باب 12 حیاتیاتی ٹیکنالوجی اور اس کے اطلاقات

جواب وائرس سے پاک پودے بنانے کے لیے پودے کا سب سے بہترین حصہ مرسٹیم ٹشو، خاص طور پر apical مرسٹیم ہے۔ apical مرسٹیم جڑوں اور شاخوں کی نوکوں پر واقع ہوتا ہے اور پودے کی نشوونما کے ذمہ دار ہوتا ہے۔

apical مرسٹیم کو وائرس سے پاک پودے پیدا کرنے کے لیے مثالی بنانے کی کئی وجوہات ہیں:

1. وائرس کی کم حراستی: apical مرسٹیم میں اکثر پودے کے دیگر حصوں کے مقابلے میں وائرس کی حراستی کم ہوتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ وائرس عام طور پر ان تیزی سے تقسیم ہونے والے خلیوں تک زیادہ آہستہ پھیلتے ہیں۔

2. تیز خلیائی تقسیم: مرسٹیم کے خلیے تیزی سے تقسیم ہو رہے ہوتے ہیں، جو وائرس کی تکرار سے آگے نکل سکتے ہیں، جس سے وائرس سے پاک ٹشو حاصل کرنا آسان ہو جاتا ہے۔

3. ٹوٹی پوٹینسی: مرسٹیمیٹک خلیے ٹوٹی پوٹنٹ ہوتے ہیں، یعنی ان میں کسی بھی قسم کے پودے کے خلیے میں ترقی کرنے کی صلاحیت ہوتی ہے۔ یہ مرسٹیم ٹشو کے ایک چھوٹے سے ٹکڑے سے پورے پودے کی تخلیق نو کی اجازت دیتا ہے۔

4. تخلیق نو کی صلاحیت: مرسٹیم کلچر اور مائیکرو پروپیگیشن جیسی تکنیکوں کا استعمال مرسٹیم ٹشو سے پورے پودوں کی تخلیق نو کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ یہ دوبارہ پیدا ہونے والے پودے اکثر ان وائرسوں سے پاک ہوتے ہیں جنہوں نے والدین کے پودے کو متاثر کیا تھا۔

جواب

مائیکرو پروپیگیشن کے ذریعے پودے پیدا کرنے کے فوائد:

• بہت کم وقت اور کم جگہ میں پودوں کی تعداد حاصل کی جا سکتی ہے۔
• سال بھر پودے حاصل کیے جا سکتے ہیں۔
• اس طریقہ سے جراثیم سے پاک پودوں کو ضرب دی جا سکتی ہے۔
• پودوں کی افزائش کا ایک معاشی اور آسان طریقہ۔

جواب

ایک explant کی in vitro افزائش میں عام طور پر ایک کلچر میڈیم شامل ہوتا ہے جس میں کئی اہم اجزاء ہوتے ہیں:

1. ماکرو نیوٹرینٹس: نائٹروجن، فاسفورس، پوٹاشیم، کیلشیم، میگنیشیم، اور سلفر جیسے ضروری عناصر۔
2. مائیکرو نیوٹرینٹس: آئرن، مینگنیز، زنک، کاپر، مولیبڈینم، بورون، اور کوبالٹ جیسے ننھے عناصر۔
3. وٹامنز: تھامین (B1)، نیکوٹینک ایسڈ (B3)، پیرڈوکسین (B6)، اور دیگر جیسے ضروری وٹامنز۔
4. کاربن کا ماخذ: عام طور پر توانائی فراہم کرنے کے لیے سوکروز یا گلوکوز۔
5. پودوں کی نشوونما کے ریگولیٹرز: آکسنز، سائٹوکائننز، اور جبریلنز جیسے ہارمونز نشوونما اور ترقی کو منظم کرنے کے لیے۔
6. ایگر یا جیلرائٹ: میڈیم کو ٹھوس بنانے کے لیے ایک جیلنگ ایجنٹ۔
7. پانی: تمام اجزاء کو حل کرنے اور پودے کے ٹشو کی ہائیڈریشن کو سہارا دینے کے لیے جراثیم سے پاک، ڈسٹلڈ پانی۔

یہ اجزاء in vitro میں پودوں کے ٹشوز کی نشوونما اور ترقی کے لیے ایک بہترین ماحول پیدا کرتے ہیں۔

جواب

ٹاکسن غیر فعال ہے:

بیکٹیریا میں، ٹاکسن غیر فعال شکل میں موجود ہوتا ہے، جسے پروٹوٹاکسن کہتے ہیں، جو فعال شکل میں تبدیل ہو جاتا ہے جب یہ کیڑے کے جسم میں داخل ہوتا ہے۔

جواب

ٹرانسجینک بیکٹیریا میں غیر ملکی جین ہوتا ہے جو جان بوجھ کر اس کے جینوم میں متعارف کرایا جاتا ہے۔ انہیں مختلف تجارتی اہم مصنوعات کی پیداوار کے لیے مطلوبہ جین کے اظہار کے لیے جوڑ توڑ کیا جاتا ہے۔

ٹرانسجینک بیکٹیریا کی ایک مثال E.coli ہے۔ E.coli کے پلازمڈ میں، انسانی انسولین کے A اور $B$ زنجیر کے مطابق دو DNA سیکونسز داخل کیے جاتے ہیں، تاکہ متعلقہ انسانی انسولین زنجیریں پیدا کی جا سکیں۔ لہذا، انسولین جین کو بیکٹیریم میں داخل کرنے کے بعد، یہ ٹرانسجینک بن جاتا ہے اور انسانی انسولین کی زنجیریں پیدا کرنا شروع کر دیتا ہے۔ بعد میں، یہ زنجیریں E.coli سے نکالی جاتی ہیں اور انسانی انسولین بنانے کے لیے ملا دی جاتی ہیں۔

جواب

جینیاتی طور پر تبدیل شدہ (GM) یا ٹرانسجینک پودوں کی پیداوار کے کئی فوائد ہیں۔

(i) زیادہ تر GM فصلیں کیڑوں کے خلاف مزاحمت کے لیے تیار کی گئی ہیں، جو فصل کی پیداواری صلاحیت کو بڑھاتی ہیں اور اس لیے، کیمیائی کیڑے مار ادویات پر انحصار کو کم کرتی ہیں۔

(ii) GM خوراک کی فصلوں کی بہت سی اقسام تیار کی گئی ہیں، جن میں غذائیت کے معیار کو بڑھایا گیا ہے۔ مثال کے طور پر، گولڈن رائز چاول کی ایک ٹرانسجینک قسم ہے، جو وٹامن $A$ سے بھرپور ہے۔

(iii) یہ پودے معدنیات کے استعمال کی کارکردگی بڑھا کر مٹی کی زرخیزی کے نقصان کو روکتے ہیں۔

(iv) یہ ناموافق غیر حیاتیاتی حالات کے لیے انتہائی روادار ہیں۔

(v) GM فصلوں کے استعمال سے فصلوں کی کٹائی کے بعد کے نقصان میں کمی آتی ہے۔

تاہم، دنیا بھر میں جینیاتی طور پر تبدیل شدہ فصلوں کے استعمال کے حوالے سے کچھ تنازعات ہیں۔ ان فصلوں کے استعمال سے کسی علاقے میں مقامی حیاتیاتی تنوع متاثر ہو سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، $\mathrm{Bt}$ ٹاکسن کا استعمال کیڑے مار ادویات کی مقدار کو کم کرنے کے لیے مفید کیڑوں کے جراثیم کش جیسے شہد کی مکھی کے لیے خطرہ بن رہا ہے۔ اگر Bt ٹاکسن کے لیے ظاہر ہونے والا جین پولن میں ظاہر ہوتا ہے، تو شہد کی مکھی متاثر ہو سکتی ہے۔ نتیجے کے طور پر، شہد کی مکھیوں کے ذریعے جراثیم کش کا عمل متاثر ہو سکتا ہے۔ نیز، جینیاتی طور پر تبدیل شدہ فصلیں انسانی صحت کو متاثر کر رہی ہیں۔ وہ جسم میں الرجین اور کچھ اینٹی بائیوٹک مزاحمتی مارکر فراہم کرتی ہیں۔ نیز، وہ فصل کے پودوں کے جنگلی رشتہ داروں میں جینیاتی آلودگی کا سبب بن سکتی ہیں۔ لہذا، یہ ہمارے قدرتی ماحول کو متاثر کر رہا ہے۔

جواب

Cry پروٹینز cry جینز کے ذریعے کوڈ کیے جاتے ہیں۔ یہ پروٹینز زہریلے مادے ہیں، جو Bacillus thuringiensis بیکٹیریا کے ذریعے پیدا ہوتے ہیں۔ یہ بیکٹیریم ان پروٹینز کو ان کی غیر فعال شکل میں رکھتا ہے۔ جب غیر فعال ٹاکسن پروٹین کیڑے کے ذریعے نگل لیا جاتا ہے، تو یہ آنت کے الکلائن $\mathrm{pH}$ کے ذریعے فعال ہو جاتا ہے۔ اس کے نتیجے میں epithelial خلیے کا لائسس اور بالآخر کیڑے کی موت واقع ہوتی ہے۔ لہذا، انسان نے اس پروٹین کو کیڑوں کے خلاف مزاحمت کے ساتھ کچھ ٹرانسجینک فصلیں تیار کرنے کے لیے استعمال کیا ہے جیسے Bt کپاس، Bt مکئی، وغیرہ۔

جواب

جین تھراپی جین جوڑ توڑ کے ذریعے ایک ناقص جین کو درست کرنے کی ایک تکنیک ہے۔ اس میں ناقص جین کی جگہ لینے کے لیے فرد میں ایک عام جین کی ترسیل شامل ہے، مثال کے طور پر، adenosine deaminase (ADA) کے لیے جین کو ADA کی کمی والے فرد میں متعارف کرانا۔ adenosine deaminase انزائم مدافعتی نظام کے معمول کے کام کے لیے اہم ہے۔ اس عارضے میں مبتلا فرد کو ہڈی کے گودے کے خلیوں کی پیوند کاری کے ذریعے ٹھیک کیا جا سکتا ہے۔ پہلے مرحلے میں مریض کے ہڈی کے گودے سے lymphocyte نکالنا شامل ہے۔ پھر، ADA کے لیے ایک فعال جین کو retrovirus کی مدد سے lymphocytes میں متعارف کرایا جاتا ہے۔ ان علاج شدہ lymphocytes جن میں ADA جین ہوتا ہے، پھر مریض کے ہڈی کے گودے میں متعارف کرائے جاتے ہیں۔ اس طرح، جین فعال ہو جاتا ہے، فعال T-lymphocytes پیدا کرتا ہے اور مریض کے مدافعتی نظام کو چالو کرتا ہے۔

جواب

DNA کلوننگ مخصوص ٹیمپلیٹ DNA کی متعدد یکساں کاپیاں تیار کرنے کا ایک طریقہ ہے۔ اس میں میزبان خلیے میں مخصوص غیر ملکی DNA ٹکڑے کو لے جانے کے لیے ایک ویکٹر کا استعمال شامل ہے۔ نشوونما ہارمون کے لیے جین کی کلوننگ اور منتقلی کا طریقہ کار E.coli میں نیچے پیش کیا گیا ہے۔

جواب

ری کمبیننٹ DNA ٹیکنالوجی (rDNA) ایک ایسی تکنیک ہے جو مطلوبہ نتیجہ حاصل کرنے کے لیے کسی جاندار کے جینیاتی مواد میں جوڑ توڑ کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، یہ ٹیکنالوجی بیجوں سے تیل ہٹانے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ تیل کے اجزاء گلیسرول اور فیٹی ایسڈ ہیں۔ rDNA کا استعمال کرتے ہوئے، گلیسرول یا فیٹی ایسڈز میں سے کسی ایک کی ترکیب کو روک کر بغیر تیل والے بیج حاصل کیے جا سکتے ہیں۔ یہ ترکیب کے ذمہ دار مخصوص جین کو ہٹا کر کیا جاتا ہے۔

جواب

گولڈن رائز چاول کی ایک جینیاتی طور پر تبدیل شدہ قسم ہے، Oryza sativa، جسے ان علاقوں کے لیے ایک مضبوط خوراک کے طور پر تیار کیا گیا ہے جہاں غذائی وٹامن A کی کمی ہے۔ اس میں pro-vitamin A کا پیش رو ہوتا ہے، جسے بیٹا کیروٹین کہتے ہیں، جسے جینیاتی انجینئرنگ کے ذریعے چاول میں متعارف کرایا گیا ہے۔ چاول کا پودا قدرتی طور پر اپنے پتوں میں بیٹا کیروٹین pigment پیدا کرتا ہے۔ تاہم، یہ بیج کے endosperm میں غیر موجود ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ بیٹا کیروٹین pigment فوٹو سنتھیسس کے عمل میں مدد کرتا ہے جبکہ endosperm میں فوٹو سنتھیسس نہیں ہوتا۔ چونکہ بیٹا کیروٹین pro-vitamin $\mathrm{A}$ کا پیش رو ہے، اسے غذائی وٹامن $\mathrm{A}$ کی کمی کو پورا کرنے کے لیے چاول کی قسم میں متعارف کرایا جاتا ہے۔ یہ وٹامن سپلیمنٹس کا ایک سادہ اور کم مہنگا متبادل ہے۔ تاہم، چاول کی اس قسم کو ماحولیاتی کارکنوں کی طرف سے کافی مخالفت کا سامنا کرنا پڑا ہے۔ لہذا، وہ ابھی تک انسانی استعمال کے لیے مارکیٹ میں دستیاب نہیں ہیں۔

جواب

نہیں، انسانی خون میں انزائمز، نیوکلئیز اور پروٹییز شامل نہیں ہوتے۔ انسانوں میں، خون کے سیرم میں مختلف قسم کے پروٹییز انہیبیٹرز ہوتے ہیں، جو خون کے پروٹینز کو پروٹییز کی کارروائی سے ٹوٹنے سے بچاتے ہیں۔ انزائم، نیوکلئیز، نیوکلیک ایسڈز کے ہائیڈرولیسس کو تیز کرتا ہے جو خون میں غیر موجود ہے۔