Biotechnological Applications in Medicine Questions in Gujarati

(A) હ્યુમ્યુલિન એ પ્રથમ જનીનિક રીતે ઇજનેરી કરેલ (genetically engineered) માનવ ઇન્સ્યુલિન છે.
તે યોગ્ય પુનઃસંયોજિત (recombinant) $E. coli$ ક્લોન્સના આથવણ (fermentation) દ્વારા ઉત્પાદિત માનવ પ્રોટીન છે.
તેને ડાયાબિટીસ મેલિટસની સારવારમાં ક્લિનિકલ ઉપયોગ માટે મંજૂરી આપવામાં આવી છે.

(B) $Euphenics$ (યુફેનિક્સ) એ પર્યાવરણમાં ફેરફાર કરીને અથવા વારસાગત ચયાપચયની ખામીઓની સારવાર માટે જિનેટિક એન્જિનિયરિંગ જેવી તબીબી પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને માનવ ફેનોટાઇપમાં સુધારો કરવાનું વિજ્ઞાન છે. તે જિનોટાઇપને બદલવાને બદલે ખામીયુક્ત જનીનોની અભિવ્યક્તિને સુધારવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે.

(B) ડાયાબિટીસના દર્દીઓની સારવાર માટે માનવ ઇન્સ્યુલિન ઉત્પન્ન કરવા માટે ઇન્સ્યુલિન જનીનનું સૌપ્રથમ ક્લોનિંગ $E. coli$ (Escherichia coli) બેક્ટેરિયામાં કરવામાં આવ્યું હતું. આ બાયોટેકનોલોજીમાં એક સીમાચિહ્નરૂપ સિદ્ધિ હતી,જેણે રિકોમ્બિનન્ટ માનવ ઇન્સ્યુલિનના મોટા પાયે ઉત્પાદનને શક્ય બનાવ્યું.

(A) $ELISA$ એટલે એન્ઝાઇમ-લિંક્ડ ઇમ્યુનોસોર્બન્ટ એસે $(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay)$.
આ એક નિદાન પદ્ધતિ છે જે એન્ટિજન-એન્ટિબોડી આંતરક્રિયાના સિદ્ધાંત પર આધારિત છે.
આ પ્રક્રિયામાં,ચોક્કસ એન્ટિજન (જેમ કે વાયરલ પ્રોટીન) અથવા એન્ટિબોડીની હાજરી શોધવા માટે એન્ટિબોડી સાથે એક ઉત્સેચક (જેમ કે આલ્કલાઇન ફોસ્ફેટસ અથવા હોર્સરેડિશ પેરોક્સિડેઝ) જોડવામાં આવે છે.
આ ઉત્સેચક એક પ્રક્રિયાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે જે રંગ પરિવર્તન જેવો દ્રશ્ય સંકેત આપે છે,જે વાયરસની હાજરીની પુષ્ટિ કરે છે.

(A) માનવ ઇન્સ્યુલિન માટેનું જનીન સૌપ્રથમ $1978$ માં જીનેન્ટેક (Genentech) ના વૈજ્ઞાનિકો દ્વારા $E. coli$ (Escherichia coli) બેક્ટેરિયામાં ક્લોન કરવામાં આવ્યું હતું.
બાયોટેકનોલોજીમાં આ એક સીમાચિહ્નરૂપ સિદ્ધિ હતી,કારણ કે તેણે રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને માનવ ઇન્સ્યુલિનના મોટા પાયે ઉત્પાદનને શક્ય બનાવ્યું.
$E. coli$ નો ઉપયોગ જિનેટિક એન્જિનિયરિંગમાં વ્યાપકપણે થાય છે કારણ કે તેને ઉછેરવું સરળ છે,તેનું જિનોમ સારી રીતે સમજાયેલું છે અને તે વિદેશી જનીનોને અસરકારક રીતે વ્યક્ત કરી શકે છે.

(A) પ્રથમ જનીનિક રીતે એન્જિનિયર્ડ દવા હ્યુમુલિન છે, જે કૃત્રિમ માનવ ઇન્સ્યુલિન છે.
તેનું ઉત્પાદન $5$ જુલાઈ, $1983$ ના રોજ $Eli-Lilly$ નામની અમેરિકન ફાર્માસ્યુટિકલ કંપની દ્વારા કરવામાં આવ્યું હતું.
આ સિદ્ધિ માનવ ઇન્સ્યુલિનના જનીનને $Escherichia \text{ } coli$ બેક્ટેરિયામાં દાખલ કરીને મેળવવામાં આવી હતી જેથી મોટા જથ્થામાં ઇન્સ્યુલિનનું ઉત્પાદન કરી શકાય.

(D) જનીનિક રીતે એન્જિનિયર્ડ માનવ ઇન્સ્યુલિનનું ઉત્પાદન રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજી દ્વારા કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં, માનવ ઇન્સ્યુલિનના જનીનને અલગ કરીને તેને $Escherichia$ $coli$ $(E. coli)$ બેક્ટેરિયાના પ્લાઝમિડમાં દાખલ કરવામાં આવે છે.
ત્યારબાદ રૂપાંતરિત $E. coli$ બેક્ટેરિયા માનવ ઇન્સ્યુલિન જનીનનું અભિવ્યક્તિ કરે છે, જે કુદરતી માનવ ઇન્સ્યુલિન જેવું જ ઇન્સ્યુલિન ઉત્પન્ન કરે છે.
આ ઉત્પાદન વ્યાવસાયિક રીતે "Humulin" તરીકે ઓળખાય છે અને તેનો ઉપયોગ ડાયાબિટીસની ક્લિનિકલ સારવાર માટે થાય છે.

(A) ઈન્ટરનેશનલ સેન્ટર ફોર જેનેટિક એન્જિનિયરિંગ એન્ડ બાયોટેકનોલોજી $(ICGEB)$ એ એક આંતરરાષ્ટ્રીય,આંતર-સરકારી સંસ્થા છે જે અદ્યતન બાયોટેકનોલોજીમાં સંશોધન અને તાલીમને પ્રોત્સાહન આપે છે.
તે ટ્રિએસ્ટે (ઈટાલી),નવી દિલ્હી (ભારત) અને કેપ ટાઉન (દક્ષિણ આફ્રિકા) માં સ્થિત ત્રણ મુખ્ય ઘટકો દ્વારા કાર્ય કરે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,નવી દિલ્હી એ સાચું સ્થાન છે જ્યાં $ICGEB$ ના મુખ્ય સંશોધન કેન્દ્રોમાંથી એક સ્થાપિત થયેલ છે.

(A) $DNA$ પ્રોબ્સ એ $DNA$ અથવા $RNA$ ના એકલ-શૃંખલામય ક્રમ છે જે રેડિયોએક્ટિવ અથવા ફ્લોરોસન્ટ માર્કર સાથે લેબલ થયેલ હોય છે.
તેનો ઉપયોગ નમૂનામાં પૂરક ન્યુક્લિયોટાઇડ ક્રમની હાજરી શોધવા માટે થાય છે.
મનુષ્યોમાં,$DNA$ પ્રોબ્સનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે મોલેક્યુલર ડાયગ્નોસ્ટિક્સમાં ચોક્કસ આનુવંશિક વિકૃતિઓ,પેથોજેન્સ અથવા વાયરલ ચેપને ઓળખવા માટે થાય છે,જે રોગના નિદાન માટે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે.

(A) જનીનિક ઇજનેરી (genetic engineering) દ્વારા તૈયાર કરાયેલ માનવ ઇન્સ્યુલિન માટેના જનીનો ધરાવતા યોગ્ય રીકોમ્બિનન્ટ $E. coli$ ક્લોન્સનો ઉપયોગ ઇન્સ્યુલિનના સંશ્લેષણ માટે ફેક્ટરી તરીકે થઈ શકે છે.
$5$ જુલાઈ $1983$ ના રોજ,એક અમેરિકન કંપની,એલી લિલી (Eli Lilly) એ પ્રથમ જનીનિક રીતે એન્જિનિયર્ડ માનવ ઇન્સ્યુલિન લોન્ચ કર્યું,જેને $Humulin$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(A) જનીન થેરાપી એ આનુવંશિક રોગોની સારવાર માટે વપરાતી એક તબીબી પદ્ધતિ છે.
તેમાં દર્દીના કોષોમાં રહેલા આનુવંશિક દ્રવ્યમાં ફેરફાર,દૂર કરવા અથવા ઉમેરવાની પ્રક્રિયાનો સમાવેશ થાય છે.
ચોક્કસ રીતે કહીએ તો,તે ખામીયુક્ત અથવા અસામાન્ય જનીનને કાર્યકારી,સામાન્ય જનીન સાથે બદલીને કોષીય કાર્યને પુનઃસ્થાપિત કરે છે.

(A) ઇન્ટરફેરોન એ એન્ટિવાયરલ પ્રોટીન છે જેનું ઉત્પાદન $1980$ માં $Charles \ Weismann$ દ્વારા રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને $E. coli$ માં સફળતાપૂર્વક કરવામાં આવ્યું હતું.
આ બાયોટેકનોલોજીના ક્ષેત્રમાં એક મહત્વપૂર્ણ સિદ્ધિ હતી જ્યાં માનવ પ્રોટીનને બેક્ટેરિયલ યજમાનમાં વ્યક્ત કરવામાં આવ્યું હતું.

(D) $Humulin$ એ રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને ઉત્પાદિત માનવ ઇન્સ્યુલિનનું વ્યાપારી નામ છે.
તે માનવ ઉપયોગ માટે મંજૂર થયેલ પ્રથમ જિનેટિકલી એન્જિનિયર્ડ ફાર્માસ્યુટિકલ ઉત્પાદન હતું.
તે માનવ ઇન્સ્યુલિન જનીનને $E. coli$ બેક્ટેરિયામાં દાખલ કરીને બનાવવામાં આવે છે,જે પછી ઇન્સ્યુલિન પ્રોટીનનું સંશ્લેષણ કરે છે.

(C) હાઇબ્રિડોમા ટેકનોલોજી એ મોનોક્લોનલ એન્ટિબોડીઝના ઉત્પાદન માટે વપરાતી પદ્ધતિ છે.
આ પ્રક્રિયામાં,ચોક્કસ એન્ટિબોડી ઉત્પન્ન કરતા $B$-લિમ્ફોસાઇટને માયલોમા (કેન્સર) કોષ સાથે જોડીને હાઇબ્રિડોમા કોષ બનાવવામાં આવે છે.
આ હાઇબ્રિડોમા કોષો અમર હોય છે અને તેનો ઉપયોગ કરીને ચોક્કસ અને સમાન પ્રકારના એન્ટિબોડીઝનું મોટા પાયે ઉત્પાદન કરી શકાય છે,જેને મોનોક્લોનલ એન્ટિબોડીઝ કહેવામાં આવે છે,જે એક જ એન્ટિજન માટે અત્યંત વિશિષ્ટ હોય છે.

(C) બાયોટેકનોલોજીમાં,મોનોક્લોનલ એન્ટિબોડીઝ $(Mabs)$ એ વિશિષ્ટ એન્ટિબોડીઝ છે જે ફક્ત એક જ પ્રકારના એન્ટિજેન માટે ચોક્કસ હોય છે.
મોનોક્લોનલ એન્ટિબોડીઝનો ખ્યાલ જ્યોર્જ કોહલર અને સીઝર મિલસ્ટીન દ્વારા $1974$ માં રજૂ કરવામાં આવ્યો હતો.

(B) બાયોટેકનોલોજીને કુદરતી વિજ્ઞાન અને સજીવો,કોષો,તેના ભાગો અને આણ્વિય સામ્યતાઓના ઉત્પાદનો અને સેવાઓ માટેના સંકલન તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. ઔદ્યોગિક સ્તરે ઉત્પાદનો બનાવવા માટે સજીવો અથવા તેમના ઉત્સેચકો/પદાર્થોનો ઉપયોગ કરવો એ બાયોટેકનોલોજીનો મુખ્ય સિદ્ધાંત છે.

(A) ઇન્ટરફેરોન એ યજમાન કોષો દ્વારા વિવિધ વાયરસની હાજરીમાં મુક્ત થતા સિગ્નલિંગ પ્રોટીનનો એક સમૂહ છે.
તેનો ઉપયોગ વિવિધ પ્રકારના કેન્સર,જેમ કે હેરિ સેલ લ્યુકેમિયા અને મેલાનોમાની સારવારમાં જૈવિક પ્રતિભાવ મોડિફાયર તરીકે થાય છે.
બાયોટેકનોલોજી દ્વારા રિકોમ્બિનન્ટ ઇન્ટરફેરોન-આલ્ફાનું મોટા પાયે ઉત્પાદન શક્ય બન્યું છે,જે કેન્સરના કોષોની વૃદ્ધિને અટકાવવામાં અસરકારક છે.

(C) હિપેટાઇટિસ-$B$ ની રસી એ દ્વિતીય પેઢીની રસી છે.
દ્વિતીય પેઢીની રસીઓ રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજી અથવા જિનેટિક એન્જિનિયરિંગનો ઉપયોગ કરીને બનાવવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,હિપેટાઇટિસ-$B$ વાયરસના સપાટીના એન્ટિજન માટે જવાબદાર જનીનને યીસ્ટના કોષોમાં દાખલ કરવામાં આવે છે,જે પછી એન્ટિજન ઉત્પન્ન કરે છે,જેને શુદ્ધ કરીને રસી તરીકે ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે.

(C) હાઇબ્રિડોમા એ સામાન્ય એન્ટિબોડી ઉત્પન્ન કરતા $B$-લિમ્ફોસાઇટ્સ અને માયલોમા કોષો (કેન્સરગ્રસ્ત પ્લાઝ્મા કોષો) ના જોડાણથી બને છે.
આ સંકર કોષો બંને પિતૃ કોષોના લક્ષણો ધરાવે છે: $B$-લિમ્ફોસાઇટ્સમાંથી ચોક્કસ એન્ટિબોડી ઉત્પન્ન કરવાની ક્ષમતા અને માયલોમા કોષોમાંથી અનિશ્ચિત સમય સુધી વિભાજન પામવાની ક્ષમતા (અમરત્વ).
આ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ મોનોક્લોનલ એન્ટિબોડીઝના ઉત્પાદનમાં વ્યાપકપણે થાય છે.

(B) $Hybridoma$ કોષો એ સામાન્ય એન્ટિબોડી ઉત્પન્ન કરતા $B$-કોષ (પ્લાઝ્મા કોષ) અને માયલોમા કોષ (કેન્સરગ્રસ્ત $B$-કોષ) ના જોડાણ દ્વારા બને છે.
$1$. $B$-કોષ ચોક્કસ એન્ટિબોડીઝ ઉત્પન્ન કરવાની ક્ષમતા પ્રદાન કરે છે.
$2$. માયલોમા કોષ અમરત્વનો ગુણધર્મ પ્રદાન કરે છે,જે સંકર કોષને સંવર્ધનમાં અનિશ્ચિત સમય સુધી વિભાજન કરવાની મંજૂરી આપે છે.
$3$. આ જોડાયેલા કોષોને $Hybridomas$ કહેવામાં આવે છે,જેનો ઉપયોગ મોનોક્લોનલ એન્ટિબોડીઝના ઉત્પાદન માટે થાય છે.

(C) $Euphenics$ (યુફેનિક્સ) એ વિજ્ઞાનની એવી શાખા છે જે જનીનિક ઇજનેરી (genetic engineering) તકનીકોના ઉપયોગ દ્વારા માનવ સ્વાસ્થ્યમાં સુધારો અને વારસાગત રોગો,ખાસ કરીને ચયાપચયની ખામીઓ (metabolic errors) ધરાવતા રોગોના નિયંત્રણ સાથે સંબંધિત છે.
જનીનિક ઇજનેરી આ સ્થિતિઓની સારવાર અથવા વ્યવસ્થાપન માટે જનીનોમાં ફેરફાર કરવાની મંજૂરી આપે છે,જે $Euphenics$ નો મુખ્ય વિષય છે.

(A) જન્યુનિકલી એન્જિનિયર્ડ ઇન્સ્યુલિન,જેને હ્યુમ્યુલિન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,તે સૌપ્રથમ $1983$ માં અમેરિકન કંપની એલી લિલી દ્વારા બનાવવામાં આવ્યું હતું.
આ સિદ્ધિ રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને મેળવવામાં આવી હતી.
માનવ ઇન્સ્યુલિનની $A$ અને $B$ શૃંખલાઓને અનુરૂપ બે $DNA$ ક્રમ $E. coli$ ના પ્લાઝમિડમાં દાખલ કરવામાં આવ્યા હતા જેથી ઇન્સ્યુલિનની શૃંખલાઓ ઉત્પન્ન થાય,જેને પછીથી ડાયસલ્ફાઇડ બંધ બનાવીને જોડવામાં આવી હતી.

(C) રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને ઉત્પાદિત જન્યુનિકલી એન્જિનિયર્ડ ઇન્સ્યુલિન વ્યાપારી રીતે $Humulin$ તરીકે ઓળખાય છે. તે સૌપ્રથમ $1978$ માં અમેરિકન કંપની $Eli$ $Lilly$ $and$ $Company$ દ્વારા વિકસાવવામાં આવ્યું હતું.

(D) રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને હ્યુમન ગ્રોથ હોર્મોન $(HGH)$ અને સોમેટોસ્ટેટિનનું ઉત્પાદન સૌપ્રથમ $1978$ માં જેનન્ટેક (Genentech) ખાતે ડેવિડ ગોડેલ અને તેમની ટીમ દ્વારા કરવામાં આવ્યું હતું. તેમણે આ માનવ પ્રોટીન માટેના જનીનોને $E. coli$ બેક્ટેરિયામાં સફળતાપૂર્વક ક્લોન કર્યા હતા,જેનાથી તેનું મોટા પાયે ઉત્પાદન શક્ય બન્યું હતું.

(C) ડેવિડ ગોડેલ અને તેમના સાથીદારોએ જેનનટેક ખાતે રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને માનવ વૃદ્ધિ અંતઃસ્ત્રાવ $(HGH)$ ઉત્પન્ન કરનાર સૌપ્રથમ હતા. તેમણે $HGH$ માટે કોડિંગ કરતા $DNA$ ક્રમને સંશ્લેષિત કરીને અને તેને $E. coli$ બેક્ટેરિયાના પ્લાઝમિડમાં દાખલ કરીને આ સિદ્ધિ મેળવી હતી. ત્યારબાદ બેક્ટેરિયાએ આ અંતઃસ્ત્રાવનું અભિવ્યક્તિ કર્યું,જેનાથી તેનું મોટા પાયે ઉત્પાદન શક્ય બન્યું.

(D) માનવ ઇન્સ્યુલિન બે પોલીપેપ્ટાઈડ શૃંખલાઓનું બનેલું છે: શૃંખલા $A$ અને શૃંખલા $B$.
શૃંખલા $A$ માં $21$ એમિનો એસિડ અને શૃંખલા $B$ માં $30$ એમિનો એસિડ હોય છે.
આ બંને શૃંખલાઓ ડાયસલ્ફાઈડ બંધ દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલી હોય છે.
તેથી,માનવ ઇન્સ્યુલિનમાં એમિનો એસિડની કુલ સંખ્યા $21 + 30 = 51$ છે.

(A) જનીનિક રીતે એન્જિનિયર્ડ માનવ ઇન્સ્યુલિન,જેને હ્યુમ્યુલિન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને બનાવવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,માનવ ઇન્સ્યુલિનની $A$ અને $B$ પોલીપેપ્ટાઇડ શૃંખલાઓને અનુરૂપ $DNA$ ક્રમ $E. coli$ બેક્ટેરિયાના પ્લાઝમિડમાં દાખલ કરવામાં આવે છે.
ત્યારબાદ બેક્ટેરિયા આ શૃંખલાઓનું અભિવ્યક્તિ કરે છે,જેને પછીથી નિષ્કર્ષિત,શુદ્ધ અને સંયોજિત કરીને કાર્યરત માનવ ઇન્સ્યુલિન બનાવવામાં આવે છે.
તેથી,$E. coli$ એ રીકોમ્બિનન્ટ માનવ ઇન્સ્યુલિનના વ્યાવસાયિક ઉત્પાદન માટે મુખ્યત્વે વપરાતો સજીવ છે.

(C) જનીન થેરાપી એ એક એવી તકનીક છે જે રોગની સારવાર અથવા તેને મટાડવા માટે વ્યક્તિના જનીનોમાં ફેરફાર કરે છે.
સિવિયર કમ્બાઇન્ડ ઇમ્યુનો-ડેફિસિયન્સી $(SCID)$ ના કિસ્સામાં,આ રોગ એડેનોસિન ડીએમિનેઝ $(ADA)$ ઉત્સેચક માટેના જનીનમાં ખામીને કારણે થાય છે.
આ થેરાપીમાં દર્દીના કોષોમાં (ખાસ કરીને લિમ્ફોસાઇટ્સમાં) $ADA$ માટેનું કાર્યકારી જનીન દાખલ કરવામાં આવે છે જેથી ઉત્સેચકનું ઉત્પાદન પુનઃસ્થાપિત કરી શકાય અને જનીનિક ખામીને સુધારી શકાય.
તેથી,વિકલ્પ $(C)$ એ જનીન થેરાપીનું સાચું ઉદાહરણ છે.

(B) ખોટું વિધાન $B$ છે. કેલ્સિટોનિન એ કેલ્શિયમ હોમિયોસ્ટેસિસ સાથે સંકળાયેલ હોર્મોન છે અને તેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે ઓસ્ટિયોપોરોસિસ અથવા પેજેટના રોગ જેવી સ્થિતિઓની સારવારમાં થાય છે, વંધ્યત્વની સારવારમાં નહીં. વંધ્યત્વની સારવાર સામાન્ય રીતે $FSH$ અથવા $LH$ જેવા હોર્મોન્સ દ્વારા કરવામાં આવે છે.

(A) માઇક્રોબાયલ ક્લોનિંગ અને જિનેટિક એન્જિનિયરિંગનો ઉપયોગ કરીને વ્યાવસાયિક રીતે ઉત્પાદિત પ્રથમ જૈવરસાયણ માનવ ઇન્સ્યુલિન છે.
$1978$ માં,જેનનટેક $(Genentech)$ ના વૈજ્ઞાનિકોએ $E. coli$ બેક્ટેરિયામાં રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને સફળતાપૂર્વક માનવ ઇન્સ્યુલિનનું ઉત્પાદન કર્યું હતું.
બાયોટેકનોલોજીમાં આ એક સીમાચિહ્નરૂપ સિદ્ધિ હતી,કારણ કે તે કતલ કરાયેલા પશુઓના સ્વાદુપિંડમાંથી મેળવેલા ઇન્સ્યુલિનનો એક સુરક્ષિત અને અસરકારક વિકલ્પ પૂરો પાડે છે,જે ઘણીવાર દર્દીઓમાં એલર્જીક પ્રતિક્રિયાઓનું કારણ બનતું હતું.

(D) રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજી (જનીન ઇજનેરી વિદ્યા) દ્વારા ઉત્પાદિત પ્રથમ અંતઃસ્ત્રાવ $Insulin$ છે.
$1978$ માં, અમેરિકન કંપની $Eli \ Lilly$ એ માનવ $Insulin$ ની $A$ અને $B$ શૃંખલાઓને અનુરૂપ બે $DNA$ ક્રમનું સંશ્લેષણ કર્યું અને તેમને $E. \ coli$ ના પ્લાઝમિડમાં દાખલ કરીને અંતઃસ્ત્રાવની શૃંખલાઓનું ઉત્પાદન કર્યું, જેને ત્યારબાદ જોડીને કાર્યશીલ માનવ $Insulin$ બનાવવામાં આવ્યું.

(C) રસીઓને તેમની ઉત્પાદન તકનીકના આધારે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.
$1.$ પ્રથમ પેઢીની રસીઓ સંપૂર્ણ સજીવ આધારિત રસીઓ (જીવંત નિર્બળ અથવા નિષ્ક્રિય કરેલ) છે,જેમ કે શીતળાની રસી,$D.P.T.$ (ડિપ્થેરિયા,પર્ટુસિસ,ટિટાનસ) અને પોલીયોની રસી.
$2.$ બીજી પેઢીની રસીઓ એ રીકોમ્બિનન્ટ (પુનઃસંયોજિત) રસીઓ છે જે જનીન ઇજનેરી તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને બનાવવામાં આવે છે.
$3.$ હિપેટાઈટીસ $B$ રસી એ બીજી પેઢીની રસીનું ઉત્તમ ઉદાહરણ છે,કારણ કે તે રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ તકનીકનો ઉપયોગ કરીને યીસ્ટના કોષોમાં હિપેટાઈટીસ $B$ સપાટીના એન્ટિજેન $(HBsAg)$ ને અભિવ્યક્ત કરીને બનાવવામાં આવે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(C) $ELISA$ એટલે કે એન્ઝાઈમ-લિંક્ડ ઈમ્યુનોસોર્બન્ટ એસે $(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay)$.
આ પદ્ધતિમાં,ચોક્કસ લક્ષ્ય અણુની હાજરી શોધવા માટે એન્ટિબોડી અથવા એન્ટિજન સાથે ઉત્સેચકને જોડવામાં આવે છે.
$ELISA$ માં સૌથી વધુ વપરાતા ઉત્સેચકો હોર્સરેડિશ પેરોક્સિડેઝ $(HRP)$ અને આલ્કલાઈન ફોસ્ફેટેઝ છે.
જ્યારે સબસ્ટ્રેટ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે આ ઉત્સેચકો એક પ્રક્રિયાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે જે રંગ પરિવર્તન જેવો દૃશ્યમાન સંકેત ઉત્પન્ન કરે છે.

(B) હ્યુમ્યુલીન એ રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને ઉત્પાદિત પ્રથમ જનીનિક રીતે એન્જિનિયર્ડ માનવ ઈન્સ્યુલીન માટેનું બ્રાન્ડ નામ છે. તે $1982$ માં Genentech દ્વારા વિકસાવવામાં આવ્યું હતું અને $FDA$ દ્વારા મંજૂર કરવામાં આવ્યું હતું. તે માનવ ઈન્સ્યુલીન જનીનને $E. coli$ બેક્ટેરિયામાં દાખલ કરીને ઉત્પન્ન કરવામાં આવે છે,જે પછી ઈન્સ્યુલીન પ્રોટીનનું સંશ્લેષણ કરે છે.

(C) જનીન થેરાપી એ આનુવંશિક ખામીઓને સુધારીને રોગોની સારવાર અથવા અટકાવવા માટે વપરાતી એક પદ્ધતિ છે.
$1990$ માં,એડીનોસાઈન ડીઅમાઈનેઝ $(ADA)$ ની ઉણપ ધરાવતી $4$ વર્ષની બાળકીને સૌપ્રથમ ક્લિનિકલ જનીન થેરાપી આપવામાં આવી હતી.
$ADA$ ની ઉણપ એ એડીનોસાઈન ડીઅમાઈનેઝ માટેના જનીનના લોપને કારણે થાય છે,જે રોગપ્રતિકારક તંત્રના યોગ્ય કાર્ય માટે અત્યંત આવશ્યક છે.
આ સ્થિતિને કારણે સિવિયર કમ્બાઈન્ડ ઈમ્યુનોડેફિસિયન્સી $(SCID)$ થાય છે.
આ થેરાપીમાં,દર્દીના રુધિરમાંથી લિમ્ફોસાઈટ્સને શરીરની બહાર સંવર્ધન માધ્યમમાં ઉછેરવામાં આવે છે અને રેટ્રોવાયરલ વેક્ટરનો ઉપયોગ કરીને તેમાં કાર્યક્ષમ $ADA$ cDNA દાખલ કરવામાં આવે છે,ત્યારબાદ આ કોષોને ફરીથી દર્દીના શરીરમાં દાખલ કરવામાં આવે છે.

(B) પ્રોઈન્સ્યુલીન એ એક પુરોગામી અણુ છે જે ત્રણ પોલીપેપ્ટાઈડ શૃંખલાઓ ધરાવે છે: $A$,$B$ અને $C$.
પરિપક્વતાની પ્રક્રિયા દરમિયાન,$C$-પેપ્ટાઈડ,જે એમિનો એસિડની એક વધારાની શૃંખલા છે,તેને પ્રોઈન્સ્યુલીન અણુમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે.
આના પરિણામે પુખ્ત ઈન્સ્યુલીન બને છે,જે ડાયસલ્ફાઈડ બંધ દ્વારા જોડાયેલી બે પોલીપેપ્ટાઈડ શૃંખલાઓ ($A$ અને $B$) ધરાવે છે.

(C) જનીનિક ઈજનેરી,જેને રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજી તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તેમાં સજીવના જિનોમમાં ફેરફાર કરવાનો સમાવેશ થાય છે.
તેનો એક મુખ્ય હેતુ જનીન થેરાપી છે,જેનો ઉદ્દેશ્ય ખામીયુક્ત જનીનોને બદલવા અથવા તેની પૂર્તિ કરવા માટે કાર્યકારી જનીનો દાખલ કરીને માનવ રોગોની સારવાર કરવાનો છે.
તેથી,વિકલ્પ $C$ એ સાચો હેતુ છે,જ્યારે વિકલ્પો $A$ અને $B$ બાયોટેકનોલોજીના લક્ષ્યોથી વિપરીત છે.

(B) ચાર્લ્સ વેઈઝમેન એ પ્રથમ વૈજ્ઞાનિક હતા જેમણે $1980$ માં પુનઃસંયોજિત $DNA$ તકનીકનો ઉપયોગ કરીને સફળતાપૂર્વક ઈન્ટરફેરોનનું ઉત્પાદન કર્યું હતું.
ઈન્ટરફેરોન એ યજમાન કોષો દ્વારા વિવિધ વાયરસની હાજરીના પ્રતિભાવમાં બનાવવામાં આવતા અને મુક્ત કરવામાં આવતા સિગ્નલિંગ પ્રોટીનનો એક સમૂહ છે.
પુનઃસંયોજિત $DNA$ તકનીક આવા રોગનિવારક પ્રોટીનનું મોટા પાયે ઉત્પાદન કરવા માટે સક્ષમ બનાવે છે,જેમાં ઈચ્છિત જનીનને $E. coli$ જેવા યજમાન સજીવમાં દાખલ કરવામાં આવે છે.

(C) પ્રાણી કોષ સંવર્ધન તકનીકનો ઉપયોગ ફાર્માસ્યુટિકલ ઉદ્યોગમાં વાયરલ રસીઓના ઉત્પાદન માટે વ્યાપકપણે થાય છે. ઘણી વાયરસ જેનો ઉપયોગ રસી બનાવવા માટે થાય છે,તેમને પ્રતિકૃતિ બનાવવા માટે જીવંત યજમાન કોષોની જરૂર હોય છે. પ્રાણી કોષો આ વાયરસને વૃદ્ધિ પામવા માટે જરૂરી વાતાવરણ પૂરું પાડે છે,તેથી રસી ઉત્પાદન માટે જરૂરી વાયરલ એન્ટિજેન્સ બનાવવા માટે તેમને મોટા બાયોરિએક્ટર્સમાં ઉછેરવામાં આવે છે. જોકે ઈન્સ્યુલીન અને ઈન્ટરફેરોનનું ઉત્પાદન બેક્ટેરિયા અથવા યીસ્ટમાં રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ તકનીકનો ઉપયોગ કરીને પણ કરી શકાય છે,પરંતુ ઘણી જટિલ વાયરલ રસીઓનું ઉત્પાદન હજુ પણ પ્રાણી કોષ સંવર્ધન પદ્ધતિઓ પર આધારિત છે.

(A) ઈન્ટરફેરોન એ સિગ્નલિંગ પ્રોટીનનો એક સમૂહ છે જે વિવિધ વાયરસની હાજરીના પ્રતિભાવમાં યજમાન કોષો દ્વારા બનાવવામાં અને મુક્ત કરવામાં આવે છે. તેનો ઉપયોગ લ્યુકેમિયા અને મેલાનોમા જેવા વિવિધ પ્રકારના કેન્સરની સારવારમાં જૈવિક પ્રતિભાવ મોડિફાયર તરીકે થાય છે. જૈવ તકનીકી (Biotechnology) દ્વારા રિકોમ્બિનન્ટ ઈન્ટરફેરોનનું મોટા પાયે ઉત્પાદન શક્ય બન્યું છે,જે કેન્સરના કોષોની વૃદ્ધિને રોકવામાં અસરકારક છે.

(C) $Humulin$ (હ્યુમ્યુલીન) એ રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને ઉત્પાદિત પ્રથમ જનીનિક રીતે એન્જિનિયર્ડ માનવ ઇન્સ્યુલિનનું વ્યાપારી નામ છે.
તે $Genentech$ દ્વારા વિકસાવવામાં આવ્યું હતું અને $Eli$ $Lilly$ $and$ $Company$ ને લાઇસન્સ આપવામાં આવ્યું હતું.
તે માનવ સ્વાદુપિંડ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા ઇન્સ્યુલિન જેવું જ છે,જે તેને ડાયાબિટીસ મેલિટસની સારવાર માટે અસરકારક બનાવે છે.

(D) $E. coli$ બેક્ટેરિયાનો ઉપયોગ બાયોટેકનોલોજીમાં રીકોમ્બિનન્ટ પ્રોટીનના ઉત્પાદન માટે યજમાન સજીવ તરીકે વ્યાપકપણે થાય છે.
ઈન્ટરફેરોન એ સિગ્નલિંગ પ્રોટીનનો એક સમૂહ છે જે વિવિધ વાયરસની હાજરીમાં યજમાન કોષો દ્વારા ઉત્પન્ન અને મુક્ત કરવામાં આવે છે.
રીકોમ્બિનન્ટ માનવ ઈન્ટરફેરોનનું વ્યાવસાયિક ઉત્પાદન માનવ ઈન્ટરફેરોન જનીનને $E. coli$ બેક્ટેરિયાના જિનોમમાં દાખલ કરીને કરવામાં આવે છે,જે ત્યારબાદ તેમની વૃદ્ધિ પ્રક્રિયા દરમિયાન આ પ્રોટીનનું અભિવ્યક્તિ કરે છે.

(A) જનીનિક ઈજનેરી દ્વારા $E. coli$ જેવા બેક્ટેરિયામાં માનવ ઈન્સ્યુલીનનું ઉત્પાદન શક્ય બન્યું છે. આ રીતે કૃત્રિમ રીતે ઉત્પાદિત માનવ ઈન્સ્યુલીનને વ્યાવસાયિક રીતે $Humulin$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. તે માનવ સ્વાદુપિંડ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા કુદરતી ઈન્સ્યુલીન જેવું જ હોય છે,જેમાં બે પોલીપેપ્ટાઈડ શૃંખલાઓ $A$ અને $B$ હોય છે,જે ડાયસલ્ફાઈડ બંધ દ્વારા જોડાયેલી હોય છે.

(D) જૈવ તકનીકી દ્વારા $Pseudomonas \ putida$ નામના જીવાણુની નવી જાતનું ઉત્પાદન ડૉ. આનંદ મોહન ચક્રવર્તી દ્વારા કરવામાં આવ્યું હતું.
આ જાત ક્રૂડ ઓઈલ (ખનીજ તેલ) નું વિઘટન કરવામાં સક્ષમ છે અને તેને ઘણીવાર 'સુપરબગ' તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તેલના ડાઘા કે તેલના પ્રદૂષણને સાફ કરવાની તેની ક્ષમતા માટે પેટન્ટ મેળવનાર તે પ્રથમ જનીનિક રૂપાંતરિત સજીવ $(GMO)$ હતું.

(B) રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને બનાવવામાં આવેલ પ્રથમ અંતઃસ્ત્રાવ $Insulin$ (ઈન્સ્યુલીન) છે.
$1983$ માં,અમેરિકન કંપની 'ઈલી લીલી' (Eli Lilly) એ માનવ $Insulin$ ની $A$ અને $B$ શૃંખલાઓને અનુરૂપ બે $DNA$ શૃંખલાઓ તૈયાર કરી અને તેને $E. coli$ ના પ્લાઝમિડમાં દાખલ કરીને $Insulin$ ની શૃંખલાઓનું ઉત્પાદન કર્યું.
ત્યારબાદ આ શૃંખલાઓને અલગ કરીને ડાયસલ્ફાઈડ બંધ દ્વારા જોડીને માનવ $Insulin$ (હ્યુમ્યુલિન) બનાવવામાં આવ્યું.

(C) જનીન થેરાપી એ એક એવી તકનીક છે જે રોગની સારવાર અથવા નિવારણ માટે વ્યક્તિના જનીનોમાં ફેરફાર કરે છે.
પ્રથમ ક્લિનિકલ જનીન થેરાપીનો પ્રયોગ $1990$ માં અશાંતિ ડીસિલ્વા નામની $4$ વર્ષની બાળકી પર કરવામાં આવ્યો હતો.
તે $SCID$ (સીવિયર કમ્બાઈન્ડ ઈમ્યુનોડેફિસિયન્સી) થી પીડાતી હતી,જે એડેનોસિન ડીએમિનેઝ $(ADA)$ ઉત્સેચક માટેના જનીનમાં ખામીને કારણે થાય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(C) જનીનિક રીતે રૂપાંતરણ પામેલા (પારજનીનિક) જીવાણુઓનો ઉપયોગ બાયોટેકનોલોજીમાં રોગનિવારક પ્રોટીન બનાવવા માટે વ્યાપકપણે થાય છે. આનો સૌથી મહત્વનો ઉપયોગ માનવ ઈન્સ્યુલીનનું ઉત્પાદન છે. અગાઉ,ઈન્સ્યુલીન કતલખાનામાં કાપવામાં આવતા ઢોર અને ડુક્કરના સ્વાદુપિંડમાંથી મેળવવામાં આવતું હતું,જે ઘણીવાર દર્દીઓમાં એલર્જીક પ્રતિક્રિયાઓનું કારણ બનતું હતું. $1983$ માં,અમેરિકન કંપની 'ઈલી લીલી' એ માનવ ઈન્સ્યુલીનની $A$ અને $B$ શૃંખલાઓને અનુરૂપ બે $DNA$ શૃંખલાઓ તૈયાર કરી અને તેને $E. coli$ ના પ્લાઝમિડમાં દાખલ કરીને ઈન્સ્યુલીન શૃંખલાઓનું ઉત્પાદન કર્યું. ત્યારબાદ આ શૃંખલાઓને અલગ કરીને ડાયસલ્ફાઈડ બંધ બનાવીને પરિપક્વ માનવ ઈન્સ્યુલીન તૈયાર કરવામાં આવ્યું.

(C) ઈન્સ્યુલીન સ્વાદુપિંડમાં પ્રો-હોર્મોન તરીકે સંશ્લેષિત થાય છે,જેમાં $C$-પેપ્ટાઈડ નામનો વધારાનો ભાગ હોય છે.
પરિપક્વતાની પ્રક્રિયા દરમિયાન,પ્રો-ઈન્સ્યુલીનમાંથી આ $C$-પેપ્ટાઈડ દૂર કરવામાં આવે છે જેથી પુખ્ત ઈન્સ્યુલીન બને છે.
પુખ્ત ઈન્સ્યુલીન બે ટૂંકી પોલીપેપ્ટાઈડ શૃંખલાઓ ધરાવે છે: શૃંખલા $A$ અને શૃંખલા $B$,જે ડાયસલ્ફાઈડ બંધ દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલી હોય છે.
તેથી,પુખ્ત ઈન્સ્યુલીનમાં $C$-પેપ્ટાઈડ ગેરહાજર હોય છે.

(A) પ્રાણી કોષ સંવર્ધન એ આધુનિક જૈવ-તકનીકીમાં એક પાયાની પદ્ધતિ છે. તેનો વ્યાપક ઉપયોગ વાયરલ રસીઓના ઉત્પાદન માટે થાય છે,કારણ કે ઘણા વાયરસને પ્રતિકૃતિ બનાવવા માટે જીવંત પ્રાણી કોષોની જરૂર હોય છે. જોકે ઈન્સ્યુલિન,ખાદ્ય પ્રોટીન અને ઈન્ટરફેરોન જેવા અન્ય ઉત્પાદનોનું ઉત્પાદન સૂક્ષ્મજીવો (જેમ કે $E. coli$ અથવા યીસ્ટ) માં પુનઃસંયોજિત $DNA$ તકનીક દ્વારા કરી શકાય છે,પરંતુ ઘણી રસીઓનું ઉત્પાદન હજુ પણ યોગ્ય વાયરલ વૃદ્ધિ અને એન્ટિજેનિસિટી સુનિશ્ચિત કરવા માટે પ્રાણી કોષ સંવર્ધન પદ્ધતિઓ પર આધાર રાખે છે.

(C) -પેપ્ટાઈડ એ પ્રોઈન્સ્યુલિનમાં રહેલો એક વધારાનો એમિનો એસિડનો ભાગ છે જે પરિપક્વ ઈન્સ્યુલિનમાં જોવા મળતો નથી.
પ્રોઈન્સ્યુલિન ત્રણ શૃંખલાઓ $A$,$B$ અને $C$ ધરાવે છે.
જ્યારે પ્રોઈન્સ્યુલિનનું સક્રિય ઈન્સ્યુલિનમાં રૂપાંતર થાય છે,ત્યારે $C$-પેપ્ટાઈડને દૂર કરવામાં આવે છે.
તેથી,પરિપક્વ ઈન્સ્યુલિનમાં માત્ર $A$ અને $B$ શૃંખલાઓ હોય છે જે ડાયસલ્ફાઈડ બંધ દ્વારા જોડાયેલી હોય છે.