অতি চমু প্ৰশ্ন-উত্তৰ (১ নম্বৰীয়া) — ১৫ টা
প্ৰশ্ন ১: 'Biotechnology' (জৈৱ-প্ৰযুক্তিবিদ্যা) শব্দটো পোনপ্ৰথমতে কোনে ব্যৱহাৰ কৰিছিল?
উত্তৰ: ১৯১৯ চনত হাংগেৰীৰ কৃষি অভিযন্তা কাৰ্ল এৰেকীয়ে (Karl Ereky) 'Biotechnology' শব্দটো প্ৰথম ব্যৱহাৰ কৰিছিল।
প্ৰশ্ন ২: জিন (Gene) কি?
উত্তৰ: জিন হৈছে জীৱৰ বংশগতিৰ মৌলিক ভৌতিক আৰু কাৰ্য্যকৰী একক, যি DNA ৰ এটা নিৰ্দিষ্ট খণ্ডৰে গঠিত।
প্ৰশ্ন ৩: PCR ৰ সম্পূৰ্ণ ৰূপটো কি?
উত্তৰ: PCR ৰ সম্পূৰ্ণ ৰূপ হৈছে Polymerase Chain Reaction (পলিমাৰেছ চেইন ৰিঅেকচন)।
প্ৰশ্ন ৪: DNA ৰ গঠন ব্যাখ্যা কৰা বিখ্যাত শ্ৰেষ্ঠ মডেলটো কাৰ?
উত্তৰ: ১৯৫৩ চনত জে এচ ৱাটছন (James Watson) আৰু ফ্ৰান্সিছ ক্ৰিকে (Francis Crick) প্ৰস্তাৱ কৰা 'দ্বি-সূত্ৰকাৰ মডেল' (Double Helix Model)।
প্ৰশ্ন ৫: জিনীয় প্ৰযুক্তিবিদ্যাত ব্যৱহাৰ কৰা 'আণৱিক কেঁচি' (Molecular Scissors) বুলি কাক কোৱা হয়?
উত্তৰ: ৰেষ্ট্ৰিকশ্বন এনজাইমক (Restriction Endonuclease) আণৱিক কেঁচি বুলি কোৱা হয়।
প্ৰশ্ন ৬: RNA ৰ সম্পূৰ্ণ নাম কি?
উত্তৰ: Ribonucleic Acid (ৰাইবো নিউক্লিক এছিড)।
প্ৰশ্ন ৭: ক্ল'নিং (Cloning) কি?
উত্তৰ: কোনো এটা কোষ বা জীৱৰ পৰা জিনীয়ভাৱে একে প্ৰতিৰূপ ( genetically identical copy) প্ৰস্তুত কৰা প্ৰক্ৰিয়াকে ক্ল'নিং বোলে।
প্ৰশ্ন ৮: বিশ্বৰ প্ৰথমটো ক্ল'ন কৰা স্তন্যপায়ী প্ৰাণীটোৰ নাম কি আছিল?
উত্তৰ: 'ডলী' (Dolly) নামৰ এজনী ভেড়া (Sheep)।
প্ৰশ্ন ৯: DNA ছিকুৱেন্সিং (DNA Sequencing) ৰ উদ্দেশ্য কি?
উত্তৰ: DNA ৰ অণুত নিউক্লিঅ'টাইড আধাৰসমূহৰ (A, T, G, C) সঠিক ক্ৰম নিৰ্ধাৰণ কৰাই হৈছে DNA ছিকুৱেন্সিং।
প্ৰশ্ন ১০: কৃষি ক্ষেত্ৰত ব্যৱহৃত Bt cotton ৰ 'Bt' ৰ অৰ্থ কি?
উত্তৰ: 'Bt' ৰ অৰ্থ হ'ল Bacillus thuringiensis নামৰ এক প্ৰকাৰৰ মাটিৰ বেক্টেৰিয়া।
প্ৰশ্ন ১১: আণৱিক মাৰ্কাৰ (Molecular Marker) ৰ এটা উদাহৰণ দিয়া।
উত্তৰ: RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism) বা SSR (Simple Sequence Repeats)।
প্ৰশ্ন ১২: ৰিকম্বিনেন্ট DNA প্ৰস্তুত কৰোঁতে সংযোগকাৰী এনজাইম হিচাপে কি ব্যৱহাৰ হয়?
উত্তৰ: DNA লাইগেজ (DNA Ligase)।
প্ৰশ্ন ১৩: প্লাজম্ৰিড (Plasmid) কি?
উত্তৰ: বেক্টেৰিয়া কোষত পোৱা ক্ৰম'জমৰ বাহিৰা, বৃত্তাকাৰ আৰু স্বয়ংক্ৰিয়ভাৱে প্ৰতিকৃতি কৰিব পৰা DNA অণু।
প্ৰশ্ন ১৪: পৰিৱেশ জৈৱ-প্ৰযুক্তিবিদ্যাক চমুকৈ কি বুলি কোৱা হয়?
উত্তৰ: সেউজ জৈৱ-প্ৰযুক্তিবিদ্যা (Green Biotechnology) বা ধূসৰ/ধূসৰ-সেউজ বায়'টেকন'লজী।
প্ৰশ্ন ১৫: ৰোগ প্ৰতিষেধক ইনচুলিন (Insulin) প্ৰস্তুত কৰিবলৈ ব্যৱহাৰ কৰা জীৱাণুবিধ কি?
উত্তৰ: Escherichia coli (E. coli) বেক্টেৰিয়া।
২. চমু প্ৰশ্ন-উত্তৰ :
প্ৰশ্ন ১: জৈৱ-প্ৰযুক্তিবিদ্যাৰ সংজ্ঞাত পৰম্পৰাগত আৰু আধুনিক জৈৱ-প্ৰযুক্তিৰ পাৰ্থক্য লিখা।
উত্তৰ: পৰম্পৰাগত জৈৱ-প্ৰযুক্তিবিদ্যাই প্ৰাকৃতিক জীৱাণু ব্যৱহাৰ কৰি দৈ, মদ, পাউৰুটি আদি উৎপাদন কৰাক বুজায়। আনহাতে, আধুনিক জৈৱ-প্ৰযুক্তিবিদ্যাই DNA মে বাকী জিনীয় স্তৰত পৰিৱৰ্তন ঘটাই (Genetic Engineering) মানুহৰ কল্যাণৰ বাবে ইনচুলিন, এন্টিবায়'টিক বা GMO প্ৰস্তুত কৰাক বুজায়।
প্ৰশ্ন ২: জিন মেনেপুলেচন (Gene Manipulation) বুলিলে কি বুজা?
উত্তৰ: কোনো জীৱৰ জিনীয় গাঁথনি ইচ্ছাকৃতভাৱে সলনি কৰা, আঁতৰাই দিয়া বা নতুন জিন যোগ দিয়া কাৰ্য্যক জিন মেনেপুলেচন বোলে। ৰিকম্বিনেন্ট DNA প্ৰযুক্তিৰ সহায়ত কোনো আকাংক্ষিত গুণাগুণ সংৰক্ষণ বা সংশোধন কৰিবলৈ এই পদ্ধতি ব্যৱহাৰ কৰা হয়।
প্ৰশ্ন ৩: DNA আৰু RNA ৰ মাজৰ মূল দুটা পাৰ্থক্য লিখা।
উত্তৰ:
১. DNA দ্বিসূত্ৰীয় (Double-stranded) আৰু ইয়াত ডিঅক্সিৰাইবোজ শৰ্কৰা থাকে; কিন্তু RNA একসূত্ৰীয় (Single-stranded) আৰু ইয়াত ৰাইবোজ শৰ্কৰা থাকে।
২. DNA ত থাইমিন (T) থাকে, কিন্তু RNA ত থাইমিনৰ পৰিৱৰ্তে ইউৰেছিল (U) থাকে।
প্ৰশ্ন ৪: PCR (পলিমাৰেছ চেইন ৰিঅেকচন) ৰ প্ৰধান তিনিটা ধাপ কি কি?
উত্তৰ: PCR ৰ প্ৰধান তিনিটা ধাপ হৈছে:
১. Denaturation (ডিচেচুৰেচন): উচ্চ উত্তাপত (৯৪°-৯৬°C) DNA ৰ সূত্ৰ দুডাল পৃথক কৰা।
২. Annealing (এনিলিং): প্ৰাইমাৰ সংযোগ কৰা (৫৫°-৬৫°C)।
৩. Extension (এক্সটেনশ্বন): DNA পলিমাৰেছৰ দ্বাৰা নতুন সূত্ৰ গঠন (৭২°C)।
প্ৰশ্ন ৫: আণৱিক মাৰ্কাৰ (Molecular Marker) ৰ গুৰুত্ব কি?
উত্তৰ: আণৱিক মাৰ্কাৰ হৈছে DNA ৰ বিশেষ ক্ৰম যিবোৰে ক্ৰম'জমৰ কোনো নিৰ্দিষ্ট স্থান চিহ্নিত কৰে। উদ্ভিদ আৰু প্ৰাণীৰ প্ৰজননত উন্নত প্ৰজাতি নিৰ্বাচন, বংশগত ৰোগ ধৰা পেলোৱা আৰু জীৱৰ জিনীয় বৈচিত্ৰ্য অধ্যয়নত ই অতিশয় সহায়ক।
প্ৰশ্ন ৬: জিনীয় অভিযন্ত্ৰণত (Genetic Engineering) প্লাজম্ৰিডৰ ভূমিকা কি?
উত্তৰ: প্লাজম্ৰিডক 'বাহক' (Vector) হিচাপে ব্যৱহাৰ কৰা হয়। আকাংক্ষিত জিনটোক প্লাজম্ৰিড DNA ৰ সৈতে সংযোগ কৰি ৰিকম্বিনেন্ট DNA তৈয়াৰ কৰা হয় আৰু ইয়াক বেক্টেৰিয়া বা লক্ষ্য কোষত প্ৰৱেশ কৰাই নতুন গুণাগুণৰ সৃষ্টি কৰা হয়।
প্ৰশ্ন ৭: ক্ল'নিং ভেক্টৰ (Cloning Vector) কি? ইয়াৰ এটা বৈশিষ্ট্য লিখা।
উত্তৰ: ক্ল'নিং ভেক্টৰ হ'ল এনে এক DNA অণু যিয়ে বহিৰাগত DNA খণ্ডক আন এটা কোষলৈ বহন কৰি লৈ যায় আৰু তাত স্বয়ংক্ৰিয়ভাৱে ইয়াৰ প্ৰতিৰূপ তৈয়াৰ কৰে। ইয়াৰ মুখ্য বৈশিষ্ট্য হৈছে ইয়াৰ নিজা 'Replication Origin' (Ori) থাকিব লাগে।
প্ৰশ্ন ৮: Gene Therapy (জিন থেৰাপি) বুলিলে কি বুজা?
উত্তৰ: মানুহৰ শৰীৰত বংশগত ৰোগ সৃষ্টি কৰা ত্ৰুটিপূৰ্ণ জিনসমূহক পোনাই বা তাৰ পৰিৱৰ্তে কাৰ্যক্ষম আৰু সুস্থ জিন সংৰোপণ কৰি ৰোগ আৰোগ্য কৰা চিকিৎসা পদ্ধতিকে জিন থেৰাপি (Gene Therapy) বোলে।
প্ৰশ্ন ৯: পৰিৱেশ সুৰক্ষাত বায়'ৰেমিডিয়েশ্বন (Bioremediation) ৰ ভূমিকা কি?
উত্তৰ: বায়'ৰেমিডিয়েশ্বন হ'ল জৈৱ-প্ৰযুক্তিৰ এনে এক পদ্ধতি য’ত অনুজীৱ (বেক্টেৰিয়া, ভেঁকুৰ) ব্যৱহাৰ কৰি প্ৰদূষিত মাটি, পানী বা বায়ুমণ্ডলৰ পৰা বিষাক্ত ৰাসায়নিক পদাৰ্থসমূহ ধ্বংস বা অপসাৰণ কৰা হয়।
প্ৰশ্ন ১০: কৃষি ক্ষেত্ৰত 'Bt Cotton' ৰ বিশেষত্ব কি?
উত্তৰ: Bt Cotton হ'ল এক পৰিৱৰ্তিত জিনীয় কপাহ গছ। ইয়াত Bacillus thuringiensis ৰ পৰা ক্ৰাই (Cry) জিন সুমুৱাই দিয়া হয়, যাৰ ফলত গছজোপাই নিজে 'Cry toxin' নামৰ এক বিষাক্ত প্ৰ'টিন তৈয়াৰ কৰে আৰু গুটি-পুকৰ (Ballworm) আক্ৰমণৰ পৰা মুক্ত থাকে।
প্ৰশ্ন ১১: DNA ছিকুৱেন্সিং (Sequencing) ৰ ব্যৱহাৰিক প্রয়োগ লিখা।
উত্তৰ: DNA ছিকুৱেন্সিং চিকিৎসাবিজ্ঞানত জিনীয় ৰোগ চিনাক্তকৰণ, মানৱ জিন'ম প্ৰকল্প (Human Genome Project), নিৰ্দিষ্ট ঔষধ নিৰ্মাণ আৰু অপৰাধ বিজ্ঞানত (Forensic Science) ফৰেনছিক প্ৰমাণ সংগ্ৰহত ব্যৱহাৰ কৰা হয়।
প্ৰশ্ন ১২: উদ্যোগিক বায়'টেকন'লজী বা হোৱাইট বায়'টেকন'লজী কি?
উত্তৰ: ঔদ্যোগিক খণ্ডত অনুজীৱ বা এনজাইম ব্যৱহাৰ কৰি ব্যৱহাৰযোগ্য সামগ্ৰী যেনে— জৈৱ-ইন্ধন (Biofuels), জৈৱ-প্লাষ্টিক, এনজাইম আৰু ৰাসায়নিক পদাৰ্থ কম খৰচত আৰু পৰিৱেশ-বান্ধৱীয়ভাৱে প্ৰস্তুত কৰা প্ৰক্ৰিয়াকে ঔদ্যোগিক বায়'টেকন'লজী বোলে।
প্ৰশ্ন ১৩: খাদ্য উৎপাদনত 'Golden Rice' ৰ গুৰুত্ব কি?
উত্তৰ: 'গোল্ডেন ৰাইচ' হৈছে জীনীয় প্ৰযুক্তিৰে প্ৰস্তুত কৰা ধানৰ এক প্ৰজাতি। ইয়াত বিটা-কেৰ'টিন (Beta-carotene) উৎপাদনকাৰী জিন সংযোজন কৰা হৈছে, যিয়ে মানুহৰ শৰীৰত ভিটাৰমিন 'এ' (Vitamin A) ৰ অভাৱ দূৰ কৰাত সহায় কৰে।
প্ৰশ্ন ১৪: ৰেষ্ট্ৰিকশ্বন এনজাইম (Restriction Enzymes) ৰ কাৰ্য্যপদ্ধতি কেনেকুৱা?
উত্তৰ: ৰেষ্ট্ৰিকশ্বন এনজাইমে DNA ৰ এক নিৰ্দিষ্ট নিউক্লিঅ'টাইড ক্ৰম (Palindromic sequence) চিনাক্ত কৰে আৰু সংলগ্ন স্থানত DNA ৰ দুয়োডাল সূত্ৰ কাটি টুকুৰা কৰে। ইয়াৰ দ্বাৰা আকাংক্ষিত জিন পৃথক কৰিব পৰা যায়।
প্ৰশ্ন ১৫: জৈৱ-সুৰক্ষা বা বায়'ইথিক্স (Bioethics) কিয় প্ৰয়োজনীয়?
উত্তৰ: জীনীয়ভাৱে পৰিৱৰ্তিত জীৱ (GMO) প্ৰস্তুত কৰোঁতে প্ৰাকৃতিক পৰিৱেশ আৰু মানৱ স্বাস্থ্যৰ ওপৰত পৰিব পৰা বিৰূপ প্ৰভাৱ ৰোধ কৰিবলৈ আৰু জৈৱ-প্ৰযুক্তিৰ অপব্যৱহাৰ প্ৰতিহত কৰিবলৈ বায়'ইথিক্স বা জৈৱ-নীতিশিক্ষাৰ প্ৰয়োজন।
৩. দীঘল প্ৰশ্ন-উত্তৰ :
প্ৰশ্ন ১: জৈৱ-প্ৰযুক্তিবিদ্যা (Biotechnology) ৰ উৎপত্তি, ইতিহাস আৰু আধুনিক সমাজত ইয়াৰ পৰিসৰ চমুকৈ আলোচনা কৰা।
উত্তৰ: উৎপত্তি আৰু ইতিহাস: জৈৱ-প্ৰযুক্তিবিদ্যাৰ ইতিহাস অতীজৰে পৰা মানুহৰ ব্যৱহাৰৰ সৈতে জড়িত। পৰম্পৰাগতভাৱে হাজাৰ বছৰ আগতেই মানুহে ইষ্ট (Yeast) আৰু বেক্টেৰিয়া ব্যৱহাৰ কৰি মদ, পাউৰুটি আৰু দৈ তৈয়াৰ কৰিছিল। ১৯১৯ চনত কাৰ্ল এৰেকীয়ে এই প্ৰক্ৰিয়াক বায়'টেকন'লজী নাম দিয়ে। ১৯২৮ চনত এলেক্সাণ্ডাৰ ফ্লেমিঙে পেনিসিলিন আৱিষ্কাৰ কৰাৰ লগে লগে উদ্যোগিক অনুজীৱ বিজ্ঞানৰ ভেটি স্থাপন হয়। পৰৱৰ্তী সময়ত, ১৯৫৩ চনত ৱাটছন আৰু ক্ৰিকৰ দ্বাৰা DNA ৰ দ্বি-সূত্ৰীয় গঠন আৱিষ্কাৰ আৰু ১৯৭০ ৰ দশকত ৰিকম্বিনেন্ট DNA প্ৰযুক্তিৰ বিকাশৰ ফলত আধুনিক জৈৱ-প্ৰযুক্তিবিদ্যাৰ বিপ্লৱ ঘটে।
পৰিসৰ (Scope): আধুনিক সমাজত জৈৱ-প্ৰযুক্তিৰ পৰিসৰ অতি ব্যাপক। ইয়াক ঘাইকৈ চাৰিটা মূল খণ্ডত ভাগ কৰা হয়:
১. চিকিৎসাবিজ্ঞান (Red Biotech): ইনচুলিন, ভেকচিন, এন্টিবায়'টিক উৎপাদন আৰু জিন থেৰাপি।
২. কৃষি খণ্ড (Green Biotech): কীট- প্ৰতিৰোধী শস্য (Bt cotton), উচ্চ উৎপাদনশীল আৰু পুষ্টিকৰ শস্য প্ৰস্তুতকৰণ।
৩. পৰিৱেশ সংৰক্ষণ (Grey/Brown Biotech): বায়'ৰেমিডিয়েশ্বন, বৰ্জ্য পদাৰ্থৰ পুনৰ্ব্যৱহাৰ আৰু প্ৰদূষণ নিয়ন্ত্ৰণ।
৪. উদ্যোগিক খণ্ড (White Biotech): অনুজীৱৰ সহায়ত জৈৱ-ইন্ধন (Biofuel), এনজাইম আৰু জৈৱ-প্লাষ্টিক প্ৰস্তুত।
গতিকে, আধুনিক জৈৱ-প্ৰযুক্তিবিদ্যাই বিশ্বৰ খাদ্য সংকট, স্বাস্থ্য সমস্যা আৰু প্ৰদূষণ নিৰাময়ৰ বাবে এক অপৰিহাৰ্য শাখা হিচাপে আত্মপ্ৰকাশ কৰিছে।
প্ৰশ্ন ২: ৰিকম্বিনেন্ট DNA প্ৰযুক্তি (Genetic Engineering) ৰ মূল ধাপসমূহ পদ্ধতিগতভাৱে বৰ্ণনা কৰা।
উত্তৰ: জিনীয় প্ৰযুক্তিবিদ্যা বা Genetic Engineering ৰ মুখ্য সঁজুলি হ'ল ৰিকম্বিনেন্ট DNA (rDNA) প্ৰযুক্তি। কোনো লক্ষ্য জীৱৰ পৰা আকাংক্ষিত জিন পৃথক কৰি আন এটা জীৱৰ DNA ৰ সৈতে প্ৰতিৰোপণ কৰা সমগ্ৰ প্ৰক্ৰিয়াটো তলত দিয়া ধাপসমূহত সম্পূৰ্ণ হয়:
১. DNA পৃথকীকৰণ (Isolation of Genetic Material): প্ৰথমে লক্ষ্য কোষৰ পৰা বিশুদ্ধ অৱস্থাত DNA পৃথক কৰা হয়।
২. DNA কৰ্তন (Fragmentation of DNA): ৰেষ্ট্ৰিকশ্বন এণ্ড'নিউক্লিএজ (Restriction Endonuclease) এনজাইম ব্যৱহাৰ কৰি DNA ক নিৰ্দিষ্ট স্থানত কাটি আকাংক্ষিত জিন খণ্ডটো সংগ্ৰহ কৰা হয়।
৩. PCR ৰ সহায়ত প্ৰতিৰূপ বৃদ্ধি: সংগ্ৰহ কৰা জিন খণ্ডটোৰ সংখ্যা Polymerase Chain Reaction (PCR) ৰ দ্বাৰা কোটি কোটি গুণলৈ বৃদ্ধি কৰা হয়।
৪. ভেক্টৰ আৰু লক্ষ্য DNA ৰ সংযোগ (Ligation): কাটি লোৱা প্লাজম্ৰিড ভেক্টৰ আৰু আকাংক্ষিত জিনটোক DNA লাইগেজ (DNA Ligase) এনজাইমৰ সহায়ত যোৰা লগাই ৰিকম্বিনেন্ট DNA (rDNA) গঠন কৰা হয়।
৫. পোষক কোষত প্ৰৱেশ (Transformation): নতুনকৈ গঠিত rDNA টোক উপযোগী পোষক কোষত (যেনে— E. coli বেক্টেৰিয়া) প্ৰৱেশ কৰোৱা হয়।
৬. আকাংক্ষিত প্ৰ'টিন উৎপাদন: পোষক কোষে বংশবৃদ্ধি কৰাৰ লগে লগে জিনটোৰ প্ৰকাশ ঘটে আৰু উদ্যোগিক পৰিসৰত সংৱৰ্ধন (Culturing) কৰি অন্তিম সামগ্ৰী (যেনে— ইনচুলিন বা এনজাইম) নিষ্কাষণ আৰু বিশোধন কৰা হয়।
প্ৰশ্ন ৩: PCR (Polymerase Chain Reaction) কি? ইয়াৰ মূল কৌশল আৰু জীৱ বিজ্ঞানত ইয়াৰ প্ৰয়োগসমূহ লিখা।
উত্তৰ: ধাৰণা: পলিমাৰেছ চেইন ৰিঅেকচন (PCR) হৈছে এনে এক আণৱিক কৌশল যাৰ সহায়ত DNA ৰ কোনো এটা নিৰ্দিষ্ট খণ্ডৰ অতি কম সময়ৰ ভিতৰত লাখ লাখ প্ৰতিৰূপ (Amplification) প্ৰস্তুত কৰিব পৰা যায়। ১৯৮৩ চনত কেৰী মুলীছে (Kary Mullis) এই পদ্ধতি আৱিষ্কাৰ কৰিছিল।
মূল কৌশল (Mechanism): PCR সংঘটিত হ'বলৈ DNA টেমপ্লেট, প্ৰাইমাৰ, dNTPs আৰু তাপ-সহনশীল 'Taq Polymerase' এনজাইমৰ প্ৰয়োজন হয়। ই পৰ্যায়ক্ৰমে ৩ টা ধাপত ঘটে: ১. Denaturation (৯৪°-৯৬°C): উচ্চ তাপমাত্ৰাত DNA ৰ দ্বিসূত্ৰীয় ডাল খুলি দুডাল একক সূত্ৰালৈ ৰূপান্তৰ হয়। ২. Annealing (৫৫°-৬৫°C): তাপমাত্ৰা কমাই প্ৰাইমাৰদ্বয়ক একক DNA সূত্ৰৰ ৩' মূৰত সংযোজিত হ'বলৈ দিয়া হয়। ৩. Extension (৭২°C): Taq Polymerase এনজাইমে dNTPs ব্যৱহাৰ কৰি নতুন DNA সূত্ৰ দীঘলীয়া কৰে।
এই চক্রটো ৩০-৪০ বাৰ পুনৰাবৃত্তি কৰিলে কম সময়তে অতি মাত্ৰাত DNA পোৱা যায়।
প্ৰয়োগসমূহ:
ৰোগ চিনাক্তকৰণ: কৰ্কট ৰোগ, HIV, ক'ভিড-১৯ (RT-PCR) আদি সূক্ষ্ম অণুজীৱৰ সংক্ৰমণ সোনকালে ধৰা পেলাবলৈ।
ফৰেনছিক বিজ্ঞান: অপৰাধস্থলীত পোৱা তেজ, চুলি বা শুক্ৰাণুৰ অতি কম পৰিমাণৰ DNA ৰ পৰা অপৰাধী চিনাক্ত কৰাত।
জিনীয় ৰিচাৰ্চ: জিন ক্ল'নিং আৰু ছিকুৱেন্সিং কামত।
প্ৰশ্ন ৪: চিকিৎসাবিজ্ঞান আৰু কৃষি খণ্ডত জৈৱ-প্ৰযুক্তিৰ প্ৰয়োগ আৰু গুৰুত্ব বিস্তৃতভাৱে আলোচনা কৰা।
উত্তৰ: জৈৱ-প্ৰযুক্তিবিদ্যাক কাৰ্য্যকৰীভাৱে প্ৰয়োগ কৰি চিকিৎসাবিজ্ঞান আৰু কৃষি ক্ষেত্ৰত এক অভূতপূৰ্ব বৈপ্লৱিক পৰিৱৰ্তন সূচনা কৰা হৈছে।
১. চিকিৎসাবিজ্ঞানত প্ৰয়োগ (Applications in Medicine):
পুনৰ্যোজিত ইনচুলিন (Humulin): বহুমূত্ৰ (Diabetes) ৰোগীৰ বাবে আগতে গৰু বা গাহৰিৰ পৰা ইনচুলিন সংগ্ৰহ কৰা হৈছিল। কিন্তু জৈৱ-প্ৰযুক্তিৰ সহায়ত E. coli বেক্টেৰিয়া ব্যৱহাৰ কৰি কোনো পাৰ্শ্বক্ৰিয়াহীন মানৱ ইনচুলিন প্ৰস্তুত কৰা হৈছে।
জিন থেৰাপি (Gene Therapy): জন্মগত ত্ৰুটিপূৰ্ণ জিন সলাই সুস্থ জিন সংৰোপণ কৰাৰ যোগেদি চিষ্টিক ফাইব্ৰ'চিছ, ADA অভাৱ আদি বংশগত ৰোগ সমাধান কৰা হয়।
ভেকচিন উৎপাদন: ৰিকম্বিনেন্ট প্ৰযুক্তিৰে হেপাটাইটিছ-বি (Hepatitis-B) আদি সুৰক্ষিত আৰু ফলপ্ৰসূ ভেকচিন প্ৰস্তুত কৰা হৈছে।
২. কৃষি খণ্ডত প্ৰয়োগ (Applications in Agriculture):
কীট-প্ৰতিৰোধী শস্য: Bt Cotton আৰু Bt Brinjal ৰ দৰে শস্য প্ৰস্তুত কৰি কীটনাশক ৰাসায়নিকৰ প্ৰয়োগ হ্ৰাস কৰা হৈছে।
উন্নত পুষ্টিগুণসম্পন্ন শস্য: জিনীয় পৰিৱৰ্তনৰ দ্বাৰা ভিটাৰমিন-এ যুক্ত 'Golden Rice' আৰু উচ্চ প্ৰ'টিনযুক্ত সৰিয়হ বা আলু প্ৰস্তুত কৰা হৈছে।
প্ৰতিকূলতা সহনশীল শস্য: খৰাং, লোনা পানী বা অতিমাত্ৰা শীত সহ্য কৰিব পৰা বিশেষ জিনীয় শস্য (Abiotic stress resistant crops) উদ্ভাৱন কৰা হৈছে, যিয়ে খাদ্য নিৰাপত্তা সুনিশ্চিত কৰিছে।
প্ৰশ্ন ৫: আণৱিক মাৰ্কাৰ (Molecular Markers) আৰু DNA ছিকুৱেন্সিং (DNA Sequencing) ৰ মূল ধাৰণা কি? জীৱ বিজ্ঞানৰ গৱেষণাত ইয়াৰ ভূমিকা আলোচনা কৰা।
উত্তৰ: আণৱিক মাৰ্কাৰ (Molecular Markers): আণৱিক মাৰ্কাৰ হৈছে ক্ৰম'জমৰ কোনো বিশেষ জিনীয় অৱস্থান (Locus), যিয়ে কোনো নিৰ্দিষ্ট বৈশিষ্ট বা DNA ক্ৰমক প্ৰতিনিধিত্ব কৰে। RFLP, RAPD, AFLP, আৰু SSR (Microsatellites) আদি হৈছে ইয়াৰ উদাহৰণ।
ভূমিকা: উদ্ভিদ আৰু প্ৰাণীৰ প্ৰজনন প্ৰক্ৰিয়া ত্বৰান্বিত কৰাত (Marker-Assisted Selection), জিনীয় বৈচিত্ৰ্য জোখা, আৰু পিতৃত্ব বা বংশানুক্ৰমিক সম্পৰ্ক নিৰ্ণয় কৰাত ই অত্যন্ত গুৰুত্বপূৰ্ণ।
DNA ছিকুৱেন্সিং (DNA Sequencing): DNA ছিকুৱেন্সিং হৈছে DNA অণুত এডেনিন (A), থাইমিন (T), গুৱানিন (G) আৰু চাইট'ছিন (C) ৰ সঠিক শৃংখলা নিৰ্ধাৰণ কৰাৰ পদ্ধতি। প্ৰথম অৱস্থাত চেংগাৰৰ পদ্ধতি (Sanger Sequencing) ব্যৱহাৰ কৰা হৈছিল, কিন্তু বৰ্তমান অতি দ্ৰুত Next-Generation Sequencing (NGS) প্ৰযুক্তি ব্যৱহাৰ হয়।
ভূমিকা: মানৱ জিন'ম প্ৰকল্প (Human Genome Project) ৰ সমগ্ৰ ৩ বিলিয়ন নিউক্লিঅ'টাইড ছিকুৱেন্সিং কৰি মানুহৰ সকলো জিন মেপিং কৰা সম্ভৱ হৈছে। ইয়াৰ উপৰি, কেন্সাৰৰ দৰে জটিল ৰোগৰ জিনীয় কাৰণ আৱিষ্কাৰ কৰাত আৰু নতুন অণুজীবৰ বংশগতি চিনাক্ত কৰাত DNA ছিকুৱেন্সিং অপৰিহাৰ্য।
সামৰণি: এই দুয়োটা প্ৰযুক্তিয়ে আধুনিক ব্যৱহাৰিক জীৱ বিজ্ঞানক এক নতুন মাত্ৰা প্ৰদান কৰিছে আৰু মানৱ জাতিৰ কল্যাণত গুৰুত্বপূৰ্ণ অৱদান আগবঢ়াইছে।
Very Short Answer Questions :
1. What is biotechnology?
Answer: Biotechnology is the application of living organisms, cells, or biological molecules to develop useful products, processes, or technologies for human welfare.
2. Who coined the term “biotechnology”?
Answer: The term “biotechnology” was coined by the Hungarian agricultural engineer Karl Ereky in 1919.
3. Mention one ancient application of biotechnology.
Answer: The production of bread, curd, cheese, and fermented beverages using microorganisms represents ancient applications of biotechnology.
4. What is a gene?
Answer: A gene is a functional unit of heredity, generally consisting of a DNA sequence that contains information required to produce a functional RNA or protein.
5. What is genetic engineering?
Answer: Genetic engineering is the deliberate modification of an organism's genetic material using laboratory techniques to introduce, remove, or alter specific DNA sequences.
6. What is DNA?
Answer: DNA, or deoxyribonucleic acid, is the principal hereditary material in most organisms and stores genetic information.
7. What is RNA?
Answer: RNA, or ribonucleic acid, is a nucleic acid involved mainly in the expression and regulation of genetic information and is the genetic material of some viruses.
8. What is PCR?
Answer: PCR, or Polymerase Chain Reaction, is a laboratory technique used to amplify a specific DNA sequence, producing millions of copies from a small initial amount of DNA.
9. What is a molecular marker?
Answer: A molecular marker is a detectable DNA variation used to identify genetic differences among individuals, populations, or organisms.
10. What is DNA cloning?
Answer: DNA cloning is the process of producing many identical copies of a selected DNA fragment, usually by inserting it into a suitable vector and replicating it in a host cell.
11. What is DNA sequencing?
Answer: DNA sequencing is the determination of the precise order of nucleotides in a DNA molecule or selected DNA region.
12. Mention one medical application of biotechnology.
Answer: Production of recombinant human insulin is an important medical application of biotechnology.
13. Mention one agricultural application of biotechnology.
Answer: Development of genetically modified crops with useful traits, such as insect resistance, is an agricultural application of biotechnology.
14. Mention one environmental application of biotechnology.
Answer: Bioremediation, in which microorganisms are used to help remove or degrade pollutants, is an environmental application of biotechnology.
15. Mention one industrial application of biotechnology.
Answer: The production of enzymes, organic acids, antibiotics, and other useful products through microbial fermentation is an important industrial application of biotechnology.
B. Short Answer Questions :
1. Define biotechnology and mention its scope.
Answer: Biotechnology is the use of biological organisms, cells, enzymes, or genetic material to develop useful products and processes. Its scope includes medicine, agriculture, food production, environmental management, and industry. Modern biotechnology also includes genetic engineering, PCR, molecular markers, DNA cloning, sequencing, and other molecular techniques.
2. Briefly describe the origin and historical development of biotechnology.
Answer: Biotechnology has ancient roots in fermentation, bread-making, cheese production, and selective breeding. Modern biotechnology developed rapidly after the discovery of DNA as genetic material and the understanding of its structure. Recombinant DNA technology, PCR, DNA sequencing, and genetic engineering subsequently transformed biotechnology into a major modern life-science field.
3. What is the importance of genes in living organisms?
Answer: Genes carry biological information that influences the characteristics and functioning of organisms. They provide instructions for producing functional RNAs and proteins and thereby participate in growth, development, metabolism, and reproduction. Genes are transmitted from parents to offspring and are responsible for both inherited traits and genetic variation.
4. What is gene manipulation?
Answer: Gene manipulation refers to the deliberate alteration or handling of genetic material using laboratory methods. It may involve inserting, removing, replacing, or modifying particular DNA sequences. Gene manipulation is used in research and biotechnology to study gene function and develop organisms or biological products with desirable characteristics.
5. Distinguish between genetic engineering and traditional breeding.
Answer: Traditional breeding generally combines genetic material through reproduction and selection over several generations. Genetic engineering directly modifies DNA using molecular techniques and can introduce a specific gene or genetic change. Therefore, genetic engineering can provide greater precision and may introduce useful genetic material that conventional breeding cannot readily transfer.
6. Differentiate between DNA and RNA.
Answer: DNA contains deoxyribose sugar and normally exists as a double-stranded molecule, whereas RNA contains ribose sugar and is generally single-stranded. DNA uses thymine, while RNA uses uracil. DNA mainly stores hereditary information, whereas RNA performs important roles in gene expression, protein synthesis, and genetic regulation.
7. What is the basic principle of PCR?
Answer: PCR amplifies a selected DNA region through repeated cycles of denaturation, primer annealing, and DNA extension. A thermostable DNA polymerase synthesizes new DNA strands from primers. Repeated cycles cause exponential amplification of the target sequence, allowing very small amounts of DNA to be detected and studied.
8. What are molecular markers? Give two examples.
Answer: Molecular markers are identifiable DNA variations that help detect genetic differences among organisms. They are useful in genetic mapping, identification, and diversity studies. Examples include RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism) and microsatellite or SSR (Simple Sequence Repeat) markers.
9. What is the importance of DNA cloning?
Answer: DNA cloning allows a selected DNA fragment to be copied repeatedly. It is useful for studying genes, producing recombinant proteins, constructing DNA libraries, and developing genetically modified organisms. Cloning provides sufficient quantities of a particular DNA sequence for detailed molecular analysis and various biotechnology applications.
10. What is DNA sequencing and why is it useful?
Answer: DNA sequencing determines the exact order of nucleotides in a DNA molecule. It helps identify genes, detect genetic variations and mutations, study genomes, and understand relationships among organisms. Sequencing is also important in medical research, disease diagnosis, biodiversity studies, and the development of improved biological products.
11. How is biotechnology useful in medicine?
Answer: Biotechnology contributes to medicine through the production of recombinant proteins such as insulin, vaccines, diagnostic tests, and therapeutic molecules. Molecular techniques also assist in detecting genetic disorders and infectious diseases. Modern biotechnology additionally supports research on targeted therapies and the molecular basis of diseases.
12. Explain one agricultural application of biotechnology.
Answer: Biotechnology can improve agricultural crops by introducing or selecting useful genetic characteristics. For example, genetically modified crops can be developed with resistance to particular insect pests. Molecular markers can also help breeders identify desirable genes and accelerate the selection of improved crop varieties.
13. How does biotechnology help in environmental management?
Answer: Biotechnology can support environmental protection through bioremediation, wastewater treatment, and biological monitoring. Selected microorganisms can degrade or transform certain pollutants into less harmful substances. Biological processes can therefore help manage contaminated soil and water while reducing dependence on some conventional chemical treatment methods.
14. Explain the role of biotechnology in food production.
Answer: Biotechnology has long been associated with food fermentation. Microorganisms such as yeasts and bacteria are used to produce bread, curd, cheese, and other fermented foods. Modern biotechnology also supports the development of food-processing enzymes, improved fermentation processes, nutritional enhancement, and methods for maintaining food quality.
15. What are the industrial applications of biotechnology?
Answer: Industrial biotechnology uses microorganisms, cells, or enzymes to manufacture useful products on a large scale. Applications include production of antibiotics, enzymes, organic acids, vitamins, biofuels, and other chemicals. Fermentation technology is particularly important because microorganisms can efficiently convert suitable raw materials into valuable industrial products.
C. Long Answer Questions :
1. Define biotechnology and discuss its origin, historical development, scope, and major areas of application.
Answer: Biotechnology is the application of biological organisms, cells, enzymes, or genetic material to develop useful products, processes, and technologies. Although the term is associated with modern science, its practical roots are very old. Humans used microorganisms unknowingly for fermentation in the preparation of bread, curd, cheese, and fermented beverages. The term biotechnology was coined by Karl Ereky in 1919.
The development of modern biotechnology was closely associated with advances in genetics and molecular biology. The discovery of DNA as the hereditary material, understanding of DNA structure, development of recombinant DNA technology, and later techniques such as PCR and DNA sequencing greatly expanded the field.
The scope of biotechnology is extremely broad. In medicine, it is used for producing recombinant proteins, vaccines, diagnostic tools, and other therapeutic products. In agriculture, it supports crop improvement, molecular breeding, and development of crops with useful characteristics. In environmental management, microorganisms are used in processes such as bioremediation and wastewater treatment. Food biotechnology includes fermentation and the production of useful food-processing enzymes. Industrial biotechnology uses microorganisms and enzymes to manufacture antibiotics, enzymes, organic acids, biofuels, and other valuable products.
Thus, biotechnology connects biological knowledge with practical applications in human welfare and sustainable development.
2. Explain the concept of genes, gene manipulation, and genetic engineering.
Answer: A gene is a functional unit of heredity represented by a specific DNA sequence. Genes contain information required for producing functional RNA molecules or proteins and consequently influence the structure, development, metabolism, and functioning of organisms. Genes are transmitted from parents to offspring and contribute to the inheritance of biological characteristics.
Gene manipulation refers to the deliberate handling or alteration of genetic material using laboratory techniques. Scientists may isolate a particular DNA sequence, copy it, modify it, insert it into another DNA molecule, or study its activity. Such manipulation allows researchers to understand how genes function and how particular genetic changes affect organisms.
Genetic engineering is a major application of gene manipulation in which DNA is deliberately altered to obtain a desired genetic outcome. A gene of interest may be isolated and introduced into a suitable host using appropriate molecular techniques and vectors. The modified host can then express the introduced genetic information under suitable conditions.
Genetic engineering has applications in medicine, agriculture, research, and industry. For example, microorganisms can be genetically engineered to produce human insulin, while crops may be modified to possess particular useful traits.
Therefore, understanding genes and the ability to manipulate DNA form the scientific foundation of modern biotechnology.
3. Describe DNA, RNA, PCR, molecular markers, DNA cloning, and DNA sequencing as important tools of modern biotechnology.
Answer: Modern biotechnology depends on several molecular tools for studying and manipulating genetic material. DNA (deoxyribonucleic acid) is the principal hereditary material in most organisms. It stores genetic information in the sequence of its nucleotides. RNA (ribonucleic acid) participates in gene expression and protein synthesis and also functions as genetic material in some viruses.
PCR (Polymerase Chain Reaction) is a technique used to amplify a specific DNA sequence. Through repeated cycles of denaturation, primer annealing, and DNA synthesis by a thermostable DNA polymerase, millions of copies of the target region can be produced.
Molecular markers are detectable variations in DNA that can distinguish genetically different individuals or populations. They are useful in genetic mapping, identification, diversity analysis, and breeding.
DNA cloning involves producing many copies of a selected DNA fragment, commonly by inserting it into a vector and allowing it to replicate in a host cell. It is useful for gene analysis and production of recombinant biological products.
DNA sequencing determines the precise order of nucleotides in DNA. It provides information about genes, mutations, genetic variation, and genome organization.
Together, these techniques provide essential tools for modern genetic research and biotechnology.
4. Discuss the major applications of biotechnology in medicine, agriculture, and the environment.
Answer: Biotechnology has become an important tool for solving problems in medicine, agriculture, and environmental management.
In medicine, biotechnology is used to manufacture recombinant therapeutic proteins, vaccines, diagnostic reagents, and other biological products. A well-known example is recombinant human insulin, produced using genetically modified microorganisms. Molecular techniques such as PCR also assist in detecting particular genetic sequences and infectious agents.
In agriculture, biotechnology supports crop improvement through genetic engineering and molecular marker-assisted approaches. Crops may be developed or selected for useful characteristics such as resistance to particular pests, improved nutritional properties, or tolerance to certain environmental conditions. Molecular markers help breeders identify desirable genetic characteristics more efficiently.
In environmental management, biotechnology uses biological systems to help control pollution and manage waste. Bioremediation employs suitable microorganisms or their biological activities to degrade or transform certain pollutants. Microbial processes are also important in wastewater treatment, where microorganisms help break down organic matter and reduce pollution.
These applications demonstrate how knowledge of genes, microorganisms, enzymes, and molecular processes can be converted into practical solutions. However, biotechnology applications must be scientifically evaluated and appropriately regulated to ensure safety, effectiveness, and environmental responsibility.
5. Explain the applications of biotechnology in food and industry.
Answer: Biotechnology has important applications in both food production and industry. Its earliest practical uses include fermentation, in which microorganisms convert suitable substrates into useful products. Yeasts and bacteria are involved in the preparation of foods such as bread, curd, and cheese. Fermentation can improve the characteristics, preservation, and nutritional properties of certain foods.
Modern food biotechnology also uses microorganisms and enzymes in food processing. Specific enzymes can assist in processes such as the modification or processing of food components. Biotechnology can further contribute to the development of improved fermentation systems and food products with desirable characteristics.
In industrial biotechnology, microorganisms, cultured cells, and enzymes are used as biological production systems. Microbial fermentation is employed for manufacturing commercially valuable substances such as antibiotics, enzymes, organic acids, vitamins, and biofuels. The biological production of these substances can be carried out under controlled conditions on a large scale.
Industrial biotechnology is valuable because microorganisms can grow rapidly and carry out specific biochemical reactions efficiently. Enzymes can also perform particular reactions with high specificity under suitable conditions.
Thus, biotechnology provides important biological methods for producing food and industrial materials. Its applications contribute to healthcare, food supply, manufacturing, and sustainable production while making effective use of biological resources.