Process of Recombinant DNA technology Questions in Hindi

(B) पादप कोशिकाओं से आनुवंशिक पदार्थ $(DNA)$ को अलग करने के लिए,कोशिका भित्ति को तोड़ना आवश्यक है। पादप कोशिका भित्ति मुख्य रूप से सेल्युलोज से बनी होती है,इसलिए एंजाइम $(a)$ सेल्युलेज की आवश्यकता होती है।
कवक की कोशिका भित्ति काइटिन से बनी होती है,इसलिए उन्हें तोड़ने और आनुवंशिक पदार्थ को मुक्त करने के लिए एंजाइम $(b)$ काइटिनेज की आवश्यकता होती है।
अतः,सही युग्म $(a)$ सेल्युलेज और $(b)$ काइटिनेज है।

(D) पादप कोशिकाओं में विदेशी $DNA$ का प्रवेश सामान्यतः $Agrobacterium$-मध्यस्थ रूपांतरण,जीन गन (बायोलिस्टिक्स) और निशस्त्र रोगजनक वाहकों जैसी विधियों द्वारा किया जाता है।
बैक्टीरियोफेज वे वायरस हैं जो बैक्टीरिया को संक्रमित करते हैं। यद्यपि इनका उपयोग जीवाणु कोशिकाओं में $DNA$ क्लोनिंग के लिए वाहक के रूप में किया जाता है,लेकिन इनका उपयोग पादप कोशिकाओं में सीधे विदेशी $DNA$ प्रवेश कराने के लिए नहीं किया जाता है।
अतः,सही उत्तर $D$ है।

(A) विकल्प $A$ सही उत्तर है। पुनर्संयोजक $DNA$ तकनीक में,पृथक किए गए $DNA$ खंडों को केवल एथिडियम ब्रोमाइड नामक पदार्थ से अभिरंजित करने और उसके बाद $UV$ विकिरण के संपर्क में लाने के बाद ही देखा जा सकता है।
जब जेल को $UV$ प्रकाश के संपर्क में लाया जाता है,तो एथिडियम ब्रोमाइड से अभिरंजित $DNA$ खंड चमकदार नारंगी रंग के बैंड के रूप में दिखाई देते हैं।

(C) आनुवंशिक सामग्री के पृथक्करण के दौरान,अंतिम चरण में शुद्ध मिश्रण में ठंडा इथेनॉल मिलाया जाता है।
यह प्रक्रिया $DNA$ को निलंबन में महीन धागों के रूप में अवक्षेपित कर देती है।
इसलिए,विकल्प $(C)$ सही उत्तर है।
प्रोटीन को प्रोटीएज एंजाइम द्वारा और $RNA$ को राइबोन्यूक्लिएज एंजाइम द्वारा हटाया जाता है।

(B) रिकॉम्बिनेंट $DNA$ तकनीक की प्रक्रिया एक विशिष्ट क्रम का पालन करती है:
$1$. आनुवंशिक सामग्री $(DNA)$ का पृथक्करण।
$2$. रिस्ट्रिक्शन एंजाइम का उपयोग करके $DNA$ को विशिष्ट स्थानों पर काटना $(B)$।
$3$. वांछित $DNA$ खंड का पृथक्करण $(C)$।
$4$. $PCR$ का उपयोग करके वांछित जीन का प्रवर्धन $(D)$।
$5$. $DNA$ खंड को वेक्टर में जोड़ना।
$6$. रिकॉम्बिनेंट $DNA$ को परपोषी कोशिका में डालना $(A)$।
अतः,सही क्रम $B, C, D, A$ है।

(B) सही उत्तर विकल्प $(B)$ है।
कथन $(B)$ गलत है क्योंकि बायो-रिएक्टर का उपयोग बड़ी मात्रा ($100-1000$ लीटर) में कल्चर को संसाधित करने के लिए किया जाता है।
छोटे पैमाने के कल्चर से उत्पादों की पर्याप्त मात्रा प्राप्त नहीं की जा सकती है। बड़ी मात्रा में उत्पादन करने के लिए बायो-रिएक्टर का विकास आवश्यक है।

(B) पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन $\text{(PCR)}$ एक तकनीक है जिसका उपयोग $\text{DNA}$ के एक विशिष्ट खंड को इन विट्रो (in vitro) में प्रवर्धित करने के लिए किया जाता है।
$\text{PCR}$ के प्रत्येक चक्र में,$\text{DNA}$ की मात्रा दोगुनी हो जाती है।
यदि हम $\text{DNA}$ के एक अणु से शुरुआत करते हैं,तो $n$ चक्रों के बाद,उत्पादित $\text{DNA}$ अणुओं की संख्या $2^n$ सूत्र द्वारा दी जाती है।
इसलिए,प्रवर्धन के लिए सही समीकरण $2^n$ है।

(C) प्लाज्मिड में $\beta$-गैलेक्टोसिडेज जीन होता है,जो $\beta$-गैलेक्टोसिडेज एंजाइम के उत्पादन के लिए जिम्मेदार होता है।
जब एक विदेशी $\text{DNA}$ खंड को $\text{EcoRI}$ साइट पर डाला जाता है,जो $\beta$-गैलेक्टोसिडेज जीन के भीतर स्थित होता है,तो यह जीन के निवेशन निष्क्रियता (insertional inactivation) की ओर ले जाता है।
परिणामस्वरूप,$\beta$-गैलेक्टोसिडेज एंजाइम का उत्पादन नहीं होता है।
क्रोमोजेनिक सब्सट्रेट की उपस्थिति में,गैर-पुनर्संयोजक कॉलोनियां (जिनमें कार्यात्मक जीन होता है) नीला रंग उत्पन्न करती हैं,जबकि पुनर्संयोजक कॉलोनियां (जहां जीन निष्क्रिय हो जाता है) सफेद दिखाई देती हैं।
इसलिए,पुनर्संयोजकों की पहचान करने के लिए सफेद रंग की कॉलोनियों का चयन किया जाता है।

(D) एक स्टिरड-टैंक बायो-रिएक्टर में,घटकों को इस प्रकार लेबल किया गया है:
$A$: इम्पेलर (आंदोलन प्रणाली)
$B$: मोटर
$C$: फोम ब्रेकर
$D$: स्टेराइल एयर इनलेट (जीवाणु रहित वायु प्रवेश)
फोम ब्रेकर $(C)$ किण्वन प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न होने वाले फोम को नियंत्रित करने के लिए शाफ्ट के शीर्ष पर स्थित होता है।
अतः,सही विकल्प $D$ है।

(A) कथन $I$ सही है: जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस की प्रक्रिया के बाद,अलग किए गए $\text{DNA}$ खंडों को एगारोज़ जेल से निकाला और शुद्ध किया जा सकता है। इस प्रक्रिया को इल्यूशन (elution) कहा जाता है। इन शुद्ध $\text{DNA}$ खंडों का उपयोग क्लोनिंग वैक्टर के साथ जोड़कर रिकॉम्बिनेंट $\text{DNA}$ बनाने में किया जा सकता है।
कथन $II$ सही है: फॉस्फेट बैकबोन के कारण $\text{DNA}$ अणु ऋणात्मक रूप से आवेशित होते हैं। जब विद्युत क्षेत्र लगाया जाता है,तो वे धनात्मक इलेक्ट्रोड (एनोड) की ओर बढ़ते हैं। एगारोज़ जेल एक आणविक छलनी के रूप में कार्य करता है। छोटे $\text{DNA}$ खंड तेजी से चलते हैं और जेल के छिद्रों से अधिक दूर तक जाते हैं,जिससे वे एनोड के करीब पहुँच जाते हैं,जबकि बड़े खंड धीरे चलते हैं और कुओं (wells) के पास ही रह जाते हैं।

(D) ब्लू-व्हाइट स्क्रीनिंग विधि में,$\beta$-गैलेक्टोसिडेज एंजाइम का उपयोग किया जाता है। इस एंजाइम के लिए जीन विदेशी $\text{DNA}$ अनुक्रम के प्रवेश (इंसर्शनल इनएक्टिवेशन) द्वारा बाधित हो जाता है।
यदि प्लाज्मिड में $\text{DNA}$ इंसर्ट नहीं है,तो $\beta$-गैलेक्टोसिडेज एंजाइम का उत्पादन होता है,जो क्रोमोजेनिक सब्सट्रेट के साथ प्रतिक्रिया करके नीले रंग की कॉलोनियां (गैर-पुनःसंयोजक) बनाता है।
यदि प्लाज्मिड में $\text{DNA}$ इंसर्ट होता है,तो $\beta$-गैलेक्टोसिडेज के लिए जीन निष्क्रिय हो जाता है और कोई नीला रंग उत्पन्न नहीं होता है,जिसके परिणामस्वरूप सफेद कॉलोनियां (पुनःसंयोजक) प्राप्त होती हैं।
इसलिए,कथन-$I$ गलत है क्योंकि नीली कॉलोनियां गैर-पुनःसंयोजक होती हैं,और कथन-$II$ सही है क्योंकि सफेद (गैर-नीली) कॉलोनियां पुनःसंयोजक होती हैं।

(D) पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन $(\text{PCR})$ एक इन-विट्रो तकनीक है जिसका उपयोग $\text{DNA}$ के एक विशिष्ट खंड को प्रवर्धित (amplify) करने के लिए किया जाता है।
$1$. $\text{PCR}$ एक टेस्ट ट्यूब (इन-विट्रो) में किया जाता है,कोशिका के अंदर नहीं।
$2$. $\text{PCR}$ में चरणों का सही क्रम डिनेचुरेशन,एनीलिंग और एक्सटेंशन है।
$3$. $\text{PCR}$ में प्राइमर्स का उपयोग किया जाता है,प्रोब्स का नहीं,जो टेम्पलेट स्ट्रैंड के $3'$ सिरे के पूरक होते हैं।
$4$. $\text{PCR}$ में उपयोग किया जाने वाला $\text{DNA}$ पॉलीमरेज़ (जैसे,Taq पॉलीमरेज़) थर्मस एक्वेटिकस बैक्टीरिया से अलग किया जाता है,जो थर्मोस्टेबल होता है और डिनेचुरेशन के लिए आवश्यक उच्च तापमान पर सक्रिय रहता है।

(B) एगारोज़-जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस में:
$(a)$ $\text{DNA}$ खंड एगारोज़ जेल मैट्रिक्स के छलनी प्रभाव के कारण अपने आकार के आधार पर अलग होते हैं। यह कथन सही है।
$(b)$ $\text{DNA}$ रंगहीन होता है और इसे सीधे नहीं देखा जा सकता है। एथिडियम ब्रोमाइड के साथ अभिरंजित करने और $UV$ विकिरण के संपर्क में लाने के बाद,$\text{DNA}$ बैंड चमकीले नारंगी फ्लोरोसेंट बैंड के रूप में दिखाई देते हैं। यह कथन सही है।
$(c)$ $\text{DNA}$ के नमूनों को जेल के कैथोड सिरे पर स्थित वेल में लोड किया जाता है। यह कथन सही है।
$(d)$ चूंकि $\text{DNA}$ ऋणात्मक रूप से आवेशित होता है,इसलिए यह एनोड की ओर गति करता है। छोटे खंड तेजी से गति करते हैं और वेल से दूर चले जाते हैं,जबकि बड़े खंड वेल के पास रहते हैं। इसलिए,सबसे छोटा खंड वेल से सबसे दूर होता है,न कि उसके पास। यह कथन गलत है।
अतः,कथन $(a), (b)$ और $(c)$ सही हैं।

(B) इथिडियम ब्रोमाइड $(\text{EtBr})$ एक फ्लोरोसेंट डाई है जिसका उपयोग एगारोज़ जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस में $\text{DNA}$ को अभिरंजित करने के लिए किया जाता है।
जब जेल को $\text{UV}$ प्रकाश के संपर्क में लाया जाता है,तो $\text{DNA}$ बेस पेयर के बीच स्थित $\text{EtBr}$ अणु फ्लोरोसेंस प्रदर्शित करते हैं।
यह $\text{DNA}$ खंडों को $\text{UV}$ ट्रांसइल्यूमिनेटर के नीचे चमकीले नारंगी रंग के बैंड के रूप में देखने की अनुमति देता है।

(D) एक स्टिर्ड-टैंक बायोरिएक्टर आमतौर पर बेलनाकार होता है या इसमें एक घुमावदार आधार होता है जो रिएक्टर की सामग्री के मिश्रण को सुविधाजनक बनाता है।
स्टिरर कल्चर माध्यम,पोषक तत्वों और सूक्ष्मजीवों के समान मिश्रण को सुगम बनाता है।
इसके अलावा,यह पूरे बायोरिएक्टर में ऑक्सीजन की उपलब्धता सुनिश्चित करता है,जो सूक्ष्मजीवों की एरोबिक वृद्धि के लिए महत्वपूर्ण है।
इसलिए,मिश्रण और ऑक्सीजन की उपलब्धता दोनों बायोरिएक्टर में स्टिरर के प्राथमिक कार्य हैं।

(B) $Proinsulin$ एक अग्रगामी अणु है जिसमें तीन श्रृंखलाएं होती हैं: $A$,$B$ और $C$।
परिपक्वता प्रक्रिया के दौरान,$C$-पेप्टाइड,जो एक छोटी जोड़ने वाली पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला है,को $proinsulin$ अणु से हटा दिया जाता है।
इसके बाद $A$ और $B$ श्रृंखलाएं शेष रह जाती हैं,जो फिर डाइसल्फाइड बॉन्ड द्वारा जुड़कर कार्यात्मक,परिपक्व $insulin$ अणु बनाती हैं।
इसलिए,सही प्रक्रिया $C$-पेप्टाइड को हटाना है।

(B) रिकॉम्बिनेंट $DNA$ तकनीक में,रिकॉम्बिनेंट कॉलोनियों को नॉन-रिकॉम्बिनेंट कॉलोनियों से अलग करने के लिए इंसर्शनल इनएक्टिवेशन (insertional inactivation) प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है। $\beta$-गैलेक्टोसिडेज एंजाइम $lacZ$ जीन द्वारा एन्कोड किया जाता है। जब एक बाहरी $DNA$ का टुकड़ा $lacZ$ जीन में डाला जाता है,तो एंजाइम निष्क्रिय हो जाता है। क्रोमोजेनिक सबस्ट्रेट की उपस्थिति में,नॉन-रिकॉम्बिनेंट बैक्टीरिया (जिनमें कार्यात्मक $lacZ$ जीन होता है) नीले रंग की कॉलोनियां उत्पन्न करते हैं। हालाँकि,रिकॉम्बिनेंट बैक्टीरिया (जहाँ $lacZ$ जीन बाधित होता है) एंजाइम का उत्पादन करने में विफल रहते हैं और इसलिए वे रंगहीन कॉलोनियों के रूप में दिखाई देते हैं।

(A) जंतु कोशिकाओं में प्रत्यक्ष जीन स्थानांतरण की प्रक्रिया में,माइक्रोइंजेक्शन विधि का उपयोग किया जाता है।
इस तकनीक में,रिकॉम्बिनेंट $\text{DNA}$ को एक सूक्ष्म कांच की माइक्रोपिपेट का उपयोग करके सीधे जंतु कोशिका के केंद्रक में इंजेक्ट किया जाता है।
यह विधि आमतौर पर अंडकोष (oocytes),अंडे और भ्रूण के लिए उपयोग की जाती है।
जीन गन (बायोलिस्टिक्स) का उपयोग आमतौर पर पादप कोशिकाओं के लिए किया जाता है।
इलेक्ट्रोपोरेशन में विद्युत दालों (electrical pulses) का उपयोग करके कोशिका झिल्ली में अस्थायी छिद्र बनाए जाते हैं।
$\text{PEG}$ (पॉलीइथाइलीन ग्लाइकोल) प्रोटोप्लास्ट संलयन के लिए उपयोग की जाने वाली एक रासायनिक विधि है।

(D) विदेशी $\text{DNA}$ को जब किसी संवाहक में डाला जाता है,तो यह अक्सर एक चयन योग्य मार्कर जीन (जैसे $amp^R$ या $tet^R$ जैसे एंटीबायोटिक प्रतिरोध जीन) के भीतर एक साइट पर होता है।
यह प्रक्रिया मार्कर जीन के व्यवधान या निष्क्रियता की ओर ले जाती है,जिसे इंसर्शनल इनएक्टिवेशन (insertional inactivation) के रूप में जाना जाता है।
विभिन्न एंटीबायोटिक दवाओं वाले मीडिया पर कॉलोनियों के विकास की तुलना करके,शोधकर्ता उन कोशिकाओं के बीच अंतर कर सकते हैं जिन्होंने पुनः संयोजक संवाहक (पुनः संयोजक कोशिकाएं) लिया है और जिन्होंने गैर-पुनः संयोजक संवाहक लिया है।
इसलिए,इंसर्शनल इनएक्टिवेशन का उपयोग पुनः संयोजक कोशिकाओं के चयन के लिए किया जाता है।

(C) जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस $DNA$ के टुकड़ों को उनके आकार के आधार पर अलग करने के लिए उपयोग की जाने वाली एक तकनीक है।
$DNA$ अणु अपनी रीढ़ (backbone) में मौजूद फॉस्फेट समूहों के कारण ऋणावेशित होते हैं,इसलिए जब उन्हें विद्युत क्षेत्र में रखा जाता है तो वे धनावेशित इलेक्ट्रोड (एनोड) की ओर बढ़ते हैं।
छोटे टुकड़े बड़े टुकड़ों की तुलना में एगारोज़ जेल मैट्रिक्स के माध्यम से तेजी से चलते हैं और अधिक दूर तक जाते हैं।
स्पूलिंग का तात्पर्य कांच की छड़ का उपयोग करके घोल से शुद्ध $DNA$ निकालने की प्रक्रिया से है,न कि जेल से बैंड काटने से।
$DNA$ के टुकड़ों को आमतौर पर एथिडियम ब्रोमाइड $(EtBr)$ से अभिरंजित किया जाता है और $UV$ प्रकाश के तहत देखा जाता है,न कि मेथिलीन ब्लू से।

(B) एगारोज़ जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस में,$\text{DNA}$ के टुकड़ों को उनके आकार के आधार पर अलग किया जाता है। चूंकि $\text{DNA}$ रंगहीन होता है,इसलिए इसे सीधे नहीं देखा जा सकता है। पृथक $\text{DNA}$ बैंड को देखने के लिए,जेल को एथिडियम ब्रोमाइड $(\text{EtBr})$ नामक एक फ्लोरोसेंट डाई (अभिरंजक) से रंगा जाता है। जब इस जेल को $\text{UV}$ विकिरण के संपर्क में लाया जाता है,तो $\text{DNA}$ बैंड चमकीले नारंगी रंग के बैंड के रूप में दिखाई देते हैं।

(C) जैव प्रौद्योगिकी में, वांछित उत्पाद के उत्पादन में दो मुख्य चरण शामिल होते हैं: अपस्ट्रीम प्रोसेसिंग और डाउनस्ट्रीम प्रोसेसिंग।
$1$. अपस्ट्रीम प्रोसेसिंग में कल्चर माध्यम की तैयारी, नसबंदी (sterilization) और बायोरिएक्टर में जीव का विकास शामिल है।
$2$. बायोसिनथेटिक चरण बायोरिएक्टर के भीतर होता है जहाँ उत्पाद का संश्लेषण होता है।
$3$. बायोसिनथेटिक चरण के बाद, उत्पाद की गुणवत्ता और प्रभावकारिता सुनिश्चित करने के लिए उसे कल्चर माध्यम से अलग करके शुद्ध करने की आवश्यकता होती है।
$4$. पृथक्करण और शुद्धिकरण की इस पूरी प्रक्रिया को सामूहिक रूप से $Downstream \text{ } processing$ (डाउनस्ट्रीम प्रोसेसिंग) के रूप में जाना जाता है।

(C) $\text{DNA}$ खंडों को उनके आकार के आधार पर अलग करने की तकनीक को $\text{Gel electrophoresis}$ (जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस) कहा जाता है।
इस प्रक्रिया में,$\text{DNA}$ खंडों को विद्युत क्षेत्र की उपस्थिति में एक मैट्रिक्स (आमतौर पर एगरोज़ जेल) के माध्यम से एनोड की ओर गति कराकर अलग किया जाता है।
चूंकि $\text{DNA}$ अणु ऋणात्मक रूप से आवेशित होते हैं,इसलिए वे धनात्मक इलेक्ट्रोड (एनोड) की ओर गति करते हैं।
छोटे खंड बड़े खंडों की तुलना में तेजी से और जेल मैट्रिक्स में अधिक दूरी तक गति करते हैं,जिससे उनका प्रभावी पृथक्करण संभव हो पाता है।

(D) $\text{Polymerase Chain Reaction}$ $(\text{PCR})$ एक तकनीक है जिसका उपयोग विशिष्ट $\text{DNA}$ अनुक्रमों को प्रवर्धित करने के लिए किया जाता है।
$1$. इसका उपयोग बैक्टीरिया या वायरस के न्यूक्लिक एसिड को प्रवर्धित करके उनकी बहुत कम सांद्रता का पता लगाने के लिए किया जाता है।
$2$. इसका उपयोग संदिग्ध कैंसर रोगियों में जीन में उत्परिवर्तन का पता लगाने के लिए किया जाता है।
$3$. यह वांछित $\text{DNA}$ खंड के प्रवर्धन के लिए प्राथमिक विधि है।
$4$. रोगजनकों के विरुद्ध संश्लेषित एंटीबॉडी का पता $\text{ELISA}$ $(\text{Enzyme-Linked Immunosorbent Assay})$ का उपयोग करके लगाया जाता है,न कि $\text{PCR}$ का। $\text{PCR}$ रोगजनक की आनुवंशिक सामग्री की उपस्थिति का पता लगाता है,जबकि $\text{ELISA}$ मेजबान की प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया (एंटीबॉडी) का पता लगाता है।

(C) दिया गया चित्र बायोटेक्नोलॉजी में रिकॉम्बिनेंट प्रोटीन के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयोग किए जाने वाले एक विशिष्ट स्टिरड-टैंक बायोरिएक्टर को दर्शाता है।
- $A$ मोटर को दर्शाता है,जो रोटेशन के लिए यांत्रिक ऊर्जा प्रदान करती है।
- $B$ फोम ब्रेकर को दर्शाता है,जो प्रक्रिया के दौरान बनने वाले झाग को कम करने में मदद करता है।
- $C$ इम्पेलर को दर्शाता है,जो बायोरिएक्टर में उचित मिश्रण और ऑक्सीजन की उपलब्धता सुनिश्चित करता है।
- $D$ कल्चर ब्रोथ को दर्शाता है,जो सूक्ष्मजीवों और पोषक तत्वों वाला माध्यम है।
इसलिए,सही पहचान $A \rightarrow$ मोटर,$B \rightarrow$ फोम ब्रेकर,$C \rightarrow$ इम्पेलर,$D \rightarrow$ कल्चर ब्रोथ है।

(B) रिकॉम्बिनेंट $\text{DNA}$ तकनीक की प्रक्रिया में,$Lac \ Z$ जीन $\beta-$galactosidase एंजाइम के लिए कोड करता है।
जब इस जीन में विदेशी $\text{DNA}$ का एक टुकड़ा डाला जाता है,तो जीन का कार्य बाधित हो जाता है,जिसे इंसर्शनल इनएक्टिवेशन कहा जाता है।
परिणामस्वरूप,$\beta-$galactosidase एंजाइम का उत्पादन नहीं होता है।
$X-$gal जैसे क्रोमोजेनिक सब्सट्रेट की उपस्थिति में,नॉन-रिकॉम्बिनेंट कॉलोनियां (जहाँ जीन बरकरार है) एंजाइम का उत्पादन करती हैं,जो $X-$gal को तोड़कर नीले रंग की कॉलोनियां बनाती हैं।
इसके विपरीत,रिकॉम्बिनेंट कॉलोनियां (जहाँ जीन निष्क्रिय हो गया है) एंजाइम का उत्पादन नहीं कर पाती हैं,इसलिए वे $X-$gal को नहीं तोड़ पाती हैं और इस प्रकार वे सफेद दिखाई देती हैं।

(D) कथन $(a)$ गलत है क्योंकि $\text{DNA}$ ऋणात्मक रूप से आवेशित होता है और एनोड (धनात्मक इलेक्ट्रोड) की ओर बढ़ता है,इसलिए इसे कैथोड (ऋणात्मक इलेक्ट्रोड) की ओर लोड किया जाना चाहिए।
कथन $(b)$ गलत है क्योंकि $\text{DNA}$ खंड जेल मैट्रिक्स (छलनी) के माध्यम से यात्रा करते हैं,और जेल की सांद्रता (जैसे,एगरोज़) $\text{DNA}$ खंडों की गति को काफी प्रभावित करती है।
कथन $(c)$ सही है क्योंकि छोटे $\text{DNA}$ खंड जेल मैट्रिक्स से कम प्रतिरोध का सामना करते हैं और बड़े खंडों की तुलना में तेजी से और अधिक दूरी तय करते हैं।
कथन $(d)$ गलत है क्योंकि $\text{DNA}$ रंगहीन होता है और इसे सीधे नहीं देखा जा सकता है; इसे एथिडियम ब्रोमाइड जैसे डाई से अभिरंजित करना पड़ता है और फिर $\text{UV}$ विकिरण के संपर्क में लाकर देखना पड़ता है।

(C) इन्सर्शनल इनएक्टिवेशन (insertional inactivation) एक ऐसी तकनीक है जिसका उपयोग रिकॉम्बिनेंट और नॉन-रिकॉम्बिनेंट कोशिकाओं के बीच अंतर करने के लिए किया जाता है।
जब एक विदेशी $\text{DNA}$ खंड को एक चयन योग्य मार्कर जीन (जैसे,$pBR322$ में $\text{ampicillin}$ या $\text{tetracycline}$ प्रतिरोध जीन) में डाला जाता है,तो वह जीन निष्क्रिय हो जाता है।
इस प्रक्रिया को इन्सर्शनल इनएक्टिवेशन कहा जाता है।
यदि संवाहक में विदेशी $\text{DNA}$ मौजूद है,तो मार्कर जीन निष्क्रिय हो जाता है और कोशिका एक रिकॉम्बिनेंट कोशिका बन जाती है।
यदि संवाहक में विदेशी $\text{DNA}$ नहीं है,तो मार्कर जीन कार्यात्मक रहता है और कोशिका नॉन-रिकॉम्बिनेंट कोशिका होती है।
इसलिए,इस विधि का उपयोग विशेष रूप से रिकॉम्बिनेंट कोशिकाओं के चयन के लिए किया जाता है।

(A) यह चित्र रीकॉम्बिनेंट $\text{DNA}$ तकनीक की प्रक्रिया को दर्शाता है।
चरण $(A)$ वेक्टर $\text{DNA}$ और विदेशी $\text{DNA}$ दोनों पर विशिष्ट पैलिंड्रोमिक अनुक्रमों $(GAATTC)$ पर रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज (विशेष रूप से $\text{EcoRI}$) की क्रिया को दर्शाता है,जिसके परिणामस्वरूप स्टिकी एंड्स (चिपचिपे सिरे) बनते हैं।
चरण $(B)$ वेक्टर $\text{DNA}$ और विदेशी $\text{DNA}$ के पूरक स्टिकी एंड्स की बेस पेयरिंग को दर्शाता है।
चरण $(C)$ $\text{DNA}$ लाइगेज एंजाइम द्वारा शुगर-फॉस्फेट बैकबोन में मौजूद दरारों को सील करने की प्रक्रिया को दर्शाता है,जिसके परिणामस्वरूप रीकॉम्बिनेंट $\text{DNA}$ का निर्माण होता है।
इसलिए,सही पहचान $(C)$ $\text{DNA}$ लाइगेज की मदद से वेक्टर $\text{DNA}$ और विदेशी $\text{DNA}$ को जोड़ना है।

(C) $\text{rDNA}$ (रिकॉम्बिनेंट $\text{DNA}$) तकनीक के चरण एक विशिष्ट क्रम का पालन करते हैं:
$1.$ सबसे पहले,स्रोत जीव से वांछित $\text{DNA}$ खंड को अलग किया जाता है $(III)$।
$2.$ इसके बाद,$\text{PCR}$ जैसी तकनीकों का उपयोग करके इस खंड का प्रवर्धन किया जाता है $(II)$।
$3.$ प्रवर्धित $\text{DNA}$ को एक उपयुक्त संवाहक (Vector) में जोड़कर $\text{rDNA}$ बनाया जाता है $(IV)$।
$4.$ इसके बाद,इस $\text{rDNA}$ को परपोषी कोशिका में प्रवेश कराया जाता है $(V)$।
$5.$ अंत में,परपोषी से वांछित जीन उत्पाद का निष्कर्षण किया जाता है $(I)$।
अतः,सही क्रम $III, II, IV, V, I$ है।

(A) $PCR$ (पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन) प्रक्रिया में तीन मुख्य चरण होते हैं: विकृतीकरण (Denaturation),तापानुशीलन (Annealing),और विस्तार (Extension)।
$1$. विकृतीकरण $94-98^{\circ} C$ पर होता है।
$2$. तापानुशीलन $50-65^{\circ} C$ पर होता है।
$3$. प्राइमर विस्तार $Taq$ पॉलीमरेज़ एंजाइम द्वारा किया जाता है,जो ऊष्मा-स्थिर होता है और $70-75^{\circ} C$ की तापमान सीमा पर इष्टतम रूप से कार्य करता है। इसलिए,सही विकल्प $A$ है।

(A) कथन $I$ सही है: रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज वे एंजाइम हैं जो $DNA$ को विशिष्ट पहचान अनुक्रमों पर काटते हैं,जिससे 'स्टिकी' (कोहेसिव/स्टेगर्ड) सिरे या 'ब्लंट' सिरे उत्पन्न होते हैं,जो पुनर्संयोजक $DNA$ तकनीक के लिए आवश्यक हैं।
कथन $II$ सही है: विदेशी $DNA$ (या पैसेंजर $DNA$) को सीधे दाता जीव से अलग किया जा सकता है,या इसे जीनोमिक लाइब्रेरी (जिसमें जीव के सभी $DNA$ अनुक्रम होते हैं) या $cDNA$ लाइब्रेरी (जिसमें केवल व्यक्त जीन होते हैं) से प्राप्त किया जा सकता है।
चूंकि दोनों कथन वैज्ञानिक रूप से सटीक हैं,इसलिए सही विकल्प $A$ है।

(A) $PCR$ (पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन) प्रक्रिया में तीन मुख्य चरण होते हैं:
$1$. डिनेचुरेशन: दोहरी रज्जुक $DNA$ को अलग करने के लिए इसे उच्च तापमान $(90-98^{\circ} C)$ पर गर्म किया जाता है।
$2$. एनीलिंग: प्राइमर को $DNA$ की पूरक श्रृंखलाओं से जुड़ने की अनुमति देने के लिए तापमान को कम $(40-60^{\circ} C)$ किया जाता है।
$3$. एक्सटेंशन: $Taq$ $DNA$ पॉलीमरेज़ एंजाइम द्वारा नए न्यूक्लियोटाइड्स जोड़कर $DNA$ श्रृंखला का संश्लेषण करने के लिए तापमान को $70-75^{\circ} C$ पर समायोजित किया जाता है।
अतः,तापमान की सही श्रेणी $90-98^{\circ} C, 40-60^{\circ} C, 70-75^{\circ} C$ है।

(D) एगरोज़ जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस एक तकनीक है जिसका उपयोग $DNA$ खंडों को उनके आकार के आधार पर अलग करने के लिए किया जाता है।
जब विद्युत क्षेत्र लागू किया जाता है,तो ऋणात्मक रूप से आवेशित $DNA$ खंड एनोड (धनात्मक ध्रुव) की ओर बढ़ते हैं।
जेल मैट्रिक्स एक आणविक छलनी के रूप में कार्य करता है,जहाँ छोटे खंड बड़े खंडों की तुलना में जेल के छिद्रों से तेजी से और अधिक दूरी तक गति करते हैं।
इसलिए,$DNA$ खंडों का पृथक्करण मुख्य रूप से उनके आकार में अंतर पर आधारित होता है।

(C) सर्दर्न ब्लॉटिंग तकनीक में,जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस द्वारा अलग किए गए $DNA$ के टुकड़ों को एक ठोस सपोर्ट मेम्ब्रेन पर स्थानांतरित किया जाता है।
इस उद्देश्य के लिए $Nitrocellulose$ या $Nylon$ मेम्ब्रेन का सामान्यतः उपयोग किया जाता है क्योंकि उनमें $DNA$ के लिए उच्च आकर्षण होता है और वे केशिका क्रिया (capillary action) के माध्यम से एकल-स्ट्रैंडेड $DNA$ अणुओं को प्रभावी ढंग से बांध सकते हैं।
इसलिए,इस तकनीक में $DNA$ स्ट्रैंड्स को एम्बेड करने के लिए $Nitrocellulose$ पेपर का उपयोग किया जाता है।

(B) बायो-रिएक्टर एक ऐसा पात्र है जिसमें कच्चे माल को सूक्ष्मजीवों,पादप/जंतु कोशिकाओं या उनके एंजाइमों द्वारा जैविक रूप से विशिष्ट उत्पादों में परिवर्तित किया जाता है।
मानक बायो-रिएक्टर इष्टतम विकास स्थितियों को बनाए रखने के लिए आवश्यक घटकों से सुसज्जित होते हैं,जिनमें शामिल हैं:
$1$. मिश्रण के लिए एजीटेटर सिस्टम।
$2$. वातन (aeration) के लिए ऑक्सीजन वितरण प्रणाली।
$3$. झाग को नियंत्रित करने के लिए फोम ब्रेकर सिस्टम।
$4$. तापमान नियंत्रण प्रणाली।
$5$. pH नियंत्रण प्रणाली।
$6$. संवर्धन के समय-समय पर नमूने लेने के लिए सैंपलिंग पोर्ट।
प्रकाश वितरण प्रणाली आमतौर पर फोटो-बायो-रिएक्टर (जैसे शैवाल जैसे प्रकाश संश्लेषक जीवों के लिए उपयोग की जाती है) के लिए आवश्यक होती है,लेकिन ये सामान्य उद्देश्य वाले औद्योगिक बायो-रिएक्टर के मानक घटक नहीं हैं।

(B) पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन $(PCR)$ में,प्राइमर छोटे,एकल-फंसे (single-stranded) $DNA$ अनुक्रम होते हैं जो लक्षित $DNA$ अनुक्रम के पार्श्व क्षेत्रों के पूरक होते हैं।
$1$. $DNA$ रज्जुक (strands) प्रतिसमांतर (antiparallel) होते हैं,जिसका अर्थ है कि एक रज्जुक $5' \rightarrow 3'$ दिशा में और दूसरा $3' \rightarrow 5'$ दिशा में चलता है।
$2$. प्राइमर टेम्पलेट $DNA$ रज्जुक से इस तरह जुड़ते हैं कि वे टेम्पलेट के पूरक और प्रतिसमांतर हों।
$3$. विशेष रूप से,प्राइमर को टेम्पलेट रज्जुक के $3'$ सिरे से जुड़ना चाहिए ताकि $DNA$ पॉलीमरेज़ इसे $5' \rightarrow 3'$ दिशा में विस्तारित कर सके।
$4$. आरेख $B$ में,प्राइमर सही ढंग से उन्मुख हैं: ऊपरी रज्जुक $(5' \rightarrow 3')$ पर प्राइमर टेम्पलेट के $3'$ सिरे से जुड़ता है,और निचले रज्जुक $(3' \rightarrow 5')$ पर प्राइमर अपने संबंधित टेम्पलेट के $3'$ सिरे से जुड़ता है,जो उचित विस्तार की अनुमति देता है।
इसलिए,सही आरेख $B$ है।

(A) कथन $P$ सही है क्योंकि रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज विशिष्ट पैलिंड्रोमिक अनुक्रमों को पहचानते हैं और $DNA$ अणु के भीतर विशिष्ट स्थानों पर काटते हैं।
कथन $Q$ गलत है क्योंकि स्टर्ड-टैंक रिएक्टर आमतौर पर बेलनाकार होते हैं या उनका आधार घुमावदार होता है ताकि रिएक्टर की सामग्री को आसानी से मिश्रित किया जा सके।
कथन $R$ गलत है क्योंकि बैक्टीरियल कोशिकाओं को सक्षम बनाने के लिए उपयोग किया जाने वाला द्विसंयोजक धनायन आमतौर पर कैल्शियम $(Ca^{2+})$ होता है,न कि मैग्नीशियम $(Mg^{2+})$। इसलिए,केवल कथन $P$ सही है।

(C) रिकॉम्बिनेंट $DNA$ तकनीक के दिए गए आरेख में:
$1$. $X$ विदेशी $DNA$ (या वांछित जीन) को दर्शाता है जिसे रिस्ट्रिक्शन एंजाइम द्वारा काटा जा रहा है।
$2$. $Y$ वेक्टर (प्लाज्मिड) में विदेशी $DNA$ को जोड़कर बनाए गए रिकॉम्बिनेंट $DNA$ को दर्शाता है।
$3$. $Z$ रूपांतरण (transformation) की प्रक्रिया को दर्शाता है,जहाँ रिकॉम्बिनेंट $DNA$ को मेजबान कोशिका (बैक्टीरिया) में पेश किया जाता है ताकि वांछित लक्षण व्यक्त हो सके।
अतः,सही लेबल $X$ - विदेशी $DNA$,$Y$ - रिकॉम्बिनेंट $DNA$ और $Z$ - रूपांतरण (transformation) हैं।

(A) जब एक पुनःसंयोजक $DNA$ ($r$-$DNA$) अणु को $\beta$-galactosidase जैसे एंजाइम के कोडिंग अनुक्रम के भीतर डाला जाता है,तो यह जीन के अनुक्रम को बाधित कर देता है। यह व्यवधान जीन की कार्यात्मक एंजाइम बनाने की क्षमता को समाप्त कर देता है,जिसे 'Insertional inactivation' (निवेशी निष्क्रियकरण) के रूप में जाना जाता है। इस तकनीक का उपयोग ब्लू-व्हाइट स्क्रीनिंग में पुनःसंयोजक कॉलोनियों की पहचान करने के लिए व्यापक रूप से किया जाता है।

(D) सही उत्तर $D$ है।
जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस एक तकनीक है जिसका उपयोग $DNA$ के टुकड़ों को उनके आकार और आवेश के आधार पर अलग करने के लिए किया जाता है।
यद्यपि प्रश्न पृथक्करण के बारे में पूछता है,जैव प्रौद्योगिकी पाठ्यक्रम के संदर्भ में,जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस वह प्राथमिक विधि है जिसका उपयोग $DNA$ के अर्क निकालने और रिस्ट्रिक्शन एंजाइमों द्वारा पाचन के बाद मिश्रण से विशिष्ट $DNA$ टुकड़ों को अलग और शुद्ध करने के लिए किया जाता है।
अन्य विकल्प जैसे 'चयनात्मक मार्कर' का उपयोग रूपांतरित कोशिकाओं (transformants) की पहचान के लिए किया जाता है,'माइक्रो-इंजेक्शन' प्रत्यक्ष जीन स्थानांतरण के लिए एक विधि है,और 'बायोलिस्टिक' (जीन गन) कोशिकाओं में $DNA$ प्रवेश कराने की एक विधि है।

(C) $DNA$ पृथक्करण की प्रक्रिया में,अंतिम चरण में शुद्ध $DNA$ का अवक्षेपण किया जाता है। यह $DNA$ के घोल में ठंडा इथेनॉल मिलाकर प्राप्त किया जाता है। ठंडा इथेनॉल जलीय घोल में $DNA$ की घुलनशीलता को कम कर देता है,जिससे यह महीन धागों के रूप में अवक्षेपित हो जाता है,जिन्हें स्पूलिंग (spooling) द्वारा एकत्र किया जा सकता है।

(D) पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन $(PCR)$ में तीन मुख्य चरण होते हैं जो चक्रों में दोहराए जाते हैं:
$1$. विकृतीकरण (Denaturation): दोहरी रज्जुक $DNA$ को दो रज्जुक में अलग करने के लिए उच्च तापमान (लगभग $94-95^{\circ}C$) पर गर्म किया जाता है।
$2$. तापानुशीलन (Annealing): तापमान कम किया जाता है (आमतौर पर $50-65^{\circ}C$) ताकि प्राइमर्स एकल-रज्जुक $DNA$ टेम्पलेट पर पूरक अनुक्रमों से जुड़ सकें।
$3$. विस्तारण (Elongation): तापमान को (आमतौर पर $72^{\circ}C$) पर समायोजित किया जाता है ताकि $DNA$ पॉलीमरेज़ एंजाइम न्यूक्लियोटाइड्स जोड़कर नई $DNA$ रज्जुक का संश्लेषण कर सके।
अतः,सही क्रम विकृतीकरण $\rightarrow$ तापानुशीलन $\rightarrow$ विस्तारण है।

(D) डाउनस्ट्रीम प्रोसेसिंग का तात्पर्य जैव-संश्लेषण चरण के बाद उत्पाद के पृथक्करण और शुद्धिकरण में शामिल प्रक्रियाओं से है। इसमें पृथक्करण,शुद्धिकरण और फॉर्मूलेशन शामिल हैं। जीन की अभिव्यक्ति (वांछित प्रोटीन का उत्पादन) अपस्ट्रीम प्रोसेसिंग या किण्वन चरण के दौरान होती है,न कि डाउनस्ट्रीम प्रोसेसिंग में। इसलिए,$D$ सही उत्तर है।

(A) पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन $(PCR)$ में तीन मुख्य चरण होते हैं:
$1$. डीनेचुरेशन: दोहरी रज्जुक $DNA$ को गर्म करके दो एकल रज्जुक में अलग किया जाता है।
$2$. एनिलिंग: तापमान कम किया जाता है ताकि प्राइमर टेम्पलेट $DNA$ के पूरक अनुक्रमों के साथ जुड़ सकें।
$3$. एक्सटेंशन (एलोगेशन): $Taq$ पॉलीमरेज़ एंजाइम प्राइमर में न्यूक्लियोटाइड्स जोड़कर नई $DNA$ रज्जुक का संश्लेषण करता है।
अतः,वह चरण जहाँ टेम्पलेट प्राइमर के साथ जुड़ता है,उसे एनिलिंग कहते हैं।

(B) सही उत्तर $B$ है। रूपांतरण (Transformation) वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक बैक्टीरियल कोशिका अपने आसपास के वातावरण से बाहरी आनुवंशिक सामग्री $(DNA)$ को ग्रहण करती है। जैव प्रौद्योगिकी में,यह एक मौलिक तकनीक है जिसका उपयोग पुनर्संयोजित $DNA$ को होस्ट कोशिकाओं (जैसे $E. coli$) में प्रविष्ट करने के लिए किया जाता है ताकि वांछित प्रोटीन या क्लोन प्राप्त किए जा सकें।

(D) $RNAi$ ($RNA$ इंटरफेरेंस) में एक विशिष्ट $mRNA$ का साइलेंसिंग एक पूरक $dsRNA$ अणु के कारण होता है,जो $mRNA$ के अनुवाद (translation) को रोकता है।
यह प्रक्रिया कोशिकीय सुरक्षा और जीन विनियमन की एक विधि है।

(B) $PCR$.
पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन $(PCR)$ आणविक जीव विज्ञान की एक ऐसी तकनीक है जो विशिष्ट $DNA$ अनुक्रमों को प्रवर्धित (amplifying) करने की अनुमति देती है।
यह नमूने में बैक्टीरिया या वायरस जैसे रोगजनकों की बहुत कम सांद्रता होने पर भी उनके न्यूक्लिक एसिड की लाखों प्रतियां बनाकर उनका पता लगाने में सक्षम बनाती है।

(A) $PCR$ का पूर्ण रूप पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन (Polymerase Chain Reaction) है।
यह एक आणविक नैदानिक तकनीक है जिसका उपयोग $DNA$ के विशिष्ट खंडों को इन-विट्रो (in vitro) विधि द्वारा प्रवर्धित (amplify) करने के लिए किया जाता है।
इस प्रक्रिया में,$DNA$ पॉलीमरेज़ एंजाइम की उपस्थिति में $DNA$ अणु के एक छोटे क्षेत्र की कई प्रतियां बनाई जाती हैं,जिससे $COVID-19$ जैसे रोगजनकों को बहुत कम मात्रा में भी पहचाना जा सकता है।

(D) सही कथन $D$ है। $PCR$ का पहला चरण 'डिनेचुरेशन' (denaturation) है,जिसमें जीन ऑफ इंटरेस्ट के दोनों स्ट्रैंड्स को अलग करने के लिए $DNA$ को लगभग $94-98^{\circ}C$ पर गर्म किया जाता है।
विकल्प $A$ गलत है क्योंकि विभिन्न जीवों के $DNA$ को जोड़ा जा सकता है (रिकॉम्बिनेंट $DNA$ तकनीक)।
विकल्प $B$ गलत है क्योंकि जेनेटिक इंजीनियरिंग का पौधों में व्यापक और सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है (जैसे,$Bt$ कॉटन)।
विकल्प $C$ गलत है क्योंकि $r-DNA$ तकनीक के साथ नैतिक और सुरक्षा संबंधी (बायोसफ्टी) चिंताएं जुड़ी हुई हैं।