Principles of biotechnology Questions in Gujarati

(D) સુધારેલી એન્ટિબાયોટિક્સ કુદરતી રીતે મળતી એન્ટિબાયોટિક્સની રચનામાં ફેરફાર કરીને બનાવવામાં આવે છે,જેથી તેમની અસરકારકતા વધારી શકાય,આડઅસરો ઘટાડી શકાય અથવા બેક્ટેરિયલ પ્રતિકારને દૂર કરી શકાય. આ પ્રક્રિયા મુખ્યત્વે $Genetic \ engineering$ (અથવા રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજી) દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે,જે વૈજ્ઞાનિકોને સૂક્ષ્મજીવોના જૈવસંશ્લેષણ માર્ગોમાં ફેરફાર કરીને નવી અથવા સુધારેલી એન્ટિબાયોટિક સંયોજનો ઉત્પન્ન કરવાની મંજૂરી આપે છે.

(D) જિનેટિક એન્જિનિયરિંગ એ બાયોટેકનોલોજીની એક શાખા છે જેમાં સજીવના જનીનોમાં સીધો ફેરફાર કરવામાં આવે છે.
તે ખાસ કરીને સજીવના જીનોટાઇપમાં સુધારો કરવા અને ઇચ્છિત લક્ષણો વ્યક્ત કરવા માટે તેના જીનોમમાં વિદેશી જનીનો (ટ્રાન્સજીન્સ) દાખલ કરવાની પ્રક્રિયાનો ઉલ્લેખ કરે છે.
આ તકનીક રોગ પ્રતિકારક શક્તિ,વધુ ઉત્પાદન અથવા સુધારેલ પોષક મૂલ્ય જેવી ઉન્નત લાક્ષણિકતાઓ ધરાવતા જિનેટિકલી મોડિફાઇડ ઓર્ગેનિઝમ્સ $(GMOs)$ બનાવવાની મંજૂરી આપે છે.

(C) જિનેટિક એન્જિનિયરિંગ એ આધુનિક બાયોટેકનોલોજીની એક પદ્ધતિ છે જે વૈજ્ઞાનિકોને સજીવના જનીનિક દ્રવ્ય $(DNA)$ માં ફેરફાર કરવાની મંજૂરી આપે છે. ચોક્કસ જનીનોને અલગ કરીને,તેમાં ફેરફાર કરીને અને તેનું સ્થાનાંતરણ કરીને,છોડ અને પ્રાણીઓમાં ઈચ્છિત લક્ષણો જેવા કે રોગ પ્રતિકારક શક્તિ,વધુ ઉત્પાદન અથવા સુધારેલી પોષક ગુણવત્તા દાખલ કરવી શક્ય છે. આ ચોકસાઈ તેને પરંપરાગત સંવર્ધન પદ્ધતિઓની તુલનામાં પાક અને પશુધનના સુધારણા માટે એક શક્તિશાળી સાધન બનાવે છે.

(C) "બાયોટેકનોલોજી" શબ્દ હંગેરિયન કૃષિ ઇજનેર કાર્લ એરેકી દ્વારા $1919$ માં આપવામાં આવ્યો હતો (જે $1919$ અને $1920$ માં પ્રકાશિત થયો હતો). તેમણે આ શબ્દનો ઉપયોગ જીવંત સજીવોનો ઉપયોગ કરીને કાચા માલને ઉપયોગી ઉત્પાદનોમાં રૂપાંતરિત કરવાની પ્રક્રિયાને વર્ણવવા માટે કર્યો હતો. તેથી, તેની ઉત્પત્તિનો સંદર્ભ $1920$ માં હંગેરી સાથે જોડાયેલો છે.

(D) ઉત્સેચકોનું સ્થિરીકરણ (Immobilisation) એ ઉત્સેચકને કોઈ ઘન આધાર પર જકડી રાખવાની અથવા તેમાં બંધ કરવાની પ્રક્રિયા છે.
આ તકનીકનો ઉપયોગ ઉત્સેચકને નિષ્ક્રિયતા અને પ્રોટીઓલિસિસથી બચાવવા,ઉત્સેચકની શુદ્ધતા જાળવવા,પ્રતિક્રિયા પછી ઉત્સેચકને સરળતાથી પુનઃપ્રાપ્ત કરવા અને સતત પ્રક્રિયામાં ઉત્સેચકનો ઉપયોગ કરવાની સુવિધા માટે કરવામાં આવે છે.
તેથી,સ્થિર ઉત્સેચકોનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે સતત બાયોરિએક્ટર સિસ્ટમમાં કરવામાં આવે છે જેથી લાંબા ગાળાની ઉત્પાદકતા અને ખર્ચ-અસરકારકતા સુનિશ્ચિત કરી શકાય.

(C) જનીનિક ઇજનેરી એ $DNA$ હેરફેરની તકનીક છે જેમાં કૃત્રિમ રીતે જનીનોમાં ફેરફાર કરવામાં આવે છે. તેનો ઉપયોગ માનવ જરૂરિયાતોને અનુરૂપ કોષો,પેશીઓ,અંગો અને સજીવો બનાવવા માટે $DNA$ ક્રમમાં ફેરફાર કરવા અને નવા $DNA$ ક્રમ બનાવવા માટે થાય છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(D) $Euphenics$ એ પર્યાવરણમાં ફેરફાર કરીને અથવા આનુવંશિક વિકૃતિઓની સારવાર માટે તબીબી હસ્તક્ષેપનો ઉપયોગ કરીને વ્યક્તિના સ્વરૂપ (phenotype) ને સુધારવાનો અભ્યાસ છે。
$Euthenics$ એ પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓમાં સુધારો કરીને માનવ જાતિને સુધારવાનો અભ્યાસ છે。
$Eugenics$ એ આનુવંશિક પરિબળોને નિયંત્રિત કરીને (પસંદગીયુક્ત સંવર્ધન) માનવ જાતિને સુધારવાનો અભ્યાસ છે。
જિનેટિક એન્જિનિયરિંગમાં બાયોટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને સજીવના જનીનોમાં સીધો ફેરફાર કરવામાં આવે છે। આપેલી કોઈ પણ શાખા ($Euphenics$, $Euthenics$ કે $Eugenics$) ખાસ કરીને જિનેટિક એન્જિનિયરિંગનો ઉલ્લેખ કરતી નથી। તેથી, સાચો જવાબ $\text{આમાંથી}$ $\text{કોઈ}$ $\text{પણ}$ $\text{નહીં}$ છે。

(D) જિનેટિક એન્જિનિયરિંગ,જેને રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજી તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તેમાં બાયોટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને સજીવના જનીનોમાં સીધો ફેરફાર કરવામાં આવે છે.
તે વૈજ્ઞાનિકોને ઇચ્છિત લક્ષણો મેળવવા માટે ચોક્કસ $DNA$ ક્રમ ઉમેરીને,દૂર કરીને અથવા તેમાં ફેરફાર કરીને સજીવના જનીનિક બંધારણમાં ફેરફાર કરવાની મંજૂરી આપે છે.

(A) હર ગોવિંદ ખોરાના આનુવંશિક ઇજનેરી (genetic engineering) સાથે સંકળાયેલા છે.
તેમણે $1969$ માં ટેસ્ટ ટ્યુબમાં કૃત્રિમ રીતે 'જનીન' (gene) નું સંશ્લેષણ કર્યું હતું.
વોટસન અને ક્રિક $DNA$ ના ડબલ હેલિક્સ મોડેલ માટે જાણીતા છે.
મેસેલસન $DNA$ ના અર્ધ-રૂઢિચુસ્ત (semi-conservative) પ્રતિકૃતિ માટે જાણીતા છે.

(D) જનીનિક ઇજનેરી એ બાયોટેકનોલોજીની એક શાખા છે જેમાં સજીવના જનીનોમાં સીધો ફેરફાર કરવામાં આવે છે.
તેનો ઉપયોગ વારંવાર રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીના પર્યાય તરીકે થાય છે,જેમાં નવા જનીનિક સંયોજનો બનાવવા માટે વિવિધ સ્ત્રોતોમાંથી $DNA$ અણુઓને કૃત્રિમ રીતે જોડવામાં આવે છે.
આ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ સજીવોમાં ઇચ્છિત લક્ષણો ઉત્પન્ન કરવા માટે $DNA$ ક્લોનિંગ અને જનીન ક્લોનિંગમાં વ્યાપકપણે થાય છે.
તેથી,જનીનિક ઇજનેરી શબ્દનો ઉપયોગ રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનિક માટે સૌથી યોગ્ય રીતે કરવામાં આવે છે.

(B) જનીનિક ઈજનેરી એ બાયોટેકનોલોજીની એક શાખા છે જેમાં સજીવના જનીનોમાં સીધો ફેરફાર કરવામાં આવે છે.
તેમાં જનીનિક દ્રવ્ય ($DNA$ અને $RNA$) ના રસાયણશાસ્ત્રમાં ફેરફાર કરવાની અને તેને યજમાન સજીવોમાં દાખલ કરવાની તકનીકોનો સમાવેશ થાય છે,જેનાથી યજમાન સજીવના સ્વરૂપલક્ષી લક્ષણો (phenotype) માં ફેરફાર થાય છે.
તેથી,$DNA$ ને સજીવમાં દાખલ કરવાની પ્રક્રિયા એ જનીનિક ઈજનેરીનો મુખ્ય ભાગ છે.

(B) જનીનિક ઈજનેરી,જેને રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજી તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે બાયોટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને સજીવના જનીનોમાં ફેરફાર કરવાની પ્રક્રિયા છે.
તેમાં સજીવના લક્ષણો બદલવા માટે કૃત્રિમ રીતે જનીનોને દાખલ કરવા,તેમાં ફેરફાર કરવા અથવા દૂર કરવાની પ્રક્રિયાનો સમાવેશ થાય છે.
તેથી,કૃત્રિમ પ્રક્રિયા દ્વારા જનીનને દાખલ કરવો એ જનીનિક ઈજનેરીની મૂળભૂત વ્યાખ્યા છે.

(C) $EFB$ (યુરોપિયન ફેડરેશન ઓફ બાયોટેકનોલોજી) એ જૈવ તકનીક (બાયોટેકનોલોજી) ને કુદરતી વિજ્ઞાન અને સજીવો,કોષો,તેમના ભાગો અને આણ્વિય સમમૂલકોનો ઉપયોગ કરીને નીપજો અને સેવાઓ મેળવવાની પ્રક્રિયા તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરી છે. આ વ્યાખ્યામાં પરંપરાગત પ્રક્રિયાઓ (જેમ કે આથવણ) અને આધુનિક આણ્વિય તકનીકો (જેમ કે જનીનિક ઈજનેરી) બંનેનો સમાવેશ થાય છે.

(C) કાઈમેરીક $DNA$ એ પુનઃસંયોજીત $DNA$ (Recombinant $DNA$) માટેનો બીજો શબ્દ છે.
તે આણ્વિક ક્લોનિંગ તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને બે કે તેથી વધુ અલગ સ્ત્રોતો અથવા સજીવોમાંથી $DNA$ ના ટુકડાઓને જોડીને બનાવવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં વિદેશી $DNA$ ના ટુકડાને વાહક (vector) $DNA$ અણુમાં દાખલ કરવામાં આવે છે,જેના પરિણામે હાઇબ્રિડ અથવા કાઈમેરીક અણુ બને છે.

(C) $1972$ માં,હર્બર્ટ બોયર અને સ્ટેનલી કોહને સૌપ્રથમ પુનઃસંયોજિત $DNA$ અણુનું નિર્માણ કર્યું હતું.
તેમણે પ્લાઝમીડમાંથી $DNA$ નો ટુકડો કાપીને એન્ટિબાયોટિક અવરોધક જનીનને અલગ કરીને આ સિદ્ધિ મેળવી હતી,જે એન્ટિબાયોટિક અવરોધકતા માટે જવાબદાર હતું.
આ સીમાચિહ્નરૂપ પ્રયોગે આધુનિક બાયોટેકનોલોજી અને જિનેટિક એન્જિનિયરિંગનો પાયો નાખ્યો હતો.

(C) જનીનિક ઈજનેરી (Genetic engineering) એ સજીવના જનીન પ્રકાર (genotype) અને સ્વરૂપ પ્રકાર (phenotype) માં ફેરફાર કરવા માટે બહારના $DNA$ અથવા જનીનના ટુકડાઓને દાખલ કરીને તેના જનીનિક બંધારણમાં ફેરફાર કરવાની પ્રક્રિયા છે. આ તકનીક દ્વારા ઇચ્છિત લક્ષણો ધરાવતા જનીનિક રૂપાંતરિત સજીવો $(GMOs)$ ઉત્પન્ન કરી શકાય છે.

(A) બાયોટેકનોલોજીને કુદરતી વિજ્ઞાન અને સજીવો,કોષો,તેના ભાગો અને આણ્વિય સામ્યતાઓના ઉત્પાદનો અને સેવાઓ માટેના સંકલન તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. તેમાં માલસામાન અને સેવાઓ પૂરી પાડવા માટે જૈવિક એજન્ટો દ્વારા સામગ્રીના પ્રોસેસિંગ માટે વૈજ્ઞાનિક અને ઇજનેરી સિદ્ધાંતોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. તેથી,જીવવિજ્ઞાનમાં લાગુ કરવામાં આવતું ઇજનેરી અને ટેકનોલોજીનું વિજ્ઞાન એટલે $Biotechnology$ (બાયોટેકનોલોજી) છે.

(A) જેનેટિક એન્જિનિયરિંગ એ એવી ટેકનોલોજી છે જેનો ઉપયોગ $Streptococcus$ જેવા બૅક્ટેરિયા સહિતના સજીવોના જનીનિક દ્રવ્યમાં ફેરફાર કરવા માટે થાય છે. $DNA$ માં ફેરફાર કરીને,વૈજ્ઞાનિકો એવી જાતો બનાવી શકે છે જે ચોક્કસ પ્રોટીન અથવા ઉત્સેચકો ઉત્પન્ન કરે છે,જેમ કે સ્ટ્રેપ્ટોકાઈનેઝ. આ ઉત્સેચકનો ઉપયોગ માયોકાર્ડિયલ ઇન્ફાર્ક્શન (હૃદયરોગનો હુમલો) અનુભવતા દર્દીઓની રક્તવાહિનીઓમાંથી લોહીના ગઠ્ઠા દૂર કરવા માટે 'ક્લોટ બસ્ટર' તરીકે થાય છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(A) રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ રસીના ઉત્પાદનમાં વ્યાપકપણે થાય છે,જેમ કે હેપેટાઇટિસ $B$ ની રસી,જે યીસ્ટમાંથી બનાવવામાં આવે છે. આ ટેકનોલોજી ચોક્કસ જનીનોને યજમાન કોષોમાં દાખલ કરીને મોટી માત્રામાં એન્ટિજેન્સ ઉત્પન્ન કરવાની મંજૂરી આપે છે. જ્યારે $PCR$ એ $DNA$ સિક્વન્સને એમ્પ્લીફાય કરવા માટે વપરાતું નિદાન સાધન છે,તે રસીના ઉત્પાદન માટે વપરાતી ટેકનોલોજી નથી. તેથી,સાચો જવાબ $A$ છે.

(B) બાયોટેકનોલોજી (જૈવ ટેકનોલોજી) ની વ્યાખ્યા કુદરતી વિજ્ઞાન અને સજીવો,કોષો,તેના ભાગો અને આણ્વિય સામ્યતાઓના ઉત્પાદનો અને સેવાઓ માટેના સંકલન તરીકે કરવામાં આવે છે.
તે ખાસ કરીને મનુષ્યો માટે ઉપયોગી ઉત્પાદનો અને પ્રક્રિયાઓ બનાવવા માટે જીવંત સજીવો અથવા સજીવોમાંથી મેળવેલા ઉત્સેચકોનો ઉપયોગ કરવાની તકનીકો સાથે સંબંધિત છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(B) બાયોટેકનોલોજીની વ્યાખ્યા યુરોપિયન ફેડરેશન ઓફ બાયોટેકનોલોજી $(EFB)$ દ્વારા આપવામાં આવી હતી.
$EFB$ મુજબ,બાયોટેકનોલોજી એ કુદરતી વિજ્ઞાન અને સજીવો,કોષો,તેના ભાગો અને આણ્વિય સામ્યતા ધરાવતા ઘટકોનું ઉત્પાદનો અને સેવાઓ માટેનું સંકલન છે.

(B) જ્યારે કોઈ વિદેશી $DNA$ ને વાહકના પ્રતિકૃતિના ઉદગમ સ્થાન $(ori)$ સાથે જોડવામાં આવે છે, ત્યારે તે યજમાન કોષમાં પ્રતિકૃતિ બનાવવાની ક્ષમતા પ્રાપ્ત કરે છે.
ચોક્કસ ટેમ્પલેટ $DNA$ ની ઘણી સમાન નકલો બનાવવાની આ પ્રક્રિયાને $DNA$ ક્લોનિંગ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તેથી, યજમાન સજીવમાં વિદેશી $DNA$ ની પ્રતિકૃતિ બનાવવા માટે તેને વાહકમાં દાખલ કરવું એ $DNA$ ક્લોનિંગનું એક પાયાનું પગલું છે.

(D) પ્રથમ રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ અણુનું નિર્માણ $1973$ માં $Stanley \ Cohen$ અને $Herbert \ Boyer$ દ્વારા કરવામાં આવ્યું હતું. તેમણે પ્લાઝમિડમાંથી $DNA$ નો એક ટુકડો કાપીને એન્ટિબાયોટિક પ્રતિરોધક જનીનને અલગ કરીને આ સિદ્ધિ મેળવી હતી,જે એન્ટિબાયોટિક પ્રતિરોધકતા આપવા માટે જવાબદાર હતું. આ શોધે આધુનિક રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીનો પાયો નાખ્યો.

(C) સજીવના જનીનિક રૂપાંતરણના ત્રણ મૂળભૂત પગલાં નીચે મુજબ છે:
$1$. ઈચ્છનીય જનીનો ધરાવતા $DNA$ ની ઓળખ.
$2$. ઓળખાયેલ $DNA$ નું યજમાનમાં પ્રવેશ.
$3$. યજમાનમાં દાખલ કરેલ $DNA$ ની જાળવણી અને $DNA$ નું તેની સંતતિમાં સ્થાનાંતરણ.
વિકલ્પ $C$ ખોટો છે કારણ કે બિન-ઓળખાયેલ $RNA$ નું પ્રવેશ એ જનીનિક ઈજનેરીનું પ્રમાણિત પગલું નથી.

(C) વિધાન $I$ સાચું છે: કોપી નંબર એટલે એક બેક્ટેરિયલ કોષમાં હાજર પ્લાઝમિડ અણુઓની સંખ્યા.
વિધાન $II$ સાચું છે: પ્લાઝમિડનો કોપી નંબર પ્લાઝમિડના પ્રકાર પર આધાર રાખે છે; $pBR322$ જેવા સામાન્ય ક્લોનિંગ વેક્ટર્સ માટે,તે સામાન્ય રીતે પ્રતિ કોષ $15-100$ નકલોની વચ્ચે હોય છે.
તેથી,બંને વિધાનો સાચા છે.

(D) જનીનિક સંકેતો સર્વવ્યાપી છે,જેનો અર્થ એ છે કે બૅક્ટરિયાથી લઈને મનુષ્ય સુધીના લગભગ તમામ સજીવોમાં સમાન કોડોન સમાન એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપે છે. આ સર્વવ્યાપકતાને કારણે,જ્યારે માનવ જનીનને બૅક્ટરિયાના પ્લાઝમિડમાં દાખલ કરીને બૅક્ટરિયાના કોષમાં પ્રવેશ કરાવવામાં આવે છે,ત્યારે બૅક્ટરિયાની કોષીય મશીનરી માનવ જનીનનું સફળતાપૂર્વક પ્રત્યાંકન (transcription) અને ભાષાંતર (translation) કરીને માનવ પ્રોટીન બનાવી શકે છે.

(N/A) 'યોગ્ય જનીન' એ $DNA$ ના એક વિશિષ્ટ ખંડને દર્શાવે છે જે ચોક્કસ એન્ટિજન (પ્રોટીન) માટે સંકેત આપે છે। જ્યારે આ $DNA$ ને યજમાનના કોષોમાં દાખલ કરવામાં આવે છે, ત્યારે કોષો આ જનીનનું અભિવ્યક્તિ કરીને એન્ટિજન ઉત્પન્ન કરે છે। આ એન્ટિજનને યજમાનની રોગપ્રતિકારક શક્તિ દ્વારા ઓળખવામાં આવે છે, જે રોગપ્રતિકારક પ્રતિભાવને ઉત્તેજિત કરે છે, જેના પરિણામે એન્ટિબોડીઝ અને મેમરી કોષોનું નિર્માણ થાય છે, જે ચોક્કસ રોગકારક સામે રોગપ્રતિકારક શક્તિ પ્રદાન કરે છે।

(N/A) બાયોટેકનોલોજી એ સજીવો અથવા સજીવોમાંથી મેળવેલા ઉત્સેચકોનો ઉપયોગ કરીને માનવ માટે ઉપયોગી ઉત્પાદનો અને પ્રક્રિયાઓ વિકસાવવાની તકનીકો સાથે સંબંધિત છે.
આ અર્થમાં, દહીં, બ્રેડ અથવા વાઇન બનાવવાની પ્રક્રિયા, જે તમામ સૂક્ષ્મજીવો દ્વારા થતી પ્રક્રિયાઓ છે, તેને પણ બાયોટેકનોલોજીનું એક સ્વરૂપ ગણી શકાય.
આધુનિક બાયોટેકનોલોજી ઘણીવાર $E. coli$ અથવા યીસ્ટ જેવા જનીનિક રૂપાંતરિત સૂક્ષ્મજીવોનો ઉપયોગ કરીને ઇન્સ્યુલિન જેવા એન્ટિબાયોટિક અથવા પ્રોટીન પદાર્થોના ઉત્પાદન સાથે સંકળાયેલી છે. તેમાં $Bt$-કોટન જેવા જનીનિક રૂપાંતરિત પ્રાણીઓ અથવા વનસ્પતિઓનો પણ સમાવેશ થાય છે.
બાયોટેકનોલોજી હેપેટાઇટિસ-$C$, ડાયાબિટીસ, કેન્સર, હિમોફિલિયા અને ઓસ્ટિઓપોરોસિસ જેવા રોગોની તબીબી સારવાર સાથે પણ સંકળાયેલી છે.
યુરોપિયન ફેડરેશન ઓફ બાયોટેકનોલોજી $(EFB)$ એ બાયોટેકનોલોજીની વ્યાખ્યા આપી છે જે પરંપરાગત દ્રષ્ટિકોણ અને આધુનિક મોલેક્યુલર બાયોટેકનોલોજી બંનેને આવરી લે છે.
$EFB$ દ્વારા આપવામાં આવેલી વ્યાખ્યા નીચે મુજબ છે: "ઉત્પાદનો અને સેવાઓ માટે પ્રાકૃતિક વિજ્ઞાન અને સજીવો, કોષો, તેના ભાગો અને મોલેક્યુલર એનાલોગનું સંકલન."

(N/A) આધુનિક જૈવ-ટેકનોલોજીના ઉદભવને સક્ષમ બનાવતી બે મુખ્ય પદ્ધતિઓ નીચે મુજબ છે:
$(i)$ જનીનિક ઇજનેરી (Genetic engineering): જનીનિક દ્રવ્ય ($DNA$ અને $RNA$) ના રસાયણશાસ્ત્રમાં ફેરફાર કરીને તેને યજમાન સજીવોમાં દાખલ કરવાની પદ્ધતિઓ,જેના દ્વારા યજમાન સજીવના સ્વરૂપ પ્રકાર (phenotype) માં ફેરફાર કરી શકાય છે.
$(ii)$ બાયોપ્રોસેસ ઇજનેરી (Bioprocess engineering): રાસાયણિક ઇજનેરી પ્રક્રિયાઓમાં જંતુરહિત (સૂક્ષ્મજીવોના પ્રદૂષણ મુક્ત) વાતાવરણ જાળવવું,જેથી એન્ટિબાયોટિક્સ,રસીઓ,ઉત્સેચકો વગેરે જેવા જૈવ-ટેકનોલોજીકલ ઉત્પાદનોના નિર્માણ માટે માત્ર ઇચ્છિત સૂક્ષ્મજીવ અથવા સુકોષકેન્દ્રી કોષનો જ મોટા જથ્થામાં ઉછેર થઈ શકે.

(N/A) $1$. લિંગી પ્રજનન વિવિધતાઓ અને જનીનિક બંધારણના અનન્ય સંયોજનો બનાવવાની તકો પૂરી પાડે છે,જેમાંથી કેટલાક સજીવ તેમજ વસ્તી માટે ફાયદાકારક હોઈ શકે છે.
$2$. અલિંગી પ્રજનન જનીનિક માહિતીને જાળવી રાખે છે,જ્યારે લિંગી પ્રજનન વિવિધતાને મંજૂરી આપે છે.
$3$. વનસ્પતિ અને પ્રાણી સંવર્ધનમાં વપરાતી પરંપરાગત સંકરણ પદ્ધતિઓ ઘણીવાર ઇચ્છિત જનીનોની સાથે અનિચ્છનીય જનીનોના સમાવેશ અને ગુણાકાર તરફ દોરી જાય છે.
$4$. આવી મર્યાદાઓને દૂર કરવા માટે,જનીનિક ઇજનેરી એ શ્રેષ્ઠ અભિગમ છે.
$5$. જનીનિક ઇજનેરીમાં,જનીન ક્લોનિંગ અને જનીન સ્થાનાંતરણનો ઉપયોગ કરીને પુનઃસંયોજિત $DNA$ (recombinant $DNA$) બનાવવામાં આવે છે.
$6$. આમ,જનીનિક ઇજનેરી આપણને લક્ષ્ય સજીવમાં અનિચ્છનીય જનીનો દાખલ કર્યા વિના માત્ર એક અથવા ઇચ્છિત જનીનોના સમૂહને અલગ કરીને દાખલ કરવાની મંજૂરી આપે છે.

(N/A) રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીમાં,$DNA$ નો એક ટુકડો અન્ય સજીવમાં દાખલ કરવામાં આવે છે.
- $DNA$ નો આ ટુકડો સજીવના સંતતિ કોષોમાં પોતાની જાતે ગુણન (multiply) કરી શકતો નથી.
- પરંતુ જ્યારે તે યજમાનના જનીનસમૂહ (genome) માં સંકલિત થાય છે,ત્યારે તે ગુણન પામી શકે છે અને યજમાન $DNA$ ની સાથે વારસામાં ઉતરી શકે છે. આનું કારણ એ છે કે વિદેશી $DNA$ નો ટુકડો એવા રંગસૂત્રનો ભાગ બની ગયો છે,જે પ્રતિકૃતિ બનાવવાની ક્ષમતા ધરાવે છે.
- રંગસૂત્રમાં એક વિશિષ્ટ $DNA$ ક્રમ હોય છે જેને 'પ્રતિકૃતિનું ઉદ્ભવસ્થાન' $(ori)$ કહેવામાં આવે છે,જે પ્રતિકૃતિની શરૂઆત કરવા માટે જવાબદાર છે.
- તેથી,કોઈપણ વિદેશી $DNA$ ના ટુકડાના ગુણન માટે,તે એવા રંગસૂત્રનો ભાગ હોવો જરૂરી છે જે 'પ્રતિકૃતિના ઉદ્ભવસ્થાન' તરીકે ઓળખાતો વિશિષ્ટ ક્રમ ધરાવે છે.
- આમ,વિદેશી $DNA$ ને પ્રતિકૃતિના ઉદ્ભવસ્થાન સાથે જોડવામાં આવે છે,જેથી આ વિદેશી $DNA$ નો ટુકડો યજમાન સજીવમાં પ્રતિકૃતિ બનાવી શકે અને પોતાની સંખ્યામાં વધારો કરી શકે. આ પ્રક્રિયાને ક્લોનિંગ પણ કહેવામાં આવે છે.

(A) પ્રથમ રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ નું નિર્માણ $Salmonella$ $typhimurium$ ના મૂળ પ્લાઝમિડ સાથે એન્ટિબાયોટિક પ્રતિરોધક જનીનને જોડવાની શક્યતામાંથી ઉદ્ભવ્યું હતું.
સ્ટેનલી કોહેન અને હર્બર્ટ બોયરે $1972$ માં આ સિદ્ધિ મેળવી હતી.
- રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચકો,જેને મોલેક્યુલર કાતર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,તેની શોધને કારણે $DNA$ ને ચોક્કસ સ્થાનો પરથી કાપવાનું શક્ય બન્યું.
ત્યારબાદ $DNA$ ના કાપેલા ટુકડાને પ્લાઝમિડ $DNA$ સાથે જોડવામાં આવ્યો હતો. આ પ્લાઝમિડ $DNA$ અણુઓ તેની સાથે જોડાયેલા $DNA$ ના ટુકડાને સ્થાનાંતરિત કરવા માટે વાહક (vector) તરીકે કાર્ય કરે છે.
$\Rightarrow$ જેમ મચ્છર માનવ શરીરમાં મેલેરિયાના પરોપજીવીને સ્થાનાંતરિત કરવા માટે કીટક વાહક તરીકે કાર્ય કરે છે,તેવી જ રીતે પ્લાઝમિડનો ઉપયોગ યજમાન સજીવમાં વિદેશી $DNA$ ના ટુકડાને પહોંચાડવા માટે વાહક તરીકે થઈ શકે છે.
એન્ટિબાયોટિક પ્રતિરોધક જનીનને પ્લાઝમિડ વાહક સાથે જોડવાનું કાર્ય $DNA$ લિગેઝ ઉત્સેચક દ્વારા શક્ય બન્યું હતું.
આ રીતે ઇન-વિટ્રો (in vitro) પદ્ધતિ દ્વારા વર્તુળાકાર,સ્વાયત્ત રીતે સ્વયંજનન પામતા $DNA$ નું નવું સંયોજન તૈયાર થાય છે,જેને રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ કહેવામાં આવે છે.
જ્યારે આ $DNA$ ને $Salmonella$ સાથે ગાઢ સંબંધ ધરાવતા બેક્ટેરિયા $Escherichia$ $coli$ માં સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે નવા યજમાનના $DNA$ પોલિમરેઝ ઉત્સેચકનો ઉપયોગ કરીને સ્વયંજનન પામી શકે છે અને તેની ઘણી નકલો બનાવી શકે છે.

(N/A) $(i)$ પ્રતિકૃતિનું ઉદગમ સ્થાન $(ori)$: આ એક ચોક્કસ $DNA$ ક્રમ છે જ્યાંથી પ્રતિકૃતિની શરૂઆત થાય છે. આ ક્રમ સાથે જોડાયેલ કોઈપણ $DNA$ નો ટુકડો યજમાન કોષોમાં પ્રતિકૃતિ પામી શકે છે. તે જોડાયેલ $DNA$ ની નકલ સંખ્યા (copy number) ને નિયંત્રિત કરવા માટે પણ જવાબદાર છે.
$(ii)$ પસંદગીમાન રેખક (Selectable marker): પ્રતિકૃતિના ઉદગમ સ્થાન ઉપરાંત,વેક્ટરમાં પસંદગીમાન રેખક હોવું જરૂરી છે. તે બિન-રૂપાંતરિતોને ઓળખવામાં અને દૂર કરવામાં મદદ કરે છે અને પસંદગીયુક્ત રીતે રૂપાંતરિતોની વૃદ્ધિને મંજૂરી આપે છે. એમ્પિસિલિન,ક્લોરામ્ફેનિકોલ,ટેટ્રાસાયક્લિન અથવા કેનામાઈસિન જેવા એન્ટિબાયોટિક્સ સામે પ્રતિકાર આપતા જનીનો $E. coli$ માટે ઉપયોગી પસંદગીમાન રેખક ગણાય છે.
$(iii)$ ક્લોનિંગ સાઇટ્સ: વિદેશી $DNA$ ને જોડવા માટે,વેક્ટરમાં સામાન્ય રીતે વપરાતા રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચકો માટે ખૂબ જ ઓછી,પ્રાધાન્યમાં એક જ ઓળખ સાઇટ (recognition site) હોવી જોઈએ. વેક્ટરમાં એક કરતાં વધુ ઓળખ સાઇટ્સની હાજરી ઘણા ટુકડાઓ ઉત્પન્ન કરશે,જે જનીન ક્લોનિંગને જટિલ બનાવશે. વિદેશી $DNA$ નું જોડાણ સામાન્ય રીતે બે એન્ટિબાયોટિક પ્રતિરોધક જનીનોમાંથી એકમાં હાજર રિસ્ટ્રિક્શન સાઇટ પર કરવામાં આવે છે.

(B) પ્લાઝમિડની કોપી નંબર યજમાન કોષમાં હાજર રહેલા જનીનની નકલોની સંખ્યા સાથે સીધી રીતે સંબંધિત છે.
દરેક જનીનની નકલ ટ્રાન્સક્રિપ્શન માટે ટેમ્પલેટ તરીકે કાર્ય કરતી હોવાથી,વેક્ટર પ્લાઝમિડની કોપી નંબર જેટલી વધારે હોય,તેટલી જનીનની નકલોની સંખ્યા પણ વધારે હોય છે.
પરિણામે,જનીન દ્વારા કોડ થયેલ પ્રોટીન વધુ માત્રામાં ઉત્પન્ન થાય છે,જેનો અર્થ છે કે રીકોમ્બિનન્ટ પ્રોટીનનું ઉત્પાદન પ્લાઝમિડ વેક્ટરની કોપી નંબરના સમપ્રમાણમાં હોય છે.

(C) બંને સાચા છે. બાયોટેકનોલોજી એ ખૂબ જ વિશાળ ક્ષેત્ર છે જે માનવજાત માટે ઉપયોગી ઉત્પાદનો અને પ્રક્રિયાઓ બનાવવા માટે 'કુદરતી' સજીવો (અથવા તેના ભાગો) તેમજ જનીનિક રીતે રૂપાંતરિત સજીવોનો ઉપયોગ કરવાની તકનીકો સાથે કામ કરે છે.
વાઇન બનાવનાર આથવણ (એક કુદરતી ઘટના) દ્વારા વાઇન બનાવવા માટે યીસ્ટની એક જાતિનો ઉપયોગ કરે છે.
મોલેક્યુલર બાયોલોજિસ્ટ એ એન્ટિજેન (જેનો રસી તરીકે ઉપયોગ થાય છે) માટેના જનીનને સજીવમાં ક્લોન કર્યું છે,જે એન્ટિજેનનું મોટા જથ્થામાં ઉત્પાદન શક્ય બનાવે છે.
આમ,બંને ઉપયોગી ઉત્પાદનો બનાવવા માટે જૈવિક એજન્ટોનો ઉપયોગ કરે છે,તેથી બંનેને બાયોટેકનોલોજિસ્ટ ગણવામાં આવે છે.

(C) $Ori$ સાઇટ (Origin of replication) એ વેક્ટરમાં આવેલો એક વિશિષ્ટ ક્રમ છે જ્યાંથી પ્રતિકૃતિ (replication) શરૂ થાય છે. આ ક્રમ સાથે જોડાયેલ $DNA$ નો કોઈપણ ટુકડો યજમાન કોષોમાં પ્રતિકૃતિ પામી શકે છે. આ ક્રમ જોડાયેલ $DNA$ ની કોપી સંખ્યાને નિયંત્રિત કરવા માટે પણ જવાબદાર છે.

(B) $ori$ (પ્રતિકૃતિનું ઉદગમ સ્થાન) એ વાહકમાં આવેલી એક વિશિષ્ટ $DNA$ શૃંખલા છે જ્યાંથી પ્રતિકૃતિની શરૂઆત થાય છે.
આ શૃંખલા સાથે જોડાયેલ કોઈપણ $DNA$ ના ટુકડાને યજમાન કોષોની અંદર પ્રતિકૃતિ પામવા માટે સક્ષમ બનાવી શકાય છે.
આ શૃંખલા જોડાયેલ $DNA$ ની નકલોની સંખ્યા (copy number) ને નિયંત્રિત કરવા માટે પણ જવાબદાર છે.
તેથી,જો કોઈ વ્યક્તિ લક્ષિત $DNA$ ની ઘણી નકલો મેળવવા માંગતી હોય,તો તેને એવા વાહકમાં ક્લોન કરવું જોઈએ જેનું ઉદગમ સ્થાન ઉચ્ચ કોપી નંબરને ટેકો આપે છે.

(C) બાયોટેકનોલોજીને કુદરતી વિજ્ઞાન અને સજીવો,કોષો,તેના ભાગો અને આણ્વિય સામ્યતાઓના ઉત્પાદનો અને સેવાઓ માટેના સંકલન તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. તેમાં મનુષ્યો માટે ઉપયોગી નીપજો અને પ્રક્રિયાઓ બનાવવા માટે જીવંત સજીવો અથવા તેમાંથી મેળવેલા ઉત્સેચકોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

(D) $EFB$ નું પૂરું નામ યુરોપીયન ફેડરેશન ઓફ બાયોટેકનોલોજી $(European \text{ Federation of Biotechnology})$ છે. તે એક એવી સંસ્થા છે જે યુરોપમાં બાયોટેકનોલોજીના વિકાસને પ્રોત્સાહન આપે છે અને બાયોટેકનોલોજીના ક્ષેત્રમાં વૈજ્ઞાનિકો, સંશોધકો અને ઉદ્યોગના વ્યાવસાયિકો વચ્ચે માહિતીના આદાન-પ્રદાન અને સહયોગ માટે એક મંચ પૂરું પાડે છે.

(B) જનીન ઈજનેરીવિદ્યા (Genetic engineering) એ એવી તકનીક છે જેમાં જનીનિક દ્રવ્ય ($DNA$ અથવા $RNA$) માં ફેરફાર કરીને તેને યજમાન સજીવોમાં દાખલ કરવામાં આવે છે.
જનીનિક બંધારણમાં ફેરફાર કરીને,યજમાન સજીવના બાહ્ય સ્વરૂપ પ્રકાર (phenotype) માં ફેરફાર કરવામાં આવે છે.
બીજી તરફ,જૈવપ્રક્રિયા ઈજનેરીવિદ્યા (Bioprocess engineering) માં એન્ટિબાયોટિક્સ,રસીઓ અને ઉત્સેચકો જેવા બાયોટેકનોલોજીકલ ઉત્પાદનોના ઉત્પાદન માટે માત્ર ઈચ્છિત સૂક્ષ્મજીવોની મોટી માત્રામાં વૃદ્ધિ થાય તે માટે જંતુરહિત પરિસ્થિતિ જાળવવાનો સમાવેશ થાય છે.

(A) બાયોટેકનોલોજીમાં,ઈચ્છિત બાયોટેકનોલોજીકલ ઉત્પાદનો (જેમ કે એન્ટિબાયોટિક્સ,રસી અથવા ઉત્સેચકો) ના મોટા પાયે ઉત્પાદન માટે રાસાયણિક ઈજનેરી પ્રક્રિયાઓ અનિવાર્ય છે.
આ પ્રાપ્ત કરવા માટે,રાસાયણિક ઈજનેરી પ્રક્રિયાઓમાં જંતુરહિત (સૂક્ષ્મજીવોના દૂષણથી મુક્ત) વાતાવરણ જાળવવું જરૂરી છે.
આનાથી બાયોટેકનોલોજીકલ ઉત્પાદનોના ઉત્પાદન માટે માત્ર ઈચ્છિત સૂક્ષ્મજીવોની જ મોટા જથ્થામાં વૃદ્ધિ શક્ય બને છે.

(A) આધુનિક બાયોટેકનોલોજી મુખ્યત્વે બે પાયાની તકનિકો પર આધારિત છે:
$1$. જનીન ઈજનેરીવિદ્યા (Genetic Engineering): જનીનિક દ્રવ્ય ($DNA$ અને $RNA$) ના રસાયણશાસ્ત્રમાં ફેરફાર કરીને તેને યજમાન સજીવોમાં દાખલ કરવાની તકનિક,જેથી યજમાન સજીવના સ્વરૂપ પ્રકાર (phenotype) માં ફેરફાર કરી શકાય.
$2$. જૈવપ્રક્રિયા ઈજનેરીવિદ્યા (Bioprocess Engineering): રાસાયણિક ઈજનેરી પ્રક્રિયાઓમાં જંતુરહિત (સૂક્ષ્મજીવોના પ્રદૂષણ મુક્ત) વાતાવરણ જાળવવું,જેથી એન્ટિબાયોટિક્સ,રસી અને ઉત્સેચકો જેવા બાયોટેકનોલોજીકલ ઉત્પાદનોના નિર્માણ માટે માત્ર ઈચ્છિત સૂક્ષ્મજીવ કે સુકોષકેન્દ્રી કોષનો મોટા જથ્થામાં ઉછેર કરી શકાય.

(A) $r-DNA$ એટલે રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ (Recombinant $DNA$).
તે $DNA$ નું એક એવું સ્વરૂપ છે જે બે કે તેથી વધુ અલગ સ્ત્રોતોમાંથી મેળવેલા $DNA$ ના ટુકડાઓને જોડીને બનાવવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયામાં સામાન્ય રીતે મોલેક્યુલર ક્લોનિંગ તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને ઇચ્છિત જનીનને વાહક (vector) માં દાખલ કરવામાં આવે છે.

(B) $1972$ માં, સ્ટેનલી કોહેન અને હર્બર્ટ બોયરે પ્રથમ રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ $(r-DNA)$ અણુનું નિર્માણ કર્યું હતું. તેમણે આ કાર્ય $Salmonella \, typhimurium$ બેક્ટેરિયાના પ્લાઝમિડમાંથી એન્ટિબાયોટિક પ્રતિરોધક જનીનને અલગ કરીને અને તેને $DNA$ લાયગેઝ ઉત્સેચકનો ઉપયોગ કરીને $Escherichia \, coli$ ના મૂળ પ્લાઝમિડ સાથે જોડીને પૂર્ણ કર્યું હતું.

(A) સ્વયંજનનની ઉત્પતિ $(ori)$ એ $DNA$ નો એક વિશિષ્ટ ક્રમ છે જ્યાંથી સ્વયંજનનની શરૂઆત થાય છે.
જો આ ક્રમ ગેરહાજર હોય,તો સ્વયંજનન માટેની પ્રક્રિયા ($DNA$ પોલિમરેઝ) આ સ્થાનને ઓળખી શકતી નથી અને પ્રક્રિયા શરૂ કરી શકતી નથી.
પરિણામે,$DNA$ અણુ સ્વયંજનન કરવામાં નિષ્ફળ જશે અને તે પોતાની નકલો બનાવી શકશે નહીં અથવા બાળકોષોમાં વહન પામી શકશે નહીં.

(D) બાયોટેકનોલોજીમાં મુખ્યત્વે ત્રણ સંશોધન ક્ષેત્રોનો સમાવેશ થાય છે:
$1$. સુધારેલા સજીવો (સામાન્ય રીતે સૂક્ષ્મજીવો અથવા શુદ્ધ ઉત્સેચકો) ના સ્વરૂપમાં શ્રેષ્ઠ ઉત્પેરક પૂરા પાડવા.
$2$. ઉત્પેરક કાર્ય કરી શકે તે માટે એન્જિનિયરિંગ દ્વારા ઈષ્ટતમ પરિસ્થિતિનું નિર્માણ કરવું.
$3$. પ્રોટીન અથવા કાર્બનિક સંયોજનને શુદ્ધ કરવા માટે ડાઉનસ્ટ્રીમ પ્રોસેસિંગ ટેકનોલોજી.
વર્ગીકરણ એ જીવવિજ્ઞાનની એક શાખા છે જે સજીવોના વર્ગીકરણ,નામકરણ અને ઓળખ સાથે સંબંધિત છે,અને તે બાયોટેકનોલોજીનું પ્રાથમિક સંશોધન ક્ષેત્ર નથી.

(B) કાઇમેરિક $DNA$ એ રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ નો એક પ્રકાર છે,જે બે કે તેથી વધુ અલગ-અલગ સ્ત્રોતોમાંથી મેળવેલા $DNA$ ટુકડાઓને જોડીને સંશ્લેષિત કરવામાં આવે છે. 'કાઇમેરિક' શબ્દ એવા સજીવ અથવા અણુનો નિર્દેશ કરે છે જેમાં વિવિધ જાતિઓ અથવા સ્ત્રોતોમાંથી મેળવેલ આનુવંશિક દ્રવ્ય હોય છે.

(A) જનીનિક ઇજનેરીને સજીવના $DNA$ માં સીધા ફેરફાર કરીને તેની જનીનિક માહિતીમાં સુધારો કરવાની પ્રક્રિયા તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા દ્વારા,જાણીતા કાર્ય અથવા આર્થિક મહત્વ ધરાવતા જનીનને તેના મૂળ સ્ત્રોતમાંથી અલગ કરીને યોગ્ય વાહક (જેમ કે પ્લાઝમિડ અથવા બેક્ટેરિયોફેજ) નો ઉપયોગ કરીને યજમાન કોષમાં સ્થાનાંતરિત કરી શકાય છે.

(A) રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજી, જેને ઘણીવાર જિનેટિક એન્જિનિયરિંગ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, તેમાં આનુવંશિક દ્રવ્યના નવા સંયોજનો બનાવવા માટે $DNA$ માં ફેરફાર કરવામાં આવે છે।
$1972$ માં, સ્ટેનલી કોહેન અને હર્બર્ટ બોયરે સૌપ્રથમવાર સાલ્મોનેલા ટાઈફિમ્યુરિયમ $(Salmonella typhimurium)$ ના મૂળ પ્લાઝમિડ સાથે એન્ટિબાયોટિક પ્રતિરોધક જનીનને જોડીને રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ અણુ બનાવ્યો હતો।
આ શોધે આધુનિક બાયોટેકનોલોજીનો પાયો નાખ્યો।
તેથી, સાચો વિકલ્પ $A$ છે।

(C) 'બાયોટેકનોલોજી' શબ્દ $1917$ માં હંગેરિયન એન્જિનિયર કાર્લ એરેકી દ્વારા આપવામાં આવ્યો હતો,જેનો ઉપયોગ ડુક્કરના મોટા પાયે ઉત્પાદનની પ્રક્રિયાનું વર્ણન કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો.