Process of Recombinant DNA technology Questions in Gujarati

(A) $DNA$ એમ્પ્લીફિકેશન.
$PCR$ એ ખૂબ જ સંવેદનશીલ તકનીક છે જે $DNA$ ના ચોક્કસ ખંડનું ઝડપી વર્ધન (amplification) કરવાની મંજૂરી આપે છે.
$PCR$ ચોક્કસ $DNA$ ટુકડા અથવા જનીનની અબજો નકલો બનાવે છે,જે કદ અને વીજભારના આધારે દ્રશ્ય તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને જનીન ક્રમની શોધ અને ઓળખ કરવાની મંજૂરી આપે છે.

(B) સાચો જવાબ $B$ છે.
જ્યારે $E. coli$ કોષોને એમ્પિસિલિન-પ્રતિકારક જનીન ધરાવતા રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ અણુ સાથે રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે,ત્યારે તેઓ એમ્પિસિલિન એન્ટિબાયોટિકની હાજરીમાં જીવંત રહેવાની ક્ષમતા પ્રાપ્ત કરે છે.
બિન-રૂપાંતરિત કોષો એવા કોષો છે જેમણે રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ગ્રહણ કર્યું નથી અને તેથી તેમની પાસે પ્રતિકારક જનીનનો અભાવ હોય છે.
જ્યારે આ કોષોને એમ્પિસિલિન ધરાવતા માધ્યમ પર ઉછેરવામાં આવે છે,ત્યારે બિન-રૂપાંતરિત કોષો એન્ટિબાયોટિકની અસરને કારણે મૃત્યુ પામશે,જ્યારે રૂપાંતરિત કોષો જીવંત રહેશે અને વૃદ્ધિ પામીને વસાહતો (colonies) બનાવશે.

(C) સાચો વિકલ્પ $C$ છે.
પ્રાણી કોષોમાં બેક્ટેરિયલ જનીનનું ક્લોનિંગ કરવા માટે નીચેના સાધનો અને પદ્ધતિઓ જરૂરી છે:
$I$. એન્ડોન્યુક્લિએઝ: $DNA$ ને ચોક્કસ સ્થાનો પર કાપવા માટે વપરાય છે.
$II$. લાયગેઝ: $DNA$ ટુકડાઓને જોડવા માટે વપરાય છે.
$IV$. માઇક્રોઇન્જેક્શન: પ્રાણી કોષોમાં વિદેશી $DNA$ દાખલ કરવાની સીધી પદ્ધતિ છે.
$VIII$. ઇલેક્ટ્રોફોરેસિસ: $DNA$ ટુકડાઓના અલગીકરણ અને શુદ્ધિકરણ માટે વપરાય છે.
નોંધ: $A. tumefaciens$ વનસ્પતિ માટે,જીન ગન વનસ્પતિ માટે,લાયસોઝાઇમ બેક્ટેરિયલ કોષદીવાલના પાચન માટે અને સેલ્યુલેઝ વનસ્પતિ કોષદીવાલના પાચન માટે વપરાય છે.

(C) - ઇલ્યુશન (Elution).
સક્ષમ કોષો તે છે જે તેમના પર્યાવરણમાંથી વિદેશી $DNA$ લેવા માટે સક્ષમ હોય છે. કોષોને સક્ષમ બનાવવા માટેની પદ્ધતિઓમાં રાસાયણિક સારવાર (દા.ત.,$CaCl_2$),હીટ શોક,માઇક્રો-ઇન્જેક્શન,બાયોલિસ્ટિક્સ (જીન ગન) અને નિઃશસ્ત્ર રોગકારક વાહકોનો ઉપયોગ સામેલ છે. ઇલ્યુશન એ ક્રોમેટોગ્રાફી અથવા જેલ ઇલેક્ટ્રોફોરેસિસમાં ઘન પદાર્થ અથવા જેલમાંથી પદાર્થને અલગ કરવા માટે વપરાતી પ્રક્રિયા છે,અને તે યજમાન કોષોના રૂપાંતરણ (transformation) માટેની પદ્ધતિ નથી.

(A) જેલ ઇલેક્ટ્રોફોરેસીસ એ $DNA$,$RNA$ અથવા પ્રોટીન જેવા વીજભારિત અણુઓને તેમના કદના આધારે અલગ કરવા માટે વપરાતી તકનીક છે.
$DNA$ ટેકનોલોજીના સંદર્ભમાં,તેનો ઉપયોગ ખાસ કરીને $DNA$ ના ટુકડાઓને તેમના કદ મુજબ અલગ કરવા માટે થાય છે.
$DNA$ ના ટુકડાઓ ઋણ વીજભારિત હોવાથી,તેઓ વિદ્યુતક્ષેત્રની અસર હેઠળ જેલ (સામાન્ય રીતે એગરોઝ જેલ) દ્વારા એનોડ તરફ ગતિ કરે છે.
નાના ટુકડાઓ મોટા ટુકડાઓની તુલનામાં જેલના છિદ્રોમાંથી ઝડપથી અને વધુ અંતર સુધી ગતિ કરે છે,જે અસરકારક અલગીકરણ શક્ય બનાવે છે.

(A) પોલિમરેઝ ચેઈન રિએક્શન $(PCR)$ ત્રણ મુખ્ય તબક્કાઓ ધરાવે છે: ડિનેચરશન,એનિલિંગ અને એક્સટેન્શન.
$1$. ડિનેચરશન: બેવડી શૃંખલાવાળા $DNA$ ને અલગ કરવા માટે ઊંચા તાપમાને $(94-98^{\circ}C)$ ગરમ કરવામાં આવે છે. આ એક ભૌતિક પ્રક્રિયા છે,જે ઉત્સેચક પર આધારિત નથી.
$2$. એનિલિંગ: પ્રાઈમર્સ નીચા તાપમાને $(50-65^{\circ}C)$ સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ $DNA$ ટેમ્પલેટ સાથે જોડાય છે. આ પણ ઉત્સેચક પર આધારિત નથી.
$3$. એક્સટેન્શન: $Taq$ $DNA$ પોલિમરેઝ ઉત્સેચક પ્રાઈમરમાં ન્યુક્લિઓટાઈડ્સ ઉમેરે છે,જે નવી $DNA$ શૃંખલાને લંબાવે છે. આ તબક્કો સંપૂર્ણપણે $DNA$ પોલિમરેઝ ઉત્સેચકની પ્રવૃત્તિ પર આધારિત છે.
તેથી,સાચો જવાબ માત્ર એક્સટેન્શન છે.

(B) બાયોલિસ્ટિક પદ્ધતિ.
બાયોલિસ્ટિક પદ્ધતિ,જેને જીન ગન પદ્ધતિ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે વનસ્પતિ કોષોમાં વિદેશી $DNA$ દાખલ કરવા માટે વપરાતી એક ભૌતિક તકનીક છે.
આ પ્રક્રિયામાં,સોના અથવા ટંગસ્ટનના સૂક્ષ્મ કણો પર લક્ષિત $DNA$ નું આવરણ ચડાવવામાં આવે છે અને તેને ઉચ્ચ વેગ સાથે યજમાન કોષો પર મારો કરવામાં આવે છે.
આ પદ્ધતિ વનસ્પતિ કોષો માટે ખાસ કરીને અસરકારક છે કારણ કે તે સખત કોષ દીવાલને ભેદી શકે છે.

(A) - માનવ જનીનમાં ઇન્ટ્રોન્સ હોઈ શકે છે જેનું બેક્ટેરિયા પ્રોસેસિંગ કરી શકતા નથી.
રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીમાં,જ્યારે સુકોષકેન્દ્રી (માનવ) જનીનને બેક્ટેરિયા જેવા આદિકોષકેન્દ્રી યજમાનમાં દાખલ કરવામાં આવે છે,ત્યારે બેક્ટેરિયામાં ઇન્ટ્રોન્સને દૂર કરવા માટે જરૂરી સ્પ્લાઈસિંગ મશીનરીનો અભાવ હોય છે.
માનવ જનીનોમાં ઇન્ટ્રોન્સ તરીકે ઓળખાતા બિન-કોડિંગ ક્રમ હોવાથી,બેક્ટેરિયલ ટ્રાન્સક્રિપ્શન પ્રક્રિયાના પરિણામે બનતા પ્રી-mRNA માં આ ઇન્ટ્રોન્સ હાજર રહે છે.
બેક્ટેરિયા આ વિષમજાત ન્યુક્લિયર $RNA$ નું પ્રોસેસિંગ કે સ્પ્લાઈસિંગ કરી શકતા ન હોવાથી,યોગ્ય પ્રોટીનનું સંશ્લેષણ થઈ શકતું નથી.

(B) સાચો જવાબ $B$ છે.
ઈલ્યુશન એ બાયોટેકનોલોજીમાં જેલ ઈલેક્ટ્રોફોરેસીસ દરમિયાન વપરાતી એક પ્રક્રિયા છે.
જ્યારે $DNA$ ના ટુકડાઓ તેમના કદના આધારે એગરોઝ જેલ પર અલગ થઈ જાય છે,ત્યારે ચોક્કસ $DNA$ બેન્ડ્સને જેલમાંથી કાપવામાં આવે છે.
ત્યારબાદ આ કાપેલા $DNA$ ટુકડાઓને જેલના ટુકડામાંથી નિષ્કર્ષિત (extract) કરવામાં આવે છે.
એગરોઝ જેલમાંથી $DNA$ બેન્ડ્સને કાપવાની અને નિષ્કર્ષિત કરવાની આ સમગ્ર પ્રક્રિયાને ઈલ્યુશન કહેવામાં આવે છે.

(D) સાચો જવાબ $D$ છે. વિધાન 'નાના $DNA$ ટુકડાઓ સૌથી પહેલા અલગ પડે છે' એ અંતિમ અલગીકરણની ભાત (pattern) ના સંદર્ભમાં ખોટું છે,કારણ કે તેઓ સૌથી ઝડપથી ગતિ કરે છે અને સૌથી દૂરના બિંદુ સુધી પહોંચે છે,પરંતુ તેઓ સમયની દ્રષ્ટિએ 'સૌથી પહેલા' અલગ પડતા નથી; તેના બદલે,તેઓ જેલ મેટ્રિક્સમાં સૌથી વધુ અંતર કાપે છે.
જેલ ઇલેક્ટ્રોફોરેસિસ એ એક એવી તકનીક છે જે $DNA$ અણુઓને તેમના કદના આધારે અલગ કરવા માટે વિદ્યુતક્ષેત્રનો ઉપયોગ કરે છે.
$DNA$ અણુઓ ફોસ્ફેટ બેકબોનને કારણે ઋણ વીજભારિત હોવાથી,તેઓ ધન ઇલેક્ટ્રોડ (એનોડ) તરફ ગતિ કરે છે.
ગતિનો દર $DNA$ ટુકડાના કદના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
નાના $DNA$ ટુકડાઓ એગરોઝ મેટ્રિક્સમાંથી ઓછો અવરોધ અનુભવે છે અને તેથી મોટા ટુકડાઓ કરતા વધુ ઝડપથી ગતિ કરે છે અને વધુ દૂર જાય છે.
તેથી,લોડિંગ વેલથી સૌથી દૂર આવેલો બેન્ડ સૌથી નાના $DNA$ ટુકડાને દર્શાવે છે.

(B) અને $B$ બંને વિધાનો સાચા છે.
$1$. જેલ ઇલેક્ટ્રોફોરેસિસ એ $DNA$ ના ટુકડાઓને તેમના કદ (આણ્વીય વજન) અને વીજભારના આધારે અલગ કરવા માટે વપરાતી તકનીક છે.
$2$. ઇલ્યુશન એ એગરોઝ જેલ મેટ્રિક્સમાંથી અલગ થયેલા $DNA$ ના ટુકડાઓને બહાર કાઢવાની પ્રક્રિયા છે.
$3$. ઇથિડિયમ બ્રોમાઇડ $(EtBr)$ એ $DNA$ ને અભિરંજિત કરવા માટે વપરાતું ફ્લોરોસન્ટ ડાય (રંજક) છે. જ્યારે $UV$ કિરણોત્સર્ગના સંપર્કમાં આવે છે,ત્યારે $EtBr$ થી અભિરંજિત થયેલા $DNA$ ના પટ્ટાઓ તેજસ્વી નારંગી ફ્લોરોસન્ટ પટ્ટાઓ તરીકે દેખાય છે,જે તેમને જોવા અને ત્યારબાદ નિષ્કર્ષણ કરવામાં મદદ કરે છે.

(D) $DNA$ ને પોલિમરેઝ ચેઇન રિએક્શન $(PCR)$ માં મૂકવું.
નાના ટુકડામાંથી પૂરતા પ્રમાણમાં $DNA$ મેળવવા માટે,પોલિમરેઝ ચેઇન રિએક્શન $(PCR)$ એ શ્રેષ્ઠ પદ્ધતિ છે.
$PCR$ મેળવેલા $DNA$ નું પ્રવર્ધન (amplification) કરે છે,જેનાથી મોટી માત્રામાં તેનું વિશ્લેષણ કરી શકાય છે.
જેલ ઇલેક્ટ્રોફોરેસિસનો ઉપયોગ $DNA$ ના ટુકડાઓને તેમના કદના આધારે અલગ કરવા માટે થાય છે.
રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ એ ઉત્સેચકો છે જે $DNA$ ને ચોક્કસ ઓળખ ક્રમ પર કાપે છે.
$DNA$ પ્રોબ સાથે હાઇબ્રિડાઇઝેશનનો ઉપયોગ ચોક્કસ $DNA$ ક્રમ શોધવા માટે થાય છે.
આ અન્ય કોઈ પણ તકનીકો $DNA$ ના પ્રવર્ધન માટે વપરાતી નથી.

(D) જેલ ઇલેક્ટ્રોફોરેસિસમાં,અલગ થયેલા $DNA$ ટુકડાઓને જોવામાં આવે છે અને પછી તેને એગરોઝ જેલમાંથી કાપી લેવામાં આવે છે. જેલના ટુકડામાંથી $DNA$ ને બહાર કાઢવાની પ્રક્રિયાને ઇલ્યુશન (Elution) કહેવામાં આવે છે.

(B) પોલિમરેઝ ચેઈન રિએક્શન $(PCR)$ એક ચક્રમાં કરવામાં આવતા ત્રણ મુખ્ય પગલાંઓ ધરાવે છે:
$1$. ડિનેચરશન: $DNA$ ના બેવડા કુંતલને છૂટા પાડવા માટે મિશ્રણને $94-98^\circ C$ તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે.
$2$. એનિલિંગ: મિશ્રણને $50-65^\circ C$ તાપમાને ઠંડું પાડવામાં આવે છે,જેથી પ્રાઈમર્સ $DNA$ ટેમ્પલેટ પર તેમની પૂરક શૃંખલાઓ સાથે જોડાઈ શકે.
$3$. એક્સટેન્શન: તાપમાન આશરે $72^\circ C$ સુધી વધારવામાં આવે છે,જ્યાં $Taq$ $DNA$ પોલિમરેઝ ઉત્સેચક પ્રાઈમર્સમાં ન્યુક્લિયોટાઈડ ઉમેરીને $DNA$ ની નવી શૃંખલાઓનું સંશ્લેષણ કરે છે.
આમ,સાચો ક્રમ ડિનેચરશન $\rightarrow$ એનિલિંગ $\rightarrow$ એક્સટેન્શન છે.

(A) સાચું છે: રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લીઝને મોલેક્યુલર કાતર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે જે $DNA$ ને ચોક્કસ સ્થાનો પર કાપે છે.
$B$ સાચું છે: જેલ ઇલેક્ટ્રોફોરેસિસ દરમિયાન,$DNA$ ટુકડાઓ એગરોઝ જેલ મેટ્રિક્સમાંથી પસાર થાય છે અને તેમના કદ (આણ્વીય વજન) ના આધારે અલગ પડે છે.
$C$ ખોટું છે: $DNA$ ટુકડાઓ રંગહીન હોય છે અને સ્ટેનિંગ વગર જોઈ શકાતા નથી.
$D$ ખોટું છે: ઇથિડિયમ બ્રોમાઇડ $(EtBr)$ થી સ્ટેન કરેલા $DNA$ ટુકડાઓને જોવા માટે $UV$ પ્રકાશની જરૂર પડે છે જેથી તે ફ્લોરોસન્સ આપે; તે સામાન્ય દ્રશ્યમાન પ્રકાશમાં જોઈ શકાતા નથી.