Process of Recombinant DNA technology Questions in Hindi

(A) $DNA$ प्रवर्धन.
$PCR$ एक बहुत ही संवेदनशील तकनीक है जो $DNA$ के एक विशिष्ट खंड के तेजी से प्रवर्धन की अनुमति देती है।
$PCR$ एक विशिष्ट $DNA$ खंड या जीन की अरबों प्रतियां बनाता है,जो आकार और आवेश के आधार पर दृश्य तकनीकों का उपयोग करके जीन अनुक्रमों का पता लगाने और उनकी पहचान करने की अनुमति देता है।

(B) सही उत्तर $B$ है।
जब $E. coli$ कोशिकाओं को एम्पिसिलिन-प्रतिरोध जीन वाले पुनर्संयोजित $DNA$ अणु के साथ रूपांतरित किया जाता है,तो वे एम्पिसिलिन एंटीबायोटिक की उपस्थिति में जीवित रहने की क्षमता प्राप्त कर लेती हैं।
गैर-रूपांतरित कोशिकाएं वे कोशिकाएं होती हैं जिन्होंने पुनर्संयोजित $DNA$ को ग्रहण नहीं किया है और इसलिए उनमें प्रतिरोध जीन का अभाव होता है।
जब इन कोशिकाओं को एम्पिसिलिन युक्त माध्यम पर संवर्धित किया जाता है,तो गैर-रूपांतरित कोशिकाएं एंटीबायोटिक के प्रभाव के कारण मर जाएंगी,जबकि रूपांतरित कोशिकाएं जीवित रहेंगी और वृद्धि करके कॉलोनियां बनाएंगी।

(C) सही विकल्प $C$ है।
पशु कोशिकाओं में बैक्टीरियल जीन की क्लोनिंग के लिए निम्नलिखित उपकरणों और तकनीकों की आवश्यकता होती है:
$I$. एंडोन्यूक्लिएज: $DNA$ को विशिष्ट स्थानों पर काटने के लिए उपयोग किया जाता है।
$II$. लाइगेज: $DNA$ टुकड़ों को जोड़ने के लिए उपयोग किया जाता है।
$IV$. माइक्रोइंजेक्शन: पशु कोशिकाओं में विदेशी $DNA$ को सीधे प्रवेश कराने की एक विधि है।
$VIII$. इलेक्ट्रोफोरेसिस: $DNA$ टुकड़ों के पृथक्करण और अलगाव के लिए उपयोग किया जाता है।
नोट: $A. tumefaciens$ पौधों के लिए,जीन गन पौधों के लिए,लाइसोजाइम बैक्टीरियल कोशिका भित्ति के पाचन के लिए और सेल्युलेज पादप कोशिका भित्ति के पाचन के लिए उपयोग किया जाता है।

(C) - इल्युशन (Elution)।
सक्षम कोशिकाएं वे होती हैं जो अपने वातावरण से बाहरी $DNA$ को ग्रहण करने में समर्थ होती हैं। कोशिकाओं को सक्षम बनाने की विधियों में रासायनिक उपचार (जैसे,$CaCl_2$),हीट शॉक,माइक्रो-इंजेक्शन,बायोलिस्टिक्स (जीन गन) और निष्क्रिय रोगजनक वाहकों का उपयोग शामिल है। इल्युशन एक ऐसी प्रक्रिया है जिसका उपयोग क्रोमैटोग्राफी या जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस में किसी ठोस या जेल से पदार्थ को निकालने के लिए किया जाता है,और यह परपोषी कोशिकाओं के रूपांतरण (transformation) की विधि नहीं है।

(A) जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस एक तकनीक है जिसका उपयोग $DNA$,$RNA$ या प्रोटीन जैसे आवेशित अणुओं को उनके आकार के आधार पर अलग करने के लिए किया जाता है।
$DNA$ तकनीक के संदर्भ में,इसका उपयोग विशेष रूप से $DNA$ के टुकड़ों को उनके आकार के अनुसार अलग करने के लिए किया जाता है।
चूंकि $DNA$ के टुकड़े ऋणात्मक रूप से आवेशित होते हैं,इसलिए वे विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में जेल (आमतौर पर एगरोज़ जेल) के माध्यम से एनोड की ओर गति करते हैं।
छोटे टुकड़े बड़े टुकड़ों की तुलना में जेल के छिद्रों से अधिक तेजी से और अधिक दूरी तक गति करते हैं,जिससे प्रभावी पृथक्करण संभव हो पाता है।

(A) पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन $(PCR)$ में तीन मुख्य चरण होते हैं: डिनेचुरेशन,एनिलिंग और एक्सटेंशन।
$1$. डिनेचुरेशन: दोहरी रज्जुक $DNA$ को अलग करने के लिए उच्च तापमान $(94-98^{\circ}C)$ पर गर्म किया जाता है। यह एक भौतिक प्रक्रिया है,जो एंजाइम पर निर्भर नहीं है।
$2$. एनिलिंग: प्राइमर्स कम तापमान $(50-65^{\circ}C)$ पर सिंगल-स्ट्रैंडेड $DNA$ टेम्पलेट से जुड़ते हैं। यह भी एंजाइम पर निर्भर नहीं है।
$3$. एक्सटेंशन: $Taq$ $DNA$ पॉलीमरेज़ एंजाइम प्राइमर में न्यूक्लियोटाइड्स जोड़ता है,जिससे नई $DNA$ रज्जुक का विस्तार होता है। यह चरण पूरी तरह से $DNA$ पॉलीमरेज़ एंजाइम की गतिविधि पर निर्भर है।
इसलिए,सही उत्तर केवल एक्सटेंशन है।

(B) बायोलिस्टिक विधि।
बायोलिस्टिक विधि,जिसे जीन गन विधि के रूप में भी जाना जाता है,एक भौतिक तकनीक है जिसका उपयोग पादप कोशिकाओं में बाहरी $DNA$ को प्रवेश कराने के लिए किया जाता है।
इस प्रक्रिया में,सोने या टंगस्टन के सूक्ष्म कणों को लक्षित $DNA$ के साथ लेपित किया जाता है और उन्हें उच्च वेग के साथ मेजबान कोशिकाओं पर बमबारी की जाती है।
यह विधि पादप कोशिकाओं के लिए विशेष रूप से प्रभावी है क्योंकि यह कठोर कोशिका भित्ति को भेद सकती है।

(A) - मानव जीन में इंट्रॉन्स हो सकते हैं जिन्हें बैक्टीरिया प्रोसेस नहीं कर सकते।
रिकॉम्बिनेंट $DNA$ तकनीक में,जब एक यूकेरियोटिक (मानव) जीन को बैक्टीरिया जैसे प्रोकैरियोटिक मेजबान में डाला जाता है,तो बैक्टीरिया में इंट्रॉन्स को हटाने के लिए आवश्यक स्प्लिसिंग मशीनरी का अभाव होता है।
चूंकि मानव जीन में इंट्रॉन्स नामक नॉन-कोडिंग अनुक्रम होते हैं,इसलिए बैक्टीरियल ट्रांसक्रिप्शन प्रक्रिया के परिणामस्वरूप बनने वाले प्री-mRNA में ये इंट्रॉन्स मौजूद रहते हैं।
चूंकि बैक्टीरिया इन विषम परमाणु $RNA$ (heterogeneous nuclear $RNA$) को प्रोसेस या स्प्लिस नहीं कर सकते हैं,इसलिए सही प्रोटीन का संश्लेषण नहीं हो पाता है।

(B) सही उत्तर $B$ है।
निक्षालन (Elution) जैव प्रौद्योगिकी में जेल वैद्युतकणसंचलन (gel electrophoresis) के दौरान उपयोग की जाने वाली एक प्रक्रिया है।
जब $DNA$ खंड अपने आकार के आधार पर एगरोज़ जेल पर अलग हो जाते हैं,तो विशिष्ट $DNA$ बैंड को जेल से काट लिया जाता है।
इसके बाद इन कटे हुए $DNA$ खंडों को जेल के टुकड़े से निष्कर्षित (extract) किया जाता है।
एगरोज़ जेल से $DNA$ बैंड को काटने और निष्कर्षित करने की इस पूरी प्रक्रिया को निक्षालन (Elution) कहा जाता है।

(D) सही उत्तर $D$ है। कथन 'छोटे $DNA$ खंड सबसे पहले अलग होते हैं' अंतिम पृथक्करण पैटर्न के संदर्भ में गलत है,क्योंकि वे सबसे तेजी से प्रवास करते हैं और सबसे दूर के बिंदु तक पहुँचते हैं,लेकिन वे कालानुक्रमिक अर्थ में 'सबसे पहले' अलग नहीं होते हैं; बल्कि,वे जेल मैट्रिक्स के माध्यम से सबसे अधिक दूरी तय करते हैं।
जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस एक ऐसी तकनीक है जो $DNA$ अणुओं को उनके आकार के आधार पर अलग करने के लिए विद्युत क्षेत्र का उपयोग करती है।
चूंकि $DNA$ अणु फॉस्फेट बैकबोन के कारण ऋणात्मक रूप से आवेशित होते हैं,इसलिए वे धनात्मक इलेक्ट्रोड (एनोड) की ओर प्रवास करते हैं।
प्रवास की दर $DNA$ खंड के आकार के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
छोटे $DNA$ खंड एगरोज़ मैट्रिक्स से कम प्रतिरोध का सामना करते हैं और इसलिए बड़े खंडों की तुलना में तेजी से प्रवास करते हैं और अधिक दूर तक जाते हैं।
इसलिए,लोडिंग वेल से सबसे दूर स्थित बैंड सबसे छोटे $DNA$ खंड का प्रतिनिधित्व करता है।

(B) और $B$ दोनों कथन सही हैं।
$1$. जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस एक तकनीक है जिसका उपयोग $DNA$ खंडों को उनके आकार (आणविक भार) और आवेश के आधार पर अलग करने के लिए किया जाता है।
$2$. इल्यूशन एगरोज़ जेल मैट्रिक्स से अलग किए गए $DNA$ खंडों को निकालने की प्रक्रिया है।
$3$. एथिडियम ब्रोमाइड $(EtBr)$ एक फ्लोरोसेंट डाई है जिसका उपयोग $DNA$ को अभिरंजित करने के लिए किया जाता है। जब $UV$ विकिरण के संपर्क में लाया जाता है,तो $EtBr$ से अभिरंजित $DNA$ बैंड चमकीले नारंगी फ्लोरोसेंट बैंड के रूप में दिखाई देते हैं,जिससे उन्हें देखना और बाद में निकालना संभव हो जाता है।

(D) $DNA$ को पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन $(PCR)$ के अधीन करना।
एक छोटे टुकड़े से पर्याप्त मात्रा में $DNA$ प्राप्त करने के लिए,पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन $(PCR)$ सबसे अच्छी विधि है।
$PCR$ निकाले गए $DNA$ को प्रवर्धित (amplify) करता है,जिससे बड़ी मात्रा में उसका विश्लेषण किया जा सकता है।
जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस का उपयोग $DNA$ के टुकड़ों को उनके आकार के आधार पर अलग करने के लिए किया जाता है।
रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज वे एंजाइम हैं जो $DNA$ को विशिष्ट पहचान अनुक्रमों पर काटते हैं।
$DNA$ प्रोब के साथ हाइब्रिडाइजेशन का उपयोग विशिष्ट $DNA$ अनुक्रमों का पता लगाने के लिए किया जाता है।
इनमें से कोई भी अन्य तकनीक $DNA$ के प्रवर्धन के लिए उपयोग नहीं की जाती है।

(D) जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस में,अलग हुए $DNA$ खंडों को देखा जाता है और फिर उन्हें एगरोज़ जेल से काट लिया जाता है। जेल के टुकड़े से $DNA$ को निकालने की प्रक्रिया को इल्युशन (Elution) कहा जाता है।

(B) पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन $(PCR)$ एक चक्र में किए जाने वाले तीन मुख्य चरणों से बना है:
$1$. विकृतीकरण (Denaturation): $DNA$ के द्विरज्जुक को अलग करने के लिए मिश्रण को $94-98^\circ C$ तक गर्म किया जाता है।
$2$. तापानुशीतन (Annealing): मिश्रण को $50-65^\circ C$ तक ठंडा किया जाता है,जिससे प्राइमर्स एकल-रज्जुक $DNA$ टेम्पलेट पर अपने पूरक अनुक्रमों से जुड़ सकें।
$3$. विस्तार (Extension): तापमान को लगभग $72^\circ C$ तक बढ़ाया जाता है,जहाँ $Taq$ $DNA$ पॉलीमरेज़ एंजाइम प्राइमर्स में न्यूक्लियोटाइड्स जोड़कर $DNA$ की नई श्रृंखलाओं का संश्लेषण करता है।
अतः,सही क्रम विकृतीकरण $\rightarrow$ तापानुशीतन $\rightarrow$ विस्तार है।

(A) सही है: रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज को आणविक कैंची के रूप में जाना जाता है जो $DNA$ को विशिष्ट स्थानों पर काटते हैं।
$B$ सही है: जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस के दौरान,$DNA$ खंड एगरोज़ जेल मैट्रिक्स से होकर गुजरते हैं और अपने आकार (आणविक भार) के आधार पर अलग हो जाते हैं।
$C$ गलत है: $DNA$ खंड रंगहीन होते हैं और स्टेनिंग के बिना नहीं देखे जा सकते हैं।
$D$ गलत है: एथिडियम ब्रोमाइड $(EtBr)$ से स्टेन किए गए $DNA$ खंडों को देखने के लिए $UV$ प्रकाश की आवश्यकता होती है ताकि वे प्रतिदीप्ति (fluorescence) उत्पन्न कर सकें; वे सामान्य दृश्य प्रकाश में दिखाई नहीं देते हैं।