بائیوٹیکنالوجی کے اصول اور عمل#

بائیوٹیکنالوجی کے اصول#

تعریف#

بائیوٹیکنالوجی میں مخصوص اطلاقات کے لیے مصنوعات اور عمل تیار کرنے کے لیے جانداروں یا ان کے اجزاء کا استعمال شامل ہے۔

کلیدی تصورات#

• جینیٹک انجینئرنگ: کسی جاندار کی خصوصیات کو تبدیل کرنے کے لیے اس کے ڈی این اے میں ترمیم۔
• ری کمبیننٹ ڈی این اے ٹیکنالوجی: نئی جینیٹک ترکیبیں بنانے کے لیے مختلف ذرائع سے ڈی این اے کو ملا کر۔

ری کمبیننٹ ڈی این اے ٹیکنالوجی کے اوزار#

1. ریسٹریکشن انزائمز#

• تعریف: ایسے انزائمز جو ڈی این اے کو مخصوص ترتیب (جسے پہچاننے والے مقامات کہتے ہیں) پر کاٹتے ہیں۔
• فنکشن: یہ ڈی این اے کے ٹکڑے بناتے ہیں جنہیں کلوننگ اور تجزیے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔
• اقسام:
  • ٹائپ I: ڈی این اے کو بے ترتیب مقامات پر کاٹتے ہیں اور ان کی سرگرمی کے لیے اے ٹی پی کی ضرورت ہوتی ہے۔
  • ٹائپ II: ڈی این اے کو مخصوص مقامات پر کاٹتے ہیں، عام طور پر کلوننگ میں استعمال ہوتے ہیں۔
    • مثال: HindIII ایک ٹائپ II ریسٹریکشن انزائم ہے جو پیلنڈرومک ترتیب 5’-AAGCTT-3’ کو پہچانتا ہے اور A اور G کے درمیان کاٹتا ہے، جس سے چپچپے سِرے بنتے ہیں جو کلوننگ کے عمل کو آسان بنا سکتے ہیں۔

2. پیلنڈرومک ترتیبات#

• تعریف: ڈی این اے میں پیلنڈرومک ترتیب بیس جوڑوں کی ایک ایسی ترتیب ہوتی ہے جو ایک سٹرینڈ پر 5’ سے 3’ سمت اور تکمیلی سٹرینڈ پر 3’ سے 5’ سمت میں ایک جیسی پڑھی جاتی ہے۔
• اہمیت: بہت سے ریسٹریکشن انزائمز پیلنڈرومک ترتیبات کو پہچانتے ہیں، جس سے وہ ڈی این اے کو مخصوص مقامات پر باندھ کر کاٹ سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، HindIII کا پہچاننے والا مقام (5’-AAGCTT-3’) پیلنڈرومک ہے کیونکہ ریورس کمپلیمنٹ (3’-TTCGA-5’) مخالف سمت میں ایک جیسا پڑھا جاتا ہے۔

3. اینڈونیوکلئیز اور ایکسونوکلئیز#

• اینڈونیوکلئیز: یہ انزائمز ڈی این اے سٹرینڈ کے اندر فاسفوڈیسٹر بانڈ کو کاٹتے ہیں۔ استعمال ہونے والے انزائم پر منحصر ہے، یہ یا تو بلنٹ سِرے یا چپچپے سِرے بنا سکتے ہیں۔

  • مثال: HindIII ایک اینڈونیوکلئیز ہے جو چپچپے سِرے پیدا کرتا ہے۔

• ایکسونوکلئیز: یہ انزائمز ڈی این اے مالیکیول کے سروں سے نیوکلئوٹائیڈز کو ہٹاتے ہیں۔ انہیں ڈی این اے ٹکڑوں کو تراشنے یا ڈی این اے کو سروں سے تباہ کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

  • مثال: ایکسونوکلئیز I منتخبی طور پر سنگل سٹرینڈڈ ڈی این اے کو 3’ سرے سے تباہ کرتا ہے۔

4. ڈی این اے ٹکڑوں کی علیحدگی اور تنہائی#

• تکنیکیں:
  • جیل الیکٹروفوریسس: سائز کی بنیاد پر ڈی این اے ٹکڑوں کو الگ کرنے کا ایک طریقہ۔ ڈی این اے کو جیل میں لگایا جاتا ہے اور بجلی کا کرنٹ لگایا جاتا ہے، جس سے ٹکڑے حرکت کرتے ہیں۔
  • صفائی: مزید استعمال کے لیے جیل سے مخصوص ڈی این اے ٹکڑوں کو الگ کرنا۔

5. ویکٹر میں کلوننگ کے لیے درکار خصوصیات#

• تکرار کا ماخذ: ویکٹر کو میزبان کے اندر تکرار کرنے کی اجازت دیتا ہے۔
• منتخب کرنے والے مارکر: اینٹی بائیوٹکس کے خلاف مزاحمت فراہم کرنے والے جینز یا کامیاب ٹرانسفارمنٹس کی شناخت کے لیے دیگر مارکر۔
• ملٹی پل کلوننگ سائٹ (ایم سی ایس): غیر ملکی ڈی این اے داخل کرنے کے لیے متعدد ریسٹریکشن مقامات پر مشتمل ایک علاقہ۔

6. قابل میزبان#

• تعریف: ایک میزبان خلیہ جو ٹرانسفارمیشن کے ذریعے غیر ملکی ڈی این اے لے سکتا ہے۔
• قابل خلیات بنانے کے طریقے:
  • کیمیائی علاج (مثلاً، کیلشیم کلورائیڈ)۔
  • الیکٹروپوریشن (پرمیابیلیٹی بڑھانے کے لیے برقی میدان کا استعمال)۔

ری کمبیننٹ ڈی این اے ٹیکنالوجی کے عمل#

1. جینیٹک مواد (ڈی این اے) کی تنہائی#

• طریقے:
  • خلیوں کو توڑنے اور ڈی این اے کو رہا کرنے کے لیے خلیہ لائسس۔
  • خلیاتی اجزاء کو ہضم کرنے کے لیے ڈیٹرجنٹس اور انزائمز کا استعمال۔

2. ڈی این اے کو مخصوص مقامات پر کاٹنا#

• ریسٹریکشن انزائمز کا استعمال: ڈی این اے کو مخصوص مقامات پر کاٹا جاتا ہے تاکہ ایسے ٹکڑے بنائے جا سکیں جن میں ترمیم کی جا سکے۔

3. ری کمبیننٹ ڈی این اے کو میزبان خلیے/جاندار میں داخل کرنا#

• ٹرانسفارمیشن: ری کمبیننٹ ڈی این اے کو قابل میزبان خلیوں میں متعارف کرانا۔
• طریقے:
  • ہیٹ شاک طریقہ۔
  • الیکٹروپوریشن۔
  • مائیکرو انجیکشن (براہ راست خلیوں میں ڈی این اے انجیکٹ کرنا)۔

4. غیر ملکی جین پروڈکٹ حاصل کرنا#

• اظہاری نظام: داخل کردہ جین سے مطلوبہ پروٹین پیدا کرنے کے لیے میزبان خلیات (بیکٹیریا، خمیر، پودوں یا جانوروں کے خلیات) کا استعمال۔
• اظہار کی نگرانی: پروٹین کی پیداوار کی تصدیق کے لیے ویسٹرن بلوٹنگ یا ELISA جیسی تکنیکیں۔

5. ڈاؤن سٹریم پروسیسنگ#

• صفائی: میزبان خلیات اور دیگر خلیاتی اجزاء سے مطلوبہ مصنوعات کو الگ کرنا۔
• خصوصیت سازی: مصنوعات کا اس کی ساخت اور فنکشن کے لیے تجزیہ کرنا۔
• تشکیل: مصنوعات کو ذخیرہ کرنے اور استعمال کے لیے تیار کرنا۔