Editorial: जैव प्रौद्योगिकी मानव स्वास्थ्य और समाज को बेहतर बनाने के उद्देश्य से नए उत्पादों, विधियों और जीवों को विकसित करने के लिए जीव विज्ञान का उपयोग है। जैव प्रौद्योगिकी, जिसे अक्सर बायोटेक के रूप में जाना जाता है, सभ्यता की शुरुआत से ही पौधों, जानवरों को पालतू बनाने और किण्वन की खोज के साथ अस्तित्व में है।
बायोटेक के शुरुआती अनुप्रयोगों से ब्रेड और टीके जैसे उत्पादों का विकास हुआ। हालाँकि, पिछली शताब्दी में यह अनुशासन इस तरह से महत्वपूर्ण रूप से विकसित हुआ है कि यह जीवित जीवों की आनुवंशिक संरचनाओं और जैव-आणविक प्रक्रियाओं में हेरफेर करता है। जैव प्रौद्योगिकी का आधुनिक अभ्यास विज्ञान और प्रौद्योगिकी के विभिन्न विषयों से आता है, जिनमें निम्नलिखित शामिल हैं:
आणविक जीव विज्ञान
रसायन विज्ञान
बायोनिक्स
जेनेटिक इंजीनियरिंग
जीनोमिक्स
नैनो
सूचना विज्ञान
इस दृष्टिकोण के परिणामस्वरूप निम्नलिखित क्षेत्रों में नवाचार और सफलताएँ प्राप्त हुई हैं:
दवाएं और उपचार जो बीमारी को रोकते हैं और उनका इलाज करते हैं;
चिकित्सीय निदान जैसे गर्भावस्था परीक्षण;
जैव ईंधन जो टिकाऊ हो, अपशिष्ट और प्रदूषण को कम करता हो; और
आनुवंशिक रूप से संशोधित जीव (जीएमओ) जो अधिक कुशल और लागत प्रभावी कृषि की ओर ले जाते हैं।
जैव प्रौद्योगिकी के आधुनिक अनुप्रयोग अक्सर आनुवंशिक इंजीनियरिंग के माध्यम से काम करते हैं, जिसे पुनः संयोजक डीएनए प्रौद्योगिकी के रूप में भी जाना जाता है। जेनेटिक इंजीनियरिंग आनुवंशिक कोशिका संरचनाओं को संशोधित या उनके साथ इंटरैक्ट करके काम करती है। किसी जानवर या पौधे की प्रत्येक कोशिका में ऐसे जीन होते हैं जो प्रोटीन का उत्पादन करते हैं। यह वे प्रोटीन हैं जो जीव की विशेषताओं को निर्धारित करते हैं।
जीन को संशोधित करके या उसके साथ बातचीत करके, वैज्ञानिक किसी जीव की विशेषताओं को मजबूत कर सकते हैं या एक पूरी तरह से नया जीव बना सकते हैं। ये संशोधित और नए जीव मनुष्यों के लिए फायदेमंद हो सकते हैं, जैसे उच्च पैदावार वाली फसलें या सूखे के प्रति प्रतिरोधक क्षमता में वृद्धि। जेनेटिक इंजीनियरिंग जानवरों के आनुवंशिक संशोधन और क्लोनिंग को भी सक्षम बनाती है, जो दो विवादास्पद विकास हैं।
डीएनए के खंड जिन्हें जीन कहा जाता है, जानवरों और पौधों में हर विशेषता पैदा करने के लिए जिम्मेदार होते हैं।
जैव प्रौद्योगिकी का इतिहास
जैव प्रौद्योगिकी की शुरुआत कम से कम 6,000 साल पहले कृषि क्रांति के साथ हुई थी। इस प्रारंभिक युग की विशेषता जीवित जीवों का उनके प्राकृतिक रूपों में शोषण करना या चयनात्मक प्रजनन के माध्यम से उनकी आनुवंशिक संरचना को संशोधित करना था।
लगभग उसी समय, मनुष्यों ने रोटी, शराब और पनीर का उत्पादन करने के लिए किण्वन की जैविक प्रक्रिया का उपयोग करना सीखा। लोगों ने चयनात्मक प्रजनन के माध्यम से पालतू पौधों और जानवरों की आनुवंशिक संरचना को बदलना भी शुरू कर दिया।
चयनात्मक प्रजनन माता-पिता द्वारा अपनी संतानों में कुछ आनुवंशिक विशेषताओं को व्यक्त करने या समाप्त करने के लिए वांछनीय विशेषताओं के साथ प्रजनन करके कार्य करता है। समय के साथ, चयनित प्रजातियाँ अपने जंगली पूर्वजों से भिन्न होने के लिए विकसित होती हैं। उदाहरण के लिए, कृषि क्रांति के दौरान, कटाई के समय गेहूं को जंगली गेहूं की तरह जमीन पर गिरने के बजाय उसके तने पर रहने के लिए चुना गया था। कुत्तों को उनके भेड़िये पूर्वजों की तुलना में अधिक विनम्र होने के लिए चुनिंदा रूप से पाला गया था।
हालाँकि, चयनात्मक प्रजनन जैसे बायोटेक तरीकों से प्रजातियों में परिवर्तन दिखाने में लंबा समय लग सकता है। 19वीं शताब्दी तक जैव प्रौद्योगिकी इन धीमी, कृषि पद्धतियों तक ही सीमित रही, जब जीवविज्ञानी ग्रेगर मेंडल ने आनुवंशिकता और आनुवंशिकी के बुनियादी सिद्धांतों की खोज की।
इसके अलावा, उस युग के दौरान, वैज्ञानिक लुई पाश्चर और जोसेफ लिस्टर ने किण्वन की माइक्रोबियल प्रक्रियाओं की खोज की। इसने जैव प्रौद्योगिकी उद्योगों की नींव रखी जहां वैज्ञानिक जीवों की आणविक और आनुवंशिक प्रक्रियाओं के साथ अधिक सीधे संपर्क करते हैं।
इन वैज्ञानिकों के काम के आधार पर, 1973 में जेनेटिक इंजीनियरिंग विकसित की गई थी। यह विधि आधुनिक जैव प्रौद्योगिकी प्रथाओं और हाल की प्रगति की नींव है। इसने पौधे और पशु जीनोम के पहले प्रत्यक्ष हेरफेर को सक्षम किया, जो एक कोशिका में मौजूद जीन का पूरा सेट है।
जीएमओ अपने निर्माण के लिए आनुवंशिक इंजीनियरिंग पर निर्भर करते हैं और वैज्ञानिक द्वारा चुने गए किसी भी तरीके से इसे संशोधित किया जा सकता है।
पिछले 100 सौ वर्षों में, जैव प्रौद्योगिकी निम्नलिखित खोजों और प्रगति के साथ उभरी:
1919. हंगेरियन वैज्ञानिक कार्ल एरेकी ने जैव प्रौद्योगिकी शब्द गढ़ा।
1928. अलेक्जेंडर फ्लेमिंग ने पहला सच्चा एंटीबायोटिक पेनिसिलिन खोजा।
1943. ओसवाल्ड एवरी ने साबित किया कि डीएनए आनुवंशिक जानकारी रखता है।
1953. जेम्स वॉटसन और फ्रांसिस क्रिक ने डीएनए की डबल हेलिक्स संरचना की खोज की।
1960 का दशक. मधुमेह से लड़ने के लिए इंसुलिन का संश्लेषण किया जाता है और खसरा, कण्ठमाला और रूबेला के लिए टीके विकसित किए जाते हैं।
1969. किसी एंजाइम का पहला संश्लेषण इन विट्रो में, या शरीर के बाहर किया जाता है।
1973. हर्बर्ट बॉयर और स्टेनली कोहेन ने एक बैक्टीरिया से दूसरे बैक्टीरिया में डीएनए के पहले सम्मिलन के साथ आनुवंशिक इंजीनियरिंग विकसित की।
1980 का दशक. कैंसर के इलाज के लिए पहली बायोटेक दवाएं विकसित की गईं।
1890. संयुक्त राज्य सुप्रीम कोर्ट का नियम है कि "जीवित मानव निर्मित सूक्ष्मजीव पेटेंट योग्य विषय है," जिसका अर्थ है कि जीएमओ बौद्धिक संपदा हो सकते हैं।
1982. इंसुलिन का बायोटेक-विकसित रूप अमेरिकी खाद्य एवं औषधि प्रशासन (एफडीए) द्वारा अनुमोदित पहला आनुवंशिक रूप से इंजीनियर उत्पाद बन गया।
1983. पहला आनुवंशिक रूप से संशोधित पौधा पेश किया गया।
1993. गायों में अधिक दूध पैदा करने वाले वृद्धि हार्मोनों के एफडीए अनुमोदन के साथ जीएमओ को कृषि में पेश किया गया।
1997. पहले स्तनपायी का क्लोन बनाया गया।
1998. मानव जीनोम परियोजना का पहला मसौदा तैयार किया गया, जिससे वैज्ञानिकों को 30,000 से अधिक मानव जीनों तक पहुंच प्राप्त हुई और कैंसर और अल्जाइमर जैसी बीमारियों के उपचार पर अनुसंधान की सुविधा मिली।
2010. पहला सिंथेटिक सेल बनाया गया।
2013. पहली बायोनिक आंख बनाई गई।
2020. SARS-CoV-2 वायरस के इलाज के लिए MRNA वैक्सीन और मोनोक्लोनल एंटीबॉडी तकनीक का उपयोग किया जाता है।
जैव प्रौद्योगिकी के प्रकार
जैव प्रौद्योगिकी का विज्ञान उप-विषयों में विभाजित है जो सामान्य उपयोग और अनुप्रयोगों के आधार पर रंग-कोडित हैं।
रेड बायोटेक्नोलॉजी में चिकित्सा प्रक्रियाएं शामिल हैं, जैसे क्षतिग्रस्त मानव ऊतकों को पुनर्जीवित करने और संपूर्ण अंगों को विकसित करने और पुन: विकसित करने के लिए नई दवाओं और स्टेम कोशिकाओं का उत्पादन करने के लिए जीवों का उपयोग करना।
सफेद या ग्रे औद्योगिक प्रक्रियाओं को संदर्भित करता है, जैसे वाहनों के लिए नए रसायनों या नए जैव ईंधन का विकास।
हरा रंग कृषि प्रक्रियाओं को कवर करता है, जैसे कीट-प्रतिरोधी फसलें, रोग-प्रतिरोधी जानवर और पर्यावरण के अनुकूल कृषि पद्धतियों का उत्पादन।
सोना, जिसे जैव सूचना विज्ञान के रूप में भी जाना जाता है, जैविक प्रक्रियाओं और सूचना विज्ञान के बीच का मिश्रण है। यह उन तरीकों को संदर्भित करता है जिनका उपयोग स्वास्थ्यकर्मी मरीजों के इलाज के लिए जैविक डेटा इकट्ठा करने, संग्रहीत करने और विश्लेषण करने के लिए करते हैं।
नीला रंग समुद्री और जलीय वातावरण में प्रक्रियाओं को शामिल करता है, जैसे जलीय बायोमास को ईंधन और फार्मास्यूटिकल्स में परिवर्तित करना।
पीला उन प्रक्रियाओं को संदर्भित करता है जो खाद्य उत्पादन में सहायता करती हैं, सबसे लोकप्रिय अनुप्रयोग शराब और पनीर का किण्वन है।
वायलेट सुनिश्चित करता है कि जैव प्रौद्योगिकी का अभ्यास प्रत्येक क्षेत्र को नियंत्रित करने वाले कानूनों और नैतिक मानकों के अनुपालन में है।
डार्क हथियारों या युद्ध के लिए जैव प्रौद्योगिकी का उपयोग है।
जैव प्रौद्योगिकी की आठ, रंग-कोडित श्रेणियां हैं।
जैव प्रौद्योगिकी के उपयोग और अनुप्रयोग
आधुनिक जैव प्रौद्योगिकी का उपयोग और व्यावसायीकरण अक्सर चार मुख्य क्षेत्रों में होता है: पर्यावरण, चिकित्सा, उद्योग और कृषि।
पर्यावरण
पर्यावरण जैव प्रौद्योगिकी का उद्देश्य स्थायी पर्यावरणीय प्रथाओं को विकसित करना है जो प्रदूषण और अपशिष्ट को कम करते हैं। पर्यावरण बायोटेक के उदाहरण निम्नलिखित हैं:
फाइटोरेमीडिएशन भारी धातुओं और अन्य प्रदूषकों से मिट्टी को शुद्ध करने के लिए आनुवंशिक रूप से इंजीनियर सूक्ष्मजीवों का उपयोग करता है।
बायोरेमेडिएशन गैर-पुनर्चक्रण योग्य कचरे को व्यवस्थित रूप से तोड़ने के लिए अपशिष्ट स्थलों में सूक्ष्मजीवों का प्रवेश कराता है।
प्लास्टिक खाने वाले बैक्टीरिया मिट्टी और पानी में प्लास्टिक जैसे अपशिष्ट को तोड़ देते हैं।
जीएमओ खाद्य पदार्थ लंबे समय तक ताज़ा रहते हैं और भोजन की बर्बादी को कम करते हैं।
आनुवंशिक पुनर्स्थापना अमेरिकी चेस्टनट पेड़ जैसी लुप्तप्राय प्रजातियों को पुनर्स्थापित करने का प्रयास करती है।
मकई जैसी कवर-फसलों का उपयोग जैव ईंधन के रूप में किया जाता है, जो पारंपरिक ईंधन स्रोतों की जगह लेता है जो निकालने और उपयोग करने पर ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन उत्पन्न करते हैं।
अधिकांश जेनेटिक इंजीनियरिंग प्रयोगशालाओं में की जाती है।
दवा
मेडिकल बायोटेक्नोलॉजी, जिसे बायोफार्मा के रूप में भी जाना जाता है, का उद्देश्य बीमारी से लड़ना और रोकना और स्वास्थ्य देखभाल में सुधार करना है। जैव प्रौद्योगिकी और जैव चिकित्सा अनुसंधान आधुनिक दवा उद्योग का आधार हैं। उपयोग में निम्नलिखित शामिल हैं:
स्टेम सेल अनुसंधान जो मृत या दोषपूर्ण कोशिकाओं को बदलने या मरम्मत करने में मदद करता है;
एंटीबायोटिक्स विकास;
ल्यूकेमिया जैसी बीमारियों के लिए जीन थेरेपी;
खतरनाक रोगजनकों और उनसे लड़ने वाले एंटीबॉडी पर शोध;
प्रयोगशालाओं में 3डी प्रिंटिंग या अंगों और हड्डियों का विकास; और
एमआरएनए टीके, मोनोक्लोनल एंटीबॉडी उपचार और कोविड-19 के लिए अनुसंधान।
उद्योग
औद्योगिक जैव प्रौद्योगिकी में औद्योगिक वस्तुओं का उत्पादन करने के लिए सूक्ष्मजीवों का उपयोग करना शामिल है। उदाहरणों में निम्नलिखित शामिल हैं:
रासायनिक विनिर्माण को सुव्यवस्थित करने और परिचालन लागत और रासायनिक उत्सर्जन को कम करने के लिए किण्वन और एंजाइमों और रोगाणुओं का उपयोग;
जैव ईंधन जो पेट्रोलियम और तेल जैसे प्राकृतिक, गैर-नवीकरणीय जीवाश्म ईंधन संसाधनों के बजाय दहनशील ईंधन का उत्पादन करने के लिए मकई जैसी नवीकरणीय फसलों का उपयोग करते हैं; और
बायोडिग्रेडेबल परिधान और जीवित जीवों के प्रोटीन से बने वस्त्र, जैसे मकड़ियों के रेशम प्रोटीन।
कृषि
कृषि जैव प्रौद्योगिकी अधिक कुशल कृषि उत्पादन, पोषण मूल्य बढ़ाने और खाद्य असुरक्षा को कम करने के लिए आनुवंशिक रूप से पौधों और जानवरों को इंजीनियर करती है। कृषि जैव प्रौद्योगिकी के कुछ उदाहरण निम्नलिखित हैं:
जैविक रूप से उत्पादित कीटनाशक और शाकनाशी जो रासायनिक कीटनाशकों की तुलना में मनुष्यों के लिए कम हानिकारक हैं;
सूखा प्रतिरोधी फसलें;
न्यूनतम स्थान-लचीली फसलें;
प्रयोगशालाओं में या 3डी प्रिंटर का उपयोग करके उगाया गया मांस;
सीलिएक से पीड़ित लोगों के लिए अनुकूल ग्लूटेन-मुक्त अनाज;
चयनात्मक प्रजनन जो स्वस्थ, बड़े पशुधन और फसलें पैदा करता है; और
पोषक तत्व अनुपूरण जो आहार और चिकित्सा उपचार में सुधार के लिए भोजन को अतिरिक्त पोषक तत्वों से भर देता है।
जैव प्रौद्योगिकी के क्या फायदे हैं?
जैव प्रौद्योगिकी उत्पादन विभिन्न प्रकार के लाभ और गंभीर समस्याओं के समाधान प्रदान करता है। इनमें से मुख्य निम्नलिखित हैं:
विनाशकारी जलवायु परिवर्तन और पर्यावरणीय क्षति को उलटने के लिए प्रदूषण और कचरे को कम करना;
स्वस्थ, मजबूत और अधिक टिकाऊ खाद्य उत्पाद बनाना जो पोषण को बढ़ावा दें और खाद्य असुरक्षा से निपटें;
बच्चों के जीनोम में परिवर्तन करके उनके जन्म से पहले ही उनमें बीमारियों का इलाज करना;
लोगों, जानवरों और पौधों के स्वास्थ्य और दीर्घायु को बढ़ावा देने के लिए दवा डिजाइन करना; और
कीटनाशकों जैसी कृषि आपूर्ति की लागत में कटौती, जबकि फसल की पैदावार और मुनाफा बढ़ाना।
जैव प्रौद्योगिकी के क्या नुकसान हैं?
जैव प्रौद्योगिकी नुकसान और दुरुपयोग के साथ भी आती है। मुख्य नुकसानों में निम्नलिखित शामिल हैं:
जैविक युद्ध। रोगजनकों और महामारी के विकास की संभावना मौजूद है जिसका उपयोग संघर्ष क्षेत्र में आबादी को संक्रमित करने के लिए किया जा सकता है।
जैव विविधता में कमी. मोनोक्रॉपिंग या केवल थोड़ी संख्या में आनुवंशिक रूप से इंजीनियर की गई फसलों की खेती प्रजातियों के प्राकृतिक जीन पूल को कम कर सकती है और उन्हें पर्यावरण में अचानक होने वाले परिवर्तनों के प्रति कम लचीला और अनुकूलनीय बना सकती है।
मिट्टी की उर्वरता का ह्रास. जैव संवर्धित पौधों को मिट्टी से अधिक पोषक तत्वों की आवश्यकता होती है और वे अधिक फसल पैदा करते हैं। इससे उपजाऊ पोषक तत्वों की मिट्टी खत्म हो सकती है, कृषि भूमि बर्बाद हो सकती है और पोषक तत्वों की कमी को पूरा करने के लिए पर्यावरण की दृष्टि से हानिकारक उर्वरकों के उपयोग की आवश्यकता हो सकती है।
ऊंची कीमतें। जैव प्रौद्योगिकी उत्पादों की लागत अक्सर पारंपरिक उत्पादों की तुलना में अधिक होती है और विभिन्न उद्योगों में मूल्य निर्धारण संरचनाओं को बढ़ाने की क्षमता होती है।
नैतिक प्रतिपूर्ति। जीन हेरफेर कई नैतिक मुद्दों को जन्म देता है, जैसे मनुष्यों की आनुवंशिक इंजीनियरिंग।
सुरक्षा प्रश्न. विभिन्न समूहों ने जीएमओ और बायोटेक-संबंधित चिकित्सा विकास, जैसे एमआरएनए टीकों के स्वास्थ्य जोखिमों के बारे में सुरक्षा चिंताओं को उठाया है।
जैव प्रौद्योगिकी के नुकसान के बारे में चिंताओं के कारण मानव क्लोनिंग, जीएमओ और भ्रूण स्टेम सेल अनुसंधान जैसी कुछ प्रक्रियाओं या कार्यक्रमों को प्रतिबंधित या प्रतिबंधित करने वाला कानून बनाने के प्रयास किए गए हैं।
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सम्मान
आर बी दुबे
अतिथि विशेषज्ञ उड्डन परियोजना
सम्पादकीय बोर्ड सदस्य
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