இனக்கலப்பு மற்றும் உயிரித்தொழில்நுட்பவியல்

இனக்கலப்பு மற்றும் உயிரித்தொழில்நுட்பவியல் பற்றி

நடுத்தரம் ~100 நிமிடப் படிப்பு

வளரும் மக்கள்தொகைக்கு உணவளிப்பது ஒரு நடைமுறைச் சிக்கல்; அதற்கான அறிவியல் விடைகளே இப்பாடம். அதிக மகசூல் தரும், சுவையான, நோய் எதிர்ப்புத் திறன் கொண்ட, குறுகிய காலத்தில் முதிரும் வகைகளை உருவாக்குவதே பயிர் மேம்பாடு. அத்தகைய மேம்பாடு நாடு முழுவதும் என்ன சாதிக்க முடியும் என்பதைப் பசுமைப் புரட்சி காட்டியது; அதைச் சாத்தியமாக்கிய இனக்கலப்பு முறைகளே பாடத்தின் முதல் பாதி.

இரண்டாம் பாதி இனக்கலப்பிலிருந்து பொறியியலுக்கு நகர்கிறது. இனக்கலப்பு உயிரினங்களைக் கலந்து, விளைவுகளிலிருந்து தேர்ந்தெடுப்பதால், அந்த இனத்தில் ஏற்கனவே உள்ள பண்புகளுக்கே அது கட்டுப்படுகிறது. ஒரு ஜீனை நேரடியாக ஒரு உயிரியிலிருந்து மற்றொன்றுக்கு மாற்றுவதன் மூலம் மரபு பொறியியல் இக்கட்டுப்பாட்டை நீக்குகிறது. ரெஸ்ட்ரிக்ஷன் நொதிகள் DNA வை வெட்டுகின்றன, ஊர்தி விரும்பிய ஜீனைச் சுமக்கிறது, இவ்விணைவே மறுசேர்க்கை DNA.

மூன்று சிறிய தலைப்புகள் பாடத்தை நிறைவு செய்கின்றன. குருத்தணுக்கள் சிறப்பு வகைகளாக மாறாத செல்கள்; சிகிச்சைக்கு வழிநடத்தப்படலாம். DNA விரல்ரேகை ஒருவருக்கொருவர் வேறுபடும் தொடர் வரிசைகளை ஒப்பிடுகிறது; இது தடயவியலில் மதிப்புமிக்கது. மரபுப் பண்பு மாற்றம் செய்யப்பட்ட உயிரினங்கள் பாடத்தை மீண்டும் வேளாண்மைக்கே கொண்டு வருகின்றன.

நீங்கள் கற்பவை

• பயிர் மேம்பாட்டை வரையறுத்து, இனக்கலப்பாளர்களின் இலக்குகளைக் கூறுதல்.
• தாவர இனக்கலப்பு முறைகளை ஒப்பிட்டு, அனுபவமற்ற விவசாயிக்கு ஏற்றது எது எனக் கூறுதல்.
• உட்கலப்பையும் வெளிக்கலப்பையும் வேறுபடுத்தி, ஹெட்டிரோசிஸை விளக்குதல்.
• மரபு பொறியியலின் படிநிலைகளை விவரித்து, DNA வை வெட்டும் நொதியைப் பெயரிடுதல்.
• மறுசேர்க்கை DNA என்றால் என்ன, ஊர்தி எவ்வாறு பயன்படுகிறது என விளக்குதல்.
• குருத்தணுக்கள் என்ன, அவை சிகிச்சையில் எவ்வாறு பயன்படுகின்றன எனக் கூறுதல்.
• DNA விரல்ரேகையின் கொள்கையையும் தடயவியல் பயன்பாட்டையும் விளக்குதல்.
• மரபுப் பண்பு மாற்றம் செய்யப்பட்ட பயிர்களுக்கு எடுத்துக்காட்டுகள் தந்து, ஒவ்வொன்றின் ஜீனைக் கூறுதல்.

தொடங்குவதற்கு முன்

• DNA அமைப்பு மற்றும் ஜீன்கள் தகவலைச் சுமக்கின்றன என்ற கருத்து.
• பாரம்பரியம் மற்றும் தனி உயிரிகளிடையேயான வேறுபாடுகள் பற்றிய அடிப்படைப் புரிதல்.
• மலரின் பாகங்கள் மற்றும் தாவரப் பெருக்க முறைகள் பற்றிய அறிவு.

இனக்கலப்பு மற்றும் உயிரித்தொழில்நுட்பவியல் — விரிவான விளக்கம்

இப்பாடத்தில் இடம்பெறுபவை

பசுமைப் புரட்சியும் பயிர் மேம்பாடும்

அதிக மகசூல், உயர்ந்த தரம், நோய் எதிர்ப்புத் திறன், குறுகிய சாகுபடி காலம் போன்ற பண்புகளைக் கொண்ட பயிர் வகைகளை உருவாக்குவதே பயிர் மேம்பாடு. இதைப் பெரிய அளவில் செயல்படுத்தியதே பசுமைப் புரட்சி; அதிசய அரிசி எனப்படும் IR 8 அதன் மிகவும் அறியப்பட்ட விளைபொருள். அதிக மகசூல், நோய் எதிர்ப்பு, பூச்சி எதிர்ப்பு, ஊட்டச்சத்து மேம்பாடு ஆகியவை இலக்குகளாக இருந்தன.

தாவர இனக்கலப்பு முறைகள்

பல முறைகள் விளக்கப்படுகின்றன. புதிய வகைகளை வேறு இடங்களிலிருந்து அறிமுகப்படுத்தலாம். தேர்வு செய்தல் விரும்பத்தக்க தாவரங்களைப் பிரித்தெடுக்கிறது; கூட்டுத் தேர்வு முறை கலப்புத் தொகுதியில் செயல்படுகிறது, சிறப்புப் பயிற்சி தேவையில்லை; தூய வரிசை மற்றும் போதகத் தேர்வு அதிக திறன் கோருபவை. பல்மய இனக்கலப்பு முழுக் குரோமோசோம் தொகுதிகளைப் பெருக்குகிறது, சூதிமாற்ற இனக்கலப்பு பரம்பரை மாற்றங்களைத் தூண்டுகிறது, கலப்பினமாக்கம் வெவ்வேறு வகைகளைக் கலக்கிறது.

விலங்கு இனக்கலப்பு

ஒரே இனத்தைச் சேர்ந்த விலங்குகளுக்கு இடையே நடைபெறும் கலப்பு உட்கலப்பு எனப்படும்; வெவ்வேறு இனங்களுக்கு இடையேயான கலப்பு வெளிக்கலப்பு. கலப்பின சேர்க்கை மூலம் பெறப்படும் கலப்பினத்தின் மேன்மை கலப்பின வீரியம் அல்லது ஹெட்டிரோசிஸ் எனப்படுகிறது; இதைப் பெறுவதே வெளிக்கலப்பின் முதன்மை நோக்கம்.

மரபு பொறியியலும் ஜீன் குளோனிங்கும்

ஜீன்களை விரும்பியபடி கையாள்வதும், ஒரு உயிரியிலிருந்து மற்றொன்றுக்கு இடம் மாற்றுவதுமே மரபு பொறியியல். ரெஸ்ட்ரிக்ஷன் எண்டோநியூக்ளியேஸ் நொதிகள் மூலக்கூறு கத்திரிக்கோலாகச் செயல்பட்டு DNA வைக் குறிப்பிட்ட இடங்களில் வெட்டுகின்றன. விரும்பிய ஜீன் ஊர்தி DNA உடன் இணைக்கப்படுகிறது; இவ்விணைவின் விளைபொருளே மறுசேர்க்கை DNA. பின்னர் புரவலன் உயிரிக்குள் அந்த ஜீன் பெருக்கப்படுகிறது.

மருத்துவத்தில் உயிரித்தொழில்நுட்பம்

உயிரித்தொழில்நுட்பம் வாழும் உயிரினங்களையும் அவற்றிலிருந்து பெறப்பட்ட நொதிகளையும் பயன்படுத்தி மனிதனுக்குப் பயனுள்ள பொருள்களை உற்பத்தி செய்கிறது. மருத்துவத்தில், ஹார்மோன்கள் போன்ற சிகிச்சைப் பொருள்களை இயற்கை மூலங்களிலிருந்து பிரித்தெடுப்பதற்குப் பதிலாக, மாற்றியமைக்கப்பட்ட உயிரினங்களில் உற்பத்தி செய்வது இதில் அடங்கும்.

குருத்தணுக்கள்

மாறுபாடு அடையாத அல்லது சிறப்பு வகைகளாக மாற்றமடையாத செல்களின் தொகுப்பே குருத்தணுக்கள். குறிப்பிட்ட வகைச் செல்லாக அவை இன்னும் மாறாததால், சேதமடைந்த திசுவை மாற்றும் திசையில் அவற்றை வழிநடத்த முடியும்; இச்சிகிச்சை குருத்தணு சிகிச்சை எனப்படுகிறது.

DNA விரல்ரேகை

மனித மரபணுத் தொகுப்பில் மூன்று பில்லியன் கார இணைகள் உள்ளன; எனவே இரு நபர்களை ஒவ்வொரு காரமாக ஒப்பிடுவது நடைமுறைக்கு ஒவ்வாதது. அதற்குப் பதிலாக DNA விரல்ரேகை, ஒருவருக்கொருவர் எண்ணிக்கையில் வேறுபடும் தொடர் வரிசைகளை, அதாவது சாட்டிலைட் DNA வை ஆராய்கிறது. இதனால் இம்முறை விரைவானதாகவும் நம்பகமானதாகவும் உள்ளது; குற்றவாளியை அடையாளம் காணும் தடயவியல் பயன்பாடுகளில் பரவலாகப் பயன்படுகிறது.

மரபுப் பண்பு மாற்றம் செய்யப்பட்ட உயிரினங்கள்

மாற்றப்பட்ட சொந்த ஜீனையோ புகுத்தப்பட்ட அயல் ஜீனையோ கொண்ட உயிரினம் அயல் ஜீன் பெற்றது எனவும், மரபுப் பண்பு மாற்றம் செய்யப்பட்டது எனவும் அழைக்கப்படுகிறது. கோல்டன் ரைஸில் பீட்டா கரோட்டின் ஜீன் உள்ளது; இது வைட்டமின் A உற்பத்திக்குத் தேவையானது. Bt பயிர்கள் பேசில்லஸ் துரிஞ்சியன்சிஸ் பாக்டீரியாவின் ஜீனைக் கொண்டு பூச்சிகளுக்கு எதிரான நச்சுப் புரதத்தை உற்பத்தி செய்கின்றன.

தவிர்க்க வேண்டிய பொதுவான தவறுகள்

• அனுபவமற்ற விவசாயிக்குக் கலப்பினமாக்கம் ஏற்றது எனக் கருதுவது. கூட்டுத் தேர்வு முறையே எளிய முறை.
• ஊர்தி DNA வை மட்டும் மறுசேர்க்கை DNA எனக் கூறுவது. ஊர்தியுடன் விரும்பிய ஜீன் இணைந்ததே மறுசேர்க்கை DNA.
• உட்கலப்பையும் வெளிக்கலப்பையும் மாற்றிக் கூறுவது. ஒரே இனம் உட்கலப்பு; வெவ்வேறு இனம் வெளிக்கலப்பு.
• DNA விரல்ரேகைக்கு பல்லுருத்தோற்ற வரிசைகளைத் தேர்ந்தெடுப்பது. பாடநூல் இதை மீண்டும் மீண்டும் வரும் தொடர் வரிசைகளின் மீதே கட்டுகிறது.
• உயிரித்தொழில்நுட்பம் வாழும் உயிரினங்களை மட்டுமே பயன்படுத்துகிறது எனக் கருதுவது. நொதிகளையும் பயன்படுத்துகிறது.

இவற்றை பயிற்சித் தேர்வு மூலம் சோதித்துப் பாருங்கள்; பிறகு விடையுடன் கூடிய வினாக்கள் பகுதியில் விரிவான விளக்கத்தைப் படியுங்கள்.

அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

பயிர் மேம்பாடு என்றால் என்ன?

அதிக மகசூல், உயர்ந்த தரம், நோய் எதிர்ப்புத் திறன், குறுகிய சாகுபடி காலம் போன்ற பண்புகளைக் கொண்ட மேம்பட்ட பயிர் வகைகளை உருவாக்குவதே பயிர் மேம்பாடு. அறிமுகப்படுத்துதல், தேர்வு செய்தல், பல்மய இனக்கலப்பு, சூதிமாற்ற இனக்கலப்பு, கலப்பினமாக்கம் ஆகிய முறைகள் மூலம் இது சாதிக்கப்படுகிறது.

அனுபவமற்ற விவசாயிக்கு எந்தப் பயிர் மேம்பாட்டு முறை ஏற்றது?

கூட்டுத் தேர்வு முறையே ஏற்றது; ஏனெனில் இதற்குச் சிறப்புப் பயிற்சி தேவையில்லை. கலப்புத் தொகுதியில் உள்ள சிறந்த தாவரங்களின் விதைகளை அடுத்த விதைப்பிற்காகச் சேமித்தால் போதும். போதகத் தேர்வு, தூய வரிசைத் தேர்வு, கலப்பினமாக்கம் ஆகியவற்றுக்குத் தொழில்நுட்ப அறிவும் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட சூழலும் தேவை.

உட்கலப்புக்கும் வெளிக்கலப்புக்கும் என்ன வேறுபாடு?

ஒரே இனத்தைச் சேர்ந்த விலங்குகள் ஒன்றோடொன்று கலக்கப்படுவது உட்கலப்பு. வெவ்வேறு இனங்களைச் சேர்ந்த விலங்குகளுக்கு இடையேயான கலப்பு வெளிக்கலப்பு. கலப்பின வீரியத்தைப் பெறுவதே நோக்கம் எனில் வெளிக்கலப்பே விரும்பப்படுகிறது, ஏனெனில் அதன் கலப்பினம் இரு பெற்றோரைவிடச் சிறந்ததாக அமைகிறது.

ஹெட்டிரோசிஸ் என்றால் என்ன?

கலப்பின சேர்க்கை மூலம் பெறப்படும் கலப்பினம் தன் பெற்றோரைவிடச் சிறந்ததாக இருப்பதே ஹெட்டிரோசிஸ் அல்லது கலப்பின வீரியம். கலப்பினம் வேகமாக வளரலாம், அதிக மகசூல் தரலாம் அல்லது நோயை நன்கு எதிர்க்கலாம். இந்த மேன்மையைப் பெறுவதே கலப்பின சேர்க்கையின் முதன்மைக் காரணம்.

மறுசேர்க்கை DNA என்றால் என்ன?

விரும்பிய ஜீனை ஊர்தி DNA உடன் இணைப்பதால் உருவாவதே மறுசேர்க்கை DNA அல்லது rDNA. ரெஸ்ட்ரிக்ஷன் எண்டோநியூக்ளியேஸ் நொதிகள் மூல DNA வையும் ஊர்தியையும் வெட்டுவதால் அவை இணைக்கப்பட முடிகிறது. ஊர்தி மட்டுமோ விரும்பிய ஜீன் மட்டுமோ rDNA அல்ல; இரண்டின் சேர்க்கையே அச்சொல்லைக் குறிக்கிறது.

ரெஸ்ட்ரிக்ஷன் எண்டோநியூக்ளியேஸ் எதற்குப் பயன்படுகிறது?

ரெஸ்ட்ரிக்ஷன் எண்டோநியூக்ளியேஸ் என்பது DNA வைக் குறிப்பிட்ட அடையாள வரிசைகளில் வெட்டும் நொதி; எனவே இது மூலக்கூறு கத்திரிக்கோல் என அழைக்கப்படுகிறது. ஒரு ஜீனை ஒரு உயிரியிலிருந்து மற்றொன்றுக்கு மாற்ற வேண்டுமானால், அதைச் சுமக்கும் DNA தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட இடங்களில் சுத்தமாக வெட்டப்பட வேண்டும்.

DNA விரல்ரேகையின் அடிப்படைக் கொள்கை என்ன?

மீண்டும் மீண்டும் வரும் தொடர் DNA வரிசைகளை அடையாளம் காண்பதே DNA விரல்ரேகையின் அடிப்படை. இவை சாட்டிலைட் DNA எனவும் அழைக்கப்படுகின்றன; இத்தொடர்களின் எண்ணிக்கை ஒருவருக்கொருவர் வேறுபடுகிறது. மனித மரபணுத் தொகுப்பில் மூன்று பில்லியன் கார இணைகள் இருப்பதால், முழுத் தொகுப்பை ஒப்பிடுவதைவிட இது மிக விரைவானது.

குருத்தணுக்கள் என்றால் என்ன?

மாறுபாடு அடையாத அல்லது சிறப்பு வகைகளாக மாற்றமடையாத செல்களின் தொகுப்பே குருத்தணுக்கள்; அதாவது அவை இன்னும் குறிப்பிட்ட வகைச் செல்லாக மாறவில்லை. இதனால் தேவையான திசுவை உருவாக்கும் வகையில் அவற்றை வழிநடத்த முடியும்; நோய் அல்லது சேதத்தைக் குணப்படுத்த அவற்றைப் பயன்படுத்துவது குருத்தணு சிகிச்சை எனப்படுகிறது.