आणविक वर्गीकरण विज्ञान

आणविक वर्गीकरण विज्ञान विकासवादी संबंधों का अनुमान लगाने, जीवों की पहचान करने और प्रजातियों को परिसीमित करने के लिए डीएनए, आरएनए और प्रोटीन अनुक्रमों का उपयोग करता है।

Definition

आणविक वर्गीकरण विज्ञान, वर्गीकरण विज्ञान की वह शाखा है जो न्यूक्लिक एसिड और प्रोटीन के अनुक्रमों को विशेषताओं के रूप में उपयोग करके विकासवादी संबंधों का पुनर्निर्माण करती है और टैक्सोन (taxa) की पहचान तथा उन्हें परिसीमित करती है।

Scope

यह क्षेत्र आणविक डेटा से फाइलोजेनी (phylogenies) के अनुमान, डीएनए बारकोडिंग (DNA barcoding) के माध्यम से पहचान के लिए मानकीकृत जीन क्षेत्रों के उपयोग, विभिन्न विकासवादी समय-पैमानों के लिए आणविक मार्करों के चुनाव, और प्रजातियों की सीमाओं को परिसीमित करने के लिए अनुक्रम डेटा के उपयोग को शामिल करता है। यह प्रचुर, तुलनीय आणविक विशेषताओं के साथ आकृति विज्ञान-आधारित वर्गीकरण विज्ञान का पूरक है।

Sub-topics

• डीएनए बारकोडिंग
• सिस्टमैटिक्स के लिए आणविक मार्कर
• आणविक प्रजाति परिसीमन
• फाइलोजेनेटिक अनुमान विधियाँ

Core questions

• आणविक अनुक्रम डेटा से फाइलोजेनी का अनुमान कैसे लगाया जाता है?
• कौन से आणविक मार्कर किन वर्गीकरण और लौकिक प्रश्नों के लिए उपयुक्त हैं?
• जीवों की पहचान के लिए छोटे मानकीकृत अनुक्रमों का उपयोग कैसे किया जा सकता है?
• प्रजातियों को परिसीमित करने के लिए आणविक डेटा का उपयोग कैसे किया जा सकता है?

Key theories

मॉडल-आधारित फाइलोजेनेटिक अनुमान

संभावना (Likelihood) और बायेसियन (Bayesian) विधियाँ न्यूक्लियोटाइड या अमीनो-एसिड प्रतिस्थापन के स्पष्ट मॉडल के तहत फाइलोजेनी का अनुमान लगाती हैं, जो असमान दरों और प्रति साइट कई परिवर्तनों को ध्यान में रखती हैं।

पहचान के लिए डीएनए बारकोडिंग

छोटे, मानकीकृत जीन क्षेत्र जैसे माइटोकॉन्ड्रियल सीओआई (COI) जीन संदर्भ पुस्तकालयों के साथ तुलना करके नमूनों को प्रजातियों के रूप में पहचान सकते हैं।

Clinical relevance

आणविक वर्गीकरण विज्ञान रोगजनकों और रोग वाहकों की पहचान और निगरानी, जैविक सामग्री और खाद्य पदार्थों के प्रमाणीकरण, और पर्यावरणीय नमूनों से जैव विविधता के तीव्र लक्षण वर्णन को रेखांकित करता है।

History

वर्गीकरण विज्ञान में अणुओं का उपयोग प्रारंभिक प्रोटीन और राइबोसोमल आरएनए (ribosomal RNA) तुलनाओं से लेकर जीनोम-स्केल फाइलोजेनोमिक्स (phylogenomics) तक बढ़ा, जिसे अनुक्रमण प्रौद्योगिकी और संभावना (likelihood) तथा बायेसियन अनुमान (Bayesian inference) के परिपक्व होने से बढ़ावा मिला; 2000 के दशक में डीएनए बारकोडिंग ने आणविक विधियों को बड़े पैमाने पर पहचान तक विस्तारित किया।

Debates

जीन ट्री बनाम प्रजाति ट्री

अधूरी वंशावली छँटाई (incomplete lineage sorting) और अंतर्वेशन (introgression) के कारण व्यक्तिगत जीन वंशावली अंतर्निहित प्रजाति ट्री से भिन्न हो सकती है, जिससे यह प्रश्न उठता है कि कई जीनों से प्रजाति संबंधों का सबसे अच्छा अनुमान कैसे लगाया जाए।

Key figures

• Joseph Felsenstein
• Ziheng Yang
• Paul Hebert

Seminal works

• yang2012
• felsenstein2004
• hebert2003
• wiley2011

Frequently asked questions

आणविक वर्गीकरण विज्ञान रूपात्मक वर्गीकरण विज्ञान से कैसे भिन्न है?

यह शारीरिक विशेषताओं के बजाय डीएनए, आरएनए, या प्रोटीन से अनुक्रम विशेषताओं का उपयोग करता है, जो बड़ी संख्या में तुलनीय विशेषताएँ प्रदान करता है लेकिन आणविक विकास के स्पष्ट मॉडल की आवश्यकता होती है।

एक जीन ट्री प्रजाति ट्री से असहमत क्यों हो सकता है?

अधूरी वंशावली छँटाई (incomplete lineage sorting), संकरण (hybridization), और जीन दोहराव (gene duplication) जैसी प्रक्रियाएं एक व्यक्तिगत जीन के इतिहास को उसे धारण करने वाली प्रजाति के इतिहास से भिन्न कर सकती हैं।