प्राथमिक और माध्यमिक विद्यालय जीवविज्ञान · Grades 1–9
65जीन और DNA
गुणसूत्र निर्धारक ढोते हैं — पर कोई धागा अभी कोई इबारत नहीं है। किसी गुणसूत्र के साथ-साथ एक निर्धारक है क्या? और वह धागा बना किस चीज़ से है, कि मिलीमीटर के हज़ारवें हिस्सों भर चौड़ा कोई केंद्रक पूरे इंसान के निर्देश थामे रह सके (अभ्यास 63.12)? इसका जवाब दो नाम देते हैं, और वे आधुनिक जीव विज्ञान के सबसे मशहूर नाम हैं: जीन, और DNA।
65.1 जीन: निर्धारक, अपनी जगह पर
परिभाषा 65.1 (जीन और विकल्पी)
जीन एक निर्धारक का ठीक-ठीक रूप है: यानी किसी गुणसूत्र का एक टुकड़ा, जो किसी एक लक्षण की बनावट के हिस्से के निर्देश ढोता है — एक जीन रक्त-समूह की मशीनरी के लिए, दूसरे आँखों के रंग के वर्णकों के लिए, और उन 46 धागों पर हज़ारों-हज़ार, हर एक अपने तय पते पर। कोई जीन कई रूपों में मौजूद हो सकता है — यानी विकल्पी: रक्त-समूह वाले जीन के A, B और O रूप, और आँखों के रंग वाले जीन के भूरा और नीला। पता वही, हिज्जे अलग।
प्रतिज्ञप्ति 65.2 (दो प्रतियाँ, और दिखने का मतलब)
गुणसूत्र जोड़ों में आते हैं (प्रतिज्ञप्ति 64.2) — इसलिए हर जीन दो प्रतियों में आता है, हर साथी पर एक, और हर जनक से एक। वे दोनों प्रतियाँ एक ही विकल्पी हो सकती हैं या अलग-अलग; और अलग हों तो हो सकता है कि एक व्यक्त हो और दूसरी चुपचाप ढोई जाए — और इसी के साथ परिवार के एलबम के रहस्य कार्य-प्रणाली में बदल जाते हैं:
- बिना दिखे ढोना (उदाहरण 63.5): वह चुप विकल्पी दूसरे साथी पर सवार होती है;
- A और B वाले जनकों की O समूह वाली संतान (समस्या 63.1): हर जनक ने O चुपचाप ढोया था, और आधा करने ने दोनों O एक साथ बाँट दिए;
- भूरी आँखों वाले जनकों की नीली आँखों वाली संतान: दो चुप नीली विकल्पियों का मिलना — और यह चार में एक मौक़ा है, जब दोनों जनक एक-एक ढोते हों: आधा करना हर जनक की नीली को दो में एक मौक़े से बाँटता है, और दोनों बँटवारे एक-दूसरे से आज़ाद हैं।
उपपत्ति. इस स्तर पर स्वीकृत। ∎
उदाहरण 65.3 (रक्त-समूह, पूरी तरह मशीन में उतरे हुए)
एक जीन, तीन विकल्पी, और हर व्यक्ति में दो प्रतियाँ: A के साथ A या O हो तो समूह A दिखता है; B के साथ B या O हो तो B; A के साथ B हो तो AB (दोनों व्यक्त — यानी विकल्पियों को हमेशा चुप नहीं किया जा सकता); और O के साथ O हो तो O। रक्तदान की बही का पूरा ढर्रा — और उसका हर “चौंकाने वाला” मामला भी — दो प्रतियों वाले बँटवारों का गणित ही है।
65.2 DNA: यह इबारत लिखी किस चीज़ में है
परिभाषा 65.4 (DNA)
रसायन के लिहाज़ से कोई गुणसूत्र DNA का एक बेहद लंबा, लिपटा हुआ अणु है (और साथ में उसे बाँधने वाले प्रोटीन): यानी एक दोहरी लड़ी — वही मशहूर ऐंठी हुई सीढ़ी — जिसके डंडे चार रासायनिक अक्षरों के जोड़े हैं। लड़ी के साथ-साथ उन अक्षरों का क्रम ही जानकारी है: कोई जीन उसी अनुक्रम का एक हिस्सा है, जैसे कोई वाक्य किसी पन्ने का हिस्सा होता है। चार अक्षर, और इंसान की एक गड्डी में उनके तीन अरब — यानी किसी पूरी बनावट के निर्देशों भर की इबारत, हर केंद्रक में लिपटी हुई।
उदाहरण 65.5 (उसे ख़ुद देखना)
DNA रसोई में ही निकाला जा सकता है: किसी केले या प्याज़ को मसलो, उसमें नमकीन पानी और थोड़ा बरतन धोने वाला तरल मिलाओ (झिल्लियाँ खोल दी गईं — परिभाषा 45.1 वाले लिफ़ाफ़े ही उसका निशाना हैं), छानो, और ऊपर से ठंडी स्पिरिट की एक परत डालो: दोनों की सरहद पर सफ़ेदी लिए धागों का एक गुच्छा उठ आता है, जिसे किसी तिनके पर लपेटा जा सकता है। वे धागे DNA हैं — यानी इस अध्याय का असली अणु, असली सेंटीमीटरों में।
प्रतिज्ञप्ति 65.6 (DNA की बनावट क्या-क्या समझाती है)
वह दोहरी लड़ी कोई सजावट नहीं — उसका हर गुण किसी पुराने सवाल का जवाब देता है:
- नक़ल (प्रतिज्ञप्ति 29.7 वाले वफ़ादार बँटवारे): दोनों लड़ियाँ अक्षर-दर-अक्षर एक-दूसरे की पूरक हैं, इसलिए अलग खींची जाएँ तो हर एक अपना साथी दोबारा बना लेती है — यानी एक सीढ़ी से दो एक-सी सीढ़ियाँ, हर बेटी-कोशिका के लिए एक;
- विकल्पी: किसी जीन के रूप उस अनुक्रम में हिज्जों के छोटे-छोटे फ़र्क़ हैं — वही पता, बदले हुए अक्षर;
- उत्परिवर्तन: नक़ल लगभग मुकम्मल है, मुकम्मल नहीं — कभी-कभार ग़लत उतरा एक अक्षर एक नई विकल्पी बना देता है। ज़्यादातर बेअसर, कभी नुक़सानदेह, और कभी-कभार उपयोगी: उत्परिवर्तन ही वह जगह है जहाँ से नए हिज्जे, और आख़िरकार सारी विकल्पियाँ, आती हैं — यानी वही कच्चा नयापन, जो अध्याय 68 को चाहिए होगा;
- पढ़ना: कोई कोशिका किसी जीन का इस्तेमाल उसका अनुक्रम पढ़कर और उससे मेल खाता काम करने वाला अणु बनाकर करती है — और हर तरह की कोशिका उस पुस्तकालय में से अपना ही चुनाव पढ़ती है: यानी अभ्यास 64.12 वाली पहेली, जैसा वादा था वैसे ही हल हुई।
उपपत्ति. इस स्तर पर स्वीकृत। ∎
टिप्पणी 65.7 (एक ही कूट, और पूरा जीवन)
सबसे गहरा तथ्य सबसे आख़िर में आता है: हर सजीव अपने जीन उन्हीं DNA अक्षरों में लिखता है और उन्हें उसी कूट से पढ़ता है — बलूत, ख़मीर, ह्वेल, अध्याय 43 वाले सूक्ष्मजीव, और तुम भी। यही जीवन की एकता (प्रतिज्ञप्ति 29.2) है, अपनी नींव पर; और नातेदारी-वृक्ष (टिप्पणी 44.8) का अब तक का सबसे मज़बूत सबूत भी: एक साझी भाषा एक साझी शुरुआत की दलील देती है। और आनुवंशिक अभियांत्रिकी काम ही इसलिए करती है — क्योंकि प्रजातियों के बीच ले जाया गया कोई जीन तब भी पढ़ा जा सकता है, जैसे कोई वाक्य किसी और किताब में उतार लिया गया हो।
विधि 65.8 (तीन दर्जों की पढ़त)
आनुवंशिकता का कोई भी सवाल अब तीन दर्जों पर पढ़ा जा सकता है — और इनके बीच बदलने की प्रैक्टिस करो:
- परिवार का दर्जा: कौन दिखाता है, कौन ढोता है, कौन पहुँचाता है (अध्याय 63);
- गुणसूत्र का दर्जा: कौन-से धागे, आधे होकर और बहाल होकर, वह बँटवारा ढोते हैं (अध्याय 64);
- अणु का दर्जा: कौन-सा जीन, कौन-सी विकल्पी, कौन-से हिज्जे — और किसी नए लक्षण के लिए, कौन-सा उत्परिवर्तन।
एक ही कहानी, तीन आवर्धन; और कोई जवाब तभी पूरा है जब वह तीनों पर चले।
65.3 अभ्यास
अभ्यास 65.1 ★
जीन और विकल्पी की परिभाषा दो, और साथ में रक्त-समूह वाला उदाहरण भी।
अभ्यास 65.2 ★
हर जीन दो प्रतियों में क्यों आता है, और वे बैठती कहाँ हैं?
अभ्यास 65.3 ★
DNA की जानकारी भौतिक रूप में क्या है? इंसान की एक गड्डी में कितने अक्षर होते हैं, और कितने प्रकार के?
हल
हल — अभ्यास 65.3.
लड़ी के साथ-साथ उन रासायनिक अक्षरों का क्रम। अक्षर चार तरह के होते हैं, और इंसान की एक गड्डी में उनके लगभग तीन अरब।
अभ्यास 65.4 ★
वह दोहरी लड़ी वफ़ादार नक़ल को मुमकिन कैसे बनाती है?
हल
हल — अभ्यास 65.4.
दोनों लड़ियाँ अक्षर-दर-अक्षर एक-दूसरे की पूरक हैं: अलग खींची जाएँ तो हर एक अपना साथी दोबारा बना लेती है, और एक सीढ़ी दो एक-सी सीढ़ियाँ बन जाती है — यानी हर बेटी-कोशिका के लिए एक पूरी प्रति।
अभ्यास 65.5 ★
उत्परिवर्तन क्या है, और उसके तीन मुमकिन मिज़ाज कौन-से हैं?
हल
हल — अभ्यास 65.5.
नक़ल की एक कभी-कभार होने वाली ग़लती — यानी बदले हुए अक्षर, जो एक नई विकल्पी बना देते हैं। ज़्यादातर बेअसर, कभी नुक़सानदेह, और कभी-कभार उपयोगी।
अभ्यास 65.6 ★
टिप्पणी 65.7 वाला तथ्य और उसके दोनों नतीजे बताओ।
हल
हल — अभ्यास 65.6.
सारे सजीव अपने जीन उन्हीं DNA अक्षरों और उसी कूट में लिखते तथा पढ़ते हैं। नतीजे: साझी शुरुआत का सबसे मज़बूत सबूत — और प्रजातियों के बीच जीन ले जाने का काम कर जाना, क्योंकि वह भाषा हर जगह मिलती है।
अभ्यास 65.7 ★★
भूरी आँखों वाले जनकों की नीली आँखों वाली संतान को कार्य-प्रणाली में उतारो: प्रतियाँ, बँटवारे, और वह चार में एक।
हल
हल — अभ्यास 65.7.
हर जनक भूरी के साथ नीली ढोता है — भूरी व्यक्त, नीली चुप। हर एक अपनी नीली दो में एक मौक़े से बाँटता है; और दोनों बँटवारे एक-दूसरे से आज़ाद हैं, इसलिए नीली के साथ नीली चार में एक मौक़े से बैठती है — यानी नीली आँखों वाली संतान।
अभ्यास 65.8 ★★
उदाहरण 65.3 को हल करो: चारों समूहों में से हर एक के पीछे की विकल्पी-जोड़ियाँ गिनाओ।
हल
हल — अभ्यास 65.8.
समूह A: A के साथ A, या A के साथ O। समूह B: B के साथ B, या B के साथ O। समूह AB: A के साथ B — दोनों व्यक्त। समूह O: O के साथ O।
अभ्यास 65.9 ★★
अभ्यास 64.12 को इस अध्याय की भाषा में हल करो: कोई न्यूरॉन वह क्या पढ़ता है जो कोई त्वचा-कोशिका नहीं पढ़ती?
अभ्यास 65.10 ★★
रसोई वाला निकालना बताओ, और यह भी कि रसोई की हर चीज़ करती क्या है।
हल
हल — अभ्यास 65.10.
फल को मसलो (कोशिकाएँ खुलीं); नमकीन पानी और बरतन धोने वाला तरल (झिल्लियाँ — यानी कोशिका और केंद्रक के लिफ़ाफ़े — घुल गईं, DNA आज़ाद हुआ और घुला रहा); छानो (कचरा बाहर); और ऊपर से ठंडी स्पिरिट की परत डालो (सरहद पर DNA घुला हुआ नहीं रह पाता): नतीजा, सफ़ेदी लिए, लपेटे जा सकने वाले धागे — यानी ख़ुद वह अणु।
अभ्यास 65.11 ★★
विधि 65.8 के तीनों दर्जे समस्या 63.1 वाली गिरजा-ठुड्डी पर चलाओ।
हल
हल — अभ्यास 65.11.
परिवार का दर्जा: वह ठुड्डी जनन की लकीरों के साथ लौटती है, और एक पीढ़ी में बिना दिखे ढोई गई। गुणसूत्र का दर्जा: उसका निर्धारक एक धागे पर सवार है, युग्मकों में आधा होता है और निषेचन पर बहाल, तथा कुछ संतानों को मिलता है और कुछ को नहीं। अणु का दर्जा: वह एक विकल्पी है — यानी चेहरा गढ़ने वाले किसी जीन के हिज्जे — जो उस उत्परिवर्तन के बाद से, जिसने उसे पहली बार लिखा, सदी भर वफ़ादारी से उतरती आई है।
अभ्यास 65.12 ★★★
“उत्परिवर्तन लिखता है, फेंटाई बाँटती है, और व्यक्ति होना दिखाता है।” हर क्रिया को उसकी कार्य-प्रणाली और उसका अध्याय सौंपो — और बताओ कि इन तीनों में से सचमुच नए हिज्जे कौन बनाता है।
हल
हल — अभ्यास 65.12.
उत्परिवर्तन लिखता है: नक़ल की ग़लतियाँ नए हिज्जे बनाती हैं — यानी अणु का दर्जा, यही अध्याय। फेंटाई बाँटती है: आधा करना और निषेचन हर संतान को एक ताज़ा मेल थमाते हैं — यानी गुणसूत्र का दर्जा, अध्याय 64 (और प्रतिज्ञप्ति 54.5)। और व्यक्ति होना दिखाता है: बाँटी गई दो प्रतियों में से क्या दिखता है और क्या चुपचाप सवार रहता है — यानी इसी अध्याय का दो प्रतियों वाला नियम। सचमुच नए हिज्जे सिर्फ़ उत्परिवर्तन बनाता है; बाक़ी दोनों तो वही दोबारा जोड़ते और उजागर करते हैं जो उत्परिवर्तन कभी लिख चुका।
65.4 समस्या: बिगड़ी हुई फ़ोटोकॉपी मशीन
समस्या 65.1
सप्ताहांत समस्या — एक जीन का, हिज्जों से वंश-वृक्ष तक पीछा
एक (कल्पित पर आम) मामले का पीछा करो: वर्णक वाला एक जीन, जिसकी काम करती विकल्पी P त्वचा और बालों का एक वर्णक बनाती है; और बहुत पहले किसी नक़ल की ग़लती ने टूटी हुई विकल्पी p बना दी — यानी ऐसे बिगड़े हिज्जे, जो पढ़े ही नहीं जा सकते और कुछ नहीं बनाते। जो P के साथ p ढोते हैं वे आम दिखते हैं; और जिस संतान को p तथा p, दोनों मिलें वह कोई वर्णक बनाती ही नहीं — यानी बेहद हलके बाल तथा त्वचा, और धूप के आगे नाज़ुक आँखें (यह हालत बहुत-सी प्रजातियों में मिलती है)।
भाग I — अणु का दर्जा।
- प्रतिज्ञप्ति 65.6 के अनुसार p की शुरुआत बताओ — किसी पूर्वज की युग्मक-रेखा में, एक बार, भौतिक रूप से हुआ क्या था?
- P के साथ p आम क्यों दिखता है? शब्दावली का कौन-सा शब्द p की उस सवारी को बताता है?
- p के साथ p बनावट क्यों बदल देता है? ग़ायब क्या है, और वह किस अध्याय की तरह की मशीनरी से है (परिभाषा 65.1)?
- यह हालत बहुत-सी प्रजातियों में मिलती है। टिप्पणी 65.7 उनके वर्णक वाले जीनों के हिज्जों के बारे में क्या भविष्यवाणी करती है?
भाग II — गुणसूत्र और परिवार के दर्जे।
- ढोने वाले दो जनक (हर एक में P के साथ p): किसी एक संतान के चारों बराबर मुमकिन बँटवारे गिनाओ, और p तथा p वाली बनावट की संभावना भी।
- उनकी p तथा p वाली बेटी दो आम दिखने वाले जनकों से पैदा होती है। एलबम का कौन-सा रहस्य अभी-अभी पूरी कार्य-प्रणाली के साथ चला (उदाहरण 63.5)?
- उस बेटी की अपनी संतानें, किसी P के साथ P वाले साथी से: वे सब क्या ढोएँगी, और उनमें से कोई क्या नहीं दिखाएगी?
- उस विकल्पी की सवारियों का एक हस्तांतरण भर पीछा करो: दादी से नाती तक p का सफ़र, धागे-दर-धागे और युग्मक-दर-युग्मक।
भाग III — तीन दर्जों वाली रिपोर्ट।
- इस मामले को विधि 65.8 के तीनों दर्जों पर, एक-एक वाक्य में लिखो।
- एक सहपाठी पूछता है कि वे बिगड़े हिज्जे बहुत पहले ही “सुधरकर हट” क्यों नहीं गए। जवाब ढोने वाले की आम दिखावट से दो — p अपने असर पर होने वाले हर फ़ैसले से छिपता कहाँ है?
- धूप से बचाव उस बेटी के लिए उसके ढोने वाले जनकों से ज़्यादा मायने रखता है। लक्षण, विकल्पी-जोड़ी और पर्यावरण को एक वाक्य में जोड़ो (प्रतिज्ञप्ति 63.4 वाली बुनाई)।
- समापन उस फ़ोटोकॉपी वाली तस्वीर को ठीक-ठीक बनाकर करो: नक़ल क्या होता है, एक बार ग़लत क्या उतरा, और अब वह ग़लती वफ़ादारी से क्यों उतरती जाती है।
हल
हल — समस्या 65.1.
1. एक उत्परिवर्तन: यानी वर्णक वाले जीन में, किसी पूर्वज की युग्मक-रेखा में, एक बार हुई नक़ल की ग़लती — अक्षर बदले, निर्देश बिगड़े, और तब से वे बिगड़े हिज्जे वफ़ादारी से उतरते रहे।
2. क्योंकि P के काम करते निर्देश चुप साथी की परवाह किए बिना वह वर्णक बना देते हैं: p बिना दिखे ढोई हुई सवारी करती है — यानी एलबम वाला शब्द, अब अणु के दर्जे पर।
3. दोनों साथियों पर p हो, तो किसी भी पते पर काम करते निर्देश होते ही नहीं: वर्णक की मशीनरी — यानी उस जीन का उत्पाद — कभी बनती ही नहीं। वह लक्षण दरअसल काम करते हिज्जों की ग़ैर-हाज़िरी है।
4. यह कि उनके वर्णक वाले जीन पहचानने लायक़ हद तक वही जीन हैं — यानी उसी कूट में मिलते-जुलते अनुक्रम — और वे किसी एक पुरखा-इबारत की नातेदार नक़लें हैं, जो हर प्रजाति के अपने इतिहास में अलग-अलग टूटीं।
5. चारों बँटवारे: P के साथ P, P के साथ p, p के साथ P, और p के साथ p — सब बराबर मुमकिन। बिना वर्णक वाली बनावट: चार में एक मौक़ा।
6. वही पीढ़ी छोड़ना: वर्णक दिखाते दो ढोने वालों ने वह पहुँचाया जो वे दिखाते नहीं थे, और दोनों छिपे हिज्जे आपस में मिल गए — उदाहरण 63.5, पूरी कार्य-प्रणाली के साथ चली हुई।
7. सब एक-एक p ढोएँगी — क्योंकि उस पते पर उनकी माँ का पूरा योगदान p ही है। और उनमें से कोई वह हालत नहीं दिखाएगी: साथी का P हर एक में वह वर्णक बना देता है।
8. दादी का p किसी जोड़े के एक गुणसूत्र पर सवार था; उनके युग्मक के आधा करने ने वह साथी उस अंडे या शुक्राणु में बाँट दिया जिससे ढोने वाला जनक बना; और उस जनक के आधा करने ने उसे फिर उस युग्मक में बाँटा जिससे नाती बना — यानी धागे से युग्मक तक और युग्मक से युग्मनज तक, दो बार।
9. परिवार: दो आम दिखने वाले जनक, चार में एक वाली संतान, और उस जन्म से साबित हुआ ढोना। गुणसूत्र: किसी एक जोड़े के साथी P तथा p ढोते हुए, आधे होकर और दोबारा जुड़कर। अणु: एक जीन, और उसकी एक काम करती तथा एक बिगड़े हिज्जों वाली विकल्पी, जिनके हिज्जों का फ़र्क़ सब कुछ तय कर देता है।
10. हर फ़ैसले से: किसी ढोने वाले में p का टूटा होना अनदेखा रहता है — साथी का P उसे ढक लेता है, इसलिए ढोने वाले की बनावट में कुछ भी उन बिगड़े हिज्जों की “ख़बर” नहीं देता। और जो दिखे ही नहीं उसे सुधारकर हटाया भी नहीं जा सकता; इसलिए छिपे हिज्जे अनगिनत पीढ़ियों तक बने रहते हैं।
11. उसका लक्षण (कोई वर्णक नहीं) विरासत में मिला है — यानी p के साथ p — पर उसका नतीजा धूप से भरे पर्यावरण में जिया जाता है: वह ग़ायब वर्णक ही शरीर की धूप-ढाल था, इसलिए पर्यावरण उस पर उसके ढके हुए जनकों से ज़्यादा लिखता है — यानी विरासत सीमा तय करती है, और दुनिया उसे भरती है।
12. नक़ल क्या होता है: वह दोहरी लड़ी, जिसका हर आधा हिस्सा हर कोशिका-बँटवारे और हर पीढ़ी पर अपना साथी दोबारा बना लेता है। एक बार ग़लत क्या उतरा: किसी पुराने युग्मक में, वर्णक वाले जीन के कुछ अक्षर। और वह ग़लती टिकी क्यों रहती है: क्योंकि यह फ़ोटोकॉपी मशीन वफ़ादार है — वह जो कुछ वहाँ है उसी की नक़ल करती है, और बिगड़े हिज्जों की भी उतनी ही वफ़ादारी से जितनी मानी हुई इबारत की।