मानव आनुवंशिकी: पद्धतियाँ, वंशागति और गुणसूत्र — मानवविज्ञान (वैकल्पिक विषय) नोट्स

1. अवधारणाएँ और परिभाषाएँ

मानव आनुवंशिकी (human genetics): मनुष्यों में वंशागति और विविधता का अध्ययन; विलियम बेटसन ने 1905 में जेनेटिक्स शब्द गढ़ा, और 1900 में मेंडल के नियमों की पुनर्खोज के बाद मानव आनुवंशिकी विज्ञान बनी।

जीन, युग्मविकल्पी, जीनप्ररूप और लक्षणप्ररूप: जीन गुणसूत्र (chromosome) पर वंशागति की इकाई है; युग्मविकल्पी (allele) जीन के वैकल्पिक रूप हैं; जीनप्ररूप आनुवंशिक संरचना और लक्षणप्ररूप जीनप्ररूप व पर्यावरण से उत्पन्न दृश्य लक्षण है; विल्हेम जोहानसन ने जीन, जीनप्ररूप और लक्षणप्ररूप शब्द गढ़े (1909–1911)।

मनुष्यों के अध्ययन की कठिनाइयाँ: नियंत्रित संगम नहीं, लंबी पीढ़ी अवधि (लगभग 25 वर्ष), छोटा परिवार आकार, अनियंत्रणीय पर्यावरणीय अंतर और नैतिक सीमाएँ; इसलिए अप्रत्यक्ष पद्धतियाँ।

प्रकृति और पोषण: फ्रांसिस गाल्टन, जिन्होंने पहली बार वंशागति के अध्ययन हेतु जुड़वाँ का प्रयोग किया (1875), ने यह प्रश्न रखा कि कोई लक्षण कितना आनुवंशिकता और कितना पर्यावरण से है।

वंशागतित्व (heritability): किसी जनसंख्या में लक्षण की विविधता का वह अनुपात जो आनुवंशिक अंतरों के कारण है; यह जनसंख्याओं पर लागू होता है, व्यक्तियों पर नहीं, और पर्यावरण के साथ बदलता है।

2. पारिवारिक अध्ययन और वंशावली विश्लेषण

वंशावली विश्लेषण (pedigree analysis): कई पीढ़ियों में किसी परिवार का चार्ट जो दिखाता है कि किसमें लक्षण है; मानक प्रतीक हैं पुरुष के लिए वर्ग, स्त्री के लिए वृत्त, प्रभावित के लिए भरे प्रतीक, वाहकों के लिए आधे भरे या बिंदुयुक्त, विवाह के लिए क्षैतिज रेखा, सगोत्र विवाह के लिए दोहरी रेखा और प्रोबैंड (पहला अध्ययन किया गया प्रभावित व्यक्ति) के लिए तीर।

वंशावली क्या दिखाती है: वंशागति का प्रकार (अलिंगसूत्री प्रभावी, अलिंगसूत्री अप्रभावी, X-सहलग्न या Y-सहलग्न), वाहक स्थिति, प्रवेश्यता और भावी संतानों को जोखिम, जो आनुवंशिक परामर्श का आधार है।

क्लासिक उदाहरण: वाहक महारानी विक्टोरिया से उनकी पुत्रियों के माध्यम से स्पेन और रूस (त्सारेविच एलेक्सी) के राजपरिवारों में हीमोफ़ीलिया का प्रसार X-सहलग्न अप्रभावी वंशागति की सबसे उद्धृत वंशावली है।

सीमाएँ: छोटे परिवारों में कम मामले, अधूरे अभिलेख, अनिश्चित पितृत्व, और पर्यावरणीय कारण आनुवंशिक प्रतिरूपों की नकल कर सकते हैं।

3. जुड़वाँ अध्ययन, सह-जुड़वाँ नियंत्रण और पोष्य बालक पद्धतियाँ

जुड़वाँ के प्रकार: एकयुग्मजी (MZ, समरूप) जुड़वाँ एक निषेचित अंडे से बनते हैं और सभी जीन साझा करते हैं; द्वियुग्मजी (DZ, भ्रातृ) जुड़वाँ दो अंडों से बनते हैं और साधारण सहोदरों की तरह औसतन आधे जीन साझा करते हैं।

समानुरूपता (concordance): यदि लक्षण दोनों जुड़वाँ में हो तो वे समानुरूप हैं; DZ की तुलना में MZ युग्मों में बहुत अधिक समानुरूपता आनुवंशिक योगदान का संकेत देती है, जैसा स्किज़ोफ़्रेनिया, टाइप 1 मधुमेह और क्षयरोग संवेदनशीलता में बताया गया, जबकि समान समानुरूपता पर्यावरण का संकेत देती है।

वंशागतित्व का आकलन: होल्ज़िंगर का सूत्र H = (rMZ − rDZ)/(1 − rDZ) और फ़ॉल्कनर का सूत्र h² = 2(rMZ − rDZ), जहाँ r, MZ या DZ युग्मों के भीतर लक्षण का सहसंबंध है।

अलग पाले गए जुड़वाँ: जल्दी अलग किए गए MZ जुड़वाँ (जैसे 1979 से थॉमस बूचार्ड के नेतृत्व में मिनेसोटा अलग-पालित जुड़वाँ अध्ययन) सबसे सशक्त अभिकल्प हैं, क्योंकि उनकी समानता साझा पालन-पोषण से नहीं हो सकती।

सह-जुड़वाँ नियंत्रण पद्धति (co-twin control): एक MZ जुड़वाँ को उपचार या प्रशिक्षण दिया जाता है और दूसरा नियंत्रण रहता है; आर्नोल्ड गेसेल और हेलेन थॉम्पसन के शिशु जुड़वाँ में सीढ़ी चढ़ने के प्रशिक्षण अध्ययन (1929) ने दिखाया कि अंतिम कौशल परिपक्वता से तय हुआ, आरंभिक प्रशिक्षण से नहीं।

पोष्य बालक (दत्तक) पद्धति: गोद लिए बच्चों की तुलना उनके जैविक और दत्तक माता-पिता से की जाती है; जैविक माता-पिता से समानता आनुवंशिकता और दत्तक माता-पिता से समानता पर्यावरण का संकेत है; पोष्य परिवारों में पले स्किज़ोफ़्रेनिक माताओं के बच्चों पर लियोनार्ड हेस्टन का अध्ययन (1966) क्लासिक उदाहरण है।

जुड़वाँ और दत्तक अध्ययनों की सीमाएँ: MZ जुड़वाँ का पर्यावरण DZ की तुलना में अधिक समान हो सकता है, दत्तक ग्रहण यादृच्छिक नहीं होता (चयनात्मक नियोजन), और प्रसवपूर्व पर्यावरण साझा होता है; अतः परिणाम अनुमान हैं, सटीक माप नहीं।

4. कोशिका-आनुवंशिक पद्धतियाँ: गुणसूत्र और कैरियोटाइप विश्लेषण

मानव गुणसूत्र संख्या: जो हिन जियो और अल्बर्ट लेवन ने 1956 में स्थापित किया कि मानव कोशिकाओं में 46 गुणसूत्र (23 युग्म) होते हैं, जिससे लंबे समय से मान्य 48 की संख्या सुधरी।

कैरियोटाइप (karyotype): आकार, गुणसूत्रबिंदु की स्थिति और पट्टी प्रतिरूप के अनुसार कोशिका के गुणसूत्रों की व्यवस्था; कोशिकाओं (प्रायः रक्त लसीकाणु) का संवर्धन किया जाता है, कोल्चिसीन से मध्यावस्था पर रोका जाता है, अल्पपरासारी विलयन से उपचारित, स्थिर, अभिरंजित और फ़ोटोग्राफ़ किया जाता है।

पट्टीकरण और आणविक कोशिका-आनुवंशिकी: G-पट्टीकरण (गिम्सा), Q-पट्टीकरण (क्विनाक्रीन) और बाद में FISH (प्रतिदीप्ति स्वस्थानिक संकरण) तथा गुणसूत्रीय माइक्रोऐरे छोटे विलोपन और पुनर्व्यवस्थाएँ पकड़ते हैं।

प्रसवपूर्व नमूने: उल्ववेधन (amniocentesis, लगभग 15–20 सप्ताह), जरायु अंकुर प्रतिचयन (लगभग 10–13 सप्ताह) और माँ के रक्त में भ्रूण DNA का नया गैर-आक्रामक प्रसवपूर्व परीक्षण।

लिंग क्रोमैटिन: मरे बार और ईवार्ट बर्ट्रम (1949) ने स्त्री कोशिकाओं के केंद्रक में गहरा पिंड पाया, बार पिंड, जो निष्क्रिय X गुणसूत्र है; मैरी लायन की परिकल्पना (1961) ने X-निष्क्रियण समझाया; अतः मुख-लेप टर्नर और क्लाइनफ़ेल्टर संलक्षण पहचानने में सहायक हैं।

5. जैवरासायनिक और प्रतिरक्षात्मक पद्धतियाँ

जैवरासायनिक पद्धतियाँ: असामान्य प्रोटीन, एंज़ाइम या उपापचयज का पता लगाती हैं; एल्कैप्टोनूरिया पर आर्चिबाल्ड गैरोड के कार्य (1902) ने उपापचय की जन्मजात त्रुटियाँ प्रस्तुत कीं, और लाइनस पॉलिंग व सहयोगियों (1949) ने वैद्युतकण-संचलन से दिखाया कि दात्र-कोशिका हीमोग्लोबिन सामान्य से भिन्न है, और इसे आणविक रोग कहा।

जाँच परीक्षण: गुथरी परीक्षण (1960 का दशक) नवजातों में फ़ेनिलकीटोनूरिया पकड़ता है; वैद्युतकण-संचलन और HPLC, HbS और HbE जैसे हीमोग्लोबिन प्रकार और थैलेसीमिया लक्षण पकड़ते हैं; एंज़ाइम परख G6PD की कमी पकड़ती है।

प्रतिरक्षात्मक पद्धतियाँ: रक्त समूहों (ABO की खोज कार्ल लैंडस्टाइनर ने 1900 में, Rh की लैंडस्टाइनर और वीनर ने 1940 में की), HLA ऊतक प्रकारों और सीरम प्रोटीनों की पहचान हेतु प्रतिजन-प्रतिरक्षी अभिक्रियाओं का प्रयोग; ये जनसंख्या अध्ययनों और पितृत्व परीक्षण में प्रयुक्त पहले आनुवंशिक चिह्नक थे।

6. DNA तकनीक और पुनर्योगज तकनीकें

संरचना और उपकरण: वॉटसन और क्रिक के द्विकुंडली प्रतिरूप (1953) के बाद प्रतिबंधन एंज़ाइमों (विशिष्ट अनुक्रमों पर DNA काटना), जेल वैद्युतकण-संचलन और सदर्न ब्लॉटिंग (एडविन सदर्न, 1975) ने DNA विश्लेषण संभव बनाया।

पुनर्योगज DNA (recombinant DNA): स्टैनली कोहेन और हर्बर्ट बॉयर (1973) ने भिन्न स्रोतों का DNA जोड़कर जीवाणुओं में क्लोन किया; जीवाणुओं में बना मानव इंसुलिन 1982 में स्वीकृत हुआ, पहली पुनर्योगज औषधि।

PCR और अनुक्रमण: कैरी मुलिस ने DNA की लाखों प्रतियाँ बनाने हेतु पॉलिमरेज़ शृंखला अभिक्रिया (1983) का आविष्कार किया; फ़्रेडरिक सेंगर की अनुक्रमण पद्धति (1977) और बाद की अगली पीढ़ी के अनुक्रमण ने पूरे जीनोम पढ़ना संभव किया।

DNA फ़िंगरप्रिंटिंग: एलेक जेफ़्रीज़ (1984) ने पाया कि परिवर्ती संख्या अग्रानुक्रमी पुनरावृत्तियाँ (VNTR) हर व्यक्ति को अनूठा प्रतिरूप देती हैं; आज लघु अग्रानुक्रमी पुनरावृत्तियाँ (STR) प्रयुक्त होती हैं; भारत में CCMB हैदराबाद में लालजी सिंह ने 1980 के दशक के अंत में DNA फ़िंगरप्रिंटिंग विकसित की, और हैदराबाद में डीएनए फ़िंगरप्रिंटिंग एवं निदान केंद्र (CDFD) स्थापित हुआ।

जीनोम परियोजनाएँ: मानव जीनोम परियोजना (1990–2003) ने मानव जीनोम (लगभग 3 अरब क्षार युग्म, लगभग 20,000 प्रोटीन-कूटक जीन) का मानचित्रण किया; भारत की जीनोम इंडिया परियोजना (2020 में स्वीकृत) ने विविध भारतीय समुदायों के लगभग 10,000 जीनोम अनुक्रमित किए, जिनके आँकड़े 2025 में उपलब्ध कराए गए।

जीन संपादन: जेनिफ़र डाउडना और इमैनुएल शार्पेंटियर द्वारा विकसित CRISPR-Cas9 (2012; रसायन नोबेल 2020) सटीक संपादन संभव बनाता है; दात्र-कोशिका रोग और बीटा-थैलेसीमिया के लिए पहली CRISPR-आधारित चिकित्सा (कैसगेवी) नवंबर 2023 में ब्रिटेन में स्वीकृत हुई।

प्राचीन DNA: निएंडरथल और डेनिसोवन जीनोम पर स्वांते पाबो का कार्य (नोबेल 2022) आनुवंशिकी को मानव विकास से जोड़ता है; राखीगढ़ी का प्राचीन DNA (2019) भारतीय उदाहरण है।

7. सिद्धांत और बहसें

आनुवंशिकता बनाम पर्यावरण: जुड़वाँ और दत्तक परिणामों का सुजननवादियों और प्रजाति-बुद्धिलब्धि तर्कों में दुरुपयोग हुआ; आधुनिक आनुवंशिकी सरल विभाजन के बजाय जीन-पर्यावरण अंतःक्रिया और अधिजनन (epigenetics) पर बल देती है।

नैतिकता: जनजातीय समुदायों के आनुवंशिक आँकड़े सहमति, लाभ साझेदारी और दुरुपयोग के प्रश्न उठाते हैं (अमेरिका का हवासुपाई मामला, 2010 में निपटाया गया, जिसमें रक्त नमूने सहमति से परे प्रयोजन में प्रयुक्त हुए)।

मानवविज्ञान में अनुप्रयोग: ये पद्धतियाँ जनसंख्या इतिहास, अनुकूलन (दात्र-कोशिका, लैक्टेज़ स्थायित्व), जनजातीय जनसंख्याओं में रोग और न्यायालयिक पहचान के अध्ययन में प्रयुक्त होती हैं।

8. बनाए जाने वाले आरेख

वंशावली प्रतीक चार्ट: वर्ग, वृत्त, भरा, आधा भरा, विवाह रेखा, सगोत्रता के लिए दोहरी रेखा, सहोदर रेखा, जुड़वाँ (MZ एक पट्टी से जुड़े, DZ अपसारी रेखाओं से) और प्रोबैंड तीर की कुंजी, फिर तीन पीढ़ियों का उदाहरण।

जुड़वाँ पद्धति आरेख: एक निषेचित अंडा दो भ्रूणों में बँटता हुआ (MZ) और उसके बगल में दो शुक्राणुओं से निषेचित दो अंडे (DZ), समानुरूपता दरों की तालिका सहित।

कैरियोटाइप प्रक्रिया प्रवाह चित्र: रक्त नमूना, PHA के साथ संवर्धन, कोल्चिसीन, अल्पपरासारी उपचार, स्थिरीकरण, अभिरंजन, फ़ोटोग्राफ़ी, A से G समूहों में व्यवस्था।

9. परीक्षा में उपयोग

जुड़वाँ पद्धति पर 10 अंक की टिप्पणी: जुड़वाँ के प्रकार, समानुरूपता, वंशागतित्व सूत्र, एक उदाहरण, सीमाएँ।

मानव आनुवंशिकी की पद्धतियों पर 15 या 20 अंक का उत्तर: मनुष्यों के अध्ययन की समस्याएँ, फिर पारिवारिक, जुड़वाँ, दत्तक, कोशिका-आनुवंशिक, जैवरासायनिक, प्रतिरक्षात्मक और DNA पद्धतियाँ, प्रत्येक का एक उदाहरण, और स्वास्थ्य व मानवविज्ञान में अनुप्रयोगों पर निष्कर्ष।

मुख्य शब्द: प्रोबैंड, समानुरूपता, वंशागतित्व, MZ और DZ, सह-जुड़वाँ नियंत्रण, कैरियोटाइप, बार पिंड, वैद्युतकण-संचलन, PCR, VNTR और STR, CRISPR।

उद्धरण: पॉलिंग द्वारा दात्र-कोशिका अरक्तता को आणविक रोग कहना (1949)।

1. अवधारणाएँ और परिभाषाएँ

मेंडल का कार्य: ब्रनो के ऑगस्टिनियन भिक्षु ग्रेगर मेंडल ने अपने मटर प्रयोग 1865 में प्रस्तुत किए (1866 में प्रकाशित); 1900 में ह्यूगो डी व्रीज़, कार्ल कॉरेन्स और एरिक फ़ॉन चेरमैक ने इनकी पुनर्खोज की।

प्रभाविता का नियम: विषमयुग्मजी में एक युग्मविकल्पी (प्रभावी) दूसरे (अप्रभावी) को ढक देता है; यह सार्वभौमिक नहीं है, जैसा अपूर्ण प्रभाविता और सहप्रभाविता दिखाते हैं।

पृथक्करण का नियम: युग्मक निर्माण में जीन के दो युग्मविकल्पी अलग हो जाते हैं ताकि हर युग्मक में केवल एक हो; दो विषमयुग्मजियों का संकरण (Aa × Aa) 3:1 लक्षणप्ररूपी और 1:2:1 जीनप्ररूपी अनुपात देता है।

स्वतंत्र अपव्यूहन का नियम: भिन्न जीनों के युग्मविकल्पी युग्मकों में स्वतंत्र रूप से बँटते हैं, जिससे द्विसंकर संकरण में 9:3:3:1 अनुपात मिलता है; यह केवल भिन्न गुणसूत्रों पर या दूर स्थित जीनों पर लागू है (सहलग्नता अपवाद है, जो टी.एच. मॉर्गन के फल-मक्खी कार्य ने दिखाया)।

समयुग्मजी और विषमयुग्मजी: दो समान युग्मविकल्पी (AA या aa) या दो भिन्न युग्मविकल्पी (Aa) होना; अप्रभावी रोग का विषमयुग्मजी वाहक होता है।

प्रवेश्यता और अभिव्यंजकता: प्रवेश्यता किसी जीनप्ररूप वाले उन लोगों का प्रतिशत है जिनमें लक्षण प्रकट होता है; अभिव्यंजकता लक्षण प्रकट होने की मात्रा है; बहुअंगुलिता अपूर्ण प्रवेश्यता और परिवर्ती अभिव्यंजकता दिखाती है।

2. मनुष्य में एकल-कारक (एकजीनी) वंशागति

पहला मानव मेंडेलीय लक्षण: डब्ल्यू.सी. फ़ैराबी (1905) ने दिखाया कि लघुअंगुलिता (छोटी उँगलियाँ) अलिंगसूत्री प्रभावी के रूप में वंशागत होती है; आर्चिबाल्ड गैरोड (1902) ने एल्कैप्टोनूरिया को अप्रभावी दिखाया।

अलिंगसूत्री प्रभावी: प्रभावित व्यक्ति के प्रायः एक प्रभावित माता या पिता होते हैं, लक्षण हर पीढ़ी में प्रकट होता है (ऊर्ध्वाधर संचरण), पुरुष और स्त्रियाँ समान रूप से प्रभावित होते हैं, और प्रभावित विषमयुग्मजी के इसे आगे देने की 50 प्रतिशत संभावना है; उदाहरण: हंटिंगटन रोग, अकॉन्ड्रोप्लेसिया, मार्फ़न संलक्षण, बहुअंगुलिता, पारिवारिक अतिकोलेस्ट्रॉलरक्तता।

अलिंगसूत्री अप्रभावी: माता-पिता प्रायः अप्रभावित वाहक होते हैं, लक्षण पीढ़ियाँ छोड़ सकता है (सहोदरों में क्षैतिज प्रतिरूप), दो वाहकों की हर संतान को 25 प्रतिशत जोखिम, और सगोत्रता संभावना बढ़ाती है; उदाहरण: रंजकहीनता, फ़ेनिलकीटोनूरिया, दात्र-कोशिका अरक्तता, बीटा-थैलेसीमिया, सिस्टिक फ़ाइब्रोसिस, टे-सैक्स रोग।

X-सहलग्न अप्रभावी: प्रायः पुरुष प्रभावित, वाहक माताओं से संचरित, पिता से पुत्र में संचरण नहीं, और प्रभावित पिता की सभी पुत्रियाँ वाहक; उदाहरण: हीमोफ़ीलिया A और B, लाल-हरा वर्णांधता, ड्यूशेन पेशी दुष्पोषण और G6PD की कमी।

X-सहलग्न प्रभावी: प्रभावित पिता इसे सभी पुत्रियों को देते हैं, किसी पुत्र को नहीं; प्रभावित स्त्रियाँ अधिक सामान्य; उदाहरण: विटामिन D-प्रतिरोधी (अल्पफ़ॉस्फ़ेटरक्तता) रिकेट्स और रेट संलक्षण।

Y-सहलग्न (पितृजात, holandric): केवल पिता से सभी पुत्रों में; SRY (Y का लिंग-निर्धारक क्षेत्र) और कुछ पुरुष बंध्यता जीन जैसे जीन; कान के किनारों पर बाल, जो कभी भारतीय परिवारों से उद्धृत किए जाते थे, अब Y-सहलग्न लक्षण के रूप में संदिग्ध माने जाते हैं।

भारतीय प्रासंगिकता: दात्र-कोशिका लक्षण मध्य और पश्चिम भारत के अनेक जनजातीय समूहों (जैसे भील, गोंड, बैगा और ओडिशा की कुछ जनजातियाँ) में सामान्य है, और बीटा-थैलेसीमिया लक्षण सिंधी, पंजाबी और लोहाणा जैसे समुदायों में अधिक है; दक्षिण भारत के कुछ भागों में सगोत्र विवाह अप्रभावी रोग जोखिम बढ़ाता है।

3. मेंडेलीय अनुपातों में परिवर्तन

सहप्रभाविता (codominance): विषमयुग्मजी में दोनों युग्मविकल्पी अभिव्यक्त होते हैं, जैसे रक्त समूह AB और MN रक्त समूह।

अपूर्ण प्रभाविता: विषमयुग्मजी मध्यवर्ती होता है; मनुष्यों में दात्र-कोशिका लक्षण (HbAS) कम ऑक्सीजन में आंशिक दात्रीकरण दिखाता है, सामान्य और रोग के बीच।

बहुयुग्मविकल्पी (multiple alleles): जनसंख्या में एक जीन के दो से अधिक युग्मविकल्पी होते हैं, यद्यपि व्यक्ति में केवल दो होते हैं; ABO व्यवस्था में IA, IB और i हैं, जो छह जीनप्ररूप और चार लक्षणप्ररूप देते हैं।

प्रबलता और बॉम्बे लक्षणप्ररूप: एक जीन दूसरे को ढकता है; अप्रभावी h युग्मविकल्पी के लिए समयुग्मजी लोग H प्रतिजन नहीं बना पाते, अतः A या B होने पर भी वे समूह O के रूप में परखे जाते हैं; इस बॉम्बे लक्षणप्ररूप का पहला वर्णन वाई.एम. भेंडे और सहयोगियों ने 1952 में मुंबई में किया।

बहुप्रभाविता (pleiotropy): एक जीन अनेक लक्षणों को प्रभावित करता है; मार्फ़न संलक्षण कंकाल, आँखों और हृदय को प्रभावित करता है, और दात्र-कोशिका जीन अरक्तता, पीड़ा संकट, प्लीहा क्षति और मलेरिया प्रतिरोध उत्पन्न करता है।

जीनोमिक छापन (imprinting): अभिव्यक्ति इस पर निर्भर है कि जीन किस माता-पिता से आया; गुणसूत्र 15 (15q11–q13) पर विलोपन पिता से आने पर प्रेडर-विली संलक्षण और माता से आने पर एंजलमैन संलक्षण उत्पन्न करता है।

माइटोकॉन्ड्रियल वंशागति: माइटोकॉन्ड्रियल DNA केवल माँ से उसकी सभी संतानों में जाता है, जैसे लेबर की वंशागत दृष्टि तंत्रिका विकृति में; इसका प्रयोग मातृ वंश खोजने (माइटोकॉन्ड्रियल ईव) में भी होता है।

4. बहुकारकीय और बहुजीनी वंशागति

बहुजीनी वंशागति: अनेक जीनों द्वारा नियंत्रित लक्षण, जिनमें प्रत्येक का छोटा योगात्मक प्रभाव होता है, जिससे सतत विविधता और सामान्य (घंटी-आकार) वितरण बनता है; उदाहरण: कद, त्वचा रंग, बुद्धि परीक्षण अंक, उँगलियों की कुल रेखा गणना।

त्वचा रंग: जमैका और बरमूडा में अश्वेत-श्वेत परिवारों का अध्ययन करते हुए चार्ल्स डेवनपोर्ट (1913) ने प्रस्ताव दिया कि त्वचा रंग योगात्मक जीनों के दो युग्मों पर निर्भर है; आधुनिक अध्ययन अनेक जीन दिखाते हैं (जैसे SLC24A5, MC1R, OCA2), अतः दो-जीन प्रतिमान केवल शिक्षण हेतु सरलीकरण है।

बहुकारकीय (देहली) लक्षण: अनेक जीन और पर्यावरण प्रवृत्ति तय करते हैं, और लक्षण केवल एक देहली से ऊपर प्रकट होता है; उदाहरण: कटा होंठ और तालु, तंत्रिका नलिका दोष, जन्मजात जठरनिर्गम संकुचन, टाइप 2 मधुमेह, उच्च रक्तचाप और हृदय धमनी रोग।

बहुकारकीय लक्षणों की विशेषताएँ: जोखिम निकट संबंधियों में सर्वाधिक और दूर के संबंधियों में तेज़ी से कम होता है, अधिक प्रभावित संबंधियों और अधिक गंभीरता के साथ बढ़ता है, और कम प्रभावित लिंग का व्यक्ति प्रभावित होने पर संबंधियों के लिए अधिक जोखिम रखता है (जठरनिर्गम संकुचन में कार्टर प्रभाव)।

त्वचारेखिकी (dermatoglyphics): सारा होल्ट ने दिखाया कि उँगलियों की कुल रेखा गणना का वंशागतित्व उच्च (लगभग 0.9) है, जिससे यह मानवविज्ञान में क्लासिक बहुजीनी लक्षण बनी।

5. घातक और उप-घातक जीन

घातक जीन (lethal gene): वह जो वाहक की प्रजनन आयु से पहले मृत्यु का कारण बने; पूर्ण (प्रभावी या अप्रभावी) घातक जन्म से पहले या शैशव में मार देते हैं, जिससे 3:1 के स्थान पर 2:1 जैसे परिवर्तित अनुपात मिलते हैं, जो पहली बार लूसियन क्यूनो (1905) ने पीले चूहों में दिखाया।

मनुष्य में घातकता के उदाहरण: समयुग्मजी अकॉन्ड्रोप्लेसिया (प्रायः शैशव में घातक), टे-सैक्स रोग (प्रारंभिक बचपन में मृत्यु), समयुग्मजी अल्फ़ा-थैलेसीमिया (हाइड्रॉप्स फ़ीटेलिस) और अनेक गुणसूत्रीय असामान्यताएँ जिनका अंत गर्भपात में होता है।

उप-घातक (अर्ध-घातक) जीन: जीवनक्षमता घटाते हैं ताकि कुछ वाहक प्रजनन से पहले मर जाएँ, जैसे अनुपचारित हीमोफ़ीलिया, ड्यूशेन पेशी दुष्पोषण (प्रायः प्रारंभिक वयस्कता से आगे कम जीवित) और देखभाल के बिना गंभीर दात्र-कोशिका अरक्तता।

उप-जैव जीन: मृत्यु के बिना योग्यता घटाते हैं और जनसंख्या में आनुवंशिक भार में योगदान देते हैं।

6. सिद्धांत और बहसें

मेंडेलवादी बनाम जैवमापक: 1900 के बाद विलियम बेटसन के मेंडेलवादियों का कार्ल पियर्सन के जैवमापकों से विवाद हुआ, जो सतत विविधता का अध्ययन करते थे; आर.ए. फ़िशर (1918) ने दिखाकर विवाद सुलझाया कि अनेक मेंडेलीय जीन सतत विविधता उत्पन्न करते हैं।

जीन और पर्यावरण: फ़ेनिलकीटोनूरिया आनुवंशिक है पर आहार से उसके प्रभाव रोके जा सकते हैं, जो दिखाता है कि आनुवंशिक का अर्थ अपरिवर्तनीय नहीं है।

7. बनाए जाने वाले आरेख

पुनेट वर्ग: रंजकहीनता के दो वाहक (Aa × Aa) AA, Aa, Aa और aa देते हैं, अर्थात एक सामान्य, दो वाहक और एक प्रभावित (25 प्रतिशत जोखिम)।

X-सहलग्न वंशावली: वाहक माँ और सामान्य पिता की चार संतानें: एक प्रभावित पुत्र, एक सामान्य पुत्र, एक वाहक पुत्री और एक सामान्य पुत्री, यह टिप्पणी सहित कि पुरुष से पुरुष संचरण नहीं होता।

ABO वंशागति वर्ग: माता-पिता IAi और IBi से चारों समूहों (A, B, AB और O) की संतानें, परीक्षा का सामान्य उदाहरण।

बहुजीनी वक्र: कद या रेखा गणना का घंटी-आकार वितरण; देहली लक्षणों के लिए एक खड़ी देहली रेखा बनाकर प्रभावित पुच्छ को छायांकित करें।

8. परीक्षा में उपयोग

बहुजीनी या घातक वंशागति पर 10 अंक की टिप्पणी: परिभाषा, क्रियाविधि, दो मानव उदाहरण, एक आरेख (घंटी वक्र या 2:1 अनुपात)।

मनुष्य में मेंडेलीय आनुवंशिकी पर 15 या 20 अंक का उत्तर: मेंडल के नियम, वंशावली कसौटियों और उदाहरणों सहित एकल-कारक प्रतिरूप, परिवर्तन, बहुजीनी और बहुकारकीय लक्षण, घातक जीन, और परामर्श तथा भारतीय जनजातीय स्वास्थ्य (दात्र-कोशिका) के लिए महत्व।

मुख्य शब्द: पृथक्करण, स्वतंत्र अपव्यूहन, वाहक, प्रवेश्यता, अभिव्यंजकता, सहप्रभाविता, बहुयुग्मविकल्पी, बॉम्बे लक्षणप्ररूप, बहुप्रभाविता, छापन, देहली, घातक समतुल्य।

उद्धरण या परिभाषा: उपापचय के एक अवरुद्ध चरण से होने वाले रोगों के लिए गैरोड का शब्द उपापचय की जन्मजात त्रुटियाँ (1902, क्रूनियन व्याख्यान 1908)।

1. अवधारणाएँ और परिभाषाएँ

गुणसूत्र (chromosome): केंद्रक में जीन वहन करने वाली DNA और प्रोटीन की धागे जैसी संरचना; यह शब्द विल्हेम वाल्डेयर (1888) ने गढ़ा; मनुष्यों में 46 होते हैं, जिनमें 44 अलिंगसूत्र और 2 लिंग गुणसूत्र (स्त्रियों में XX, पुरुषों में XY) हैं।

संरचना: हर गुणसूत्र में गुणसूत्रबिंदु पर जुड़े दो सहोदर अर्धगुणसूत्र, एक छोटी भुजा (p) और एक लंबी भुजा (q), तथा सिरों पर टीलोमीयर होते हैं।

गुणसूत्रबिंदु के अनुसार वर्गीकरण: मध्यकेंद्री (मध्य में), उपमध्यकेंद्री (मध्य से हटकर), अग्रकेंद्री (एक सिरे के पास, जैसे गुणसूत्र 13, 14, 15, 21, 22 और Y); अंतकेंद्री गुणसूत्र सामान्य मनुष्यों में नहीं होते।

डेनवर और बाद की प्रणालियाँ: डेनवर सम्मेलन (1960) ने आकार और गुणसूत्रबिंदु स्थिति के अनुसार मानव गुणसूत्रों को A से G सात समूहों में बाँटा; ISCN (मानव कोशिका-जीनोमिक नामकरण की अंतरराष्ट्रीय प्रणाली) अब संकेतन मानकीकृत करती है, जैसे 47,XX,+21।

गुणसूत्रीय विपथन (chromosomal aberration): गुणसूत्रों की सामान्य संख्या या संरचना में कोई भी परिवर्तन; प्रथम तिमाही के लगभग आधे गर्भपातों में गुणसूत्रीय असामान्यता होती है।

2. संख्यात्मक और संरचनात्मक विपथन

असुगुणिता (aneuploidy): एकल गुणसूत्रों की वृद्धि या कमी (त्रिगुणसूत्रता 2n+1, एकगुणसूत्रता 2n−1), प्रायः असंयोजन (non-disjunction) से, अर्थात अर्धसूत्री विभाजन I या II में गुणसूत्रों का अलग न होना; मातृ असंयोजन का जोखिम माँ की आयु के साथ बढ़ता है।

बहुगुणिता (polyploidy): पूरे अतिरिक्त सेट (त्रिगुणिता 69, चतुर्गुणिता 92); त्रिगुणिता का अंत प्रायः गर्भपात में होता है।

मोज़ेकता (mosaicism): एक व्यक्ति में भिन्न कैरियोटाइप वाली दो या अधिक कोशिका रेखाएँ, निषेचन के बाद असंयोजन से; मोज़ेक मामले प्रायः हल्के होते हैं।

विलोपन और द्विगुणन: गुणसूत्र खंड की हानि या पुनरावृत्ति, जैसे 5p विलोपन (क्री-डु-शा) या 22q11 विलोपन (डिजॉर्ज संलक्षण)।

प्रतिलोमन (inversion): एक खंड का 180 अंश घूम जाना, पैरासेंट्रिक (गुणसूत्रबिंदु रहित) या पेरीसेंट्रिक (गुणसूत्रबिंदु सहित); वाहक प्रायः सामान्य होते हैं पर असंतुलित युग्मक बना सकते हैं।

स्थानांतरण (translocation): असमजात गुणसूत्रों के बीच खंड का स्थानांतरण; पारस्परिक स्थानांतरण खंडों का आदान-प्रदान करता है, और रॉबर्टसोनियन स्थानांतरण दो अग्रकेंद्री गुणसूत्रों (जैसे 14 और 21) को जोड़ता है, जिससे पारिवारिक डाउन संलक्षण हो सकता है; दीर्घकालिक मायलॉयड ल्यूकेमिया में फ़िलाडेल्फ़िया गुणसूत्र (9;22) प्रसिद्ध अर्जित स्थानांतरण है।

वलय और समभुज गुणसूत्र: दोनों सिरे खोने और सिरों के जुड़ने से वलय बनता है; समभुज गुणसूत्र में दो समान भुजाएँ होती हैं (जैसे कुछ टर्नर मामलों में Xq समभुज गुणसूत्र)।

3. लिंग गुणसूत्रीय विपथन

क्लाइनफ़ेल्टर संलक्षण (47,XXY): 1942 में हैरी क्लाइनफ़ेल्टर द्वारा वर्णित; लगभग 500 से 1,000 पुरुषों में 1; लंबा कद, लंबे अंग, छोटे वृषण, कम टेस्टोस्टेरोन, बंध्यता (शुक्राणुहीनता), कभी-कभी स्त्रीवत स्तन और अधिगम कठिनाइयाँ; बार पिंड धनात्मक; प्रकार 48,XXXY और मोज़ेक।

टर्नर संलक्षण (45,X या XO): 1938 में हेनरी टर्नर द्वारा वर्णित; लगभग 2,500 जीवित जन्मी स्त्रियों में 1; छोटा कद, जालयुक्त गर्दन, ढाल जैसी छाती, दूर-दूर स्तनाग्र, रेखा अंडाशय, प्राथमिक रजोरोध, बंध्यता, महाधमनी संकुचन; बुद्धि प्रायः सामान्य; बार पिंड ऋणात्मक; अधिकांश XO गर्भ गिर जाते हैं।

त्रि-X (47,XXX, सुपर फ़ीमेल): लगभग 1,000 स्त्रियों में 1; प्रायः लंबी और अक्सर सामान्य, कभी-कभी हल्का अधिगम विलंब या शीघ्र रजोनिवृत्ति; दो बार पिंड; सुपर फ़ीमेल शब्द भ्रामक है क्योंकि कोई अति-स्त्रीत्व नहीं होता।

XYY संलक्षण (47,XYY): लगभग 1,000 पुरुषों में 1; लंबे, प्रायः सामान्य प्रजनन क्षमता; पैट्रिशिया जैकब्स के 1965 के स्कॉटिश सुरक्षित अस्पताल अध्ययन ने इसे आक्रामकता से जोड़ा, पर बाद के अध्ययनों ने अपराधी-गुणसूत्र विचार को नकार दिया।

अंतर्लिंगता (लिंग विकास की भिन्नताएँ): वे स्थितियाँ जहाँ गुणसूत्रीय, जनन ग्रंथीय या शारीरिक लिंग मेल नहीं खाते; उदाहरण हैं एंड्रोजन असंवेदनशीलता संलक्षण (स्त्री बाहरी रूप वाले 46,XY), जन्मजात अधिवृक्क अतिवृद्धि (पुरुषीकरण सहित 46,XX), 5-अल्फ़ा-रिडक्टेज़ की कमी और XX पुरुष (X पर स्थानांतरित SRY)।

4. अलिंगसूत्रीय विपथन

डाउन संलक्षण (ट्राइसोमी 21): 1866 में जॉन लैंगडन डाउन द्वारा चिकित्सकीय रूप से वर्णित और 1959 में जेरोम लेज्यून व सहयोगियों द्वारा ट्राइसोमी 21 सिद्ध; लगभग 700 से 800 जन्मों में 1, माँ की आयु के साथ जोखिम तेज़ी से बढ़ता है (20 वर्ष पर लगभग 1,500 में 1 और 40 पर लगभग 100 में 1); चपटा चेहरा, ऊपर की ओर तिरछी आँखें और अधिकैंथिक वलन, एकल हथेली रेखा, छोटा कद, अल्पतनाव, बौद्धिक अक्षमता, हृदय दोष और ल्यूकेमिया का अधिक जोखिम।

डाउन संलक्षण के प्रकार: लगभग 95 प्रतिशत मुक्त ट्राइसोमी (असंयोजन, प्रायः मातृ), लगभग 3–4 प्रतिशत रॉबर्टसोनियन स्थानांतरण (पारिवारिक हो सकता है) और लगभग 1–2 प्रतिशत मोज़ेक।

पटाउ संलक्षण (ट्राइसोमी 13): 1960 में क्लॉस पटाउ और सहयोगियों द्वारा वर्णित; लगभग 10,000 से 16,000 जन्मों में 1; कटा होंठ और तालु, बहुअंगुलिता, छोटी आँखें, गंभीर मस्तिष्क और हृदय दोष; अधिकांश पहले वर्ष में मर जाते हैं।

एडवर्ड्स संलक्षण (ट्राइसोमी 18): 1960 में जॉन एडवर्ड्स और सहयोगियों द्वारा वर्णित; लगभग 5,000 से 6,000 जन्मों में 1, स्त्रियाँ अधिक; एक-दूसरे पर चढ़ी उँगलियों वाली बंद मुट्ठियाँ, झूलन-तल पैर, छोटा जबड़ा, हृदय दोष; अधिकांश पहले वर्ष में मर जाते हैं।

क्री-डु-शा संलक्षण (5p विलोपन): 1963 में लेज्यून द्वारा वर्णित; स्वरयंत्र असामान्यता के कारण शैशव में बिल्ली जैसा ऊँचा रुदन, छोटा सिर, दूर-दूर आँखें और बौद्धिक अक्षमता।

5. आनुवंशिक छाप, जाँच, परामर्श, प्रोफ़ाइलिंग और मानचित्रण

रोग में आनुवंशिक छाप: प्रेडर-विली और एंजलमैन संलक्षण (15q11–q13) तथा बेकविथ-वीडेमैन संलक्षण जैसे छापन विकार दिखाते हैं कि गुणसूत्र क्षेत्र का पैतृक मूल महत्वपूर्ण है; एकजनकीय द्विगुणसूत्रता (दोनों प्रतियाँ एक ही माता या पिता से) इन्हें उत्पन्न कर सकती है।

आनुवंशिक जाँच (genetic screening): प्रभावित व्यक्तियों या वाहकों को खोजने हेतु जनसंख्याओं का परीक्षण; नवजात जाँच (फ़ेनिलकीटोनूरिया, जन्मजात अवटु-अल्पक्रियता), वाहक जाँच (साइप्रस में थैलेसीमिया, जिससे प्रभावित बच्चों के जन्म तेज़ी से घटे; अश्केनाज़ी यहूदियों में टे-सैक्स) और प्रसवपूर्व जाँच (अल्ट्रासाउंड, मातृ सीरम चिह्नक, NIPT)।

भारतीय जाँच कार्यक्रम: जुलाई 2023 में शहडोल, मध्य प्रदेश से आरंभ राष्ट्रीय दात्र-कोशिका अरक्तता उन्मूलन मिशन का लक्ष्य जनजातीय और प्रभावित क्षेत्रों में 0–40 वर्ष के लगभग 7 करोड़ लोगों की जाँच करना और 2047 तक दात्र-कोशिका रोग को सार्वजनिक स्वास्थ्य समस्या के रूप में समाप्त करना है।

कानूनी सुरक्षा: गर्भधारण पूर्व और प्रसव पूर्व निदान तकनीक (PCPNDT) अधिनियम, 1994 (2003 में पुनर्नामित) प्रसवपूर्व निदान केवल आनुवंशिक और चिकित्सकीय स्थितियों के लिए अनुमत करता है और लिंग निर्धारण पर प्रतिबंध लगाता है।

आनुवंशिक परामर्श (genetic counselling): शेल्डन रीड ने 1947 में यह शब्द गढ़ा; इसमें निदान, वंशावली निर्माण, पुनरावृत्ति जोखिम का आकलन, विकल्पों (प्रसवपूर्व निदान, दत्तक ग्रहण, सहायक प्रजनन) की व्याख्या और मनोवैज्ञानिक सहायता, अनिर्देशात्मक ढंग से, शामिल है।

मानव DNA प्रोफ़ाइलिंग: अपराध, आपदा, पितृत्व और लापता व्यक्तियों में व्यक्तियों की पहचान हेतु अत्यधिक परिवर्ती क्षेत्रों (STR) का विश्लेषण; अमेरिकी CODIS प्रणाली 20 मूल STR स्थल प्रयोग करती है; भारत का डीएनए प्रौद्योगिकी (उपयोग और अनुप्रयोग) विनियमन विधेयक, 2019 में प्रस्तुत, कानून नहीं बना।

जीन मानचित्रण (gene mapping): सहलग्नता विश्लेषण (अल्फ्रेड स्टर्टवेंट ने 1913 में फल-मक्खियों का पहला आनुवंशिक मानचित्र बनाया), कायिक कोशिका संकरण, FISH और अंततः अनुक्रमण द्वारा गुणसूत्रों पर जीनों की स्थिति तय करना; किसी विशिष्ट अलिंगसूत्र पर निर्धारित पहला मानव जीन गुणसूत्र 1 पर डफ़ी रक्त समूह स्थल (1968) था।

जीनोम अध्ययन: मानव जीनोम परियोजना (1990–2003), हैपमैप और 1000 जीनोम परियोजनाएँ, तथा पूर्ण अंतरालरहित मानव जीनोम (टीलोमीयर-टू-टीलोमीयर संघ, 2022) जीनोमिक चिकित्सा का आधार हैं; भारत की जीनोम इंडिया परियोजना और IndiGen भारतीय विविधता जोड़ती हैं।

6. सिद्धांत और बहसें

मातृ आयु प्रभाव: आयु-संबंधी असंयोजन की सटीक क्रियाविधि विवादित है (लंबे समय तक रुके अंडाणुओं में गुणसूत्रों के बीच संसंजन का दुर्बल होना प्रमुख व्याख्या है)।

जाँच की नैतिकता: जाँच पीड़ा घटा सकती है पर विकलांगता अधिकार, कलंक (जैसे वैवाहिक संबंधों में दात्र-कोशिका वाहक), लिंग चयन और आनुवंशिक आँकड़ों की निजता की चिंताएँ उठाती है।

7. बनाए जाने वाले आरेख

असंयोजन आरेख: अर्धसूत्री विभाजन I में एक जनक कोशिका जिसमें एक समजात युग्म अलग नहीं होता, जिससे n+1 और n−1 गुणसूत्रों वाले युग्मक बनते हैं, और सामान्य युग्मक से निषेचन पर ट्राइसोमी और मोनोसोमी।

कैरियोटाइप रेखाचित्र: A से G समूहों में व्यवस्थित 23 युग्म, डाउन संलक्षण के लिए गुणसूत्र 21 की तीन प्रतियाँ घेरी हुई, 47,XX,+21 या 47,XY,+21 अंकित।

संरचनात्मक विपथन पटल: अक्षरों वाले गुणसूत्र (ABCDEFG) के चार छोटे चित्र जो विलोपन (ABDEFG), द्विगुणन (ABCCDEFG), प्रतिलोमन (ADCBEFG) और स्थानांतरण (दूसरे गुणसूत्र पर गया खंड) दिखाएँ।

8. परीक्षा में उपयोग

किसी संलक्षण पर 10 अंक की टिप्पणी: कैरियोटाइप संकेतन, खोजकर्ता और वर्ष, आपतन, कारण (असंयोजन या विलोपन), चार-पाँच चिकित्सकीय लक्षण, बार पिंड स्थिति, पूर्वानुमान।

गुणसूत्रीय विपथनों पर 15 या 20 अंक का उत्तर: सामान्य कैरियोटाइप, आरेखों सहित विपथनों का वर्गीकरण, लिंग और अलिंगसूत्रीय संलक्षणों की तालिका, और जाँच, परामर्श तथा PCPNDT सुरक्षा पर निष्कर्ष।

मुख्य शब्द: असंयोजन, असुगुणिता, मोज़ेकता, रॉबर्टसोनियन स्थानांतरण, बार पिंड, मातृ आयु प्रभाव, छापन, एकजनकीय द्विगुणसूत्रता, NIPT, STR प्रोफ़ाइलिंग, जीन मानचित्रण।

उद्धरण हेतु परिभाषा: आनुवंशिक परामर्श, किसी परिवार में आनुवंशिक विकार की घटना या जोखिम से जुड़ी मानवीय समस्याओं से निपटने वाली संप्रेषण प्रक्रिया (अमेरिकन सोसाइटी ऑफ ह्यूमन जेनेटिक्स की 1975 की परिभाषा का भावानुवाद)।

1. मानव आनुवंशिकी के अध्ययन की पद्धतियाँ

उदाहरण 1 (UPSC 2026, 20 अंक): आप यह कैसे पता लगाएँगे कि कोई विशेष रोग/विकार वंशानुगत है और यदि हाँ, तो किस प्रकार से वंशानुगत है? उपयुक्त उदाहरणों के साथ विस्तार से बताइए।

प्रश्नपत्र और प्रश्न: प्रश्नपत्र I, प्रश्न 6(a)

दृष्टिकोण: दो चरण: पहले यह साक्ष्य कि विकार आनुवंशिक है (पारिवारिक समूहन, यमज, दत्तक, सगोत्रता, कोशिकानुवंशिक और आणविक परीक्षण), फिर वंशवृक्ष प्रतिरूप वंशागति का ढंग कैसे प्रकट करते हैं, प्रत्येक के लिए रोग का उदाहरण और वंशवृक्ष आरेख सहित।

किसी विकार के वंशागत होने का निर्णय लेने के लिए आनुवंशिकीविद् को पहले आनुवंशिक कारणों को साझा पर्यावरण से अलग करना होता है, और फिर संचरण का प्रतिरूप पहचानना होता है।

क्या यह वंशागत है? (i) पारिवारिक समूहन: प्रभावित व्यक्ति के संबंधियों में जोखिम सामान्य जनसंख्या से अधिक होता है और संबंध की दूरी के साथ घटता है। (ii) यमज अध्ययन: भ्रातृ (DZ) की तुलना में समरूप (MZ) यमजों में कहीं अधिक सहमति, जैसे स्किज़ोफ़्रेनिया या टाइप 1 मधुमेह में। (iii) दत्तक अध्ययन: गोद लिए गए बच्चे दत्तक माता-पिता के बजाय जैविक माता-पिता से मिलते हैं। (iv) सगोत्र विवाहों की संतानों में विकार की अधिकता अप्रभावी जीनों की ओर संकेत करती है। (v) कैरियोटाइपिंग और आणविक परीक्षण गुणसूत्र या DNA परिवर्तन पकड़ते हैं, और सहलग्नता या GWAS जीनों का स्थान बताते हैं।

किस ढंग से? वंशवृक्ष विश्लेषण इसका उत्तर देता है। अलिंगसूत्री प्रभावी: हर पीढ़ी में प्रभावित, दोनों लिंग, हर मामले में एक प्रभावित माता-पिता, आधी संतानें जोखिम में, जैसे हंटिंगटन रोग और अकॉन्ड्रोप्लेसिया। अलिंगसूत्री अप्रभावी: पीढ़ियाँ छोड़ता है, अप्रभावित वाहक माता-पिता, एक-चौथाई भाई-बहन प्रभावित, सगोत्रता में अधिक, जैसे मध्य भारत की जनजातियों में सिकल-सेल एनीमिया और बीटा-थैलेसीमिया। X-सहलग्न अप्रभावी: मुख्यतः पुरुष वाहक माताओं के माध्यम से प्रभावित, पुरुष से पुरुष संचरण नहीं, जैसे हीमोफ़ीलिया A और ड्यूशेन पेशीय दुष्पोषण। X-सहलग्न प्रभावी: प्रभावित पिता सभी पुत्रियों को देते हैं और किसी पुत्र को नहीं, जैसे हाइपोफ़ॉस्फ़ेटेमिक रिकेट्स। माइटोकॉन्ड्रियल: संचरण केवल माताओं से, जैसे लेबर वंशागत दृष्टि तंत्रिका विकृति।

कटे होंठ, तंत्रिका नलिका दोष और टाइप 2 मधुमेह जैसे बहुकारकीय विकार स्पष्ट मेंडेलीय अनुपात के बिना पारिवारिक जोखिम दिखाते हैं; तब पृथक्करण विश्लेषण और देहली मॉडल प्रयुक्त होते हैं।

आरेख: अगल-बगल चार छोटे वंशवृक्ष, अलिंगसूत्री प्रभावी, सगोत्र दोहरी रेखा सहित अलिंगसूत्री अप्रभावी, X-सहलग्न अप्रभावी और माइटोकॉन्ड्रियल, वर्ग, वृत्त, भरे हुए प्रभावित और बिंदुयुक्त वाहक के साथ।

इस प्रकार पारिवारिक, जनसंख्या और आणविक साक्ष्य को जोड़कर आनुवंशिक आधार और वंशागति का ढंग दोनों स्थापित होते हैं, जो आनुवंशिक परामर्श के लिए आवश्यक है।

उदाहरण 2 (UPSC 2025, 15 अंक): 'जीनोम-व्यापी रोग संबंध अध्ययन (GWAS) स्वास्थ्य एवं रोगों पर हमारी समझ विकसित करते हैं ।' विवेचना कीजिए ।

प्रश्नपत्र और प्रश्न: प्रश्नपत्र I, प्रश्न 8(b)

दृष्टिकोण: GWAS और उसकी पद्धति की परिभाषा दें, रोग की समझ में उसके योगदान (उदाहरणों सहित) रखें, फिर विशेषकर भारतीय जनसंख्याओं के संदर्भ में सीमाओं पर चर्चा करें और निष्कर्ष दें।

जीनोम-व्यापी संबद्धता अध्ययन (GWAS) रोग से ग्रस्त (केस) और रोगमुक्त (नियंत्रण) अनेक लोगों के जीनोम में लाखों से करोड़ों एकल न्यूक्लियोटाइड बहुरूपताओं (SNPs) की जाँच करता है, ताकि वे रूपांतर मिल सकें जो केस में अधिक बार होते हैं। यह मानव जीनोम परियोजना (2003) के बाद संभव हुआ; एक प्रारंभिक मील का पत्थर आयु-संबंधी मैक्युलर अपक्षय में CFH जीन की खोज (2005) थी, और वेलकम ट्रस्ट केस कंट्रोल कंसोर्टियम ने 2007 में सात सामान्य रोगों का अध्ययन किया।

योगदान: (i) हज़ारों लोकस टाइप 2 मधुमेह (TCF7L2), कोरोनरी धमनी रोग, क्रोन रोग, स्किज़ोफ़्रेनिया और कद जैसे सामान्य जटिल लक्षणों से जोड़े गए हैं, जिससे पुष्टि होती है कि ये लक्षण बहुजीनी हैं; (ii) इन्होंने नए जैविक मार्ग और औषधि लक्ष्य प्रकट किए; (iii) बहुजीनी जोखिम अंक अब व्यक्तिगत संवेदनशीलता का अनुमान लगाते हैं।

सीमाएँ: अधिकांश रूपांतरों का प्रभाव बहुत छोटा है और वे वंशागतित्व का केवल अंश समझाते हैं (लुप्त वंशागतित्व की समस्या); संबद्ध SNP प्रायः प्रभाव के कारण नहीं बल्कि केवल चिह्नक होते हैं; और अधिकांश प्रतिभागी यूरोपीय वंश के रहे हैं, अतः परिणाम भारतीयों पर ठीक से लागू नहीं होते। विविध समुदायों के लगभग 10,000 जीनोम अनुक्रमित करने वाली जीनोमइंडिया जैसी परियोजनाएँ इसे सुधारने का लक्ष्य रखती हैं, क्योंकि भारतीय समूहों में अंतर्विवाह विशिष्ट संस्थापक रूपांतर उत्पन्न करता है।

नैतिक प्रश्नों में गोपनीयता, जनजातीय दाताओं की सहमति और जोखिम अंकों का संभावित दुरुपयोग शामिल हैं। इस प्रकार GWAS ने समझ को बहुत आगे बढ़ाया है, पर इसे प्रकार्यात्मक और पर्यावरणीय अध्ययनों से जोड़ना होगा।

उदाहरण 3 (UPSC 2024, 10 अंक): वंशागतित्व और इसका अनुमान

प्रश्नपत्र और प्रश्न: प्रश्नपत्र I, प्रश्न 5(c)

दृष्टिकोण: वंशागतित्व (व्यापक और संकीर्ण) की परिभाषा दें, सूत्रों सहित आकलन की पद्धतियाँ, मानों के उदाहरण और व्याख्या में सावधानियाँ दें।

वंशागतित्व किसी जनसंख्या में किसी लक्षण के कुल लक्षणप्रारूपी प्रसरण का वह अनुपात है जो आनुवंशिक भिन्नताओं के कारण है। व्यापक-अर्थ वंशागतित्व (H²) आनुवंशिक प्रसरण को लक्षणप्रारूपी प्रसरण से भाग देना है (VG/VP); संकीर्ण-अर्थ वंशागतित्व (h²) योगात्मक आनुवंशिक प्रसरण को लक्षणप्रारूपी प्रसरण से भाग देना है (VA/VP), जो चयन के प्रति अनुक्रिया का पूर्वानुमान देता है।

आकलन: (i) यमज अध्ययन: समरूप और भ्रातृ यमजों के सहसंबंधों की तुलना, फ़ॉल्कनर का सूत्र h² = 2(rMZ − rDZ), या होल्ज़िंगर का H = (rMZ − rDZ)/(1 − rDZ); (ii) माता-पिता-संतान प्रतिगमन, जिसमें मध्य-पालक मानों पर संतान का ढाल h² का अनुमान देता है; (iii) सहोदर और अर्ध-सहोदर सहसंबंध; (iv) दत्तक अध्ययन; (v) आज जीनोम-व्यापी SNP आँकड़े।

उदाहरण: कद और अंगुलिछाप की कुल रेखा-गणना उच्च वंशागतित्व (लगभग 0.8 से 0.9) दिखाते हैं, जबकि बुद्धि-लब्धि जैसे लक्षण मध्यम और विवादित मान देते हैं।

सावधानियाँ: वंशागतित्व किसी दिए गए पर्यावरण में जनसंख्या पर लागू होता है, व्यक्तियों पर नहीं; उच्च मान का अर्थ यह नहीं कि लक्षण पर्यावरण से बदला नहीं जा सकता, जैसा बेहतर पोषण से बढ़ता कद दिखाता है।

उदाहरण 4 (UPSC 2022, 10 अंक): आनुवंशिक परामर्श में वंशवृक्ष विश्लेषण

प्रश्नपत्र और प्रश्न: प्रश्नपत्र I, प्रश्न 1(d)

दृष्टिकोण: समझाएँ कि वंशवृक्ष विश्लेषण क्या है, आनुवंशिक परामर्श के प्रत्येक चरण में इसका उपयोग कैसे होता है, जोखिम आकलन के उदाहरण सहित, और इसकी सीमाएँ।

वंशवृक्ष विश्लेषण मानक प्रतीकों का उपयोग करके परिवार-वृक्ष का निर्माण और अध्ययन है, ताकि यह खोजा जा सके कि कोई लक्षण या विकार पीढ़ियों में कैसे चलता है। यह आनुवंशिक परामर्श का पहला और सबसे मूल उपकरण है।

परामर्श में उपयोग: (i) प्रभावित सदस्यों के प्रतिरूप से वंशागति के ढंग, अलिंगसूत्री प्रभावी, अप्रभावी, X-सहलग्न या माइटोकॉन्ड्रियल, का निदान; (ii) वाहकों और जोखिमग्रस्त संबंधियों की पहचान।

(iii) जोखिम आकलन: उदाहरण के लिए, यदि किसी दंपति का बच्चा बीटा-थैलेसीमिया मेजर से ग्रस्त है, तो दोनों वाहक हैं और प्रत्येक अगली गर्भावस्था में 4 में 1 का जोखिम है; हीमोफ़ीलिया-ग्रस्त लड़के की बहन के वाहक होने की आधी संभावना है; (iv) मार्गदर्शन कि परिवार के किन सदस्यों का परीक्षण हो और प्रसवपूर्व निदान उचित है या नहीं; (v) सगोत्रता का पता लगाना, जो दक्षिण भारत के कुछ भागों में सामान्य है।

सीमाएँ: छोटे परिवार, अपूर्ण सूचना, गैर-पितृत्व, परिवर्ती प्रवेश्यता और नए उत्परिवर्तन भ्रमित कर सकते हैं, अतः वंशवृक्षों को नैदानिक और आणविक परीक्षणों से जोड़ा जाता है। संवेदनशीलता से और बिना निर्देश दिए प्रयुक्त होने पर वंशवृक्ष विश्लेषण परिवारों को सूचित प्रजनन निर्णय लेने में सहायता करता है।

उदाहरण 5 (UPSC 2018, 10 अंक): उन्नत आण्विक नृविज्ञान तकनीकें

प्रश्नपत्र और प्रश्न: प्रश्नपत्र I, प्रश्न 5(b)

दृष्टिकोण: मुख्य उन्नत आणविक तकनीकें, प्रत्येक क्या करती है सहित, गिनाएँ, और विश्व तथा भारतीय उदाहरणों सहित उनके मानवशास्त्रीय अनुप्रयोग दें।

आणविक मानवविज्ञान मानव विविधता, विकास और जनसंख्या इतिहास के अध्ययन के लिए DNA और प्रोटीनों का उपयोग करता है। 1980 के दशक से उन्नत तकनीकों के एक समूह ने इस क्षेत्र को बदल दिया है।

तकनीकें: (i) पॉलीमरेज़ श्रृंखला अभिक्रिया (PCR, कैरी मुलिस, 1983) DNA की अत्यल्प मात्रा को प्रवर्धित करती है; (ii) DNA अनुक्रमण, सैंगर की पद्धति (1977) से अगली पीढ़ी और संपूर्ण-जीनोम अनुक्रमण तक; (iii) RFLP, माइक्रोसैटेलाइट (STR) और SNP ऐरे जैसे चिह्नक; (iv) एकपालकीय चिह्नक, मातृ वंशों को खोजने वाला माइटोकॉन्ड्रियल DNA और पितृ वंशों को खोजने वाले Y-गुणसूत्र चिह्नक; (v) DNA फ़िंगरप्रिंटिंग (एलेक जेफ़्रीज़, 1984); (vi) हड्डियों और दाँतों से प्राचीन DNA का निष्कर्षण।

अनुप्रयोग: माइटोकॉन्ड्रियल ईव अध्ययन (कैन, स्टोनकिंग और विल्सन, 1987) ने हाल की अफ्रीकी उत्पत्ति का समर्थन किया; स्वांते पाबो के निएंडरथल जीनोम (2010) ने अंतःप्रजनन दिखाया, और डेनिसोवा गुफा की एक अंगुली की हड्डी ने डेनिसोवन्स को प्रकट किया। भारत में mtDNA ने अंडमानियों में गहरे, प्राचीन वंश दिखाए (2005), राइख और सहयोगियों (2009) ने पैतृक उत्तर और दक्षिण भारतीय घटकों का वर्णन किया, और राखीगढ़ी के एक कंकाल के DNA (2019) ने हड़प्पाई वंश पर प्रकाश डाला।

ये तकनीकें फ़ॉरेंसिक, पितृत्व परीक्षण और रोग अध्ययनों में भी सहायक हैं।

उदाहरण 6 (UPSC 2017, 20 अंक): मनुष्य के आनुवंशिक अध्ययन में प्रयुक्त होने वाली विभिन्न विधियों का संक्षेप में वर्णन कीजिए।

प्रश्नपत्र और प्रश्न: प्रश्नपत्र I, प्रश्न 7(a)

दृष्टिकोण: प्रत्येक पद्धति (वंशवृक्ष, यमज, दत्तक, जनसंख्या-सांख्यिकीय, कोशिकानुवंशिक, जैवरासायनिक, आणविक, सहलग्नता और संबद्धता, कायिक कोशिका और सगोत्रता अध्ययन) का संक्षिप्त वर्णन करें, वह क्या प्रकट करती है और एक उदाहरण सहित।

चूँकि मनुष्यों में नियंत्रित प्रजनन प्रयोग असंभव हैं, और पीढ़ियाँ लंबी तथा परिवार छोटे हैं, मानव आनुवंशिकी अनेक अप्रत्यक्ष पद्धतियों पर निर्भर है।

(i) वंशवृक्ष पद्धति: मानक प्रतीकों वाले परिवार-वृक्ष प्रभावी, अप्रभावी, X-सहलग्न या माइटोकॉन्ड्रियल वंशागति प्रकट करते हैं, जैसे महारानी विक्टोरिया के हीमोफ़ीलिया वंशवृक्ष में। (ii) यमज पद्धति: फ्रांसिस गाल्टन (1875) द्वारा प्रस्तुत; समरूप और भ्रातृ यमजों में सहमति की तुलना आनुवंशिकता को पर्यावरण से अलग करती है, जैसे कद या क्षय रोग की संवेदनशीलता के लिए। (iii) दत्तक और पोषित-संतान अध्ययन जीनों को पारिवारिक पर्यावरण से और अलग करते हैं।

(iv) जनसंख्या या सांख्यिकीय पद्धति: हार्डी-वाइनबर्ग नियम, जीन आवृत्ति सर्वेक्षण और पृथक्करण विश्लेषण जीन आवृत्तियों, वाहक दरों और अंतःप्रजनन प्रभावों का अनुमान लगाते हैं, जैसे मध्य भारत की जनजातियों में सिकल-सेल सर्वेक्षण। (v) सगोत्रता अध्ययन अप्रभावी जीनों का पता लगाने के लिए संबंधित और असंबंधित माता-पिता की संतानों की तुलना करते हैं।

(vi) कोशिकानुवंशिक पद्धति: कैरियोटाइपिंग, बैंडिंग और FISH डाउन तथा टर्नर सिंड्रोम जैसे गुणसूत्र विकारों की पहचान करते हैं। (vii) जैवरासायनिक पद्धतियाँ एंज़ाइम और प्रोटीन रूपांतरों का पता लगाती हैं, जैसे गैरोड की उपापचय की जन्मजात त्रुटियाँ (1909), हीमोग्लोबिन वैद्युतकणसंचलन और G6PD परीक्षण।

(viii) आणविक पद्धतियाँ: PCR, अनुक्रमण, DNA चिह्नक और प्राचीन DNA उत्परिवर्तन और जनसंख्या इतिहास प्रकट करते हैं। (ix) सहलग्नता विश्लेषण और जीनोम-व्यापी संबद्धता अध्ययन रोग के जीनों का मानचित्रण करते हैं। (x) मानव और कृंतक कोशिकाओं को मिलाने वाले कायिक कोशिका संकरण का उपयोग जीनों को गुणसूत्रों पर नियत करने में हुआ। (xi) त्वचारेखिकी और मानवमिति भी बहुजीनी चिह्नकों के रूप में प्रयुक्त हुए हैं।

ये पद्धतियाँ पूरक हैं: आधुनिक अध्ययन वंशवृक्ष, जनसंख्या और आणविक आँकड़ों को जोड़ते हैं।

2. मेंडेलीय आनुवंशिकी और मनुष्य में वंशागति के प्रतिरूप

उदाहरण 7 (UPSC 2025, 10 अंक): मेंडलीय तथा गैर-मेंडलीय तत्त्व ।

प्रश्नपत्र और प्रश्न: प्रश्नपत्र I, प्रश्न 1(a)

दृष्टिकोण: दोनों की परिभाषा दें, मेंडेलीय लक्षणों और प्रत्येक प्रकार की गैर-मेंडेलीय वंशागति के मानव उदाहरण दें, और उनके संबंध पर निष्कर्ष दें।

मेंडेलीय लक्षण स्पष्ट रूप से भिन्न युग्मविकल्पियों वाले एक जीन द्वारा नियंत्रित होते हैं और मेंडल के पृथक्करण तथा स्वतंत्र अपव्यूहन के नियमों के अनुसार पूर्वानुमेय अनुपातों में पृथक होते हैं। उदाहरणों में ABO रक्त समूह, PTC स्वाद-क्षमता, रंजकहीनता, सिकल-सेल एनीमिया, सिस्टिक फ़ाइब्रोसिस और हंटिंगटन रोग हैं। वंशवृक्ष स्पष्ट प्रभावी, अप्रभावी या X-सहलग्न प्रतिरूप दिखाते हैं।

गैर-मेंडेलीय लक्षण सरल अनुपातों का पालन नहीं करते। इनमें शामिल हैं: (i) कद, त्वचा का रंग और मधुमेह जैसे बहुजीनी और बहुकारकीय लक्षण, जो सतत भिन्नता दिखाते हैं; (ii) माता के माध्यम से माइटोकॉन्ड्रियल वंशागति, जैसे लेबर वंशागत दृष्टि तंत्रिका विकृति में; (iii) जीनोमिक छापन, जहाँ अभिव्यक्ति उत्पत्ति वाले माता-पिता पर निर्भर करती है, जैसे प्रेडर-विली और एंजेलमैन सिंड्रोम में।

(iv) बढ़ती ट्राइन्यूक्लियोटाइड पुनरावृत्तियों द्वारा पूर्वानुमान (एंटिसिपेशन), जैसे फ़्रैजाइल X और मायोटोनिक डिस्ट्रॉफ़ी में; (v) सहलग्नता, जो स्वतंत्र अपव्यूहन को तोड़ती है; (vi) अपूर्ण प्रवेश्यता और परिवर्ती अभिव्यंजकता।

अधिकांश सामान्य मानव लक्षण गैर-मेंडेलीय हैं, पर वे फिर भी एक साथ और पर्यावरण के साथ कार्य करने वाले मेंडेलीय जीनों पर टिके हैं।

उदाहरण 8 (UPSC 2024, 10 अंक): घातक और उपघातक जीन

प्रश्नपत्र और प्रश्न: प्रश्नपत्र I, प्रश्न 1(d)

दृष्टिकोण: घातक और उपघातक जीनों की परिभाषा दें, उन्हें वर्गीकृत करें (प्रभावी, अप्रभावी, उपघातक, उपजीवनक्षम), शास्त्रीय और मानव उदाहरण दें, और विकासवादी महत्व बताएँ।

घातक जीन अपने वाहकों की मृत्यु प्रजनन आयु से पहले, सामान्यतः जन्म से पहले या उसके तुरंत बाद, कर देते हैं। उपघातक या अर्ध-घातक जीन सभी से कम (लगभग आधे से अधिक) वाहकों को मारते हैं, जबकि उपजीवनक्षम जीन केवल जीवनक्षमता घटाते हैं। लुसिएन क्यूनो (1905) ने पीले चूहों में पहला घातक जीन खोजा, जहाँ समयुग्मजी मर जाता है और संकरण 3:1 के बजाय 2:1 अनुपात देते हैं।

प्रकार: (i) प्रभावी घातक विषमयुग्मजियों में भी मारते हैं और इसलिए केवल नए उत्परिवर्तनों के रूप में दिखते हैं; (ii) अप्रभावी घातक केवल समयुग्मजियों को मारते हैं, जैसे टे-सैक्स रोग और समयुग्मजी अकॉन्ड्रोप्लेसिया में, जबकि अकॉन्ड्रोप्लेसिया के विषमयुग्मजी बौने के रूप में जीवित रहते हैं; (iii) सशर्त घातक केवल कुछ पर्यावरणों में कार्य करते हैं, जैसे G6PD की कमी वाले लोग फ़ावा बीन्स या कुछ मलेरियारोधी औषधियों पर प्रतिक्रिया करते हैं।

आधुनिक उपचार के बिना मानव उपघातक उदाहरणों में सिकल-सेल एनीमिया (HbSS), बीटा-थैलेसीमिया मेजर और ड्यूशेन पेशीय दुष्पोषण हैं।

ऐसे जीन बार-बार होने वाले उत्परिवर्तन या विषमयुग्मजी लाभ से बने रहते हैं, जैसे सिकल-सेल जीन और मलेरिया के साथ, और उनकी आवृत्ति सगोत्रता से बढ़ती है।

उदाहरण 9 (UPSC 2024, 10 अंक): मनुष्य में एकल-जीन उत्परिवर्तन विकार

प्रश्नपत्र और प्रश्न: प्रश्नपत्र I, प्रश्न 5(e)

दृष्टिकोण: एकल-जीन (एकजीनी) विकारों की परिभाषा दें, उदाहरणों और क्रियाविधियों सहित वंशागति के ढंग के अनुसार वर्गीकृत करें, उनकी भारतीय प्रासंगिकता बताएँ, और रोकथाम से समाप्त करें।

एकल-जीन विकार एक जीन में उत्परिवर्तन से उत्पन्न होते हैं और वंशागति के मेंडेलीय प्रतिरूपों का पालन करते हैं। ऑनलाइन मेंडेलियन इनहेरिटेंस इन मैन (OMIM) में हज़ारों सूचीबद्ध हैं।

प्रकार: (i) अलिंगसूत्री प्रभावी: हंटिंगटन रोग (गुणसूत्र 4 पर CAG पुनरावृत्ति विस्तार), मार्फ़न सिंड्रोम, अकॉन्ड्रोप्लेसिया और पारिवारिक अतिकोलेस्ट्रॉलरक्तता; (ii) अलिंगसूत्री अप्रभावी: सिकल-सेल एनीमिया (बीटा-ग्लोबिन में ग्लूटामिक अम्ल के स्थान पर वैलीन लाने वाला बिंदु उत्परिवर्तन), बीटा-थैलेसीमिया, सिस्टिक फ़ाइब्रोसिस, फ़ेनिलकीटोनूरिया और रंजकहीनता; (iii) X-सहलग्न अप्रभावी: हीमोफ़ीलिया A और B, ड्यूशेन पेशीय दुष्पोषण, G6PD की कमी और लाल-हरी वर्णांधता; (iv) X-सहलग्न प्रभावी: हाइपोफ़ॉस्फ़ेटेमिक रिकेट्स; (v) माइटोकॉन्ड्रियल: लेबर वंशागत दृष्टि तंत्रिका विकृति।

भारत: सिकल-सेल रोग मध्य और पश्चिमी भारत के जनजातीय समुदायों में केंद्रित है, और बीटा-थैलेसीमिया वाहक जनसंख्या का लगभग 3 से 4 प्रतिशत हैं; राष्ट्रीय सिकल सेल एनीमिया उन्मूलन मिशन (2023) का लक्ष्य जाँच और 2047 तक उन्मूलन है।

रोकथाम वाहक जाँच, आनुवंशिक परामर्श, नवजात जाँच और प्रसवपूर्व निदान पर निर्भर है।

उदाहरण 10 (UPSC 2024, 15 अंक): बहुघटकीय विशेषक क्या है? अपने उत्तर को उपयुक्त मानवीय उदाहरणों से स्पष्ट कीजिए।

प्रश्नपत्र और प्रश्न: प्रश्नपत्र I, प्रश्न 7(b)

दृष्टिकोण: बहुकारकीय लक्षण की परिभाषा दें, देहली मॉडल और उसकी विशेषताएँ समझाएँ, सतत और असतत मानव उदाहरणों से स्पष्ट करें, और निष्कर्ष दें।

बहुकारकीय लक्षण वह है जो अनेक जीनों, जिनमें प्रत्येक का छोटा योगात्मक प्रभाव हो, और उनकी पर्यावरणीय कारकों से अंतःक्रिया द्वारा निर्धारित होता है। एकल-जीन लक्षणों के विपरीत यह मेंडेलीय अनुपात नहीं दिखाता; यह परिवारों में समूहित होता है पर कम पुनरावृत्ति जोखिम के साथ।

सतत लक्षण: कद, भार, त्वचा का रंग, रक्तचाप और बुद्धि सामान्य (घंटाकार) वितरण में बदलते हैं। कद का वंशागतित्व उच्च है पर भारत सहित अनेक जनसंख्याओं में बेहतर पोषण से यह बढ़ा है, जो पर्यावरण का हिस्सा दिखाता है।

असतत लक्षण और देहली मॉडल: कुछ विकार या तो उपस्थित होते हैं या अनुपस्थित, फिर भी बहुकारकीय होते हैं। डी.एस. फ़ॉल्कनर (1965) ने प्रस्तावित किया कि अंतर्निहित प्रवृत्ति (लायबिलिटी) सामान्य रूप से वितरित होती है और विकार तभी प्रकट होता है जब प्रवृत्ति देहली को पार करती है। उदाहरण हैं कटे होंठ और तालु, तंत्रिका नलिका दोष (मातृ फ़ोलेट से प्रभावित), जन्मजात हृदय दोष, पाइलोरिक स्टेनोसिस, टाइप 2 मधुमेह, कोरोनरी हृदय रोग और स्किज़ोफ़्रेनिया।

विशेषताएँ: जोखिम प्रथम-श्रेणी के संबंधियों के लिए सर्वाधिक होता है और दूर के संबंधियों के लिए तेज़ी से घटता है; यह प्रभावित संबंधियों की संख्या और दोष की गंभीरता के साथ बढ़ता है; और जहाँ एक लिंग कम प्रभावित होता है, जैसे पाइलोरिक स्टेनोसिस में स्त्रियाँ, उस लिंग के प्रभावित सदस्य अपने संबंधियों के लिए अधिक जोखिम रखते हैं (कार्टर प्रभाव)।

बहुकारकीय लक्षण अधिकांश सामान्य रोगों की व्याख्या करते हैं, अतः रोकथाम पर्यावरण बदलने पर निर्भर है, जैसे फ़ोलिक अम्ल पूरकता और आहार।

उदाहरण 11 (UPSC 2024, 15 अंक): मनुष्य में ABO और Rh रक्त समूहों के आनुवंशिकी और वंशानुक्रम विन्यासों का वर्णन कीजिए।

प्रश्नपत्र और प्रश्न: प्रश्नपत्र I, प्रश्न 8(b)

दृष्टिकोण: ABO प्रणाली (खोज, लोकस, युग्मविकल्पी, सहप्रभाविता, जीनप्रारूप और लक्षणप्रारूप, एक हल किया गया संकरण, बॉम्बे लक्षणप्रारूप) और फिर Rh प्रणाली (खोज, जीन, नामपद्धति, वंशागति, रक्तलायी रोग) का वर्णन करें, वितरण आँकड़ों और पनेट वर्ग सहित।

ABO प्रणाली: 1900 में कार्ल लैंडस्टीनर द्वारा खोजी गई यह प्रणाली गुणसूत्र 9 पर स्थित एक जीन से नियंत्रित होती है जिसके तीन युग्मविकल्पी IA, IB और i हैं, जो बहु-युग्मविकल्पियों का शास्त्रीय उदाहरण है (बर्नस्टीन, 1924)। IA और IB सहप्रभावी हैं और दोनों i पर प्रभावी हैं, जिससे छह जीनप्रारूप और चार लक्षणप्रारूप बनते हैं: A (IAIA, IAi), B (IBIB, IBi), AB (IAIB) और O (ii)।

वंशागति: IAi और IBi माता-पिता के संकरण से चारों समूहों, A, B, AB और O, की संतानें हो सकती हैं, प्रत्येक की संभावना एक-चौथाई। बॉम्बे लक्षणप्रारूप (भेंडे और सहयोगी, 1952) तब उत्पन्न होता है जब अप्रभावी युग्मविकल्पी h की समयुग्मजता H पूर्ववर्ती के निर्माण को रोकती है, जिससे व्यक्ति O के रूप में परखा जाता है, जो प्रबलता (एपिस्टेसिस) का उदाहरण है।

Rh प्रणाली: लैंडस्टीनर और वीनर (1940) द्वारा खोजी गई यह प्रणाली गुणसूत्र 1 पर RHD और RHCE जीनों से नियंत्रित होती है। D प्रतिजन की उपस्थिति व्यक्ति को Rh धनात्मक (DD या Dd) बनाती है, जबकि Rh ऋणात्मक लोग dd होते हैं।

नैदानिक महत्व: Rh धनात्मक भ्रूण धारण करने वाली Rh ऋणात्मक माता एंटी-D प्रतिरक्षी बना सकती है जो बाद की गर्भावस्थाओं में नवजात का रक्तलायी रोग उत्पन्न करते हैं; एंटी-D इम्युनोग्लोबुलिन इसे रोकता है।

वितरण: समूह O विश्व भर में सबसे सामान्य है, B उत्तर भारत सहित मध्य और दक्षिण एशिया में बारंबार है, और Rh ऋणात्मक आवृत्ति यूरोपीयों में लगभग 15 प्रतिशत पर भारत में लगभग 5 प्रतिशत है।

आरेख: IAi × IBi के लिए पनेट वर्ग जो IAIB, IAi, IBi और ii समान अनुपात में दे।

उदाहरण 12 (UPSC 2023, 10 अंक): बहुजीनी वंशागति

प्रश्नपत्र और प्रश्न: प्रश्नपत्र I, प्रश्न 5(a)

दृष्टिकोण: बहुजीनी वंशागति की परिभाषा दें, इसके शास्त्रीय प्रदर्शन और विशेषताएँ बताएँ, मानव लक्षणों से स्पष्ट करें, और पर्यावरणीय प्रभाव बताएँ।

बहुजीनी वंशागति किसी लक्षण का विभिन्न लोकसों पर स्थित अनेक जीनों द्वारा नियंत्रण है, जिनमें प्रत्येक छोटा, योगात्मक प्रभाव देता है, जिससे लक्षण असतत के बजाय सतत भिन्नता दिखाता है।

प्रदर्शन: हर्मन निल्सन-एले (1909) ने दिखाया कि गेहूँ में दाने का रंग अनेक जीन-युग्मों से नियंत्रित होता है, जो दो युग्मों के लिए 1:4:6:4:1 अनुपात में क्रमिक छायाएँ देते हैं। चार्ल्स डेवनपोर्ट (1913) ने अफ्रीकी और यूरोपीय वंश के लोगों के बीच संकरण में त्वचा के रंग को दो या अधिक योगात्मक जीन-युग्मों का प्रभाव बताया।

विशेषताएँ: लक्षणप्रारूप सामान्य, घंटाकार वक्र बनाते हैं; चरम दुर्लभ होते हैं; संतानें मध्य-पालक मान के निकट रहती हैं; और पर्यावरण अभिव्यक्ति को परिवर्तित करता है। इसे वंशागतित्व द्वारा मापा जाता है।

मानव उदाहरण: कद, त्वचा का रंग, भार, बुद्धि, रक्तचाप और अंगुलिछाप की कुल रेखा-गणना, जिसका वंशागतित्व 0.9 के निकट है। पर्यावरण के साथ मिलकर बहुजीनी वंशागति बहुकारकीय बन जाती है, जैसे मधुमेह में।

उदाहरण 13 (UPSC 2022, 10 अंक): मानव रोगों में आनुवंशिक छाप ।

प्रश्नपत्र और प्रश्न: प्रश्नपत्र I, प्रश्न 5(b)

दृष्टिकोण: जीनोमिक छापन और उसकी क्रियाविधि की परिभाषा दें, युग्मित विकार (प्रेडर-विली और एंजेलमैन) तथा अन्य समझाएँ, और महत्व बताएँ।

जीनोमिक छापन एक अधिजननिक परिघटना है जिसमें किसी जीन की अभिव्यक्ति केवल एक पालकीय प्रति से होती है, दूसरी निष्क्रिय रहती है, सामान्यतः अंडाणु या शुक्राणु निर्माण के दौरान डाले गए DNA मेथिलेशन द्वारा। यह मेंडल की इस मान्यता का उल्लंघन है कि मातृ और पितृ युग्मविकल्पी समान रूप से कार्य करते हैं।

रोग: शास्त्रीय युग्म छापित क्षेत्र 15q11–q13 से संबंधित है। पितृ योगदान की हानि, पितृ विलोपन या दो मातृ प्रतियों की एकपालकीय द्विगुणता द्वारा, प्रेडर-विली सिंड्रोम उत्पन्न करती है: शिशु में पेशी-शिथिलता, बाद में अतिभोजन और मोटापा, छोटा कद, छोटे हाथ और हल्की बौद्धिक अक्षमता। मातृ योगदान की हानि, मुख्यतः UBE3A जीन की, एंजेलमैन सिंड्रोम उत्पन्न करती है: गंभीर बौद्धिक अक्षमता, वाणी का अभाव, दौरे, झटकेदार गतियाँ और प्रसन्न स्वभाव।

अन्य उदाहरण: बेकविथ-वीडमैन सिंड्रोम (अतिवृद्धि, 11p15), सिल्वर-रसेल सिंड्रोम (वृद्धि अवरोध) और पूर्ण हाइडैटिडिफ़ॉर्म मोल, जिसमें केवल पितृ जीनोम होते हैं।

छापन उत्पत्ति वाले माता-पिता के प्रभावों की व्याख्या करता है और निदान के लिए आणविक मेथिलेशन परीक्षणों की आवश्यकता होती है।

उदाहरण 14 (UPSC 2018, 10 अंक): जीनों को श्रेणीबद्ध कीजिए जो मानव उत्तरजीविता को प्रभावित करते हैं ।

प्रश्नपत्र और प्रश्न: प्रश्नपत्र I, प्रश्न 5(c)

दृष्टिकोण: जीवन-रक्षा पर प्रभाव के अनुसार जीनों को वर्गीकृत करें (घातक, उपघातक, उपजीवनक्षम, सामान्य), और अनुकूली मूल्य के अनुसार भी (संतुलित बहुरूपता, अनुकूली जीन), उदाहरणों सहित।

जीनों को प्रजनन तक जीवित रहने की संभावना पर उनके प्रभाव के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है, जो निर्धारित करता है कि प्राकृतिक चयन उन पर कैसे कार्य करता है।

जीवनक्षमता के अनुसार: (i) घातक जीन सभी वाहकों को प्रजनन से पहले मारते हैं, प्रभावी घातक विषमयुग्मजियों में और अप्रभावी घातक समयुग्मजियों में, जैसे टे-सैक्स रोग या समयुग्मजी अकॉन्ड्रोप्लेसिया में; (ii) उपघातक या अर्ध-घातक जीन आधे से अधिक को मारते हैं, जैसे अनुपचारित सिकल-सेल एनीमिया और ड्यूशेन पेशीय दुष्पोषण; (iii) उपजीवनक्षम जीन जीवनक्षमता आधे से कम घटाते हैं, जैसे अनेक हल्के उपापचयी विकारों में; (iv) जीवनक्षम या सामान्य जीन जीवन-रक्षा को प्रभावित नहीं करते; (v) सशर्त घातक केवल विशेष पर्यावरणों में कार्य करते हैं, जैसे G6PD की कमी और फ़ावा बीन्स।

अनुकूली मूल्य के अनुसार: संतुलित बहुरूपता वाले जीन समयुग्मजियों को हानि पहुँचाते हैं पर विषमयुग्मजियों की रक्षा करते हैं, जैसे HbS, थैलेसीमिया और G6PD की कमी फ़ैल्सीपेरम मलेरिया के विरुद्ध करते हैं; अनुकूली जीन विशेष परिवेशों में जीवन-रक्षा का पक्ष लेते हैं, जैसे ऊँचाई पर तिब्बतियों में EPAS1 रूपांतर और पशुपालकों में लैक्टेज़ स्थायित्व।

यह वर्गीकरण आनुवंशिकी को जनसंख्या की जीवन-रक्षा और चयन से जोड़ता है।

उदाहरण 15 (UPSC 2016, 15 अंक): मेन्डेलीय सिद्धांतों और मानव समष्टियों पर उनके अनुप्रयोग पर समालोचनात्मक चर्चा कीजिए ।

प्रश्नपत्र और प्रश्न: प्रश्नपत्र I, प्रश्न 7(a)

दृष्टिकोण: मेंडल के सिद्धांत बताएँ, फिर आलोचनात्मक चर्चा करें कि वे मानव जनसंख्याओं पर कहाँ तक लागू होते हैं: समर्थक उदाहरण, मानव अध्ययन की विशेष कठिनाइयाँ, और अनेक विस्तार तथा अपवाद, उनके अनुप्रयोगों के साथ समाप्त करें।

मटर पर ग्रेगर मेंडल के प्रयोगों (1866 में प्रकाशित, 1900 में डी व्रीज़, कॉरेन्स और शेरमैक द्वारा पुनः खोजे गए) से प्रभाविता, पृथक्करण (किसी जीन के दो युग्मविकल्पी भिन्न युग्मकों में अलग होते हैं) और स्वतंत्र अपव्यूहन (भिन्न लक्षणों के जीन स्वतंत्र रूप से वंशागत होते हैं) के सिद्धांत मिले।

मनुष्यों पर अनुप्रयोग: अनेक लक्षण इन नियमों का पालन करते हैं। दो वाहकों की संतानों में रंजकहीनता और सिकल-सेल एनीमिया 1:2:1 जीनप्रारूपी अनुपात में पृथक होते हैं; हंटिंगटन रोग आधी संतानों में प्रभावी संचरण दिखाता है; गैरोड (1902) ने अल्काप्टोन्यूरिया को मेंडेलीय अप्रभावी के रूप में पहचाना।

कठिनाइयाँ: मनुष्यों का प्रायोगिक संकरण नहीं हो सकता, पीढ़ियाँ लंबी, परिवार छोटे और अभिलेख अपूर्ण हैं, अतः वंशागति वंशवृक्षों और जनसंख्या सांख्यिकी से अनुमानित की जाती है।

आलोचना, विस्तार और अपवाद: सहप्रभाविता (रक्त समूह AB, HbAS); अपूर्ण प्रभाविता; बहु-युग्मविकल्पी (ABO); प्रबलता (बॉम्बे लक्षणप्रारूप); बहुप्रभाविता (मार्फ़न सिंड्रोम); अपूर्ण प्रवेश्यता और परिवर्ती अभिव्यंजकता (बहुअंगुलिता); मॉर्गन द्वारा खोजी गई सहलग्नता, जो स्वतंत्र अपव्यूहन का उल्लंघन करती है; लिंग-सहलग्नता (हीमोफ़ीलिया); कद जैसे बहुजीनी लक्षण; और गैर-मेंडेलीय माइटोकॉन्ड्रियल वंशागति, छापन और पूर्वानुमान।

अनुप्रयोग: आनुवंशिक परामर्श और जोखिम आकलन, वाहक जाँच, पितृत्व और फ़ॉरेंसिक परीक्षण, और हार्डी-वाइनबर्ग सिद्धांत द्वारा जनसंख्या आनुवंशिकी। मेंडल के सिद्धांत आधार बने हुए हैं, यद्यपि मानव आनुवंशिकी दिखाती है कि वे पूरी कहानी नहीं बल्कि आरंभ-बिंदु हैं।

3. गुणसूत्र और गुणसूत्रीय विपथन

उदाहरण 16 (UPSC 2026, 15 अंक): संख्यात्मक गुणसूत्र विपथन आटोसोम और सेक्स गुणसूत्र दोनों में असमानताओं के कारण हो सकते हैं। मानव शरीर पर इनके प्रभावों के संदर्भ में उपयुक्त उदाहरणों के साथ विस्तार से बताइए।

प्रश्नपत्र और प्रश्न: प्रश्नपत्र I, प्रश्न 4(c)

दृष्टिकोण: संख्यात्मक विपथनों की उत्पत्ति (अविसंयोजन) समझाएँ, फिर अलिंगसूत्री (डाउन, एडवर्ड्स, पटाऊ) और लिंग-गुणसूत्री (टर्नर, क्लाइनफ़ेल्टर, XYY, ट्रिपल X) स्थितियों का उनके शारीरिक प्रभावों सहित वर्णन करें, और समझाएँ कि लिंग-गुणसूत्र असुगुणिताएँ हल्की क्यों होती हैं।

संख्यात्मक विपथन गुणसूत्र संख्या में परिवर्तन हैं। असुगुणिता (एन्यूप्लॉइडी), एक गुणसूत्र की वृद्धि या हानि, अधिकतर अविसंयोजन से होती है, यानी अर्धसूत्री विभाजन में समजातों या अर्धगुणसूत्रों का अलग न होना, और यह मातृ आयु बढ़ने के साथ अधिक सामान्य होती है।

अलिंगसूत्री: (i) डाउन सिंड्रोम, ट्राइसोमी 21 (लगभग 700 से 800 जन्मों में 1): चपटा चेहरा, एपिकैंथिक वलन सहित ऊपर की ओर तिरछी आँखें, एक हथेली रेखा, छोटा कद, बौद्धिक अक्षमता, हृदय दोष, ल्यूकेमिया का बढ़ा जोखिम और अल्ज़ाइमर के शीघ्र परिवर्तन। (ii) एडवर्ड्स सिंड्रोम, ट्राइसोमी 18: एक-दूसरे पर चढ़ी अंगुलियों सहित भिंची मुट्ठियाँ, रॉकर-बॉटम पैर और हृदय दोष; अधिकांश पहले वर्ष में मर जाते हैं। (iii) पटाऊ सिंड्रोम, ट्राइसोमी 13: कटे होंठ और तालु, बहुअंगुलिता, नेत्र और मस्तिष्क विकृतियाँ, और बहुत कम जीवन-काल। अलिंगसूत्री एकसूत्रताएँ घातक हैं।

लिंग-गुणसूत्री: (i) टर्नर सिंड्रोम, 45,X: छोटे कद की स्त्रियाँ, जालीदार गर्दन, चौड़ी छाती, अविकसित अंडाशय और बाँझपन, सामान्यतः सामान्य बुद्धि के साथ। (ii) क्लाइनफ़ेल्टर सिंड्रोम, 47,XXY: लंबे पुरुष, छोटे वृषण, बाँझपन, कभी-कभी स्तन-वृद्धि और अधिगम कठिनाइयाँ। (iii) 47,XYY: लंबे पुरुष, अधिकतर सामान्य। (iv) 47,XXX: लंबी स्त्रियाँ, सामान्यतः प्रजननक्षम।

लिंग-गुणसूत्र असुगुणिताएँ हल्की होती हैं क्योंकि X निष्क्रियण (लायन परिकल्पना, 1961) अतिरिक्त X गुणसूत्रों को निष्क्रिय कर देता है, और Y में कम जीन होते हैं; जो गंभीरता बचती है वह निष्क्रियण से बचने वाले जीनों से आती है, जैसे SHOX, जो कद को प्रभावित करता है।

उदाहरण 17 (UPSC 2024, 20 अंक): गुणसूत्री-रचना से आपका क्या तात्पर्य है? इसका विश्लेषण मनुष्य में गुणसूत्र विपथन के निदान में किस प्रकार सहायता करता है?

प्रश्नपत्र और प्रश्न: प्रश्नपत्र I, प्रश्न 3(a)

दृष्टिकोण: कैरियोटाइप की परिभाषा दें, बताएँ कि इसे कैसे तैयार और पढ़ा जाता है (संवर्धन, अवरोधन, बैंडिंग, डेनवर समूह, ISCN संकेतन), फिर संख्यात्मक और संरचनात्मक विपथनों, प्रसवपूर्व और कैंसर निदान में इसके नैदानिक उपयोग, नई आणविक पद्धतियाँ और सीमाएँ समझाएँ; कैरियोटाइप बनाएँ।

कैरियोटाइप किसी कोशिका का संपूर्ण गुणसूत्र समुच्चय है, जिसे आकार, गुणसूत्रबिंदु की स्थिति और बैंडिंग प्रतिरूप के अनुसार व्यवस्थित समजात युग्मों के रूप में प्रदर्शित किया जाता है। सामान्य मानव कैरियोटाइप, 46,XX या 46,XY, 1956 में टियो और लेवान ने स्थापित किया।

तैयारी: परिधीय रक्त लसीकाणुओं को विभाजन के लिए फ़ाइटोहीमैग्लूटिनिन के साथ संवर्धित किया जाता है; कोल्चिसीन कोशिकाओं को मध्यावस्था पर रोकता है, जब गुणसूत्र सर्वाधिक संघनित होते हैं; अल्पपरासारी विलयन कोशिकाओं को फुलाता है, जिन्हें स्थिर कर स्लाइड पर फैलाकर अभिरंजित किया जाता है, प्रायः गीम्सा (G-बैंडिंग) से, जो प्रत्येक गुणसूत्र को विशिष्ट बैंड प्रतिरूप देता है। गुणसूत्रों का फ़ोटो लेकर उन्हें काटकर या डिजिटल रूप से व्यवस्थित किया जाता है और डेनवर प्रणाली (1960) द्वारा समूह A से G में बाँटा जाता है, लिंग गुणसूत्र अलग रहते हैं। परिणाम इंटरनेशनल सिस्टम फ़ॉर ह्यूमन साइटोजीनोमिक नोमेनक्लेचर में लिखे जाते हैं, जैसे 47,XY,+21।

संख्यात्मक विपथनों का निदान: डाउन (47,+21, जिसे पहली बार लेज्यून ने 1959 में दिखाया), एडवर्ड्स (+18) और पटाऊ (+13) जैसी ट्राइसोमी, और टर्नर (45,X) तथा क्लाइनफ़ेल्टर (47,XXY) जैसी लिंग-गुणसूत्र स्थितियाँ, मोज़ेक सहित।

संरचनात्मक विपथनों का निदान: क्रि-डु-शा (5p−) जैसे विलोपन, द्विगुणन, प्रतिलोमन, वलय गुणसूत्र और स्थानांतरण, जिनमें पारिवारिक डाउन सिंड्रोम के पीछे का रॉबर्ट्सोनियन स्थानांतरण और दीर्घकालिक मायलॉयड ल्यूकेमिया में फ़िलाडेल्फ़िया गुणसूत्र, t(9;22), शामिल हैं।

अनुप्रयोग: उल्बीय द्रव या जरायु अंकुरों से प्रसवपूर्व निदान, बार-बार गर्भपात, बाँझपन, अस्पष्ट जननांग, विकासात्मक विलंब और कैंसर की जाँच। प्रतिदीप्ति स्वस्थाने संकरण (FISH), स्पेक्ट्रल कैरियोटाइपिंग और गुणसूत्री माइक्रोऐरे छोटे परिवर्तन पकड़ते हैं, जैसे डिजॉर्ज सिंड्रोम का 22q11.2 सूक्ष्म-विलोपन, जिन्हें प्रकाश सूक्ष्मदर्शी चूक जाता है।

सीमाएँ: पारंपरिक कैरियोटाइपिंग लगभग 5 से 10 मेगाबेस से छोटे परिवर्तन या एकल-जीन उत्परिवर्तन नहीं पकड़ सकती। फिर भी यह गुणसूत्र विकारों का मूल परीक्षण बनी हुई है।

आरेख: डेनवर समूह A से G में 22 अलिंगसूत्र युग्मों और XX या XY का G-बैंडेड कैरियोटाइप ग्रिड, जिसमें डाउन सिंड्रोम के लिए अतिरिक्त गुणसूत्र 21 चिह्नित हो।

उदाहरण 18 (UPSC 2023, 15 अंक): गुणसूत्रों की संरचनात्मक विकृतियों के कारकों का उपयुक्त उदाहरणों सहित विवरण प्रस्तुत कीजिए ।

प्रश्नपत्र और प्रश्न: प्रश्नपत्र I, प्रश्न 8(b)

दृष्टिकोण: गुणसूत्र भंजन और दोषपूर्ण पुनर्जुड़ाव के कारण (विकिरण, रसायन, विषाणु, मरम्मत दोष, पुनर्संयोजन त्रुटियाँ) समझाएँ, फिर उन्हें उदाहरणों सहित प्रत्येक प्रकार की संरचनात्मक असामान्यता से जोड़ें।

संरचनात्मक असामान्यताएँ तब उत्पन्न होती हैं जब गुणसूत्र टूटते हैं और टूटे सिरे खो जाते हैं या गलत ढंग से जुड़ते हैं। ये संतुलित वाहक माता-पिता से वंशागत हो सकती हैं या युग्मक में नए सिरे से उत्पन्न हो सकती हैं।

कारण: (i) आयनकारी विकिरण (एक्स-किरणें, गामा किरणें), जैसा हिरोशिमा और नागासाकी के उत्तरजीवियों में बढ़ी गुणसूत्र क्षति में दिखा; (ii) बेंज़ीन, कुछ कैंसररोधी औषधियाँ और कीटनाशक जैसे रासायनिक गुणसूत्र-भंजक (क्लास्टोजन); (iii) गुणसूत्र तोड़ने वाले विषाणु; (iv) DNA मरम्मत के वंशागत दोष, यानी गुणसूत्र भंजन सिंड्रोम, जैसे फ़ैंकोनी एनीमिया, ब्लूम सिंड्रोम और एटैक्सिया टेलैंजिएक्टेसिया; (v) अर्धसूत्री विभाजन में पुनरावृत्त अनुक्रमों के बीच असमान जीन-विनिमय या गैर-युग्मविकल्पी समजात पुनर्संयोजन; (vi) संतुलित पुनर्व्यवस्था वाले माता-पिता से पृथक्करण।

परिणामी प्रकार: विलोपन, जैसे क्रि-डु-शा सिंड्रोम (5p−, बिल्ली जैसा रुदन और बौद्धिक अक्षमता) और डिजॉर्ज सिंड्रोम का 22q11.2 सूक्ष्म-विलोपन; द्विगुणन, जैसे शारकॉट-मैरी-टूथ रोग प्रकार 1A; प्रतिलोमन, परिकेंद्री या पैराकेंद्री, जो वाहकों में प्रायः हानिरहित होते हैं पर असंतुलित युग्मक बनाते हैं; पारस्परिक स्थानांतरण, जैसे दीर्घकालिक मायलॉयड ल्यूकेमिया में फ़िलाडेल्फ़िया गुणसूत्र t(9;22); रॉबर्ट्सोनियन स्थानांतरण, जैसे पारिवारिक डाउन सिंड्रोम उत्पन्न करने वाला t(14;21); वलय गुणसूत्र; और कुछ टर्नर मामलों में i(Xq) जैसे समगुणसूत्र।

कारण की पहचान परामर्श के लिए महत्वपूर्ण है, क्योंकि वंशागत पुनर्व्यवस्थाएँ पुनरावृत्ति का जोखिम रखती हैं जबकि छिटपुट नहीं।

उदाहरण 19 (UPSC 2021, 15 अंक): "क्रोमोसोमल विपथन मानव शरीर और दिमाग पर कहर बरपा सकते हैं ।" उपयुक्त उदाहरणों सहित स्पष्ट कीजिए ।

प्रश्नपत्र और प्रश्न: प्रश्नपत्र I, प्रश्न 4(c)

दृष्टिकोण: संख्यात्मक और संरचनात्मक विपथनों के उदाहरणों सहित शरीर (विकृति, बाँझपन, कैंसर, गर्भ-हानि) और मन (बौद्धिक और व्यवहारगत प्रभाव) पर उनके प्रभाव दिखाएँ, साथ ही XYY अपराधी जैसे मिथकों और यह कि कुछ वाहक सामान्य होते हैं, बताएँ।

चूँकि प्रत्येक गुणसूत्र सैकड़ों जीन वहन करता है, उसके अंश की भी वृद्धि या हानि जीन मात्रा को बिगाड़ती है और शरीर तथा मस्तिष्क दोनों के विकास को बाधित करती है। गुणसूत्र विपथन पहली तिमाही के लगभग आधे गर्भपातों और लगभग 150 जीवित जन्मों में 1 में होते हैं।

शरीर पर विनाश: डाउन सिंड्रोम (ट्राइसोमी 21) हृदय दोष, कम पेशी-तान, ल्यूकेमिया जोखिम और शीघ्र वार्धक्य लाता है; एडवर्ड्स और पटाऊ सिंड्रोम अनेक विकृतियाँ और शीघ्र मृत्यु उत्पन्न करते हैं; टर्नर सिंड्रोम (45,X) छोटा कद, अंडाशय विफलता और हृदय दोष उत्पन्न करता है; क्लाइनफ़ेल्टर सिंड्रोम (47,XXY) बाँझपन उत्पन्न करता है; संतुलित स्थानांतरण बार-बार गर्भपात कराते हैं; और फ़िलाडेल्फ़िया गुणसूत्र जैसे अर्जित परिवर्तन कैंसर को बढ़ाते हैं।

मन पर विनाश: बौद्धिक अक्षमता अलिंगसूत्री असंतुलन का सबसे सामान्य प्रभाव है, जैसे डाउन सिंड्रोम और क्रि-डु-शा सिंड्रोम में। कुछ विलोपन विशिष्ट व्यवहार देते हैं: विलियम्स सिंड्रोम (7q11.23) कमजोर स्थानिक कौशल के साथ उल्लेखनीय मिलनसारिता लाता है; प्रेडर-विली सिंड्रोम बाध्यकारी भोजन लाता है; 22q11.2 विलोपन स्किज़ोफ़्रेनिया का जोखिम बढ़ाता है। क्लाइनफ़ेल्टर पुरुषों में भाषा और अधिगम कठिनाइयाँ हो सकती हैं, जबकि टर्नर स्त्रियों में सामान्यतः स्थानिक कठिनाइयों के साथ सामान्य बुद्धि होती है।

सावधानी: 1965 का यह दावा कि XYY पुरुष अपराध की ओर प्रवृत्त होते हैं, खंडित हो चुका है, और संतुलित पुनर्व्यवस्थाओं के वाहक तथा लिंग-गुणसूत्र असुगुणिता वाले अनेक लोग सामान्य जीवन जीते हैं। शीघ्र निदान, चिकित्सा और समावेशी देखभाल इस विनाश को बहुत घटाते हैं।

उदाहरण 20 (UPSC 2020, 15 अंक): लिंग गुणसूत्रों में संख्यात्मक विपथन कैसे आनुवंशिक विकारों का कारण हो सकते हैं ?

प्रश्नपत्र और प्रश्न: प्रश्नपत्र I, प्रश्न 6(c)

दृष्टिकोण: समझाएँ कि किसी भी माता-पिता में अविसंयोजन लिंग-गुणसूत्र असुगुणिताएँ कैसे उत्पन्न करता है, परिणामी विकारों का वर्णन करें, और X निष्क्रियण तथा Y गुणसूत्र की भूमिका समझाएँ; अविसंयोजन आरेख सहायक है।

लिंग गुणसूत्रों के संख्यात्मक विपथन मुख्यतः अविसंयोजन से उत्पन्न होते हैं, यानी किसी भी माता-पिता में अर्धसूत्री विभाजन I या II में X या Y गुणसूत्रों का अलग न होना (या प्रारंभिक समसूत्री विभाजन में, जिससे मोज़ेक बनते हैं)। परिणामी युग्मक दो लिंग गुणसूत्र या कोई नहीं वहन करता है, और निषेचन असामान्य संख्या वाला भ्रूण देता है।

विकार: (i) टर्नर सिंड्रोम (45,X; लगभग 2,500 स्त्री जन्मों में 1), प्रायः पितृ लिंग गुणसूत्र की हानि से: छोटा कद, जालीदार गर्दन, अविकसित अंडाशय, यौवन का अभाव और बाँझपन, महाधमनी का संकुचन; (ii) क्लाइनफ़ेल्टर सिंड्रोम (47,XXY; लगभग 600 से 1,000 पुरुषों में 1), मातृ या पितृ अविसंयोजन से: लंबा कद, छोटे वृषण, कम टेस्टोस्टेरोन, बाँझपन और कभी-कभी स्तन विकास; (iii) 47,XYY, पितृ अर्धसूत्री विभाजन II की त्रुटि से: लंबे, सामान्यतः सामान्य पुरुष; (iv) 47,XXX: लंबी, सामान्यतः सामान्य स्त्रियाँ; (v) 48,XXXY और 49,XXXXY जैसे रूप, जिनमें प्रत्येक अतिरिक्त X बौद्धिक अक्षमता बढ़ाता है।

रोग की क्रियाविधि: लायन परिकल्पना (1961) के अनुसार एक को छोड़ सभी X गुणसूत्र बार पिंडों के रूप में निष्क्रिय होते हैं, अतः अतिरिक्त X अंशतः निष्क्रिय रहते हैं; लक्षण निष्क्रियण से बचने वाले जीनों से उत्पन्न होते हैं, जैसे SHOX (टर्नर में कम प्रतियाँ, क्लाइनफ़ेल्टर में अधिक)। Y पर स्थित SRY जीन पुरुषत्व निर्धारित करता है, अतः Y वाला कोई भी कैरियोटाइप पुरुष होता है।

आरेख: माता-पिता में अर्धसूत्री विभाजन, जिसमें सामान्य विसंयोजन के बगल में XX और O युग्मक बनाने वाला अविसंयोजन हो, और उनके संलयन से XXY और XO युग्मनज बनें।

उदाहरण 21 (UPSC 2018, 20 अंक): अलिंगसूत्रों (ऑटोसोम्स) की संरचनात्मक विसंगतियों के तंत्रों का रेखाचित्र द्वारा वर्णन कीजिए ।

प्रश्नपत्र और प्रश्न: प्रश्नपत्र I, प्रश्न 7(a)

दृष्टिकोण: समझाएँ कि भंजन और दोषपूर्ण पुनर्जुड़ाव अलिंगसूत्रों की प्रत्येक संरचनात्मक विसंगति (विलोपन, द्विगुणन, प्रतिलोमन, स्थानांतरण, वलय, समगुणसूत्र) कैसे उत्पन्न करते हैं, प्रत्येक की क्रियाविधि, परिणाम और उदाहरण सहित, और प्रत्येक का आरेख बनाएँ।

संरचनात्मक विसंगतियाँ तब उत्पन्न होती हैं जब एक या अधिक गुणसूत्र टूटते हैं और खंड खो जाते हैं या नई व्यवस्था में जुड़ते हैं, विकिरण, रसायनों, दोषपूर्ण मरम्मत या अर्धसूत्री विभाजन में पुनरावृत्त अनुक्रमों के बीच असमान पुनर्संयोजन से। ये संतुलित (पदार्थ की हानि या वृद्धि नहीं) या असंतुलित हो सकती हैं।

(i) विलोपन: एक या दो भंजनों के बाद अंतस्थ या मध्यवर्ती खंड खो जाता है। क्रि-डु-शा सिंड्रोम (5p−) बिल्ली जैसा रुदन, लघुशीर्षता और बौद्धिक अक्षमता उत्पन्न करता है; वुल्फ़-हिर्शहॉर्न सिंड्रोम 4p− से होता है; 22q11.2 जैसे सूक्ष्म-विलोपन डिजॉर्ज सिंड्रोम उत्पन्न करते हैं। (ii) द्विगुणन: कोई खंड दोहराया जाता है, सामान्यतः असमान जीन-विनिमय से, जो साथ ही पारस्परिक विलोपन भी बनाता है; द्विगुणन सामान्यतः विलोपनों से हल्के होते हैं।

(iii) प्रतिलोमन: कोई खंड दो बिंदुओं पर टूटकर 180 अंश घूमने के बाद जुड़ता है। पैराकेंद्री प्रतिलोमन में गुणसूत्रबिंदु शामिल नहीं होता, परिकेंद्री में होता है; inv(9) एक सामान्य हानिरहित रूप है। वाहक स्वस्थ होते हैं, पर अर्धसूत्री विभाजन में प्रतिलोमन लूप के भीतर जीन-विनिमय असंतुलित युग्मक और गर्भपात उत्पन्न करता है।

(iv) स्थानांतरण: पारस्परिक स्थानांतरण में असमजात गुणसूत्रों के बीच खंडों का आदान-प्रदान होता है, जैसे दीर्घकालिक मायलॉयड ल्यूकेमिया का फ़िलाडेल्फ़िया गुणसूत्र t(9;22)। रॉबर्ट्सोनियन स्थानांतरण में दो अग्रकेंद्री गुणसूत्र (13, 14, 15, 21, 22) अपने गुणसूत्रबिंदुओं पर जुड़ जाते हैं; संतुलित t(14;21) वाहक में 45 गुणसूत्र होते हैं और उसकी संतान को स्थानांतरण डाउन सिंड्रोम हो सकता है।

(v) वलय गुणसूत्र: दोनों सिरों पर भंजन होता है और चिपचिपे सिरे जुड़ जाते हैं, अंतस्थ खंड खो जाते हैं। (vi) समगुणसूत्र: गुणसूत्रबिंदु अनुप्रस्थ रूप से विभाजित होकर दो समान भुजाएँ बनाता है, जैसे कुछ टर्नर मामलों में i(Xq) या पैलिस्टर-किलियन सिंड्रोम में i(12p)।

आरेख: ABCDEF अक्षरों वाले खंडों के युग्मित आरेखों की पंक्ति, जिसमें विलोपन (ABEF), द्विगुणन (ABCDCDEF), प्रतिलोमन (ADCBEF), दो गुणसूत्रों के बीच पारस्परिक आदान-प्रदान, दो अग्रकेंद्रियों का रॉबर्ट्सोनियन संलयन, वलय और समगुणसूत्र दिखें।

कैरियोटाइपिंग, FISH और माइक्रोऐरे इन विसंगतियों का पता लगाते हैं, और संतुलित वाहकों की पहचान आनुवंशिक परामर्श के लिए आवश्यक है।

उदाहरण 22 (UPSC 2016, 15 अंक): आनुवंशिक विकारों के लिए, परेक्षण (स्क्रीनिंग) और उपबोधन के महत्त्व को स्पष्ट कीजिए ।

प्रश्नपत्र और प्रश्न: प्रश्नपत्र I, प्रश्न 7(b)

दृष्टिकोण: आनुवंशिक जाँच और परामर्श की परिभाषा दें, जाँच के प्रकार और परामर्श के चरण समझाएँ, उदाहरणों (भारतीय कार्यक्रमों सहित) से उनका महत्व दिखाएँ, और नैतिक प्रश्न बताएँ।

आनुवंशिक जाँच जनसंख्याओं या समूहों का व्यवस्थित परीक्षण है ताकि आनुवंशिक विकार वाले या उसके जोखिम वाले लोगों की पहचान हो; आनुवंशिक परामर्श, जिसे शेल्डन रीड ने 1947 में यह नाम दिया, वह संप्रेषण प्रक्रिया है जो व्यक्तियों और परिवारों को जोखिम, उसके निहितार्थ और उनके विकल्प समझने में सहायता करती है।

जाँच के प्रकार: नवजात जाँच (फ़ेनिलकीटोनूरिया, जन्मजात अवटु-अल्पक्रियता, G6PD की कमी); वाहक जाँच (थैलेसीमिया, सिकल-सेल लक्षण); प्रसवपूर्व जाँच और निदान (अल्ट्रासाउंड, मातृ सीरम परीक्षण, गैर-आक्रामक प्रसवपूर्व परीक्षण, जरायु अंकुर प्रतिचयन और उल्बवेधन); और प्रत्यारोपण-पूर्व निदान।

परामर्श में वंशवृक्ष निर्माण, निदान, जोखिम आकलन, विकल्पों की व्याख्या और सहायता शामिल हैं, जो गैर-निर्देशात्मक ढंग से दी जाती है।

महत्व: साइप्रस और सार्डिनिया में वाहक जाँच और परामर्श ने थैलेसीमिया मेजर वाले बच्चों के जन्म में तीव्र कमी की; भारत में राष्ट्रीय सिकल सेल एनीमिया उन्मूलन मिशन (2023) जनजातीय क्षेत्रों में लोगों की जाँच करता है और राष्ट्रीय बाल स्वास्थ्य कार्यक्रम (2013) बच्चों में जन्म दोषों की जाँच करता है। शीघ्र पहचान उपचार संभव बनाती है, जहाँ समुदाय स्वीकार करें वहाँ दो वाहकों के विवाह से बचाती है, और पारिवारिक तथा सार्वजनिक स्वास्थ्य भार घटाती है।

नैतिक प्रश्न: सहमति, गोपनीयता, वाहकों का कलंक, और लिंग चयन के लिए प्रसवपूर्व परीक्षणों का दुरुपयोग, जो PCPNDT अधिनियम 1994 द्वारा निषिद्ध है। अतः जाँच स्वैच्छिक और परामर्श से जुड़ी होनी चाहिए।

उदाहरण 23 (UPSC 2015, 10 अंक): डाउन का संलक्षण।

प्रश्नपत्र और प्रश्न: प्रश्नपत्र I, प्रश्न 5(b)

दृष्टिकोण: डाउन सिंड्रोम की परिभाषा दें, इसके कोशिकानुवंशिक प्रकार, लक्षण, मातृ आयु से संबंध और निदान बताएँ, और प्रबंधन से समाप्त करें।

डाउन सिंड्रोम, जिसका वर्णन जॉन लैंगडन डाउन ने 1866 में किया और जेरोम लेज्यून ने 1959 में दिखाया कि यह अतिरिक्त गुणसूत्र 21 से होता है, बौद्धिक अक्षमता का सबसे सामान्य गुणसूत्री कारण है, जो लगभग 700 से 800 जीवित जन्मों में 1 में होता है।

कोशिकानुवंशिक प्रकार: अविसंयोजन से, अधिकतर मातृ अर्धसूत्री विभाजन I में, मुक्त ट्राइसोमी 21 (47,+21, लगभग 95 प्रतिशत); रॉबर्ट्सोनियन स्थानांतरण (लगभग 4 प्रतिशत), प्रायः t(14;21), जो संतुलित वाहक माता-पिता से वंशागत हो सकता है; और मोज़ेकता (1 से 2 प्रतिशत), सामान्यतः हल्की।

लक्षण: चपटी चेहरे की रूपरेखा, एपिकैंथिक वलन सहित ऊपर की ओर तिरछी आँखें, छोटे कान, बाहर निकली जीभ, एक हथेली रेखा, छोटा कद, कम पेशी-तान, बौद्धिक अक्षमता, जन्मजात हृदय दोष, ल्यूकेमिया और शीघ्र अल्ज़ाइमर रोग का बढ़ा जोखिम।

जोखिम मातृ आयु के साथ बढ़ता है, 20 वर्ष पर लगभग 1,500 में 1 से 40 वर्ष पर लगभग 100 में 1 तक। निदान जाँच परीक्षणों और कैरियोटाइपिंग से होता है। शीघ्र हस्तक्षेप, हृदय शल्य-चिकित्सा और समावेशी शिक्षा ने जीवन प्रत्याशा को लगभग 60 वर्ष तक बढ़ा दिया है।

उदाहरण 24 (UPSC 2015, 15 अंक): मनुष्य में गुणसूत्री विपथनों पर, उदाहरणों के साथ स्पष्ट करते हुए, चर्चा कीजिये।

प्रश्नपत्र और प्रश्न: प्रश्नपत्र I, प्रश्न 6(c)

दृष्टिकोण: गुणसूत्र विपथनों की परिभाषा दें, उन्हें क्रियाविधियों सहित संख्यात्मक (असुगुणिता, बहुगुणिता) और संरचनात्मक प्रकारों में वर्गीकृत करें, प्रत्येक को मानव उदाहरणों से स्पष्ट करें, और पहचान तथा महत्व बताएँ।

गुणसूत्र विपथन गुणसूत्रों की संख्या या संरचना में ऐसे परिवर्तन हैं जो एक साथ अनेक जीनों की मात्रा या व्यवस्था बदल देते हैं। ये लगभग 150 जीवित जन्मों में 1 में और शीघ्र गर्भपातों के लगभग आधे में पाए जाते हैं।

संख्यात्मक: (i) अविसंयोजन से असुगुणिता: डाउन (+21), एडवर्ड्स (+18) और पटाऊ (+13) जैसी ट्राइसोमी; टर्नर (45,X), क्लाइनफ़ेल्टर (47,XXY), 47,XYY और 47,XXX जैसी लिंग-गुणसूत्र स्थितियाँ; अलिंगसूत्री एकसूत्रताएँ घातक हैं। अधिकांश ट्राइसोमी मातृ अर्धसूत्री विभाजन I में उत्पन्न होती हैं और मातृ आयु बढ़ने के साथ अधिक सामान्य होती हैं। (ii) बहुगुणिता, जैसे दो शुक्राणुओं द्वारा निषेचन से त्रिगुणिता (69 गुणसूत्र), सामान्यतः गर्भपात में समाप्त होती है। (iii) मोज़ेकता, एक व्यक्ति में दो कोशिका-वंश, हल्के लक्षण देती है।

संरचनात्मक: विलोपन (क्रि-डु-शा, 5p−), द्विगुणन, प्रतिलोमन (परिकेंद्री inv(9), अधिकतर हानिरहित), पारस्परिक स्थानांतरण (ल्यूकेमिया में फ़िलाडेल्फ़िया गुणसूत्र), रॉबर्ट्सोनियन स्थानांतरण (पारिवारिक डाउन सिंड्रोम), वलय गुणसूत्र और समगुणसूत्र। कारणों में विकिरण, रसायन और दोषपूर्ण मरम्मत शामिल हैं।

पहचान कैरियोटाइपिंग, FISH और गुणसूत्री माइक्रोऐरे से होती है; प्रसवपूर्व निदान और परामर्श अधिक आयु की माताओं या संतुलित वाहकों जैसे उच्च जोखिम वाले परिवारों की सहायता करते हैं। इस प्रकार विपथन अनेक विकृतियों, बाँझपन, बौद्धिक अक्षमता और कुछ कैंसरों की व्याख्या करते हैं।

उदाहरण 25 (UPSC 2014, 10 अंक): आनुवंशिक उपबोधन (जेनेटिक काउन्सिलिंग)

प्रश्नपत्र और प्रश्न: प्रश्नपत्र I, प्रश्न 5(b)

दृष्टिकोण: आनुवंशिक परामर्श की परिभाषा दें, इसके उद्देश्य, चरण और संकेत, इसके सिद्धांत (गैर-निर्देशात्मकता), भारतीय प्रासंगिकता और नैतिक प्रश्न बताएँ।

आनुवंशिक परामर्श, जिसे शेल्डन रीड ने 1947 में यह नाम दिया, व्यक्तियों और परिवारों को किसी आनुवंशिक विकार के चिकित्सीय, मनोवैज्ञानिक और पारिवारिक निहितार्थ, उसके होने या पुनरावृत्ति के जोखिम और उपलब्ध विकल्पों को समझने में सहायता की प्रक्रिया है।

संकेत: जन्म दोष या आनुवंशिक रोग वाला पिछला बच्चा, थैलेसीमिया, हीमोफ़ीलिया या पेशीय दुष्पोषण जैसे विकारों का पारिवारिक इतिहास, सगोत्र विवाह, अधिक मातृ आयु, बार-बार गर्भपात और असामान्य प्रसवपूर्व जाँच।

चरण: इतिहास और वंशवृक्ष निर्माण, नैदानिक, कोशिकानुवंशिक या आणविक परीक्षणों से सटीक निदान, जोखिम आकलन (उदाहरण के लिए किसी अप्रभावी रोग के दो वाहकों के लिए 25 प्रतिशत), प्रसवपूर्व निदान, दत्तक-ग्रहण या उपचार जैसे विकल्पों की व्याख्या, और अनुवर्ती सहायता। परामर्श गैर-निर्देशात्मक होना चाहिए, जो दंपति के अपने निर्णय का सम्मान करे।

भारत में यह थैलेसीमिया और सिकल-सेल रोग के लिए अत्यावश्यक है, पर परामर्शदाता कम हैं और PCPNDT अधिनियम 1994 लिंग चयन के लिए दुरुपयोग से रक्षा करता है।

उदाहरण 26 (UPSC 2014, 15 अंक): मानवों में टर्नर और क्लाइनफैल्टर संलक्षणों (सिन्ड्रोम्स) का वर्णन कीजिए ।

प्रश्नपत्र और प्रश्न: प्रश्नपत्र I, प्रश्न 6(b)

दृष्टिकोण: दोनों सिंड्रोम का समानांतर वर्णन करें: खोज, कैरियोटाइप और उत्पत्ति, शारीरिक और मानसिक लक्षण, बार पिंड निष्कर्ष, रूपांतर और प्रबंधन; तुलना सहायक है।

टर्नर और क्लाइनफ़ेल्टर सिंड्रोम सबसे सामान्य लिंग-गुणसूत्र असुगुणिताएँ हैं, जो दोनों मुख्यतः युग्मक निर्माण या प्रारंभिक कोशिका विभाजन के दौरान लिंग गुणसूत्रों के अविसंयोजन से उत्पन्न होती हैं।

टर्नर सिंड्रोम: हेनरी टर्नर द्वारा 1938 में वर्णित; कैरियोटाइप 45,X (लगभग आधे मामले), मोज़ेक (45,X/46,XX) और i(Xq) जैसे संरचनात्मक रूपों सहित। यह लगभग 2,500 स्त्री जन्मों में 1 को प्रभावित करता है, यद्यपि अधिकांश 45,X गर्भ गिर जाते हैं। लक्षण: छोटा कद (अंशतः एकल SHOX जीन से), जालीदार गर्दन, नीची केश-रेखा, चौड़ी ढाल जैसी छाती, जन्म के समय सूजे हाथ-पैर, यौवन के अभाव और बाँझपन सहित अविकसित अंडाशय, महाधमनी का संकुचन और वृक्क विसंगतियाँ। बुद्धि सामान्यतः सामान्य होती है, स्थानिक कार्यों में कुछ कठिनाई के साथ। मुख-लेप में कोई बार पिंड नहीं दिखता। वृद्धि हार्मोन और एस्ट्रोजन चिकित्सा सहायक हैं।

क्लाइनफ़ेल्टर सिंड्रोम: हैरी क्लाइनफ़ेल्टर द्वारा 1942 में वर्णित; कैरियोटाइप 47,XXY, 48,XXXY और 49,XXXXY रूपों सहित। यह लगभग 600 से 1,000 पुरुषों में 1 को प्रभावित करता है। लक्षण: लंबी टाँगों सहित लंबा कद, छोटे दृढ़ वृषण, कम टेस्टोस्टेरोन, कम शरीर-रोम, कभी-कभी स्तन-वृद्धि, और बाँझपन उत्पन्न करने वाला शुक्राणु-अभाव; भाषा और अधिगम कठिनाइयाँ हो सकती हैं, जो प्रत्येक अतिरिक्त X के साथ बढ़ती हैं। मुख-लेप में एक बार पिंड दिखता है। टेस्टोस्टेरोन चिकित्सा और सहायक प्रजनन सहायक हैं।

दोनों दिखाते हैं कि लिंग-गुणसूत्र असंतुलन अलिंगसूत्री असंतुलन से हल्का होता है, क्योंकि अतिरिक्त X गुणसूत्र निष्क्रिय हो जाते हैं।