Tools of recombinant DNA technology Questions in Gujarati

(C) $DNA$ લાઈગેઝ એ ઉત્સેચક છે જે $DNA$ ની તૂટેલી શૃંખલાઓને જોડવા માટે જવાબદાર છે. તે એક ન્યુક્લિઓટાઈડના $3'-hydroxyl$ છેડા અને બીજા ન્યુક્લિઓટાઈડના $5'-phosphate$ છેડા વચ્ચે ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધના નિર્માણને ઉત્પ્રેરિત કરે છે. આ પ્રક્રિયા $DNA$ ના સ્વયંજનન અને સમારકામ માટે અનિવાર્ય છે.

(C) પ્લાઝમીડ એ નાના,વર્તુળાકાર,બેવડી શૃંખલા ધરાવતા $DNA$ અણુઓ છે જે કોષના રંગસૂત્રીય $DNA$ થી અલગ હોય છે.
તેઓ કુદરતી રીતે બેક્ટેરિયાના કોષોમાં અને કેટલાક સુકોષકેન્દ્રી સજીવોમાં જોવા મળે છે.
પ્લાઝમીડને વધારાના રંગસૂત્રીય જનીનીક દ્રવ્ય તરીકે ગણવામાં આવે છે કારણ કે તેઓ બેક્ટેરિયાના રંગસૂત્રથી સ્વતંત્ર રીતે અસ્તિત્વ ધરાવે છે અને સ્વયંજનન પામે છે.
તેઓ ઘણીવાર એવા જનીનો ધરાવે છે જે બેક્ટેરિયાને ફાયદો આપે છે,જેમ કે એન્ટિબાયોટિક સામે પ્રતિકારક શક્તિ.

(B) રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીમાં,યજમાન કોષમાં વિદેશી $DNA$ દાખલ કરવા માટે વાહકો (vectors) અનિવાર્ય છે. પ્લાઝમિડ એ બેક્ટેરિયામાં જોવા મળતા નાના,ગોળાકાર,રંગસૂત્ર બહારના $DNA$ અણુઓ છે જે સ્વતંત્ર રીતે સ્વયંજનન કરી શકે છે. તેનો ઉપયોગ જનીનોને વહન કરવા અને ક્લોન કરવા માટે વાહક તરીકે વ્યાપકપણે થાય છે. તેથી,પ્લાઝમિડ એ સાચો વિકલ્પ છે.

(C) $DNA$ લાઈગેઝ એ એવો ઉત્સેચક છે જે ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધના નિર્માણને ઉદ્દીપ્ત કરીને $DNA$ શૃંખલાઓને જોડવાનું કાર્ય કરે છે.
બાયોટેકનોલોજીમાં તેને સામાન્ય રીતે 'આણ્વિય ગુંદર' (molecular glue) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
$DNA$ પોલીમરેઝનો ઉપયોગ સંશ્લેષણ માટે થાય છે,જ્યારે એન્ડોન્યુક્લિએઝનો ઉપયોગ $DNA$ ને ચોક્કસ સ્થાનેથી કાપવા માટે થાય છે.

(B) $mRNA$ ટેમ્પલેટમાંથી $DNA$ સંશ્લેષણ કરવાની પ્રક્રિયાને રિવર્સ ટ્રાન્સક્રિપ્શન કહેવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા $Reverse$ $transcriptase$ ઉત્સેચક દ્વારા ઉદ્દીપિત થાય છે.
$DNA$ પ્રોબ્સ ઘણીવાર $mRNA$ સિક્વન્સમાંથી પૂરક $DNA$ $(cDNA)$ બનાવવા માટે આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને સંશ્લેષિત કરવામાં આવે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(B) $mRNA$ ટેમ્પલેટમાંથી $cDNA$ (કોમ્પ્લીમેન્ટરી $DNA$) નું સંશ્લેષણ કરવાની પ્રક્રિયાને રિવર્સ ટ્રાન્સક્રિપ્શન કહેવામાં આવે છે।
આ પ્રક્રિયા રિવર્સ ટ્રાન્સક્રિપ્ટેઝ ઉત્સેચક દ્વારા ઉત્પ્રેરિત થાય છે।
રિવર્સ ટ્રાન્સક્રિપ્ટેઝ ઉત્સેચક $mRNA$ શૃંખલાનો ઉપયોગ ટેમ્પલેટ તરીકે કરીને પૂરક $DNA$ શૃંખલાનું સંશ્લેષણ કરે છે, જેનો ઉપયોગ ત્યારબાદ દ્વિ-શૃંખલામય $cDNA$ અણુ બનાવવા માટે થાય છે।

(C) રીસ્ટ્રીકશન ઉત્સેચકો એવા ઉત્સેચકોનો એક પ્રકાર છે જે $DNA$ માં ચોક્કસ ન્યુક્લિયોટાઈડ ક્રમ ઓળખે છે અને તે ચોક્કસ સ્થાનો પર $DNA$ ને કાપે છે,જેને ઓળખ સ્થાન (recognition site) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. આ ઉત્સેચકો રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીમાં $DNA$ ના ટુકડાઓ બનાવવા માટે આવશ્યક સાધનો છે. $DNA$ પોલિમરેઝનો ઉપયોગ સંશ્લેષણ માટે થાય છે,$DNA$ લાયગેઝનો ઉપયોગ $DNA$ ના ટુકડાઓને જોડવા માટે થાય છે,અને $DNA$ ગાયરેઝ સુપરકોઈલિંગમાં સામેલ છે.

(B) રિસ્ટ્રીકશન એન્ડોન્યુક્લિએઝ ઉત્સેચકોને $DNA$ ની આણ્વિક કાતર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ ઉત્સેચકો $DNA$ અણુમાં ચોક્કસ ન્યુક્લિઓટાઈડ ક્રમ ઓળખે છે અને $DNA$ ને ચોક્કસ સ્થાનેથી કાપે છે.
$DNA$ લાઈગેઝને આણ્વિક ગુંદર (molecular glue) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,કારણ કે તે $DNA$ ના ટુકડાઓને જોડે છે.
એક્ઝોન્યુક્લિએઝ $DNA$ અણુના છેડા પરથી ન્યુક્લિઓટાઈડ્સ દૂર કરે છે,અને પેપ્ટીડેઝ એ પ્રોટીનનું પાચન કરતા ઉત્સેચકો છે.

(C) $DNA$ લાઈગેઝ એ એક વિશિષ્ટ પ્રકારનો ઉત્સેચક છે જે ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધના નિર્માણને ઉદ્દીપ્ત કરીને $DNA$ શૃંખલાઓને એકબીજા સાથે જોડવાનું કાર્ય કરે છે. બાયોટેકનોલોજી અને જિનેટિક એન્જિનિયરિંગમાં તેને 'મોલેક્યુલર ગ્લુ' (આણ્વિય ગુંદર) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,કારણ કે તે $DNA$ ના બેકબોનમાં રહેલી તિરાડોને જોડવા માટે અત્યંત આવશ્યક છે,ખાસ કરીને $DNA$ પ્રતિકૃતિ,સમારકામ અને રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજી દરમિયાન.

(B) ન્યુક્લિએઝ એ ઉત્સેચકો છે જે ન્યુક્લિક એસિડ ($DNA$ અથવા $RNA$) ના શર્કરા-ફોસ્ફેટ બેકબોનમાં રહેલા ફોસ્ફોડાયેસ્ટર બંધના જળવિભાજનને ઉદ્દીપિત કરે છે.
ચોક્કસ રીતે કહીએ તો,તેઓ પોલિન્યુક્લિઓટાઈડ શૃંખલામાં ન્યુક્લિઓટાઈડ્સને જોડતા ફોસ્ફોડાયેસ્ટર બંધને તોડીને કાર્ય કરે છે.
તેથી,તેનું મુખ્ય કાર્ય ફોસ્ફોડાયેસ્ટર બંધ તોડવાનું છે.

(B) રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ એવા ઉત્સેચકો છે જે $DNA$ અણુઓને ચોક્કસ ન્યુક્લિઓટાઈડ ક્રમ પર કાપે છે,જેને રેકગ્નિશન સાઈટ્સ (ઓળખ સ્થાન) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. આ ઉત્સેચકો રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીમાં $DNA$ ના ટુકડા કરવા માટેના આવશ્યક સાધનો છે. તેનાથી વિપરીત,$DNA$ પોલિમરેઝ $DNA$ ના સ્વયંજનન (replication) માં સામેલ છે,અને $DNA$ લાઈગેઝ $DNA$ ના ટુકડાઓને જોડવાનું કાર્ય કરે છે.

(B) માયલોમસ એ અસ્થિમજ્જાની ગાંઠમાંથી ઉદ્ભવતા કેન્સરગ્રસ્ત પ્લાઝ્મા કોષો છે. બાયોટેકનોલોજીમાં,ખાસ કરીને મોનોકલોનલ એન્ટિબોડીઝના ઉત્પાદનમાં,માયલોમા કોષોને એન્ટિબોડી ઉત્પન્ન કરતા $B$-લિમ્ફોસાઇટ્સ સાથે ફ્યુઝ કરીને હાઈબ્રીડોમા કોષો બનાવવામાં આવે છે. પ્રશ્ન કેન્સરની ગાંઠમાંથી મેળવેલા કોષો વિશે પૂછે છે (ખાસ કરીને હાઈબ્રીડોમા ટેકનોલોજીના સંદર્ભમાં),તેથી વપરાતા કેન્સરગ્રસ્ત કોષો માટેનો સાચો શબ્દ માયલોમા કોષો છે.

(C) રિસ્ટ્રીક્શન ફ્રેગમેન્ટ લેન્થ પોલીમોર્ફીઝમ $(RFLP)$ એ એક એવી તકનીક છે જે સમાન $DNA$ શૃંખલાઓમાં રહેલી વિવિધતાનો ઉપયોગ કરે છે.
પગલું $1$: સૌ પ્રથમ $DNA$ ને રિસ્ટ્રીક્શન ઉત્સેચકો સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે,જેને રિસ્ટ્રીક્શન ડાઈજેશન $(4)$ કહેવામાં આવે છે,જેથી $DNA$ ના વિવિધ લંબાઈના ટુકડાઓ થાય છે.
પગલું $2$: ત્યારબાદ આ $DNA$ ટુકડાઓને જેલ ઈલેક્ટ્રોફોરેસીસ $(1)$ નો ઉપયોગ કરીને તેમના કદના આધારે અલગ કરવામાં આવે છે.
આમ,$RFLP$ પૃથકકરણમાં રિસ્ટ્રીક્શન ડાઈજેશન અને ઈલેક્ટ્રોફોરેસીસ બંને આવશ્યક પગલાં છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $1$ અને $4$ છે.

(A) એગ્રોબેક્ટેરીયમ ટ્યુમેફેશીઅન્સ એ જમીનમાં રહેતું બેક્ટેરિયા છે જે કુદરતી રીતે વનસ્પતિને સંક્રમિત કરે છે. તેમાં $Ti$ (ટ્યુમર-ઇન્ડ્યુસિંગ) પ્લાઝમીડ નામનું એક મોટું પ્લાઝમીડ હોય છે. આ પ્લાઝમીડ $T-DNA$ (ટ્રાન્સફર $DNA$) ધરાવે છે,જે વનસ્પતિના જનીનસમૂહમાં દાખલ થાય છે અને ક્રાઉન ગૉલ ગાંઠોનું નિર્માણ કરે છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(C) રિસ્ટ્રીકશન ઉત્સેચકોને $DNA$ કાપ્યા પછી તેઓ કેવા પ્રકારના છેડા ઉત્પન્ન કરે છે તેના આધારે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.
$1$. ચીપકું છેડા (sticky ends) $EcoRI$,$BamHI$ અને $HindIII$ જેવા ઉત્સેચકો દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે,જે અસમાન કાપ (staggered cuts) મૂકે છે.
$2$. બુઠ્ઠા છેડા (blunt ends) એવા ઉત્સેચકો દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે જે $DNA$ ની બંને શૃંખલાઓને એક જ સ્થાનેથી કાપે છે.
$3$. $SmaI$ એ રિસ્ટ્રીકશન ઉત્સેચકનું ઉત્તમ ઉદાહરણ છે જે $5'-CCCGGG-3'$ ક્રમને ઓળખે છે અને $C$ તથા $G$ ની વચ્ચેથી કાપીને બુઠ્ઠા છેડા ઉત્પન્ન કરે છે.

(C) પ્લાઝમીડ એ નાના,વર્તુળાકાર,બેવડી શૃંખલા ધરાવતા $DNA$ અણુઓ છે જે કોષના રંગસૂત્રીય $DNA$ થી અલગ હોય છે.
તેનો બાયોટેકનોલોજીમાં વાહક તરીકે વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે કારણ કે તેમની પાસે સ્વયંજનનનું ઉદગમ સ્થાન $(ori)$ હોય છે,જે તેમને યજમાન કોષમાં સ્વતંત્ર રીતે સ્વયંજનન કરવાની મંજૂરી આપે છે.
આ ગુણધર્મ એ સુનિશ્ચિત કરે છે કે પ્લાઝમીડમાં દાખલ કરવામાં આવેલ પુનઃસંયોજિત $DNA$ ની નકલો યજમાન કોષના વિભાજન સાથે અનેકગણી વધે છે.

(A) ક્લોનિંગ વાહક એ $DNA$ નો અણુ છે જેનો ઉપયોગ વિદેશી જનીનિક દ્રવ્યને અન્ય કોષમાં કૃત્રિમ રીતે દાખલ કરવા માટે થાય છે.
ક્લોનિંગ વાહકની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ નીચે મુજબ છે:
$1$. સ્વયંજનનનું ઉદગમ સ્થાન $(ori)$: આ તે ક્રમ છે જ્યાંથી સ્વયંજનન શરૂ થાય છે. વાહક પાસે માત્ર એક જ $ori$ હોવું જોઈએ જેથી જોડાયેલા $DNA$ ની નકલ સંખ્યા (copy number) નિયંત્રિત કરી શકાય.
$2$. પસંદગીમાન રેચક (selectable marker): તે રૂપાંતરિત ન થયેલા કોષોને ઓળખવામાં અને દૂર કરવામાં મદદ કરે છે.
$3$. ક્લોનિંગ જગ્યાઓ: વાહક પાસે સામાન્ય રીતે વપરાતા રિસ્ટ્રિક્શન એન્ઝાઈમ માટે ખૂબ ઓછી,પ્રાધાન્યમાં એક જ,ઓળખ જગ્યાઓ હોવી જોઈએ.
તેથી,'સ્વયંજનન માટે બે પ્રારંભિક જગ્યા' હોવી એ ક્લોનિંગ વાહકની લાક્ષણિકતા નથી,કારણ કે તે અસ્થિરતા પેદા કરે છે અને નકલ સંખ્યાને નિયંત્રિત કરવામાં મુશ્કેલી ઊભી કરે છે.
આમ,વિકલ્પ $A$ સાચો જવાબ છે.

(B) $PCR$ (પોલિમરેઝ ચેઈન રિએક્શન) તકનીકનો ઉપયોગ $DNA$ ના ચોક્કસ ટુકડાનું પ્રવર્ધન કરવા માટે થાય છે.
આ પ્રક્રિયા માટે ઉષ્મા-સ્થાયી (thermostable) $DNA$ પોલીમરેઝ ઉત્સેચકની જરૂર પડે છે જે વિકૃતિકરણ (denaturation) ના તબક્કા દરમિયાન ઊંચા તાપમાનને સહન કરી શકે.
$Taq$ પોલીમરેઝ,જે $Thermus$ $aquaticus$ નામના બેક્ટેરિયામાંથી મેળવવામાં આવે છે,તેનો ઉપયોગ $PCR$ માં થાય છે કારણ કે તે $DNA$ શૃંખલાઓને અલગ કરવા માટે જરૂરી ઊંચા તાપમાન પર પણ સક્રિય રહે છે.

(A) રિસ્ટ્રીકશન એન્ડોન્યુક્લિએઝ એવા ઉત્સેચકો છે જે $DNA$ માં ચોક્કસ ન્યુક્લિઓટાઈડ ક્રમ ઓળખે છે અને તે ચોક્કસ સ્થાનેથી $DNA$ ને કાપે છે,જેને રેકગ્નિશન સિક્વન્સ (ઓળખ ક્રમ) કહેવામાં આવે છે.
લાઈગેઝનો ઉપયોગ $DNA$ ના ટુકડાઓને જોડવા માટે થાય છે.
સામાન્ય એન્ડોન્યુક્લિએઝ $DNA$ ને રેન્ડમ સ્થાનેથી કાપે છે,ચોક્કસ સ્થાનેથી નહીં.
આલ્કલાઈન ફોસ્ફેટેઝનો ઉપયોગ $DNA$ અણુઓના $5'$ છેડેથી ફોસ્ફેટ જૂથને દૂર કરવા માટે થાય છે જેથી સ્વ-જોડાણ (self-ligation) અટકાવી શકાય.
તેથી,સાચો જવાબ $A$ છે.

(B) સાચો જવાબ $B$ છે.
$DNA$ લાઈગેઝ એ એવો ઉત્સેચક છે જે ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધ બનાવીને $DNA$ ના ટુકડાઓને જોડે છે,જેને ઘણીવાર 'મોલેક્યુલર ગ્લુ' (આણ્વિય ગુંદર) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચકો (એન્ડોન્યુક્લિએઝ) ચોક્કસ ઓળખ ક્રમ પર $DNA$ ને કાપીને ચીપકુ અથવા બુઠ્ઠા છેડા બનાવવા માટે જવાબદાર છે.
$RFLPs$ (રિસ્ટ્રિક્શન ફ્રેગમેન્ટ લેન્થ પોલીમોર્ફિઝમ) રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચકોની ક્રિયા દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.
$DNA$ પોલીમરેઝનો ઉપયોગ $PCR$ માં નવા $DNA$ શૃંખલાઓનું સંશ્લેષણ કરવા માટે થાય છે.
રિવર્સ ટ્રાન્સક્રિપ્ટેઝનો ઉપયોગ $mRNA$ ટેમ્પલેટમાંથી $cDNA$ (કોમ્પ્લીમેન્ટરી $DNA$) બનાવવા માટે થાય છે.

(D) રિસ્ટ્રિકશન એન્ડોન્યુક્લિએઝ એવા ઉત્સેચકો છે જે $DNA$ અણુમાં ચોક્કસ પેલિન્ડ્રોમિક ન્યુક્લિઓટાઈડ શૃંખલાઓને ઓળખે છે અને $DNA$ ને આ ચોક્કસ સ્થાનો પરથી કાપે છે.
આ ગુણધર્મ જનીનિક ઈજનેરીમાં ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે,કારણ કે તે ઈચ્છિત જનીનને વાહક (vector) માં દાખલ કરીને પુનઃસંયોજિત $DNA$ અણુઓ બનાવવામાં મદદ કરે છે.
તેથી,તેમને 'આણ્વિય કાતર' (molecular scissors) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે કારણ કે તેઓ $DNA$ ને યાદચ્છિક રીતે કાપવાને બદલે ચોક્કસ સ્થાનો પરથી કાપે છે.

(D) $Ti$ પ્લાઝમીડ (ટ્યુમર-ઇન્ડ્યુસિંગ પ્લાઝમીડ) એ જમીનમાં જોવા મળતા બેક્ટેરિયા $Agrobacterium$ $tumefaciens$ માં જોવા મળતો વર્તુળાકાર $DNA$ અણુ છે.
આ બેક્ટેરિયામાં તેના $DNA$ નો એક ભાગ,જેને $T-DNA$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,તેને ચેપગ્રસ્ત વનસ્પતિ કોષોના જનીનસમૂહમાં સ્થાનાંતરિત કરવાની કુદરતી ક્ષમતા હોય છે,જે 'ક્રાઉન ગૉલ' રોગ પ્રેરે છે.
આ વિશિષ્ટ ગુણધર્મને કારણે,વૈજ્ઞાનિકો $Ti$ પ્લાઝમીડનો ઉપયોગ જનીનિક ઇજનેરી અને પાક સુધારણા માટે વનસ્પતિ કોષોમાં વિદેશી જનીનો દાખલ કરવા માટે વાહક તરીકે કરે છે.
તેથી,સાચો જવાબ $Agrobacterium$ છે.

(A) જનીનિક ઈજનેરીમાં,$DNA$ ને ચોક્કસ સ્થાનો પર કાપવાની અને તેને વાહક (vector) સાથે જોડવાની ક્ષમતા પાયારૂપ છે.
રિસ્ટ્રીકશન એન્ડોન્યુક્લિએઝ એવા ઉત્સેચકો છે જે $DNA$ ને ચોક્કસ ઓળખ ક્રમ પર કાપવા માટે 'આણ્વિક કાતર' તરીકે કાર્ય કરે છે.
$DNA$ લાગેઝ એ $DNA$ ના ટુકડાઓને જોડવા માટે જવાબદાર ઉત્સેચક છે.
જો કે,જે પાયાની શોધે યજમાન જિનોમમાં વિદેશી $DNA$ ના ચોક્કસ મેનીપ્યુલેશન અને સ્થાપનને શક્ય બનાવ્યું,તે રિસ્ટ્રીકશન એન્ડોન્યુક્લિએઝની શોધ હતી,જે રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ અણુઓ બનાવવામાં મદદ કરે છે.
તેથી,સાચો જવાબ $A$ છે.

(B) જનીનિક ઈજનેરી વિદ્યામાં,$Retroviruses$ (રેટ્રોવાઈરસ) નો ઉપયોગ ઉચ્ચ સજીવો,જેમાં પ્રાણીઓનો પણ સમાવેશ થાય છે,તેમાં જનીનો દાખલ કરવા માટે વાહક તરીકે કરવામાં આવે છે. આ વાઈરસ યજમાન કોષોને સંક્રમિત કરવાની અને તેમના જનીનિક દ્રવ્યને યજમાનના જનીનસમૂહ (genome) માં દાખલ કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે,જે તેમને જનીન થેરાપી અને જનીનિક રૂપાંતરણ માટે અસરકારક સાધન બનાવે છે.

(D) પ્લાઝમીડ એ નાના,વર્તુળાકાર,બેવડી શૃંખલા ધરાવતા $DNA$ અણુઓ છે જે કોષના રંગસૂત્રીય $DNA$ થી અલગ હોય છે. તે કુદરતી રીતે બેક્ટેરિયા અને ઈસ્ટ જેવા કેટલાક સુકોષકેન્દ્રી સજીવોમાં જોવા મળે છે. બાયોટેકનોલોજીમાં,પ્લાઝમીડનો ઉપયોગ વાહક (vector) તરીકે કરવામાં આવે છે,જે વિદેશી જનીનિક દ્રવ્યને બીજા કોષમાં લઈ જવા માટે મદદરૂપ થાય છે,તેથી તે જનીન ઇજનેરી વિદ્યામાં ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ સાધન છે.

(C) પેલીન્ડ્રોમિક $DNA$ શૃંખલા એટલે $DNA$ ના બેઈઝ જોડીનો એવો ક્રમ જે બંને શૃંખલાઓ પર સમાન રીતે વંચાય છે,જ્યારે વાંચવાની દિશા સમાન રાખવામાં આવે (દા.ત.,$5' \rightarrow 3'$ દિશા).
વિકલ્પ $C$ માટે:
શૃંખલા $1$: $5'-GAATTC-3'$
શૃંખલા $2$: $3'-CTTAAG-5'$
જો આપણે શૃંખલા $2$ ને $5' \rightarrow 3'$ દિશામાં વાંચીએ,તો તે $5'-GAATTC-3'$ બને છે.
આમ,બંને શૃંખલાઓ $5' \rightarrow 3'$ દિશામાં સમાન વંચાતી હોવાથી,તે પેલીન્ડ્રોમિક શૃંખલા છે.

(B) $DNA$ પ્રોબ એ $DNA$ અથવા $RNA$ ની એકલ-શૃંખલામય શૃંખલા છે જે રેડિયોએક્ટિવ આઇસોટોપ અથવા ફ્લોરોસન્ટ ટેગ સાથે લેબલ થયેલ હોય છે.
તેનો ઉપયોગ સંકરણની પ્રક્રિયા દ્વારા $DNA$ અથવા $RNA$ ના નમૂનામાં પૂરક શૃંખલાઓની હાજરી શોધવા માટે થાય છે.
લક્ષિત જનીન શૃંખલા સાથે વિશિષ્ટ રીતે જોડાઈને,પ્રોબ સંશોધકોને રસના જનીનને ઓળખવા અને અલગ કરવામાં મદદ કરે છે.

(B) $DNA$ લાઈગેઝ એ એક ઉત્સેચક છે જેને સામાન્ય રીતે 'આણ્વિય ગુંદર' (molecular glue) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તે એક $DNA$ ટુકડાના $3'-OH$ છેડા અને બીજા $DNA$ ટુકડાના $5'-phosphate$ છેડા વચ્ચે ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધના નિર્માણને ઉદ્દીપ્ત કરીને કાર્ય કરે છે.
આ પ્રક્રિયા $DNA$ ના ટુકડાઓને અસરકારક રીતે જોડે છે,જે રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીમાં રીકોમ્બિનન્ટ અણુઓ બનાવવા માટેનું એક મહત્વપૂર્ણ પગલું છે.

(D) $BACs$ (બેક્ટેરિયલ આર્ટિફિશિયલ ક્રોમોઝોમ્સ) અને $YACs$ (યીસ્ટ આર્ટિફિશિયલ ક્રોમોઝોમ્સ) એ ક્લોનિંગ વાહક તરીકે વપરાતા એન્જિનિયર્ડ $DNA$ અણુઓ છે.
તેઓ અનુક્રમે બેક્ટેરિયા અને યીસ્ટમાંથી મેળવેલ ક્રમનો ઉપયોગ કરીને બનાવવામાં આવે છે,જેથી તેઓ વિદેશી $DNA$ ના મોટા ટુકડાઓનું વહન કરી શકે.
આ વાહકોનો ઉપયોગ જીનોમિક અભ્યાસોમાં અને સુકોષકેન્દ્રી સજીવોમાં જનીન રૂપાંતરણ માટે વ્યાપકપણે થાય છે.
તેથી,વિધાન $B$ અને $C$ બંને સાચા છે.

(B) જનીનિક ઈજનેરી એ બાયોટેકનોલોજીની એક શાખા છે જેમાં સજીવના જનીનોમાં સીધો ફેરફાર કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા મુખ્યત્વે પુનઃસંયોજીત $DNA$ $(rDNA)$ તકનીક દ્વારા શક્ય બની છે.
$rDNA$ તકનીક વૈજ્ઞાનિકોને ચોક્કસ જનીનોને અલગ કરવા,તેમાં ફેરફાર કરવા અને તેને યજમાન સજીવમાં દાખલ કરવાની મંજૂરી આપે છે,જેનાથી સજીવના જનીનિક બંધારણમાં ફેરફાર કરીને ઇચ્છિત લક્ષણો મેળવી શકાય છે.
સંકરણ એ પરંપરાગત સંવર્ધન પદ્ધતિ છે,જ્યારે $X$-રે ડિફ્રેક્શન અને હેવી આઈસોટોપ લેબલીંગ એ સ્ટ્રક્ચરલ બાયોલોજી અને મોલેક્યુલર સંશોધનમાં વપરાતી વિશ્લેષણાત્મક તકનીકો છે.

(C) જનીનિક ઈજનેરીમાં,એન્ટીબાયોટીક પ્રતિરોધક જનીનોનો ઉપયોગ 'પસંદગીમાન રેખક' (Selectable marker) તરીકે થાય છે. આ જનીનો બિન-રૂપાંતરિત કોષોને ઓળખવા અને દૂર કરવામાં મદદ કરે છે અને માત્ર રૂપાંતરિત કોષોને જ વૃદ્ધિ પામવા દે છે. જ્યારે યજમાન કોષને એન્ટીબાયોટીક પ્રતિરોધક જનીન ધરાવતા પુનઃસંયોજિત $DNA$ અણુ સાથે રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે ચોક્કસ એન્ટીબાયોટીક સામે પ્રતિરોધક બને છે. તેથી,જ્યારે તેને એન્ટીબાયોટીક ધરાવતા માધ્યમ પર ઉછેરવામાં આવે છે,ત્યારે માત્ર રૂપાંતરિત કોષો જ જીવંત રહે છે,જ્યારે બિન-રૂપાંતરિત કોષો મૃત્યુ પામે છે.

(A) રીસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝના નામકરણ માટે ચોક્કસ નિયમો છે. નામનો પ્રથમ અક્ષર પ્રજાતિ (Genus) પરથી આવે છે,અને પછીના બે અક્ષરો તે પ્રોકેરિયોટિક કોષની જાતિ (Species) પરથી આવે છે જેમાંથી તેને અલગ કરવામાં આવ્યા હતા. ઉદાહરણ તરીકે,$EcoRI$ માં,'$E$' એ $Escherichia$ (પ્રજાતિ) માટે છે,અને '$co$' એ $coli$ (જાતિ) માટે છે. તેથી,નામનો બીજો ભાગ સજીવની જાતિ (Species) પરથી લેવામાં આવ્યો છે.

(C) આણ્વિક કાતર એ એવા ઉત્સેચકો છે જે $DNA$ ને ચોક્કસ સ્થાનો પરથી કાપે છે.
રિસ્ટ્રીકશન એન્ડોન્યુક્લિએઝ એ આ કાર્ય માટે જવાબદાર ઉત્સેચકો છે,કારણ કે તેઓ ચોક્કસ પેલિન્ડ્રોમિક ન્યુક્લિઓટાઈડ ક્રમ ઓળખે છે અને $DNA$ શૃંખલાને કાપે છે.
તેથી,તેમને રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીમાં આણ્વિક કાતર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(C) રિસ્ટ્રીકશન એન્ઝાઈમ,જેને આણ્વિય કાતર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે એવા ઉત્સેચકો છે જે $DNA$ ને ચોક્કસ ઓળખ ક્રમ પર કાપે છે.
આ ઉત્સેચકો ખાસ કરીને બેવડી શૃંખલામય $DNA$ અણુઓને ચોક્કસ સ્થાનો પર ઓળખે છે અને કાપે છે,જેને રિસ્ટ્રીકશન સાઇટ્સ કહેવામાં આવે છે.
તેથી,રિસ્ટ્રીકશન એન્ઝાઈમ માટેનું પ્રક્રિયક બેવડી શૃંખલામય $DNA$ છે.

(A) પેલીન્ડ્રોમીક $DNA$ શૃંખલા એ ન્યુક્લિઓટાઈડ્સનો એવો ક્રમ છે જે એક શૃંખલા પર $5'$ થી $3'$ દિશામાં અને પૂરક શૃંખલા પર $5'$ થી $3'$ દિશામાં વાંચતા સમાન રહે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં,$5'-GAATTC-3'$ / $3'-CTTAAG-5'$ શૃંખલા એ એક જાણીતી પેલીન્ડ્રોમીક શૃંખલા છે જે રિસ્ટ્રીકશન ઉત્સેચક $EcoRI$ દ્વારા ઓળખાય છે.
જ્યારે $5' \rightarrow 3'$ દિશામાં વાંચવામાં આવે છે,ત્યારે બંને શૃંખલાઓ $GAATTC$ ક્રમ દર્શાવે છે.
તેથી,વિકલ્પ $A$ એ સાચી પેલીન્ડ્રોમીક શૃંખલા છે.

(B) $PCR$ માં વપરાતા $DNA$ પોલીમરેઝને $Taq$ પોલીમરેઝ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તે $Thermus$ $aquaticus$ નામના ઉષ્માપ્રિય બેક્ટેરિયામાંથી મેળવવામાં આવે છે.
$PCR$ માં $DNA$ શૃંખલાઓને અલગ કરવા માટે વારંવાર ગરમ (denaturation) કરવાની પ્રક્રિયાનો સમાવેશ થાય છે,તેથી ઉત્સેચક ઉષ્માસ્થાયી (thermostable) હોવો જોઈએ.
તેથી,$Taq$ પોલીમરેઝ ઊંચા તાપમાને સક્રિય રહે છે,જે દરેક ચક્ર પછી નવો ઉત્સેચક ઉમેર્યા વિના પ્રવર્ધન (amplification) પ્રક્રિયા ચાલુ રાખવા દે છે.

(C) $Agrobacterium$ $tumefaciens$ એ જમીનમાં જોવા મળતું બેક્ટેરિયા છે જે કુદરતી રીતે વનસ્પતિઓને ચેપ લગાડે છે.
તેમાં $Ti$ (ટ્યુમર-ઇન્ડ્યુસિંગ) પ્લાઝમિડ હોય છે,જેનો ઉપયોગ તે તેના $DNA$ ના ચોક્કસ ભાગને (જેને $T-DNA$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે) યજમાન વનસ્પતિના જિનોમમાં દાખલ કરવા માટે કરે છે.
જનીનિક ઈજનેરીમાં,વૈજ્ઞાનિકોએ આ $Ti$ પ્લાઝમિડને એવી રીતે રૂપાંતરિત કર્યું છે કે જેથી તેની રોગકારક ક્ષમતા દૂર થાય,પરંતુ વનસ્પતિમાં વિદેશી $DNA$ દાખલ કરવાની તેની ક્ષમતા જળવાઈ રહે.
તેથી,તે વનસ્પતિઓમાં જનીન સ્થાનાંતરણ માટે કુદરતી વાહક (Vector) તરીકે કાર્ય કરે છે.

(B) રીસ્ટ્રીકશન એન્ડોન્યુક્લિએઝ એવા ઉત્સેચકો છે જે $DNA$ ને ચોક્કસ ઓળખ ક્રમ (recognition sequences) પર કાપે છે. બેક્ટેરિયામાં,આ ઉત્સેચકો કોષમાં પ્રવેશતા વિદેશી $DNA$ (જેમ કે વાયરલ $DNA$) ને તોડીને રક્ષણાત્મક તંત્ર તરીકે કાર્ય કરે છે,જેનાથી બેક્ટેરિયલ જીનોમનું રક્ષણ થાય છે. જોકે તેનો ઉપયોગ જનીનિક ઈજનેરીમાં રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજી માટે વ્યાપકપણે થાય છે,પરંતુ તેનું પ્રાથમિક જૈવિક કાર્ય બેક્ટેરિયલ કોષને વિદેશી $DNA$ થી બચાવવાનું છે.

(B) $Agrobacterium \text{ } tumefaciens$ એ જમીનમાં જોવા મળતું બેક્ટેરિયા છે જે કુદરતી રીતે વનસ્પતિને ચેપ લગાડે છે અને $T-DNA$ તરીકે ઓળખાતા $DNA$ ના ટુકડાને વનસ્પતિના જનીનસમૂહમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે。
જનીનોના સ્થાનાંતરણની આ કુદરતી ક્ષમતાને કારણે, તેનો ઉપયોગ જનીન ઇજનેરી વિદ્યામાં વનસ્પતિમાં વિદેશી જનીનો દાખલ કરવા માટે વાહક તરીકે વ્યાપકપણે થાય છે。
$Bacillus \text{ } thuringiensis$ નો ઉપયોગ $Bt$ વિષ (toxins) ઉત્પન્ન કરવા માટે થાય છે અને $Pseudomonas \text{ } putida$ નો ઉપયોગ ઘણીવાર જૈવિક ઉપચાર (bioremediation) માટે થાય છે, પરંતુ તેમાંથી કોઈ પણ વનસ્પતિ માટે કુદરતી જનીનિક વાહક તરીકે કામ કરતું નથી。

(A) જનીનિક ઈજનેરી,જેને રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજી તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે $DNA$ ને ચોક્કસ સ્થાનો પર કાપવાની ક્ષમતા પર આધાર રાખે છે.
રિસ્ટ્રીકશન એન્ડોન્યુક્લિએઝ એવા ઉત્સેચકો છે જે ચોક્કસ ન્યુક્લિઓટાઈડ ક્રમ ઓળખીને $DNA$ અણુને તે ચોક્કસ સ્થાનો પર કાપે છે,તેથી તેમને 'આણ્વિક કાતર' (molecular scissors) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ શોધને કારણે વૈજ્ઞાનિકો ચોક્કસ જનીનોને અલગ કરી શક્યા અને તેમને વાહકો (vectors) માં દાખલ કરી શક્યા,જે આધુનિક જૈવ-ટેકનોલોજીનો પાયો છે.

(D) ફૂગની કોષદીવાલ મુખ્યત્વે કાઇટિનની બનેલી હોય છે. ફૂગના કોષોમાંથી $DNA$ અલગ કરવા માટે, કોષીય ઘટકોને મુક્ત કરવા માટે કોષદીવાલનું પાચન કરવું જરૂરી છે। $\text{કાઇટિનેઝ}$ ઉત્સેચક ખાસ કરીને ફૂગની કાઇટિનયુક્ત કોષદીવાલને તોડવા માટે જવાબદાર છે। તેથી, આ હેતુ માટે $\text{કાઇટિનેઝ}$ નો ઉપયોગ થાય છે।

(D) બેક્ટેરિયા પાસે બહારના $DNA$ (જેમ કે બેક્ટેરિયોફેજ $DNA$) ના આક્રમણથી પોતાને બચાવવા માટે 'રિસ્ટ્રિક્શન-મોડિફિકેશન સિસ્ટમ' નામની સંરક્ષણ પ્રણાલી હોય છે.
તેઓ રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લીઝ ઉત્સેચકો ઉત્પન્ન કરે છે જે બહારના $DNA$ ના ચોક્કસ ક્રમમાં કાપ મૂકે છે.
આ ઉત્સેચકો પોતાના જ $DNA$ ને નુકસાન ન પહોંચાડે તે માટે,બેક્ટેરિયા તેમના પોતાના જીનોમમાં રહેલા તે જ ઓળખ ક્રમમાં ચોક્કસ બેઝ પર મિથાઈલ સમૂહ $(-CH_3)$ ઉમેરે છે.
આ પ્રક્રિયાને $DNA$ મિથાઈલેશન કહેવામાં આવે છે.
તેથી,બેક્ટેરિયલ $DNA$ નું મિથાઈલેશન યજમાનના જીનોમને તેના પોતાના રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચકો દ્વારા થતા વિઘટનથી બચાવવા માટે કરવામાં આવે છે.

(C) ઇન્સર્શનલ ઇનએક્ટિવેશન (Insertional inactivation) એ પુનઃસંયોજિત ક્લોન્સને ઓળખવા માટે વપરાતી એક તકનીક છે.
આ પ્રક્રિયામાં,વિદેશી $DNA$ નો ટુકડો કોઈ જનીનમાં દાખલ કરવામાં આવે છે,જેના પરિણામે તે જનીન નિષ્ક્રિય થઈ જાય છે.
ઉદાહરણ તરીકે,$\beta$-ગેલેક્ટોસીડેઝ ઉત્સેચક માટે જવાબદાર જનીનનો ઉપયોગ પસંદગીમાન નિર્દેશક (selectable marker) તરીકે થઈ શકે છે.
જો વિદેશી $DNA$ ને $\beta$-ગેલેક્ટોસીડેઝ જનીનના કોડિંગ ક્રમમાં દાખલ કરવામાં આવે,તો ઉત્સેચક નિષ્ક્રિય થઈ જાય છે.
પરિણામે,ક્રોમોજેનિક સબસ્ટ્રેટની હાજરીમાં વસાહતો કોઈ રંગ ઉત્પન્ન કરતી નથી,જે પુનઃસંયોજિત વસાહતોને ઓળખવામાં મદદ કરે છે.

(A) રિટ્રિક્શન ઉત્સેચકો એ ઉત્સેચકોનો એક પ્રકાર છે જે $DNA$ ને ચોક્કસ ઓળખ ક્રમ (recognition sequence) પર કાપે છે.
$EcoRI$ એ રિટ્રિક્શન ઉત્સેચકનો એક વિશિષ્ટ પ્રકાર છે જેને રિટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તે $5'-GAATTC-3'$ પેલિન્ડ્રોમિક ક્રમને ઓળખે છે અને $G$ તથા $A$ બેઝની વચ્ચે $DNA$ ને કાપે છે.
તેથી,$EcoRI$ એન્ડોન્યુક્લિએઝ તરીકે કાર્ય કરે છે,જે $DNA$ શૃંખલાની અંદર ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધોને તોડે છે.

(C) રિટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ એ ઉત્સેચકોનો એક વર્ગ છે જે $DNA$ માં ચોક્કસ બેઝ ક્રમ (recognition sequence) ને ઓળખે છે અને $DNA$ ના બેવડા કુંતલને ચોક્કસ સ્થાનો પરથી કાપે છે. બાયોટેકનોલોજીમાં આ ઉત્સેચકોને સામાન્ય રીતે 'આણ્વિય કાતર' (molecular scissors) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. તેઓ છેડા પરથી ન્યુક્લિઓટાઈડ દૂર કરતા નથી (તે એક્ઝોન્યુક્લિએઝનું કાર્ય છે) અને તેઓ $DNA$ પોલીમરેઝને અવરોધતા પણ નથી. તેથી,તેમનું મુખ્ય કાર્ય $DNA$ ને ચોક્કસ સ્થાનો પરથી કાપવાનું છે.

(D) રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચકો એ વિશિષ્ટ ન્યુક્લિએઝ છે જે $DNA$ અણુઓને ચોક્કસ ઓળખ ક્રમ (recognition sequences) પર કાપે છે.
તેઓ જિનેટિક એન્જિનિયરિંગ અને રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીમાં અત્યંત આવશ્યક સાધનો માનવામાં આવે છે કારણ કે તે $DNA$ શૃંખલાઓને ચોકસાઈપૂર્વક કાપવાની ક્ષમતા ધરાવે છે.
તેથી,વિધાન $(B)$ અને $(C)$ બંને સાચા છે.

(B) $Taq$ પોલીમરેઝ એ $Thermus$ $aquaticus$ નામના ઉષ્માપ્રિય બેક્ટેરિયામાંથી મેળવવામાં આવતો ઉષ્મા-સ્થાયી $DNA$ પોલીમરેઝ ઉત્સેચક છે.
તે પોલીમરેઝ ચેઈન રિએક્શન $(PCR)$ પદ્ધતિનો એક મહત્વપૂર્ણ ઘટક છે.
$PCR$ માં,આ ઉત્સેચકનો ઉપયોગ પ્રાઈમર્સને લંબાવીને નવા $DNA$ શૃંખલાઓનું સંશ્લેષણ કરવા માટે થાય છે,કારણ કે તે પ્રવર્ધન પ્રક્રિયા દરમિયાન $DNA$ શૃંખલાઓના વિકૃતિકરણ (denaturation) માટે જરૂરી ઊંચા તાપમાનને સહન કરી શકે છે.

(C) રીસ્ટ્રીકશન એન્ઝાઈમ (Restriction enzymes) ને 'આણ્વિય કાતર' તરીકે ઓળખવામાં આવે છે કારણ કે તે $DNA$ અણુઓને ચોક્કસ ન્યુક્લિઓટાઈડ ક્રમ પરથી કાપે છે. આ ઉત્સેચકો રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીમાં આવશ્યક સાધનો છે,કારણ કે તે વિદેશી જનીનોને દાખલ કરવા માટે $DNA$ શૃંખલાઓને ચોકસાઈપૂર્વક કાપવાની મંજૂરી આપે છે.

(C) રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચકોના નામકરણની પદ્ધતિ ચોક્કસ નિયમોને અનુસરે છે:
$1$. પ્રથમ અક્ષર સજીવના પ્રજાતિના નામ પરથી લેવામાં આવે છે ($E$ એટલે $Escherichia$).
$2$. પછીના બે અક્ષરો જાતિના નામ પરથી લેવામાં આવે છે ($co$ એટલે $coli$).
$3$. ચોથો અક્ષર સજીવની જાત (Strain) દર્શાવે છે ($R$ એટલે $RY13$).
$4$. રોમન આંકડો તે જાતમાંથી ઉત્સેચક અલગ કરવાની ક્રમશઃ સંખ્યા દર્શાવે છે ($I$ એટલે પ્રથમ અલગ કરાયેલ ઉત્સેચક).
તેથી,$EcoRI$ માં $R$ એ જાત (Strain) દર્શાવે છે.