आनुवंशिकता की परिभाषा आनुवंशिकता माता-पिता से संतानों तक लक्षणों का पारित होना है। डीएनए का अणु जानकारी ले जाता है जो विभिन्न प्रोटीनों के लिए कोड करता है। ये प्रोटीन पर्यावरण के साथ बातचीत करते हैं, जिससे जीवन के प्रतिमानों का पालन होता है। जटिल तंत्र जो डीएनए की प्रतिकृति और पुनरुत्पादन करते हैं और इसके द्वारा बनाए जाने वाले जीवों को प्रक्रिया के दौरान पुनर्संयोजित और उत्परिवर्तित किया जा सकता है, जिससे जीवन के नए और विभिन्न रूप सामने आते हैं। सभी जीव, सरलतम बैक्टीरिया से लेकर सबसे बड़े यूकेरियोट्स तक, आनुवंशिकता के मुख्य रूप के रूप में डीएनए का उपयोग करते हैं।
डीएनए की भूमिका को समझने से पहले यह अच्छी तरह से ज्ञात था कि कुछ तंत्र माता-पिता से मिलते जुलते थे। बच्चे अपने माता-पिता की तरह दिखते हैं, पशुधन पूर्वानुमेय लाइनों में प्रजनन करते हैं, और यहां तक कि पौधों में दृश्य लक्षण भी होते हैं जो एक पीढ़ी से दूसरी पीढ़ी तक गुजरते हैं। एक जीव में लक्षणों के पारित होने का पूरी तरह से दस्तावेज़ करने वाला पहला वैज्ञानिक 1800 के दशक में ग्रेगर मेंडल था। एक मठ में रहने वाले तपस्वी के रूप में, मेंडल को मटर के पौधों को प्रजनन और बढ़ाने का अवसर मिला, जिसे उन्होंने बड़े ध्यान से देखा। उन्होंने कुछ लक्षणों के उत्तराधिकार में उभरने वाले पैटर्न को नोटिस करना शुरू कर दिया, और इस विचार को प्रस्तावित किया कि प्रत्येक जीव प्रत्येक जीन के विभिन्न रूपों को वहन करता है। आज, हम इन आनुवंशिक वेरिएंट एलील को कहते हैं, और आणविक तकनीकों के साथ उनके अस्तित्व की पुष्टि की है। आनुवंशिकी का क्षेत्र एक बड़े विज्ञान में विकसित हुआ है, जिसमें कई उप-विषय हैं।
ये लोग चार्ल्स डार्विन और अल्फ्रेड वालेस थे, जिन्होंने समान रूप से विकासवाद के सिद्धांत को प्रस्तावित किया था। उन्होंने प्रस्तावित किया कि व्यक्तिगत जीव कुछ निश्चित लक्षण उत्पन्न करने वाली जानकारी रखते हैं। कुछ लक्षण दूसरों की तुलना में अधिक फायदेमंद हैं, और अधिक प्रजनन की ओर ले जाते हैं। इन लक्षणों को संतानों को पारित किया जाता है, और संतानों को भी आपस में जोड़ा जा सकता है। इस तरह, कुछ लक्षण जनसंख्या में वृद्धि या कमी कर सकते हैं। जब उत्परिवर्तन या अवरोध किसी व्यक्ति को पुन: उत्पन्न करने से रोकते हैं, तो जनसंख्या विभाजित हो जाती है। समय के साथ, आबादी अलग-अलग प्रजातियों में विकसित होती है। विकासवाद का सिद्धांत जीवों के एक जटिल अध्ययन और उनके द्वारा कब्जा किए गए वातावरण में विकसित हुआ है, जिसे पारिस्थितिकी के रूप में जाना जाता है।
आनुवंशिकता के उदाहरण
माता-पिता एवं अन्य पूर्वजों के गुण (traits) का सन्तानों में अवतरित होना अनुवांशिकता (Heredity) कहलाती है। जीवविज्ञान में अनुवांशिकता का अध्ययन जेनेटिक्स के अन्तर्गत किया जाता है। उदाहरण के लिए, सबसे बड़ा मानव गुणसूत्र, लंबाई में लगभग 247 मिलियन आधार जोड़े हैं।
बैक्टीरिया में आनुवंशिकता
बैक्टीरिया सरल प्रोकैरियोटिक जीव हैं। वे प्रकृति में अगुणित हैं और प्रत्येक जीन के लिए केवल एक एलील ले जाते हैं। उनका जीनोम आमतौर पर एक एकल गुणसूत्र में निहित होता है, जो एक अंगूठी में मौजूद होता है। बैक्टीरिया एक अलैंगिक प्रक्रिया के माध्यम से प्रजनन करते हैं जिसे बाइनरी विखंडन के रूप में जाना जाता है। बाइनरी विखंडन के दौरान, डीएनए की प्रतिलिपि बनाई जाती है, और प्रतियां नए कोशिकाओं में अलग हो जाती हैं। प्रत्येक सेल में डीएनए एक डबल हेलिक्स में मौजूद होता है, एक हेलिक्स का पुराना डीएनए होता है और दूसरा आधा कॉपी किया हुआ डीएनए होता है। इस तरह, प्रत्येक बेटी बैक्टीरिया मूल माता-पिता के समान है।
आनुवंशिकता का यह तरीका प्रत्येक जीन पर एलील को बदलने के लिए उत्परिवर्तन पर निर्भर करता है। जब एक उत्परिवर्तन फायदेमंद होता है, तो एक बैक्टीरिया अधिक प्रजनन कर सकता है। यदि पर्यावरण बदलता है और एलील अब फायदेमंद नहीं है, तो एलील के साथ आबादी को नुकसान होगा। कभी-कभी, ये उत्परिवर्तन बैक्टीरिया को कुछ एंटीबायोटिक दवाओं से बचने की अनुमति दे सकते हैं। यहां तक कि एंटीबायोटिक दवाओं के लिए यह प्रतिरोध एक गुणकारी गुण है, और एक बार आबादी में उत्परिवर्तन होने के बाद, इससे छुटकारा पाना मुश्किल है। यदि हानिकारक जीवाणुओं की आबादी एक मानव को संक्रमित करती है और एंटीबायोटिक दवाओं से छुटकारा नहीं मिल सकता है, तो संक्रमण घातक हो सकता है। वैज्ञानिकों ने सार्वजनिक स्वास्थ्य के क्षेत्र में उनसे लड़ने के लिए नई रणनीतियों को विकसित करने के लिए बैक्टीरिया में आनुवंशिकता के तरीकों का अध्ययन किया।
जीवों में आनुवंशिकता
जीवों में आनुवंशिकता का तरीका अधिक जटिल हो जाता है। केवल डीएनए की नकल करके अपने स्वयं के वंश को जन्म देने वाले प्रत्येक व्यक्ति के बजाय, दो जीवों को संतान पैदा करने के लिए अपने डीएनए को संयोजित करना चाहिए। यह विधि बहुत अधिक जटिल है, लेकिन वंश में अधिक भिन्नता लाती है, जिससे बदलती दुनिया में उनकी सफलता की संभावना बढ़ सकती है। अधिकांश यौन-प्रजनन वाले जीव डिप्लॉइड के रूप में मौजूद होते हैं, प्रत्येक जीन के दो एलील के साथ। यौन रूप से प्रजनन करने के लिए, इन जीवों को अर्धसूत्रीविभाजन की प्रक्रिया के माध्यम से अगुणित कोशिकाओं का उत्पादन करना चाहिए। मेयोसिस में दो लगातार सेलुलर डिवीजन होते हैं, जिसमें एलील की संख्या एक जीन प्रति कम हो जाती है।
कुछ जीवों में, मनुष्यों की तरह, ये अगुणित कोशिकाएं युग्मक में विकसित होती हैं, जो विपरीत लिंग के युग्मक की तलाश करती हैं, इसलिए निषेचन हो सकता है। अन्य जीवों, जैसे फ़र्न, का एक अगुणित जीव के रूप में एक अलग जीवन चक्र होता है, जो कई युग्मकों का निर्माण करता है। दोनों प्रणालियों में, माता-पिता एक जटिल, कई-एलील प्रणाली में संतानों को लक्षण देते हैं। इन एलील्स के इंटरैक्शन विभिन्न फेनोटाइप का उत्पादन कर सकते हैं, जो देखी गई विविधता को जोड़ते हैं।
संबंधित जीव विज्ञान शर्तें
निषेचन – एक जीव के निर्माण के लिए विभिन्न जीवों से दो युग्मकों को संयोजित करने की प्रक्रिया।
अर्धसूत्रीविभाजन – वह प्रक्रिया जो युग्मकों में आनुवंशिक जानकारी को कम करती है।
गैमीट – कोशिकाएं जो एक पूर्ण जीनोम से युक्त होती हैं, जो एक द्विगुणित जीव बनाने के लिए एक साथ फ्यूज होती हैं।
जीनोम – डीएनए जो एक जीव बनाता है।
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