Process of Recombinant DNA technology Questions in Gujarati

(B) વનસ્પતિ કોષોમાંથી જનીનિક દ્રવ્ય $(DNA)$ અલગ કરવા માટે,કોષદીવાલનું પાચન કરવું જરૂરી છે. વનસ્પતિ કોષદીવાલ મુખ્યત્વે સેલ્યુલોઝની બનેલી હોય છે,તેથી ઉત્સેચક $(a)$ સેલ્યુલેઝની જરૂર પડે છે.
ફૂગની કોષદીવાલ કાઈટિનની બનેલી હોય છે,તેથી તેને તોડવા અને જનીનિક દ્રવ્ય મુક્ત કરવા માટે ઉત્સેચક $(b)$ કાઈટિનેઝની જરૂર પડે છે.
તેથી,સાચી જોડ $(a)$ સેલ્યુલેઝ અને $(b)$ કાઈટિનેઝ છે.

(D) વનસ્પતિ કોષોમાં વિદેશી $DNA$ દાખલ કરવાની પ્રક્રિયા સામાન્ય રીતે $Agrobacterium$-મધ્યસ્થ રૂપાંતરણ,જીન ગન (બાયોલિસ્ટિક્સ) અને નિઃશસ્ત્ર રોગકારક વાહકો જેવી પદ્ધતિઓ દ્વારા કરવામાં આવે છે.
બેક્ટેરિયોફેજ એ એવા વાયરસ છે જે બેક્ટેરિયાને ચેપ લગાડે છે. જોકે તેનો ઉપયોગ બેક્ટેરિયલ કોષોમાં $DNA$ ક્લોનિંગ માટે વાહક તરીકે થાય છે,પરંતુ તેનો ઉપયોગ વનસ્પતિ કોષોમાં સીધું વિદેશી $DNA$ દાખલ કરવા માટે થતો નથી.
તેથી,સાચો જવાબ $D$ છે.

(A) વિકલ્પ $A$ સાચો જવાબ છે. રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીમાં,અલગ થયેલા $DNA$ ટુકડાઓને ઇથિડિયમ બ્રોમાઇડ નામના પદાર્થથી અભિરંજિત કર્યા પછી અને ત્યારબાદ $UV$ કિરણોના સંપર્કમાં લાવ્યા પછી જ જોઈ શકાય છે.
જ્યારે જેલને $UV$ પ્રકાશમાં રાખવામાં આવે છે,ત્યારે ઇથિડિયમ બ્રોમાઇડથી અભિરંજિત $DNA$ ના ટુકડાઓ તેજસ્વી નારંગી રંગના પટ્ટાઓ તરીકે દેખાય છે.

(C) જનીન દ્રવ્યના અલગીકરણ દરમિયાન,અંતિમ તબક્કામાં શુદ્ધ મિશ્રણમાં ઠંડું ઇથેનોલ ઉમેરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયાને કારણે $DNA$ દ્રાવણમાં ઝીણા તંતુઓ તરીકે અવક્ષેપિત થાય છે.
તેથી,વિકલ્પ $(C)$ સાચો જવાબ છે.
પ્રોટીનને પ્રોટીએઝ ઉત્સેચકો દ્વારા અને $RNA$ ને રાઈબોન્યુક્લિએઝ ઉત્સેચકો દ્વારા દૂર કરવામાં આવે છે.

(B) રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીની પ્રક્રિયા એક ચોક્કસ ક્રમમાં અનુસરે છે:
$1$. જનીનિક દ્રવ્ય $(DNA)$ નું અલગીકરણ.
$2$. રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચકોનો ઉપયોગ કરીને $DNA$ ને ચોક્કસ સ્થાનેથી કાપવું $(B)$.
$3$. ઇચ્છિત $DNA$ ટુકડાનું અલગીકરણ $(C)$.
$4$. $PCR$ નો ઉપયોગ કરીને ઇચ્છિત જનીનનું પ્રવર્ધન $(D)$.
$5$. $DNA$ ટુકડાને વાહક (Vector) માં જોડવું.
$6$. રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ને યજમાન કોષમાં દાખલ કરવું $(A)$.
તેથી,સાચો ક્રમ $B, C, D, A$ છે.

(B) સાચો જવાબ વિકલ્પ $(B)$ છે.
વિધાન $(B)$ ખોટું છે કારણ કે બાયો-રિએક્ટર્સનો ઉપયોગ મોટા જથ્થામાં ($100-1000$ લિટર) કલ્ચરની પ્રક્રિયા કરવા માટે થાય છે.
નાના પાયે કરવામાં આવતા કલ્ચરથી નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં ઉત્પાદન મેળવી શકાતું નથી. મોટા જથ્થામાં ઉત્પાદન મેળવવા માટે બાયો-રિએક્ટર્સનો વિકાસ જરૂરી છે.

(B) પોલિમરેઝ ચેઈન રિએક્શન $\text{(PCR)}$ એ $\text{DNA}$ ના ચોક્કસ ખંડનું પાત્રમાં (in vitro) પ્રવર્ધન કરવા માટેની એક તકનીક છે.
$\text{PCR}$ ના દરેક ચક્રમાં,$\text{DNA}$ ની માત્રા બમણી થાય છે.
જો આપણે $\text{DNA}$ ના એક અણુથી શરૂઆત કરીએ,તો $n$ ચક્રો પછી,ઉત્પન્ન થતા $\text{DNA}$ અણુઓની સંખ્યા $2^n$ સૂત્ર દ્વારા મળે છે.
તેથી,પ્રવર્ધન માટેનું સાચું સમીકરણ $2^n$ છે.

(C) પ્લાઝમિડમાં $\beta$-ગેલેક્ટોસિડેઝ જનીન હોય છે,જે $\beta$-ગેલેક્ટોસિડેઝ ઉત્સેચકના ઉત્પાદન માટે જવાબદાર છે.
જ્યારે વિદેશી $\text{DNA}$ નો ટુકડો $\text{EcoRI}$ સાઇટ પર દાખલ કરવામાં આવે છે,જે $\beta$-ગેલેક્ટોસિડેઝ જનીનની અંદર સ્થિત છે,ત્યારે તે જનીનના નિવેશિત નિષ્ક્રિયકરણ (insertional inactivation) તરફ દોરી જાય છે.
પરિણામે,$\beta$-ગેલેક્ટોસિડેઝ ઉત્સેચક ઉત્પન્ન થતો નથી.
ક્રોમોજેનિક સબસ્ટ્રેટની હાજરીમાં,બિન-પુનઃસંયોજિત વસાહતો (જેમાં કાર્યરત જનીન હોય છે) વાદળી રંગ ઉત્પન્ન કરે છે,જ્યારે પુનઃસંયોજિત વસાહતો (જ્યાં જનીન નિષ્ક્રિય થાય છે) સફેદ દેખાય છે.
તેથી,પુનઃસંયોજિત વસાહતોને ઓળખવા માટે સફેદ રંગની વસાહતો પસંદ કરવામાં આવે છે.

(D) સ્ટીર્ડ-ટેન્ક બાયોરિએક્ટરમાં,ઘટકો નીચે મુજબ દર્શાવેલ છે:
$A$: ઇમ્પેલર (આંદોલન સિસ્ટમ)
$B$: મોટર
$C$: ફીણ તોડનાર (Foam breaker)
$D$: જંતુરહિત હવા પ્રવેશ (Sterile air inlet)
ફીણ તોડનાર $(C)$ આથવણ પ્રક્રિયા દરમિયાન ઉત્પન્ન થતા ફીણને નિયંત્રિત કરવા માટે શાફ્ટની ટોચ પર સ્થિત હોય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(A) વિધાન $I$ સાચું છે: જેલ ઇલેક્ટ્રોફોરેસિસની પ્રક્રિયા પછી,અલગ થયેલા $\text{DNA}$ ટુકડાઓને એગરોઝ જેલમાંથી બહાર કાઢીને શુદ્ધ કરી શકાય છે. આ પ્રક્રિયાને ઇલ્યુશન (elution) કહેવામાં આવે છે. આ શુદ્ધ $\text{DNA}$ ટુકડાઓનો ઉપયોગ ક્લોનિંગ વેક્ટર્સ સાથે જોડીને રિકોમ્બિનન્ટ $\text{DNA}$ બનાવવા માટે કરી શકાય છે.
વિધાન $II$ સાચું છે: ફોસ્ફેટ બેકબોનને કારણે $\text{DNA}$ અણુઓ ઋણ વીજભારિત હોય છે. જ્યારે વિદ્યુત ક્ષેત્ર લાગુ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તેઓ ધન ઇલેક્ટ્રોડ (એનોડ) તરફ ગતિ કરે છે. એગરોઝ જેલ આણ્વિક ચાળણી તરીકે કાર્ય કરે છે. નાના $\text{DNA}$ ટુકડાઓ ઝડપથી ગતિ કરે છે અને જેલના છિદ્રોમાંથી વધુ દૂર જાય છે,જેથી તેઓ એનોડની નજીક પહોંચે છે,જ્યારે મોટા ટુકડાઓ ધીમેથી ગતિ કરે છે અને વેલ્સની નજીક રહે છે.

(D) બ્લુ-વ્હાઇટ સ્ક્રીનિંગ પદ્ધતિમાં,$\beta$-ગેલેક્ટોસિડેઝ ઉત્સેચકનો ઉપયોગ થાય છે. આ ઉત્સેચક માટેનું જનીન વિદેશી $\text{DNA}$ સિક્વન્સના પ્રવેશ દ્વારા ખંડિત થાય છે (ઇન્સર્શનલ ઇનએક્ટિવેશન).
જો પ્લાઝમિડમાં $\text{DNA}$ ઇન્સર્ટ ન હોય,તો $\beta$-ગેલેક્ટોસિડેઝ ઉત્સેચક ઉત્પન્ન થાય છે,જે ક્રોમોજેનિક સબસ્ટ્રેટ સાથે પ્રતિક્રિયા આપીને વાદળી રંગની વસાહતો (બિન-પુનઃસંયોજિત) બનાવે છે.
જો પ્લાઝમિડમાં $\text{DNA}$ ઇન્સર્ટ હોય,તો $\beta$-ગેલેક્ટોસિડેઝ માટેનું જનીન નિષ્ક્રિય થઈ જાય છે અને કોઈ વાદળી રંગ ઉત્પન્ન થતો નથી,પરિણામે સફેદ વસાહતો (પુનઃસંયોજિત) મળે છે.
તેથી,વિધાન-$I$ ખોટું છે કારણ કે વાદળી વસાહતો બિન-પુનઃસંયોજિત છે,અને વિધાન-$II$ સાચું છે કારણ કે સફેદ (બિન-વાદળી) વસાહતો પુનઃસંયોજિત છે.

(D) પોલિમરેઝ ચેઈન રિએક્શન $(\text{PCR})$ એ $\text{DNA}$ ના ચોક્કસ ખંડને એમ્પ્લીફાય કરવા માટે વપરાતી ઇન-વિટ્રો તકનીક છે.
$1$. $\text{PCR}$ ટેસ્ટ ટ્યુબમાં (ઇન-વિટ્રો) કરવામાં આવે છે,કોષની અંદર નહીં.
$2$. $\text{PCR}$ માં પગલાંઓનો સાચો ક્રમ ડિનેચ્યુરેશન,એનિલિંગ અને એક્સટેન્શન છે.
$3$. $\text{PCR}$ માં પ્રાઈમર્સનો ઉપયોગ થાય છે,પ્રોબ્સનો નહીં,જે ટેમ્પલેટ સ્ટ્રેન્ડના $3'$ છેડા સાથે પૂરક હોય છે.
$4$. $\text{PCR}$ માં વપરાતું $\text{DNA}$ પોલિમરેઝ (દા.ત.,Taq પોલિમરેઝ) થર્મસ એક્વેટિકસ બેક્ટેરિયામાંથી મેળવવામાં આવે છે,જે થર્મોસ્ટેબલ છે અને ડિનેચ્યુરેશન માટે જરૂરી ઊંચા તાપમાન પર સક્રિય રહે છે.

(B) એગરોઝ-જેલ ઇલેક્ટ્રોફોરેસિસમાં:
$(a)$ $\text{DNA}$ ટુકડાઓ એગરોઝ જેલ મેટ્રિક્સની ચાળણી અસરને કારણે તેમના કદના આધારે અલગ પડે છે. આ વિધાન સાચું છે.
$(b)$ $\text{DNA}$ રંગહીન છે અને તેને સીધું જોઈ શકાતું નથી. ઇથિડિયમ બ્રોમાઇડ સાથે અભિરંજિત કર્યા પછી અને $UV$ કિરણોત્સર્ગના સંપર્કમાં લાવ્યા પછી,$\text{DNA}$ બેન્ડ્સ તેજસ્વી નારંગી ફ્લોરોસન્ટ બેન્ડ તરીકે દેખાય છે. આ વિધાન સાચું છે.
$(c)$ $\text{DNA}$ ના નમૂનાઓને જેલના કેથોડ છેડે આવેલા વેલ (ખાંચા) માં લોડ કરવામાં આવે છે. આ વિધાન સાચું છે.
$(d)$ $\text{DNA}$ ઋણ વીજભારિત હોવાથી,તે એનોડ તરફ ગતિ કરે છે. નાના ટુકડાઓ ઝડપથી ગતિ કરે છે અને વેલથી દૂર જાય છે,જ્યારે મોટા ટુકડાઓ વેલની નજીક રહે છે. તેથી,સૌથી નાનો ટુકડો વેલથી સૌથી દૂર હોય છે,નજીક નહીં. આ વિધાન ખોટું છે.
તેથી,વિધાનો $(a), (b)$ અને $(c)$ સાચા છે.

(B) ઇથિડિયમ બ્રોમાઇડ $(\text{EtBr})$ એ એગરોઝ જેલ ઇલેક્ટ્રોફોરેસિસમાં $\text{DNA}$ ને અભિરંજિત કરવા માટે વપરાતું ફ્લોરોસન્ટ ડાય છે.
જ્યારે જેલને $\text{UV}$ પ્રકાશમાં રાખવામાં આવે છે,ત્યારે $\text{DNA}$ ના બેઝ જોડીઓ વચ્ચે રહેલા $\text{EtBr}$ અણુઓ ફ્લોરોસેન્સ દર્શાવે છે.
આનાથી $\text{DNA}$ ના ટુકડાઓને $\text{UV}$ ટ્રાન્સઇલ્યુમિનેટર હેઠળ તેજસ્વી નારંગી રંગના પટ્ટાઓ તરીકે જોઈ શકાય છે.

(D) સ્ટીર્ડ-ટેન્ક બાયોરિએક્ટર સામાન્ય રીતે નળાકાર હોય છે અથવા તેમાં વક્ર આધાર હોય છે જે રિએક્ટરની સામગ્રીના મિશ્રણને સરળ બનાવે છે.
સ્ટીરર કલ્ચર માધ્યમ,પોષક તત્વો અને સૂક્ષ્મજીવોના સમાન મિશ્રણને સરળ બનાવે છે.
વધુમાં,તે સમગ્ર બાયોરિએક્ટરમાં ઓક્સિજનની ઉપલબ્ધતા સુનિશ્ચિત કરે છે,જે સૂક્ષ્મજીવોની એરોબિક વૃદ્ધિ માટે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે.
તેથી,મિશ્રણ અને ઓક્સિજનની ઉપલબ્ધતા બંને બાયોરિએક્ટરમાં સ્ટીરરના મુખ્ય કાર્યો છે.

(B) $Proinsulin$ એ એક પુરોગામી અણુ છે જે ત્રણ શૃંખલાઓ ધરાવે છે: $A$,$B$ અને $C$.
પરિપક્વતાની પ્રક્રિયા દરમિયાન,$C$-પેપ્ટાઈડ,જે એક ટૂંકી જોડતી પોલીપેપ્ટાઈડ શૃંખલા છે,તેને $proinsulin$ ના અણુમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે.
આનાથી $A$ અને $B$ શૃંખલાઓ બાકી રહે છે,જે પછી ડાયસલ્ફાઈડ બંધ દ્વારા જોડાઈને કાર્યશીલ,પરિપક્વ $insulin$ અણુ બનાવે છે.
તેથી,સાચી પ્રક્રિયા $C$-પેપ્ટાઈડને દૂર કરવાની છે.

(B) રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીમાં,રીકોમ્બિનન્ટ કોલોનીઓને નોન-રીકોમ્બિનન્ટ કોલોનીઓથી અલગ કરવા માટે ઇન્સર્શનલ ઇનએક્ટિવેશન (insertional inactivation) પદ્ધતિનો ઉપયોગ થાય છે. $\beta$-ગેલેક્ટોસિડેઝ ઉત્સેચક $lacZ$ જનીન દ્વારા સંકેતિત થાય છે. જ્યારે વિદેશી $DNA$ નો ટુકડો $lacZ$ જનીનમાં દાખલ કરવામાં આવે છે,ત્યારે આ ઉત્સેચક નિષ્ક્રિય થઈ જાય છે. ક્રોમોજેનિક સબસ્ટ્રેટની હાજરીમાં,નોન-રીકોમ્બિનન્ટ બેક્ટેરિયા (જેમાં કાર્યરત $lacZ$ જનીન હોય છે) વાદળી રંગની કોલોનીઓ ઉત્પન્ન કરે છે. જો કે,રીકોમ્બિનન્ટ બેક્ટેરિયા (જેમાં $lacZ$ જનીન ખંડિત થયેલું હોય છે) ઉત્સેચક ઉત્પન્ન કરી શકતા નથી અને તેથી તે રંગહીન કોલોની તરીકે દેખાય છે.

(A) પ્રાણી કોષોમાં જનીન સ્થાનાંતરિત કરવાની પ્રક્રિયામાં,માઈક્રોઈન્જેક્શન પદ્ધતિનો ઉપયોગ થાય છે.
આ તકનીકમાં,રિકોમ્બિનન્ટ $\text{DNA}$ ને એક ઝીણી કાચની માઈક્રોપિપેટનો ઉપયોગ કરીને પ્રાણી કોષના કોષકેન્દ્રમાં સીધું દાખલ કરવામાં આવે છે.
આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે અંડકોષો,ઈંડા અને ભ્રૂણ માટે થાય છે.
જીન ગન (બાયોલિસ્ટિક્સ) સામાન્ય રીતે વનસ્પતિ કોષો માટે વપરાય છે.
ઈલેક્ટ્રોપોરેશનમાં વિદ્યુત પલ્સનો ઉપયોગ કરીને કોષરસસ્તરમાં કામચલાઉ છિદ્રો બનાવવામાં આવે છે.
$\text{PEG}$ (પોલિઈથિલિન ગ્લાયકોલ) એ પ્રોટોપ્લાસ્ટ ફ્યુઝન માટે વપરાતી રાસાયણિક પદ્ધતિ છે.

(D) જ્યારે વિદેશી $\text{DNA}$ ને વાહકમાં દાખલ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે ઘણીવાર પસંદગીમાન માર્કર જનીન (જેમ કે $amp^R$ અથવા $tet^R$ જેવા એન્ટિબાયોટિક પ્રતિરોધક જનીનો) ની અંદરના સ્થાને થાય છે.
આ પ્રક્રિયા માર્કર જનીનના વિક્ષેપ અથવા નિષ્ક્રિયતા તરફ દોરી જાય છે,જેને ઇન્સર્શનલ ઇનએક્ટિવેશન (insertional inactivation) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
જુદા જુદા એન્ટિબાયોટિક્સ ધરાવતા માધ્યમો પર કોલોનીના વિકાસની તુલના કરીને,સંશોધકો એવા કોષો વચ્ચે તફાવત કરી શકે છે જેમણે પુનઃસંયોજિત વાહક (પુનઃસંયોજિત કોષો) લીધો છે અને જેમણે બિન-પુનઃસંયોજિત વાહક લીધો છે.
તેથી,ઇન્સર્શનલ ઇનએક્ટિવેશનનો ઉપયોગ પુનઃસંયોજિત કોષોની પસંદગી માટે કરવામાં આવે છે.

(C) જેલ ઇલેક્ટ્રોફોરેસિસ એ $DNA$ ના ટુકડાઓને તેમના કદના આધારે અલગ કરવા માટે વપરાતી તકનીક છે.
$DNA$ અણુઓ તેમના બેકબોનમાં રહેલા ફોસ્ફેટ જૂથોને કારણે ઋણ વીજભારિત હોય છે,તેથી જ્યારે તેમને વિદ્યુતક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે ત્યારે તેઓ ધન વીજભારિત ઇલેક્ટ્રોડ (એનોડ) તરફ ગતિ કરે છે.
નાના ટુકડાઓ મોટા ટુકડાઓની તુલનામાં એગરોઝ જેલ મેટ્રિક્સમાંથી ઝડપથી ગતિ કરે છે અને વધુ દૂર જાય છે.
સ્પૂલિંગ એટલે કાચના સળિયાનો ઉપયોગ કરીને દ્રાવણમાંથી શુદ્ધ $DNA$ દૂર કરવાની પ્રક્રિયા,જેલમાંથી પટ્ટા કાપવાની પ્રક્રિયા નથી.
$DNA$ ના ટુકડાઓને સામાન્ય રીતે ઇથિડિયમ બ્રોમાઇડ $(EtBr)$ વડે અભિરંજિત કરવામાં આવે છે અને $UV$ પ્રકાશ હેઠળ જોવામાં આવે છે,મિથાઈલીન બ્લુ વડે નહીં.

(B) એગરોઝ જેલ ઇલેક્ટ્રોફોરેસિસમાં,$\text{DNA}$ ના ટુકડાઓ તેમના કદના આધારે અલગ થાય છે. $\text{DNA}$ રંગહીન હોવાથી તેને સીધી રીતે જોઈ શકાતું નથી. અલગ થયેલા $\text{DNA}$ ના પટ્ટાઓને જોવા માટે,જેલને ઈથિડિયમ બ્રોમાઈડ $(\text{EtBr})$ નામના ફ્લોરોસન્ટ ડાય (અભિરંજક) વડે અભિરંજિત કરવામાં આવે છે. જ્યારે આ જેલને $\text{UV}$ કિરણોત્સર્ગ હેઠળ રાખવામાં આવે છે,ત્યારે $\text{DNA}$ ના પટ્ટાઓ તેજસ્વી નારંગી રંગના પટ્ટાઓ તરીકે દેખાય છે.

(C) બાયોટેકનોલોજીમાં, ઇચ્છિત ઉત્પાદન મેળવવા માટે બે મુખ્ય તબક્કાઓનો સમાવેશ થાય છે: અપસ્ટ્રીમ પ્રોસેસિંગ અને ડાઉનસ્ટ્રીમ પ્રોસેસિંગ.
$1$. અપસ્ટ્રીમ પ્રોસેસિંગમાં કલ્ચર મીડિયમની તૈયારી, વંધ્યીકરણ અને બાયોરિએક્ટરમાં સજીવનો વિકાસ સામેલ છે.
$2$. બાયોસિન્થેટિક તબક્કો બાયોરિએક્ટરની અંદર થાય છે જ્યાં ઉત્પાદનનું સંશ્લેષણ થાય છે.
$3$. બાયોસિન્થેટિક તબક્કા પછી, ઉત્પાદનની ગુણવત્તા અને અસરકારકતા સુનિશ્ચિત કરવા માટે તેને કલ્ચર મીડિયમમાંથી અલગ કરીને શુદ્ધ કરવાની જરૂર હોય છે.
$4$. અલગીકરણ અને શુદ્ધિકરણની આ સમગ્ર પ્રક્રિયાને સામૂહિક રીતે $Downstream \text{ } processing$ (ડાઉનસ્ટ્રીમ પ્રોસેસિંગ) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(C) $\text{DNA}$ ટુકડાઓને તેમના કદના આધારે અલગ કરવાની પદ્ધતિને $\text{Gel electrophoresis}$ (જેલ ઈલેક્ટ્રોફોરેસિસ) કહેવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,$\text{DNA}$ ટુકડાઓને વિદ્યુતક્ષેત્રની હાજરીમાં મેટ્રિક્સ (સામાન્ય રીતે એગરોઝ જેલ) દ્વારા એનોડ તરફ ગતિ કરાવીને અલગ કરવામાં આવે છે.
$\text{DNA}$ અણુઓ ઋણ વીજભારિત હોવાથી,તેઓ ધન વીજભારિત ઈલેક્ટ્રોડ (એનોડ) તરફ ગતિ કરે છે.
નાના ટુકડાઓ મોટા ટુકડાઓની સરખામણીમાં ઝડપથી અને જેલ મેટ્રિક્સમાં વધુ દૂર સુધી ગતિ કરે છે,જેનાથી તેમનું અસરકારક અલગીકરણ શક્ય બને છે.

(D) $\text{Polymerase Chain Reaction}$ $(\text{PCR})$ એ ચોક્કસ $\text{DNA}$ ક્રમનું પ્રવર્ધન કરવા માટે વપરાતી તકનીક છે.
$1$. તેનો ઉપયોગ બેક્ટેરિયા અથવા વાયરસના ન્યુક્લિક એસિડનું પ્રવર્ધન કરીને તેમની ખૂબ ઓછી સાંદ્રતા શોધવા માટે થાય છે.
$2$. તેનો ઉપયોગ શંકાસ્પદ કેન્સરના દર્દીઓમાં જનીનોમાં થતા પરિવર્તનોને શોધવા માટે થાય છે.
$3$. તે ઇચ્છિત $\text{DNA}$ ખંડના પ્રવર્ધન માટેની પ્રાથમિક પદ્ધતિ છે.
$4$. રોગકારકો સામે સંશ્લેષિત એન્ટિબોડીઝની શોધ $\text{ELISA}$ $(\text{Enzyme-Linked Immunosorbent Assay})$ દ્વારા કરવામાં આવે છે,$\text{PCR}$ દ્વારા નહીં. $\text{PCR}$ રોગકારકના આનુવંશિક પદાર્થની હાજરી શોધે છે,જ્યારે $\text{ELISA}$ યજમાનના રોગપ્રતિકારક પ્રતિભાવ (એન્ટિબોડીઝ) ને શોધે છે.

(C) આપેલી આકૃતિ બાયોટેકનોલોજીમાં રિકોમ્બિનન્ટ પ્રોટીનના મોટા પાયે ઉત્પાદન માટે વપરાતા લાક્ષણિક સ્ટિરડ-ટેન્ક બાયોરિએક્ટરને દર્શાવે છે.
- $A$ એ મોટર દર્શાવે છે,જે પરિભ્રમણ માટે યાંત્રિક ઉર્જા પૂરી પાડે છે.
- $B$ એ ફોમ બ્રેકર દર્શાવે છે,જે પ્રક્રિયા દરમિયાન બનતા ફીણને ઘટાડવામાં મદદ કરે છે.
- $C$ એ ઇમ્પેલર દર્શાવે છે,જે બાયોરિએક્ટરમાં યોગ્ય મિશ્રણ અને ઓક્સિજનની ઉપલબ્ધતા સુનિશ્ચિત કરે છે.
- $D$ એ કલ્ચર બ્રોથ દર્શાવે છે,જે સૂક્ષ્મજીવો અને પોષક તત્વો ધરાવતું માધ્યમ છે.
તેથી,સાચી ઓળખ $A \rightarrow$ મોટર,$B \rightarrow$ ફોમ બ્રેકર,$C \rightarrow$ ઇમ્પેલર,$D \rightarrow$ કલ્ચર બ્રોથ છે.

(B) રિકોમ્બિનન્ટ $\text{DNA}$ ટેકનોલોજીની પ્રક્રિયામાં,$Lac \ Z$ જનીન $\beta-$galactosidase ઉત્સેચક માટે કોડિંગ કરે છે.
જ્યારે આ જનીનમાં વિદેશી $\text{DNA}$ નો ટુકડો દાખલ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે જનીનનું કાર્ય ખોરવાય છે,જેને ઇન્સર્શનલ ઇનએક્ટિવેશન કહેવામાં આવે છે.
પરિણામે,$\beta-$galactosidase ઉત્સેચક ઉત્પન્ન થતો નથી.
$X-$gal જેવા ક્રોમોજેનિક સબસ્ટ્રેટની હાજરીમાં,નોન-રિકોમ્બિનન્ટ વસાહતો (જ્યાં જનીન અકબંધ હોય છે) ઉત્સેચક ઉત્પન્ન કરે છે,જે $X-$gal નું વિભાજન કરીને વાદળી રંગની વસાહતો બનાવે છે.
તેનાથી વિપરીત,રિકોમ્બિનન્ટ વસાહતો (જ્યાં જનીન નિષ્ક્રિય થઈ ગયું છે) ઉત્સેચક ઉત્પન્ન કરી શકતી નથી,તેથી તેઓ $X-$gal નું વિભાજન કરી શકતી નથી અને તેથી તે સફેદ દેખાય છે.

(D) વિધાન $(a)$ ખોટું છે કારણ કે $\text{DNA}$ ઋણ વીજભારિત છે અને એનોડ (ધન ઇલેક્ટ્રોડ) તરફ ગતિ કરે છે,તેથી તેને કેથોડ (ઋણ ઇલેક્ટ્રોડ) તરફ લોડ કરવું જોઈએ.
વિધાન $(b)$ ખોટું છે કારણ કે $\text{DNA}$ ટુકડાઓ જેલ મેટ્રિક્સ (ગળણી) માંથી પસાર થાય છે,અને જેલની સાંદ્રતા (દા.ત.,એગરોઝ) $\text{DNA}$ ટુકડાઓની ગતિને નોંધપાત્ર રીતે અસર કરે છે.
વિધાન $(c)$ સાચું છે કારણ કે નાના $\text{DNA}$ ટુકડાઓ જેલ મેટ્રિક્સમાંથી ઓછો અવરોધ અનુભવે છે અને મોટા ટુકડાઓ કરતા ઝડપથી અને વધુ અંતર કાપે છે.
વિધાન $(d)$ ખોટું છે કારણ કે $\text{DNA}$ રંગહીન છે અને તેને સીધું જોઈ શકાતું નથી; તેને ઇથિડિયમ બ્રોમાઇડ જેવા ડાયથી સ્ટેઇન કરવું પડે છે અને ત્યારબાદ $\text{UV}$ કિરણોત્સર્ગમાં જોવું પડે છે.

(C) ઇન્સર્શનલ ઇનએક્ટિવેશન (insertional inactivation) એ રિકોમ્બિનન્ટ અને નોન-રિકોમ્બિનન્ટ કોષો વચ્ચે તફાવત કરવા માટે વપરાતી એક તકનીક છે.
જ્યારે વિદેશી $\text{DNA}$ નો ટુકડો પસંદગીમાન માર્કર જનીન (દા.ત.,$pBR322$ માં $\text{ampicillin}$ અથવા $\text{tetracycline}$ પ્રતિરોધક જનીન) માં દાખલ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે જનીન બિન-કાર્યક્ષમ બની જાય છે.
આ પ્રક્રિયાને ઇન્સર્શનલ ઇનએક્ટિવેશન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
જો વાહકમાં વિદેશી $\text{DNA}$ હોય,તો માર્કર જનીન નિષ્ક્રિય થઈ જાય છે અને કોષ રિકોમ્બિનન્ટ કોષ બને છે.
જો વાહકમાં વિદેશી $\text{DNA}$ ન હોય,તો માર્કર જનીન કાર્યરત રહે છે અને કોષ નોન-રિકોમ્બિનન્ટ કોષ હોય છે.
તેથી,આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ ખાસ કરીને રિકોમ્બિનન્ટ કોષોની પસંદગી માટે થાય છે.

(A) આ આકૃતિ રીકોમ્બિનન્ટ $\text{DNA}$ ટેકનોલોજીની પ્રક્રિયા દર્શાવે છે.
તબક્કો $(A)$ વેક્ટર $\text{DNA}$ અને વિદેશી $\text{DNA}$ બંને પર ચોક્કસ પેલિન્ડ્રોમિક સિક્વન્સ $(GAATTC)$ પર રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ (ખાસ કરીને $\text{EcoRI}$) ની ક્રિયા દર્શાવે છે,જેના પરિણામે સ્ટીકી એન્ડ્સ (ચીપકું છેડા) બને છે.
તબક્કો $(B)$ વેક્ટર $\text{DNA}$ અને વિદેશી $\text{DNA}$ ના પૂરક સ્ટીકી એન્ડ્સની બેઝ પેરિંગ દર્શાવે છે.
તબક્કો $(C)$ $\text{DNA}$ લિગેઝ ઉત્સેચક દ્વારા શર્કરા-ફોસ્ફેટ બેકબોનમાં રહેલી ખામીઓને સીલ કરવાની પ્રક્રિયા દર્શાવે છે,જેના પરિણામે રીકોમ્બિનન્ટ $\text{DNA}$ નું નિર્માણ થાય છે.
તેથી,સાચી ઓળખ $(C)$ $\text{DNA}$ લિગેઝની મદદથી વેક્ટર $\text{DNA}$ અને વિદેશી $\text{DNA}$ નું જોડાણ છે.

(C) $\text{rDNA}$ (રિકોમ્બિનન્ટ $\text{DNA}$) ટેકનોલોજીના સોપાન એક ચોક્કસ ક્રમમાં હોય છે:
$1.$ સૌ પ્રથમ,સ્ત્રોત સજીવમાંથી ઇચ્છિત $\text{DNA}$ ટુકડાનું અલગીકરણ કરવામાં આવે છે $(III)$.
$2.$ ત્યારબાદ,$\text{PCR}$ જેવી પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને આ ટુકડાનું પ્રવર્ધન કરવામાં આવે છે $(II)$.
$3.$ પ્રવર્ધિત $\text{DNA}$ ને યોગ્ય વાહક સાથે જોડીને $\text{rDNA}$ બનાવવામાં આવે છે $(IV)$.
$4.$ ત્યારબાદ,આ $\text{rDNA}$ ને યજમાન કોષમાં દાખલ કરવામાં આવે છે $(V)$.
$5.$ અંતે,યજમાનમાંથી ઇચ્છિત જનીન ઉત્પાદનનું નિષ્કર્ષણ કરવામાં આવે છે $(I)$.
આમ,સાચો ક્રમ $III, II, IV, V, I$ છે.

(A) $PCR$ (પોલિમરેઝ ચેઈન રિએક્શન) પ્રક્રિયા ત્રણ મુખ્ય તબક્કાઓ ધરાવે છે: ડિનેચરેશન (વિકૃતિકરણ),એનિલિંગ (જોડાણ),અને એક્સટેન્શન (વિસ્તરણ).
$1$. ડિનેચરેશન $94-98^{\circ} C$ તાપમાને થાય છે.
$2$. એનિલિંગ $50-65^{\circ} C$ તાપમાને થાય છે.
$3$. પ્રાઈમર એક્સટેન્શન $Taq$ પોલિમરેઝ ઉત્સેચક દ્વારા કરવામાં આવે છે,જે ઉષ્મા-સ્થાયી છે અને $70-75^{\circ} C$ તાપમાનની શ્રેણીમાં શ્રેષ્ઠ રીતે કાર્ય કરે છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(A) વિધાન $I$ સાચું છે: રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ એ ઉત્સેચકો છે જે $DNA$ ને ચોક્કસ ઓળખ ક્રમ પર કાપે છે,જે 'સ્ટીકી' (કોહેસિવ/સ્ટેગર્ડ) છેડા અથવા 'બ્લન્ટ' છેડા ઉત્પન્ન કરે છે,જે રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજી માટે આવશ્યક છે.
વિધાન $II$ સાચું છે: વિદેશી $DNA$ (અથવા પેસેન્જર $DNA$) ને દાતા સજીવમાંથી સીધું અલગ કરી શકાય છે,અથવા તેને જીનોમિક લાઇબ્રેરી (જેમાં સજીવના તમામ $DNA$ ક્રમ હોય છે) અથવા $cDNA$ લાઇબ્રેરી (જેમાં માત્ર અભિવ્યક્ત જનીનો હોય છે) માંથી મેળવી શકાય છે.
આમ,બંને વિધાનો વૈજ્ઞાનિક રીતે સચોટ હોવાથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(A) $PCR$ (પોલિમરેઝ ચેઈન રિએક્શન) પ્રક્રિયા ત્રણ મુખ્ય તબક્કાઓ ધરાવે છે:
$1$. ડિનેચ્યુરેશન: બેવડી શૃંખલાવાળા $DNA$ ને અલગ કરવા માટે તેને ઊંચા તાપમાને $(90-98^{\circ} C)$ ગરમ કરવામાં આવે છે.
$2$. એનિલિંગ: પ્રાઈમરને $DNA$ ની પૂરક શૃંખલાઓ સાથે જોડાવવા માટે તાપમાન ઘટાડીને $(40-60^{\circ} C)$ કરવામાં આવે છે.
$3$. એક્સટેન્શન: $Taq$ $DNA$ પોલિમરેઝ ઉત્સેચક દ્વારા નવા ન્યુક્લિઓટાઈડ્સ ઉમેરીને $DNA$ શૃંખલાનું સંશ્લેષણ કરવા માટે તાપમાન $70-75^{\circ} C$ રાખવામાં આવે છે.
તેથી,તાપમાનની સાચી શ્રેણી $90-98^{\circ} C, 40-60^{\circ} C, 70-75^{\circ} C$ છે.

(D) એગરોઝ જેલ ઇલેક્ટ્રોફોરેસિસ એ $DNA$ ટુકડાઓને તેમના કદના આધારે અલગ કરવા માટે વપરાતી તકનીક છે.
જ્યારે વિદ્યુત ક્ષેત્ર લાગુ કરવામાં આવે છે,ત્યારે ઋણ વીજભારિત $DNA$ ટુકડાઓ એનોડ (ધન ધ્રુવ) તરફ ગતિ કરે છે.
જેલ મેટ્રિક્સ એક મોલેક્યુલર ચાળણી તરીકે કાર્ય કરે છે,જેમાં નાના ટુકડાઓ મોટા ટુકડાઓની તુલનામાં જેલના છિદ્રોમાંથી ઝડપથી અને વધુ દૂર સુધી ગતિ કરે છે.
તેથી,$DNA$ ટુકડાઓનું અલગીકરણ મુખ્યત્વે તેમના કદમાં રહેલા તફાવત પર આધારિત છે.

(C) સધર્ન બ્લોટિંગ ટેકનિકમાં,જેલ ઇલેક્ટ્રોફોરેસિસ દ્વારા અલગ કરાયેલા $DNA$ ટુકડાઓને ઘન સપોર્ટ મેમ્બ્રેન પર સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવે છે.
આ હેતુ માટે $Nitrocellulose$ અથવા $Nylon$ મેમ્બ્રેનનો સામાન્ય રીતે ઉપયોગ થાય છે કારણ કે તેમની પાસે $DNA$ માટે ઉચ્ચ આકર્ષણ હોય છે અને તે કેશિકા ક્રિયા (capillary action) દ્વારા સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ $DNA$ અણુઓને અસરકારક રીતે બાંધી શકે છે.
તેથી,આ ટેકનિકમાં $DNA$ સ્ટ્રેન્ડ્સને એમ્બેડ કરવા માટે $Nitrocellulose$ પેપરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

(B) બાયોરિએક્ટર એ એક એવું પાત્ર છે જેમાં કાચા માલને સૂક્ષ્મજીવો,વનસ્પતિ/પ્રાણી કોષો અથવા તેમના ઉત્સેચકો દ્વારા જૈવિક રીતે ચોક્કસ ઉત્પાદનોમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે.
પ્રમાણભૂત બાયોરિએક્ટર્સ શ્રેષ્ઠ વૃદ્ધિની સ્થિતિ જાળવવા માટે આવશ્યક ઘટકોથી સજ્જ હોય છે,જેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:
$1$. મિશ્રણ માટે એજિટેટર સિસ્ટમ.
$2$. વાયુમિશ્રણ (aeration) માટે ઓક્સિજન વિતરણ પ્રણાલી.
$3$. ફીણના નિયંત્રણ માટે ફોમ બ્રેકર સિસ્ટમ.
$4$. તાપમાન નિયંત્રણ પ્રણાલી.
$5$. pH નિયંત્રણ પ્રણાલી.
$6$. સંસ્કૃતિના સમયાંતરે નમૂના લેવા માટે સેમ્પલિંગ પોર્ટ્સ.
પ્રકાશ વિતરણ પ્રણાલી સામાન્ય રીતે ફોટોબાયોરિએક્ટર્સ (જેમ કે શેવાળ જેવા પ્રકાશસંશ્લેષી સજીવો માટે વપરાય છે) માટે જરૂરી હોય છે,પરંતુ તે સામાન્ય હેતુના ઔદ્યોગિક બાયોરિએક્ટરના પ્રમાણભૂત ઘટકો નથી.

(B) પોલિમરેઝ ચેઈન રિએક્શન $(PCR)$ માં,પ્રાઈમર્સ એ ટૂંકા,એક-શૃંખલામય $DNA$ ક્રમ છે જે લક્ષિત $DNA$ ક્રમની બાજુના વિસ્તારો સાથે પૂરક હોય છે.
$1$. $DNA$ શૃંખલાઓ પ્રતિસમાંતર (antiparallel) હોય છે,જેનો અર્થ છે કે એક શૃંખલા $5' \rightarrow 3'$ દિશામાં અને બીજી $3' \rightarrow 5'$ દિશામાં હોય છે.
$2$. પ્રાઈમર્સ ટેમ્પલેટ $DNA$ શૃંખલાઓ સાથે એવી રીતે જોડાય છે કે તેઓ ટેમ્પલેટ સાથે પૂરક અને પ્રતિસમાંતર હોય.
$3$. ખાસ કરીને,પ્રાઈમર ટેમ્પલેટ શૃંખલાના $3'$ છેડા સાથે જોડાવું જોઈએ જેથી $DNA$ પોલિમરેઝ તેને $5' \rightarrow 3'$ દિશામાં લંબાવી શકે.
$4$. આકૃતિ $B$ માં,પ્રાઈમર્સ યોગ્ય રીતે ગોઠવાયેલા છે: ઉપરની શૃંખલા $(5' \rightarrow 3')$ પરનું પ્રાઈમર ટેમ્પલેટના $3'$ છેડા સાથે જોડાય છે,અને નીચેની શૃંખલા $(3' \rightarrow 5')$ પરનું પ્રાઈમર તેના ટેમ્પલેટના $3'$ છેડા સાથે જોડાય છે,જે યોગ્ય વિસ્તરણ માટે જરૂરી છે.
તેથી,સાચી આકૃતિ $B$ છે.

(A) વિધાન $P$ સાચું છે કારણ કે રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ ચોક્કસ પેલિન્ડ્રોમિક ક્રમ ઓળખે છે અને $DNA$ અણુની અંદર ચોક્કસ સ્થાનેથી તેને કાપે છે.
વિધાન $Q$ ખોટું છે કારણ કે સ્ટર્ડ-ટેન્ક રિએક્ટર સામાન્ય રીતે નળાકાર હોય છે અથવા તેના તળિયે વળાંક હોય છે જેથી રિએક્ટરની સામગ્રીનું મિશ્રણ સરળતાથી થઈ શકે.
વિધાન $R$ ખોટું છે કારણ કે બેક્ટેરિયલ કોષોને સક્ષમ બનાવવા માટે વપરાતો દ્વિસંયોજક કેટાયન સામાન્ય રીતે કેલ્શિયમ $(Ca^{2+})$ છે,મેગ્નેશિયમ $(Mg^{2+})$ નહીં. તેથી,માત્ર વિધાન $P$ સાચું છે.

(C) રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીની આપેલ આકૃતિમાં:
$1$. $X$ એ વિદેશી $DNA$ (અથવા ઇચ્છિત જનીન) દર્શાવે છે જેને રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચકો દ્વારા કાપવામાં આવે છે.
$2$. $Y$ એ વિદેશી $DNA$ ને વેક્ટર (પ્લાઝમિડ) માં જોડીને બનાવેલ રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ દર્શાવે છે.
$3$. $Z$ એ રૂપાંતરણ (transformation) ની પ્રક્રિયા દર્શાવે છે,જેમાં રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ને યજમાન કોષ (બેક્ટેરિયા) માં દાખલ કરવામાં આવે છે જેથી ઇચ્છિત લક્ષણ વ્યક્ત થઈ શકે.
તેથી,સાચા લેબલ્સ $X$ - વિદેશી $DNA$,$Y$ - રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ અને $Z$ - રૂપાંતરણ (transformation) છે.

(A) જ્યારે પુનઃસંયોજિત $DNA$ ($r$-$DNA$) અણુને $\beta$-galactosidase જેવા ઉત્સેચકના કોડિંગ સિક્વન્સમાં દાખલ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે જનીનની સિક્વન્સમાં ખલેલ પહોંચાડે છે. આ ખલેલને કારણે જનીનની કાર્યકારી ઉત્સેચક ઉત્પન્ન કરવાની ક્ષમતા નાશ પામે છે,જેને 'Insertional inactivation' (નિવેશિત નિષ્ક્રિયકરણ) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. આ તકનીકનો ઉપયોગ બ્લુ-વ્હાઇટ સ્ક્રીનિંગમાં પુનઃસંયોજિત વસાહતોને ઓળખવા માટે વ્યાપકપણે થાય છે.

(D) સાચો જવાબ $D$ છે.
જેલ ઈલેક્ટ્રોફોરેસિસ એ $DNA$ ના ટુકડાઓને તેમના કદ અને વીજભારના આધારે અલગ કરવા માટે વપરાતી તકનીક છે.
જોકે પ્રશ્ન અલગીકરણ વિશે પૂછે છે,બાયોટેકનોલોજીના અભ્યાસક્રમના સંદર્ભમાં,જેલ ઈલેક્ટ્રોફોરેસિસ એ મુખ્ય પદ્ધતિ છે જેનો ઉપયોગ $DNA$ ના અર્ક કાઢ્યા પછી અને રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચકો દ્વારા પાચન કર્યા પછી મિશ્રણમાંથી ચોક્કસ $DNA$ ટુકડાઓને અલગ અને શુદ્ધ કરવા માટે થાય છે.
અન્ય વિકલ્પો જેવા કે 'પસંદગીમાન રેખક' નો ઉપયોગ રૂપાંતરિત કોષોને ઓળખવા માટે થાય છે,'માઈક્રો-ઈન્જેક્શન' એ સીધા જનીન સ્થાનાંતરણ માટેની પદ્ધતિ છે,અને 'બાયોલિસ્ટિક' (જીન ગન) એ કોષોમાં $DNA$ દાખલ કરવાની પદ્ધતિ છે.

(C) $DNA$ ના અલગીકરણની પ્રક્રિયામાં,અંતિમ તબક્કામાં શુદ્ધ $DNA$ નું અવક્ષેપન કરવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયા $DNA$ ના દ્રાવણમાં ઠંડું ઇથેનોલ ઉમેરીને કરવામાં આવે છે. ઠંડું ઇથેનોલ જલીય દ્રાવણમાં $DNA$ ની દ્રાવ્યતા ઘટાડે છે,જેના કારણે તે પાતળા તંતુઓ તરીકે અવક્ષેપિત થાય છે,જેને સ્પૂલિંગ (spooling) દ્વારા એકત્રિત કરી શકાય છે.

(D) પોલિમરેઝ ચેઈન રિએક્શન $(PCR)$ ત્રણ મુખ્ય તબક્કાઓ ધરાવે છે જે ચક્રમાં પુનરાવર્તિત થાય છે:
$1$. ડીનેચ્યુરેશન: બેવડી શૃંખલાવાળા $DNA$ ને બે શૃંખલાઓને અલગ કરવા માટે ઊંચા તાપમાન (આશરે $94-95^{\circ}C$) પર ગરમ કરવામાં આવે છે.
$2$. એનિલિંગ: તાપમાન ઘટાડવામાં આવે છે (સામાન્ય રીતે $50-65^{\circ}C$) જેથી પ્રાઈમર્સ સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ $DNA$ ટેમ્પલેટ પર પૂરક ક્રમ સાથે જોડાઈ શકે.
$3$. ઇલોન્ગેશન (એક્સટેન્શન): $DNA$ પોલિમરેઝ ઉત્સેચક ન્યુક્લિયોટાઈડ્સ ઉમેરીને નવી $DNA$ શૃંખલાનું સંશ્લેષણ કરી શકે તે માટે તાપમાનને (સામાન્ય રીતે $72^{\circ}C$) સેટ કરવામાં આવે છે.
તેથી,સાચો ક્રમ ડીનેચ્યુરેશન $\rightarrow$ એનિલિંગ $\rightarrow$ ઇલોન્ગેશન છે.

(D) ડાઉનસ્ટ્રીમ પ્રોસેસિંગ એટલે જૈવ-સંશ્લેષણના તબક્કા પછી ઉત્પાદનના અલગીકરણ અને શુદ્ધિકરણમાં સામેલ પ્રક્રિયાઓ. તેમાં અલગીકરણ,શુદ્ધિકરણ અને ફોર્મ્યુલેશનનો સમાવેશ થાય છે. જનીનની અભિવ્યક્તિ (ઇચ્છિત પ્રોટીનનું ઉત્પાદન) એ અપસ્ટ્રીમ પ્રોસેસિંગ અથવા આથવણના તબક્કા દરમિયાન થાય છે,ડાઉનસ્ટ્રીમ પ્રોસેસિંગમાં નહીં. તેથી,$D$ સાચો જવાબ છે.

(A) પોલિમરેઝ ચેઈન રિએક્શન $(PCR)$ ત્રણ મુખ્ય તબક્કાઓ ધરાવે છે:
$1$. ડીનેચ્યુરેશન: બેવડી શૃંખલા ધરાવતા $DNA$ ને ગરમ કરીને બે એકલ શૃંખલાઓમાં અલગ કરવામાં આવે છે.
$2$. એનિલિંગ: તાપમાન ઘટાડવામાં આવે છે જેથી પ્રાઈમર્સ ટેમ્પલેટ $DNA$ ની પૂરક શૃંખલાઓ સાથે જોડાઈ શકે.
$3$. એક્સટેન્શન (એલોંગેશન): $Taq$ પોલિમરેઝ ઉત્સેચક પ્રાઈમરમાં ન્યુક્લિયોટાઈડ્સ ઉમેરીને નવી $DNA$ શૃંખલાનું સંશ્લેષણ કરે છે.
આથી,જે તબક્કે ટેમ્પલેટ પ્રાઈમર સાથે જોડાય છે તે એનિલિંગ છે.

(B) સાચો જવાબ $B$ છે. રૂપાંતરણ (Transformation) એ એક એવી પ્રક્રિયા છે જેના દ્વારા બેક્ટેરિયલ કોષ તેની આસપાસના વાતાવરણમાંથી વિદેશી આનુવંશિક દ્રવ્ય $(DNA)$ ગ્રહણ કરે છે. બાયોટેકનોલોજીમાં,આ એક પાયાની તકનીક છે જેનો ઉપયોગ પુનઃસંયોજિત $DNA$ ને યજમાન કોષોમાં (જેમ કે $E. coli$) દાખલ કરવા માટે થાય છે જેથી ઇચ્છિત પ્રોટીન અથવા ક્લોન મેળવી શકાય.

(D) $RNAi$ ($RNA$ ઇન્ટરફરન્સ) માં ચોક્કસ $mRNA$ નું સાયલેન્સિંગ પૂરક $dsRNA$ અણુને કારણે થાય છે,જે $mRNA$ ના ભાષાંતર (translation) ને અટકાવે છે.
આ પ્રક્રિયા કોષીય સંરક્ષણ અને જનીન નિયમનની એક પદ્ધતિ છે.

(B) $PCR$.
પોલિમરેઝ ચેઈન રિએક્શન $(PCR)$ એ મોલેક્યુલર બાયોલોજીની એક એવી તકનીક છે જે ચોક્કસ $DNA$ સિક્વન્સને એમ્પ્લીફાય (વર્ધન) કરવાની મંજૂરી આપે છે.
તે નમૂનામાં બેક્ટેરિયા અથવા વાયરસ જેવા રોગકારકો ખૂબ જ ઓછી સાંદ્રતામાં હાજર હોય ત્યારે પણ તેમના ન્યુક્લિક એસિડની લાખો નકલો બનાવીને તેમને શોધવામાં સક્ષમ બનાવે છે.

(A) $PCR$ નું પૂરું નામ પોલિમરેઝ ચેઈન રિએક્શન (Polymerase Chain Reaction) છે.
તે એક મોલેક્યુલર નિદાન તકનીક છે જેનો ઉપયોગ $DNA$ ના ચોક્કસ ભાગોને ઇન-વિટ્રો (in vitro) પદ્ધતિ દ્વારા વિસ્તૃત કરવા માટે થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,$DNA$ પોલિમરેઝ ઉત્સેચકની હાજરીમાં $DNA$ અણુના ટૂંકા ભાગની ઘણી નકલો બનાવવામાં આવે છે,જેનાથી $COVID-19$ જેવા રોગકારક વાયરસને ખૂબ ઓછી માત્રામાં પણ શોધી શકાય છે.

(D) સાચું વિધાન $D$ છે. $PCR$ નું પ્રથમ પગલું 'ડિનેચ્યુરેશન' (denaturation) છે,જેમાં જનીન ઓફ ઇન્ટરેસ્ટના બંને સ્ટ્રેન્ડને અલગ કરવા માટે $DNA$ ને આશરે $94-98^{\circ}C$ તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે.
વિકલ્પ $A$ ખોટો છે કારણ કે વિવિધ સજીવોના $DNA$ ને જોડી શકાય છે (રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજી).
વિકલ્પ $B$ ખોટો છે કારણ કે જિનેટિક એન્જિનિયરિંગનો વનસ્પતિઓમાં વ્યાપક અને સફળતાપૂર્વક ઉપયોગ થાય છે (દા.ત.,$Bt$ કોટન).
વિકલ્પ $C$ ખોટો છે કારણ કે $r-DNA$ ટેકનોલોજી સાથે નૈતિક અને સુરક્ષા સંબંધિત (બાયોસેફ્ટી) ચિંતાઓ જોડાયેલી છે.