ਬਾਇਓਟੈਕਨਾਲੋਜੀ ਜੀਵਿਤ ਜੀਵਾਂ ਜਾਂ ਜੀਵਾਂ ਤੋਂ ਪ੍ਰਾਪਤ ਐਂਜ਼ਾਈਮਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਉਤਪਾਦ ਅਤੇ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਬਣਾਉਣ ਦੀਆਂ ਤਕਨੀਕਾਂ ਨਾਲ ਸੰਬੰਧਿਤ ਹੈ ਜੋ ਮਨੁੱਖਾਂ ਲਈ ਲਾਭਦਾਇਕ ਹਨ। ਇਸ ਅਰਥ ਵਿੱਚ, ਦਹੀਂ, ਰੋਟੀ ਜਾਂ ਸ਼ਰਾਬ ਬਣਾਉਣਾ, ਜੋ ਸਾਰੀਆਂ ਸੂਖ਼ਮਜੀਵ-ਮੱਧ ਵਰਤਾਰੇ ਹਨ, ਨੂੰ ਵੀ ਬਾਇਓਟੈਕਨਾਲੋਜੀ ਦਾ ਇੱਕ ਰੂਪ ਮੰਨਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਇਸਦੀ ਵਰਤੋਂ ਅੱਜਕੱਲ੍ਹ ਇੱਕ ਸੀਮਿਤ ਅਰਥ ਵਿੱਚ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਉਨ੍ਹਾਂ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਦਾ ਹਵਾਲਾ ਦੇਣ ਲਈ ਜੋ ਜੈਨੇਟਿਕ ਤੌਰ ‘ਤੇ ਸੋਧੇ ਗਏ ਜੀਵਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਵੱਡੇ ਪੱਧਰ ‘ਤੇ ਇਹੀ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਬਾਇਓਟੈਕਨਾਲੋਜੀ ਦੇ ਅਧੀਨ ਕਈ ਹੋਰ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ/ਤਕਨੀਕਾਂ ਵੀ ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ। ਉਦਾਹਰਣ ਲਈ, ਇਨ ਵਿਟਰੋ ਫਰਟੀਲਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਜਿਸ ਨਾਲ ‘ਟੈਸਟ-ਟਿਊਬ’ ਬੱਚਾ ਪੈਦਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਇੱਕ ਜੀਨ ਦਾ ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਕਰਨਾ ਅਤੇ ਇਸਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਨਾ, ਇੱਕ DNA ਟੀਕਾ ਵਿਕਸਿਤ ਕਰਨਾ ਜਾਂ ਇੱਕ ਦੋਸ਼ਪੂਰਨ ਜੀਨ ਨੂੰ ਸਹੀ ਕਰਨਾ, ਇਹ ਸਭ ਬਾਇਓਟੈਕਨਾਲੋਜੀ ਦਾ ਹਿੱਸਾ ਹਨ।

ਯੂਰਪੀਅਨ ਫੈਡਰੇਸ਼ਨ ਆਫ਼ ਬਾਇਓਟੈਕਨਾਲੋਜੀ (EFB) ਨੇ ਬਾਇਓਟੈਕਨਾਲੋਜੀ ਦੀ ਇੱਕ ਪਰਿਭਾਸ਼ਾ ਦਿੱਤੀ ਹੈ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਪਰੰਪਰਾਗਤ ਦ੍ਰਿਸ਼ਟੀਕੋਣ ਅਤੇ ਆਧੁਨਿਕ ਅਣੂ ਬਾਇਓਟੈਕਨਾਲੋਜੀ ਦੋਵੇਂ ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ। EFB ਦੁਆਰਾ ਦਿੱਤੀ ਗਈ ਪਰਿਭਾਸ਼ਾ ਇਸ ਪ੍ਰਕਾਰ ਹੈ: ‘ਉਤਪਾਦਾਂ ਅਤੇ ਸੇਵਾਵਾਂ ਲਈ ਕੁਦਰਤੀ ਵਿਗਿਆਨ ਅਤੇ ਜੀਵਾਂ, ਕੋਸ਼ਿਕਾਵਾਂ, ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੇ ਹਿੱਸਿਆਂ, ਅਤੇ ਅਣੂ ਸਮਾਨਾਂ ਦਾ ਏਕੀਕਰਣ’।

11.1 ਬਾਇਓਟੈਕਨਾਲੋਜੀ ਦੇ ਸਿਧਾਂਤ

ਬਹੁਤ ਸਾਰਿਆਂ ਵਿੱਚੋਂ, ਦੋ ਮੁੱਖ ਤਕਨੀਕਾਂ ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਨੇ ਆਧੁਨਿਕ ਬਾਇਓਟੈਕਨਾਲੋਜੀ ਦੇ ਜਨਮ ਨੂੰ ਸੰਭਵ ਬਣਾਇਆ ਹੈ, ਉਹ ਹਨ:

(i) ਜੈਨੇਟਿਕ ਇੰਜੀਨੀਅਰਿੰਗ: ਜੈਨੇਟਿਕ ਪਦਾਰਥ (DNA ਅਤੇ RNA) ਦੀ ਰਸਾਇਣਕੀ ਨੂੰ ਬਦਲਣ ਲਈ ਤਕਨੀਕਾਂ, ਇਨ੍ਹਾਂ ਨੂੰ ਮੇਜ਼ਬਾਨ ਜੀਵਾਂ ਵਿੱਚ ਪੇਸ਼ ਕਰਨ ਅਤੇ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਮੇਜ਼ਬਾਨ ਜੀਵ ਦੇ ਫੀਨੋਟਾਈਪ ਨੂੰ ਬਦਲਣ ਲਈ।

(ii) ਬਾਇਓਪ੍ਰੋਸੈਸ ਇੰਜੀਨੀਅਰਿੰਗ: ਰਸਾਇਣਕ ਇੰਜੀਨੀਅਰਿੰਗ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਵਿੱਚ ਬਾਂਝ (ਸੂਖ਼ਮਜੀਵੀ ਸੰਦੂਸ਼ਣ-ਮੁਕਤ) ਵਾਤਾਵਰਣ ਦਾ ਰੱਖ-ਰਖਾਅ ਕਰਨਾ ਤਾਂ ਕਿ ਕੇਵਲ ਚਾਹੀਦੇ ਸੂਖ਼ਮਜੀਵ/ਯੂਕੈਰੀਓਟਿਕ ਸੈੱਲ ਦੀ ਵੱਡੀ ਮਾਤਰਾ ਵਿੱਚ ਵਾਧਾ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕੇ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਐਂਟੀਬਾਇਓਟਿਕਸ, ਟੀਕੇ, ਐਂਜ਼ਾਈਮਾਂ, ਆਦਿ ਵਰਗੇ ਬਾਇਓਟੈਕਨਾਲੋਜੀਕਲ ਉਤਪਾਦਾਂ ਦੇ ਨਿਰਮਾਣ ਲਈ।

ਆਓ ਹੁਣ ਜੈਨੇਟਿਕ ਇੰਜੀਨੀਅਰਿੰਗ ਦੇ ਸਿਧਾਂਤਾਂ ਦੀ ਸੰਕਲਪਾਤਮਕ ਵਿਕਾਸ ਨੂੰ ਸਮਝੀਏ। ਤੁਸੀਂ ਸ਼ਾਇਦ ਅਲਿੰਗੀ ਪ੍ਰਜਨਨ ਦੀ ਤੁਲਨਾ ਵਿੱਚ ਲਿੰਗੀ ਪ੍ਰਜਨਨ ਦੇ ਫਾਇਦਿਆਂ ਦੀ ਕਦਰ ਕਰਦੇ ਹੋਵੋਗੇ। ਪਹਿਲਾ ਵਿਵਿਧਤਾਵਾਂ ਅਤੇ ਜੈਨੇਟਿਕ ਸੈੱਟਅੱਪ ਦੇ ਵਿਲੱਖਣ ਸੁਮੇਲਾਂ ਦੇ ਗਠਨ ਲਈ ਮੌਕੇ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਵਿੱਚੋਂ ਕੁਝ ਜੀਵ ਅਤੇ ਆਬਾਦੀ ਲਈ ਲਾਭਦਾਇਕ ਵੀ ਹੋ ਸਕਦੀਆਂ ਹਨ। ਅਲਿੰਗੀ ਪ੍ਰਜਨਨ ਜੈਨੇਟਿਕ ਜਾਣਕਾਰੀ ਨੂੰ ਸੁਰੱਖਿਅਤ ਰੱਖਦਾ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਲਿੰਗੀ ਪ੍ਰਜਨਨ ਵਿਵਿਧਤਾ ਦੀ ਇਜਾਜ਼ਤ ਦਿੰਦਾ ਹੈ। ਪੌਦਿਆਂ ਅਤੇ ਜਾਨਵਰਾਂ ਦੀ ਪ੍ਰਜਨਨ ਵਿੱਚ ਵਰਤੀਆਂ ਜਾਂਦੀਆਂ ਪਰੰਪਰਾਗਤ ਸੰਕਰੀਕਰਨ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ, ਬਹੁਤ ਵਾਰ ਚਾਹੀਦੇ ਜੀਨਾਂ ਦੇ ਨਾਲ-ਨਾਲ ਅਣਚਾਹੇ ਜੀਨਾਂ ਦੇ ਸ਼ਾਮਲ ਹੋਣ ਅਤੇ ਗੁਣਾ ਹੋਣ ਦਾ ਕਾਰਨ ਬਣਦੀਆਂ ਹਨ। ਜੈਨੇਟਿਕ ਇੰਜੀਨੀਅਰਿੰਗ ਦੀਆਂ ਤਕਨੀਕਾਂ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਪੁਨਰ ਸੰਯੋਜਕ DNA ਦਾ ਨਿਰਮਾਣ, ਜੀਨ ਕਲੋਨਿੰਗ ਅਤੇ ਜੀਨ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਸ਼ਾਮਲ ਹੈ, ਇਸ ਸੀਮਾ ਨੂੰ ਦੂਰ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ ਅਤੇ ਸਾਨੂੰ ਲਕਸ਼ਿਤ ਜੀਵ ਵਿੱਚ ਅਣਚਾਹੇ ਜੀਨਾਂ ਨੂੰ ਪੇਸ਼ ਕੀਤੇ ਬਿਨਾਂ ਕੇਵਲ ਇੱਕ ਜਾਂ ਚਾਹੀਦੇ ਜੀਨਾਂ ਦੇ ਸਮੂਹ ਨੂੰ ਅਲੱਗ ਕਰਨ ਅਤੇ ਪੇਸ਼ ਕਰਨ ਦੀ ਇਜਾਜ਼ਤ ਦਿੰਦੀਆਂ ਹਨ।

ਕੀ ਤੁਸੀਂ ਜਾਣਦੇ ਹੋ ਕਿ DNA ਦੇ ਇੱਕ ਟੁਕੜੇ ਦੀ ਸੰਭਾਵਿਤ ਨਿਯਤੀ ਕੀ ਹੋਵੇਗੀ, ਜੋ ਕਿਸੇ ਤਰ੍ਹਾਂ ਇੱਕ ਵਿਦੇਸ਼ੀ ਜੀਵ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲ ਕਰ ਦਿੱਤਾ ਗਿਆ ਹੈ? ਸਭ ਤੋਂ ਵੱਧ ਸੰਭਾਵਨਾ ਇਹ ਹੈ ਕਿ ਇਹ DNA ਦਾ ਟੁਕੜਾ ਜੀਵ ਦੀ ਸੰਤਾਨ ਕੋਸ਼ਿਕਾਵਾਂ ਵਿੱਚ ਆਪਣੇ ਆਪ ਨੂੰ ਗੁਣਾ ਕਰਨ ਵਿੱਚ ਸਮਰੱਥ ਨਹੀਂ ਹੋਵੇਗਾ। ਪਰ, ਜਦੋਂ ਇਹ ਪ੍ਰਾਪਤਕਰਤਾ ਦੇ ਜੀਨੋਮ ਵਿੱਚ ਏਕੀਕ੍ਰਿਤ ਹੋ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਇਹ ਗੁਣਾ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਮੇਜ਼ਬਾਨ DNA ਦੇ ਨਾਲ ਵਿਰਾਸਤ ਵਿੱਚ ਮਿਲ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਇਸ ਲਈ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਵਿਦੇਸ਼ੀ DNA ਦਾ ਟੁਕੜਾ ਕ੍ਰੋਮੋਸੋਮ ਦਾ ਹਿੱਸਾ ਬਣ ਗਿਆ ਹੈ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਤੀ ਕਰਨ ਦੀ ਯੋਗਤਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇੱਕ ਕ੍ਰੋਮੋਸੋਮ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਖਾਸ DNA ਅਨੁਕ੍ਰਮ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜਿਸਨੂੰ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਤੀ ਦਾ ਮੂਲ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਤੀ ਸ਼ੁਰੂ ਕਰਨ ਲਈ ਜ਼ਿੰਮੇਵਾਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, ਕਿਸੇ ਜੀਵ ਵਿੱਚ ਵਿਦੇਸ਼ੀ DNA ਦੇ ਕਿਸੇ ਵੀ ਟੁਕੜੇ ਦੇ ਗੁਣਾ ਲਈ, ਇਸਨੂੰ ਉਸ ਕ੍ਰੋਮੋਸੋਮ(ਆਂ) ਦਾ ਹਿੱਸਾ ਬਣਨ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ‘ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਤੀ ਦਾ ਮੂਲ’ ਵਜੋਂ ਜਾਣਿਆ ਜਾਣ ਵਾਲਾ ਇੱਕ ਖਾਸ ਅਨੁਕ੍ਰਮ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਇੱਕ ਵਿਦੇਸ਼ੀ DNA ਨੂੰ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਤੀ ਦੇ ਮੂਲ ਨਾਲ ਜੋੜਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਕਿ, ਇਹ ਵਿਦੇਸ਼ੀ DNA ਦਾ ਟੁਕੜਾ ਮੇਜ਼ਬਾਨ ਜੀਵ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਤੀ ਅਤੇ ਗੁਣਾ ਕਰ ਸਕੇ। ਇਸਨੂੰ ਕਲੋਨਿੰਗ ਜਾਂ ਕਿਸੇ ਵੀ ਟੈਂਪਲੇਟ DNA ਦੀਆਂ ਬਹੁਤ ਸਾਰੀਆਂ ਇੱਕੋ ਜਿਹੀਆਂ ਕਾਪੀਆਂ ਬਣਾਉਣਾ ਵੀ ਕਿਹਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ।

ਆਓ ਹੁਣ ਇੱਕ ਕ੍ਰਿਤਕ ਪੁਨਰ ਸੰਯੋਜਕ DNA ਅਣੂ ਦੇ ਨਿਰਮਾਣ ਦੀ ਪਹਿਲੀ ਘਟਨਾ ‘ਤੇ ਧਿਆਨ ਕੇਂਦਰਿਤ ਕਰੀਏ। ਪਹਿਲੇ ਪੁਨਰ ਸੰਯੋਜਕ DNA ਦਾ ਨਿਰਮਾਣ ਇੱਕ ਜੀਨ ਨੂੰ ਐਂਟੀਬਾਇਓਟਿਕ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਨਾਲ ਜੋੜਨ ਦੀ ਸੰਭਾਵਨਾ ਤੋਂ ਸਾਹਮਣੇ ਆਇਆ ਸੀ ਜੋ ਕਿ ਸਾਲਮੋਨੇਲਾ ਟਾਈਫੀਮੂਰੀਅਮ ਦੇ ਇੱਕ ਦੇਸੀ ਪਲਾਜ਼ਮਿਡ (ਸਵੈ-ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਤੀ ਕਰਨ ਵਾਲਾ ਗੋਲਾਕਾਰ ਅਤਿ-ਕ੍ਰੋਮੋਸੋਮਲ DNA) ਨਾਲ ਸੀ। ਸਟੈਨਲੀ ਕੋਹਨ ਅਤੇ ਹਰਬਰਟ ਬੋਏਰ ਨੇ 1972 ਵਿੱਚ ਇਸਨੂੰ ਪੂਰਾ ਕੀਤਾ ਸੀ ਇੱਕ ਪਲਾਜ਼ਮਿਡ ਤੋਂ DNA ਦਾ ਇੱਕ ਟੁਕੜਾ ਕੱਟ ਕੇ ਐਂਟੀਬਾਇਓਟਿਕ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਜੀਨ ਨੂੰ ਅਲੱਗ ਕਰਕੇ ਜੋ ਐਂਟੀਬਾਇਓਟਿਕ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਨ ਲਈ ਜ਼ਿੰਮੇਵਾਰ ਸੀ। ਖਾਸ ਸਥਾਨਾਂ ‘ਤੇ DNA ਨੂੰ ਕੱਟਣਾ ਤੌਰ-ਤਰੀਕੇ ਨਾਲ ‘ਅਣੂ ਕੈਂਚੀ’ – ਪਾਬੰਦੀ ਐਂਜ਼ਾਈਮਾਂ ਦੀ ਖੋਜ ਨਾਲ ਸੰਭਵ ਹੋਇਆ। ਕੱਟੇ ਗਏ DNA ਦੇ ਟੁਕੜੇ ਨੂੰ ਫਿਰ ਪਲਾਜ਼ਮਿਡ DNA ਨਾਲ ਜੋੜਿਆ ਗਿਆ। ਇਹ ਪਲਾਜ਼ਮਿਡ DNA ਵੈਕਟਰਾਂ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਕੰਮ ਕਰਦੇ ਹਨ ਤਾਂ ਕਿ ਇਸ ਨਾਲ ਜੁੜੇ DNA ਦੇ ਟੁਕੜੇ ਨੂੰ ਤਬਦੀਲ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕੇ। ਤੁਸੀਂ ਸ਼ਾਇਦ ਜਾਣਦੇ ਹੋ ਕਿ ਮੱਛਰ ਇੱਕ ਕੀੜੇ ਵੈਕਟਰ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ ਤਾਂ ਕਿ ਮਲੇਰੀਆ ਪਰਜੀਵੀ ਨੂੰ ਮਨੁੱਖੀ ਸਰੀਰ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕੇ। ਇਸੇ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਇੱਕ ਪਲਾਜ਼ਮਿਡ ਨੂੰ ਵੈਕਟਰ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਵਰਤਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਤਾਂ ਕਿ ਮੇਜ਼ਬਾਨ ਜੀਵ ਵਿੱਚ ਵਿਦੇਸ਼ੀ DNA ਦਾ ਇੱਕ ਟੁਕੜਾ ਪਹੁੰਚਾਇਆ ਜਾ ਸਕੇ। ਐਂਟੀਬਾਇਓਟਿਕ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਜੀਨ ਨੂੰ ਪਲਾਜ਼ਮਿਡ ਵੈਕਟਰ ਨਾਲ ਜੋੜਨਾ ਐਂਜ਼ਾਈਮ DNA ਲਾਈਗੇਜ਼ ਦੀ ਮਦਦ ਨਾਲ ਸੰਭਵ ਹੋਇਆ, ਜੋ ਕੱਟੇ ਗਏ DNA ਅਣੂਆਂ ‘ਤੇ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੇ ਸਿਰਿਆਂ ਨੂੰ ਜੋੜਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਇਨ ਵਿਟਰੋ ਵਿੱਚ ਬਣਾਏ ਗਏ ਗੋਲਾਕਾਰ ਸਵੈ-ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਤੀ ਕਰਨ ਵਾਲੇ DNA ਦਾ ਇੱਕ ਨਵਾਂ ਸੁਮੇਲ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸਨੂੰ ਪੁਨਰ ਸੰਯੋਜਕ DNA ਵਜੋਂ ਜਾਣਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਇਹ DNA ਐਸ਼ੇਰਿਚੀਆ ਕੋਲਾਈ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਇੱਕ ਬੈਕਟੀਰੀਆ ਜੋ ਸਾਲਮੋਨੇਲਾ ਨਾਲ ਨੇੜਿਓਂ ਸੰਬੰਧਿਤ ਹੈ, ਤਾਂ ਇਹ ਨਵੇਂ ਮੇਜ਼ਬਾਨ ਦੇ DNA ਪੋਲੀਮਰੇਜ਼ ਐਂਜ਼ਾਈਮ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਤੀ ਕਰ ਸਕਦਾ ਸੀ ਅਤੇ ਬਹੁਤ ਸਾਰੀਆਂ ਕਾਪੀਆਂ ਬਣਾ ਸਕਦਾ ਸੀ। ਐਸ਼ੇਰਿਚੀਆ ਕੋਲਾਈ ਵਿੱਚ ਐਂਟੀਬਾਇਓਟਿਕ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਜੀਨ ਦੀਆਂ ਕਾਪੀਆਂ ਨੂੰ ਗੁਣਾ ਕਰਨ ਦੀ ਯੋਗਤਾ ਨੂੰ ਐਸ਼ੇਰਿਚੀਆ ਕੋਲਾਈ ਵਿੱਚ ਐਂਟੀਬਾਇਓਟਿਕ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਜੀਨ ਦੀ ਕਲੋਨਿੰਗ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਸੀ।

ਇਸ ਲਈ ਤੁਸੀਂ ਅੰਦਾਜ਼ਾ ਲਗਾ ਸਕਦੇ ਹੋ ਕਿ ਕਿਸੇ ਜੀਵ ਨੂੰ ਜੈਨੇਟਿਕ ਤੌਰ ‘ਤੇ ਸੋਧਣ ਵਿੱਚ ਤਿੰਨ ਬੁਨਿਆਦੀ ਕਦਮ ਹਨ —

(i) ਚਾਹੀਦੇ ਜੀਨਾਂ ਵਾਲੇ DNA ਦੀ ਪਛਾਣ;

(ii) ਪਛਾਣੇ ਗਏ DNA ਨੂੰ ਮੇਜ਼ਬਾਨ ਵਿੱਚ ਪੇਸ਼ ਕਰਨਾ;

(iii) ਮੇਜ਼ਬਾਨ ਵਿੱਚ ਪੇਸ਼ ਕੀਤੇ ਗਏ DNA ਦਾ ਰੱਖ-ਰਖਾਅ ਅਤੇ ਇਸਦੀ ਸੰਤਾਨ ਨੂੰ DNA ਦਾ ਤਬਦੀਲੀ।

11.2 ਪੁਨਰ ਸੰਯੋਜਕ DNA ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੇ ਸਾਧਨ

ਹੁਣ ਅਸੀਂ ਪਿਛਲੀ ਚਰਚਾ ਤੋਂ ਜਾਣਦੇ ਹਾਂ ਕਿ ਜੈਨੇਟਿਕ ਇੰਜੀਨੀਅਰਿੰਗ ਜਾਂ ਪੁਨਰ ਸੰਯੋਜਕ DNA ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਤਾਂ ਹੀ ਪੂਰੀ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ ਜੇਕਰ ਸਾਡੇ ਕੋਲ ਮੁੱਖ ਸਾਧਨ ਹਨ, ਯਾਨੀ, ਪਾਬੰਦੀ ਐਂਜ਼ਾਈਮ, ਪੋਲੀਮਰੇਜ਼ ਐਂਜ਼ਾਈਮ, ਲਾਈਗੇਜ਼, ਵੈਕਟਰ ਅਤੇ ਮੇਜ਼ਬਾਨ ਜੀਵ। ਆਓ ਇਨ੍ਹਾਂ ਵਿੱਚੋਂ ਕੁਝ ਨੂੰ ਵਿਸਤਾਰ ਵਿੱਚ ਸਮਝਣ ਦੀ ਕੋਸ਼ਿਸ਼ ਕਰੀਏ।

11.2.1 ਪਾਬੰਦੀ ਐਂਜ਼ਾਈਮ

ਸਾਲ 1963 ਵਿੱਚ, ਐਸ਼ੇਰਿਚੀਆ ਕੋਲਾਈ ਵਿੱਚ ਬੈਕਟੀਰੀਓਫੇਜ ਦੇ ਵਾਧੇ ਨੂੰ ਸੀਮਿਤ ਕਰਨ ਲਈ ਜ਼ਿੰਮੇਵਾਰ ਦੋ ਐਂਜ਼ਾਈਮਾਂ ਨੂੰ ਅਲੱਗ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਇਨ੍ਹਾਂ ਵਿੱਚੋਂ ਇੱਕ ਨੇ DNA ਵਿੱਚ ਮਿਥਾਈਲ ਸਮੂਹ ਜੋੜੇ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਦੂਜੇ ਨੇ DNA ਨੂੰ ਕੱਟਿਆ। ਬਾਅਦ ਵਾਲੇ ਨੂੰ ਪਾਬੰਦੀ ਐਂਡੋਨਿਊਕਲੀਏਜ਼ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਸੀ।

ਪਹਿਲਾ ਪਾਬੰਦੀ ਐਂਡੋਨਿਊਕਲੀਏਜ਼–ਹਿੰਦ II, ਜਿਸਦਾ ਕੰਮ ਕਰਨਾ ਇੱਕ ਖਾਸ DNA ਨਿਊਕਲੀਓਟਾਈਡ ਅਨੁਕ੍ਰਮ ‘ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਸੀ, ਪੰਜ ਸਾਲ ਬਾਅਦ ਅਲੱਗ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਅਤੇ ਚਰਿੱਤਰਿਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ। ਇਹ ਪਾਇਆ ਗਿਆ ਕਿ ਹਿੰਦ II ਹਮੇਸ਼ਾ ਛੇ ਬੇਸ ਜੋੜਿਆਂ ਦੇ ਇੱਕ ਖਾਸ ਅਨੁਕ੍ਰਮ ਨੂੰ ਪਛਾਣ ਕੇ DNA ਅਣੂਆਂ ਨੂੰ ਇੱਕ ਖਾਸ ਬਿੰਦੂ ‘ਤੇ ਕੱਟਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਖਾਸ ਬੇਸ ਅਨੁਕ੍ਰਮ ਨੂੰ ਹਿੰਦ II ਲਈ ਪਛਾਣ ਅਨੁਕ੍ਰਮ ਵਜੋਂ ਜਾਣਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਹਿੰਦ II ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਅੱਜ ਅਸੀਂ 900 ਤੋਂ ਵੱਧ ਪਾਬੰਦੀ ਐਂਜ਼ਾਈਮਾਂ ਬਾਰੇ ਜਾਣਦੇ ਹਾਂ ਜੋ 230 ਤੋਂ ਵੱਧ ਬੈਕਟੀਰੀਆ ਦੇ ਸਟਰੇਨਾਂ ਤੋਂ ਅਲੱਗ ਕੀਤੇ ਗਏ ਹਨ ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਵਿੱਚੋਂ ਹਰ ਇੱਕ ਵੱਖਰੇ ਪਛਾਣ ਅਨੁਕ੍ਰਮਾਂ ਨੂੰ ਪਛਾਣਦਾ ਹੈ।

ਇਨ੍ਹਾਂ ਐਂਜ਼ਾਈਮਾਂ ਦਾ ਨਾਮਕਰਨ ਕਰਨ ਦਾ ਰਿਵਾਜ ਇਹ ਹੈ ਕਿ ਨਾਮ ਦਾ ਪਹਿਲਾ ਅੱਖਰ ਜੀਨਸ ਤੋਂ ਆਉਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਅਗਲੇ ਦੋ ਅੱਖਰ ਉਸ ਪ੍ਰੋਕੈਰੀਓਟਿਕ ਸੈੱਲ ਦੀ ਸਪੀਸੀਜ਼ ਤੋਂ ਆਉਂਦੇ ਹਨ ਜਿਸ ਤੋਂ ਉਹ ਅਲੱਗ ਕੀਤੇ ਗਏ ਸਨ, ਉਦਾਹਰਣ ਲਈ, ਈਕੋਆਰਆਈ ਐਸ਼ੇਰਿਚੀਆ ਕੋਲਾਈ ਆਰਵਾਈ 13 ਤੋਂ ਆਉਂਦਾ ਹੈ। ਈਕੋਆਰਆਈ ਵਿੱਚ, ਅੱਖਰ ‘ਆਰ’ ਸਟਰੇਨ ਦੇ ਨਾਮ ਤੋਂ ਲਿਆ ਗਿਆ ਹੈ। ਨਾਮਾਂ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਰੋਮਨ ਅੰਕ ਇਹ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ ਕਿ ਐਂਜ਼ਾਈਮਾਂ ਨੂੰ ਬੈਕਟੀਰੀਆ ਦੇ ਉਸ ਸਟਰੇਨ ਤੋਂ ਕਿਸ ਕ੍ਰਮ ਵਿੱਚ ਅਲੱਗ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ।

ਪਾਬੰਦੀ ਐਂਜ਼ਾਈਮ ਐਂਜ਼ਾਈਮਾਂ ਦੀ ਇੱਕ ਵੱਡੀ ਸ਼੍ਰੇਣੀ ਨਾਲ ਸੰਬੰਧਿਤ ਹਨ ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਨੂੰ ਨਿਊਕਲੀਏਜ਼ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਦੋ ਕਿਸਮਾਂ ਦੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ; ਐਕਸੋਨਿਊਕਲੀਏਜ਼ ਅਤੇ ਐਂਡੋਨਿਊਕਲੀਏਜ਼। ਐਕਸੋਨਿਊਕਲੀਏਜ਼ DNA ਦੇ ਸਿਰਿਆਂ ਤੋਂ ਨਿਊਕਲੀਓਟਾਈਡਾਂ ਨੂੰ ਹਟਾਉਂਦੇ ਹਨ ਜਦੋਂ ਕਿ, ਐਂਡੋਨਿਊਕਲੀਏਜ਼ DNA ਦੇ ਅੰਦਰ ਖਾਸ ਸਥਿਤੀਆਂ ‘ਤੇ ਕੱਟ ਲਗਾਉਂਦੇ ਹਨ।

ਹਰ ਪਾਬੰਦੀ ਐਂਡੋਨਿਊਕਲੀਏਜ਼ DNA ਅਨੁਕ੍ਰਮ ਦੀ ਲੰਬਾਈ ਦੀ ‘ਜਾਂਚ’ ਕਰਕੇ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਇੱਕ ਵਾਰ ਜਦੋਂ ਇਹ ਆਪਣਾ ਖਾਸ ਪਛਾਣ ਅਨੁਕ੍ਰਮ ਲੱਭ ਲੈਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਇਹ DNA ਨਾਲ ਬੰਨ੍ਹ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਡਬਲ ਹੈਲਿਕਸ ਦੀਆਂ ਦੋਵਾਂ ਸਤਰਾਂ ਨੂੰ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੇ ਸ਼ੂਗਰ-ਫਾਸਫੇਟ ਬੈਕਬੋਨਾਂ ਵਿੱਚ ਖਾਸ ਬਿੰਦੂਆਂ ‘ਤੇ ਕੱਟਦਾ ਹੈ (ਚਿੱਤਰ 11.1)। ਹਰ ਪਾਬੰਦੀ ਐਂਡੋਨਿਊਕਲੀਏਜ਼ DNA ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਖਾਸ ਪੈਲਿੰਡਰੋਮਿਕ ਨਿਊਕਲੀਓਟਾਈਡ ਅਨੁਕ੍ਰਮਾਂ ਨੂੰ ਪਛਾਣਦਾ ਹੈ।

ਚਿੱਤਰ 11.1 ਪਾਬੰਦੀ ਐਂਡੋਨਿਊਕਲੀਏਜ਼ ਐਂਜ਼ਾਈਮ - ਈਕੋਆਰਆਈ ਦੀ ਕਿਰਿਆ ਦੁਆਰਾ ਪੁਨਰ ਸੰਯੋਜਕ DNA ਦੇ ਗਠਨ ਦੇ ਕਦਮ

ਕੀ ਤੁਸੀਂ ਜਾਣਦੇ ਹੋ ਕਿ ਪੈਲਿੰਡਰੋਮ ਕੀ ਹਨ? ਇਹ ਅੱਖਰਾਂ ਦੇ ਸਮੂਹ ਹਨ ਜੋ ਇੱਕੋ ਸ਼ਬਦ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ ਜਦੋਂ ਅੱਗੇ ਅਤੇ ਪਿੱਛੇ ਦੋਵਾਂ ਤਰ੍ਹਾਂ ਪੜ੍ਹੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ, ਉਦਾਹਰਣ ਲਈ, “ਮਲਿਆਲਮ”। ਇੱਕ ਸ਼ਬਦ-ਪੈਲਿੰਡਰੋਮ ਦੇ ਉਲਟ ਜਿੱਥੇ ਇੱਕੋ ਸ਼ਬਦ ਦੋਵਾਂ ਦਿਸ਼ਾਵਾਂ ਵਿੱਚ ਪੜ੍ਹਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, DNA ਵਿੱਚ ਪੈਲਿੰਡਰੋਮ ਬੇਸ ਜੋੜਿਆਂ ਦਾ ਇੱਕ ਅਨੁਕ੍ਰਮ ਹੈ ਜੋ ਦੋਵਾਂ ਸਤਰਾਂ ‘ਤੇ ਇੱਕੋ ਜਿਹਾ ਪੜ੍ਹਦਾ ਹੈ ਜਦੋਂ ਪੜ੍ਹਨ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਨੂੰ ਇੱਕੋ ਜਿਹਾ ਰੱਖਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਉਦਾਹਰਣ ਲਈ, ਹੇਠ ਲਿਖੇ ਅਨੁਕ੍ਰਮ 5’ $\rightarrow$ 3’ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਦੋਵਾਂ ਸਤਰਾਂ ‘ਤੇ ਇੱਕੋ ਜਿਹੇ ਪੜ੍ਹਦੇ ਹਨ। ਇਹ 3’ $\rightarrow$ 5’ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਪੜ੍ਹਨ ‘ਤੇ ਵੀ ਸੱਚ ਹੈ।

$ \begin{aligned} 5^{\prime}—– \text { GAATTC }—– 3^{\prime} \\ 3^{\prime}—–\text { CTTAAG }—–5^{\prime} \end{aligned} $

ਪਾਬੰਦੀ ਐਂਜ਼ਾਈਮ DNA ਦੀ ਸਤਰ ਨੂੰ ਪੈਲਿੰਡਰੋਮ ਸਾਈਟਾਂ ਦੇ ਕੇਂਦਰ ਤੋਂ ਥੋੜ੍ਹਾ ਦੂਰ, ਪਰ ਉਲਟ ਸਤਰਾਂ ‘ਤੇ ਇੱਕੋ ਦੋ ਬੇਸਾਂ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਕੱਟਦੇ ਹਨ। ਇਹ ਸਿਰਿਆਂ ‘ਤੇ ਇੱਕ-ਸਤਰੀ ਹਿੱਸੇ ਛੱਡਦਾ ਹੈ। ਹਰ ਸਤਰ ‘ਤੇ ਓਵਰਹੈਂਗਿੰਗ ਖਿੱਚ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਨੂੰ ਚਿਪਚਿਪੇ ਸਿਰੇ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ (ਚਿੱਤਰ 11.1)। ਇਹਨਾਂ ਨੂੰ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਨਾਮ ਦਿੱਤਾ ਗਿਆ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਉਹ ਆਪਣੇ ਪੂਰਕ ਕੱਟੇ ਹੋਏ ਸਮਕਾਲੀਆਂ ਨਾਲ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਬਾਂਡ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ। ਸਿਰਿਆਂ ਦੀ ਇਹ ਚਿਪਚਿਪਾਹਟ ਐਂਜ਼ਾਈਮ DNA ਲਾਈਗੇਜ਼ ਦੀ ਕਿਰਿਆ ਨੂੰ ਸਹਾਇਕ ਬਣਾਉਂਦੀ ਹੈ।

ਪਾਬੰਦੀ ਐਂਡੋਨਿਊਕਲੀਏਜ਼ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਜੈਨੇਟਿਕ ਇੰਜੀਨੀਅਰਿੰਗ ਵਿੱਚ DNA ਦੇ ‘ਪੁਨਰ ਸੰਯੋਜਕ’ ਅਣੂ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਸਰੋਤਾਂ/ਜੀਨੋਮਾਂ ਤੋਂ DNA ਦੇ ਬਣੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ।

ਜਦੋਂ ਇੱਕੋ ਪਾਬੰਦੀ ਐਂਜ਼ਾਈਮ ਦੁਆਰਾ ਕੱਟਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ DNA ਟੁਕੜਿਆਂ ਦੇ ਇੱਕੋ ਜਿਹੇ ‘ਚਿਪਚਿਪੇ-ਸਿਰੇ’ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਅਤੇ, ਇਨ੍ਹਾਂ ਨੂੰ DNA ਲਾਈਗੇਜ਼ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ (ਅੰਤ-ਤੋਂ-ਅੰਤ) ਜੋੜਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ (ਚਿੱਤਰ 11.2)।

ਚਿੱਤਰ 11.2 ਪੁਨਰ ਸੰਯੋਜਕ DNA