जैवप्रौद्योगिकी
इतिहास
डीएनए मानव जीनोम परियोजना (HGP) से नकल छवि मानव जीनोम परियोजना अमेरिका के ऊर्जा विभाग (डीओई) है कि एक उच्च गुणवत्ता वाले पूरे मानव जीनोम अनुक्रम उत्पन्न करने के लिए संदर्भ और सभी मानव जीनों की पहचान करना है कि एक पहल है। Doe और अपने पूर्ववर्ती एजेंसियों अमेरिकी कांग्रेस द्वारा सौंपा गया था करने के लिए नई ऊर्जा संसाधनों और प्रौद्योगिकियों के विकास और संभावित स्वास्थ्य और पर्यावरण उनके उत्पादन और उपयोग से उत्पन्न खतरों का एक गहरी समझ का पीछा. 1986 में, डो इसके मानव जीनोम पहल की घोषणा की। शीघ्र ही, Doe और स्वास्थ्य के राष्ट्रीय संस्थानों के एक संयुक्त मानव जीनोम ("HGP") परियोजना है, जो सरकारी तौर पर 1990 में शुरू हुआ के लिए एक योजना विकसित की है। HGP मूलतः पिछले 15 वर्षों के लिए योजना बनाई थी। हालांकि, तेजी से तकनीकी विकास और दुनिया भर में भागीदारी 2003 (एक 13 साल परियोजना इसे बनाने) के पूरा होने की तारीख त्वरित. पहले से ही यह सक्षम है जीन शिकारी 30 से अधिक बीमारियों के साथ जुड़े जीन इंगित करने के लिए। [14] क्लोनिंग [संपादित करें] मुख्य लेख: क्लोनिंग क्लोनिंग एक कक्ष से नाभिक को हटाने और एक अंडा सेल नाभिक unfertilized जिनकी या तो निष्क्रिय कर या हटा दिया गया में अपनी नियुक्ति शामिल है। वहाँ क्लोनिंग के दो प्रकार हैं: क्लोनिंग प्रजनन. कुछ डिवीजनों के बाद, अंडा सेल एक गर्भाशय जहां यह एक भ्रूण है कि आनुवंशिक मूल नाभिक का दाता के समान है में विकसित करने की अनुमति दी है में रखा गया है। चिकित्सकीय [15] अंडा एक पेट्री डिश है जहाँ यह भ्रूण स्टेम सेल, जो कई बीमारियों के इलाज के लिए क्षमता से पता चला है में विकसित में रखा गया है। क्लोनिंग. [16] फरवरी 1997 में, क्लोनिंग मीडिया का ध्यान का ध्यान केंद्रित हो गया जब इयान Wilmut और Roslin संस्थान में उनके सहयोगियों ने एक भेड़ की सफल क्लोनिंग, डॉली एक वयस्क महिला के स्तन ग्रंथियों से, नाम की घोषणा की। डॉली की क्लोनिंग के कई करने के लिए यह स्पष्ट किया है कि तकनीक का निर्माण करने के लिए उसे किसी दिन को मनुष्य क्लोन किया जा सकता है इस्तेमाल किया। [17] यह अपनी नैतिक प्रभाव की वजह से विवाद का एक बहुत हड़कंप मच गया। कृषि [संपादित करें] मुख्य लेख: आनुवंशिक रूप से संशोधित खाद्य फसल की उपज [संपादित करें] आधुनिक जैव प्रौद्योगिकी के तकनीकों का प्रयोग, एक या दो जीन (Smartstax मोनसेंटो से डॉव AgroSciences के साथ सहयोग में 8 उपयोग, 2010 में शुरू किया जाएगा) एक उच्च विकसित फसल विविधता को हस्तांतरित किया जा सकता है के लिए एक नए चरित्र है कि इसकी उपज में वृद्धि होगी प्रदान [18. ] हालांकि, जबकि फसल की उपज में वृद्धि कृषि में आधुनिक जैव प्रौद्योगिकी का सबसे स्पष्ट आवेदन कर रहे हैं, यह भी सबसे कठिन एक है। वर्तमान जेनेटिक अभियान्त्रिकी तकनीक प्रभाव है कि एक जीन द्वारा नियंत्रित कर रहे हैं के लिए सबसे अच्छा काम करते हैं। आनुवंशिक उपज (जैसे, बढ़ाया विकास) के साथ जुड़े विशेषताओं के कई जीनों की एक बड़ी संख्या, जिनमें से प्रत्येक की कुल उपज पर एक न्यूनतम प्रभाव है द्वारा नियंत्रित कर रहे हैं [19] वहाँ, इसलिए है, ज्यादा वैज्ञानिक कार्य में किया जाएगा. इस क्षेत्र. पर्यावरण को फसलों के कम जोखिम [संपादित करें] तनावों जीन है कि उन्हें झेलने के लिए जैविक और abiotic विकसित किया जा सकता है सक्षम हो जाएगा तनाव युक्त फसलें. उदाहरण के लिए, सूखा और जरूरत से ज्यादा नमकीन मिट्टी दो फसल उत्पादकता में महत्वपूर्ण सीमित कारक हैं। Biotechnologists पौधों है कि इन चरम स्थितियों के साथ जीन है कि उन्हें ऐसा करने के लिए और अंत में अधिक वांछनीय फसलों को इन जीनों के हस्तांतरण को सक्षम पाने की आशा में सामना कर सकते हैं पढ़ रहे हैं। एक नवीनतम घटनाओं का एक संयंत्र जीन की पहचान है, पर-DBF2 Arabidopsis thaliana, एक छोटे से साफ़ है कि अक्सर संयंत्र अनुसंधान के लिए प्रयोग किया जाता है क्योंकि यह बहुत आसान हो जाना है और इसकी आनुवंशिक कोड अच्छी तरह से बाहर प्रतिचित्रित है से. जब इस जीन टमाटर और तंबाकू की कोशिकाओं में डाला गया था (आरएनए हस्तक्षेप देखें), कोशिकाओं के लिए पर्यावरण को झेलने में सक्षम थे नमक, सूखा, सर्दी और गर्मी की तरह जोर दिया है, अब तक साधारण कोशिकाओं की तुलना में अधिक है। यदि इन प्रारंभिक परिणाम बड़े परीक्षण में सफल साबित हो, तो कम-DBF2 जीन अभियान्त्रिकी फसलों कि बेहतर कठोर वातावरण का सामना कर सकते में मदद कर सकता है [20] शोधकर्ता. ट्रांसजेनिक भी चावल पौधों है कि चावल पीले बूटी वायरस (RYMV) के लिए प्रतिरोधी रहे हैं बनाया है। अफ्रीका में, इस वायरस चावल की फसलों की बहुमत को नष्ट कर और जीवित पौधे अधिक फंगल संक्रमण के लिए अतिसंवेदनशील बनाता है। [21] पोषण गुणों में वृद्धि [संपादित करें] खाद्य पदार्थों में प्रोटीन के लिए उनके पोषण गुणों में वृद्धि संशोधित किया जा सकता है। फलियां और अनाज में प्रोटीन अमीनो को एक संतुलित आहार के लिए मनुष्य द्वारा की जरूरत एसिड प्रदान तब्दील किया जा सकता है [19] एक अच्छा उदाहरण गोल्डन चावल (नीचे) पर चर्चा बनाने में प्रोफेसर Ingo Potrykus और पीटर बेयर का काम है।. बेहतर स्वाद, बनावट या भोजन की उपस्थिति [संपादित करें] आधुनिक जैव प्रौद्योगिकी के लिए नीचे कि फल बहुत नुक़सान की प्रक्रिया को धीमा संयंत्र पर अब पकाना कर सकते हैं और तब एक अभी भी उचित शेल्फ जीवन के साथ उपभोक्ता के लिए ले जाया जाएगा इस्तेमाल किया जा सकता है। यह स्वाद, बनावट और फल का स्वरूप बदल. अधिक महत्वपूर्ण बात, यह विकासशील देशों में किसानों को नुक़सान में कमी के कारण के लिए बाजार का विस्तार कर सकते हैं। हालांकि, वहाँ कभी कभी विकासशील देशों में संभावित लाभार्थियों की वास्तविक जरूरतों के बारे में विकसित देशों में शोधकर्ताओं ने समझ की कमी है। उदाहरण के लिए, अभियान्त्रिकी सोयाबीन नुक़सान विरोध करने के लिए उन्हें कम tempeh जो प्रोटीन का एक महत्वपूर्ण स्रोत है कि किण्वन पर निर्भर करता है के उत्पादन के लिए उपयुक्त बनाता है। एक ढेलेदार बनावट है कि कम स्वादिष्ट और कम जब खाना पकाने सुविधाजनक है में संशोधित सोयाबीन परिणाम का उपयोग करें। पहला आनुवांशिक रूप से परिष्कृत खाद्य उत्पाद एक टमाटर जो वर्तमान में नॉटिंघम और Zeneca के विश्वविद्यालय के साथ सहयोग में देरी-पकने पपीता पर काम कर अपनी पकने. इंडोनेशिया, मलेशिया, थाईलैंड, फिलीपींस और वियतनाम में [22] शोधकर्ताओं देरी तब्दील हो गया था [. 23] पनीर उत्पादन में जैव प्रौद्योगिकी: - एक कौयगुलांट पनीर - पनीर और निर्माताओं के लिए एक वैकल्पिक आपूर्ति [24] सूक्ष्म जीवों द्वारा निर्मित एंजाइमों पशु जामन के लिए एक विकल्प प्रदान करते हैं। यह भी जानवर व्युत्पन्न सामग्री के साथ संभव सार्वजनिक चिंताओं को समाप्त, हालांकि वहाँ वर्तमान में कोई सिंथेटिक दूध का विकास, इस प्रकार यह तर्क भी कम प्रभावशाली बनाने की योजना है। एंजाइमों एक पशु के अनुकूल पशु जामन के लिए विकल्प प्रदान करते हैं। तुलनीय गुणवत्ता प्रदान करते हुए वे सैद्धांतिक रूप से भी कम महंगे हैं। गेहूं के आटे के बारे में 85 मिलियन टन प्रति वर्ष किया जाता है के लिए रोटी सेंकना एक एंजाइम बुलाया जोड़ने के लिए आटा maltogenic amylase करके. [25], ब्रेड नवसिखुआ अब रहता है। यह सोचते हैं कि रोटी के 10-15% के रूप में दूर बासी फेंक दिया है, अगर यह करने के लिए ताजा एक और 5-7 तो दिन प्रति वर्ष आटा के 2 लाख टन शायद बच जाएगा रहने दिया जा सकता है। अन्य एंजाइमों रोटी पैदा करने के लिए एक लाइटर पाव रोटी बनाने के विस्तार, या तरीकों की एक श्रेणी में पाव रोटी बदल सकता है। उर्वरक, कीटनाशकों और अन्य agrochemicals पर कम निर्भरता [संपादित करें] कृषि के क्षेत्र में आधुनिक जैव प्रौद्योगिकी के वर्तमान व्यावसायिक अनुप्रयोगों के अधिकांश agrochemicals पर किसानों की निर्भरता को कम करने पर हैं। उदाहरण के लिए, दण्डाणु thuringiensis (बीटी) एक मिट्टी जीवाणु कि कीटनाशक गुणों के साथ एक प्रोटीन पैदा करता है। परंपरागत रूप से, एक किण्वन प्रक्रिया के लिए इन बैक्टीरिया से एक कीटनाशक स्प्रे का उत्पादन किया गया है। इस रूप में, बीटी विष एक निष्क्रिय protoxin है, जो एक कीट से पाचन की आवश्यकता के लिए प्रभावी होगा रूप में होता है। वहाँ कई बीटी toxins हैं और हर एक निश्चित लक्ष्य कीड़ों के लिए विशिष्ट है। फसल पौधों अब होते हैं और बीटी विष के लिए जीन है, जो वे अपनी सक्रिय रूप में उत्पादन व्यक्त किया है इंजीनियर किया गया है। जब एक अतिसंवेदनशील कीट ट्रांसजेनिक बीटी फसल प्रोटीन व्यक्त cultivar ingests, यह भोजन और बंद हो जाता है उसके बाद जल्द ही बीटी अपनी आंत की दीवार के लिए बाध्य विष का एक परिणाम के रूप में मर जाता है। बीटी मकई अब मकई (एक lepidopteran कीट) छिद्रक, (एक और अधिक कठिन प्रक्रिया), जो अन्यथा छिड़काव द्वारा नियंत्रित किया जाता है नियंत्रण देशों की संख्या में व्यावसायिक रूप से उपलब्ध है। फसल भी आनुवंशिक रूप दिया गया है करने के लिए व्यापक स्पेक्ट्रम के लिए herbicide सहनशीलता प्राप्त इंजीनियर. व्यापक स्पेक्ट्रम गतिविधि है और कोई फसल की चोट के साथ herbicides के अभाव फसल खरपतवार प्रबंधन में लगातार सीमा थी। कई herbicides के एकाधिक अनुप्रयोगों को नियमित करने के लिए घास कृषिशास्रीय फसलों के लिए हानिकारक प्रजातियों में से एक विस्तृत श्रृंखला को नियंत्रित किया गया। खरपतवार प्रबंधन के लिए preemergence कि है, शाक आवेदनों की उम्मीद घास infestations के जवाब में वास्तविक वर्तमान मातम के जवाब में बजाय छिड़काव किया गया था पर निर्भर हो जाती थी। यांत्रिक खेती और हाथ निराई थे अक्सर करने के लिए आवश्यक herbicide अनुप्रयोगों के द्वारा नियंत्रित नहीं मातम नियंत्रित करते हैं। शाक-सहिष्णु फसलों का परिचय herbicide सक्रिय खरपतवार प्रबंधन के लिए प्रयुक्त सामग्री की संख्या को कम करने, herbicide एक सत्र के दौरान किए गए आवेदनों की संख्या को कम करने और बढ़ती सुधार खरपतवार प्रबंधन और कम चोट की वजह से फसल उपज की क्षमता है। ट्रांसजेनिक फसलों कि सहिष्णुता व्यक्त glyphosate करने के लिए glufosinate और विकसित किया गया है bromoxynil. इन herbicides अब inflicting क्षति के बिना ट्रांसजेनिक फसलों पर छिड़काव कर सकते हैं, जबकि पास में फसलों पर मातम की हत्या हो। [26] 1996 से 2001 तक, शाक सहिष्णुता सबसे प्रमुख व्यावसायिक रूप से उपलब्ध ट्रांसजेनिक फसलों के लिए शुरू की विशेषता, कीट प्रतिरोध द्वारा किया गया। 2001 में, शाक सहिष्णुता सोयाबीन, मक्का और कपास में तैनात 626000 वर्ग ट्रांसजेनिक फसलों के लिए लगाए किलोमीटर के 77% के लिए जिम्मेदार; बीटी फसलें 15% के लिए हिसाब है और herbicide सहिष्णुता और कीट दोनों कपास और मक्का में इस्तेमाल के लिए प्रतिरोध "खड़ी जीन" 8% के लिए [27] हिसाब. फसल पौधों में उपन्यास पदार्थों का उत्पादन [संपादित करें] जैव प्रौद्योगिकी उपन्यास के लिए लागू किया जा रहा है भोजन के अलावा अन्य का उपयोग करता है। उदाहरण के लिए कर सकते हैं, तिलहन हो डिटर्जेंट, स्थानापन्न ईंधन और पेट्रो रसायन के लिए फैटी एसिड का उत्पादन संशोधित. आलू, टमाटर, चावल तम्बाकू, सलाद, safflowers और अन्य पौधों आनुवंशिक रूप से किया गया है करने के लिए इंसुलिन और कुछ टीकों का उत्पादन इंजीनियर. अगर भविष्य क्लिनिकल परीक्षण सफल साबित, खाद्य टीकों के फायदे भारी विकासशील देशों के लिए विशेष रूप से, किया जाएगा. ट्रांसजेनिक पौधों स्थानीय रूप से और सस्ते में विकसित किया जा सकता है। देसी टीके भी सैन्य और आर्थिक के लिए लंबी दूरी पर परंपरागत तैयारी परिवहन कर रहे हैं और उन्हें ठंडा रखने पारगमन देर में से उत्पन्न समस्याओं से बचना होगा। और जब से वे खाद्य रहे हैं, वे सीरिंज, जो केवल पारंपरिक टीका तैयारी में एक अतिरिक्त खर्च, लेकिन यह भी संक्रमण का स्रोत यदि. [28] ट्रांसजेनिक पौधों में विकसित इंसुलिन के मामले में दूषित नहीं कर रहे हैं कि जरूरत नहीं होगी, यह अच्छा है स्थापना की है कि गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल प्रणाली नीचे इसलिए यह वर्तमान में एक खाद्य प्रोटीन के रूप में नहीं प्रशासित किया जा सकता है प्रोटीन टूट जाता है। हालांकि, यह महंगा bioreactors में उत्पादन इंसुलिन की तुलना में काफी कम कीमत पर उत्पादन किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, कैलगरी, कनाडा स्थित SemBioSys जेनेटिक्स, इंक रिपोर्ट है कि इसके कुसुम इंसुलिन का उत्पादन पर 25% या अधिक द्वारा यूनिट लागत कम करने और पूंजी की लागत में कमी के ऊपर का एक व्यावसायिक पैमाने पर इंसुलिन का उत्पादन सुविधा के निर्माण के साथ जुड़े approximates जाएगा 100 मिलियन डॉलर, पारंपरिक biomanufacturing सुविधाओं की तुलना में. [29] पशु जैव प्रौद्योगिकी [संपादित करें] पशुओं में, जैव प्रौद्योगिकी तकनीकों को बेहतर बनाने के आनुवंशिकी और दवा या औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए इस्तेमाल किया जा रहा है। आण्विक जीव विज्ञान तकनीक बेहतर जानवरों का चयन निर्देशन द्वारा ड्राइव प्रजनन कार्यक्रम में मदद कर सकते हैं। पशु क्लोनिंग, दैहिक सेल परमाणु हस्तांतरण (SCNT) के माध्यम से, चयनित पशुओं के आनुवंशिक प्रतिकृति के लिए अनुमति देता है। जेनेटिक अभियान्त्रिकी, पुनः संयोजक डीएनए का उपयोग कर, गायों में उपचारात्मक प्रोटीनों का उत्पादन और बकरियों सहित चयनित प्रयोजनों के लिए जानवरों की आनुवंशिक मेकअप बदल [30] वहाँ एक वृद्धि की वृद्धि दर एफडीए अनुमोदन के लिए विचार किया जा रहा के साथ एक आनुवंशिक रूप से परिवर्तित सामन है।. [31] आलोचना [संपादित करें] वहाँ कृषि जैव प्रौद्योगिकी जारी करने के एक और पक्ष है। यह वृद्धि herbicide उपयोग और परिणामी herbicide प्रतिरोध, शामिल हैं "सुपर मातम," अवशेषों पर और खाद्य फसलों, गैर जीएम फसलों की आनुवंशिक प्रदूषण में है, जो जैविक और परंपरागत किसानों चोट आदि [32] [33]