.

BIO-VISION

ജീവശാസ്ത്രവും സാങ്കേതികവിദ്യയും
(Biology & Technology)

1. ജനിതക വിപ്ലവം (Genetic Revolution)

പുതിയ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ചില ഉദാഹരണങ്ങൾ:

• Lab-grown Meat (കൃത്രിമ മാംസം): മൃഗങ്ങളുടെ വിത്തുകോശങ്ങൾ (Stem cells) ഉപയോഗിച്ച് ലാബിൽ ഉൽപാദിപ്പിക്കുന്നു. (USA, Israel, Singapore).
• Disease Resistant Plants: ഫംഗസ് രോഗത്തെ പ്രതിരോധിക്കുന്ന തക്കാളി തുടങ്ങിയവ.
• Forensic Science: കുറ്റകൃത്യങ്ങൾ തെളിയിക്കാൻ DNA പരിശോധന (മുടി, രക്തം മുതലായവയിൽ നിന്ന്).

ചിത്രീകരണം 6.1: സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ വികാസം

2. ജൈവസാങ്കേതികവിദ്യ (Biotechnology)

മനുഷ്യർക്ക് ഉപകാരപ്രദമായ ഉൽപന്നങ്ങളും സേവനങ്ങളും നിർമ്മിക്കാൻ ജീവികളെയോ കോശങ്ങളെയോ ഉപയോഗിക്കുന്ന സാങ്കേതികവിദ്യ.

• Genetic Engineering: ഒരു ജീവിയുടെ ജീനുകളെ കൂട്ടിച്ചേർത്തോ നീക്കം ചെയ്തോ ജനിതകഘടനയിൽ മാറ്റം വരുത്തുന്ന രീതി.

Prepared by Bio-vision

BIO-VISION

★ Exam Tip:
Restriction Endonuclease = മുറിക്കാൻ.
Ligase = ഒട്ടിക്കാൻ.

3. റീകോംബിനന്റ് DNA ടെക്നോളജി

വ്യത്യസ്ത ജീവികളിലെ DNA കൂട്ടിചേർക്കുന്ന രീതി.

പ്രധാന ഘടകങ്ങൾ (Key Components)

• ✂️ Genetic Scissors: Restriction Endonuclease (DNA മുറിക്കാൻ).
• 🧪 Genetic Glue: Ligase (DNA ഒട്ടിക്കാൻ).
• 🧬 Vector (വാഹകർ): Plasmid (ബാക്ടീരിയയിലെ വൃത്താകൃതിയിലുള്ള DNA).

ചിത്രീകരണം 6.2: റീകോംബിനന്റ് DNA ടെക്നോളജി ഘട്ടങ്ങൾ

Prepared by Bio-vision

BIO-VISION

💡 Memory Trick:
Cas9 = Cutter (കത്രിക)
gRNA = Guide (വഴികാട്ടി)

4. CRISPR സാങ്കേതികവിദ്യ

DNA അതിസൂക്ഷ്മമായി എഡിറ്റ് (Edit) ചെയ്യാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന ആധുനിക വിദ്യ.

• ഉറവിടം: ബാക്ടീരിയയുടെ പ്രതിരോധ സംവിധാനത്തിൽ നിന്ന്.
• Cas9 Enzyme: DNA മുറിക്കാനുള്ള കത്രിക.
• gRNA (Guide RNA): മുറിക്കേണ്ട ഭാഗം കാണിച്ച് കൊടുക്കുന്നു.

ചിത്രീകരണം 6.3: CRISPR പ്രവർത്തനം

(DNA യിലെ ലക്ഷ്യഭാഗം കണ്ടെത്തി മുറിക്കുന്നു)

Prepared by Bio-vision

BIO-VISION

5. ജനിതകമാറ്റം വരുത്തിയ ജീവികൾ (GMOs)

ജനിതക ഘടനയിൽ മാറ്റം വരുത്തിയ ജീവികൾ.

വിഭാഗം	ഉദാഹരണം	സവിശേഷത (Feature)
സസ്യങ്ങൾ	Bt Cotton	കീടപ്രതിരോധശേഷി
	Golden Rice	വിറ്റാമിൻ A സമ്പുഷ്ടം
ജന്തുക്കൾ	GloFish	തിളങ്ങുന്ന മത്സ്യം
	Salmon	വേഗത്തിൽ വളർച്ച
സൂക്ഷ്മജീവികൾ	E.coli	ഇൻസുലിൻ ഉൽപാദനം
	Pseudomonas	മാലിന്യ വിഘടനം (Oil)

ഉദാഹരണങ്ങൾ

Bt Cotton

GloFish

Insulin (E.coli)

Prepared by Bio-vision

BIO-VISION

6. ഹ്യൂമൻ ജീനോം പ്രോജക്ട് (HGP)

മനുഷ്യനിലെ മുഴുവൻ ജീനുകളെയും കണ്ടെത്താനുള്ള ആഗോള പദ്ധതി (1990-2003).

Genome (ജീനോം): ഒരു ജീവിയിലെ ജനിതക വസ്തുക്കളുടെ ആകെത്തുക.

പ്രധാന കണ്ടെത്തലുകൾ (Findings):

• മനുഷ്യനിൽ ഏകദേശം 20,000 - 25,000 ജീനുകൾ ഉണ്ട്.
• 300 കോടി (3 Billion) DNA base pairs.
• ഭൂരിഭാഗവും 'Junk DNA' ആണ് (ഇവയുടെ ധർമ്മം വ്യക്തമല്ല).
• കേവലം 1-2% മാത്രമാണ് പ്രവർത്തനക്ഷമമായ ജീനുകൾ.

Gene Mapping

(Chromosome Map Concept)

Prepared by Bio-vision

Bio-vision

★ Exam Tip:
Somatic (ശരീരകോശം) = മാറ്റം കൈമാറില്ല.
Germline (ബീജകോശം) = മാറ്റം അടുത്ത തലമുറയിലേക്ക് കൈമാറും.

ജീവശാസ്ത്രം: അധ്യായം 6 (Part 2)

1. ജീൻ തെറാപ്പി (Gene Therapy)

തകരാറുള്ള ജീനുകളെ നീക്കംചെയ്ത് പകരം പ്രവർത്തനക്ഷമമായ ജീനുകളെ കോശങ്ങളിലെത്തിച്ച് രോഗം ഭേദമാക്കുന്ന രീതി.

രണ്ടുതരം ജീൻ തെറാപ്പികൾ

• സോമാറ്റിക് ജീൻ തെറാപ്പി (Somatic): ശരീരകോശങ്ങളിൽ മാറ്റം വരുത്തുന്നു (ഉദാ: പേശി, കരൾ). ഇത് അടുത്ത തലമുറയിലേക്ക് കൈമാറില്ല.
• ജേംലൈൻ ജീൻ തെറാപ്പി (Germline): പ്രത്യുൽപാദന കോശങ്ങളിൽ മാറ്റം വരുത്തുന്നു. മാറ്റങ്ങൾ അടുത്ത തലമുറയിലേക്ക് കൈമാറുന്നു.

ഉദാഹരണം: സിക്കിൾ സെൽ അനീമിയ ചികിത്സ

ചികിത്സാരീതി: സ്റ്റെം സെൽ തെറാപ്പി (Stem Cell Therapy)

ചിത്രീകരണം 6.4: സ്റ്റെം സെൽ തെറാപ്പി ഘട്ടങ്ങൾ

Prepared by Bio-vision

Bio-vision

💡 Memory Trick:
Alec Jeffreys (1984)
ആണ് DNA Fingerprinting
കണ്ടുപിടിച്ചത്.

2. DNA ഫിംഗർപ്രിന്റ്റിങ് (DNA Fingerprinting)

കണ്ടുപിടിച്ചത്: Alec Jeffreys (1984, UK).

• എല്ലാ മനുഷ്യരിലും 99.9% DNA ഒരേപോലെയാണ്.
• വ്യത്യാസമുള്ള 0.1% ഭാഗത്തെ "ആവർത്തനങ്ങൾ" (Repetitive sequences) ആണ് തിരിച്ചറിയാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നത്.
• ഈ പാറ്റേൺ ഓരോ വ്യക്തിക്കും വ്യത്യസ്തമായിരിക്കും (വിരലടയാളം പോലെ).
• മാതാപിതാക്കളും സന്താനങ്ങളും തമ്മിൽ ഇതിൽ സാദൃശ്യമുണ്ടാകും.

ഉപയോഗങ്ങൾ (Uses):

• കുറ്റവാളികളെ കണ്ടെത്താൻ (മുടി, രക്തം, ഉമിനീർ എന്നിവയിൽ നിന്ന്).
• മാതാപിതാക്കളെ തിരിച്ചറിയാൻ (Paternity Test).
• ജനിതക വൈകല്യങ്ങൾ തിരിച്ചറിയാൻ.
• ദുരന്തങ്ങളിൽ പെട്ടവരെ തിരിച്ചറിയാൻ.

ചിത്രീകരണം 6.5: Paternity Test (ബാൻഡ് വിശകലനം)

അമ്മ

കുട്ടി

അച്ഛൻ

(കുട്ടിയുടെ ബാൻഡുകൾ അച്ഛനുമായോ അമ്മയുമായോ മാച്ച് ചെയ്യുന്നു)

Prepared by Bio-vision

Bio-vision

3. നൂതന ചികിത്സാ രീതികൾ

ഓർഗനോയിഡുകൾ (Organoids)

• ലാബിൽ വളർത്തുന്ന ത്രിമാന (3D) ടിഷ്യു മാതൃകകൾ.
• രോഗങ്ങളെപ്പറ്റി പഠിക്കാനും പുതിയ മരുന്നുകൾ പരീക്ഷിക്കാനും ഉപയോഗിക്കുന്നു.

3D ബയോപ്രിന്റിംഗ് (3D Bio-printing)

• കൃത്രിമ അവയവങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുന്ന സാങ്കേതികവിദ്യ.
• MRI/CT സ്കാൻ രൂപരേഖ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
• ബയോ ഇങ്ക് (Bio-ink): ജീവനുള്ള കോശങ്ങളും മറ്റ് ജൈവവസ്തുക്കളും അടങ്ങിയ മിശ്രിതം.

4. ഹ്യൂമൻ മൈക്രോബയോം പ്രോജക്ട് (HMP)

മനുഷ്യശരീരത്തിലെ സൂക്ഷ്മജീവികളെക്കുറിച്ചുള്ള (Microbes) പഠനം (2007-ൽ NIH തുടങ്ങി).

• ശരീരകോശങ്ങളെക്കാൾ പതിന്മടങ്ങ് സൂക്ഷ്മജീവികൾ (Bacteria, Fungi, Virus) നമ്മുടെ ശരീരത്തിലുണ്ട്!
• ഇവ ദഹനത്തിനും, വിറ്റാമിൻ നിർമ്മാണത്തിനും, രോഗപ്രതിരോധത്തിനും സഹായിക്കുന്നു.

മലത്തെ മരുന്നാക്കൽ ("Poop Pills")

• ആരോഗ്യമുള്ള ആളുടെ മലത്തിലെ നല്ല ബാക്ടീരിയകളെ ക്യാപ്സ്യൂളിലാക്കുന്നു.
• Clostridium difficile (ആന്റിബയോട്ടിക്കുകളെ പ്രതിരോധിക്കുന്ന ബാക്ടീരിയ) മൂലമുള്ള രോഗത്തിന് ഫലപ്രദം.
• WHO അംഗീകാരം നൽകി.

Prepared by Bio-vision

Bio-vision

5. നിർമ്മിതബുദ്ധി (AI) & ബയോഇൻഫർമാറ്റിക്സ്

ബയോഇൻഫർമാറ്റിക്സ്: Biology + Computer Science + Maths + Statistics.

AI യുടെ ഉപയോഗങ്ങൾ:

• രോഗനിർണ്ണയം: കൃത്യമായ രോഗനിർണ്ണയത്തിനും ചികിത്സയ്ക്കും.
• വ്യക്തിഗത മരുന്ന് (Personalised Medicine): ഓരോ വ്യക്തിയുടെയും ജനിതകഘടന അനുസരിച്ച് ചികിത്സ.
• മരുന്ന് കണ്ടുപിടുത്തം: പുതിയ മരുന്നുകൾ കണ്ടെത്താൻ.
• കൃഷി: വിളരോഗങ്ങൾ പ്രവചിക്കാൻ.
• ജീനോം സീക്വൻസിങ്: ജനിതക വിവരങ്ങൾ വിശകലനം ചെയ്യാൻ.

6. പരിസ്ഥിതി സാങ്കേതികവിദ്യകൾ

• Wildlife Tracking Sensors: വന്യമൃഗങ്ങളുടെ ചലനം, സ്ഥാനം എന്നിവ നിരീക്ഷിക്കാൻ.
• Global Biodiversity Data Sensors: ഉപഗ്രഹങ്ങൾ, ക്യാമറകൾ എന്നിവ വഴി ജൈവവൈവിധ്യ വിവരശേഖരണം.
• Cryopreservation: -196°C ൽ കോശങ്ങളെയും കലകളെയും സൂക്ഷിക്കുന്നു (Liquid Nitrogen).
• Bioremediation: മാലിന്യം നീക്കാൻ സൂക്ഷ്മജീവികളെയും സസ്യങ്ങളെയും ഉപയോഗിക്കുന്നു.

വെല്ലുവിളികൾ & ദിനാചരണങ്ങൾ

• Great Pacific Garbage Patch: പസഫിക് സമുദ്രത്തിലെ ഭീമൻ പ്ലാസ്റ്റിക് മാലിന്യകൂമ്പാരം (ഫ്രാൻസിന്റെ 3 ഇരട്ടി വലിപ്പം!).

പ്രധാന ദിനങ്ങൾ (Important Days)

🌱 June 5: ലോക പരിസ്ഥിതി ദിനം (Environment Day)

🌊 June 8: ലോക സമുദ്ര ദിനം (Ocean Day)

Prepared by Bio-vision