Biotechnology Principles and Processes Notes in Hindi: Find below the important notes for the chapter, Biotechnology Principles and Processes as per the NEET Biology syllabus. This is helpful for aspirants of NEET and other exams during last-minute revision. Important notes for NEET Biology- Biotechnology Principles and Processes Notes in Hindi cover all the important topics and concepts useful for the exam.

Biotechnology Principles and Processes Notes in Hindi

जैव प्रौद्योगिकी को जीव विज्ञान के व्यापक क्षेत्र के रूप में परिभाषित किया गया है जो मानव कल्याण के लिए उपयोगी उत्पादों को विकसित करने, संशोधित करने और उत्पादन करने के लिए जीवित जीवों और उनके घटकों के प्रौद्योगिकी और अनुप्रयोग दोनों का उपयोग करता है।

• जैव प्रौद्योगिकी जीव विज्ञान और प्रौद्योगिकी का एक संयुक्त शब्द है।
• जैव प्रौद्योगिकी को मनुष्यों के लिए उपयोगी उत्पादों और प्रक्रियाओं के उत्पादन के लिए सूक्ष्मजीवों, पौधों या पशु कोशिकाओं या उनके घटकों के उपयोग के रूप में परिभाषित किया जा सकता है।
• यूरोपीय संघ प्रौद्योगिकी (ईएफटी) के अनुसार जैव प्रौद्योगिकी प्राकृतिक विज्ञान और जीवों, सेल, उसके भागों और उत्पादों और सेवाओं के लिए आणविक एनालॉग्स का एकीकरण है।
• ‘बायोटेक्नोलॉजी’ शब्द कार्ल एरेकी द्वारा 1919 में गढ़ा गया था।

पारंपरिक जैव प्रौद्योगिकी: यह तकनीक डेयरी उत्पादों की तैयारी के लिए दैनिक उपयोग में बैक्टीरिया और अन्य रोगाणुओं का उपयोग करती है। जैसे दही, घी और पनीर। यह जैव प्रौद्योगिकी बीयर, वाइन आदि जैसे मादक पेय तैयार करने तक भी फैली हुई है।

आधुनिक जैव प्रौद्योगिकी: यह आरडीएनए तकनीक पर आधारित है। यह जीव में आनुवंशिक जानकारी में हेरफेर करता है। उदाहरण के लिए मानव जीन का उत्पादन करने वाले इंसुलिन को बैक्टीरिया में स्थानांतरित और व्यक्त किया गया

जैव प्रौद्योगिकी के सिद्धांत

आधुनिक जैवअनुसार, जैव प्रौद्योगिकी के मुख्य सिद्धांत हैं:

जेनेटिक इंजीनियरिंग

यह एक जीव के जीनोम (डीएनए और आरएनए) का प्रत्यक्ष हेरफेर है। इसमें मेजबान जीवों में कार्य या विशेषता को बेहतर बनाने के लिए नए जीन का स्थानांतरण शामिल है और इस प्रकार मेजबान जीव के फेनोटाइप को बदल देता है।

जेनेटिक इंजीनियरिंग की तकनीकों में मुख्य रूप से शामिल हैं:

• डीएनए के टुकड़े दाता जीव से पृथक होते हैं।
• इसे वेक्टर डीएनए में डाला जाता है।
• इसे एक उपयुक्त मेजबान में स्थानांतरित किया जाता है।
• मेजबान जीव में पुनः संयोजक डीएनए का क्लोनिंग।

बायोप्रोसेस इंजीनियरिंग (केमिकल इंजीनियरिंग)

यह एंटीबायोटिक, टीके, एंजाइम आदि जैसे जैव प्रौद्योगिकी उत्पादों के निर्माण के लिए केवल वांछित रोगाणुओं के विकास को सक्षम करने के लिए बाँझ परिस्थितियों का रखरखाव है।

बायोप्रोसेस इंजीनियरिंग बायोरिएक्टर में कोशिकाओं का गुणन है। इस प्रक्रिया में बड़ी मात्रा में कल्चर प्राप्त होता है जो आवश्यक प्रोटीन की अधिक उपज पैदा करता है। प्राप्त उत्पादों को प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला के अधीन किया जाता है। उत्पादों को डाउनस्ट्रीम प्रसंस्करण द्वारा शुद्ध किया जाता है और आगे के परीक्षणों से पहले गुणवत्ता जांच के अधीन किया जाता है। इस प्रक्रिया का उपयोग एंटीबायोटिक्स, टीके और अन्य चिकित्सीय दवाओं के निर्माण के लिए किया जाता है।

पुनः संयोजक डीएनए प्रौद्योगिकी

पुनः संयोजक डीएनए प्रौद्योगिकी को आनुवंशिक इंजीनियरिंग के रूप में भी जाना जाता है। यह दो अलग-अलग जीवों के दो डीएनए अणुओं को एक साथ जोड़ने की प्रक्रिया है। इसे पुनः संयोजक डीएनए के रूप में जाना जाता है।

पुनः संयोजक डीएनए प्रौद्योगिकी की प्रक्रियाओं में शामिल कदम हैं:

• डीएनए का अलगाव।
• प्रतिबंध एंडोन्यूक्लाइजेस का उपयोग करके डीएनए काटना।
• एक वांछित जीन टुकड़ा का अलगाव।
• वांछित जीन का प्रवर्धन।
• वेक्टर में वांछित डीएनए टुकड़े का बंधन।
• मेजबान में पुनः संयोजक डीएनए का स्थानांतरण।
• एक पोषक माध्यम में रूपांतरित कोशिकाओं की संस्कृति।
• वांछित उत्पाद का निष्कर्षण।

डीएनए का अलगाव

• पहला कदम उस कोशिका का विश्लेषण है जिससे डीएनए प्राप्त किया जाना है। इस प्रयोजन के लिए विभिन्न लाइसिंग एंजाइमों का उपयोग किया जा रहा है।
• आरएनए, प्रोटीन, पॉलीसेकेराइड और लिपिड जैसे अन्य अणुओं के साथ डीएनए जारी किया जाता है।
• डीएनए को अन्य अणुओं को रिबोन्यूक्लीज (आरएनए निकालें) और प्रोटीज (प्रोटीन निकालें) जैसे विशिष्ट एंजाइमों के साथ इलाज करके इसमें से अन्य अणुओं को हटाकर अलग किया जाता है।
• अंत में, शुद्ध डीएनए अणु इसे ठंडा इथेनॉल जोड़कर और निलंबन में एकत्र करके इसे बाहर निकाल देते हैं।

जेनेटिक इंजीनियरिंगउपकरण

• एंजाइम
• क्लोनिंग वेक्टर के
• सक्षम मेजबान

एंजाइम:

• लाइसिंग एंजाइम:
  • प्लांट सेल: सेल्युलेस, पेक्टिनेज, प्रोटीज और लाइपेज
  • एनिमल सेल: प्रोटीज और लाइपेज
  • फंगल सेल: चिटिनेज, प्रोटीज और लाइपेज
  • बैक्टीरियल सेल: लाइसोजाइम
• प्रतिबंध एंजाइम:
  • 1963 में, वैज्ञानिक की खोज की एस्चेरिचिया कोलाई में बैक्टीरियोफेज के विकास को प्रतिबंधित करने के लिए जिम्मेदार दो एंजाइम।
  • प्रतिबंध एंजाइम एंडोन्यूक्लिअस के सदस्य हैं।
  • प्रतिबंध एंजाइम न्यूक्लियस नामक एंजाइमों के एक बड़े वर्ग से संबंधित हैं। दो प्रकार के न्यूक्लीज एंजाइम होते हैं: 
    • एक्सोन्यूक्लिअस: डीएनए न्यूक्लियोटाइड्स को सिरों से काटना। जैसे
    • एंडोन्यूक्लिअस: सिरों को छोड़कर किसी भी बिंदु पर डीएनए को काटें। जैसे हिंद II
• प्रतिबंध एंजाइमों का नामकरण:
  • पहला अक्षर जीनस से आता है।
  • दूसरा और तीसरा अक्षर प्रजाति से आते हैं।
  • चौथा अक्षर बैक्टीरियल स्ट्रेन से आता है।
  • नाम के बाद रोमन संख्याएं उस क्रम को दर्शाती हैं जिसमें एंजाइमों को जीवाणु तनाव से अलग किया गया था।
• प्रतिबंध एंजाइमों का तंत्र:
  • प्रत्येक प्रतिबंध एंडोन्यूक्लिज़ डीएनए में एक विशिष्ट पैलिंड्रोमिक न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों को पहचानता है डीएनए में
  • पालिंड्रोम आधार जोड़े का एक क्रम है जो पढ़ने के उन्मुखीकरण को समान रखने पर दो किस्में पर समान पढ़ता है।
• काटने का तल:
  • कुंद अंत
    • डीएनए के दोनों स्ट्रैंड को केंद्र से
    • काटते हैं इन्हें सममित कटौती के रूप में जाना जाता है।
    • नतीजतन, दो कुंद सिरे बनते हैं।
  • स्टिकी एंड
    • कट एक तरह से प्रोट्रूडिंग और रिकेस्ड सिरों का निर्माण करता है।
    • इन्हें असममित कटौती के रूप में जाना जाता है।
    • नतीजतन, एकल स्ट्रैंड एक्सटेंशन वाले डीएनए टुकड़े बनते हैं।

वैक्टर:

वेक्टर डीएनए अणु होते हैं जो एक विदेशी डीएनए खंड को मेजबान सेल में ले जा सकते हैं। वैक्टर को वाहन डीएनए या जीन वाहक के रूप में भी जाना जाता है। वेक्टर दो प्रकार के होते हैं:

• क्लोनिंग वेक्टर: उपयुक्त होस्ट सेल के अंदर डाले गए डीएनए के क्लोनिंग के लिए उपयोग किया जाता है।
• एक्सप्रेशन वेक्टर: होस्ट के अंदर विशिष्ट प्रोटीन के उत्पादन के लिए डीएनए इंसर्ट को व्यक्त करने के लिए उपयोग किया जाता है।

आरडीएनए प्रौद्योगिकी में उपयोग किए जाने वाले प्रमुख वैक्टर:

• प्लास्मिड: प्लास्मिड बैक्टीरिया कोशिकाओं में मौजूद छोटे, गोलाकार, डबल स्ट्रैंडेड और एक्स्ट्राक्रोमोसोमल डीएनए होते हैं। वे प्रतिकृति की उत्पत्ति की उपस्थिति के कारण स्वतंत्र रूप से दोहरा सकते हैं। प्लास्मिड आकार में 1kbp-200kbp होते हैं और इनमें सीमित संख्या में जीन होते हैं। जंगली प्लास्मिड से निर्मित प्लास्मिड वैक्टर को निर्मित वैक्टर या कृत्रिम प्लास्मिड वैक्टर कहा जाता है। निर्माण के दौरान कुछ अवांछित हिस्से को हटा दिया जाता है और वांछित क्रम डाला जाता है। प्लास्मिड वैक्टर के उदाहरण हैं:
  • पीयूसी वैक्टर
    • कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय द्वारा बनाए गए इस प्लास्मिड वेक्टर को पीयूसी वैक्टर कहा जाता है।
    • पीयूसी वैक्टर में एक चयन योग्य मार्कर के रूप में एक ओरि साइट और लैक जेड जीन होता है।
    • सभी पीयूसी वैक्टर की संरचना समान होती है, लेकिन वे अपने कई क्लोनिंग साइटों में एक दूसरे से भिन्न होते हैं।

• पीबीआर 322 
  • यह पहला कृत्रिम क्लोनिंग वेक्टर
  • pBR322 है, जहां p इंगित करता है कि एक प्लास्मिड है, B और R का अर्थ बोलिवर और रॉड्रिक्ज़ है। 322 दूसरों से अलग करने के लिए विशिष्ट संख्या है।
  • इसमें 8 प्रतिबंध स्थल शामिल हैं
  • pBR322 में दो चयन योग्य मार्कर जीन हैं i) टेटआर जीन ii) ampr जीन
• Ti प्लास्मिड
  • Ti प्लास्मिडमें मौजूद ट्यूमर उत्प्रेरण प्लास्मिड एग्रोबैक्टीरियम ट्यूमेफैसिएन्स बैक्टीरियाहैं।
  • प्लास्मिड में एक स्थानांतरण जीन होता है जो टी-डीएनए को एक जीवाणु से दूसरे जीवाणु या पादप कोशिका में स्थानांतरित करने में मदद करता है।
  • Ti प्लास्मिड का उपयोग पौधों में वांछनीय लक्षणों के जीन की शुरूआत के लिए किया गया है।

• बैक्टीरियोफेज वेक्टर
  • ये जीवाणु वायरस हैं जो एक वांछित जीन को एक मेजबान सेल में ले जाते हैं।
  • कॉपी नंबर बहुत ज्यादा होता है इसलिए इसका इस्तेमाल क्लोनिंग वेक्टर के तौर पर किया जाता है।
  • जी। M13 फेज, लैम्ब्डा फेज और P1 फेज।

• Cosmids
  • Cosmids प्लास्मिड + लैम्ब्डा फेज से निर्मित हाइब्रिड वैक्टर हैं।
  • कॉस्मिड को प्लास्मिड की तरह गोलाकार डीएनए मिलता है और उनके पास लैम्ब्डा फेज जैसी साइट होती है।
  • 1978 में, Casmid का निर्माण पहली बार Collins and Hohn द्वारा किया गया था।

होस्ट:

आरडीएनए प्राप्त करने वाली कोशिका को होस्ट कहा जाता है। कई प्रकार की मेजबान कोशिकाएं उपलब्ध हैं जैसे ईकोली, खमीर, पशु या पौधे कोशिकाएं। कोलाई अपनी आनुवंशिक इंजीनियरिंग के रूप में सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला जीव है। डीएनए एक हाइड्रोफिलिक अणु है और यह प्लाज्मा झिल्ली से नहीं गुजर सकता है। डीएनए एक हाइड्रोफिलिक अणु है, यह कोशिका झिल्ली से नहीं गुजर सकता है इसलिए जीवाणु कोशिकाओं को पहले डीएनए लेने के लिए “सक्षम” बनाया जाना चाहिए। इसलिए, आरडीएनए लेने के लिए सक्षम बनने के लिए मेजबान स्वयं में कुछ उपचार किए जाते हैं।

• रासायनिक विधि: द्विसंयोजक कैल्शियम की विशिष्ट सांद्रता के साथ जीवाणु कोशिकाओं का उपचार। इससे छोटे छिद्रों के माध्यम से जीवाणु कोशिका भित्ति में rDNA के प्रवेश की संभावना बढ़ जाती है। बर्फ पर पुनः संयोजक डीएनए के साथ जीवाणु कोशिकाओं का ऊष्मायन। इसके बाद इन्हें संक्षेप में 42’C पर रखा जाता है, इसके बाद इसे फिर से बर्फ पर स्थानांतरित कर दिया जाता है। यह प्रक्रिया बैक्टीरिया को rDNA लेने में सक्षम बनाती है।
• माइक्रोइंजेक्शन विधि: इस विधि में, आरडीएनए समाधान को सीधे पशु कोशिकाओं के केंद्रक में अंतःक्षिप्त किया जाता है। केशिका वर्ग micropipettes या सूक्ष्म इंजेक्शन मेजबान कोशिकाओं में rDNA को इंजेक्ट करने में मदद करते हैं। यह पशु कोशिकाओं के मामले में सबसे आम है।
• जीन गन्स मेथड: इस तकनीक को बायोलिस्टिक तकनीक के रूप में भी जाना जाता है। आरडीएनए के साथ लेपित सोने या टंगस्टन के उच्च वेग वाले कणों को मेजबान कोशिकाओं पर बमबारी की जाती है। इस विधि का प्रयोग ज्यादातर पादप कोशिकाओं में किया जाता है।
• इलेक्ट्रोपोरेशन विधि: इलेक्ट्रोपोरेशन एक ऐसी तकनीक है जिसका उपयोग कोशिकाओं की कोशिका झिल्ली की पारगम्यता को बदलने के लिए किया जाता है ताकि माध्यम में rDNA को आगे बढ़ाया जा सके। सेल की पारगम्यता बनाने के लिए उपयुक्त वोल्टेज लागू करने के लिए इलेक्ट्रोपोरेटर उपकरण का उपयोग किया जाता है। इलेक्ट्रोपोरेशन बैक्टीरिया, कवक, पौधों की कोशिकाओं और पशु कोशिकाओं को बदलने में सहायक होता है।

डीएनए क्लोनिंग

डीएनए के एक टुकड़े की कई, समान प्रतियां बनाने की प्रक्रिया है। इस प्रक्रिया में क्लोनिंग वैक्टर की आवश्यकता होती है जिसमें निम्नलिखित गुण होते हैं:

• यह आकार में छोटा होना चाहिए लेकिन एक बड़ा डीएनए डालने में सक्षम होना चाहिए।
• क्लोनिंग वेक्टर में प्रतिकृति की उत्पत्ति होनी चाहिए ताकि वह स्वायत्त रूप से मेजबान जीव में दोहरा सके।
• इसमें एक प्रतिबंध स्थल होना चाहिए।
• इसमें पुनः संयोजक जीवों की स्क्रीनिंग के लिए एक चयन योग्य मार्कर होना चाहिए।
• इसमें कई क्लोनिंग साइट होनी चाहिए।

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By Team Learning Mantras