मुख्य बिंदु

कोशिका — जीवन की मूलभूत इकाई

• प्रोकैरियोटिक कोशिकाएँ (बैक्टीरिया, आर्किया) में झिल्ली-आवृत केंद्रक और अंगक नहीं होते
• यूकैरियोटिक कोशिकाएँ (पौधे, जंतु, कवक) में वास्तविक केंद्रक और झिल्ली-आवृत अंगक होते हैं
• यूकैरियोटिक अंगकों में माइटोकॉन्ड्रिया, एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम और गॉल्जी उपकरण शामिल हैं

प्रकाश संश्लेषण

• समीकरण: 6CO₂ + 6H₂O + प्रकाश → C₆H₁₂O₆ + 6O₂
• क्लोरोप्लास्ट में होता है — थायलाकॉइड में प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाएँ; स्ट्रोमा में Calvin चक्र (अंधेरे की अभिक्रियाएँ)
• क्लोरोफिल a और b लाल और नीले प्रकाश को अवशोषित करते हैं; हरे प्रकाश को परावर्तित करते हैं

मानव पाचन तंत्र

• मुँह (amylase — स्टार्च) → आमाशय (pepsin, HCl — प्रोटीन) → छोटी आंत (lipase — वसा; trypsin — प्रोटीन; यकृत से पित्त) → बड़ी आंत (जल अवशोषण)
• अग्न्याशय की बीटा कोशिकाओं से Insulin रक्त ग्लूकोज़ को कम करती है
• अल्फा कोशिकाओं से Glucagon रक्त ग्लूकोज़ को बढ़ाती है

रक्त समूह — ABO प्रणाली

• Karl Landsteiner, 1900 द्वारा खोजा गया (Nobel 1930)
• A (प्रतिजन A, प्रतिरक्षी b), B (प्रतिजन B, प्रतिरक्षी a), AB (दोनों प्रतिजन, कोई प्रतिरक्षी नहीं — "सार्वभौमिक प्राप्तकर्ता"), O (कोई प्रतिजन नहीं, दोनों प्रतिरक्षी — "सार्वभौमिक दाता")
• गर्भावस्था में Rh असंगति नवजात की रक्तलयी बीमारी का कारण बनती है

प्रतिरक्षा

• जन्मजात प्रतिरक्षा — अविशिष्ट: त्वचा अवरोध, फैगोसाइट्स, सूजन, बुखार
• अनुकूलित प्रतिरक्षा — विशिष्ट: B लिम्फोसाइट प्रतिरक्षी बनाते हैं (ह्यूमोरल); T लिम्फोसाइट संक्रमित कोशिकाओं पर हमला करते हैं (कोशिका-मध्यस्थ)
• स्मृति कोशिकाएँ पुनः संपर्क पर त्वरित प्रतिक्रिया सक्षम करती हैं — टीकाकरण का आधार

टीके

• रोग उत्पन्न किए बिना प्रतिरक्षा स्मृति बनाने के लिए कमज़ोर/निष्क्रिय रोगजनकों या प्रतिजनों को प्रविष्ट कराते हैं
• प्रकार: जीवित क्षीणित (TB के लिए BCG, पोलियो के लिए OPV), निष्क्रिय (IPV, फ्लू), उपइकाई (Hepatitis B)
• mRNA टीके (Pfizer-BioNTech BNT162b2, Moderna mRNA-1273) — दिसंबर 2020 में COVID-19 के लिए पहली बार स्वीकृत

CRISPR-Cas9

• एक बैक्टीरियल प्रतिरक्षा प्रणाली से व्युत्पन्न; जीन संपादन उपकरण के रूप में पुनर्उपयोग
• Jennifer Doudna और Emmanuelle Charpentier द्वारा विकसित — रसायन विज्ञान में Nobel Prize 2020
• एक guide RNA, Cas9 प्रोटीन को एक विशिष्ट अनुक्रम पर DNA काटने के लिए निर्देशित करता है, जिससे जीन का सम्मिलन, विलोपन, या प्रतिस्थापन संभव होता है

आनुवंशिक रूप से संशोधित जीव (GMOs)

• वे जीव जिनका DNA आनुवंशिक इंजीनियरिंग का उपयोग करके बदला गया हो
• Bt कपास (Bacillus thuringiensis विष जीन) — भारत की पहली स्वीकृत GMO फसल (2002); भारत की ~90% कपास खेती; कीटनाशक उपयोग में 40% की कमी
• विवाद: Bt बैंगन — GEAC ने 2010 में स्वीकृति दी, रोक लगाई; Golden Rice विरोध के कारण रुकी हुई

किण्वन

• रोगाणुओं द्वारा कार्बनिक पदार्थ का अवायवीय अपघटन
• अल्कोहलिक किण्वन: C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ (यीस्ट Saccharomyces cerevisiae) — बियर, वाइन, बायोएथेनॉल, ब्रेड
• लैक्टिक एसिड किण्वन: ग्लूकोज → लैक्टिक अम्ल (बैक्टीरिया) — दही, पनीर, साइलेज

जैव प्रौद्योगिकी

• WHO परिभाषा: उत्पाद और प्रक्रियाएँ विकसित करने के लिए जैविक प्रणालियों और जीवों का अनुप्रयोग
• पारंपरिक जैव प्रौद्योगिकी: चयनात्मक प्रजनन, किण्वन; आधुनिक जैव प्रौद्योगिकी: पुनर्संयोजक DNA, जीन संपादन, ऊतक संवर्धन, बायोरिएक्टर
• भारत का जैव प्रौद्योगिकी क्षेत्र $137 बिलियन (2023) मूल्यांकित; राष्ट्रीय जैव प्रौद्योगिकी रणनीति के तहत 2030 तक $300 बिलियन का लक्ष्य

कृत्रिम अंग और बायोमेडिकल उपकरण

• कृत्रिम हृदय (कुल कृत्रिम हृदय — SynCardia TAH); वेंट्रिकुलर असिस्ट डिवाइस (VAD)
• कॉक्लियर इम्प्लांट — श्रवण तंत्रिका की विद्युत उत्तेजना द्वारा सुनने की पुनर्स्थापना
• 3D-मुद्रित अंग (जीवित कोशिकाओं का उपयोग करके बायोप्रिंटिंग — वृक्क, यकृत के लिए अनुसंधान चरण); कृत्रिम वृक्क (डायलिसिस मशीन)

सूक्ष्मजीव और मानव कल्याण

• Lactobacillus (दही/योगर्ट); E. coli (मॉडल जीव; पुनर्संयोजक इंसुलिन उत्पादन); Rhizobium (फलियों में नाइट्रोजन स्थिरीकरण)
• Penicillium notatum (पेनिसिलिन एंटीबायोटिक); Aspergillus niger (साइट्रिक एसिड, सिरका)
• वायरस, जीन चिकित्सा में एडेनोवायरल वेक्टर के रूप में लाभकारी रूप से उपयोग किए जाते हैं

मानव जीनोम

• ~3.2 बिलियन बेस जोड़े हैं जो ~20,000–25,000 जीनों को कोड करते हैं
• Human Genome Project (HGP) — अप्रैल 2003 में पूरा हुआ (13 वर्ष, $3 बिलियन; USA/UK/France/Germany/Japan/China); अनुप्रयोग: रोग जीन पहचान, व्यक्तिगत चिकित्सा, फार्माकोजीनोमिक्स
• भारत की Genome India पहल (2019 में शुरू) — जनसंख्या-विशिष्ट रोग अनुसंधान के लिए 10,000 भारतीय जीनोम अनुक्रमण