அத்தியாயம் 12 உயிரித் தொழில்நுட்பம் மற்றும் அதன் பயன்பாடுகள்

விடை வைரஸ் இல்லாத தாவரங்களை உருவாக்குவதற்கு மிகவும் பொருத்தமான தாவரப் பகுதி மெரிஸ்டெம் திசு, குறிப்பாக அப்பிக்கல் மெரிஸ்டெம் ஆகும். அப்பிக்கல் மெரிஸ்டெம் வேர்கள் மற்றும் தண்டுகளின் நுனிகளில் அமைந்துள்ளது மற்றும் தாவரத்தின் வளர்ச்சிக்கு பொறுப்பாகும்.

அப்பிக்கல் மெரிஸ்டெம் வைரஸ் இல்லாத தாவரங்களை உற்பத்தி செய்வதற்கு ஏற்றதாக இருப்பதற்கு பல காரணங்கள் உள்ளன:

1. குறைந்த வைரஸ் செறிவு: அப்பிக்கல் மெரிஸ்டெம் பெரும்பாலும் தாவரத்தின் மற்ற பகுதிகளுடன் ஒப்பிடும்போது வைரஸ்களின் குறைந்த செறிவைக் கொண்டுள்ளது. ஏனெனில் வைரஸ்கள் பொதுவாக இந்த விரைவாகப் பிரியும் செல்களுக்கு மெதுவாக பரவுகின்றன.

2. விரைவான செல் பிரிவு: மெரிஸ்டெமில் உள்ள செல்கள் விரைவாகப் பிரிகின்றன, இது வைரஸின் பிரதிபலிப்பை விஞ்சி, வைரஸ் இல்லாத திசுவைப் பெறுவதை எளிதாக்கும்.

3. முழுத்திறன்: மெரிஸ்டெமாடிக் செல்கள் முழுத்திறன் கொண்டவை, அதாவது அவை எந்த வகையான தாவர செல்லாகவும் வளரும் திறன் கொண்டவை. இது ஒரு சிறிய மெரிஸ்டெம் திசு துண்டிலிருந்து முழு தாவரத்தையும் மீண்டும் உருவாக்க அனுமதிக்கிறது.

4. மீள் உருவாக்கும் திறன்: மெரிஸ்டெம் கலாச்சாரம் மற்றும் நுண்பரப்பு போன்ற நுட்பங்கள் மெரிஸ்டெம் திசுவிலிருந்து முழு தாவரங்களை மீண்டும் உருவாக்க பயன்படுத்தப்படலாம். இந்த மீள் உருவாக்கப்பட்ட தாவரங்கள் பெரும்பாலும் பெற்றோர் தாவரத்தை பாதித்த வைரஸ்களிலிருந்து இலவசமாக இருக்கும்.

விடை

நுண்பரப்பு மூலம் தாவரங்களை உற்பத்தி செய்வதன் நன்மைகள்:

• மிகக் குறைந்த நேரத்திலும் குறைந்த இடத்திலும் தாவரங்களின் எண்ணிக்கையைப் பெறலாம்.
• ஆண்டு முழுவதும் தாவரங்களைப் பெறலாம்.
• இந்த முறையால் மலட்டு தாவரங்களைப் பெருக்கலாம்.
• தாவரப் பரப்பலின் ஒரு சிக்கனமான மற்றும் எளிதான முறை.

விடை

வெளிப்பொருளின் (எக்ஸ்ப்ளாண்ட்) வைட்ட்ரோ பரப்பல் பொதுவாக பல முக்கிய கூறுகளைக் கொண்ட ஒரு கலாச்சார ஊடகத்தை உள்ளடக்கியது:

1. பேரூட்டச்சத்துக்கள்: நைட்ரஜன், பாஸ்பரஸ், பொட்டாசியம், கால்சியம், மெக்னீசியம் மற்றும் கந்தகம் போன்ற அத்தியாவசிய உறுப்புகள்.
2. நுண்ணூட்டச்சத்துக்கள்: இரும்பு, மாங்கனீசு, துத்தநாகம், தாமிரம், மாலிப்டினம், போரான் மற்றும் கோபால்ட் போன்ற சுவடு உறுப்புகள்.
3. வைட்டமின்கள்: தயமின் (B1), நிகோடினிக் அமிலம் (B3), பைரிடாக்சின் (B6) மற்றும் பிற போன்ற அத்தியாவசிய வைட்டமின்கள்.
4. கார்பன் மூலம்: பொதுவாக சுக்ரோஸ் அல்லது குளுக்கோஸ் ஆற்றலை வழங்க.
5. தாவர வளர்ச்சி சீராக்கிகள்: ஆக்சின்கள், சைட்டோகினின்கள் மற்றும் ஜிபெரெலின்கள் போன்ற வளர்ச்சி மற்றும் வளர்ச்சியை ஒழுங்குபடுத்தும் ஹார்மோன்கள்.
6. அகர் அல்லது ஜெல்ரைட்: ஊடகத்தை திடப்படுத்த ஒரு ஜெல்லிங் முகவர்.
7. நீர்: அனைத்து கூறுகளையும் கரைக்கவும் தாவர திசு நீரேற்றத்தை ஆதரிக்கவும் மலட்டு, வடிகட்டிய நீர்.

இந்த கூறுகள் வைட்ட்ரோவில் தாவர திசுக்களின் வளர்ச்சி மற்றும் வளர்ச்சிக்கு உகந்த சூழலை உருவாக்குகின்றன.

விடை

நச்சு செயலற்ற நிலையில் உள்ளது:

பாக்டீரியாவில், நச்சு செயலற்ற வடிவத்தில் உள்ளது, இது புரோட்டோடாக்சின் என்று அழைக்கப்படுகிறது, இது ஒரு பூச்சியின் உடலில் நுழையும் போது செயலில் உள்ள வடிவமாக மாற்றப்படுகிறது.

விடை

டிரான்ஸ்ஜெனிக் பாக்டீரியாக்கள் அதன் மரபணுவில் வேண்டுமென்றே அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட வெளிநாட்டு மரபணுவைக் கொண்டிருக்கின்றன. பல்வேறு வணிகரீதியாக முக்கியமான தயாரிப்புகளின் உற்பத்திக்கு விரும்பத்தக்க மரபணுவை வெளிப்படுத்த அவை கையாளப்படுகின்றன.

டிரான்ஸ்ஜெனிக் பாக்டீரியாவின் உதாரணம் E.coli ஆகும். E.coli இன் பிளாஸ்மிடில், மனித இன்சுலினின் A மற்றும் $B$ சங்கிலிகளுடன் தொடர்புடைய இரண்டு DNA வரிசைகள் செருகப்படுகின்றன, இதனால் தொடர்புடைய மனித இன்சுலின் சங்கிலிகளை உற்பத்தி செய்யலாம். எனவே, பாக்டீரியாவில் இன்சுலின் மரபணுவைச் செருகிய பிறகு, அது டிரான்ஸ்ஜெனிக் ஆகி மனித இன்சுலின் சங்கிலிகளை உற்பத்தி செய்யத் தொடங்குகிறது. பின்னர், இந்த சங்கிலிகள் E.coli இலிருந்து பிரித்தெடுக்கப்பட்டு மனித இன்சுலினை உருவாக்க இணைக்கப்படுகின்றன.

விடை

மரபணு மாற்றப்பட்ட (GM) அல்லது டிரான்ஸ்ஜெனிக் தாவரங்களின் உற்பத்தி பல நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது.

(i) பெரும்பாலான GM பயிர்கள் பூச்சி எதிர்ப்பிற்காக உருவாக்கப்பட்டுள்ளன, இது பயிர் உற்பத்தித்திறனை அதிகரிக்கிறது, எனவே, இரசாயன பூச்சிக்கொல்லிகளின் சார்பைக் குறைக்கிறது.

(ii) மரபணு மாற்றப்பட்ட உணவுப் பயிர்களின் பல வகைகள் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன, அவை மேம்பட்ட ஊட்டச்சத்து தரத்தைக் கொண்டுள்ளன. எடுத்துக்காட்டாக, பொன் நெல் என்பது நெல்லின் ஒரு டிரான்ஸ்ஜெனிக் வகையாகும், இது வைட்டமின் $A$ நிறைந்துள்ளது.

(iii) இந்த தாவரங்கள் கனிம பயன்பாட்டின் திறனை அதிகரிப்பதன் மூலம் மண்ணின் வளத்தின் இழப்பைத் தடுக்கின்றன.

(iv) அவை சாதகமற்ற உயிரியல் நிலைமைகளுக்கு மிகவும் சகிப்புத்தன்மை கொண்டவை.

(v) GM பயிர்களின் பயன்பாடு அறுவடைக்குப் பிந்தைய பயிர் இழப்பைக் குறைக்கிறது.

இருப்பினும், உலகம் முழுவதும் மரபணு மாற்றப்பட்ட பயிர்களின் பயன்பாடு குறித்து சில சர்ச்சைகள் உள்ளன. இந்த பயிர்களின் பயன்பாடு ஒரு பகுதியில் உள்ள செவ்வியல் உயிரியல் பல்வகைமையை பாதிக்கும். எடுத்துக்காட்டாக, $\mathrm{Bt}$ பூச்சிக்கொல்லியின் அளவைக் குறைக்க நச்சைப் பயன்படுத்துவது தேனீ போன்ற பயனுள்ள பூச்சி மகரந்தச் சேர்க்கையாளர்களுக்கு அச்சுறுத்தலாக உள்ளது. Bt நச்சுக்காக வெளிப்படுத்தப்படும் மரபணு மகரந்தத்தில் வெளிப்படுத்தப்பட்டால், தேனீ பாதிக்கப்படலாம். இதன் விளைவாக, தேனீக்களால் மகரந்தச் சேர்க்கையின் செயல்முறை பாதிக்கப்படும். மேலும், மரபணு மாற்றப்பட்ட பயிர்கள் மனித ஆரோக்கியத்தை பாதிக்கின்றன. அவை உடலில் அலர்ஜிகள் மற்றும் சில நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு குறிப்பான்களை வழங்குகின்றன. மேலும், அவை பயிர் தாவரங்களின் காட்டு உறவினர்களில் மரபணு மாசுபாட்டை ஏற்படுத்தும். எனவே, இது நமது இயற்கை சூழலை பாதிக்கிறது.

விடை

Cry புரதங்கள் cry மரபணுக்களால் குறியிடப்படுகின்றன. இந்த புரதங்கள் நச்சுக்கள், அவை Bacillus thuringiensis பாக்டீரியாவால் உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றன. இந்த பாக்டீரியா இந்த புரதங்களை அவற்றின் செயலற்ற வடிவத்தில் கொண்டுள்ளது. செயலற்ற நச்சுப் புரதம் பூச்சியால் உட்கொள்ளப்படும் போது, அது குடலின் கார $\mathrm{pH}$ மூலம் செயல்படுத்தப்படுகிறது. இது எபிதீலியல் செல்லின் சிதைவுக்கு வழிவகுக்கிறது, இறுதியில் பூச்சியின் மரணம் ஏற்படுகிறது. எனவே, Bt பருத்தி, Bt சோளம் போன்ற பூச்சி எதிர்ப்பு கொண்ட சில டிரான்ஸ்ஜெனிக் பயிர்களை உருவாக்க இந்த புரதத்தை மனிதன் பயன்படுத்திக் கொண்டார்.

விடை

மரபணு சிகிச்சை என்பது மரபணு கையாளுதல் மூலம் குறைபாடுள்ள மரபணுவை சரிசெய்வதற்கான ஒரு நுட்பமாகும். இது குறைபாடுள்ள மரபணுவை மாற்றுவதற்காக ஒரு சாதாரண மரபணுவை தனிநபருக்கு வழங்குவதை உள்ளடக்கியது, எடுத்துக்காட்டாக, ADA குறைபாடுள்ள நபருக்கு அடினோசின் டீஅமினேஸ் (ADA) க்கான மரபணுவின் அறிமுகம். அடினோசின் டீஅமினேஸ் நொதி நோயெதிர்ப்பு அமைப்பின் சாதாரண செயல்பாட்டிற்கு முக்கியமானது. இந்தக் கோளாறால் பாதிக்கப்பட்ட நபரை எலும்பு மஜ்ஜை செல்களை மாற்றுவதன் மூலம் குணப்படுத்தலாம். முதல் படியில் நோயாளியின் எலும்பு மஜ்ஜையிலிருந்து லிம்போசைட்டை பிரித்தெடுப்பது அடங்கும். பின்னர், ADA க்கான ஒரு செயல்பாட்டு மரபணு ரெட்ரோவைரஸின் உதவியுடன் லிம்போசைட்டுகளில் அறிமுகப்படுத்தப்படுகிறது. ADA மரபணுவைக் கொண்ட இந்த சிகிச்சை லிம்போசைட்டுகள் பின்னர் நோயாளியின் எலும்பு மஜ்ஜையில் அறிமுகப்படுத்தப்படுகின்றன. இவ்வாறு, மரபணு செயல்படுத்தப்பட்டு செயல்பாட்டு T-லிம்போசைட்டுகளை உற்பத்தி செய்து நோயாளியின் நோயெதிர்ப்பு அமைப்பை செயல்படுத்துகிறது.

விடை

DNA குளோனிங் என்பது குறிப்பிட்ட டெம்ப்ளேட் DNA இன் பல ஒரே மாதிரியான நகல்களை உற்பத்தி செய்வதற்கான ஒரு முறையாகும். இது ஹோஸ்ட் செல்லில் குறிப்பிட்ட வெளிநாட்டு DNA துண்டுகளை எடுத்துச் செல்ல ஒரு திசையன் பயன்படுத்துவதை உள்ளடக்கியது. E.coli க்கு வளர்ச்சி ஹார்மோனுக்கான மரபணுவை குளோனிங் செய்து மாற்றுவதற்கான வழிமுறை கீழே குறிப்பிடப்பட்டுள்ளது.

விடை

மறுசேர்க்கை DNA தொழில்நுட்பம் (rDNA) என்பது ஒரு உயிரினத்தின் மரபணு பொருளை கையாள்வதற்கான ஒரு நுட்பமாகும், இது விரும்பிய முடிவைப் பெறுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, விதைகளிலிருந்து எண்ணெயை அகற்ற இந்த தொழில்நுட்பம் பயன்படுத்தப்படுகிறது. எண்ணெயின் கூறுகள் கிளிசரால் மற்றும் கொழுப்பு அமிலங்கள். rDNA ஐப் பயன்படுத்தி, கிளிசரால் அல்லது கொழுப்பு அமிலங்களில் ஒன்றின் தொகுப்பைத் தடுப்பதன் மூலம் எண்ணெய் இல்லாத விதைகளைப் பெறலாம். இது தொகுப்பிற்கு பொறுப்பான குறிப்பிட்ட மரபணுவை அகற்றுவதன் மூலம் செய்யப்படுகிறது.

விடை

பொன் நெல் என்பது நெல்லின் ஒரு மரபணு மாற்றப்பட்ட வகையாகும், Oryza sativa, இது உணவு வைட்டமின் A குறைபாடுள்ள பகுதிகளுக்கு வலுவூட்டப்பட்ட உணவாக உருவாக்கப்பட்டுள்ளது. இது பீட்டா-கேரோட்டின் என்று அழைக்கப்படும் புரோ-வைட்டமின் A இன் முன்னோடியைக் கொண்டுள்ளது, இது மரபணுப் பொறியியல் மூலம் நெல்லில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டுள்ளது. நெல் தாவரம் இயற்கையாகவே அதன் இலைகளில் பீட்டா-கேரோட்டின் நிறமியை உற்பத்தி செய்கிறது. இருப்பினும், விதையின் எண்டோஸ்பெர்மில் இது இல்லை. ஏனெனில் பீட்டா-கேரோட்டின் நிறமி ஒளிச்சேர்க்கை செயல்பாட்டில் உதவுகிறது, அதே நேரத்தில் எண்டோஸ்பெர்மில் ஒளிச்சேர்க்கை நடைபெறாது. பீட்டா-கேரோட்டின் என்பது புரோ-வைட்டமின் $\mathrm{A}$ இன் முன்னோடியாக இருப்பதால், உணவு வைட்டமின் $\mathrm{A}$ குறைபாட்டை நிறைவு செய்ய இது நெல் வகையில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டுள்ளது. இது வைட்டமின் கூடுதல் உணவுகளுக்கு எளிமையான மற்றும் குறைந்த செலவு மாற்று ஆகும். இருப்பினும், இந்த நெல் வகை சுற்றுச்சூழல் ஆர்வலர்களிடமிருந்து குறிப்பிடத்தக்க எதிர்ப்பை எதிர்கொண்டுள்ளது. எனவே, அவை மனித நுகர்வுக்காக சந்தையில் இன்னும் கிடைக்கவில்லை.

விடை

இல்லை, மனித இரத்தத்தில் நியூக்ளியேஸ்கள் மற்றும் புரோட்டீஸ்கள் ஆகிய நொதிகள் இல்லை. மனிதர்களில், இரத்த சீரம் பல்வேறு வகையான புரோட்டீஸ் தடுப்பான்களைக் கொண்டுள்ளது, அவை புரோட்டீஸ்களின் செயல்பாட்டால் இரத்த புரதங்கள் உடைக்கப்படுவதிலிருந்து பாதுகாக்கின்றன. நியூக்ளியேஸ் நொதி, இரத்தத்தில் இல்லாத நியூக்ளிக் அமிலங்களின் நீர்ப்பகுப்பை வினையூக்குகிறது.