Tools of recombinant DNA technology Questions in Gujarati

(D) રેડિયો-ઍક્ટિવ આઇસોટોપ અથવા ફ્લોરોસન્ટ અણુ સાથે જોડાયેલ એકલ-શૃંખલામય $DNA$ અથવા $RNA$ ના અણુને $Probe$ (પ્રોબ) કહેવામાં આવે છે.
તેનો ઉપયોગ હાઇબ્રિડાઇઝેશનની પ્રક્રિયા દ્વારા $DNA$ અથવા $RNA$ ના નમૂનામાં પૂરક શૃંખલાઓની હાજરી શોધવા માટે થાય છે.
તે લેબલ થયેલ હોવાથી,તે સધર્ન બ્લોટિંગ અથવા કોલોની હાઇબ્રિડાઇઝેશન જેવી તકનીકોમાં ચોક્કસ જનીન શૃંખલાઓની ઓળખ કરવામાં મદદ કરે છે.

(D) પ્લાઝમિડ $pBR322$ એ $E. coli$ માં વ્યાપકપણે વપરાતું ક્લોનિંગ વાહક છે.
$1$. $ori$ એટલે 'ઓરિજિન ઓફ રેપ્લિકેશન' (પ્રતિકૃતિનું ઉદગમ સ્થાન),જે તે ક્રમ છે જ્યાંથી પ્રતિકૃતિની શરૂઆત થાય છે.
$2$. $rop$ એ પ્લાઝમિડની પ્રતિકૃતિમાં સામેલ પ્રોટીન માટે સંકેત આપે છે.
$3$. $Hind III$ અને $Eco RI$ એ ચોક્કસ પ્રતિબંધક ઉત્સેચકો માટેના રેસ્ટ્રિક્શન સાઇટ્સ (ઓળખ સ્થાન) છે,પસંદગીમાન રેખકો નથી.
$4$. $amp^R$ (એમ્પિસિલિન અવરોધક) અને $tet^R$ (ટેટ્રાસાયકલિન અવરોધક) એ પસંદગીમાન રેખકો છે જે રૂપાંતરિત ન થયેલા કોષોને ઓળખવામાં અને દૂર કરવામાં તથા રૂપાંતરિત કોષોની વૃદ્ધિને પસંદગીયુક્ત રીતે પરવાનગી આપવામાં મદદ કરે છે.

(C) પ્લાઝમિડ એ બૅક્ટેરિયામાં જોવા મળતા નાના,ગોળાકાર,રંગસૂત્ર બહારના $DNA$ અણુઓ છે,જેનો ઉપયોગ જિનેટિક એન્જિનિયરિંગમાં વાહક તરીકે વ્યાપકપણે થાય છે.
તેઓ $DNA$ ના નાના ટુકડાઓ (સામાન્ય રીતે $10 \ kb$ સુધી) ના ક્લોનિંગ માટે આદર્શ છે.
તેની સરખામણીમાં,$BAC$ અને $YAC$ નો ઉપયોગ મોટા $DNA$ ઇન્સર્ટ્સના ક્લોનિંગ માટે થાય છે,અને કૉસ્મિડનો ઉપયોગ મધ્યમ કદના ટુકડાઓ માટે થાય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(C) રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીમાં,$Vector$ (વાહક) એ એક એવો $DNA$ અણુ છે જેનો ઉપયોગ વિદેશી જનીનિક દ્રવ્યને કૃત્રિમ રીતે બીજા કોષમાં લઈ જવા માટેના વાહન તરીકે થાય છે,જ્યાં તેનું સ્વયંજનન થઈ શકે અથવા અભિવ્યક્તિ થઈ શકે. વાહકોના સામાન્ય ઉદાહરણોમાં પ્લાઝમિડ અને બેક્ટેરિયોફેજ નો સમાવેશ થાય છે.

(B) રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચકો,જેને 'આણ્વિય કાતર' તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે એવા ઉત્સેચકો છે જે $DNA$ અણુઓને ચોક્કસ ન્યુક્લિયોટાઇડ ક્રમ પર કાપે છે,જેને ઓળખ સ્થાન (recognition sites) કહેવામાં આવે છે. આ શોધ રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીમાં એક પાયાની સિદ્ધિ હતી,જે વૈજ્ઞાનિકોને ચોક્કસ જનીનોને અલગ કરવા અને તેમને વાહકોમાં દાખલ કરવાની મંજૂરી આપે છે.

(B) $1$. જ્યારે વિદેશી $DNA$ ના ટુકડા અને પ્લાઝમીડ વાહકને એક જ રિસ્ટ્રીક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ દ્વારા કાપવામાં આવે છે,ત્યારે તેઓ પૂરક ચીપકું છેડા (sticky ends) ઉત્પન્ન કરે છે.
$2$. આ પૂરક ચીપકું છેડા વિદેશી $DNA$ ને પ્લાઝમીડ વાહક સાથે બેઝ-પેરિંગ કરવામાં મદદ કરે છે.
$3$. જો કે,$DNA$ ની શર્કરા-ફોસ્ફેટ બેકબોન હજુ પણ તૂટેલી રહે છે.
$4$. $DNA$ લિગેઝ ઉત્સેચક પાસપાસેના ન્યુક્લિયોટાઈડ્સ વચ્ચે ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધ બનાવવાનું કાર્ય કરે છે,જેનાથી તૂટેલા છેડા જોડાઈ જાય છે અને એક સ્થાયી પુનઃસંયોજિત $DNA$ અણુ બને છે.

(D) રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચકોને તેઓ $DNA$ ના વિખંડન પછી કેવા પ્રકારના છેડા ઉત્પન્ન કરે છે તેના આધારે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.
$1$. સ્ટીકી એન્ડ્સ (ચીકણા છેડા) $Eco-RI$,$Hind-III$,$Xho-I$ અને $Sal-I$ જેવા ઉત્સેચકો દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે,જે $DNA$ માં ત્રાંસા કાપ મૂકે છે.
$2$. બુઠ્ઠા છેડા (blunt ends) એવા ઉત્સેચકો દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે જે $DNA$ ની બંને શૃંખલાઓને એક જ સ્થાનેથી કાપે છે,જે સામાન્ય રીતે ઓળખ સ્થાન (recognition site) ની મધ્યમાં હોય છે.
$3$. $Eco-RV$ એ એક જાણીતો રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચક છે જે $5'-GATATC-3'$ ક્રમ ઓળખે છે અને $T$ તથા $A$ ના અવશેષોની વચ્ચે કાપ મૂકે છે,જેના પરિણામે બુઠ્ઠા છેડા પ્રાપ્ત થાય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(D) રિસ્ટ્રક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ એ ઉત્સેચકો છે જે $DNA$ ને ચોક્કસ ઓળખ ક્રમ (recognition sequences) પર કાપે છે.
$Hind-II$ એ સૌપ્રથમ શોધાયેલ અને લાક્ષણિકતા ધરાવતો રિસ્ટ્રક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ ઉત્સેચક છે.
પ્રોટીએઝ એ પ્રોટીનનું પાચન કરતા ઉત્સેચકો છે.
ડીએનએઝ-$I$ અને આરએનએઝ એ અનુક્રમે $DNA$ અને $RNA$ નું વિઘટન કરતા ઉત્સેચકો છે,પરંતુ તેઓ રિસ્ટ્રક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ નથી.

(C) પ્લાઝમિડ એ નાના,વર્તુળાકાર,બેવડી શૃંખલા ધરાવતા $DNA$ અણુઓ છે જે કોષના રંગસૂત્રીય $DNA$ થી અલગ હોય છે.
તે મુખ્યત્વે બેક્ટેરિયામાં જોવા મળે છે અને રંગસૂત્રીય $DNA$ થી સ્વતંત્ર રીતે સ્વયંજનન પામી શકે છે.
તેનો ઉપયોગ ઘણીવાર જનીન ઇજનેરી વિદ્યામાં વાહક તરીકે થાય છે કારણ કે તે કોષો વચ્ચે સ્થાનાંતરિત થઈ શકે છે.
પ્લાઝમિડ બેવડી શૃંખલા ધરાવતા હોવાથી,'એકકીય શૃંખલા' હોવાનું વિધાન ખોટું છે.

(D) $Taq$ પોલીમરેઝ ઉત્સેચક $Thermus$ $aquaticus$ નામના તાપમાન-સહિષ્ણુ (thermophilic) બેક્ટેરિયામાંથી મેળવવામાં આવે છે.
આ બેક્ટેરિયા ગરમ પાણીના ઝરા જેવા ઊંચા તાપમાનવાળા વાતાવરણમાં જીવી શકે છે.
તેના ઉદ્ભવને કારણે,$Taq$ પોલીમરેઝ ઉત્સેચક ઉષ્મા-સ્થાયી (thermostable) હોય છે,જેનો અર્થ છે કે તે પોલીમરેઝ ચેઈન રિએક્શન $(PCR)$ પ્રક્રિયાના ડિનેચ્યુરેશન તબક્કા દરમિયાન જરૂરી ઊંચા તાપમાનને સહન કરી શકે છે.
તેથી,$DNA$ ના ટુકડાઓને એમ્પ્લીફાય (વધારી) કરવા માટે $PCR$ માં તેનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.

(A) $\text{પસંદગીમાન રેખક}$ (Selectable marker) એ એક એવું જનીન છે જે કોષમાં દાખલ કરવામાં આવે છે, ખાસ કરીને બેક્ટેરિયા અથવા સંવર્ધિત કોષોમાં, જે કૃત્રિમ પસંદગી માટે યોગ્ય લક્ષણ પ્રદાન કરે છે。
રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીમાં, તે બિન-રૂપાંતરિત કોષોને ઓળખવામાં અને દૂર કરવામાં તથા રૂપાંતરિત કોષોની વૃદ્ધિને પસંદગીયુક્ત રીતે પરવાનગી આપવામાં મદદ કરે છે。
તેના ઉદાહરણોમાં $ampicillin$, $chloramphenicol$, $tetracycline$ અથવા $kanamycin$ જેવા એન્ટિબાયોટિક્સ સામે પ્રતિકાર આપતા જનીનોનો સમાવેશ થાય છે。

(B) રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ એવા ઉત્સેચકો છે જે $DNA$ માં ચોક્કસ પેલિન્ડ્રોમિક ન્યુક્લિઓટાઈડ ક્રમને ઓળખે છે અને $DNA$ અણુની બંને શૃંખલાઓ પર ચોક્કસ સ્થાનો પર શર્કરા-ફોસ્ફેટ બેકબોનને કાપે છે.
વિકલ્પ $A$ સાચો છે કારણ કે આ ઉત્સેચકો ચોક્કસ આંતરિક સ્થાનો પર કાર્ય કરે છે.
વિકલ્પ $B$ ખોટો છે કારણ કે રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ $DNA$ ડબલ હેલિક્સની બંને શૃંખલાઓને કાપે છે,માત્ર એકને નહીં.
વિકલ્પ $C$ સાચો છે કારણ કે તેઓ શર્કરા-ફોસ્ફેટ બેકબોનમાં ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધોને તોડે છે.
વિકલ્પ $D$ સાચો છે કારણ કે તેઓ ચોક્કસ પેલિન્ડ્રોમિક ક્રમોને ઓળખે છે.

(A) પેલિન્ડ્રોમિક ક્રમ એ ન્યુક્લિક એસિડનો ($DNA$ અથવા $RNA$) એવો ક્રમ છે જે એક શૃંખલા પર $5'$ થી $3'$ દિશામાં વાંચતા અને તેની પૂરક શૃંખલા પર $5'$ થી $3'$ દિશામાં વાંચતા સમાન રહે છે.
વિકલ્પ $A$ માં:
$5' - GAATTC - 3'$
$3' - CTTAAG - 5'$
ઉપરની શૃંખલાને $5'$ થી $3'$ વાંચતા $GAATTC$ મળે છે. નીચેની શૃંખલાને $5'$ થી $3'$ (જે રજૂઆતમાં જમણેથી ડાબે છે) વાંચતા પણ $GAATTC$ મળે છે.
આ એક લાક્ષણિક પેલિન્ડ્રોમિક ક્રમ છે જે રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચક $EcoRI$ દ્વારા ઓળખાય છે.

(A) $1984$ માં કેરી મુલિસ દ્વારા વિકસિત,$PCR$ એ હવે તબીબી અને જૈવિક સંશોધન પ્રયોગશાળાઓમાં વિવિધ ઉપયોગો માટે એક સામાન્ય અને અનિવાર્ય તકનીક છે.
આમાં સિક્વન્સિંગ માટે $DNA$ ક્લોનિંગ,$DNA$ આધારિત ફાઈલોજેની,અથવા જનીનોનું કાર્યાત્મક વિશ્લેષણ; આનુવંશિક રોગોનું નિદાન; આનુવંશિક ફિંગરપ્રિન્ટ્સની ઓળખ (ફોરેન્સિક વિજ્ઞાન અને પિતૃત્વ પરીક્ષણમાં વપરાય છે); અને ચેપી રોગોની શોધ અને નિદાનનો સમાવેશ થાય છે.
$1993$ માં,મુલિસને $PCR$ પરના તેમના કાર્ય માટે રસાયણશાસ્ત્રમાં નોબેલ પુરસ્કાર મળ્યો હતો.

(C) હાઇબ્રિડાઇઝેશન પ્રોબ એ $DNA$ નો એક ટુકડો છે જેની લંબાઈ અલગ-અલગ હોય છે,જેનો ઉપયોગ $DNA$ નમૂનાઓમાં ન્યુક્લિયોટાઇડ ક્રમ (જે $DNA$ લક્ષ્ય છે) ની હાજરી શોધવા માટે થાય છે જે પ્રોબના ક્રમ સાથે પૂરક હોય છે.
પ્રોબ સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ $DNA$ સાથે હાઇબ્રિડાઇઝ થાય છે,જેનો બેઝ ક્રમ પ્રોબ અને લક્ષ્ય વચ્ચેની પૂરકતાને કારણે બેઝ-પેરિંગની મંજૂરી આપે છે.
તેથી,જીનોમિક લાઇબ્રેરીમાંથી રસ ધરાવતા જનીનોને ઓળખવા અને પસંદ કરવા માટે ખાસ કરીને $DNA$ પ્રોબ્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

(C) $DNA$ અણુમાં પેલિન્ડ્રોમિક ક્રમ એટલે બેઝની એવી જોડી જે બંને શૃંખલાઓ પર સમાન રીતે વંચાય છે,જ્યારે વાંચવાની દિશા સમાન $(5' \rightarrow 3')$ રાખવામાં આવે.
રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચકો $DNA$ ને કાપવા માટે ચોક્કસ પેલિન્ડ્રોમિક ક્રમોને ઓળખે છે.
વિકલ્પ $(c)$ માં,એક શૃંખલા પરનો ક્રમ $5'-GAATTC-3'$ છે,જેની પૂરક શૃંખલા પર $3'-CTTAAG-5'$ છે.
જ્યારે $5' \rightarrow 3'$ દિશામાં વાંચવામાં આવે,ત્યારે બંને શૃંખલાઓ $GAATTC$ ક્રમ આપે છે,જે રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચક $EcoRI$ માટેનું જાણીતું ઓળખ સ્થાન છે.

(B) પસંદગીપાત્ર માર્કર (Selectable marker) એ એક જનીન છે જે ટ્રાન્સફોર્મન્ટ્સ (જે કોષોએ રિકોમ્બિનન્ટ વેક્ટર લીધું છે) ની પસંદગી કરવામાં મદદ કરે છે અને નોન-ટ્રાન્સફોર્મન્ટ્સને દૂર કરે છે. વિકલ્પ $B$ ખોટો છે કારણ કે પસંદગીપાત્ર માર્કર ટ્રાન્સફોર્મન્ટ્સની વૃદ્ધિને પરવાનગી આપે છે,નોન-ટ્રાન્સફોર્મન્ટ્સની નહીં.

(A) પ્લાઝમિડ એ બેક્ટેરિયામાં જોવા મળતા નાના,ગોળાકાર,બેવડી શૃંખલા ધરાવતા $DNA$ અણુઓ છે જે કોષના રંગસૂત્રીય $DNA$ થી અલગ હોય છે.
તેઓ કુદરતી રીતે બેક્ટેરિયા અને કેટલાક સુકોષકેન્દ્રી સજીવોમાં જોવા મળે છે.
તેઓ સ્વતંત્ર રીતે સ્વયંજનન પામી શકે છે અને ચોક્કસ જનીનો ધરાવતા હોવાથી,તેનો ઉપયોગ રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજી (જનીન ઇજનેરી વિદ્યા) માં વાહક તરીકે થાય છે,જેથી વિદેશી જનીનોને યજમાન કોષમાં દાખલ કરી શકાય.
આમ,વિધાન અને કારણ બંને સાચા છે અને કારણ એ વિધાનની યોગ્ય સમજૂતી આપે છે.

(C) રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચકો,જે એન્ડોન્યુક્લિએઝનો એક પ્રકાર છે,તે $DNA$ શૃંખલાની લંબાઈનું નિરીક્ષણ કરીને કાર્ય કરે છે.
એકવાર તેઓ ચોક્કસ ઓળખ ક્રમ શોધી લે,પછી તેઓ તેની સાથે જોડાય છે અને દ્વિ-કુંડલિત $DNA$ ની બંને શૃંખલાઓને ચોક્કસ સ્થાનેથી કાપે છે,જેનાથી છેડાઓ પર એકલ-શૃંખલામય ભાગો બાકી રહે છે.
આના પરિણામે બહાર નીકળેલા ભાગો બને છે જેને ચીપકુ છેડા (sticky ends) કહેવામાં આવે છે.
તેમને આ નામ એટલા માટે આપવામાં આવ્યું છે કારણ કે તેઓ તેમના પૂરક ભાગો સાથે હાઇડ્રોજન બંધ બનાવે છે; એટલે કે,તેઓ $DNA$ લિગેઝ ઉત્સેચકની મદદથી અન્ય સ્ત્રોતમાંથી મેળવેલા $DNA$ ટુકડાઓના સમાન પૂરક છેડાઓને જોડી શકે છે.
તેથી,છેડાઓની ચીપકાટ એ $DNA$ લિગેઝ ઉત્સેચકની ક્રિયાને સરળ બનાવે છે,$DNA$ પોલિમરેઝની નહીં.
આમ,વિધાન સાચું છે,પરંતુ કારણ ખોટું છે.

(B) સાચી જોડ નીચે મુજબ છે:
$(a)$ રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ: આ ઉત્સેચકો $DNA$ અણુની અંદર ચોક્કસ ઓળખ ક્રમ પરથી $DNA$ ને કાપે છે। તેથી, $(a) - (iii)$.
$(b)$ રિસ્ટ્રિક્શન એક્ઝોન્યુક્લિએઝ: આ ઉત્સેચકો $DNA$ અણુના છેડાઓ પરથી ન્યુક્લિઓટાઈડ્સ દૂર કરે છે। તેથી, $(b) - (iv)$.
$(c)$ $DNA$ લાઈગેઝ: આ ઉત્સેચક આણ્વિક ગુંદર તરીકે કાર્ય કરે છે, જે ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધ બનાવીને $DNA$ ના ટુકડાઓને જોડે છે। તેથી, $(c) - (i)$.
$(d)$ $Taq$ પોલીમરેઝ: આ એક ઉષ્મા-સ્થાયી ઉત્સેચક છે જેનો ઉપયોગ $PCR$ માં જીનોમિક $DNA$ ટેમ્પલેટ પર પ્રાઈમર્સને લંબાવવા માટે થાય છે। તેથી, $(d) - (ii)$.
તેથી, સાચો ક્રમ $a-iii, b-iv, c-i, d-ii$ છે.

(A) પ્લાઝમિડ વેક્ટર $pBR322$ એ બાયોટેકનોલોજીમાં સૌથી વધુ વપરાતા ક્લોનિંગ વેક્ટર્સમાંનું એક છે.
તેમાં બે અલગ-અલગ એન્ટિબાયોટિક પ્રતિરોધક જનીનો હોય છે,જે પસંદગીમાન ચિહ્નક (selectable markers) તરીકે કાર્ય કરે છે.
આ જનીનો $amp^R$ જનીન છે,જે એમ્પિસિલિન સામે પ્રતિકાર આપે છે,અને $tet^R$ જનીન છે,જે ટેટ્રાસાયક્લિન સામે પ્રતિકાર આપે છે.
આ ચિહ્નકો ક્લોનિંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન બિન-રિકોમ્બિનન્ટ કોષોમાંથી રિકોમ્બિનન્ટ કોષોને ઓળખવા અને પસંદ કરવામાં મદદ કરે છે.

(A) પસંદગીમાન ચિહ્નક એ કોષમાં દાખલ કરવામાં આવેલ એક જનીન છે,ખાસ કરીને બેક્ટેરિયા અથવા સંવર્ધન કરેલા કોષોમાં,જે કૃત્રિમ પસંદગી માટે યોગ્ય લક્ષણ પ્રદાન કરે છે.
રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીમાં,પસંદગીમાન ચિહ્નકો (જેમ કે એન્ટિબાયોટિક પ્રતિરોધક જનીનો) નો ઉપયોગ બિન-રૂપાંતરિતો (જે કોષોએ રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ગ્રહણ કર્યો નથી) ને ઓળખવા અને દૂર કરવા માટે થાય છે,અને તે રૂપાંતરિતો (જે કોષોએ સફળતાપૂર્વક રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ગ્રહણ કર્યો છે) ને પસંદગીયુક્ત રીતે વૃદ્ધિ કરવા દે છે.
આ સુનિશ્ચિત કરે છે કે માત્ર ઇચ્છિત રૂપાંતરિત કોષો જ પુનર્જીવિત અથવા સંવર્ધિત થાય છે.

(C) એક્સોન્યુક્લિએઝ એવા ઉત્સેચકો છે જે $DNA$ અણુઓના છેડાઓ પરથી ન્યુક્લિઓટાઇડ્સને દૂર કરે છે.
તેનાથી વિપરીત,એન્ડોન્યુક્લિએઝ $DNA$ અણુની અંદર ચોક્કસ સ્થાનો પર કાપ મૂકે છે.
$DNA$ લિગેઝ એ એક ઉત્સેચક છે જે $DNA$ ના ટુકડાઓને જોડે છે.
પ્રોટીએઝ એ પ્રોટીનનું પાચન કરતા ઉત્સેચકો છે.
તેથી,$DNA$ ના છેડાઓ પરથી ન્યુક્લિઓટાઇડ્સ દૂર કરવા માટેનો સાચો ઉત્સેચક એક્સોન્યુક્લિએઝ છે.

(A) $E. coli$ એક બેક્ટેરિયા છે,જેના પ્લાઝમિડનો ઉપયોગ યજમાન કોષોમાં વિદેશી $DNA$ ખંડ દાખલ કરવા માટે ક્લોનિંગ વાહક તરીકે વ્યાપકપણે થાય છે.
$Bacillus thuringiensis$ એક બેક્ટેરિયા છે,જેમાંથી એક વિશિષ્ટ જનીન અલગ કરીને કપાસના છોડમાં દાખલ કરવામાં આવે છે જેથી કીટ-પ્રતિકારક છોડ ઉત્પન્ન થાય,જેને સામાન્ય રીતે $Bt$ કોટન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(A) રેસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ $\text{EcoRI}$ એ $\text{Escherichia coli}$ બેક્ટેરિયાની $\text{RY13}$ સ્ટ્રેનમાંથી મેળવવામાં આવે છે.
$\text{EcoRI}$ નામમાં,પ્રથમ અક્ષર '$E$' એ પ્રજાતિ $\text{Escherichia}$ પરથી અને પછીના બે અક્ષરો 'co' એ જાતિ $\text{coli}$ પરથી આવે છે.
અક્ષર '$R$' એ સ્ટ્રેન $\text{RY13}$ પરથી લેવામાં આવ્યો છે,અને રોમન અંક '$I$' એ દર્શાવે છે કે આ ઉત્સેચક તે બેક્ટેરિયલ સ્ટ્રેનમાંથી કયા ક્રમમાં અલગ કરવામાં આવ્યો હતો.

(N/A) ઉપયોગમાં લેવાતો રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ ઉત્સેચક $BamHI$ છે.
તે ચોક્કસ પેલિન્ડ્રોમિક ક્રમ $5'-GGATCC-3'$ ને ઓળખે છે.
આ ઉત્સેચક બંને શૃંખલાઓ પર $G$ અને $G$ અવશેષોની વચ્ચે $DNA$ ને કાપે છે.
આકૃતિ દ્વારા રજૂઆત:
$5'-G \downarrow GATCC-3'$
$3'-CCTAG \uparrow G-5'$
ઉત્પન્ન થતી નીપજો:
$5'-G-3'$ અને $5'-GATCC-3'$
$3'-CCTAG-5'$ અને $3'-G-5'$
આના પરિણામે 'સ્ટીકી એન્ડ્સ' (ચીકણા છેડા) અથવા 'કોહેસિવ એન્ડ્સ' બને છે જે રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજી માટે આવશ્યક છે.

(N/A) ના,સુકોષકેન્દ્રી કોષોમાં રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ હોતા નથી. સુકોષકેન્દ્રી કોષોમાં,$DNA$ અણુઓ મિથાઇલેઝ નામના ચોક્કસ ઉત્સેચકો દ્વારા મોટા પ્રમાણમાં મિથાઇલેટેડ હોય છે. આ મિથાઇલેશન પ્રક્રિયા $DNA$ ને રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચકોની પ્રવૃત્તિથી બચાવવા માટે એક રક્ષણાત્મક કવચ તરીકે કાર્ય કરે છે. તમામ રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ ઉત્સેચકો બેક્ટેરિયા અથવા આદિકોષકેન્દ્રી (prokaryotic) કોષોની વિવિધ જાતોમાંથી અલગ કરવામાં આવ્યા છે,જ્યાં તેઓ વાયરલ $DNA$ સામે રક્ષણ મેળવવા માટેના સંરક્ષણ તંત્રના ભાગરૂપે કાર્ય કરે છે.

(N/A) $DNA$ અણુમાં પેલિન્ડ્રોમિક ન્યુક્લિયોટાઇડ ક્રમ એવા બેઝની જોડી છે જે $5^{\prime} \rightarrow 3^{\prime}$ અને $3^{\prime} \rightarrow 5^{\prime}$ બંને દિશામાં વાંચતા સમાન રહે છે. આ ક્રમ રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ ઉત્સેચકો માટે ઓળખના સ્થાનો તરીકે કાર્ય કરે છે.
પેલિન્ડ્રોમિક $DNA$ ક્રમના પાંચ ઉદાહરણો નીચે મુજબ છે:
$(i)$ $5^{\prime}-GAATTC-3^{\prime}$ / $3^{\prime}-CTTAAG-5^{\prime}$
$(ii)$ $5^{\prime}-GGATCC-3^{\prime}$ / $3^{\prime}-CCTAGG-5^{\prime}$
$(iii)$ $5^{\prime}-AAGCTT-3^{\prime}$ / $3^{\prime}-TTCGAA-5^{\prime}$
$(iv)$ $5^{\prime}-ACGCGT-3^{\prime}$ / $3^{\prime}-TGCGCA-5^{\prime}$
$(v)$ $5^{\prime}-ACTAGT-3^{\prime}$ / $3^{\prime}-TGATCA-5^{\prime}$

(N/A) $PCR$ - પોલિમરેઝ ચેઈન રિએક્શન (in vitro પદ્ધતિ) એ એક મોલેક્યુલર બાયોલોજીકલ ટેકનિક છે,જેનો ઉપયોગ $DNA$ ના એક નાના ટુકડા અથવા તેની થોડી નકલોને ટૂંકા સમયમાં (આશરે $2$ કલાક) લાખો નકલોમાં એન્ઝાઈમેટિક રીતે વિસ્તૃત (amplify) કરવા માટે થાય છે.
$PCR$ ના $3$ તબક્કાઓ છે:
$(i)$ ડિનેચરશન ($96\,^{\circ}C$ પર): ઈચ્છિત ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ $DNA$ ને સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ $DNA$ $(ssDNA)$ માં અલગ કરવું.
$(ii)$ એનિલિંગ ($55-65\,^{\circ}C$ પર): પ્રાઈમર્સનું $ssDNA$ ટેમ્પલેટ સાથે જોડાણ.
$(iii)$ એક્સટેન્શન ($72\,^{\circ}C$ પર): $Thermus$ $aquaticus$ બેક્ટેરિયામાંથી મેળવેલ Taq $DNA$ પોલિમરેઝ દ્વારા નવા $DNA$ સ્ટ્રેન્ડનું સંશ્લેષણ.
ઉપયોગ: ઈચ્છિત જનીનનું એમ્પ્લીફિકેશન અથવા જનીન ક્લોનિંગ.
$(b)$ રિસ્ટ્રિક્શન એન્ઝાઇમ્સ અને $DNA$ - રિસ્ટ્રિક્શન એન્ઝાઇમ્સ એ એન્ઝાઇમ્સનો એક સમૂહ છે જેનો ઉપયોગ $DNA$ ના તંતુઓને કાપવા માટે થાય છે. દરેક એન્ઝાઇમ એક ચોક્કસ બેઝ સિક્વન્સને ઓળખે છે જેને રેકગ્નિશન સાઇટ અથવા રિસ્ટ્રિક્શન સાઇટ કહેવામાં આવે છે.
$(i)$ તેઓ વિદેશી $DNA$ ને કોષમાં પ્રવેશતા અટકાવે છે અને તેને ચોક્કસ સાઇટ્સ પર પાચન કરે છે. આ સાઇટ્સ સામાન્ય રીતે પેલિન્ડ્રોમિક હોય છે.
$(ii)$ તેઓ એન્ડોન્યુક્લિએઝ અને એક્સોન્યુક્લિએઝ બંને પ્રકારના હોય છે.
$(iii)$ તેઓ ઘણીવાર ચીકણા છેડા (sticky ends) ઉત્પન્ન કરે છે. રિસ્ટ્રિક્શન એન્ઝાઇમ્સ એ બેક્ટેરિયા દ્વારા વાયરલ હુમલા સામે રક્ષણ મેળવવા માટે વિકસિત થયેલી સંરક્ષણ પદ્ધતિ માનવામાં આવે છે.
$(c)$ કાઇટિનેઝ - કાઇટિનેઝ એ એક હાઇડ્રોલિટીક એન્ઝાઇમ છે જે કાઇટિનમાં રહેલા ગ્લાયકોસિડિક બંધોને તોડે છે. તેનો ઉપયોગ ફૂગના કોષની કોષદીવાલ તોડવા માટે થાય છે જેથી $DNA$ અથવા અન્ય કોષીય ઘટકોનું નિષ્કર્ષણ સરળ બને.

(N/A) પ્લાઝમિડ $DNA$ અને રંગસૂત્રીય $DNA$

$1$. પ્લાઝમિડ $DNA$ સ્વતંત્ર રીતે સ્વયંજનન પામે છે, જ્યારે રંગસૂત્રીય $DNA$ કોષકેન્દ્રના નિયંત્રણ હેઠળ સ્વયંજનન પામે છે।

$2$. પ્લાઝમિડ $DNA$ બેવડી શૃંખલામય અને વર્તુળાકાર હોય છે, જ્યારે રંગસૂત્રીય $DNA$ બેવડી શૃંખલામય, વર્તુળાકાર અથવા રેખીય હોઈ શકે છે।

$3$. પ્લાઝમિડ $DNA$ હિસ્ટોન પ્રોટીન સાથે જોડાયેલ હોતું નથી, જ્યારે રંગસૂત્રીય $DNA$ હિસ્ટોન પ્રોટીન સાથે સંકળાયેલ હોય છે।

$(b)$ $RNA$ અને $DNA$

$1$. $RNA$ માં રાઈબોઝ શર્કરા હોય છે, જ્યારે $DNA$ માં ડીઓક્સિરાઈબોઝ શર્કરા હોય છે।

$2$. $RNA$ સામાન્ય રીતે એકલ શૃંખલામય હોય છે, જ્યારે $DNA$ બેવડી શૃંખલામય હોય છે।

$3$. $RNA$ માં યુરેસિલ હોય છે, જ્યારે $DNA$ માં થાઈમિન હોય છે।

$(c)$ એક્ઝોન્યુક્લિએઝ અને એન્ડોન્યુક્લિએઝ

$1$. એક્ઝોન્યુક્લિએઝ $DNA$ ના છેડાઓ પરથી ન્યુક્લિઓટાઈડ દૂર કરે છે, જ્યારે એન્ડોન્યુક્લિએઝ $DNA$ ને ચોક્કસ આંતરિક સ્થાનો પરથી કાપે છે।

$2$. એક્ઝોન્યુક્લિએઝ ઘણીવાર બ્લન્ટ છેડા ઉત્પન્ન કરે છે, જ્યારે એન્ડોન્યુક્લિએઝ સ્ટીકી છેડા ઉત્પન્ન કરી શકે છે।

(N/A) વર્ષ $1963$ માં,$Escherichia$ $coli$ માં બેક્ટેરિયોફેજની વૃદ્ધિને અટકાવવા માટે જવાબદાર બે ઉત્સેચકો અલગ કરવામાં આવ્યા હતા. તેમાંથી એક $DNA$ માં મિથાઈલ સમૂહ ઉમેરતો હતો,જ્યારે બીજો $DNA$ ને કાપતો હતો.
$DNA$ ને કાપતા ઉત્સેચકોને રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ કહેવામાં આવે છે.
$Hind-II$ એ પ્રથમ શોધાયેલ રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ ઉત્સેચક છે.
$Hind-II$ હંમેશા છ બેઝ જોડીના ચોક્કસ ક્રમને ઓળખીને $DNA$ અણુઓને એક ચોક્કસ બિંદુએ કાપે છે. આ ચોક્કસ બેઝ ક્રમને $Hind-II$ માટે ઓળખ ક્રમ (recognition sequence) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
$Hind-II$ ઉપરાંત,આજે આપણે $900$ થી વધુ રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચકો વિશે જાણીએ છીએ જે $230$ થી વધુ બેક્ટેરિયાની જાતિઓમાંથી અલગ કરવામાં આવ્યા છે.
નામકરણ: આ ઉત્સેચકોનું નામકરણ તે કયા બેક્ટેરિયામાંથી મેળવવામાં આવ્યા છે તેના આધારે કરવામાં આવે છે. નામ ત્રણ કે ચાર અક્ષરોનું બનેલું હોય છે.
ઉદાહરણ તરીકે,$EcoRI$ માં:
- પ્રથમ અક્ષર '$E$' પ્રજાતિ $Escherichia$ પરથી આવે છે.
- પછીના બે અક્ષરો '$co$' જાતિ $coli$ પરથી આવે છે.
- અક્ષર '$R$' એ સ્ટ્રેઇન $(RY13)$ ના નામ પરથી લેવામાં આવ્યો છે.
- રોમન અંક '$I$' એ ક્રમ દર્શાવે છે જેમાં તે બેક્ટેરિયાની સ્ટ્રેઇનમાંથી ઉત્સેચકો અલગ કરવામાં આવ્યા હતા.

(N/A) રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચકો એ ન્યુક્લિએઝ નામના ઉત્સેચકોના મોટા વર્ગનો ભાગ છે.
$(i)$ એક્ઝોન્યુક્લિએઝ ઉત્સેચકો: તેઓ $DNA$ ના છેડાઓ પરથી ન્યુક્લિઓટાઇડ્સને દૂર કરે છે.
$(ii)$ એન્ડોન્યુક્લિએઝ ઉત્સેચકો: એન્ડોન્યુક્લિએઝ $DNA$ ની અંદર ચોક્કસ સ્થાનો પર કાપ મૂકે છે.
દરેક રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ $DNA$ શૃંખલાની લંબાઈનું નિરીક્ષણ કરીને કાર્ય કરે છે. એકવાર તેને ચોક્કસ ઓળખ ક્રમ (recognition sequence) મળી જાય,પછી તે $DNA$ સાથે જોડાય છે.
ત્યારબાદ તે બેવડી કુંતલમય શૃંખલાના બંને તંતુઓને તેમની શર્કરા-ફોસ્ફેટ બેકબોનમાં ચોક્કસ બિંદુઓ પર કાપે છે.
- દરેક રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ $DNA$ માં એક ચોક્કસ પેલિન્ડ્રોમિક ન્યુક્લિઓટાઇડ ક્રમને ઓળખે છે.
- $DNA$ માં પેલિન્ડ્રોમ એ બેઝ જોડીઓનો એવો ક્રમ છે જે બંને તંતુઓ પર સમાન રીતે વંચાય છે જ્યારે વાંચવાની દિશા સમાન રાખવામાં આવે છે.

(N/A) $DNA$ કાપવાની પ્રક્રિયા નીચે મુજબના સોપાનમાં થાય છે:
$1$. શુદ્ધ કરેલા $DNA$ અણુઓને ચોક્કસ રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચકો સાથે યોગ્ય પરિસ્થિતિઓમાં (તાપમાન,$pH$ અને બફર) સેવન (incubation) કરાવીને રિસ્ટ્રિક્શન પાચન કરવામાં આવે છે.
$2$. રિસ્ટ્રિક્શન પાચનની પ્રગતિ અને પૂર્ણતા તપાસવા માટે એગરોઝ જેલ ઇલેક્ટ્રોફોરેસિસનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.
$3$. $DNA$ એ ઋણ વીજભારિત અણુ હોવાથી,ઇલેક્ટ્રોફોરેસિસ દરમિયાન તે ધન ધ્રુવ (એનોડ) તરફ ગતિ કરે છે.
$4$. સમાન રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચકનો ઉપયોગ કરીને વેક્ટર $DNA$ સાથે પણ આ જ પ્રક્રિયાનું પુનરાવર્તન કરવામાં આવે છે,જેથી પૂરક સ્ટીકી છેડાઓ પ્રાપ્ત થાય.
$5$. અંતે,સ્ત્રોત $DNA$ માંથી કાપેલ 'ઇચ્છિત જનીન' અને રેખીય વેક્ટર $DNA$ ને મિશ્ર કરવામાં આવે છે અને તેમને જોડવા માટે $DNA$ લિગેઝ ઉત્સેચક ઉમેરવામાં આવે છે,જેના પરિણામે રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ તૈયાર થાય છે.

(N/A)

રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ	રિસ્ટ્રિક્શન એક્ઝોન્યુક્લિએઝ
$(1)$ એન્ડોન્યુક્લિએઝ $DNA$ અણુઓને ચોક્કસ આંતરિક સ્થાનો પરથી કાપે છે।	$(1)$ એક્ઝોન્યુક્લિએઝ $DNA$ અણુના છેડાઓ પરથી ન્યુક્લિઓટાઇડ્સને ક્રમશઃ દૂર કરે છે।
$(2)$ તેઓ ઉત્સેચકના પ્રકારના આધારે ઘણીવાર સ્ટીકી (ચીપકું) અથવા બ્લન્ટ (સપાટ) છેડાઓ ઉત્પન્ન કરે છે।	$(2)$ તેઓ સામાન્ય રીતે સ્ટીકી છેડાઓ ઉત્પન્ન કરતા નથી કારણ કે તેઓ છેડાઓ પર કાર્ય કરે છે।
$(3)$ તેઓ જનીન ટુકડાઓ બનાવવા માટે રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીમાં આવશ્યક સાધનો છે।	$(3)$ તેઓ મુખ્યત્વે $DNA$ રિપેર અને વિઘટનની પ્રક્રિયાઓમાં સામેલ છે।
$(4)$ ઉદાહરણોમાં $BamHI$, $HindIII$, $EcoRI$ નો સમાવેશ થાય છે।	$(4)$ ઉદાહરણોમાં $Exonuclease III$, $RecJ$ નો સમાવેશ થાય છે।

(N/A) રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીમાં,ઇચ્છિત $DNA$ ના ટુકડાને વેક્ટર સાથે જોડવો અથવા તેની નકલો તૈયાર કરવી જરૂરી છે. આ માટે વેક્ટર અને ઇચ્છિત $DNA$ ને ચોક્કસ રીતે કાપવા અનિવાર્ય છે.
એન્ડોન્યુક્લિએઝ $DNA$ ને અંદરના ભાગેથી ચોક્કસ સ્થાને કાપે છે,જેનાથી 'સ્ટીકી' (ચીપકું) છેડા ઉત્પન્ન થાય છે.
જ્યારે એક્ઝોન્યુક્લિએઝ $DNA$ ના છેડા પરથી ન્યુક્લિઓટાઇડ્સ દૂર કરે છે,જેનાથી સામાન્ય રીતે 'બ્લન્ટ' (સપાટ) છેડા બને છે.
ઇચ્છિત $DNA$ ના ટુકડાને વેક્ટર સાથે જોડવા માટે સ્ટીકી છેડા ખૂબ જ જરૂરી છે.
તેથી,રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજી માટે એક્ઝોન્યુક્લિએઝ કરતા એન્ડોન્યુક્લિએઝ વધુ યોગ્ય ઉત્સેચક છે.

(B) ના,એક્ઝોન્યુક્લિએઝ પસંદ કરવામાં આવશે નહીં. એક્ઝોન્યુક્લિએઝ એ રેખીય $DNA$ અણુના મુક્ત છેડાઓ પર કાર્ય કરે છે અને એક પછી એક ન્યુક્લિયોટાઇડ્સને દૂર કરે છે.
લિગેશન માટે યોગ્ય ચીકણા છેડાઓ ધરાવતા $DNA$ ટુકડાઓ બનાવવાને બદલે,એક્ઝોન્યુક્લિએઝ જનીન ધરાવતા $DNA$ ટુકડાને ટૂંકું કરી નાખશે અથવા સંપૂર્ણપણે વિઘટિત કરી દેશે.
વધુમાં,વર્તુળાકાર પ્લાઝમિડ (વેક્ટર) માં મુક્ત છેડાઓ હોતા નથી,તેથી એક્ઝોન્યુક્લિએઝ તેને બિલકુલ કાપી શકશે નહીં.
તેથી,રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝને પ્રાધાન્ય આપવામાં આવે છે કારણ કે તે ચીકણા અથવા બુઠ્ઠા છેડાઓ બનાવવા માટે $DNA$ ને ચોક્કસ આંતરિક સ્થાનો પર કાપે છે.

(A) રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચકોના નામકરણ માટેની પદ્ધતિ ચોક્કસ નિયમોને અનુસરે છે:
$1$. પ્રથમ અક્ષર '$H$' એ પ્રજાતિના નામ $\text{Haemophilus}$ પરથી લેવામાં આવ્યો છે.
$2$. પછીના બે અક્ષરો '$in$' એ જાતિના નામ $\text{influenza}$ પરથી લેવામાં આવ્યા છે.
$3$. અક્ષર '$d$' એ બેક્ટેરિયાની ચોક્કસ સ્ટ્રેન (strain) $\text{Rd}$ પરથી લેવામાં આવ્યો છે.
$4$. રોમન અંક '$III$' એ ક્રમ સૂચવે છે કે જેમાં આ ઉત્સેચકને બેક્ટેરિયાની તે ચોક્કસ સ્ટ્રેનમાંથી અલગ તારવવામાં આવ્યો હતો.

(N/A) વેક્ટરને એવી રીતે ડિઝાઇન કરવામાં આવે છે કે તેની ક્લોનિંગ સાઇટમાં ચોક્કસ રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચક માટે માત્ર એક જ વિશિષ્ટ ઓળખ સાઇટ (recognition site) હોય. જો કોઈ રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચક પાસે વેક્ટરમાં એકથી વધુ ઓળખ સાઇટ્સ હોય,તો તે ઉત્સેચક સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી વેક્ટર $DNA$ ના ઘણા ટુકડા થઈ જશે. આનાથી વેક્ટરની અખંડિતતા જોખમાય છે,જેના કારણે ઇચ્છિત જનીનનું જોડાણ કરવું અને સફળતાપૂર્વક રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ અણુ બનાવવો અશક્ય બની જાય છે.

(A) $Agrobacterium$ $tumefaciens$ ના ટ્યુમર-ઇન્ડ્યુસિંગ $(Ti)$ પ્લાઝમિડમાં ફેરફાર કરવા માટે તેના $T-DNA$ પ્રદેશને દૂર કરવામાં આવે છે,જે વનસ્પતિઓમાં ગાંઠ (tumor) બનાવવા માટે જવાબદાર છે.
આ પ્રક્રિયાને પ્લાઝમિડને 'નિઃશસ્ત્ર' (disarming) કરવું કહેવામાં આવે છે.
$T-DNA$ ને દૂર કરીને અને તેના સ્થાને ઇચ્છિત જનીન દાખલ કરીને,પ્લાઝમિડ એક બિન-રોગકારક ક્લોનિંગ વેક્ટર બની જાય છે.
તે તેની કુદરતી $vir$ (વિરુલન્સ) જનીન મિકેનિઝમનો ઉપયોગ કરીને વનસ્પતિ કોષોમાં ઇચ્છિત જનીનને સ્થાનાંતરિત કરવાની ક્ષમતા જાળવી રાખે છે.

(N/A) પ્લાઝમિડ એ નાના,ગોળાકાર,બેવડી શૃંખલા ધરાવતા $DNA$ અણુઓ છે જે કોષના રંગસૂત્રીય $DNA$ થી અલગ હોય છે.
તેઓ બેક્ટેરિયલ કોષના કોષરસમાં જોવા મળે છે અને સ્વયં-પ્રતિકૃતિ (autonomous replication) કરવામાં સક્ષમ છે.
બેક્ટેરિયામાં તેમની ભૂમિકા:
$1$. એન્ટિબાયોટિક પ્રતિકાર: પ્લાઝમિડ ઘણીવાર એવા જનીનો ધરાવે છે જે એન્ટિબાયોટિક્સ સામે પ્રતિકાર પૂરો પાડે છે,જેનાથી બેક્ટેરિયા પ્રતિકૂળ વાતાવરણમાં જીવી શકે છે.
$2$. જનીનિક આપ-લે: તેઓ સંયુગ્મન (conjugation) જેવી પ્રક્રિયાઓ દ્વારા બેક્ટેરિયા વચ્ચે જનીનોના આડા સ્થાનાંતરણ (horizontal gene transfer) માં મદદ કરે છે.
$3$. રોગકારકતાના પરિબળો: કેટલાક પ્લાઝમિડ એવા જનીનો ધરાવે છે જે બેક્ટેરિયાની રોગકારકતા અથવા ઉગ્રતામાં વધારો કરે છે.
$4$. ચયાપચયના કાર્યો: તેમાં જટિલ કાર્બનિક સંયોજનોના વિઘટન માટેના જનીનો હોઈ શકે છે,જે બેક્ટેરિયલ ચયાપચયમાં મદદ કરે છે.

(B) રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચકો,ખાસ કરીને ટાઇપ $II$ એન્ડોન્યુક્લિએઝ,$DNA$ ને ચોક્કસ પેલિન્ડ્રોમિક ક્રમ પર ઓળખે છે અને કાપે છે.
આ પ્રક્રિયા સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ ઓવરહેંગ્સ ધરાવતા ટુકડાઓ ઉત્પન્ન કરે છે જેને 'સ્ટીકી એન્ડ્સ' કહેવામાં આવે છે.
આ સ્ટીકી એન્ડ્સ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે કારણ કે તે $DNA$ ના ટુકડાને સમાન ઉત્સેચક દ્વારા કાપવામાં આવેલા વેક્ટર $DNA$ સાથે પૂરક બેઝ-પેરિંગ કરવાની મંજૂરી આપે છે.
જો ઉત્સેચકો રેન્ડમ સ્થાનો પર કાપે,તો પરિણામી ટુકડાઓમાં આ ચોક્કસ સ્ટીકી એન્ડ્સનો અભાવ હશે,જેના કારણે રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ અણુ બનાવવા માટે ઇચ્છિત જનીનને વેક્ટર સાથે જોડવું અશક્ય બનશે.

(N/A) આ અવલોકનનું કારણ બે $DNA$ અણુઓ વચ્ચેનો માળખાકીય તફાવત છે:
$1$. પ્લાઝમિડ એ ગોળાકાર $DNA$ અણુ છે. જ્યારે તેને એક જ સાઇટ પર રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચક વડે કાપવામાં આવે છે,ત્યારે તે રેખીય બને છે પરંતુ એક જ સળંગ અણુ રહે છે. તેથી,તે એગરોઝ જેલ પર એક જ બેન્ડ તરીકે દેખાય છે.
$2$. એક રેખીય $DNA$ અણુ,જ્યારે એક જ સાઇટ પર કાપવામાં આવે છે,ત્યારે તે બે અલગ ટુકડાઓમાં વિભાજિત થાય છે. આ ટુકડાઓનું કદ અલગ-અલગ હોવાથી,તેઓ એગરોઝ જેલ પર બે અલગ બેન્ડ તરીકે દેખાય છે.
આમ,પ્લાઝમિડની ગોળાકાર પ્રકૃતિ એક જ કટ પર વિભાજનને અટકાવે છે,જ્યારે રેખીય $DNA$ ભૌતિક રીતે બે ટુકડાઓમાં અલગ થઈ જાય છે.

(C) સિલેક્ટેબલ માર્કર એ એક એવું જનીન છે જે નોન-ટ્રાન્સફોર્મન્ટ્સને ઓળખવામાં અને દૂર કરવામાં મદદ કરે છે અને ટ્રાન્સફોર્મન્ટ્સની વૃદ્ધિને પસંદગીયુક્ત રીતે મંજૂરી આપે છે.
જો પ્લાઝમિડમાં સિલેક્ટેબલ માર્કરનો અભાવ હોય,તો જે કોષોએ પ્લાઝમિડ લીધું છે (ટ્રાન્સફોર્મન્ટ્સ) અને જેણે નથી લીધું (નોન-ટ્રાન્સફોર્મન્ટ્સ) તેમની વચ્ચે તફાવત કરવો અશક્ય બની જાય છે.
તેથી,પ્રયોગ પર નકારાત્મક અસર પડે છે કારણ કે સંશોધક સફળતાપૂર્વક ટ્રાન્સફોર્મ થયેલા યજમાન કોષોને વસ્તીમાંથી અલગ કરી શકતા નથી.

(N/A) ક્લોનિંગ વેક્ટર $pBR322$ ના પ્રમાણિત નકશાના આધારે:
$A$ એ $Bam HI$ માટેનું રિસ્ટ્રિક્શન સાઇટ દર્શાવે છે.
$B$ એ $Pst I$ માટેનું રિસ્ટ્રિક્શન સાઇટ દર્શાવે છે.
$C$ એ એમ્પિસિલિન પ્રતિરોધક જનીન દર્શાવે છે,જેને $amp^{R}$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(N/A) $Agrobacterium$ $tumefaciens$ ના ટ્યુમર ઇન્ડ્યુસિંગ $(Ti)$ પ્લાઝમિડને ક્લોનિંગ વેક્ટરમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવ્યું છે. આ સુધારેલ પ્લાઝમિડ હવે વનસ્પતિઓ માટે રોગકારક નથી,પરંતુ તે હજુ પણ તેના કુદરતી મિકેનિઝમનો ઉપયોગ કરીને ઇચ્છિત જનીનોને વિવિધ વનસ્પતિ કોષોમાં દાખલ કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. આ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ જિનેટિક એન્જિનિયરિંગમાં ટ્રાન્સજેનિક વનસ્પતિઓ બનાવવા માટે વ્યાપકપણે થાય છે.

(N/A) $(iii)$ ક્લોનિંગ જગ્યાઓ (Cloning Sites): વિદેશી $DNA$ ને જોડવા માટે,વાહકમાં સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચકો માટે ખૂબ જ ઓછી અથવા મોટે ભાગે એક જ ઓળખ જગ્યા (recognition site) હોવી જોઈએ. વાહકની અંદર એક કરતાં વધુ ઓળખ જગ્યાઓ હોવાથી તેના ઘણા ટુકડા થઈ જશે,જે જનીન ક્લોનિંગની પ્રક્રિયાને જટિલ બનાવે છે.
વિદેશી $DNA$ નું જોડાણ (ligation) બે પ્રતિજૈવિક અવરોધક (antibiotic resistance) જનીનોમાંથી એકમાં આવેલા રિસ્ટ્રિક્શન સ્થાન પર કરવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે,તમે વિદેશી $DNA$ ને વાહક $pBR322$ માં ટેટ્રાસાયક્લિન પ્રતિરોધક જનીનના $BamHI$ સ્થાને જોડી શકો છો.
પુનઃસંયોજિત પ્લાસ્મિડમાં વિદેશી $DNA$ ના પ્રવેશને કારણે ટેટ્રાસાયક્લિન અવરોધન ગુમાવે છે,પરંતુ પુનઃસંયોજિત ઘટકોને એમ્પિસિલિન ધરાવતા માધ્યમ પર પરિવર્તનીય ઘટકો (transformants) ના લેપન (plating) દ્વારા બિન-પુનઃસંયોજિત ઘટકોથી અલગ કરી શકાય છે.
એમ્પિસિલિનયુક્ત માધ્યમ પર વૃદ્ધિ પામતા પરિવર્તનીય ઘટકોને હવે ટેટ્રાસાયક્લિનયુક્ત માધ્યમ પર સ્થળાંતરિત કરવામાં આવે છે. પુનઃસંયોજિત ઘટકો એમ્પિસિલિન માધ્યમ પર વૃદ્ધિ પામશે પરંતુ ટેટ્રાસાયક્લિનયુક્ત માધ્યમ પર વૃદ્ધિ પામશે નહીં. જ્યારે બિન-પુનઃસંયોજિત ઘટકો બંને પ્રતિજૈવિક દ્રવ્યો ધરાવતા માધ્યમમાં વૃદ્ધિ પામશે.
આ કિસ્સામાં,એક પ્રતિજૈવિક અવરોધક જનીન પરિવર્તનીય ઘટકોની પસંદગીમાં મદદ કરે છે,જ્યારે બીજું પ્રતિજૈવિક અવરોધક જનીન વિદેશી $DNA$ ના પ્રવેશને કારણે નિષ્ક્રિય થઈ જાય છે અને પુનઃસંયોજિત ઘટકોની પસંદગીમાં મદદ કરે છે.

(A) સાચી જોડ નીચે મુજબ છે:
$(a)$ લાયગેઝ: તે આણ્વિક ગુંદર તરીકે કાર્ય કરે છે જે ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધ બનાવીને $DNA$ ના ભાગોને જોડે છે $(ii)$.
$(b)$ એન્ડોન્યુક્લિએઝ: આ ઉત્સેચકો $DNA$ ને ચોક્કસ આંતરિક સ્થાનો પર કાપે છે,જે ઘણીવાર સ્ટીકી એન્ડ્સ ઉત્પન્ન કરે છે $(iv)$.
$(c)$ એક્ઝોન્યુક્લિએઝ: આ ઉત્સેચકો $DNA$ અણુઓના છેડા પરથી એક પછી એક ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ દૂર કરે છે $(i)$.
$(d)$ $DNA$ પોલીમરેઝ: આ ઉત્સેચક $DNA$ ની નવી શૃંખલાઓના સંશ્લેષણ માટે આવશ્યક છે અને $DNA$ ક્રમમાં પુનરાવર્તિત એમ્પ્લીફિકેશન માટે $PCR$ માં વપરાય છે $(v)$.
તેથી,સાચો ક્રમ $(a-ii, b-iv, c-i, d-v)$ છે.

(N/A) રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજી માટેના પાંચ મુખ્ય સાધનો નીચે મુજબ છે:
$1$. રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ: આ ઉત્સેચકોનો ઉપયોગ $DNA$ અણુઓને ચોક્કસ ઓળખ ક્રમ પર કાપવા માટે થાય છે.
$2$. જેલ ઇલેક્ટ્રોફોરેસિસ: આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ $DNA$ ના ટુકડાઓને તેમના કદ અને વીજભારના આધારે અલગ કરવા માટે થાય છે.
$3$. લાઈગેઝ ઉત્સેચકો: આ ઉત્સેચકોનો ઉપયોગ રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ અણુઓ બનાવવા માટે $DNA$ ના ટુકડાઓને જોડવા માટે થાય છે.
$4$. $DNA$ ડિલિવરી સિસ્ટમ: યજમાન કોષોમાં રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ દાખલ કરવા માટે ઇલેક્ટ્રોપોરેશન,માઇક્રોઇન્જેક્શન અને જીન ગન જેવી પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ થાય છે.
$5$. સક્ષમ યજમાન (Competent host): બેક્ટેરિયા અથવા યીસ્ટ જેવા સજીવોનો ઉપયોગ યજમાન તરીકે થાય છે જે રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ને ગ્રહણ કરે છે અને તેનું સ્વયંજનન કરે છે.

(B) રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ $EcoRI$ એ $5^{\prime}-GAATTC-3^{\prime}$ અને $3^{\prime}-CTTAAG-5^{\prime}$ વિશિષ્ટ પેલિન્ડ્રોમિક ક્રમને ઓળખે છે.
જ્યારે શૃંખલાઓનું અભિમુખતા $5^{\prime}$ થી $3^{\prime}$ હોય ત્યારે આ ક્રમ બંને દિશામાં સમાન રીતે વંચાય છે.