ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಕನಿಷ್ಠಗೊಳಿಸುವ ಮಾರ್ಗವಿದೆಯೇ, ಇದರಿಂದ ಪರಿಸರದ ಮೇಲೆ ಅವುಗಳ ಹಾನಿಕಾರಕ ಪರಿಣಾಮಗಳು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತವೆಯೇ? ತಳೀಯವಾಗಿ ಮಾರ್ಪಡಿಸಿದ ಬೆಳೆಗಳ ಬಳಕೆ ಒಂದು ಸಾಧ್ಯವಿರುವ ಪರಿಹಾರವಾಗಿದೆ.

ಜೀನ್ಗಳು ಕುಶಲತೆಯಿಂದ ಬದಲಾವಣೆಗೊಂಡ ಸಸ್ಯಗಳು, ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳು, ಬೂಷ್ಟುಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರಾಣಿಗಳನ್ನು ತಳೀಯವಾಗಿ ಮಾರ್ಪಡಿಸಿದ ಜೀವಿಗಳು (ಜಿಎಂಓ) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಜಿಎಂ ಸಸ್ಯಗಳು ಅನೇಕ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಉಪಯುಕ್ತವಾಗಿವೆ. ತಳೀಯ ಮಾರ್ಪಾಡು:

(i) ಬೆಳೆಗಳನ್ನು ಅಜೈವಿಕ ಒತ್ತಡಗಳಿಗೆ (ಶೀತ, ಬರ, ಉಪ್ಪು, ಉಷ್ಣ) ಹೆಚ್ಚು ಸಹಿಷ್ಣುವಾಗಿಸಿದೆ.

(ii) ರಾಸಾಯನಿಕ ಕೀಟನಾಶಕಗಳ ಮೇಲಿನ ಅವಲಂಬನೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿದೆ (ಕೀಟ-ನಿರೋಧಕ ಬೆಳೆಗಳು).

(iii) ಕೊಯ್ಲು ನಂತರದ ನಷ್ಟವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡಿದೆ.

(iv) ಸಸ್ಯಗಳಿಂದ ಖನಿಜ ಬಳಕೆಯ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಿದೆ (ಇದು ಮಣ್ಣಿನ ಫಲವತ್ತತೆಯ ಆರಂಭಿಕ ದುರ್ಬಲಗೊಳಿಸುವಿಕೆಯನ್ನು ತಡೆಗಟ್ಟುತ್ತದೆ).

(v) ಆಹಾರದ ಪೌಷ್ಟಿಕ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಿದೆ, ಉದಾ., ಗೋಲ್ಡನ್ ರೈಸ್, ಅಂದರೆ, ವಿಟಮಿನ್ ‘ಎ’ ಸಮೃದ್ಧ ಅಕ್ಕಿ.

ಈ ಬಳಕೆಗಳ ಜೊತೆಗೆ, ಜಿಎಂ ಅನ್ನು ಕಾರ್ಖಾನೆಗಳಿಗೆ ಪರ್ಯಾಯ ಸಂಪನ್ಮೂಲಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಲು, ಪಿಷ್ಟಗಳು, ಇಂಧನಗಳು ಮತ್ತು ಔಷಧಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ, ಅಗತ್ಯಾನುಗುಣವಾಗಿ ತಯಾರಿಸಿದ ಸಸ್ಯಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗಿದೆ.

ಕೃಷಿಯಲ್ಲಿ ಜೈವಿಕತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಕೆಲವು ಅನ್ವಯಗಳು, ನೀವು ವಿವರವಾಗಿ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುವಂತೆ, ಕೀಟನಾಶಕ ಬಳಕೆಯ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದಾದ ಕೀಟ-ನಿರೋಧಕ ಸಸ್ಯಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಯಾಗಿವೆ. ಬಿಟಿ ವಿಷವನ್ನು ಬ್ಯಾಸಿಲಸ್ ಥುರಿಂಜಿಯೆನ್ಸಿಸ್ (ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತವಾಗಿ ಬಿಟಿ) ಎಂಬ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಂ ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಬಿಟಿ ವಿಷ ಜೀನ್ ಅನ್ನು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದಿಂದ ಕ್ಲೋನ್ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಕೀಟನಾಶಕಗಳ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲದೆ ಕೀಟಗಳಿಗೆ ನಿರೋಧಕತ್ವವನ್ನು ಒದಗಿಸಲು ಸಸ್ಯಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ; ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಜೈವಿಕ-ಕೀಟನಾಶಕವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸಲಾಗಿದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗಳೆಂದರೆ ಬಿಟಿ ಹತ್ತಿ, ಬಿಟಿ ಮೆಕ್ಕೆಜೋಳ, ಅಕ್ಕಿ, ಟೊಮೇಟೊ, ಆಲೂಗಡ್ಡೆ ಮತ್ತು ಸೋಯಾಬೀನ್ ಇತ್ಯಾದಿ.

ಬಿಟಿ ಹತ್ತಿ: ಬ್ಯಾಸಿಲಸ್ ಥುರಿಂಜಿಯೆನ್ಸಿಸ್ನ ಕೆಲವು ತಳಿಗಳು ಲೆಪಿಡಾಪ್ಟೆರಾನ್ಗಳು (ತಂಬಾಕು ಬಡ್ವರ್ಮ್, ಆರ್ಮಿವರ್ಮ್), ಕೊಲಿಯಾಪ್ಟೆರಾನ್ಗಳು (ಬೀಟಲ್ಗಳು) ಮತ್ತು ಡಿಪ್ಟೆರಾನ್ಗಳು (ನೊಣಗಳು, ಸೊಳ್ಳೆಗಳು) ನಂತಹ ಕೆಲವು ಕೀಟಗಳನ್ನು ಕೊಲ್ಲುವ ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತವೆ. ಬಿ. ಥುರಿಂಜಿಯೆನ್ಸಿಸ್ ಅವುಗಳ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಪ್ರೋಟೀನ್ ಸ್ಫಟಿಕಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಸ್ಫಟಿಕಗಳು ವಿಷಕಾರಿ ಕೀಟನಾಶಕ ಪ್ರೋಟೀನ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಈ ವಿಷವು ಬ್ಯಾಸಿಲಸ್ ಅನ್ನು ಏಕೆ ಕೊಲ್ಲುವುದಿಲ್ಲ? ವಾಸ್ತವವಾಗಿ, ಬಿಟಿ ವಿಷ ಪ್ರೋಟೀನ್ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ಪ್ರೋಟೋಟಾಕ್ಸಿನ್ಗಳಾಗಿ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿದೆ ಆದರೆ ಒಮ್ಮೆ ಕೀಟವು ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ವಿಷವನ್ನು ಸೇವಿಸಿದ ನಂತರ, ಕರುಳಿನ ಕ್ಷಾರೀಯ pH ಯಿಂದಾಗಿ ಅದು ವಿಷದ ಸಕ್ರಿಯ ರೂಪಕ್ಕೆ ಪರಿವರ್ತನೆಯಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಸ್ಫಟಿಕಗಳನ್ನು ಕರಗಿಸುತ್ತದೆ. ಸಕ್ರಿಯಗೊಂಡ ವಿಷವು ಮಧ್ಯಕರುಳಿನ ಎಪಿಥೀಲಿಯಲ್ ಕೋಶಗಳ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಬಂಧಿಸಿ ಕೋಶಗಳು ಉಬ್ಬುವಿಕೆ ಮತ್ತು ವಿಘಟನೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುವ ರಂಧ್ರಗಳನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಕೀಟದ ಸಾವಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.

ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಬಿಟಿ ವಿಷ ಜೀನ್ಗಳನ್ನು ಬ್ಯಾಸಿಲಸ್ ಥುರಿಂಜಿಯೆನ್ಸಿಸ್ನಿಂದ ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಹತ್ತಿ (ಚಿತ್ರ 12.1) ನಂತಹ ಹಲವಾರು ಬೆಳೆ ಸಸ್ಯಗಳಲ್ಲಿ ಸೇರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಜೀನ್ಗಳ ಆಯ್ಕೆಯು ಬೆಳೆ ಮತ್ತು ಗುರಿಯಾದ ಕೀಟದ ಮೇಲೆ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಿಟಿ ವಿಷಗಳು ಕೀಟ-ಗುಂಪು ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ವಿಷವನ್ನು ಕ್ರೈ ಎಂದು ಹೆಸರಿಸಲಾದ ಕ್ರೈಐಎಸಿ ಜೀನ್ ಮೂಲಕ ಕೋಡ್ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಹಲವಾರು ಇವೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಕ್ರೈಐಎಸಿ ಮತ್ತು ಕ್ರೈಐಐಎಬಿ ಜೀನ್ಗಳಿಂದ ಎನ್ಕೋಡ್ ಮಾಡಲಾದ ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳು ಹತ್ತಿ ಬಾಲ್ವರ್ಮ್ಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತವೆ, ಕ್ರೈಐಎಬಿಯು ಮೆಕ್ಕೆಜೋಳದ ಬೋರರ್ ಅನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತದೆ.

ಚಿತ್ರ 12.1 ಹತ್ತಿ ಗುಂಡು: (ಎ) ಬಾಲ್ವರ್ಮ್ಗಳಿಂದ ನಾಶವಾದ; (ಬಿ) ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಪಕ್ವವಾದ ಹತ್ತಿ ಗುಂಡು

ಕೀಟ-ನಿರೋಧಕ ಸಸ್ಯಗಳು: ಹಲವಾರು ನೆಮಟೋಡ್ಗಳು ಮಾನವರನ್ನು ಒಳಗೊಂಡು ವಿವಿಧ ಸಸ್ಯಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರಾಣಿಗಳನ್ನು ಪರಾವಲಂಬಿಸುತ್ತವೆ. ಮೆಲೊಯಿಡೆಜೈನ್ ಇಂಕಾಗ್ನಿಟಿಯಾ ಎಂಬ ನೆಮಟೋಡ್ ತಂಬಾಕು ಸಸ್ಯಗಳ ಬೇರುಗಳನ್ನು ಸೋಕಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇಳುವರಿಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಡಿತಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಸೋಂಕನ್ನು ತಡೆಗಟ್ಟಲು ಆರ್ಎನ್ಎ ಹಸ್ತಕ್ಷೇಪ (ಆರ್ಎನ್ಎಐ) ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ ಒಂದು ನೂತನ ತಂತ್ರವನ್ನು ಅಳವಡಿಸಲಾಯಿತು. ಆರ್ಎನ್ಎಐ ಎಲ್ಲಾ ಸುಕೇಂದ್ರಿ ಜೀವಿಗಳಲ್ಲಿ ಕೋಶೀಯ ರಕ್ಷಣೆಯ ವಿಧಾನವಾಗಿ ನಡೆಯುತ್ತದೆ. ಈ ವಿಧಾನವು ಪೂರಕ ಡಿಎಸ್ಆರ್ಎನ್ಎ ಅಣುವಿನಿಂದಾಗಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಎಂಆರ್ಎನ್ಎಯ ಮೌನೀಕರಣವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ, ಅದು ಎಂಆರ್ಎನ್ಎಗೆ ಬಂಧಿಸಿ ಅದರ ಅನುವಾದವನ್ನು ತಡೆಗಟ್ಟುತ್ತದೆ (ಮೌನೀಕರಣ). ಈ ಪೂರಕ ಆರ್ಎನ್ಎದ ಮೂಲವು ಆರ್ಎನ್ಎ ಜೀನೋಮ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ವೈರಸ್ಗಳ ಸೋಂಕು ಅಥವಾ ಆರ್ಎನ್ಎ ಮಧ್ಯವರ್ತಿಯ ಮೂಲಕ ಪುನರಾವರ್ತಿಸುವ ಚಲನಶೀಲ ತಳೀಯ ಅಂಶಗಳು (ಟ್ರಾನ್ಸ್ಪೋಸಾನ್ಗಳು) ಆಗಿರಬಹುದು.

ಅಗ್ರೋಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಂ ವಾಹಕಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು, ನೆಮಟೋಡ್-ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಜೀನ್ಗಳನ್ನು ಪೋಷಕ ಸಸ್ಯಕ್ಕೆ ಪರಿಚಯಿಸಲಾಯಿತು (ಚಿತ್ರ 12.2). ಡಿಎನ್ಎದ ಪರಿಚಯವು ಪೋಷಕ ಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ಸೆನ್ಸ್ ಮತ್ತು ಆಂಟಿ-ಸೆನ್ಸ್ ಆರ್ಎನ್ಎ ಎರಡನ್ನೂ ಉತ್ಪಾದಿಸುವಂತೆ ಮಾಡಿತು. ಈ ಎರಡು ಆರ್ಎನ್ಎಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಪೂರಕವಾಗಿರುವುದರಿಂದ ದ್ವಿ-ಹಂತದ ಆರ್ಎನ್ಎ (ಡಿಎಸ್ಆರ್ಎನ್ಎ) ಅನ್ನು ರೂಪಿಸಿತು, ಅದು ಆರ್ಎನ್ಎಐಯನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿತು ಮತ್ತು ಆ ಮೂಲಕ, ನೆಮಟೋಡ್ನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಎಂಆರ್ಎನ್ಎಯನ್ನು ಮೌನಗೊಳಿಸಿತು. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಪರಾವಲಂಬಿಯು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಹಸ್ತಕ್ಷೇಪಕಾರಿ ಆರ್ಎನ್ಎವನ್ನು ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸುವ ಸಂಕರ ಪೋಷಕದಲ್ಲಿ ಬದುಕಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಲಿಲ್ಲ. ಆದ್ದರಿಂದ ಸಂಕರ ಸಸ್ಯವು ಪರಾವಲಂಬಿಯಿಂದ ಸ್ವತಃ ರಕ್ಷಿಸಿಕೊಂಡಿತು (ಚಿತ್ರ 12.2).

ಚಿತ್ರ 12.2 ಪೋಷಕ ಸಸ್ಯ-ಉತ್ಪಾದಿತ ಡಿಎಸ್ಆರ್ಎನ್ಎ ನೆಮಟೋಡ್ ಸೋಂಕಿನ ವಿರುದ್ಧ ರಕ್ಷಣೆಯನ್ನು ಪ್ರಚೋದಿಸುತ್ತದೆ: (ಎ) ವಿಶಿಷ್ಟ ನಿಯಂತ್ರಣ ಸಸ್ಯದ ಬೇರುಗಳು; (ಬಿ) ಸಂಕರ ಸಸ್ಯದ ಬೇರುಗಳು ನೆಮಟೋಡ್ನ ಉದ್ದೇಶಪೂರ್ವಕ ಸೋಂಕಿನ 5 ದಿನಗಳ ನಂತರ ಆದರೆ ನೂತನ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನದ ಮೂಲಕ ರಕ್ಷಿಸಲ್ಪಟ್ಟವು.

12.2 ವೈದ್ಯಕೀಯದಲ್ಲಿ ಜೈವಿಕತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಅನ್ವಯಗಳು

ಪುನರಾವರ್ತಿತ ಡಿಎನ್ಎ ತಾಂತ್ರಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಸುರಕ್ಷಿತ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಚಿಕಿತ್ಸಾ ಔಷಧಗಳ ಬೃಹತ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಸಾಧ್ಯಗೊಳಿಸುವ ಮೂಲಕ ಆರೋಗ್ಯರಕ್ಷಣಾ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಅಪಾರ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರಿವೆ. ಇದಲ್ಲದೆ, ಪುನರಾವರ್ತಿತ ಚಿಕಿತ್ಸಾತ್ಮಕಗಳು ಅಮಾನವೀಯ ಮೂಲಗಳಿಂದ ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲಾದ ಇದೇ ರೀತಿಯ ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿರುವಂತೆ ಅನಪೇಕ್ಷಿತ ಪ್ರತಿರಕ್ಷಣಾ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಪ್ರಚೋದಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಸುಮಾರು 30 ಪುನರಾವರ್ತಿತ ಚಿಕಿತ್ಸಾತ್ಮಕಗಳು ವಿಶ್ವದಾದ್ಯಂತ ಮಾನವ ಬಳಕೆಗೆ ಅನುಮೋದಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ. ಭಾರತದಲ್ಲಿ, ಇವುಗಳಲ್ಲಿ 12 ಪ್ರಸ್ತುತ ಮಾರುಕಟ್ಟೆಗೆ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗಿವೆ.

12.2.1 ತಳೀಯವಾಗಿ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಮಾಡಿದ ಇನ್ಸುಲಿನ್

ವಯಸ್ಕ-ಆರಂಭದ ಮಧುಮೇಹವನ್ನು ನಿಯಮಿತ ಸಮಯದ ಮಧ್ಯಂತರಗಳಲ್ಲಿ ಇನ್ಸುಲಿನ್ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಮೂಲಕ ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿದೆ. ಸಾಕಷ್ಟು ಮಾನವ-ಇನ್ಸುಲಿನ್ ಲಭ್ಯವಿಲ್ಲದಿದ್ದರೆ ಮಧುಮೇಹ ರೋಗಿಯು ಏನು ಮಾಡುತ್ತಾನೆ? ನೀವು ಇದರ ಬಗ್ಗೆ ಚರ್ಚಿಸಿದರೆ, ಇತರ ಪ್ರಾಣಿಗಳಿಂದ ಇನ್ಸುಲಿನ್ ಅನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಿ ಬಳಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ನೀವು ಶೀಘ್ರದಲ್ಲೇ ಅರಿತುಕೊಳ್ಳುವಿರಿ. ಇತರ ಪ್ರಾಣಿಗಳಿಂದ ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲಾದ ಇನ್ಸುಲಿನ್ ಮಾನವ ದೇಹವು ಸ್ವತಃ ಸ್ರವಿಸುವ ಇನ್ಸುಲಿನ್ನಷ್ಟೇ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿರುತ್ತದೆಯೇ ಮತ್ತು ಅದು ಮಾನವ ದೇಹದಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿರಕ್ಷಣಾ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಪ್ರಚೋದಿಸುವುದಿಲ್ಲವೇ? ಈಗ, ಮಾನವ ಇನ್ಸುಲಿನ್ ಮಾಡಬಲ್ಲ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಂ ಲಭ್ಯವಿದ್ದರೆ ಊಹಿಸಿ. ಇದ್ದಕ್ಕಿದ್ದಂತೆ ಸಂಪೂರ್ಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ತುಂಬಾ ಸರಳವಾಗುತ್ತದೆ. ನೀವು ಸುಲಭವಾಗಿ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಬೆಳೆಸಬಹುದು ಮತ್ತು ನಿಮಗೆ ಬೇಕಾದಷ್ಟು ಇನ್ಸುಲಿನ್ ಮಾಡಬಹುದು. ಇನ್ಸುಲಿನ್ ಅನ್ನು ಮಧುಮೇಹಿಗಳಿಗೆ ಬಾಯಿ ಮೂಲಕ ನೀಡಬಹುದೇ ಅಥವಾ ಇಲ್ಲವೇ ಎಂದು ಯೋಚಿಸಿ. ಏಕೆ?

ಮಧುಮೇಹಕ್ಕಾಗಿ ಬಳಸುವ ಇನ್ಸುಲಿನ್ ಅನ್ನು ಹಿಂದೆ ಕೊಲ್ಲಲ್ಪಟ್ಟ ಹಸು ಮತ್ತು ಹಂದಿಗಳ ಕ್ಲೋಮ ಗ್ರಂಥಿಯಿಂದ ಹೊರತೆಗೆಯಲಾಗುತ್ತಿತ್ತು. ಪ್ರಾಣಿ ಮೂಲದ ಇನ್ಸುಲಿನ್, ಕೆಲವು ರೋಗಿಗಳಲ್ಲಿ ವಿದೇಶಿ ಪ್ರೋಟೀನ್ಗೆ ಅಲರ್ಜಿ ಅಥವಾ ಇತರ ರೀತಿಯ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುವಂತೆ ಮಾಡಿತು. ಇನ್ಸುಲಿನ್ ಎರಡು ಚಿಕ್ಕ ಪಾಲಿಪೆಪ್ಟೈಡ್ ಸರಪಳಿಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ: ಸರಪಳಿ ಎ ಮತ್ತು ಸರಪಳಿ ಬಿ, ಅವುಗಳು ಡೈಸಲ್ಫೈಡ್ ಸೇತುವೆಗಳಿಂದ ಒಟ್ಟಿಗೆ ಜೋಡಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ (ಚಿತ್ರ 12.3).

ಚಿತ್ರ 12.3 ಪ್ರೋ-ಇನ್ಸುಲಿನ್ನಿಂದ ಇನ್ಸುಲಿನ್ಗೆ ಪಕ್ವತೆ (ಸರಳೀಕೃತ)

ಸ್ತನಿಗಳಲ್ಲಿ, ಮಾನವರನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಂತೆ, ಇನ್ಸುಲಿನ್ ಅನ್ನು ಪ್ರೋ-ಹಾರ್ಮೋನ್ ಆಗಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ (ಪ್ರೋ-ಕಿಣ್ವದಂತೆ, ಪ್ರೋ-ಹಾರ್ಮೋನ್ ಸಹ ಅದು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಪಕ್ವ ಮತ್ತು ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಹಾರ್ಮೋನ್ ಆಗುವ ಮೊದಲು ಸಂಸ್ಕರಣೆ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ) ಇದು ಸಿ ಪೆಪ್ಟೈಡ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ವಿಸ್ತರಣೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಸಿ ಪೆಪ್ಟೈಡ್ ಪಕ್ವ ಇನ್ಸುಲಿನ್ನಲ್ಲಿ ಇರುವುದಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಇನ್ಸುಲಿನ್ ಆಗಿ ಪಕ್ವಗೊಳ್ಳುವಾಗ ತೆಗೆದುಹಾಕಲ್ಪಡುತ್ತದೆ. ಆರ್ಡಿಎನ್ಎ ತಂತ್ರಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಇನ್ಸುಲಿನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಮುಖ್ಯ ಸವಾಲು ಇನ್ಸುಲಿನ್ ಅನ್ನು ಪಕ್ವ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಜೋಡಿಸುವುದಾಗಿತ್ತು. 1983 ರಲ್ಲಿ, ಎಲಿ ಲಿಲ್ಲಿ ಎಂಬ ಅಮೇರಿಕನ್ ಕಂಪನಿಯು ಮಾನವ ಇನ್ಸುಲಿನ್ನ ಎ ಮತ್ತು ಬಿ ಸರಪಳಿಗಳಿಗೆ ಅನುಗುಣವಾದ ಎರಡು ಡಿಎನ್ಎ ಅನುಕ್ರಮಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಿತು ಮತ್ತು ಇನ್ಸುಲಿನ್ ಸರಪಳಿಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದ