# **Topic 5 — Transposable Elements in Prokaryotes (प्रोकैरियोट्स में ट्रांसपोजेबल एलीमेंट्स)**

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## 🧬 **परिचय (Introduction)**

ट्रांसपोजेबल एलिमेंट्स (Transposable Elements) को अक्सर **“Jumping Genes”** कहा जाता है।

इन्हें यह नाम इसलिए दिया गया क्योंकि ये DNA के ऐसे टुकड़े होते हैं जो **जीनोम (Genome)** में **एक स्थान से दूसरे स्थान पर स्थानांतरित (move)** हो सकते हैं।

> **Definition:**

> Transposable elements are segments of DNA that can move or transpose from one position to another within the genome of a cell.

सरल भाषा में —

“ट्रांसपोजेबल एलीमेंट्स वे जीन होते हैं जो स्वयं को DNA के एक भाग से दूसरे भाग में स्थानांतरित कर सकते हैं।”

इनका पहला खोज **Barbara McClintock** ने 1940 के दशक में **maize (मक्का)** में किया था, जिसके लिए उन्हें **1983 में नोबेल पुरस्कार** मिला।

बाद में यह पाया गया कि ट्रांसपोजेबल एलीमेंट्स **prokaryotes (जैसे bacteria)** और **eukaryotes** दोनों में पाए जाते हैं।

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## 🧫 **प्रोकैरियोट्स में ट्रांसपोजेबल एलिमेंट्स (In Prokaryotes)**

Prokaryotes जैसे **E. coli** में यह तत्व बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं —

यह **gene transfer, antibiotic resistance** और **mutation formation** जैसी घटनाओं में योगदान देते हैं।

Prokaryotic transposable elements मुख्य रूप से दो प्रकार के होते हैं:

1. **Insertion Sequences (IS elements)**

2. **Transposons (Tn elements)**

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## ⚙️ **1. Insertion Sequences (IS Elements)**

IS elements सबसे सरल प्रकार के transposable elements हैं।

ये **केवल transposition enzyme (transposase)** को कोड करते हैं।

### **संरचना (Structure):**

* सामान्यतः **700–2500 base pairs (bp)** लंबे होते हैं।

* दोनों सिरों पर **Inverted Repeat Sequences (IRs)** होती हैं — लगभग 20–40 bp लंबी।

* बीच में एक **gene for transposase enzyme** होता है।

```

| IR | —— Transposase gene —— | IR |

```

### **कार्य (Function):**

* Transposase enzyme DNA को काटता और जोड़ता है।

* यह element एक स्थान से दूसरे DNA site में “insert” हो जाता है।

* यह insertion gene को **disrupt (तोड़)** सकता है जिससे **mutation** उत्पन्न होती है।

### **उदाहरण (Examples):**

* IS1, IS2, IS3, IS4, IS5, IS10 (found in *E. coli*).

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## ⚙️ **2. Transposons (Tn Elements)**

Transposons IS elements से अधिक जटिल होते हैं।

इनमें **transposition genes** के अलावा अन्य **functional genes** भी पाए जाते हैं, जैसे कि **antibiotic resistance genes**।

### **संरचना (Structure):**

Transposon दो प्रकार के IS elements से घिरा हुआ होता है —

```

| IS element | — Resistance gene(s) — | IS element |

```

### **उदाहरण (Examples):**

* **Tn3:** Contains gene for β-lactamase (ampicillin resistance).

* **Tn5:** Contains genes for kanamycin resistance.

* **Tn10:** Contains genes for tetracycline resistance.

* **Tn21:** Contains mercury resistance gene.

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## 🔄 **Mechanism of Transposition (ट्रांसपोजिशन की प्रक्रिया)**

Transposition का मतलब है —

DNA का एक हिस्सा अपने स्थान से निकलकर दूसरे स्थान पर जुड़ जाना।

### **Types of Transposition:**

1. **Simple (Cut and Paste) Transposition:**

   * Transposase enzyme element को DNA से काटता है और नए site पर जोड़ देता है।

   * पुरानी site खाली रह जाती है।

2. **Replicative Transposition:**

   * Element का **copy** बनाया जाता है।

   * एक copy पुराने स्थान पर रहती है, और दूसरी copy नए स्थान पर चली जाती है।

   * उदाहरण: *Tn3 transposon* replicative method से move करता है।

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## 🧪 **Significance of Transposable Elements in Prokaryotes**

| महत्व | विवरण |

| ------------------------------------------- | -------------------------------------------------------------------------------------------------------- |

| **1. Genetic Variation (आनुवंशिक विविधता)** | जीन के नए संयोजन बनते हैं, जिससे genetic diversity बढ़ती है। |

| **2. Mutation Formation** | किसी gene में insert होकर उसकी function को बदल देते हैं। |

| **3. Antibiotic Resistance** | Resistance genes को plasmids या chromosome में जोड़ देते हैं, जिससे bacteria resistance विकसित करते हैं। |

| **4. Horizontal Gene Transfer** | Transposons plasmid या chromosome के बीच genes को स्थानांतरित करते हैं। |

| **5. Evolutionary Role** | लंबे समय में genome के evolution और adaptation में योगदान करते हैं। |

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## ⚠️ **Negative Effects / Harmful Aspects**

* Transposons कभी-कभी **essential genes** में insert होकर उनकी activity रोक देते हैं।

* इससे cell की death या mutation हो सकती है।

* Antibiotic resistance का प्रसार public health के लिए खतरा बन सकता है।

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## 🧠 **निष्कर्ष (Conclusion)**

Transposable elements प्रोकैरियोटिक जीनोम के **गतिशील (dynamic)** और **लचीले (flexible)** स्वभाव को दर्शाते हैं।

इनके बिना genetic variability और adaptability संभव नहीं होती।

वे न केवल **gene regulation** में भूमिका निभाते हैं बल्कि **drug resistance**, **mutation**, और **evolutionary adaptation** जैसी प्रक्रियाओं में भी केंद्रीय भूमिका निभाते हैं।

इस प्रकार, transposable elements आधुनिक **microbial genetics**, **biotechnology**, और **antibiotic research** में अत्यंत महत्वपूर्ण हैं।

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क्या मैं अब **Topic 6 — Structure and Function of Nucleus (न्यूक्लियस की संरचना और कार्य)** शुरू करूँ?