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आनुवंशिक अभियांत्रिकी Previous Year Questions (PYQs)
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Solved Previous Year Questions
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जेनोमइंडिया प्रोजेक्ट के संबंध में निम्नलिखित में से कौन सा कथन सही है/हैं?
- यह मानव जीनोम परियोजना का एक हिस्सा है।
- परियोजना भारत सरकार के जैव प्रौद्योगिकी विभाग (डीबीटी) द्वारा वित्त पोषित है।
- इसका प्राथमिक उद्देश्य भारतीय जनसंख्या की आनुवंशिक विविधता की एक सूची बनाना है।
नीचे दिए गए कोड का उपयोग करके उत्तर चुनें:
Detailed Explanation:
कथन 1 गलत है क्योंकि जीनोमइंडिया परियोजना एक स्वतंत्र भारतीय पहल है, यह ह्यूमन जीनोम प्रोजेक्ट का हिस्सा नहीं है।
कथन 2 और 3 सही हैं। यह परियोजना जैव प्रौद्योगिकी विभाग (DBT) द्वारा वित्तपोषित है और इसका मुख्य उद्देश्य भारतीय आबादी की आनुवंशिक विविधता का विस्तृत डेटाबेस तैयार करना है।
इसलिए विकल्प B (केवल 2 और 3) सही उत्तर है।
जीनोमइंडिया परियोजना 2020 में शुरू की गई थी, जिसका उद्देश्य भारत के विभिन्न समुदायों के जीनोम का अध्ययन करना है। इससे आनुवंशिक रोगों की बेहतर पहचान, व्यक्तिगत चिकित्सा (Personalized Medicine) और जैव-चिकित्सा अनुसंधान को बढ़ावा मिलता है।
'एरियल मेटाजेनोमिक्स' निम्नलिखित में से किस स्थिति को सर्वोत्तम रूप से संदर्भित करता है?
Detailed Explanation:
उत्तर: विकल्प 1 — एक आवास में हवा से DNA नमूनों को एक साथ एकत्र करना
एरियल मेटाजेनोमिक्स एक अत्याधुनिक तकनीक है जिसमें विशेष फिल्टर या वैक्यूम सिस्टम का उपयोग करके सीधे हवा से पर्यावरणीय DNA (e-DNA) एकत्र किया जाता है। जीव लगातार श्वास, त्वचा कोशिकाओं, फर, पराग, बीजाणुओं और अन्य जैविक कणों के माध्यम से अपने आसपास के वातावरण में आनुवंशिक सामग्री छोड़ते हैं, जिसे हवा के नमूनों से एकत्र किया जा सकता है। यह विधि शोधकर्ताओं को भौतिक घुसपैठ के बिना एक विशिष्ट आवास में एक साथ कई प्रजातियों—जिनमें जानवर, पौधे, कवक और सूक्ष्मजीव शामिल हैं—की पहचान और निगरानी करने की अनुमति देती है, जो इसे जैव विविधता मूल्यांकन के लिए एक शक्तिशाली गैर-आक्रामक उपकरण बनाती है।
📝 संक्षिप्त नोट्स: मेटाजेनोमिक्स और पर्यावरणीय DNA
- मेटाजेनोमिक्स: प्रयोगशाला संस्कृतियों में व्यक्तिगत जीवों को अलग किए बिना पर्यावरणीय नमूनों (मिट्टी, पानी, हवा) से सीधे प्राप्त आनुवंशिक सामग्री का अध्ययन।
- पर्यावरणीय DNA (e-DNA): जीवों द्वारा त्वचा कोशिकाओं, बलगम, मल, युग्मकों और अन्य जैविक सामग्रियों के माध्यम से अपने पर्यावरण में छोड़ी गई आनुवंशिक सामग्री।
- एरियल मेटाजेनोमिक्स: विशेष रूप से किसी आवास में जैव विविधता का आकलन करने के लिए वायु निस्पंदन प्रणालियों का उपयोग करके वायुजनित कणों से DNA एकत्र करने पर केंद्रित है।
- अनुप्रयोग: गैर-आक्रामक जैव विविधता निगरानी, दुर्लभ या मायावी प्रजातियों का पता लगाना, रोग वाहकों को ट्रैक करना, और पारिस्थितिकी तंत्र स्वास्थ्य का अध्ययन करना।
- लाभ: कई टैक्सा का एक साथ पता लगाना, दृश्य अवलोकन या भौतिक कैप्चर की आवश्यकता नहीं, बड़े पैमाने के सर्वेक्षणों के लिए समय और लागत कुशल।
निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए:
DNA बारकोडिंग निम्नलिखित के लिए एक साधन हो सकती है:
1. किसी पौधे या जानवर की आयु का आकलन करना।
2. उन प्रजातियों में अंतर करना जो एक जैसी दिखती हैं।
3. प्रसंस्कृत खाद्य पदार्थों में अवांछनीय पशु या पौधे की सामग्री की पहचान करना।
उपर्युक्त में से कौन सा/से कथन सही है/हैं?
Detailed Explanation:
उत्तर: विकल्प 4 — 2 और 3
DNA बारकोडिंग एक आणविक तकनीक है जो प्रजातियों की पहचान के लिए लघु, मानकीकृत जीन अनुक्रमों का उपयोग करती है। यह आकारिकी रूप से समान प्रजातियों को अलग करने और प्रसंस्कृत सामग्री में प्रजाति संरचना का पता लगाने के लिए विशेष रूप से प्रभावी है, लेकिन यह जीवों की आयु निर्धारित नहीं कर सकती है।
❌ कथन 1 – गलत: DNA बारकोडिंग आनुवंशिक अनुक्रमों के आधार पर प्रजातियों की पहचान करती है लेकिन किसी पौधे या जानवर की आयु का आकलन नहीं कर सकती, क्योंकि आयु निर्धारण के लिए डेंड्रोक्रोनोलॉजी या कार्बन डेटिंग जैसी अन्य विधियों की आवश्यकता होती है।
✅ कथन 2 – सही: DNA बारकोडिंग उनके अद्वितीय आनुवंशिक बारकोड (सामान्यतः जानवरों में COI जीन, पौधों में rbcL या matK) की तुलना करके आकारिकी रूप से समान दिखने वाली प्रजातियों में अंतर करने में उत्कृष्ट है।
✅ कथन 3 – सही: DNA बारकोडिंग का व्यापक रूप से खाद्य सुरक्षा में प्रसंस्कृत खाद्य पदार्थों में अघोषित या अवांछनीय पशु/पौधे की सामग्री की पहचान के लिए उपयोग किया जाता है, जो खाद्य मिलावट और गलत लेबलिंग का पता लगाने में मदद करता है।
📝 संक्षिप्त नोट्स: DNA बारकोडिंग
- परिभाषा: एक आणविक उपकरण जो प्रजातियों की तीव्र पहचान के लिए लघु, मानकीकृत DNA अनुक्रमों का उपयोग करता है
- जीन मार्कर: जानवरों के लिए COI (साइटोक्रोम सी ऑक्सीडेज I); पौधों के लिए rbcL, matK, ITS
- अनुप्रयोग: प्रजाति पहचान, जैव विविधता मूल्यांकन, खाद्य प्रमाणीकरण, अवैध वन्यजीव व्यापार का पता लगाना, औषधीय पौधों की पहचान
- लाभ: छोटे ऊतक नमूनों के साथ काम करता है, गुप्त प्रजातियों की पहचान करता है, अपरिपक्व/क्षतिग्रस्त नमूनों के लिए उपयोगी
- सीमाएं: आयु निर्धारित नहीं कर सकता, हाल के प्रजातीकरण में समान अनुक्रम दिखा सकते हैं, संदर्भ डेटाबेस की आवश्यकता है
- वैश्विक पहल: इंटरनेशनल बारकोड ऑफ लाइफ (iBOL) परियोजना व्यापक DNA बारकोड पुस्तकालय बनाए रखती है
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वंशानुगत रोगों के संदर्भ में, निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए:
- माता-पिता से संतान में माइटोकॉन्ड्रियल रोगों के संचरण को माइटोकॉन्ड्रियल प्रतिस्थापन चिकित्सा द्वारा अंडे के इन विट्रो निषेचन से पहले या बाद में रोका जा सकता है।
- एक बच्चा माइटोकॉन्ड्रियल रोगों को पूरी तरह से माता से प्राप्त करता है और पिता से नहीं।
उपर्युक्त कथनों में से कौन-सा/से सही है/हैं?
Detailed Explanation:
उत्तर: विकल्प 3 — 1 और 2 दोनों
माइटोकॉन्ड्रियल प्रतिस्थापन चिकित्सा (MRT) एक प्रजनन तकनीक है जो माता से संतान में माइटोकॉन्ड्रियल रोगों के संचरण को रोकने के लिए डिज़ाइन की गई है, जिसमें दोषपूर्ण माइटोकॉन्ड्रिया को स्वस्थ दाता माइटोकॉन्ड्रिया से प्रतिस्थापित किया जाता है, या तो इन विट्रो निषेचन से पहले या बाद में। माइटोकॉन्ड्रियल DNA विशेष रूप से मातृ वंश के माध्यम से विरासत में मिलता है, क्योंकि शुक्राणु में मौजूद माइटोकॉन्ड्रिया आमतौर पर निषेचन के बाद नष्ट हो जाते हैं, जिससे बच्चे के लिए पिता से माइटोकॉन्ड्रियल रोग विरासत में लेना असंभव हो जाता है।
✅ कथन 1 – सही: MRT को निषेचन से पहले (मातृ स्पिंडल स्थानांतरण का उपयोग करके) या निषेचन के बाद (प्रोन्यूक्लियर स्थानांतरण का उपयोग करके) माइटोकॉन्ड्रियल रोग संचरण को रोकने के लिए किया जा सकता है।
✅ कथन 2 – सही: माइटोकॉन्ड्रियल DNA पूरी तरह से माता से विरासत में मिलता है, क्योंकि केवल अंडा ही भ्रूण को माइटोकॉन्ड्रिया प्रदान करता है।
📝 संक्षिप्त नोट्स: माइटोकॉन्ड्रियल वंशानुक्रम और प्रतिस्थापन चिकित्सा
| पहलू | विवरण |
|---|---|
| माइटोकॉन्ड्रियल DNA (mtDNA) | माइटोकॉन्ड्रिया में उपस्थित वृत्ताकार DNA; कोशिकीय ऊर्जा उत्पादन के लिए आवश्यक 37 जीन को एनकोड करता है; विशेष रूप से माता से विरासत में मिलता है |
| माइटोकॉन्ड्रियल रोग | mtDNA में उत्परिवर्तन के कारण होते हैं; कोशिकाओं में ऊर्जा उत्पादन को प्रभावित करते हैं; उदाहरणों में MELAS सिंड्रोम, लेह सिंड्रोम और लेबर की वंशानुगत ऑप्टिक न्यूरोपैथी शामिल हैं |
| मातृ वंशानुक्रम | शुक्राणु माइटोकॉन्ड्रिया निषेचन के बाद नष्ट हो जाते हैं; केवल अंडे के माइटोकॉन्ड्रिया भ्रूण में योगदान करते हैं; इस प्रकार, mtDNA केवल माता से आता है |
| माइटोकॉन्ड्रियल प्रतिस्थापन चिकित्सा (MRT) | माइटोकॉन्ड्रियल रोगों के संचरण को रोकने की तकनीक; दोषपूर्ण माइटोकॉन्ड्रिया को स्वस्थ दाता माइटोकॉन्ड्रिया से प्रतिस्थापित करना शामिल है |
| MRT तकनीकें | मातृ स्पिंडल स्थानांतरण: निषेचन से पहले - माता के अंडे से नाभिक को स्वस्थ माइटोकॉन्ड्रिया वाले एन्यूक्लिएटेड दाता अंडे में स्थानांतरित किया जाता है प्रोन्यूक्लियर स्थानांतरण: निषेचन के बाद - निषेचित अंडे से प्रोन्यूक्लियाई को एन्यूक्लिएटेड दाता भ्रूण में स्थानांतरित किया जाता है |
| तीन-माता-पिता शिशु | MRT के माध्यम से जन्म लेने वाले बच्चे में तीन लोगों से आनुवंशिक सामग्री होती है: दोनों माता-पिता से परमाणु DNA और दाता से mtDNA |
| नैतिक और कानूनी स्थिति | यूके 2015 में MRT को वैध बनाने वाला पहला देश बना; नैतिक निहितार्थों के संबंध में कई देशों में बहस जारी है |
मानव प्रजनन प्रौद्योगिकी में हाल की प्रगति के संदर्भ में, "प्रोन्यूक्लियर ट्रांसफर" का उपयोग किसके लिए किया जाता है:
Detailed Explanation:
उत्तर: विकल्प 4 — संतानों में माइटोकॉन्ड्रियल रोगों की रोकथाम
प्रोन्यूक्लियर ट्रांसफर एक माइटोकॉन्ड्रियल प्रतिस्थापन चिकित्सा तकनीक है जिसका उपयोग माँ से बच्चे में माइटोकॉन्ड्रियल रोगों के संचरण को रोकने के लिए किया जाता है। इस तकनीक में दोषपूर्ण माइटोकॉन्ड्रिया वाले निषेचित अंडे से प्रोन्यूक्लियाई (संलयन से पहले अंडे और शुक्राणु दोनों के नाभिक) को स्वस्थ माइटोकॉन्ड्रिया वाले दाता अंडे में स्थानांतरित किया जाता है, जिसके अपने प्रोन्यूक्लियाई हटा दिए गए होते हैं। यह बच्चे को जैविक माता-पिता से परमाणु DNA विरासत में लेने की अनुमति देता है जबकि दाता से स्वस्थ माइटोकॉन्ड्रियल DNA प्राप्त करता है, जिससे माइटोकॉन्ड्रियल रोगों की रोकथाम होती है।
📝 संक्षिप्त नोट्स: माइटोकॉन्ड्रियल प्रतिस्थापन चिकित्सा
- माइटोकॉन्ड्रिया: परमाणु DNA से अलग अपने स्वयं के DNA (mtDNA) वाले कोशिकीय अंगक; mtDNA में उत्परिवर्तन मांसपेशियों, तंत्रिकाओं, मस्तिष्क और अन्य अंगों को प्रभावित करने वाले वंशानुगत माइटोकॉन्ड्रियल रोग उत्पन्न करते हैं।
- प्रोन्यूक्लियर ट्रांसफर (PNT): दो मुख्य माइटोकॉन्ड्रियल प्रतिस्थापन तकनीकों में से एक; निषेचित अंडे से प्रोन्यूक्लियाई को स्वस्थ माइटोकॉन्ड्रिया वाले दाता अंडे में स्थानांतरित करना शामिल है।
- मैटरनल स्पिंडल ट्रांसफर (MST): निषेचन से पहले की जाने वाली वैकल्पिक तकनीक; माँ के अंडे से परमाणु DNA को स्वस्थ माइटोकॉन्ड्रिया वाले दाता अंडे में स्थानांतरित किया जाता है।
- तीन-माता-पिता का बच्चा: परिणामी बच्चे में जैविक माता-पिता से परमाणु DNA और दाता से माइटोकॉन्ड्रियल DNA होता है (कुल DNA का <0.1% योगदान)।
- नैतिक और कानूनी स्थिति: पहली बार यूके में स्वीकृत (2015); सीमित देशों में किया गया; आनुवंशिक संशोधन और जर्मलाइन संपादन के बारे में नैतिक बहस उठाता है।
- अनुप्रयोग: ली सिंड्रोम, MELAS और केर्न्स-सायरे सिंड्रोम जैसे गंभीर माइटोकॉन्ड्रियल रोगों को संतानों में जाने से रोकता है।
जैव सूचना विज्ञान (bioinformatics) के विकास के संदर्भ में, 'ट्रांसक्रिप्टोम' शब्द, जो कभी-कभी समाचारों में देखा जाता है, निम्न में से किसे संदर्भित करता है -
Detailed Explanation:
ट्रांसक्रिप्टोम किसी जीव के जीनोम द्वारा विशिष्ट परिस्थितियों में या किसी विशिष्ट कोशिका में उत्पादित RNA प्रतिलेखों (विशेषकर mRNA अणुओं) के संपूर्ण समूह को संदर्भित करता है।
स्थिर जीनोम के विपरीत, ट्रांसक्रिप्टोम गतिशील है और यह दर्शाता है कि किसी भी समय कौन से जीन सक्रिय रूप से अभिव्यक्त हो रहे हैं, जो जीन नियमन, कोशिकीय कार्यों और पर्यावरणीय उत्तेजनाओं की प्रतिक्रियाओं को समझने के लिए महत्वपूर्ण है।
निम्नलिखित तकनीकों/घटनाओं पर विचार कीजिए:
- फलों के पौधों में मुकुलन और कलम बांधना
- कोशिका द्रव्यीय नर बंध्यता
- जीन साइलेंसिंग
उपर्युक्त में से कौन सा/से ट्रांसजेनिक फसलें बनाने के लिए उपयोग किया/किए जाता/जाते है/हैं?
Detailed Explanation:
❌ कथन 1 – गलत: मुकुलन और कलम बांधना पारंपरिक कायिक प्रवर्धन तकनीकें हैं जो पौधों को DNA में बदलाव किए बिना अलैंगिक रूप से बढ़ाती हैं; कोई पुनर्योगज DNA तकनीक का उपयोग नहीं होता, इसलिए ये ट्रांसजेनिक फसलें नहीं बनातीं।
✅ कथन 2 – सही: कोशिका द्रव्यीय नर बंध्यता (CMS) को आनुवंशिक इंजीनियरिंग के माध्यम से फसलों में बंध्यता जीन डालने या स्थानांतरित करने के लिए उपयोग किया जा सकता है, जिससे संकर बीज उत्पादन के लिए ट्रांसजेनिक लाइनें बनती हैं।
✅ कथन 3 – सही: जीन साइलेंसिंग (RNA इंटरफेरेंस/RNAi) पौधों में विशिष्ट जीन अभिव्यक्ति को दबाने के लिए इंजीनियर्ड आनुवंशिक संरचनाएं उपयोग करती है, जो वांछित गुणों वाली ट्रांसजेनिक फसलों के विकास की प्रमुख तकनीक है।
पुनर्योगज DNA प्रौद्योगिकी (आनुवंशिक अभियांत्रिकी) जीनों को स्थानांतरित करने की अनुमति देती है
- विभिन्न प्रजातियों के पौधों में।
- जानवरों से पौधों में।
- सूक्ष्मजीवों से उच्च जीवों में।
नीचे दिए गए कूट का उपयोग करके सही उत्तर चुनिए।
Detailed Explanation:
✅ कथन 1 – सही: पुनर्योगज DNA प्रौद्योगिकी रोग प्रतिरोध जैसे वांछनीय गुणों को शामिल करने के लिए विभिन्न पौधों की प्रजातियों में जीन स्थानांतरण सक्षम बनाती है।
✅ कथन 2 – सही: जानवरों के जीन पौधों में स्थानांतरित किए जा सकते हैं; उदाहरण के लिए, ठंडे पानी की मछलियों से एंटीफ्रीज प्रोटीन जीन टमाटर और स्ट्रॉबेरी में पाला सहनशीलता के लिए डाले गए हैं।
✅ कथन 3 – सही: सूक्ष्मजीवों से जीन नियमित रूप से उच्च जीवों में स्थानांतरित किए जाते हैं; मिट्टी के बैक्टीरिया से बैसिलस थुरिंजिएन्सिस (Bt) जीन कीट प्रतिरोध के लिए कपास और मक्का जैसी फसलों में स्थानांतरित किए जाते हैं।
'स्टेम कोशिकाओं' के संदर्भ में, जो अक्सर समाचारों में रहती हैं, निम्नलिखित में से कौन सा/से कथन सही है/हैं?
- स्टेम कोशिकाएं केवल स्तनधारियों से प्राप्त की जा सकती हैं
- स्टेम कोशिकाओं का उपयोग नई दवाओं की जांच के लिए किया जा सकता है
- स्टेम कोशिकाओं का उपयोग चिकित्सा उपचारों के लिए किया जा सकता है
Detailed Explanation:
❌ कथन 1 – गलत: स्टेम कोशिकाएं सभी बहुकोशिकीय जीवों में पाई जाती हैं, न कि केवल स्तनधारियों में—इनमें पौधे, कशेरुकी और अकशेरुकी शामिल हैं।
✅ कथन 2 – सही: स्टेम कोशिकाओं का उपयोग दवा परीक्षण के लिए किया जाता है, जिसमें नैदानिक परीक्षणों से पहले नई औषधीय यौगिकों की सुरक्षा और प्रभावकारिता की जांच के लिए विशिष्ट कोशिका प्रकार उत्पन्न किए जाते हैं।
✅ कथन 3 – सही: स्टेम कोशिकाओं के पुनर्योजी चिकित्सा में अनुप्रयोग हैं जिनमें रक्त विकारों के लिए अस्थि मज्जा प्रत्यारोपण और ऊतक/अंग मरम्मत शामिल हैं।
कीटों के प्रतिरोध के अलावा, आनुवंशिक रूप से इंजीनियर्ड पौधों को किन संभावनाओं के लिए बनाया गया है?
- उन्हें सूखे का सामना करने में सक्षम बनाना
- उपज के पोषण मूल्य को बढ़ाना
- उन्हें अंतरिक्ष यानों और अंतरिक्ष स्टेशनों में बढ़ने और प्रकाश संश्लेषण करने में सक्षम बनाना
- उनकी शेल्फ लाइफ बढ़ाना
नीचे दिए गए कोड का उपयोग करके सही उत्तर चुनें:
Detailed Explanation:
✅ कथन 1 – सही: सूखा-प्रतिरोधी फसलें जैसे सूखा-सहिष्णु मक्का और जल-कुशल चावल को जल संरक्षण और तनाव सहिष्णुता जीन डालकर विकसित किया गया है।
✅ कथन 2 – सही: गोल्डन राइस (विटामिन ए से समृद्ध), आयरन-बायोफोर्टिफाइड फसलें और प्रोटीन-संवर्धित दलहन आनुवंशिक इंजीनियरिंग द्वारा बढ़े हुए पोषण मूल्य को प्रदर्शित करते हैं।
❌ कथन 3 – गलत: अंतरिक्ष यानों और अंतरिक्ष स्टेशनों में पौधे उगाना नियंत्रित पर्यावरण कृषि पर निर्भर करता है, आनुवंशिक इंजीनियरिंग पर नहीं; नासा के प्रयोग पारंपरिक पौधों की किस्मों का उपयोग करते हैं, जीएम तकनीक का नहीं।
✅ कथन 4 – सही: फ्लेवर सेवर टमाटर (1994 में स्वीकृत पहला जीएम खाद्य) और अन्य फसलों को विलंबित पकने वाले जीन के साथ शेल्फ लाइफ बढ़ाने और कटाई के बाद के नुकसान को कम करने के लिए इंजीनियर किया गया है।
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