Tools of recombinant DNA technology Questions in Gujarati

(A) બેક્ટેરિયલ કોષમાંથી $\text{DNA}$ ને અલગ કરવા માટે,કોષીય ઘટકોને મુક્ત કરવા માટે કોષદીવાલનું પાચન કરવું જરૂરી છે.
બેક્ટેરિયાની કોષદીવાલ મુખ્યત્વે પેપ્ટીડોગ્લાયકેનથી બનેલી હોય છે.
લાયસોઝાઈમ એ વિશિષ્ટ ઉત્સેચક છે જે બેક્ટેરિયલ કોષદીવાલના પેપ્ટીડોગ્લાયકેન સ્તરને તોડે છે,જેનાથી $\text{DNA}$ નું નિષ્કર્ષણ શક્ય બને છે.
સેલ્યુલેઝનો ઉપયોગ વનસ્પતિ કોષો માટે,કાઈટિનેઝનો ઉપયોગ ફૂગના કોષો માટે થાય છે અને ઈનવર્ટેઝ એ કાર્બોદિતનું પાચન કરતો ઉત્સેચક છે.

(C) રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચકોને તેઓ વિભાજન પછી કેવા પ્રકારના છેડા ઉત્પન્ન કરે છે તેના આધારે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.
$1$. $EcoRI$ સ્ટીકી (cohesive) છેડા ઉત્પન્ન કરે છે.
$2$. $Hind III$ સ્ટીકી (cohesive) છેડા ઉત્પન્ન કરે છે.
$3$. $Bam HI$ સ્ટીકી (cohesive) છેડા ઉત્પન્ન કરે છે.
$4$. $EcoR V$ બ્લન્ટ એન્ડ્સ ઉત્પન્ન કરે છે.
$5$. $Hind II$ બ્લન્ટ એન્ડ્સ ઉત્પન્ન કરે છે.
તેથી,આપેલી યાદીમાંથી,માત્ર $2$ ઉત્સેચકો ($EcoR V$ અને $Hind II$) બ્લન્ટ એન્ડ્સ ઉત્પન્ન કરે છે.

(D) પ્લાઝમિડ $\text{pBR}^{322}$ માં બે એન્ટિબાયોટિક પ્રતિરોધક જનીનો હોય છે: એમ્પિસિલિન પ્રતિરોધક $(amp^R)$ અને ટેટ્રાસાયક્લિન પ્રતિરોધક $(tet^R)$.
$Pst I$ અને $Pvu I$ માટેની રિસ્ટ્રિક્શન સાઇટ્સ એમ્પિસિલિન પ્રતિરોધક જનીન $(amp^R)$ ની અંદર આવેલી છે.
$BamHI$ અને $Sal I$ માટેની રિસ્ટ્રિક્શન સાઇટ્સ ટેટ્રાસાયક્લિન પ્રતિરોધક જનીન $(tet^R)$ ની અંદર આવેલી છે.
તેથી,જો વિદેશી $\text{DNA}$ ને $Sal I$ સાઇટ પર જોડવામાં આવે,તો તે $tet^R$ જનીનને વિક્ષેપિત કરે છે,જેના પરિણામે રિકોમ્બિનન્ટ પ્લાઝમિડમાં ટેટ્રાસાયક્લિન પ્રતિરોધકતા ગુમાવાય છે.

(B) વિધાન-$I$ સાચું છે કારણ કે થર્મોસ્ટેબલ $\text{DNA}$ પોલિમરેઝ,જેને $\text{Taq}$ પોલિમરેઝ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,તે ખરેખર થર્મોફિલિક બેક્ટેરિયા $\text{Thermus aquaticus}$ માંથી મેળવવામાં આવે છે.
વિધાન-$II$ ખોટું છે કારણ કે $\text{Taq}$ પોલિમરેઝનો ઉપયોગ ખાસ કરીને પોલિમરેઝ ચેઈન રિએક્શન $(\text{PCR})$ માં થાય છે કારણ કે તે ઊંચા તાપમાને,જેમાં $72^{\circ}\text{C}$ પર થતું એક્સટેન્શન સ્ટેપ પણ સામેલ છે,સક્રિય અને સ્થિર રહે છે. તે આ તાપમાને વિકૃત (denature) થતું નથી.

(C) જોડાયેલ $\text{DNA}$ ની નકલ સંખ્યાને નિયંત્રિત કરવા માટે જવાબદાર શૃંખલા એ 'ઓરિજિન ઓફ રેપ્લિકેશન' (Origin of replication) છે,જેને સામાન્ય રીતે $\text{Ori}$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ વેક્ટર (વાહક) માં એક ચોક્કસ શૃંખલા છે જ્યાંથી પ્રતિકૃતિ (replication) શરૂ થાય છે.
જ્યારે $\text{DNA}$ નો કોઈપણ ટુકડો આ શૃંખલા સાથે જોડવામાં આવે છે,ત્યારે તેને યજમાન કોષોમાં પ્રતિકૃતિ પામવા માટે સક્ષમ બનાવી શકાય છે.
આ શૃંખલા જોડાયેલ $\text{DNA}$ ની નકલ સંખ્યાને નિયંત્રિત કરવા માટે પણ જવાબદાર છે.
તેથી,જો કોઈ વ્યક્તિ લક્ષિત $\text{DNA}$ ની ઘણી નકલો મેળવવા માંગતી હોય,તો તેને એવા વેક્ટરમાં ક્લોન કરવું જોઈએ જેનું ઓરિજિન ઉચ્ચ નકલ સંખ્યાને સમર્થન આપે છે.

(D) જ્યારે $DNA$ અણુઓને સમાન રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ દ્વારા કાપવામાં આવે છે,ત્યારે તેઓ પૂરક એક-શૃંખલામય છેડાઓ ઉત્પન્ન કરે છે જેને 'સ્ટીકી એન્ડ્સ' (ચીકણા છેડા) કહેવામાં આવે છે.
આ ચીકણા છેડાઓ અન્ય $DNA$ ટુકડા પરના તેમના પૂરક ભાગો સાથે હાઇડ્રોજન બંધ બનાવે છે.
$DNA$ લિગેઝ એ ઉત્સેચક છે જે નજીકના ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ વચ્ચે ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધ બનાવીને શર્કરા-ફોસ્ફેટ બેકબોનમાં રહેલી તિરાડોને જોડવા માટે જવાબદાર છે.
તેથી,છેડાઓની ચીકાશ $DNA$ ટુકડાઓને જોડવામાં $DNA$ લિગેઝની ક્રિયાને સરળ બનાવે છે.

(C) વિધાન-$I$ ખોટું છે કારણ કે રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ દ્વારા ઓળખાતા ચોક્કસ ક્રમને રેકગ્નિશન સિક્વન્સ અથવા પેલિન્ડ્રોમિક સિક્વન્સ કહેવામાં આવે છે,સિલેક્ટેબલ ન્યુક્લિયોટાઇડ સિક્વન્સ નહીં. સિલેક્ટેબલ માર્કર્સ એ રૂપાંતરિત કોષોને ઓળખવા માટે વપરાતા જનીનો છે.
વિધાન-$II$ સાચું છે કારણ કે રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ સામાન્ય રીતે $\text{DNA}$ ડ્યુપ્લેક્સને ચોક્કસ બિંદુઓ પર કાપે છે,જે ઘણીવાર પેલિન્ડ્રોમિક સાઇટના કેન્દ્રથી થોડે દૂર હોય છે,જેના પરિણામે સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ઓવરહેંગિંગ સ્ટ્રેચ બને છે જેને સ્ટીકી એન્ડ્સ કહેવાય છે.

(A) સાચી જોડકાં નીચે મુજબ છે:
$(a)$ ક્લોનિંગ વાહક: pBR$322$ એ બાયોટેકનોલોજીમાં વપરાતું જાણીતું ક્લોનિંગ વાહક છે. તેથી,$(a)-(ii)$.
$(b)$ Ti-$DNA$: Ti-$DNA$ એ $DNA$ નો તે ભાગ છે જે યજમાન વનસ્પતિ કોષમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે,જે રૂપાંતરણ તરફ દોરી જાય છે. તેથી,$(b)-(iv)$.
$(c)$ નિઃશસ્ત્ર રોગકારક: એગ્રોબેક્ટેરિયમ ટ્યુમેફેસિયન્સ એ એક રોગકારક છે જેને જનીન સ્થાનાંતરણ માટે વાહક તરીકે ઉપયોગ કરવા માટે નિઃશસ્ત્ર (તેના રોગકારક જનીનો દૂર કરીને) કરવામાં આવે છે. તેથી,$(c)-(i)$.
$(d)$ ઓળખ ક્રમ: $GAATTC$ એ રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચક EcoRI માટેનો વિશિષ્ટ ઓળખ ક્રમ છે. તેથી,$(d)-(iii)$.
આમ,સાચો વિકલ્પ $(a-ii, b-iv, c-i, d-iii)$ છે.

(B) પ્લાઝમિડ $(\text{Plasmid})$ એ એક નાનો,ગોળાકાર,બેવડી શૃંખલા ધરાવતો $\text{DNA}$ અણુ છે જે કોષના રંગસૂત્રીય $\text{DNA}$ થી અલગ હોય છે.
પ્લાઝમિડ કુદરતી રીતે બેક્ટેરિયલ કોષો અને કેટલાક સુકોષકેન્દ્રી સજીવોમાં જોવા મળે છે.
તેઓ સ્વયં-પ્રતિકૃતિ પામવા માટે સક્ષમ છે,જેનો અર્થ છે કે તેઓ રંગસૂત્રીય $\text{DNA}$ થી સ્વતંત્ર રીતે પ્રતિકૃતિ પામી શકે છે.
આ ગુણધર્મને કારણે,તેનો ઉપયોગ રીકોમ્બિનન્ટ $\text{DNA}$ ટેકનોલોજીમાં વાહક (vector) તરીકે વિદેશી જનીનોને યજમાન કોષોમાં દાખલ કરવા માટે વ્યાપકપણે થાય છે.

(A) $(i)$ રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ ઉત્સેચકો $DNA$ ના ચોક્કસ ક્રમોને ઓળખે છે જેને રિસ્ટ્રિક્શન સાઇટ કહેવામાં આવે છે. આમાંના મોટાભાગના ઉત્સેચકો પેલિન્ડ્રોમિક ક્રમોને ઓળખે છે,જે $DNA$ ની બંને શૃંખલાઓ પર આગળ અને પાછળથી સમાન વંચાય છે.
$(ii)$ જોકે ઘણી રિસ્ટ્રિક્શન સાઇટ્સ પેલિન્ડ્રોમિક હોય છે,પરંતુ જિનોમમાં રહેલો દરેક પેલિન્ડ્રોમિક ક્રમ રિસ્ટ્રિક્શન સાઇટ તરીકે કાર્ય કરતો નથી. પેલિન્ડ્રોમિક ક્રમ ત્યારે જ રિસ્ટ્રિક્શન સાઇટ બને છે જો કોઈ ચોક્કસ રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચક અસ્તિત્વમાં હોય જે તે ચોક્કસ ક્રમને ઓળખે અને તેની સાથે જોડાય.
તેથી,$(i)$ સાચું છે અને $(ii)$ ખોટું છે.

(B) સાચો જવાબ $B$ છે. $\text{DNA}$ લિગેઝ એ એક એન્ઝાઇમ છે જે બે $\text{DNA}$ ટુકડાઓ વચ્ચે ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધ બનાવીને તેમને જોડવા માટે 'મોલેક્યુલર ગ્લુ' (આણ્વિક ગુંદર) તરીકે કાર્ય કરે છે. તે સ્ટીકી છેડા બનાવતું નથી; તેના બદલે,તે એવા ટુકડાઓને જોડે છે જેની પાસે ઘણીવાર પહેલેથી જ પૂરક સ્ટીકી છેડા અથવા બ્લન્ટ છેડા હોય છે. રેસ્ટ્રિક્શન એન્ઝાઇમ ચોક્કસ ઓળખ ક્રમ પર $\text{DNA}$ ને કાપીને સ્ટીકી અથવા બ્લન્ટ છેડા બનાવવા માટે જવાબદાર છે. તેથી,વિકલ્પ $B$ માં આપેલી જોડી ખોટી છે.

(C) રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ $(rDNA)$ ટેકનોલોજીમાં,ક્લોનિંગ વેક્ટર એ $DNA$ નો એક નાનો ટુકડો છે,જે વાયરસ,પ્લાઝમિડ અથવા ઉચ્ચ સજીવના કોષમાંથી લેવામાં આવે છે. તેને યજમાન કોષમાં સ્થિર રીતે જાળવી શકાય છે અને ક્લોનિંગના હેતુ માટે તેમાં વિદેશી $DNA$ નો ટુકડો દાખલ કરી શકાય છે.
આ વેક્ટર્સને ઘણીવાર 'Vehicle $DNA$' તરીકે ઓળખવામાં આવે છે કારણ કે તેઓ ઇચ્છિત વિદેશી $DNA$ (પેસેન્જર $DNA$) ને યજમાન કોષમાં લઈ જવા માટે વાહન તરીકે કાર્ય કરે છે.
સામાન્ય ઉદાહરણોમાં પ્લાઝમિડ અને બેક્ટેરિયોફેજ નો સમાવેશ થાય છે.

(D) રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચકો એવા ઉત્સેચકો છે જે $DNA$ ને ચોક્કસ ઓળખ ક્રમ (recognition sequences) પર કાપે છે. $DNA$ અણુઓને ચોકસાઈપૂર્વક કાપવાની આ ક્ષમતાને કારણે,તેમને રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીમાં મોલેક્યુલર સિઝર્સ (આણ્વિક કાતર) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(B) જેલ ઇલેક્ટ્રોફોરેસિસમાં,એગરોઝ,જે સમુદ્રી ઘાસ (જેમ કે Gelidium અને Gracilaria) માંથી મેળવેલ એક કુદરતી પોલિમર છે,તેનો ઉપયોગ મેટ્રિક્સ અથવા જેલ માધ્યમ તરીકે થાય છે.
વિકલ્પ $A$ ખોટો છે કારણ કે $DNA$ ના ટુકડાઓ અભિરંજિત કર્યા વગર અદ્રશ્ય હોય છે.
વિકલ્પ $C$ ખોટો છે કારણ કે ઇથિડિયમ બ્રોમાઇડથી અભિરંજિત $DNA$ પટ્ટાઓ માત્ર $UV$ પ્રકાશમાં જ ચમકે છે,દ્રશ્ય પ્રકાશમાં નહીં.
વિકલ્પ $D$ ખોટો છે કારણ કે જેલ ઇલેક્ટ્રોફોરેસિસમાં,નાના $DNA$ ટુકડાઓ મોટા ટુકડાઓ કરતા એગરોઝ મેટ્રિક્સમાં વધુ ઝડપથી અને વધુ દૂર ગતિ કરે છે.

(C) પોલિમરેઝ ચેઈન રિએક્શન $(PCR)$ માં વપરાતા $DNA$ પોલિમરેઝને $Taq$ પોલિમરેઝ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ ઉત્સેચક $Thermus$ $aquaticus$ નામના થર્મોફિલિક (ગરમી સહન કરી શકતા) બેક્ટેરિયામાંથી મેળવવામાં આવે છે.
$Taq$ પોલિમરેઝ ઉષ્મા-સ્થાયી (heat-stable) છે,જેનો અર્થ છે કે તે $PCR$ ના ડિનેચ્યુરેશન તબક્કા માટે જરૂરી ઊંચા તાપમાનને સહન કરી શકે છે અને પોતે નિષ્ક્રિય થતું નથી.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(B) જેલ ઇલેક્ટ્રોફોરેસીસમાં,$DNA$ ના ટુકડાઓને તેમના કદના આધારે અલગ કરવામાં આવે છે. એગરોઝ,જે દરિયાઈ વનસ્પતિ (લાલ શેવાળ) માંથી મેળવવામાં આવતો કુદરતી પોલિમર છે,તેનો ઉપયોગ મેટ્રિક્સ તરીકે થાય છે. $DNA$ ના ટુકડાઓ ઋણ વીજભારિત હોય છે અને એનોડ તરફ ગતિ કરે છે. નાના ટુકડાઓ મોટા ટુકડાઓ કરતા મેટ્રિક્સમાં ઝડપથી અને વધુ દૂર ગતિ કરે છે. $DNA$ ને સ્ટેનિંગ વગર દ્રશ્ય પ્રકાશમાં જોઈ શકાતા નથી; તેમને ઇથિડિયમ બ્રોમાઇડથી અભિરંજિત કરીને પછી $UV$ કિરણોત્સર્ગ હેઠળ જોતા તે તેજસ્વી નારંગી રંગના પટ્ટાઓ તરીકે દેખાય છે.

(D) પેલિન્ડ્રોમિક ન્યુક્લિયોટાઇડ શૃંખલા એ $DNA$ માં બેઝ જોડીનો એવો ક્રમ છે જે એક શૃંખલા પર $5' \rightarrow 3'$ દિશામાં વાંચતા અને તેની પૂરક શૃંખલા પર $5' \rightarrow 3'$ દિશામાં વાંચતા સમાન રહે છે.
વિકલ્પ $D$ માટે,શૃંખલા $5'-GAATTC-3'$ છે.
તેની પૂરક શૃંખલા $3'-CTTAAG-5'$ થશે,જેને $5' \rightarrow 3'$ દિશામાં વાંચતા તે $5'-GAATTC-3'$ મળે છે.
આમ,બંને શૃંખલાઓ $5' \rightarrow 3'$ દિશામાં સમાન વંચાતી હોવાથી,આ એક પેલિન્ડ્રોમિક શૃંખલા છે.

(B) પ્રાણી કોષોમાં કોષરસસ્તર લિપિડ્સ અને પ્રોટીનનું બનેલું હોય છે,પરંતુ તેમાં કોષદીવાલનો અભાવ હોય છે. તેથી,$DNA$ અલગ કરવાની પ્રક્રિયા દરમિયાન $Proteases$ (પ્રોટીન તોડવા માટે) અને $Ribonucleases$ ($RNA$ દૂર કરવા માટે) જેવા ઉત્સેચકોનો ઉપયોગ થાય છે. $Cellulase$ એ વનસ્પતિ કોષોમાં રહેલી સેલ્યુલોઝની કોષદીવાલને તોડવા માટે ખાસ વપરાતો ઉત્સેચક છે. પ્રાણી કોષોમાં સેલ્યુલોઝની કોષદીવાલ હોતી નથી,તેથી તેમનામાંથી $DNA$ અલગ કરવા માટે $Cellulase$ ની જરૂર પડતી નથી. આમ,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(C) પ્લાઝમિડ વેક્ટર $pBR322$ માં,$amp^R$ (એમ્પિસિલિન પ્રતિરોધક) જનીન $Pst I$ અને $Pvu I$ ઉત્સેચકો માટેની રિસ્ટ્રિક્શન સાઇટ્સ ધરાવે છે.
આ સાઇટ્સનો ઉપયોગ પ્લાઝમિડમાં વિદેશી $DNA$ દાખલ કરવા માટે થાય છે,જેના પરિણામે $amp^R$ જનીનનું ઇન્સર્શનલ ઇનએક્ટિવેશન (નિવેશિત નિષ્ક્રિયતા) થાય છે,જે રીકોમ્બિનન્ટ કોલોનીઓની પસંદગી કરવામાં મદદ કરે છે.

(A) $DNA$ ના ટુકડાઓને તેમના કદના આધારે અલગ કરવાની સાચી પદ્ધતિ જેલ ઇલેક્ટ્રોફોરેસીસ ($Gel$ electrophoresis) છે.
આ તકનીકમાં,$DNA$ ના ટુકડાઓને વિદ્યુત ક્ષેત્ર હેઠળ જેલ મેટ્રિક્સ (સામાન્ય રીતે એગરોઝ) માંથી પસાર કરીને અલગ કરવામાં આવે છે.
$DNA$ અણુઓ ઋણભારિત હોવાથી,તેઓ એનોડ તરફ ગતિ કરે છે અને નાના ટુકડાઓ મોટા ટુકડાઓ કરતા ઝડપથી ગતિ કરે છે,જેનાથી તેમનું અલગીકરણ શક્ય બને છે.

(A) $DNA$ એક હાઈડ્રોફિલિક (જલઅનુરાગી) અણુ છે કારણ કે તેમાં ઋણ વીજભારિત ફોસ્ફેટ બેકબોન હોય છે,જે તેને ધ્રુવીય અને પાણીમાં દ્રાવ્ય બનાવે છે. આ જલઅનુરાગી પ્રકૃતિને કારણે,તે કોષરસસ્તરના હાઈડ્રોફોબિક લિપિડ દ્વિસ્તરમાંથી પસાર થઈ શકતું નથી.
તેથી,વિધાન $A$ સાચું છે કારણ કે $DNA$ કોષરસસ્તરમાંથી પસાર થઈ શકતું નથી.
કારણ $R$ ખોટું છે કારણ કે $DNA$ હાઈડ્રોફિલિક છે,હાઈડ્રોફોબિક નથી.

(B) રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચક $EcoRI$ એ $Escherichia \text{ } coli \text{ } RY13$ માંથી મેળવવામાં આવે છે।
તે $DNA$ માં એક ચોક્કસ પેલિન્ડ્રોમિક ન્યુક્લિયોટાઇડ અનુક્રમને ઓળખે છે।
$EcoRI$ માટેનું ઓળખ અનુક્રમ એક શૃંખલા પર $5'-GAATTC-3'$ છે અને તેની પૂરક શૃંખલા $3'-CTTAAG-5'$ છે।
તેથી, સાચો ટાર્ગેટ વિસ્તાર (ઓળખ સ્થાન) $5'-GAATTC-3'$ છે।

(D) $pBR322$ જેવા ક્લોનિંગ વાહકોના સંદર્ભમાં,$BamH I$,$Hind III$,અને $Sal I$ એ ચોક્કસ રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ ઓળખ સ્થાનો છે. $amp^R$ શબ્દ એમ્પીસિલિન પ્રતિરોધકતા (ampicillin resistance) માટે વપરાય છે,જે એક એવું જનીન છે જે એમ્પીસિલિન એન્ટિબાયોટિક સામે રક્ષણ આપે છે. તેથી,$amp^R$ એ એન્ટિબાયોટિક પ્રતિરોધક જનીન છે.

(C) સાચો જવાબ $C$ છે.
ઇથિડિયમ બ્રોમાઇડ $(EtBr)$ એ એક ફ્લોરોસન્ટ અભિરંજક છે જેનો ઉપયોગ એગરોઝ જેલ ઇલેક્ટ્રોફોરેસિસમાં $DNA$ ને અભિરંજિત કરવા માટે થાય છે.
જ્યારે તેને અલ્ટ્રાવાયોલેટ $(UV)$ પ્રકાશમાં રાખવામાં આવે છે,ત્યારે $EtBr$ ના અણુઓ $DNA$ ના બેઝ પેરની વચ્ચે ગોઠવાઈ જાય છે,જેના કારણે $DNA$ ના પટ્ટાઓ નારંગી રંગના ફ્લોરોસન્ટ દેખાય છે,જે $DNA$ ના ટુકડાઓના નિરીક્ષણ અને અભ્યાસમાં મદદ કરે છે.

(D) રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ એવા ઉત્સેચકો છે જે $DNA$ માં ચોક્કસ ન્યુક્લિઓટાઇડ ક્રમ ઓળખે છે અને $DNA$ અણુની અંદર આ ચોક્કસ સ્થાનો પર કાપ મૂકે છે.
વિકલ્પ $A$ એ $PCR$ (પોલિમરેઝ ચેઈન રિએક્શન) નું કાર્ય દર્શાવે છે.
વિકલ્પ $B$ એ એક્સોન્યુક્લિએઝનું કાર્ય દર્શાવે છે.
વિકલ્પ $C$ એ $DNA$ લિગેઝનું કાર્ય દર્શાવે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(A) રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ $EcoRI$ એ ચોક્કસ પેલિન્ડ્રોમિક ક્રમ $5'-GAATTC-3'$ ને ઓળખે છે.
તે $DNA$ અણુની બંને શૃંખલાઓ પર $G$ (ગ્વાનિન) અને $A$ (એડેનિન) બેઝ વચ્ચેના ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધને તોડે છે.
આ ચોક્કસ કટને કારણે ચીપકું છેડા (sticky ends) અથવા સુસંગત છેડાઓનું નિર્માણ થાય છે,જે રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજી માટે આવશ્યક છે.
તેથી,$EcoRI$ માટે કાપવાની સાચી જગ્યા $G$ અને $A$ ની વચ્ચે છે.

(B) પ્લાઝમિડ $pBR322$ એ $E. coli$ માં વ્યાપકપણે વપરાતું ક્લોનિંગ વેક્ટર છે.
તેમાં બે એન્ટિબાયોટિક અવરોધક જનીનો આવેલા છે: $amp^R$ (એમ્પિસિલિન અવરોધક) અને $tet^R$ (ટેટ્રાસાયક્લિન અવરોધક).
$amp^R$ જનીનમાં રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ $Pst$ $I$ અને $Pvu$ $I$ માટેની ઓળખ સાઇટ્સ આવેલી છે.
$tet^R$ જનીનમાં $Bam$ $HI$ અને $Sal$ $I$ માટેની ઓળખ સાઇટ્સ આવેલી છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(B) જીન ગન પદ્ધતિમાં (જેને બાયોલિસ્ટિક્સ અથવા માઇક્રોપ્રોજેક્ટાઇલ બોમ્બાર્ડમેન્ટ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે),કોષો પર $DNA$ દ્વારા આવરી લેવાયેલા સોના અથવા ટંગસ્ટનના ઉચ્ચ વેગવાળા સૂક્ષ્મ કણોનો મારો ચલાવવામાં આવે છે. આ ભારે ધાતુઓનો ઉપયોગ એટલા માટે કરવામાં આવે છે કારણ કે તે નિષ્ક્રિય છે અને જૈવિક પેશીઓ સાથે પ્રતિક્રિયા આપતી નથી,જે યજમાન કોષમાં વિદેશી $DNA$ ની સુરક્ષિત ડિલિવરી સુનિશ્ચિત કરે છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(C) ક્લોનિંગ વેક્ટર $pBR322$ એ $E. coli$ માટે સૌથી વધુ વપરાતા ક્લોનિંગ વેક્ટર્સમાંનું એક છે.
તેમાં બે અલગ-અલગ એન્ટિબાયોટિક પ્રતિરોધક જનીનો હોય છે,જે પસંદગીના માર્કર (selectable markers) તરીકે કાર્ય કરે છે.
આ એમ્પિસિલિન પ્રતિરોધક જનીન $(amp^R)$ અને ટેટ્રાસાયક્લિન પ્રતિરોધક જનીન $(tet^R)$ છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(A) પેલિન્ડ્રોમિક $DNA$ ક્રમ એટલે બેઝ જોડીઓનો એવો ક્રમ જે બંને શૃંખલાઓ પર વાંચતી વખતે સમાન રહે છે,જો વાંચવાની દિશા $(5^{\prime} \rightarrow 3^{\prime})$ સમાન રાખવામાં આવે.
$1$. વિકલ્પ $A$: $5^{\prime}$-$GTCGTC$-$3^{\prime}$ અને તેની પૂરક શૃંખલા $3^{\prime}$-$CAGCAG$-$5^{\prime}$. પૂરક શૃંખલાને $5^{\prime} \rightarrow 3^{\prime}$ દિશામાં વાંચતા $5^{\prime}$-$GACGAC$-$3^{\prime}$ મળે છે,જે $5^{\prime}$-$GTCGTC$-$3^{\prime}$ સમાન નથી. તેથી,તે પેલિન્ડ્રોમિક નથી.
$2$. વિકલ્પ $B$: $5^{\prime}$-$GAATTC$-$3^{\prime}$ અને $3^{\prime}$-$CTTAAG$-$5^{\prime}$. પૂરક શૃંખલાને $5^{\prime} \rightarrow 3^{\prime}$ દિશામાં વાંચતા $5^{\prime}$-$GAATTC$-$3^{\prime}$ મળે છે,જે પેલિન્ડ્રોમિક છે.
$3$. વિકલ્પ $C$: $5^{\prime}$-$AAATTT$-$3^{\prime}$ અને $3^{\prime}$-$TTTAAA$-$5^{\prime}$. પૂરક શૃંખલાને $5^{\prime} \rightarrow 3^{\prime}$ દિશામાં વાંચતા $5^{\prime}$-$AAATTT$-$3^{\prime}$ મળે છે,જે પેલિન્ડ્રોમિક છે.
$4$. વિકલ્પ $D$: $5^{\prime}$-$GACCTC$-$3^{\prime}$ અને $3^{\prime}$-$CTGGAG$-$5^{\prime}$. પૂરક શૃંખલાને $5^{\prime} \rightarrow 3^{\prime}$ દિશામાં વાંચતા $5^{\prime}$-$GACCTC$-$3^{\prime}$ મળે છે,જે પેલિન્ડ્રોમિક છે.
તેથી,વિકલ્પ $A$ સાચો જવાબ છે.

(A) $pBR322$ પ્લાઝમિડ વેક્ટરમાં,$BamHI$ માટેનું રિસ્ટ્રિક્શન એન્ઝાઇમ ઓળખ સ્થાન ટેટ્રાસાયક્લિન પ્રતિરોધક જનીન $(tet^R)$ ની અંદર આવેલું છે. આ મહત્વપૂર્ણ છે કારણ કે આ સ્થાન પર વિદેશી $DNA$ ના દાખલ થવાથી ટેટ્રાસાયક્લિન પ્રતિરોધક જનીન નિષ્ક્રિય થઈ જાય છે,જે ઇન્સર્શનલ ઇનએક્ટિવેશન (insertional inactivation) દ્વારા પુનઃસંયોજિત વસાહતોની પસંદગી કરવામાં મદદ કરે છે.

(D) એગરોઝ એ સમુદ્રી શેવાળ (દરિયાઈ લાલ લીલ જેવી કે $Gelidium$ અને $Gracilaria$) માંથી મેળવવામાં આવતું કુદરતી પોલિમર છે. તે એક પોલીસેકેરાઈડ છે જેનો ઉપયોગ જેલ ઇલેક્ટ્રોફોરેસિસમાં $DNA$ ના ટુકડાઓને તેમના કદના આધારે અલગ કરવા માટે થાય છે.

(A) સૌપ્રથમ અલગ અને ઓળખવામાં આવેલ રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ $Hind \ II$ હતો. તેની શોધ $1970$ માં હેમિલ્ટન સ્મિથ અને તેમના સહકર્મીઓ દ્વારા કરવામાં આવી હતી. તે $6$ બેઝ જોડીના ચોક્કસ ક્રમને ઓળખીને હંમેશા $DNA$ અણુઓને એક ચોક્કસ બિંદુએ કાપે છે.

(A) $pBR322$ ક્લોનિંગ વેક્ટરમાં,$tet^{R}$ (ટેટ્રાસાયક્લિન પ્રતિરોધક) જનીન $BamH I$ અને $Sal I$ માટે રિસ્ટ્રિક્શન સાઇટ્સ ધરાવે છે.
$amp^{R}$ (એમ્પીસિલિન પ્રતિરોધક) જનીન $Pst I$ અને $Pvu I$ માટે રિસ્ટ્રિક્શન સાઇટ્સ ધરાવે છે.
તેથી,$BamH I$ એ $tet^{R}$ જનીનમાં હાજર રહેલી સાચી રિસ્ટ્રિક્શન સાઇટ છે.

(A) બાયોટેકનોલોજીમાં,કોષોમાંથી $DNA$ ને અલગ કરવા માટે આનુવંશિક દ્રવ્યને મુક્ત કરવા માટે કોષદીવાલનું વિઘટન કરવું જરૂરી છે.
$1$. બેક્ટેરિયલ કોષદીવાલ પેપ્ટીડોગ્લાયકેનથી બનેલી હોય છે,જેનું વિઘટન $Lysozyme$ ઉત્સેચક દ્વારા થાય છે.
$2$. વનસ્પતિની કોષદીવાલ સેલ્યુલોઝથી બનેલી હોય છે,જેનું વિઘટન $Cellulase$ ઉત્સેચક દ્વારા થાય છે.
$3$. ફૂગની કોષદીવાલ કાઇટિનથી બનેલી હોય છે,જેનું વિઘટન $Chitinase$ ઉત્સેચક દ્વારા થાય છે.
તેથી,બેક્ટેરિયલ,વનસ્પતિ અને ફૂગની કોષદીવાલના વિઘટન માટેનો સાચો ક્રમ અનુક્રમે $Lysozyme$,$Cellulase$ અને $Chitinase$ છે.

(A) કોષોમાંથી $DNA$ ને અલગ કરવા માટે,આનુવંશિક દ્રવ્યને મુક્ત કરવા માટે કોષદીવાલને તોડવી જરૂરી છે.
$1$. ફૂગના કોષોની કોષદીવાલ કાઈટિનની બનેલી હોય છે,જેને $Chitinase$ ઉત્સેચક દ્વારા તોડવામાં આવે છે.
$2$. બેક્ટેરિયાના કોષોની કોષદીવાલ પેપ્ટિડોગ્લાયકેનની બનેલી હોય છે,જેને $Lysozyme$ ઉત્સેચક દ્વારા તોડવામાં આવે છે.
$3$. વનસ્પતિ કોષોની કોષદીવાલ સેલ્યુલોઝની બનેલી હોય છે,જેને $Cellulase$ ઉત્સેચક દ્વારા તોડવામાં આવે છે.
તેથી,ઉત્સેચકોનો સાચો ક્રમ $Chitinase$,$Lysozyme$ અને $Cellulase$ છે.

(D) સાચો જવાબ $D$ છે.
$Thermus$ $aquaticus$ એ ગરમ પાણીના ઝરામાં જોવા મળતું બેક્ટેરિયા છે.
તેનો $DNA$ પોલિમરેઝ ઉત્સેચક,જેને $Taq$ પોલિમરેઝ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,તે થર્મોસ્ટેબલ (ઉષ્મા-સ્થાયી) હોય છે.
આનો અર્થ એ છે કે તે ઊંચા તાપમાને પણ વિકૃત (denature) થયા વગર કાર્ય કરી શકે છે.
આ ગુણધર્મ પોલિમરેઝ ચેઈન રિએક્શન $(PCR)$ પદ્ધતિમાં ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે,કારણ કે તે $DNA$ ની બેવડી શૃંખલાના વિકૃતિકરણ (denaturation) માટે જરૂરી ઊંચા તાપમાન દરમિયાન પણ સક્રિય રહે છે.

(D) કાઇટિનેઝ.
$Aspergillus$ એ એક ફૂગ છે અને તેની કોષદીવાલ બંધારણીય રીતે મહત્વના ઘટક તરીકે કાઇટિન ધરાવે છે.
આમ,ફૂગની કોષદીવાલ તોડવા માટે કાઇટિનેઝ ઉત્સેચકની જરૂર પડે છે.

(A) સાચો જવાબ $A$ છે.
$pBR322$ પ્લાઝમિડમાં,$rop$ જનીન પ્લાઝમિડની પ્રતિકૃતિમાં સામેલ પ્રોટીન માટે કોડિંગ કરે છે.
$rop$ એટલે 'repressor of primer'.
તે પ્લાઝમિડની કોપી સંખ્યાનું નિયમન કરે છે.

(B) સાચો જવાબ $B$ છે.
એન્ડોન્યુક્લિએઝ એવા ઉત્સેચકો છે જે પોલીન્યુક્લિઓટાઇડ શૃંખલાની અંદર ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધને તોડે છે.
ખાસ કરીને,રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝનો ઉપયોગ બાયોટેકનોલોજીમાં પ્લાઝમિડ $DNA$ ને ચોક્કસ ઓળખ ક્રમ (recognition sequences) પર કાપવા માટે થાય છે,જે રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીમાં એક મહત્વપૂર્ણ પગલું છે.

(A) "આણ્વિક કાતર" શબ્દ રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચકો માટે વપરાય છે.
આ ઉત્સેચકોનો ઉપયોગ બાયોટેકનોલોજીમાં $DNA$ અણુઓને ચોક્કસ ઓળખ ક્રમ (recognition sequences) પર કાપવા માટે થાય છે.
તેઓ $DNA$ ના બેકબોનમાં રહેલા ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધને તોડીને જૈવિક કાતરની જેમ કાર્ય કરે છે.

(D) સાચો જવાબ $D$ છે.
રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીમાં,વેક્ટર (જેમ કે પ્લાઝમિડ) ને પસંદગીમાન દર્શકો (selectable markers) ધરાવવા માટે તૈયાર કરવામાં આવે છે,જે સામાન્ય રીતે એન્ટિબાયોટિક પ્રતિરોધક જનીનો (દા.ત.,$amp^R$,$tet^R$) હોય છે.
જ્યારે યજમાન કોષો (જેમ કે $E. coli$) ને રિકોમ્બિનન્ટ વેક્ટર સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે,ત્યારે ફક્ત તે જ કોષો જે સફળતાપૂર્વક વેક્ટરને ગ્રહણ કરે છે (રૂપાંતરિત કોષો),તેઓ એન્ટિબાયોટિક પ્રતિરોધકતાનો ગુણધર્મ પ્રાપ્ત કરે છે.
આ કોષોને ચોક્કસ એન્ટિબાયોટિક ધરાવતા માધ્યમ પર ઉછેરતા,ફક્ત રૂપાંતરિત કોષો જ જીવંત રહેશે અને વસાહતો (colonies) બનાવશે,જ્યારે રૂપાંતરિત ન થયેલા કોષો નાશ પામશે.

(C) આપેલ સિક્વન્સ $5'-GAATTC-3'$ અને $3'-CTTAAG-5'$ એ પેલિન્ડ્રોમિક સિક્વન્સ છે.
આણ્વિય જીવવિજ્ઞાનમાં,પેલિન્ડ્રોમિક $DNA$ સિક્વન્સ એ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સની એવી શૃંખલા છે જે એક શૃંખલા પર $5'$ થી $3'$ દિશામાં વાંચતા અને તેની પૂરક શૃંખલા પર $5'$ થી $3'$ દિશામાં વાંચતા સમાન રહે છે.
આ ચોક્કસ સિક્વન્સ એ રિસ્ટ્રિક્શન એન્ઝાઇમ $EcoRI$ માટેનું ઓળખ સ્થાન (recognition site) છે.

(C) સાચો જવાબ $C$ છે.
$E. coli$ માં પ્લાઝમિડ $pBR322$ ના પ્રતિકૃતિમાં સામેલ પ્રોટીન માટે કોડિંગ કરતા $rop$ જનીન $Pvu II$ રિસ્ટ્રિક્શન સાઇટ પર સ્થિત છે.
રિપ્રેસર ઓફ પ્રાઈમર $(rop)$ જનીન $rop$ પ્રોટીન માટે કોડિંગ કરે છે,જે પ્લાઝમિડની કોપી સંખ્યાનું નિયમન કરે છે અને તેની પ્રતિકૃતિ પ્રક્રિયાને નિયંત્રિત કરે છે.

(D) સાચો જવાબ $D$ છે.
એગરોઝ જેલ ઇલેક્ટ્રોફોરેસિસમાં,$DNA$ ના ટુકડાઓને તેમના કદના આધારે અલગ કરવામાં આવે છે.
$DNA$ અણુઓ ઋણભારિત હોવાથી,જ્યારે વિદ્યુતક્ષેત્ર લાગુ કરવામાં આવે છે ત્યારે તેઓ એનોડ $(+)$ તરફ ગતિ કરે છે.
એગરોઝ જેલ એક આણ્વિક ચાળણી તરીકે કાર્ય કરે છે,જે નાના ટુકડાઓને મોટા ટુકડાઓની તુલનામાં જેલ મેટ્રિક્સમાંથી ઝડપથી અને દૂર સુધી ગતિ કરવા દે છે.
આપેલ આકૃતિમાં,વેલ્સ (wells) ની નજીકના બેન્ડ મોટા હોય છે કારણ કે તેઓ ધીમેથી ગતિ કરે છે,જ્યારે વેલ્સથી દૂરના બેન્ડ નાના હોય છે કારણ કે તેઓ ઝડપથી ગતિ કરે છે.
તેથી,$M$ એ સૌથી મોટા $DNA$ બેન્ડ દર્શાવે છે (વેલ્સની સૌથી નજીક),અને $N$ (આકૃતિમાં $S$ તરીકે લેબલ થયેલ) એ સૌથી નાના $DNA$ બેન્ડ દર્શાવે છે (વેલ્સથી સૌથી દૂર).

(A) સાચો જવાબ $A$ છે.
બાયોલિસ્ટિક્સ,જેને જીન ગન પદ્ધતિ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે ખાસ કરીને વનસ્પતિ કોષોના રૂપાંતરણ માટે બનાવવામાં આવી છે.
આ તકનીકમાં,વિદેશી $DNA$ થી કોટેડ સોના અથવા ટંગસ્ટનના સૂક્ષ્મ કણોને ઊંચા વેગ સાથે લક્ષ્ય કોષો પર છોડવામાં આવે છે.
આ કણો વનસ્પતિ કોષોની સખત કોષદીવાલ અને કોષરસસ્તરને ભેદીને જનીનિક દ્રવ્યને સીધા કોષરસ અથવા કોષકેન્દ્રમાં પહોંચાડે છે,જેનાથી કોષને કોઈ નોંધપાત્ર નુકસાન થતું નથી.

(B) રિસ્ટ્રિક્શન એન્ઝાઇમ $EcoRI$ એ ચોક્કસ પેલિન્ડ્રોમિક ક્રમ $5'-GAATTC-3'$ ને ઓળખે છે અને $G$ અને $A$ ની વચ્ચે કાપ મૂકે છે.
આપેલા વિકલ્પો જોતા,વિકલ્પ $B$ માં $5'-ACGAATTCAT-3'$ ક્રમ છે જેમાં ઉપરની શૃંખલા પર $GAATTC$ ઓળખ સ્થાન (recognition site) સમાવિષ્ટ છે.
ચોક્કસ રીતે કહીએ તો,આ ક્રમ $5'-ACG(GAATTC)AT-3'$ છે.
તેથી,સાચો ક્રમ $5'-ACGAATTCAT-3'$ છે જે $3'-TGCTTAAGTA-5'$ સાથે જોડાયેલ છે.

(B) . રિકોમ્બિનન્ટ્સની પસંદગી.
ક્લોનિંગ વેક્ટરમાં હાજર એન્ટિબાયોટિક પ્રતિરોધક જનીનો મુખ્યત્વે પસંદગીમાન ચિહ્નક (selectable markers) તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે.
આ જનીનો રૂપાંતરિત બેક્ટેરિયલ કોષોને બિન-રૂપાંતરિત કોષોથી અલગ ઓળખવા અને પસંદ કરવામાં મદદ કરે છે.
જે કોષોએ રિકોમ્બિનન્ટ વેક્ટર ગ્રહણ કર્યું હોય તે ચોક્કસ એન્ટિબાયોટિક ધરાવતા માધ્યમમાં જીવંત રહે છે,જ્યારે બિન-રૂપાંતરિત કોષો વૃદ્ધિ પામી શકતા નથી.

(C) $Agrobacterium$ $tumefaciens$ એ રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ $(REN)$ નો સ્ત્રોત નથી.
$Haemophilus$ $influenzae$ એ $HindIII$ નો સ્ત્રોત છે.
$Escherichia$ $coli$ એ $EcoRI$ નો સ્ત્રોત છે.
$Bacillus$ $amyloliquefaciens$ એ $BamHI$ નો સ્ત્રોત છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(B) સાચો જવાબ $B$ છે.
$DNA$ અણુમાં પેલિન્ડ્રોમિક ન્યુક્લિયોટાઇડ ક્રમ એ બેઝ જોડીનો એવો ક્રમ છે જે જ્યારે વાંચવાની દિશા સમાન રાખવામાં આવે ત્યારે બંને શૃંખલાઓ પર સમાન વંચાય છે (એટલે કે,$5' \rightarrow 3'$ દિશામાં).
વિકલ્પ $B$ માં:
$5'-GGATCC-3'$
$3'-CCTAGG-5'$
જો આપણે ઉપરની શૃંખલાને $5' \rightarrow 3'$ દિશામાં વાંચીએ,તો આપણને $G-G-A-T-C-C$ મળે છે.
જો આપણે નીચેની શૃંખલાને $5' \rightarrow 3'$ દિશામાં (જમણેથી ડાબે) વાંચીએ,તો આપણને $G-G-A-T-C-C$ મળે છે.
બંને શૃંખલાઓ $5' \rightarrow 3'$ દિશામાં સમાન વંચાતી હોવાથી,આ એક પેલિન્ડ્રોમિક ક્રમ છે.