അദ്ധ്യായം 1: ജീവന്റെ ജനിതകം (Genetics of Life)

I. ജനിതകശാസ്ത്രത്തിന്റെയും DNA യുടെയും അടിസ്ഥാനതത്വങ്ങൾ

A. ജീൻ എഡിറ്റിംഗും DNA യുടെ ഘടനയും

• ജീൻ എഡിറ്റിംഗിനുള്ള (Gene Editing) രീതിശാസ്ത്രം വികസിപ്പിച്ചതിന് 2020-ലെ രസതന്ത്രത്തിനുള്ള നോബൽ സമ്മാനം ഇമ്മാനുവൽ ഷാർപ്പന്റിയറും ജെന്നിഫർ ഡൗഡ്നയും പങ്കിട്ടു.
• ക്രിസ്പർ-കാസ് 9 (CRISPR-Cas 9) എന്നാണ് ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ അറിയപ്പെടുന്നത്. ഇത് ഡി.എൻ.എ-യിലെ ജീനുകളിൽ അഭിലഷണീയമായ മാറ്റങ്ങൾ വരുത്താൻ സഹായിക്കുന്ന ഒരു ജീൻ എഡിറ്റിംഗ് പ്രക്രിയയാണ്.
• ഈ കണ്ടുപിടുത്തം ജനിതകരോഗങ്ങളുടെ ചികിത്സ, അർബുദ ചികിത്സ, കീടങ്ങളെയും രോഗങ്ങളെയും പ്രതിരോധിക്കുന്ന വിളകളുടെ വികസനം തുടങ്ങിയ മേഖലകളിൽ വിപ്ലവകരമായ മുന്നേറ്റങ്ങൾക്ക് വഴിവെക്കുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.
• ഡി.എൻ.എ-യെയും (ഡിയോക്സിറൈബോ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ്) ജീനുകളെയും കുറിച്ചുള്ള ആഴത്തിലുള്ള ധാരണയാണ് ജീൻ എഡിറ്റിംഗിന് വഴിയൊരുക്കിയത്.
• ഡി.എൻ.എ-യുടെ ഇരട്ട ഗോവണി മാതൃക (double helical model) 1953-ൽ അവതരിപ്പിച്ചത് ജെയിംസ് വാട്സണും ഫ്രാൻസിസ് ക്രിക്കും ചേർന്നാണ്. റോസലിൻഡ് ഫ്രാങ്ക്ലിൻ, മോറിസ് വിൽക്കിൻസ് എന്നിവരുടെ എക്സ്-റേ ഡിഫ്രാക്ഷൻ പഠനങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ് അവർ ഈ ഘടന രൂപപ്പെടുത്തിയത്.

B. DNA, RNA എന്നിവയുടെ ഘടകങ്ങൾ

• ഡി.എൻ.എ-യുടെ അടിസ്ഥാന നിർമ്മാണ ഘടകമാണ് ന്യൂക്ലിയോടൈഡ് (Nucleotide).
• ഓരോ ന്യൂക്ലിയോടൈഡിലും ഒരു ഡിയോക്സിറൈബോസ് പഞ്ചസാര, ഒരു ഫോസ്ഫേറ്റ് തന്മാത്ര, ഒരു നൈട്രജൻ ബേസ് എന്നിവ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.
• അഡിനിൻ (A), ഗ്വാനിൻ (G), സൈറ്റോസിൻ (C), തൈമിൻ (T) എന്നിവയാണ് ഡി.എൻ.എ-യിൽ കാണുന്ന നൈട്രജൻ ബേസുകൾ.
• ഡി.എൻ.എ-യുടെ ഇഴകൾ (strands) പഞ്ചസാരയും ഫോസ്ഫേറ്റും ചേർന്നാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്. ഇതിലെ പടികൾ നൈട്രജൻ ബേസുകൾ ജോഡി ചേർന്നാണ് രൂപപ്പെടുന്നത്.
• ന്യൂക്ലിയോടൈഡുകളാൽ നിർമ്മിതമായ മറ്റൊരുതരം ന്യൂക്ലിക് ആസിഡാണ് ആർ.എൻ.എ (റൈബോ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ്).
• ആർ.എൻ.എ ന്യൂക്ലിയോടൈഡുകളിൽ റൈബോസ് പഞ്ചസാര, ഫോസ്ഫേറ്റ് ഗ്രൂപ്പ്, നൈട്രജൻ ബേസുകളായ അഡിനിൻ, ഗ്വാനിൻ, സൈറ്റോസിൻ, യുറാസിൽ (U) എന്നിവ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.
• മിക്ക ആർ.എൻ.എ-കൾക്കും ഒരൊറ്റ ഇഴ മാത്രമേയുള്ളൂ.

C. ജീനുകളും ക്രോമസോമുകളും

• ഡി.എൻ.എ-യിലെ ന്യൂക്ലിയോടൈഡുകളുടെ ഒരു പ്രത്യേക ക്രമീകരണമാണ് ജീൻ (Gene).
• ശരീരത്തിന്റെ സവിശേഷ സ്വഭാവങ്ങൾ രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിനും രാസപ്രവർത്തനങ്ങളെ നിയന്ത്രിക്കുന്നതിനും ആവശ്യമായ മാംസ്യങ്ങൾ (proteins) നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള നിർദ്ദേശങ്ങൾ നൽകുന്നത് ജീനുകളാണ്.
• ക്രോമസോമിന്റെ (chromosome) പ്രധാന ഘടകങ്ങൾ ഡി.എൻ.എ-യും ഹിസ്റ്റോൺ എന്ന മാംസ്യവുമാണ്.
• ക്രോമസോം രൂപീകരണം: എട്ട് ഹിസ്റ്റോൺ തന്മാത്രകൾ ചേർന്ന് ഒരു ഹിസ്റ്റോൺ ഒക്ടമർ ഉണ്ടാകുന്നു. ഡി.എൻ.എ ഇഴകൾ ഇതിനുചുറ്റും പൊതിഞ്ഞ് ന്യൂക്ലിയോസോം (nucleosome) എന്ന ഘടന രൂപപ്പെടുന്നു. എണ്ണമറ്റ ന്യൂക്ലിയോസോമുകൾ ചുറ്റിപ്പിണഞ്ഞാണ് ക്രോമസോമുകൾ ഉണ്ടാകുന്നത്.
• സെൻട്രോമിയർ (centromere) വഴി പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിച്ചിട്ടുള്ള ഒരു ക്രോമസോമിന്റെ ഭാഗങ്ങളാണ് ക്രോമാറ്റിഡുകൾ (Chromatids).

D. മനുഷ്യനിലെ ക്രോമസോമുകളും ജനിതകഘടനയും

• ശാരീരിക സ്വഭാവങ്ങളെ നിയന്ത്രിക്കുന്ന 22 ജോഡി കായിക ക്രോമസോമുകൾ (somatic chromosomes) മനുഷ്യനിലുണ്ട്. ഒരേപോലെയുള്ള ഒരു ജോഡി ക്രോമസോമുകളെ സമജാത ക്രോമസോമുകൾ (homologous chromosome) എന്ന് പറയുന്നു. ഇതിൽ ഒരെണ്ണം മാതാവിൽ നിന്നും മറ്റൊന്ന് പിതാവിൽ നിന്നും ലഭിച്ചതായിരിക്കും.
• ലിംഗനിർണ്ണയ ക്രോമസോമുകളായ (Sex Chromosomes) X, Y എന്നിവയാണ് ലിംഗനിർണ്ണയത്തിന് സഹായിക്കുന്നത്.
• സ്ത്രീകളിലെ സാധാരണ ജനിതകഘടന 44 + XX എന്നും പുരുഷന്മാരിലേത് 44 + XY എന്നും ആണ്.
• ജനിതകഘടനയിലെ വ്യതിയാനങ്ങൾ:
  • ടർണർ സിൻഡ്രോം (Turner syndrome) (44 + X0): ഒരു X ക്രോമസോം മാത്രമുള്ള സ്ത്രീകൾ.
  • ക്ലൈൻഫെൽറ്റർ സിൻഡ്രോം (Klinefelter syndrome) (44 + XXY): രണ്ട് X ക്രോമസോമും ഒരു Y ക്രോമസോമും ഉള്ള പുരുഷന്മാർ.

II. മാംസ്യസംശ്ലേഷണം (Protein Synthesis)

ജീനുകളുടെ പ്രവർത്തനഫലമായാണ് മാംസ്യസംശ്ലേഷണം നടക്കുന്നത്.

ഘട്ടം	സ്ഥാനം	പ്രക്രിയ	ഉൾപ്പെട്ട ഘടകങ്ങൾ
1. പകർത്തിയെഴുതൽ (Transcription)	മർമ്മം (Nucleus)	ഡി.എൻ.എ-യിലെ ജീനിൽ നിന്ന് വിവിധ എൻസൈമുകളുടെ സഹായത്തോടെ mRNA (messenger RNA) രൂപപ്പെടുന്നു. മാംസ്യനിർമ്മാണത്തിനുള്ള സന്ദേശം വഹിക്കുന്നത് mRNA ആണ്.	DNA, mRNA, എൻസൈമുകൾ
2. തർജ്ജമ (Translation)	കോശദ്രവ്യം (Cytoplasm)	mRNA-യിലെ സന്ദേശമനുസരിച്ച് tRNA (transfer RNA), അമിനോ ആസിഡുകളെ റൈബോസോമിൽ എത്തിക്കുന്നു. റൈബോസോമിലെ rRNA (ribosomal RNA) അമിനോ ആസിഡുകളെ കൂട്ടിച്ചേർത്ത് മാംസ്യം നിർമ്മിക്കുന്നു.	mRNA, tRNA, റൈബോസോം (rRNA), അമിനോ ആസിഡുകൾ

III. മെൻഡലിയൻ, നോൺ-മെൻഡലിയൻ ജനിതകശാസ്ത്രം

A. ജനിതകശാസ്ത്രത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനം

• ജീനുകൾ, പാരമ്പര്യം (heredity), വ്യതിയാനം (variation) എന്നിവയെക്കുറിച്ച് പഠിക്കുന്ന ശാസ്ത്രശാഖയാണ് ജനിതകശാസ്ത്രം (Genetics).
• ഗ്രിഗർ ജൊഹാൻ മെൻഡൽ ആണ് ജനിതകശാസ്ത്രത്തിന്റെ പിതാവ്.
• സ്വഭാവങ്ങൾ തലമുറകളിലേക്ക് കൈമാറുന്നത് ചില ഘടകങ്ങളിലൂടെയാണ് (factors) എന്ന് മെൻഡൽ അനുമാനിച്ചു (ഇവയെയാണ് ഇന്ന് ജീനുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നത്).
• ഒരു സ്വഭാവത്തെ നിർണ്ണയിക്കുന്ന ഒരു ജീനിന്റെ വ്യത്യസ്ത രൂപങ്ങളാണ് അല്ലീലുകൾ (Alleles).
• ഒരു ജീവിയുടെ ദൃശ്യമായ സ്വഭാവമാണ് പ്രകടരൂപം (Phenotype).
• ഈ സ്വഭാവത്തിന് കാരണമായ ജനിതക ഘടനയാണ് ജനിതകരൂപം (Genotype).

B. മെൻഡലിന്റെ തത്വങ്ങൾ

• ഏകസങ്കരണ (Monohybrid Cross) നിഗമനങ്ങൾ:
  • വ്യത്യസ്ത ഗുണങ്ങളുള്ള ചെടികളെ വർഗ്ഗസങ്കരണം നടത്തുമ്പോൾ, ഒന്നാം തലമുറയിൽ (F1) പ്രകടഗുണം (dominant trait) മാത്രം പ്രത്യക്ഷപ്പെടുകയും ഗുപ്തഗുണം (recessive trait) മറഞ്ഞിരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
  • രണ്ടാം തലമുറയിൽ (F2) പ്രകടഗുണവും ഗുപ്തഗുണവും തമ്മിലുള്ള അനുപാതം 3:1 ആയിരിക്കും.
• ദ്വിസങ്കരണ (Dihybrid Cross) നിഗമനം: രണ്ടോ അതിലധികമോ വ്യത്യസ്ത സ്വഭാവങ്ങൾ ഒരുമിച്ച് അടുത്ത തലമുറയിലേക്ക് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുമ്പോൾ, ഓരോ സ്വഭാവവും കൂടിക്കലരാതെ സ്വതന്ത്രമായി പ്രേഷണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു.

C. നോൺ-മെൻഡലിയൻ പാരമ്പര്യം

പാരമ്പര്യ രീതി	പ്രത്യേകതയും കാരണവും	ഉദാഹരണം
അപൂർണ്ണ പ്രകടനം (Incomplete Dominance)	ഒരു പ്രകടഗുണത്തിന് ഗുപ്തഗുണത്തെ പൂർണ്ണമായി മറയ്ക്കാൻ കഴിയില്ല.	നാലുമണിച്ചെടിയിലെ ചുവപ്പും വെളുപ്പും പൂക്കൾ ചേർന്ന് പിങ്ക് പൂക്കൾ ഉണ്ടാകുന്നത്.
സഹ-പ്രകടനം (Co-dominance)	രണ്ട് അല്ലീലുകളും ഒരേ സമയം അവയുടെ സ്വഭാവങ്ങൾ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു.	കന്നുകാലികളിലെ റോൺ നിറം; മനുഷ്യരിലെ ABO രക്തഗ്രൂപ്പ് നിർണ്ണയം.
ഒന്നിലധികം അല്ലീലുകൾ (Multiple Allelism)	ഒരു സ്വഭാവത്തെ നിർണ്ണയിക്കുന്ന ജീനിന് രണ്ടിൽ കൂടുതൽ അല്ലീലുകൾ ഉണ്ടാകുന്നു.	മനുഷ്യനിലെ ABO രക്തഗ്രൂപ്പ് (IA, IB, i എന്നീ മൂന്ന് അല്ലീലുകൾ).
ബഹുജീൻ പാരമ്പര്യം (Polygenic inheritance)	ഒന്നിൽ കൂടുതൽ ജീനുകൾ ഒരു സ്വഭാവത്തെ നിയന്ത്രിക്കുന്നു.	മനുഷ്യനിലെ തൊലിനിറത്തിലുള്ള വ്യത്യാസം.

IV. വ്യതിയാനത്തിന് കാരണമാകുന്ന ജനിതക പ്രക്രിയകൾ

• 1. മുറിഞ്ഞുമാറൽ (Crossing Over): ഊനഭംഗത്തിന്റെ (meiosis) ആദ്യഘട്ടത്തിൽ സംഭവിക്കുന്നു. സമജാത ക്രോമസോമുകൾ ജോഡിചേർന്ന് അവയുടെ ഭാഗങ്ങൾ പരസ്പരം കൈമാറ്റം ചെയ്യുന്നു. ഇത് അല്ലീലുകളുടെ പുനഃസംയോജനത്തിന് (recombination of alleles) കാരണമാവുകയും പുതിയ സ്വഭാവങ്ങൾ പ്രത്യക്ഷപ്പെടാൻ ഇടയാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
• 2. ഉൽപരിവർത്തനം (Mutation): ഒരു ജീവിയുടെ ജനിതകഘടനയിൽ പെട്ടെന്നുണ്ടാകുന്നതും അടുത്ത തലമുറയിലേക്ക് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നതുമായ മാറ്റം. ഡി.എൻ.എ ഇരട്ടിക്കലിലെ പിഴവുകൾ, രാസവസ്തുക്കൾ, വികിരണങ്ങൾ എന്നിവ ഇതിന് കാരണമാകാം.

---

അദ്ധ്യായം 2: പരിണാമത്തിന്റെ പാതകൾ (Paths of Evolution)

I. പരിണാമത്തിന്റെ ആദ്യകാല സിദ്ധാന്തങ്ങൾ

• A. ലമാർക്കിസം (ആർജ്ജിത സ്വഭാവങ്ങളുടെ പാരമ്പര്യ പ്രേഷണ സിദ്ധാന്തം): ഫ്രഞ്ച് ജീവശാസ്ത്രജ്ഞനായ ജീൻ ബാപ്റ്റിസ്റ്റ് ലമാർക്കാണ് ഈ സിദ്ധാന്തം മുന്നോട്ടുവെച്ചത്. ജീവികൾ ജീവിതകാലത്ത് ആർജ്ജിക്കുന്ന സ്വഭാവങ്ങൾ തലമുറകളിലേക്ക് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നു എന്നായിരുന്നു ഈ ആശയം. എന്നാൽ ആർജ്ജിത സ്വഭാവങ്ങൾ ജനിതകഘടനയിൽ മാറ്റങ്ങൾ വരുത്താത്തതിനാൽ അവ പാരമ്പര്യമായി കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുകയില്ലെന്ന് ശാസ്ത്രീയമായി തെളിയിക്കപ്പെട്ടതോടെ ഈ സിദ്ധാന്തം തിരസ്കരിക്കപ്പെട്ടു.

• B. ഡാർവിനിസം (പ്രകൃതിനിർദ്ധാരണ സിദ്ധാന്തം): ഇംഗ്ലീഷ് പ്രകൃതിശാസ്ത്രജ്ഞനായ ചാൾസ് ഡാർവിനാണ് ആധുനിക പരിണാമ സങ്കൽപ്പങ്ങൾക്ക് അടിത്തറയിട്ടത്. 1859-ൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച "On the Origin of Species" എന്ന ഗ്രന്ഥത്തിൽ അദ്ദേഹം തന്റെ ആശയങ്ങൾ വിശദീകരിച്ചു.

• C. പ്രകൃതിനിർദ്ധാരണത്തിന്റെ പ്രധാന ആശയങ്ങൾ:

  1. അമിതോല്പാദനം (Overproduction): നിലനിൽക്കാൻ കഴിയുന്നതിലും കൂടുതൽ സന്താനങ്ങളെ ജീവികൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു.
  2. വ്യതിയാനങ്ങൾ (Variations): ജീവികൾക്കിടയിൽ വലുപ്പം, പ്രതിരോധശേഷി തുടങ്ങിയ ഗുണങ്ങളിൽ വ്യത്യാസങ്ങൾ കാണപ്പെടുന്നു.
  3. നിലനിൽപ്പിനായുള്ള സമരം (Struggle for Existence): വിഭവങ്ങളുടെ ദൗർലഭ്യം കാരണം ജീവികൾക്കിടയിൽ മത്സരം ഉണ്ടാകുന്നു.
  4. യോഗ്യമായവയുടെ അതിജീവനം (Survival of the Fittest): അനുകൂലമായ വ്യതിയാനങ്ങളുള്ള ജീവികൾ നിലനിൽപ്പിനായുള്ള സമരത്തെ അതിജീവിച്ച് കൂടുതൽ പ്രത്യുൽപ്പാദനം നടത്തുന്നു.
  5. പ്രകൃതിനിർദ്ധാരണം (Natural Selection): അനുകൂല വ്യതിയാനങ്ങൾ അടുത്ത തലമുറകളിലേക്ക് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. കാലക്രമേണ, ഈ വ്യതിയാനങ്ങൾ അടിഞ്ഞുകൂടി പുതിയ സ്പീഷീസുകൾ ഉണ്ടാകുന്നു.

II. സ്പീഷീസ് രൂപീകരണവും പരിണാമത്തിന്റെ തെളിവുകളും

• A. സ്പീഷീസ് രൂപീകരണം (Speciation): ഒരു പൊതുപൂർവ്വികനിൽ നിന്ന് പുതിയ ജീവിവർഗ്ഗങ്ങൾ (സ്പീഷീസുകൾ) ഉണ്ടാകുന്ന പ്രക്രിയയാണിത്. ഇത് ജൈവവൈവിധ്യത്തിന് കാരണമാകുന്നു. ഒരു ജീവിസമൂഹത്തിലെ അംഗങ്ങൾ ഭൂമിശാസ്ത്രപരമായോ മറ്റു കാരണങ്ങളാലോ ഒറ്റപ്പെടുമ്പോൾ, അവയിൽ വ്യതിയാനങ്ങൾ അടിഞ്ഞുകൂടുന്നു. കാലക്രമേണ പരസ്പരം പ്രത്യുൽപ്പാദനം നടത്താൻ കഴിയാതെ വരുമ്പോൾ അവ പുതിയ സ്പീഷീസുകളായി മാറുന്നു.
• B. പരിണാമത്തെ പിന്തുണയ്ക്കുന്ന തെളിവുകൾ:
  1. തന്മാത്രാ ജീവശാസ്ത്രം (Molecular Biology): ഡി.എൻ.എ-യിലെ ന്യൂക്ലിയോടൈഡുകളുടെയും പ്രോട്ടീനുകളിലെ അമിനോ ആസിഡുകളുടെയും ക്രമം താരതമ്യം ചെയ്ത് പരിണാമപരമായ ബന്ധങ്ങൾ കണ്ടെത്തുന്നു.
  2. താരതമ്യ ശരീരഘടനാ പഠനം (Comparative Anatomy): ബാഹ്യഘടനയിലും ധർമ്മത്തിലും വ്യത്യാസങ്ങളുണ്ടെങ്കിലും, വ്യത്യസ്ത ജീവികളുടെ ആന്തരിക ഘടനയിലെ സാമ്യതകൾ പഠിക്കുന്നു.
  3. ഫോസിൽ തെളിവുകൾ (Fossil Evidences): പുരാതന ജീവികളുടെ അവശിഷ്ടങ്ങളായ ഫോസിലുകൾ, പരിണാമം ഒരു തുടർപ്രക്രിയയാണെന്ന് സാധൂകരിക്കുന്നു. ആർക്കിയോപ്ടെറിക്സ് (Archaeopteryx) പോലുള്ള ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന കണ്ണികൾ (connecting links) പരിണാമപരമായ ബന്ധങ്ങൾ വെളിപ്പെടുത്തുന്നു.

III. മനുഷ്യപരിണാമം

അംഗം	കപാലത്തിന്റെ വ്യാപ്തം (Cranial Capacity)	പ്രധാന സവിശേഷതകൾ
സാഹെലാന്ത്രോപ്പസ്	350 cm³	മനുഷ്യ പരിണാമ പരമ്പരയിലെ ആദ്യത്തെ കണ്ണി.
ആസ്ട്രലോപിത്തേക്കസ്	450 cm³	അസ്ഥികൂടത്തിന്റെ ഘടന ഇരു കാലുകളിൽ നടന്നിരുന്നു (bipedalism) എന്ന് സ്ഥിരീകരിക്കുന്നു.
ഹോമോ ഹാബിലിസ്	600 cm³	കല്ലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ആയുധങ്ങൾ നിർമ്മിച്ചു, ചെറിയ കൂട്ടങ്ങളായി ജീവിച്ചു, വേട്ടയാടാൻ തുടങ്ങി.
ഹോമോ ഇറെക്ടസ്	900 cm³	നിവർന്നു നടക്കാൻ കഴിവുണ്ടായിരുന്നു, മിശ്രഭോജികളായിരുന്നു.
ഹോമോ നിയാണ്ടർത്താലെൻസിസ്	1450 cm³	ആധുനിക മനുഷ്യന്റെ സമകാലികർ, മൃതദേഹങ്ങൾ അടക്കം ചെയ്തിരുന്നു.
ഹോമോ സാപ്പിയൻസ്	1350 cm³	ആധുനിക മനുഷ്യൻ, സാങ്കേതികവിദ്യയും കൃഷിയും സ്വായത്തമാക്കി, നഗരങ്ങൾ നിർമ്മിച്ചു.

IV. നാഡീവ്യവസ്ഥ (The Nervous System)

• A. ന്യൂറോണിന്റെ ഘടനയും ധർമ്മവും: ന്യൂറോണുകൾ അഥവാ നാഡീകോശങ്ങൾ (Neurons) ആണ് നാഡീവ്യവസ്ഥയുടെ അടിസ്ഥാന ഘടകം.
  • കോശശരീരം (Cell body), ഡെൻഡ്രൈറ്റുകൾ (Dendrites), ആക്സോൺ (Axon), സിനാപ്റ്റിക് നോബ് (Synaptic knob) എന്നിവ പ്രധാന ഭാഗങ്ങളാണ്.
  • ചില ആക്സോണുകളെ പൊതിഞ്ഞുകാണുന്ന മയലിൻ ഷീത്ത് (Myelin sheath) ആവേഗങ്ങളുടെ വേഗത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.
• B. ആവേഗങ്ങളുടെ പ്രേഷണവും സിനാപ്സും:
  • നാഡീകോശങ്ങളിലൂടെ പ്രേഷണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന സന്ദേശങ്ങളാണ് നാഡീയ ആവേഗങ്ങൾ (nerve impulses).
  • ഒരു ന്യൂറോണിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് ആവേഗങ്ങൾ കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്ന ഭാഗമാണ് സിനാപ്സ് (Synapse). നാഡീയ പ്രേഷകം (Neurotransmitter) എന്ന രാസവസ്തുവാണ് സന്ദേശങ്ങൾ കൈമാറാൻ സഹായിക്കുന്നത്.
• C. കേന്ദ്ര നാഡീവ്യവസ്ഥ (Central Nervous System): മസ്തിഷ്കവും (Brain) സുഷുമ്നയും (Spinal Cord) ചേർന്നതാണ്.
  • ഇവയെ മെനിഞ്ചസ് (Meninges) എന്ന ആവരണവും സെറിബ്രോസ്പൈനൽ ദ്രവവും (CSF) സംരക്ഷിക്കുന്നു.
  • മസ്തിഷ്കത്തിന്റെ ഭാഗങ്ങൾ: സെറിബ്രം (Cerebrum), സെറിബെല്ലം (Cerebellum), തലാമസ് (Thalamus), ഹൈപ്പോതലാമസ് (Hypothalamus), മെഡുല്ല ഒബ്ലോംഗേറ്റ (Medulla oblongata).
• D. പെരിഫറൽ നാഡീവ്യവസ്ഥ (Peripheral Nervous System): ശിരോനാഡികളും സുഷുമ്നാ നാഡികളും ചേർന്നത്. ഇതിന്റെ ഭാഗമായ സ്വതന്ത്ര നാഡീവ്യവസ്ഥ (Autonomous Nervous System), സിംപതറ്റിക് (Sympathetic), പാരാസിംപതറ്റിക് (Parasympathetic) വ്യവസ്ഥകൾ ഉൾപ്പെട്ടതാണ്.
• E. ആകസ്മിക പ്രതികരണങ്ങൾ: ഉദ്ദീപനങ്ങൾക്ക് അനുസരിച്ച് പെട്ടെന്നും അനിയന്ത്രിതമായും നടക്കുന്ന പ്രതികരണങ്ങളാണ് റിഫ്ലക്സ് പ്രവർത്തനങ്ങൾ (Reflex actions). ഈ പ്രവർത്തനത്തിലെ ആവേഗങ്ങളുടെ സഞ്ചാരപാതയാണ് റിഫ്ലക്സ് ആർക്ക് (Reflex arc).

---

അദ്ധ്യായം 3: അറിയാനും പ്രതികരിക്കാനും (Behind Sensations)

I. ഉദ്ദീപനങ്ങളെ അറിയുന്നു

• പ്രതികരണങ്ങൾക്ക് കാരണമാകുന്ന സാഹചര്യങ്ങളാണ് ഉദ്ദീപനങ്ങൾ (Stimuli).
• ഉദ്ദീപനങ്ങളെ തിരിച്ചറിയുന്നത് ഗ്രാഹികൾ (Sensory Receptors) എന്നറിയപ്പെടുന്ന പ്രത്യേകതരം കോശങ്ങളാണ്.

II. കാഴ്ച (കണ്ണ് - The Eye)

• പാളികൾ: ദൃഢപടലം (Sclera), രക്തപടലം (Choroid), റെറ്റിന (Retina).
• ഭാഗങ്ങൾ: കോർണിയ (Cornea), ഐറിസ് (Iris), പ്യൂപ്പിൾ (Pupil), ലെൻസ് (Lens).
• റെറ്റിനയിലാണ് പ്രതിബിംബം രൂപപ്പെടുന്നത്. പീതബിന്ദു (Yellow spot) എന്ന ഭാഗത്ത് ധാരാളം കോൺകോശങ്ങൾ കാണപ്പെടുന്നതിനാൽ ഇവിടെയാണ് ഏറ്റവും തെളിമയുള്ള കാഴ്ച ലഭിക്കുന്നത്. അന്ധബിന്ദു (Blind spot) എന്ന ഭാഗത്ത് പ്രകാശഗ്രാഹികൾ ഇല്ലാത്തതിനാൽ കാഴ്ചയില്ല.
• പ്രകാശഗ്രാഹികൾ (Photoreceptors): മങ്ങിയ വെളിച്ചത്തിൽ കാണാൻ സഹായിക്കുന്ന റോഡ് കോശങ്ങളും (Rod cells), നിറങ്ങൾ തിരിച്ചറിയാനും തീവ്രപ്രകാശത്തിൽ കാണാനും സഹായിക്കുന്ന കോൺ കോശങ്ങളും (Cone cells). ഇവയിലെ വർണ്ണവസ്തുക്കളാണ് യഥാക്രമം റോഡോപ്സിൻ, ഫോട്ടോപ്സിൻ.
• ദ്വിനേത്ര ദർശനം (Binocular Vision): രണ്ട് കണ്ണുകളിൽ നിന്നും ലഭിക്കുന്ന ദൃശ്യങ്ങളെ തലച്ചോറ് സംയോജിപ്പിച്ച് ഒറ്റ ദൃശ്യമാക്കി ത്രിമാന രൂപത്തിൽ കാണാൻ സഹായിക്കുന്നു.

III. കേൾവിയും ശരീരതുലനവും (ചെവി - The Ear)

• A. കേൾവി (Hearing): ചെവിക്കുട (Pinna) ശബ്ദതരംഗങ്ങളെ കർണ്ണപുടത്തിലേക്ക് (Tympanum) നയിക്കുന്നു. കർണ്ണാസ്ഥികൾ (Ear Ossicles) (മാലിയസ്, ഇൻകസ്, സ്റ്റേപിസ്) ഈ കമ്പനങ്ങളെ വർദ്ധിപ്പിച്ച് കോക്ലിയയിലേക്ക് (Cochlea) എത്തിക്കുന്നു. കോക്ലിയയിലെ ഓർഗൻ ഓഫ് കോർട്ടി (Organ of Corti) യിലുള്ള ശ്രവണഗ്രാഹികളാണ് കേൾവിക്ക് സഹായിക്കുന്നത്.
• B. ശരീരതുലനം (Body Balance): ആന്തരകർണ്ണത്തിലെ വെസ്റ്റിബുലാർ സിസ്റ്റമാണ് (vestibular system) ശരീരതുലനം നിലനിർത്തുന്നത്. ഇതിൽ അർദ്ധവൃത്താകാര കുഴലുകളും (semicircular canals) വെസ്റ്റിബ്യൂളും (vestibule) ഉൾപ്പെടുന്നു.

IV. ഗന്ധവും രുചിയും

• ഗന്ധം (Smell): നാസാദ്വാരത്തിലെ ഗന്ധഗ്രാഹികളാണ് (olfactory receptors) ഗന്ധം തിരിച്ചറിയാൻ സഹായിക്കുന്നത്.
• രുചി (Taste): നാവിലെ സ്വാദുമുകുളങ്ങളിൽ (taste buds) കാണുന്ന രസഗ്രാഹികളാണ് (chemoreceptors) രുചി അറിയാൻ സഹായിക്കുന്നത്.

---

അദ്ധ്യായം 4: രാസസന്ദേശങ്ങൾ സമന്വയത്തിനായി (Chemoreception)

I. ഹോർമോണുകളും സസ്യങ്ങളിലെ പ്രവർത്തനങ്ങളും

• ഹോർമോണുകൾ (Hormones) രാസസന്ദേശവാഹകരാണ്.
• സസ്യ ഹോർമോണുകൾ (Plant Hormones):
  • ഓക്സിനുകൾ (Auxins): കാണ്ഡത്തിന്റെ നീളം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.
  • ജിബ്ബറല്ലിനുകൾ (Gibberellins): വിത്തുകളുടെ സുഷുപ്താവസ്ഥ ഇല്ലാതാക്കുന്നു.
  • സൈറ്റോകിനിനുകൾ (Cytokinins): കോശവിഭജനം ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്നു.
  • എഥിലിൻ (Ethylene): ഫലങ്ങൾ പഴുക്കാൻ സഹായിക്കുന്നു.
  • അബ്സിസിക് ആസിഡ് (Abscisic Acid - ABA): വളർച്ചയെ തടയുന്നു.
• പ്രകാശകാലദൈർഘ്യം (Photoperiodism): രാവും പകലും തമ്മിലുള്ള ദൈർഘ്യത്തിനനുസരിച്ച് സസ്യങ്ങൾ പുഷ്പിക്കുന്ന പ്രതിഭാസം.

II. മനുഷ്യനിലെ ഹോർമോൺ നിയന്ത്രണം

• A. തൈറോയ്ഡ് ഗ്രന്ഥി (Thyroid Gland): ഉപാപചയ പ്രവർത്തനങ്ങളെ നിയന്ത്രിക്കുന്ന തൈറോക്സിൻ (Thyroxine), രക്തത്തിലെ കാൽസ്യത്തിന്റെ അളവ് കുറയ്ക്കുന്ന കാൽസിറ്റോണിൻ (Calcitonin) എന്നിവ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു.
• B. പാരാതൈറോയ്ഡ് ഗ്രന്ഥി (Parathyroid Gland): രക്തത്തിലെ കാൽസ്യത്തിന്റെ അളവ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്ന പാരാതോർമോൺ (Parathormone) ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു.
• C. പാൻക്രിയാസ് (Pancreas): ഇതിലെ ഐലറ്റ്സ് ഓഫ് ലാംഗർഹാൻസിലെ (Islets of Langerhans) ബീറ്റാ കോശങ്ങൾ രക്തത്തിലെ ഗ്ലൂക്കോസ് കുറയ്ക്കുന്ന ഇൻസുലിൻ (Insulin) ഉം, ആൽഫാ കോശങ്ങൾ ഗ്ലൂക്കോസ് കൂട്ടുന്ന ഗ്ലൂക്കഗോൺ (Glucagon) ഉം ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു. രക്തത്തിലെ ഗ്ലൂക്കോസിന്റെ അളവ് കൂടുന്ന അവസ്ഥയാണ് പ്രമേഹം (Diabetes Mellitus).
• D. അഡ്രിനൽ ഗ്രന്ഥി (Adrenal Gland): അടിയന്തര സാഹചര്യങ്ങളെ നേരിടാൻ ശരീരത്തെ സജ്ജമാക്കുന്ന എപ്പിനെഫ്രിൻ (Epinephrine) ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു.
• E. പ്രധാന നിയന്ത്രണ സംവിധാനം: ഹൈപ്പോതലാമസ് (Hypothalamus), പിറ്റ്യൂട്ടറി ഗ്രന്ഥിയെ (Pituitary Gland) നിയന്ത്രിക്കുന്നു. പിറ്റ്യൂട്ടറി ഗ്രന്ഥി ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന സൊമാറ്റോട്രോപ്പിൻ (Somatotropin) ആണ് വളർച്ചാ ഹോർമോൺ.
• F. ഫിറമോണുകൾ (Pheromones): ഒരേ സ്പീഷീസിലുള്ള ജീവികൾ തമ്മിൽ ആശയവിനിമയത്തിനായി ശരീരത്തിന് പുറത്തേക്ക് സ്രവിക്കുന്ന രാസവസ്തുക്കളാണ് ഫിറമോണുകൾ.

---

അദ്ധ്യായം 5: പ്രതിരോധത്തിന്റെ കാവലാളുകൾ (Immunity and Healthcare)

I. പ്രതിരോധശേഷിയും പ്രതിരോധ സംവിധാനങ്ങളും

• രോഗകാരികളായ ആന്റിജനുകളെ (Antigens) തടയുകയും നശിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യാനുള്ള ശരീരത്തിന്റെ കഴിവിനെയാണ് പ്രതിരോധശേഷി (Immunity) എന്ന് പറയുന്നത്.
• B. ജന്മസിദ്ധമായ പ്രതിരോധം (Innate Immunity): ഇത് ജനനം മുതൽ ശരീരത്തിൽ കാണുന്ന സ്വാഭാവികവും പ്രത്യേകമല്ലാത്തതുമായ പ്രതിരോധ സംവിധാനമാണ്. ഫാഗോസൈറ്റോസിസ് (Phagocytosis), വീങ്ങൽ പ്രതികരണം (Inflammatory Response), രക്തം കട്ടപിടിക്കൽ (Blood Clotting) എന്നിവ ഇതിന്റെ ഭാഗമാണ്.
• C. ആർജ്ജിത പ്രതിരോധം (Acquired Immunity): ജനനശേഷം ആർജ്ജിക്കുന്നതും ഓരോ ആന്റിജനെയും പ്രത്യേകം തിരിച്ചറിഞ്ഞ് നശിപ്പിക്കുന്നതുമായ പ്രതിരോധമാണിത്. ലിംഫോസൈറ്റുകൾ (Lymphocytes) ആണ് ഇതിൽ പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നത്.
  • B ലിംഫോസൈറ്റുകൾ: ആന്റിജനുകൾക്കെതിരെ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ആന്റിബോഡികൾ (antibodies) എന്ന പ്രോട്ടീനുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നു.
  • T ലിംഫോസൈറ്റുകൾ: രോഗബാധിതമായ കോശങ്ങളെയും കാൻസർ കോശങ്ങളെയും തിരിച്ചറിഞ്ഞ് നശിപ്പിക്കുന്നു.
  • കൃത്രിമ പ്രതിരോധം (Artificial Immunity): വാക്സിനുകളിലൂടെ (Vaccines) ആർജ്ജിക്കുന്ന പ്രതിരോധശേഷിയാണിത്.

II. രോഗങ്ങൾ

• A. പകർച്ചവ്യാധികൾ:
  • ബാക്ടീരിയ രോഗങ്ങൾ: ക്ഷയം (Tuberculosis), എലിപ്പനി (Leptospirosis).
  • വൈറൽ രോഗങ്ങൾ: എയ്ഡ്സ് (AIDS), നിപ (Nipah).
  • പ്രോട്ടോസോവ രോഗങ്ങൾ: മലമ്പനി (Malaria).
  • വിരകൾ മൂലമുള്ള രോഗങ്ങൾ: മന്ത് (Filariasis).
• B. പകരാത്ത രോഗങ്ങൾ:
  • അർബുദം (Cancer): കോശങ്ങളുടെ അനിയന്ത്രിതമായ വിഭജനം.
  • ജനിതക രോഗങ്ങൾ: സിക്കിൾസെൽ അനീമിയ (Sickle cell anaemia), ഹീമോഫീലിയ (Haemophilia).

III. ആരോഗ്യ സംരക്ഷണവും സാങ്കേതികവിദ്യയും

• B. ആന്റിബയോട്ടിക്കുകളും രക്തനിവേശനവും:
  • ആന്റിബയോട്ടിക്കുകൾ (Antibiotics): ബാക്ടീരിയകൾക്കെതിരെ ഉപയോഗിക്കുന്ന മരുന്നുകൾ. അലക്സാണ്ടർ ഫ്ലെമിംഗ് കണ്ടെത്തിയ പെൻസിലിൻ ആദ്യത്തെ ആന്റിബയോട്ടിക്കാണ്.
  • രക്തനിവേശം (Blood Transfusion): രക്തഗ്രൂപ്പുകളും (blood groups) Rh ഘടകവും (Rh factor) ചേരുന്നത് ഉറപ്പാക്കേണ്ടത് അത്യാവശ്യമാണ്.

---

അദ്ധ്യായം 6: നാളെയുടെ ജനിതകം (Biology and Technology)

I. ജനിതക എഞ്ചിനീയറിംഗ്

• A. പ്രധാന സാങ്കേതികവിദ്യകൾ:
  • ബയോടെക്നോളജി (Biotechnology): മനുഷ്യന് ഉപകാരപ്രദമായ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാൻ ജീവികളെയോ അവയുടെ ഭാഗങ്ങളെയോ ഉപയോഗിക്കുന്ന സാങ്കേതികവിദ്യ.
  • ജനിതക എഞ്ചിനീയറിംഗ് (Genetic Engineering): ജീനുകൾ കൂട്ടിച്ചേർത്തോ നീക്കം ചെയ്തോ ജീവികളിൽ അഭിലഷണീയമായ മാറ്റങ്ങൾ വരുത്തുന്ന സാങ്കേതികവിദ്യ.
  • പുനഃസംയോജക DNA സാങ്കേതികവിദ്യ (Recombinant DNA Technology): രണ്ടോ അതിലധികമോ ജീവികളുടെ ഡി.എൻ.എ. ഭാഗങ്ങൾ കൂട്ടിച്ചേർത്ത് പുനഃസംയോജക ഡി.എൻ.എ (recombinant DNA) രൂപപ്പെടുത്തുന്ന സാങ്കേതികവിദ്യയാണിത്. ഇതിനായി റെസ്ട്രിക്ഷൻ എൻസൈമുകൾ (Restriction enzymes) (ജനിതക കത്രിക), ലിഗേസ് എൻസൈമുകൾ (Ligase enzymes) (ജനിതക പശ) എന്നിവ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ജീനുകളെ കോശങ്ങളിലേക്ക് എത്തിക്കാൻ വാഹകരെ (Vectors) ഉപയോഗിക്കുന്നു.
  • ജനിതകമാറ്റം വരുത്തിയ ജീവികൾ (GMOs): ജനിതക എഞ്ചിനീയറിംഗിലൂടെ ജനിതകഘടനയിൽ മാറ്റം വരുത്തിയ സസ്യങ്ങളോ മൃഗങ്ങളോ സൂക്ഷ്മാണുക്കളോ ആണ് ഇവ.
• B. ജീനോം മാപ്പിംഗും ചികിത്സയും:
  • മനുഷ്യ ജീനോം പ്രോജക്ട് (Human Genome Project): മനുഷ്യന്റെ സമ്പൂർണ്ണ ജനിതകഘടന കണ്ടെത്താനുള്ള ഒരു ആഗോള പദ്ധതിയായിരുന്നു ഇത്.
  • ജീൻ തെറാപ്പി (Gene Therapy): തകരാറുള്ള ജീനുകളെ മാറ്റി പ്രവർത്തനക്ഷമമായ ജീനുകളെ ഉൾപ്പെടുത്തി രോഗങ്ങളെ ചികിത്സിക്കുന്ന രീതി.
• C. DNA ഫിംഗർപ്രിന്റിംഗ്:
  • 1984-ൽ ബ്രിട്ടീഷ് ജനിതക ശാസ്ത്രജ്ഞനായ സർ അലക് ജെഫ്രിയാണ് ഇത് കണ്ടെത്തിയത്.
  • മനുഷ്യരിലെ ഡി.എൻ.എ-യുടെ 99.9% ഭാഗവും ഒരുപോലെയാണെങ്കിലും, ശേഷിക്കുന്ന 0.1% ഓരോ വ്യക്തിയിലും വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ഈ വ്യത്യാസങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ് ഡി.എൻ.എ. ഫിംഗർപ്രിന്റിംഗ് നടത്തുന്നത്.
  • കുറ്റവാളികളെ തിരിച്ചറിയാനും, മാതാപിതാക്കളെയും കുട്ടികളെയും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം ഉറപ്പിക്കാനും ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നു.

II. നൂതന ജീവശാസ്ത്ര മേഖലകൾ

• A. മനുഷ്യ മൈക്രോബയോം (Human Microbiome): മനുഷ്യശരീരത്തിൽ വസിക്കുന്ന കോടിക്കണക്കിന് സൂക്ഷ്മാണുക്കളുടെയും അവയുടെ ജീനുകളുടെയും ആകെത്തുകയാണ് ഇത്.
• C. പരിസ്ഥിതി സംരക്ഷണ സാങ്കേതികവിദ്യ:
  • ക്രയോപ്രിസർവേഷൻ (Cryopreservation): വളരെ താഴ്ന്ന താപനിലയിൽ (-196°C) കോശങ്ങളെയും കലകളെയും സംരക്ഷിക്കുന്ന രീതി.
  • ബയോറെമഡിയേഷൻ (Bioremediation): മണ്ണ്, ജലം, വായു എന്നിവിടങ്ങളിലെ മലിനീകരണങ്ങളെ നീക്കം ചെയ്യാൻ സൂക്ഷ്മാണുക്കളെയും സസ്യങ്ങളെയും ഉപയോഗിക്കുന്ന പ്രക്രിയ.