Tools of recombinant DNA technology Questions in Gujarati

(C) આણ્વિય પ્રોબ એ $DNA$ અથવા $RNA$ નો ટૂંકો,એક-શૃંખલામય ખંડ છે જે રેડિયોએક્ટિવ લેબલ (દા.ત.,$P^{32}$) ધરાવે છે.
તે સામાન્ય રીતે $20-40$ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સનો બનેલો હોય છે.
પ્રોબને એવી રીતે ડિઝાઇન કરવામાં આવે છે કે તે ઇચ્છિત જનીનના ચોક્કસ ક્રમ સાથે પૂરક હોય,જેથી તે ઓળખ માટે લક્ષ્ય ક્રમ સાથે હાઇબ્રિડાઇઝ થઈ શકે.
તેથી,વિધાન $III$ અને $IV$ સાચા છે.

(D) રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીમાં,વેક્ટરમાં એન્ટિબાયોટિક રેઝિસ્ટન્સ જનીન (સિલેક્ટેબલ માર્કર) હોય છે જે બિન-રૂપાંતરિત કોષોને ઓળખવા અને દૂર કરવામાં મદદ કરે છે.
જ્યારે વિદેશી $DNA$ નો ટુકડો વેક્ટરમાં દાખલ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે ઘણીવાર એન્ટિબાયોટિક રેઝિસ્ટન્સ જનીનને વિક્ષેપિત કરે છે (ઇન્સર્શનલ ઇનએક્ટિવેશન).
આ સંશોધકોને રૂપાંતરિત કોષો (જેમણે પ્લાઝમિડ લીધું છે) અને બિન-રૂપાંતરિત કોષો વચ્ચે તફાવત કરવામાં,અને વધુમાં રિકોમ્બિનન્ટ કોષો (જેમાં વિદેશી $DNA$ છે) અને બિન-રિકોમ્બિનન્ટ કોષો (જેમાં મૂળ વેક્ટર છે) વચ્ચે તફાવત કરવામાં મદદ કરે છે.

(C) વેસ્ટર્ન બ્લોટિંગ ટેકનિક,જેને પ્રોટીન ઇમ્યુનોબ્લોટિંગ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે $1979$ માં $Harry \ Towbin$,$Theophil \ Staehelin$ અને $Julian \ Gordon$ દ્વારા વિકસાવવામાં આવી હતી.
આ ટેકનિકનો ઉપયોગ પેશીઓના હોમોજેનેટ અથવા અર્ક (extract) ના નમૂનામાં ચોક્કસ પ્રોટીન શોધવા માટે થાય છે.
તેમાં પ્રોટીનને જેલમાંથી મેમ્બ્રેન પર સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવે છે,ત્યારબાદ લક્ષિત પ્રોટીન માટે વિશિષ્ટ એન્ટિબોડીઝનો ઉપયોગ કરીને તેની ઓળખ કરવામાં આવે છે.
તેથી,સાચો જવાબ $Towbin$ છે.

(B) કોષની તેના પર્યાવરણમાંથી વિદેશી $DNA$ ગ્રહણ કરવાની ક્ષમતાને $Competence$ (ક્ષમતા) કહેવામાં આવે છે.
$Competence$ એ એક શારીરિક સ્થિતિ છે જે બેક્ટેરિયલ કોષને રૂપાંતરણ (transformation) કરવાની મંજૂરી આપે છે,જે આડી જનીન સ્થાનાંતરણની પ્રક્રિયા છે જેમાં બાહ્ય જનીનિક પદાર્થ કોષ દ્વારા ગ્રહણ કરવામાં આવે છે.
$Sexduction$ એ $F'$ ફેક્ટર દ્વારા રંગસૂત્રીય જનીનોના સ્થાનાંતરણનો સંદર્ભ આપે છે.
$Hfr$ એટલે કે 'High frequency of recombination',જે એક એવા બેક્ટેરિયા છે જેમાં મુખ્ય રંગસૂત્રીય $DNA$ માં સંયુગ્મી પ્લાઝમિડ સંકલિત હોય છે.
$Transduction$ એ એવી પ્રક્રિયા છે જેના દ્વારા વાયરસ અથવા વાયરલ વેક્ટર દ્વારા કોષમાં વિદેશી $DNA$ દાખલ કરવામાં આવે છે.

(A) રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ એ વિદેશી $DNA$ ટુકડાને વાહક (vector) માં દાખલ કરીને બનાવવામાં આવે છે. ઘણા ક્લોનિંગ વાહકોમાં,વિદેશી $DNA$ ને એન્ટિબાયોટિક પ્રતિરોધક જનીનોની અંદર આવેલા ચોક્કસ રિસ્ટ્રિક્શન સાઇટ્સ પર દાખલ કરવામાં આવે છે. આ દાખલ થવાની પ્રક્રિયાને કારણે એન્ટિબાયોટિક પ્રતિરોધક જનીન નિષ્ક્રિય થઈ જાય છે (insertional inactivation),જે રિકોમ્બિનન્ટ વસાહતોને ઓળખવા માટેનું એક મહત્વપૂર્ણ પગલું છે.

(A) $PCR$ દરમિયાન નવા $DNA$ શૃંખલાઓના સંશ્લેષણ માટે ઊંચા તાપમાને $(>90^{\circ}C)$ સ્થિર રહી શકે તેવા $DNA$ પોલિમરેઝની જરૂર હોય છે.
$PCR$ પ્રક્રિયાઓમાં સામાન્ય રીતે $Taq$ પોલિમરેઝ જેવા $DNA$ પોલિમરેઝનો ઉપયોગ થાય છે.
$Taq$ પોલિમરેઝને $Thermus$ $aquaticus$ નામના ઉષ્માપ્રિય બેક્ટેરિયામાંથી અલગ કરવામાં આવે છે.

(B) જિનેટિક એન્જિનિયરિંગ,જેને રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજી તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તેમાં ઇચ્છિત લક્ષણો મેળવવા માટે જનીનિક દ્રવ્યમાં ફેરફાર કરવામાં આવે છે.
પ્લાઝમિડ્સ એ નાના,ગોળાકાર,બેવડી શૃંખલા ધરાવતા $DNA$ અણુઓ છે જે કોષના રંગસૂત્રીય $DNA$ થી અલગ હોય છે.
જિનેટિક એન્જિનિયરિંગમાં,પ્લાઝમિડ્સનો ઉપયોગ ક્લોનિંગ અથવા અભિવ્યક્તિ માટે યજમાન કોષો (જેમ કે $E. coli$) માં વિદેશી જનીનોને દાખલ કરવા માટે વાહક (vectors) તરીકે વ્યાપકપણે કરવામાં આવે છે.
તેથી,પ્લાઝમિડ્સ એ જિનેટિક એન્જિનિયરિંગમાં આવશ્યક સાધનો છે.

(D) $Agrobacterium$ $tumefaciens$ એ જમીનમાં જોવા મળતું બેક્ટેરિયા છે જે કુદરતી જિનેટિક એન્જિનિયર તરીકે કાર્ય કરે છે,કારણ કે તે $T-DNA$ તરીકે ઓળખાતા $DNA$ ના ટુકડાને યજમાન વનસ્પતિના કોષોમાં સ્થાનાંતરિત કરી શકે છે,જેનાથી તે વનસ્પતિ કોષો એવા સંયોજનો ઉત્પન્ન કરે છે જેનો ઉપયોગ બેક્ટેરિયા કરી શકે છે. વનસ્પતિ કોષોને કુદરતી રીતે રૂપાંતરિત કરવાની આ ક્ષમતાનો ઉપયોગ બાયોટેકનોલોજીમાં વનસ્પતિઓમાં વિદેશી જનીનો દાખલ કરવા માટે વ્યાપકપણે કરવામાં આવે છે.

(B) રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીમાં,$DNA$ મુક્ત કરવા માટે કોષદીવાલને તોડવા માટે ચોક્કસ ઉત્સેચકોનો ઉપયોગ થાય છે.
$1$. વનસ્પતિ કોષોમાં સેલ્યુલોઝની બનેલી કોષદીવાલ હોય છે,જેનું વિઘટન $Cellulase$ ઉત્સેચક દ્વારા થાય છે.
$2$. ફૂગમાં કાઈટિનની બનેલી કોષદીવાલ હોય છે,જેનું વિઘટન $Chitinase$ ઉત્સેચક દ્વારા થાય છે.
$3$. બેક્ટેરિયામાં પેપ્ટિડોગ્લાયકેનની બનેલી કોષદીવાલ હોય છે,જેનું વિઘટન $Lysozyme$ ઉત્સેચક દ્વારા થાય છે.
$4$. લીલની કોષદીવાલ મુખ્યત્વે સેલ્યુલોઝ,ગેલેક્ટન્સ અને મેનન્સની બનેલી હોય છે. $Methylase$ એ $DNA$ મિથાઈલેશનમાં સામેલ ઉત્સેચક છે,કોષદીવાલના વિઘટનમાં નહીં. તેથી,$Algae-Methylase$ ની જોડી ખોટી રીતે જોડાયેલી છે.

(D) $PCR$ (પોલિમરેઝ ચેઈન રિએક્શન) ની લોકપ્રિયતા અને સફળતા મુખ્યત્વે થર્મોસ્ટેબલ $DNA$ પોલિમરેઝની ઉપલબ્ધતાને કારણે છે.
$PCR$ પ્રક્રિયા દરમિયાન,ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ $DNA$ ને ડિનેચર કરવા માટે પ્રતિક્રિયા મિશ્રણને ઊંચા તાપમાને $(>90^{\circ} C)$ ગરમ કરવામાં આવે છે.
સામાન્ય $DNA$ પોલિમરેઝ આ તાપમાને નિષ્ક્રિય થઈ જાય છે.
તેથી,$Taq$ પોલિમરેઝ (જે $Thermus$ $aquaticus$ નામના બેક્ટેરિયામાંથી અલગ કરવામાં આવે છે) જેવા થર્મોસ્ટેબલ $DNA$ પોલિમરેઝ આવશ્યક છે,કારણ કે તે વારંવાર ગરમ કરવાના ચક્ર પછી પણ સક્રિય રહે છે.

(C) $pBR322$ એ પ્રથમ કૃત્રિમ ક્લોનિંગ વેક્ટર હતું જે $1977$ માં બોલિવર અને રોડ્રિગ્ઝ દ્વારા બનાવવામાં આવ્યું હતું.
તેનો ઉપયોગ જનીન ક્લોનિંગના પ્રયોગોમાં વ્યાપકપણે થાય છે.
$pBR322$ ના નામમાં:
$p$ સૂચવે છે કે તે પ્લાઝમિડ છે.
$BR$ એ બોલિવર અને રોડ્રિગ્ઝ માટે વપરાય છે,જેમણે આ પ્લાઝમિડ બનાવ્યું હતું.
$322$ એ એક નંબર છે જે આ પ્લાઝમિડને તે જ પ્રયોગશાળામાં વિકસિત અન્ય પ્લાઝમિડથી અલગ પાડવા માટે આપવામાં આવ્યો છે.

(C) જિનેટિક એન્જિનિયરિંગમાં,$Restriction$ $endonucleases$ (રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ) નો ઉપયોગ $DNA$ ને ચોક્કસ ઓળખ ક્રમ પર કાપવા માટે થાય છે,જ્યારે $DNA$ $ligase$ (લાઈગેઝ) નો ઉપયોગ $DNA$ ના ટુકડાઓને જોડવા માટે થાય છે. તેથી,આ બંને ઉત્સેચકો રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીમાં પાયાના સાધનો છે.

(B) રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજી માટે જરૂરી મુખ્ય સાધનોમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:
$1$. ઉત્સેચકો (જેમ કે રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ,$DNA$ લાઈગેઝ,વગેરે)
$2$. ક્લોનિંગ વાહકો (વિદેશી $DNA$ ને યજમાનમાં લઈ જવા માટે)
$3$. સક્ષમ યજમાન સજીવો (રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ મેળવવા માટે)
$RNA$ પ્રાઈમરનો ઉપયોગ ખાસ કરીને પોલિમરેઝ ચેઈન રિએક્શન $(PCR)$ ટેકનિકમાં થાય છે,અને $DNA$ પ્રોબનો ઉપયોગ ચોક્કસ $DNA$ ક્રમની ઓળખ માટે થાય છે,પરંતુ તેમને ઉત્સેચકો,વાહકો અને યજમાન સજીવોની જેમ રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ અણુઓના પાયાના નિર્માણ માટેના 'મુખ્ય સાધનો' ગણવામાં આવતા નથી. તેથી,સાચો વિકલ્પ $I, IV$ અને $V$ છે.

(C) $RNA$ પોલિમરેઝ એ પ્રત્યાંકન (transcription) ની પ્રક્રિયામાં વપરાતો ઉત્સેચક છે,જ્યાં $DNA$ ટેમ્પલેટ પરથી $RNA$ નું સંશ્લેષણ થાય છે. તે $RNA$ પ્રાઈમરના સંશ્લેષણમાં સીધો ભાગ લેતું નથી (જે પ્રાઈમેઝ દ્વારા થાય છે).
શ્વસનની પ્રક્રિયા કણાભસૂત્ર (mitochondria) માં થાય છે,લાયસોઝોમમાં નહીં.
રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચકો જનીનિક ઇજનેરીમાં $DNA$ ને ચોક્કસ ઓળખ ક્રમ પર કાપવા માટે વપરાતા આવશ્યક સાધનો છે.
સેન્ટ્રલ ડોગ્મા એ $DNA$ થી $RNA$ અને $RNA$ થી પ્રોટીન સુધીની જનીનિક માહિતીના પ્રવાહને સમજાવે છે,માત્ર $DNA$ ના બંધારણને નહીં.

(B) પ્લાઝમિડ એ બેક્ટેરિયામાં જોવા મળતા રંગસૂત્ર બહારના,સ્વયં-પ્રતિકૃતિ પામતા,વર્તુળાકાર $DNA$ અણુઓ છે.
તેઓ ક્લોનિંગ વાહકો તરીકે યોગ્ય છે કારણ કે તેમની પાસે પ્રતિકૃતિનું ઉદ્ભવ સ્થાન ($ori$ site) હોય છે,જે તેમને યજમાન રંગસૂત્રીય $DNA$ થી સ્વતંત્ર રીતે પ્રતિકૃતિ પામવાની મંજૂરી આપે છે.
આ સ્વતંત્ર પ્રતિકૃતિ એ સુનિશ્ચિત કરે છે કે દાખલ કરેલ ઇચ્છિત જનીન યજમાન કોષની અંદર ઘણી વખત નકલ થાય છે.

(D) રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચકોને આણ્વિય છરીઓ અથવા આણ્વિય કાતર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે અને તેનો ઉપયોગ $DNA$ ને ચોક્કસ સ્થાનો પર કાપવા માટે થાય છે. આ ઉત્સેચકોની શોધ સૌપ્રથમ $1970$ માં $Smith$, $Nathan$ અને $Arber$ દ્વારા કરવામાં આવી હતી.

(B) જીન ક્લોનિંગ દરમિયાન,પ્લાઝમિડને જીન ટેક્સી અથવા વાહક (vector) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આણ્વિક જીવવિજ્ઞાનીઓ ઇચ્છિત જનીનને પ્લાઝમિડ $DNA$ માં દાખલ કરે છે.
ત્યારબાદ આ પુનઃસંયોજિત પ્લાઝમિડને યજમાન કોષમાં,જેમ કે જીવંત બેક્ટેરિયામાં દાખલ કરવામાં આવે છે જેથી જનીનનું સ્વયંજનન થઈ શકે.

(C) $Agrobacterium \text{ } tumefaciens$ માં ટ્યુમર-પ્રેરક $(Ti)$ પ્લાઝમિડ હોય છે, જે ચેપગ્રસ્ત વનસ્પતિઓમાં ક્રાઉન ગૉલ ગાંઠોનું નિર્માણ કરે છે.
આ આંતરક્રિયાનો સૌથી વધુ અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે કારણ કે વૈજ્ઞાનિકોએ $Ti$ પ્લાઝમિડને ક્લોનિંગ વાહક તરીકે કાર્ય કરવા માટે સફળતાપૂર્વક રૂપાંતરિત કર્યું છે.
ગાંઠ પેદા કરતા જનીનોને દૂર કરીને અને તેની જગ્યાએ ઇચ્છિત જનીનો દાખલ કરીને, તે વનસ્પતિ જનીન ઇજનેરી વિદ્યામાં યજમાન વનસ્પતિઓમાં વિદેશી $DNA$ સ્થાનાંતરિત કરવા માટેનું એક પાયાનું સાધન બની ગયું છે.

(D) ક્લોનિંગ વેક્ટર એ કોઈપણ સજીવમાંથી લેવામાં આવેલ $DNA$ નો એક નાનો ટુકડો છે,જેમાં ક્લોનિંગના હેતુ માટે વિદેશી $DNA$ નો ટુકડો દાખલ કરી શકાય છે.
આ વેક્ટર યજમાન કોષમાં વિદેશી આનુવંશિક દ્રવ્યને લઈ જવા માટે વાહક તરીકે કાર્ય કરે છે.
તેમને સામાન્ય રીતે વાહક $DNA$ અથવા જનીન વાહક તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે કારણ કે તેઓ યજમાન સજીવની અંદર દાખલ કરેલા $DNA$ ના સ્થાનાંતરણ અને પ્રતિકૃતિને સરળ બનાવે છે.
તેથી,આપેલ તમામ શબ્દોનો ઉપયોગ સમાન જૈવિક સાધનને વર્ણવવા માટે થાય છે.

(B) વેક્ટર એ $DNA$ અણુ છે જેનો ઉપયોગ વિદેશી જનીન સામગ્રીને બીજા કોષમાં કૃત્રિમ રીતે લઈ જવા માટે વાહન તરીકે થાય છે,જ્યાં તેનું પ્રતિકૃતિ (replication) અથવા અભિવ્યક્તિ (expression) થઈ શકે છે.
પ્લાઝમિડ અને બેક્ટેરિયોફેજ એ રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા વાહકો છે કારણ કે તેમની પાસે રંગસૂત્રીય $DNA$ ના નિયંત્રણથી સ્વતંત્ર રીતે બેક્ટેરિયલ કોષોમાં પ્રતિકૃતિ બનાવવાની ક્ષમતા હોય છે.

(C) હર્બર્ટ બોયરે શોધ્યું કે રિસ્ટ્રિક્શન એન્ઝાઇમ્સમાં $DNA$ શૃંખલાઓને ચોક્કસ રીતે કાપવાની ક્ષમતા હોય છે,જે શૃંખલાઓ પર 'સ્ટીકી એન્ડ્સ' (ચીપકું છેડા) તરીકે ઓળખાતા છેડાઓ છોડે છે. આ શોધ રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીના વિકાસ માટે પાયારૂપ હતી.

(A) એગરોઝ એ દરિયાઈ વનસ્પતિ (ખાસ કરીને જેલિડિયમ અને ગ્રાસિલેરિયા જેવી લાલ લીલ) માંથી મેળવવામાં આવતું કુદરતી પોલીસેકેરાઈડ છે.
જેલ ઈલેક્ટ્રોફોરેસિસની પ્રક્રિયામાં,$DNA$ ના ટુકડાઓ એગરોઝ જેલના છિદ્રોમાંથી પસાર થાય છે અને તેમના કદના આધારે અલગ પડે છે.

(A) જેલ ઇલેક્ટ્રોફોરેસિસમાં,$DNA$ ના ટુકડાઓને અલગ કરવાની પ્રક્રિયા માટે સૌ પ્રથમ $DNA$ ને નાના ટુકડાઓમાં કાપવાની જરૂર હોય છે.
આ કાપવાની પ્રક્રિયા રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ તરીકે ઓળખાતા વિશિષ્ટ ઉત્સેચકો દ્વારા કરવામાં આવે છે.
આ ઉત્સેચકો $DNA$ અણુમાં ચોક્કસ પેલિન્ડ્રોમિક ન્યુક્લિયોટાઇડ ક્રમને ઓળખે છે અને આ સ્થાનો પર અથવા તેની નજીક ફોસ્ફોડાયસ્ટર બંધોને તોડે છે,જેના પરિણામે વિવિધ લંબાઈના ટુકડાઓ મળે છે જેને પછી જેલ ઇલેક્ટ્રોફોરેસિસ દ્વારા અલગ કરી શકાય છે.

(B) રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીમાં,પસંદગીમાન ચિહ્ન (selectable marker) એ કોષમાં દાખલ કરવામાં આવેલ એક જનીન છે જે કૃત્રિમ પસંદગી માટે યોગ્ય લક્ષણ પ્રદાન કરે છે.
તે બિન-રૂપાંતરિત કોષોને ઓળખવા અને દૂર કરવામાં મદદ કરે છે અને પસંદગીયુક્ત રીતે રૂપાંતરિત કોષોની વૃદ્ધિને મંજૂરી આપે છે.
ક્લોરામ્ફેનિકોલ રેઝિસ્ટન્સ જનીન એન્ટિબાયોટિક ક્લોરામ્ફેનિકોલની હાજરીમાં રૂપાંતરિત કોષોની પસંદગી કરવાની ક્ષમતા આપે છે,તેથી તે પસંદગીમાન ચિહ્ન તરીકે કાર્ય કરે છે.

(B) રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીમાં,વાહકો $(Vectors)$ એવા $DNA$ અણુઓ છે જેનો ઉપયોગ વિદેશી $DNA$ ખંડને યજમાન કોષમાં લઈ જવા માટે કરવામાં આવે છે.
$A$ એ $Vector$ (વાહક) સૂચવે છે (દા.ત.,પ્લાઝમિડ અથવા બેક્ટેરિયોફેજ).
$B$ એ $DNA$ (ઇચ્છિત જનીન) સૂચવે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(B)$ છે.

(D) રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચકો,જેને મોલેક્યુલર કાતર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે બાયોટેકનોલોજીમાં આવશ્યક સાધનો છે.
$1$. તેનો ઉપયોગ $DNA$ ને ચોક્કસ ઓળખ ક્રમ પર કાપવા માટે થાય છે,જે રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ અણુઓ બનાવવાનું પ્રથમ પગલું છે.
$2$. તેનો ઉપયોગ જનીન મેપિંગમાં ચોક્કસ $DNA$ ટુકડાઓ (Restriction Fragment Length Polymorphism - $RFLP$) બનાવીને કરવામાં આવે છે,જે રંગસૂત્રો પર જનીનોને શોધવામાં મદદ કરે છે.
$3$. તેનો ઉપયોગ જનીનિક રોગોના નિદાનમાં એવા પરિવર્તનોને ઓળખીને કરવામાં આવે છે જે રિસ્ટ્રિક્શન સાઇટ્સને બદલે છે,જેનાથી ચોક્કસ જનીનિક વિકૃતિઓ શોધી શકાય છે.
તેથી,આપેલા તમામ વિકલ્પો રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચકોના સાચા ઉપયોગો છે.

(C) રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચકો એ ઉત્સેચકોનો એક વર્ગ છે જે $DNA$ માં ચોક્કસ ન્યુક્લિયોટાઇડ ક્રમ (પેલિન્ડ્રોમિક ક્રમ) ને ઓળખે છે અને $DNA$ ને ચોક્કસ સ્થાનો પર કાપે છે.
આ ઉત્સેચકો બેક્ટેરિયામાંથી મેળવવામાં આવે છે,જ્યાં તેઓ બેક્ટેરિયોફેજ સામે રક્ષણાત્મક પદ્ધતિ તરીકે કાર્ય કરે છે.
જો કે,જિનેટિક એન્જિનિયરિંગમાં,તેનો ઉપયોગ 'મોલેક્યુલર કાતર' તરીકે કોઈપણ સ્ત્રોતમાંથી $DNA$ અણુઓને કાપવા માટે થાય છે,પછી તે બેક્ટેરિયલ,વાયરલ અથવા સુકોષકેન્દ્રી હોય,જો તેમાં ચોક્કસ ઓળખ ક્રમ હાજર હોય.
તેથી,રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચકોનો ઉપયોગ કોઈપણ $DNA$ ટુકડાને કાપવા માટે કરી શકાય છે.

(D) રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ એ ઉત્સેચકો છે જે $DNA$ ને ચોક્કસ સ્થાનો પર કાપે છે.
આ ચોક્કસ સ્થાનોને ઓળખ શૃંખલાઓ (recognition sequences) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ શૃંખલાઓ સામાન્ય રીતે પ્રકૃતિમાં પેલિન્ડ્રોમિક હોય છે,જેનો અર્થ છે કે તે બંને શૃંખલાઓ પર બંને દિશામાં $(5' \rightarrow 3')$ સમાન રીતે વંચાય છે.
આપેલા તમામ શબ્દો આ સ્થાનોના સ્વભાવ અને કાર્યનું વર્ણન કરતા હોવાથી,સાચો જવાબ $D$ છે.

(C) $Taq$ પોલિમરેઝ,જે $Thermus$ $aquaticus$ બેક્ટેરિયામાંથી મેળવવામાં આવે છે,તે સિવાય અન્ય ઉષ્માસ્થાયી $DNA$ પોલિમરેઝ જેવા કે વેન્ટ $(Vent)$ પોલિમરેઝ (જે $Thermococcus$ $litoralis$ માંથી મેળવાય છે) અને $Pfu$ પોલિમરેઝ (જે $Pyrococcus$ $furiosus$ માંથી મેળવાય છે) નો પણ $PCR$ માં ઉપયોગ થાય છે. આ ઉત્સેચકોને પ્રાધાન્ય આપવામાં આવે છે કારણ કે તેઓ ઉચ્ચ ચોકસાઈ (high fidelity) ધરાવે છે અને $DNA$ ના વિકૃતિકરણ (denaturation) માટે જરૂરી ઊંચા તાપમાને પણ સ્થિર રહે છે.

(C) આપેલ $DNA$ ક્રમ $5^{\prime}-GTCGAC-3^{\prime}$ / $3^{\prime}-CAGCTG-5^{\prime}$ છે.
આ ક્રમ રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચક $Hind\;II$ માટેનું ઓળખ સ્થાન (recognition site) દર્શાવે છે.
$Hind\;II$ એ સૌપ્રથમ અલગ કરવામાં આવેલ રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ છે અને તે હંમેશા $6$ બેઝ જોડીના ચોક્કસ ઓળખ ક્રમને ઓળખીને $DNA$ અણુઓને ચોક્કસ બિંદુએ કાપે છે.
$Hind\;II$ માટેનો ઓળખ ક્રમ $GTCGAC$ છે.

(D) $1$. બેક્ટેરિયોફેજ એ વાયરસ છે જે બેક્ટેરિયાને સંક્રમિત કરે છે. તેથી,$A$ એ $Virus$ (વાયરસ) છે અને $B$ એ $Bacteria$ (બેક્ટેરિયા) છે.
$2$. કોસ્મિડ એ પ્લાઝમિડ અને $\lambda$ (લેમ્બડા) ફેજની $cos$ સાઇટના લક્ષણોને જોડીને બનાવવામાં આવેલા હાઇબ્રિડ વાહકો છે. તેથી,$C$ એ $Cosmid$ (કોસ્મિડ) છે.
$3$. આ વિગતોને વિકલ્પો સાથે સરખાવતા,સાચો જવાબ $A-$વાયરસ,$B-$બેક્ટેરિયા,$C-$કોસ્મિડ મળે છે.

(D) જનીનિક ઇજનેરી,અથવા રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજી,$DNA$ અણુઓને ચોકસાઈપૂર્વક મેનીપ્યુલેટ કરવાની ક્ષમતા પર આધારિત છે.
રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ એવા ઉત્સેચકો છે જે $DNA$ ને ચોક્કસ ઓળખ ક્રમ (recognition sequences) પર કાપીને 'આણ્વિક કાતર' તરીકે કાર્ય કરે છે.
આ ઉત્સેચકો મૂળરૂપે બેક્ટેરિયામાં બેક્ટેરિયોફેજ સામે રક્ષણાત્મક પદ્ધતિ તરીકે શોધાયા હતા.
એકવાર શુદ્ધ થયા પછી,આ રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝનો ઉપયોગ ઇન વિટ્રો (સજીવની બહાર) $DNA$ અણુઓને ચોક્કસ સ્થાનો પર કાપવા માટે કરી શકાય છે,જે રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ રચનાઓ બનાવવા માટેનું મૂળભૂત પગલું છે.

(D) જીન ગન પદ્ધતિ,જેને બાયોલિસ્ટિક ટેકનિક તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે મુખ્યત્વે વનસ્પતિઓ માટે વપરાતી પ્રત્યક્ષ જનીન સ્થાનાંતરણ પદ્ધતિ છે.
વિધાન $I$ સાચું છે: તેને ખરેખર બાયોલિસ્ટિક ટેકનિક કહેવામાં આવે છે.
વિધાન $II$ સાચું છે: આ પ્રક્રિયામાં,કોષો પર $DNA$ થી આવરીત સોના અથવા ટંગસ્ટનના ઉચ્ચ વેગ ધરાવતા સૂક્ષ્મ કણોનો મારો કરવામાં આવે છે.
વિધાન $III$ સાચું છે: આ તકનીકનો ઉપયોગ મકાઈ,ડાંગર અને ઘઉં જેવા મહત્વના પાકોને રૂપાંતરિત કરવા માટે સફળતાપૂર્વક કરવામાં આવ્યો છે.
તેથી,ત્રણેય વિધાનો સાચા છે.

(D) $pBR322$ વેક્ટરમાં,$amp^R$ એ એમ્પિસિલિન પ્રતિરોધક જનીન (ampicillin resistance gene) છે અને $tet^R$ એ ટેટ્રાસાયક્લિન પ્રતિરોધક જનીન (tetracycline resistance gene) છે. આ એન્ટિબાયોટિક પ્રતિરોધક જનીનો છે જે સિલેક્ટેબલ માર્કર તરીકે કાર્ય કરે છે. $Ori$ એ પ્રતિકૃતિની શરૂઆતનું સ્થાન (origin of replication) છે અને $Rop$ એ પ્લાઝમિડની પ્રતિકૃતિમાં સામેલ પ્રોટીન માટે કોડિંગ કરે છે.

(A) રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ અણુના નિર્માણમાં $DNA$ લિગેઝની મુખ્ય ભૂમિકા બે $DNA$ ટુકડાઓ વચ્ચે ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધ બનાવવાની છે.
$DNA$ લિગેઝ $DNA$ શૃંખલાના શર્કરા-ફોસ્ફેટ બેકબોનમાં રહેલી તિરાડો અથવા ગેપને સીલ કરીને 'મોલેક્યુલર ગ્લુ' (આણ્વિક ગુંદર) તરીકે કાર્ય કરે છે.
તે એક ન્યુક્લિયોટાઇડના $3'$-હાઇડ્રોક્સિલ છેડાને બીજા ન્યુક્લિયોટાઇડના $5'$-ફોસ્ફેટ છેડા સાથે જોડવાનું ઉત્તેજન આપે છે.
આ ઉત્સેચક વેક્ટર $DNA$ અને ઇન્સર્ટ $DNA$ ને જોડીને કાર્યક્ષમ રિકોમ્બિનન્ટ અણુ બનાવવા માટે અનિવાર્ય છે.

(B) લાઇગેઝ એવા ઉત્સેચકો છે જે બે મોટા અણુઓને નવા રાસાયણિક બંધ દ્વારા જોડાવા માટે ઉદ્દીપ્ત કરે છે। $DNA$ ટેકનોલોજીના સંદર્ભમાં, $DNA$ લાઇગેઝ એક ન્યુક્લિયોટાઇડના $3'-OH$ છેડા અને બીજા ન્યુક્લિયોટાઇડના $5'-\text{ફોસ્ફેટ}$ છેડા વચ્ચે ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધ બનાવવાની પ્રક્રિયાને ઉદ્દીપ્ત કરે છે। આ બંધમાં $C-O-P-O-C$ પરમાણુઓનું જોડાણ સામેલ છે, જે ખાસ કરીને શર્કરા-ફોસ્ફેટ બેકબોનમાં $P-O$ બંધ બનાવે છે।

(D) રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીમાં રિકોમ્બિનન્ટ અણુ બનાવવા માટે વાહક (vector) માં ચોક્કસ જનીન દાખલ કરવામાં આવે છે.
$Plasmids$ અને $Phages$ નો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે યજમાન કોષમાં વિદેશી $DNA$ લઈ જવા માટે વાહક તરીકે થાય છે.
$Restriction$ ઉત્સેચકો $DNA$ ને ચોક્કસ ઓળખ ક્રમ પર કાપીને સ્ટીકી અથવા બ્લન્ટ છેડા બનાવવા માટે અનિવાર્ય છે.
$DNA$ પોલિમરેઝ $III$ એ પ્રોકેરિયોટ્સ (જેમ કે $E. coli$) માં $DNA$ પ્રતિકૃતિ માટે જવાબદાર મુખ્ય ઉત્સેચક છે. તે સામાન્ય રીતે ઇન-વિટ્રો રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ અણુઓના નિર્માણમાં વપરાતું નથી; તેના બદલે,$DNA$ ટુકડાઓને જોડવા માટે $DNA$ લિગેઝનો ઉપયોગ થાય છે,અને કેટલીકવાર $DNA$ પોલિમરેઝ $I$ અથવા $Taq$ પોલિમરેઝનો ઉપયોગ ચોક્કસ કાર્યો માટે થાય છે.

(C) રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીમાં,$DNA$ ના ઇચ્છિત ખંડ અથવા જનીનને વાહક (vector) ના $DNA$ સાથે જોડવામાં આવે છે જેથી તે ગુણન પામીને જનીનની નકલો ઉત્પન્ન કરી શકે.
વાયરસ (જેમ કે બેક્ટેરિયોફેજ) અને પ્લાઝમિડ એ રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીમાં સૌથી વધુ વપરાતા ક્લોનિંગ વાહકો છે કારણ કે તેઓ યજમાન કોષોમાં સ્વયંજનન પામી શકે છે.

(A) જ્યારે જનીનમાં ન્યુક્લિયોટાઇડ્સનો ચોક્કસ ક્રમ જાણીતો હોય ત્યારે જનીનનું રાસાયણિક સંશ્લેષણ શક્ય છે.
આ પ્રક્રિયામાં ટૂંકા ઓલિગોન્યુક્લિયોટાઇડ્સનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે,જે ત્યારબાદ સંપૂર્ણ જનીન ક્રમ બનાવવા માટે જોડવામાં આવે છે.
આ તકનીક ખાસ કરીને નાના જનીનોના સંશ્લેષણ માટે અથવા ચોક્કસ ફેરફારો સાથે કૃત્રિમ જનીનો બનાવવા માટે ઉપયોગી છે.
રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચકો,સેન્જર પદ્ધતિ (જે સિક્વન્સિંગ માટે વપરાય છે),અથવા $cDNA$ સંશ્લેષણ (રિવર્સ ટ્રાન્સક્રિપ્શન) જેવી અન્ય પદ્ધતિઓ જનીનો મેળવવા માટેની અલગ અભિગમો છે,રાસાયણિક સંશ્લેષણ નથી.

(D) રિકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજીમાં,દાતા કોષ ઇચ્છિત જનીન પ્રદાન કરે છે. આનુવંશિક કોડ સાર્વત્રિક હોવાથી,કોઈપણ જીવંત સજીવ (પ્રોકેરિયોટિક અથવા યુકેરિયોટિક) ના જનીનોને અલગ કરી શકાય છે અને પ્રતિકૃતિ અને અભિવ્યક્તિ માટે યજમાન બેક્ટેરિયામાં દાખલ કરી શકાય છે. તેથી,કોઈપણ પ્રકારનો કોષ દાતા તરીકે કામ કરી શકે છે.

(C) $DNA$ પ્રોબ એ $DNA$ અથવા $RNA$ ની એકલ-શૃંખલા છે જેનો ક્રમ જાણીતો હોય છે.
તેને રેડિયોએક્ટિવ આઇસોટોપ અથવા ફ્લોરોસન્ટ ડાય વડે લેબલ કરવામાં આવે છે.
તેનો ઉપયોગ હાઇબ્રિડાઇઝેશનની પ્રક્રિયા દ્વારા $DNA$ અથવા $RNA$ ના નમૂનામાં પૂરક ન્યુક્લિયોટાઇડ ક્રમની હાજરી શોધવા માટે થાય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(A) થર્મોફિલિક બેક્ટેરિયામાંથી અલગ કરાયેલા થર્મોસ્ટેબલ ઉત્સેચકો 'Taq' અને 'Vent' એ $DNA$ પોલિમરેઝ છે.
$Taq$ પોલિમરેઝને થર્મોફિલિક બેક્ટેરિયમ $Thermus \; aquaticus$ માંથી અલગ કરવામાં આવે છે.
$Vent$ પોલિમરેઝને થર્મોફિલિક બેક્ટેરિયમ $Thermococcus \; litoralis$ માંથી અલગ કરવામાં આવે છે.
આ ઉત્સેચકોનો ઉપયોગ પોલિમરેઝ ચેઈન રિએક્શન $(PCR)$ ટેકનિકમાં વ્યાપકપણે થાય છે કારણ કે તે $DNA$ ના ડિનેચ્યુરેશન માટે જરૂરી ઊંચા તાપમાને પણ સ્થિર રહે છે.

(A) રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચકોના નામકરણની પદ્ધતિ નીચે મુજબ છે:
$1$. પ્રથમ અક્ષર સજીવના પ્રજાતિ (Genus) ના નામ પરથી આવે છે.
$2$. પછીના બે અક્ષરો જાતિ (species) ના નામ પરથી આવે છે.
$3$. ચોથો અક્ષર સજીવની સ્ટ્રેન (strain) દર્શાવે છે.
$4$. આ ઉત્સેચકો સામાન્ય રીતે પ્રોકેરિયોટિક સજીવો (બેક્ટેરિયા) માંથી મેળવવામાં આવે છે.
તેથી, $A = \text{Genus}$, $B = \text{species}$, $C = \text{strain}$, અને $D = \text{bacteria}$.

(D) વિધાન $I$ સાચું છે: $Eco RI$ ને ખરેખર બેક્ટેરિયા $Escherichia \; coli \; RY13$ માંથી અલગ કરવામાં આવે છે.
વિધાન $II$ સાચું છે: $Eco RI$ માટેનો ઓળખ ક્રમ $5^{\prime}-GAATTC-3^{\prime}$ અને $3^{\prime}-CTTAAG-5^{\prime}$ છે.
વિધાન $III$ સાચું છે: આ ઉત્સેચક બંને શૃંખલાઓ પર $G$ અને $A$ બેઝની વચ્ચે $DNA$ ને કાપે છે,જેના પરિણામે સ્ટીકી છેડા (sticky ends) બને છે.
આમ,આપેલા તમામ વિધાનો સાચા હોવાથી,સાચો જવાબ 'ઉપરમાંથી કોઈ પણ નહીં' છે.

(A) વેક્ટર તરીકે ઉપયોગમાં લેવાતા પ્લાઝમિડમાં સૌથી મહત્વનું લક્ષણ ઓરિજિન ઓફ રેપ્લિકેશન $(Ori)$ છે.
ઓરિજિન ઓફ રેપ્લિકેશન એ $DNA$ બેઝનો એક વિશિષ્ટ ક્રમ છે જે પ્રતિકૃતિની પ્રક્રિયા શરૂ કરવા માટે જવાબદાર છે.
જો પ્લાઝમિડમાં $Ori$ સાઇટ ન હોય,તો તે યજમાન કોષમાં પોતાની પ્રતિકૃતિ બનાવી શકતું નથી,જેના કારણે રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ અણુને જાળવી રાખવો અશક્ય બને છે.
જોકે પસંદગીમાન રેખક અને રિસ્ટ્રિક્શન સાઇટ્સ પણ વેક્ટર માટે જરૂરી છે,પરંતુ ઓરિજિન ઓફ રેપ્લિકેશન એ પ્લાઝમિડના સ્વયં-પ્રતિકૃતિ માટેની પાયાની જરૂરિયાત છે.

(D) પ્લાઝમિડ એ નાના,વર્તુળાકાર,બેવડી શૃંખલાવાળા $DNA$ અણુઓ છે જે કોષના રંગસૂત્રીય $DNA$ થી અલગ હોય છે.
તેનો ઉપયોગ જિનેટિક એન્જિનિયરિંગમાં વાહક તરીકે વ્યાપકપણે થાય છે કારણ કે તેમાં પ્રતિકૃતિનું ઉદગમ સ્થાન $(ori)$ હોય છે,જે તેમને યજમાન કોષમાં સ્વતંત્ર રીતે પ્રતિકૃતિ બનાવવાની મંજૂરી આપે છે.
તેઓ વર્તુળાકાર હોવાથી,તેમને કોઈ મુક્ત છેડા હોતા નથી,જે તેમને એક્સોન્યુક્લીઝ દ્વારા થતા વિઘટનથી સુરક્ષિત રાખે છે.
વધુમાં,તેમની વિદેશી $DNA$ ને વહન કરવાની ક્ષમતા તેમને યુકેરિયોટિક કોષો સહિતના યજમાન સજીવોમાં જનીનો સ્થાનાંતરિત કરવા માટે આદર્શ બનાવે છે.

(A) પ્રાઈમર્સ એ નાના,રાસાયણિક રીતે સંશ્લેષિત ઓલિગોન્યુક્લિયોટાઈડ્સ છે,જે સામાન્ય રીતે $10-18$ ન્યુક્લિયોટાઈડ્સ લાંબા હોય છે.
તેમને લક્ષિત $DNA$ ખંડના $3'$ છેડા પર હાજર વિશિષ્ટ અનુક્રમોને પૂરક બનાવવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવે છે.
આ પ્રાઈમર્સ મુક્ત $3'$-$OH$ સમૂહ પૂરો પાડે છે,જે $PCR$ દરમિયાન $DNA$ પોલિમરેઝ ઉત્સેચક માટે $DNA$ પ્રતિકૃતિની પ્રક્રિયા શરૂ કરવા માટે આવશ્યક છે.

(A) બેક્ટેરિયામાં,રિસ્ટ્રિક્શન-મોડિફિકેશન સિસ્ટમ બેક્ટેરિયોફેજ સામે રક્ષણાત્મક પદ્ધતિ તરીકે કાર્ય કરે છે. રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ ચોક્કસ $DNA$ ક્રમ ઓળખે છે અને તેને કાપે છે. યજમાનના પોતાના $DNA$ ને તેના પોતાના રિસ્ટ્રિક્શન ઉત્સેચકો દ્વારા વિઘટન થતું અટકાવવા માટે,બેક્ટેરિયા મિથાઈલેઝ ઉત્સેચક ઉત્પન્ન કરે છે. આ ઉત્સેચક યજમાન $DNA$ ના ઓળખ ક્રમમાં ચોક્કસ બેઝ પર મિથાઈલ જૂથ ઉમેરે છે. આ ફેરફાર રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝને યજમાન $DNA$ સાથે જોડાતા અથવા તેને કાપતા અટકાવે છે,આમ તેનું રક્ષણ કરે છે.

(D) $Agrobacterium \; tumefaciens$ એ જમીનમાં રહેતું બેક્ટેરિયમ છે જે ઘણા દ્વિદળી છોડ માટે કુદરતી રોગકારક તરીકે કાર્ય કરે છે.
તેમાં $Ti-plasmid$ (ટ્યુમર-ઇન્ડ્યુસિંગ પ્લાઝમિડ) હોય છે.
ચેપ દરમિયાન,તે $T-DNA$ તરીકે ઓળખાતા $DNA$ ના ચોક્કસ ખંડને યજમાન વનસ્પતિ કોષના જિનોમમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે.
આ $T-DNA$ વનસ્પતિના જિનોમમાં સંકલિત થાય છે અને અનિયંત્રિત કોષ વિભાજનને પ્રેરીને ગાંઠ (galls) નું નિર્માણ કરે છે.
તેથી,ત્રણેય વિધાનો ($I, II$ અને $III$) સાચા છે.

(C) સૌપ્રથમ શોધાયેલ રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ Hind $II$ હતું.
તેને $1970$ માં સ્મિથ,વિલકોક્સ અને કેલી દ્વારા Haemophilus influenzae બેક્ટેરિયામાંથી અલગ કરવામાં આવ્યું હતું.
Hind $II$ હંમેશા છ બેઝ જોડીના ચોક્કસ ક્રમને ઓળખીને $DNA$ અણુઓને ચોક્કસ બિંદુએ કાપે છે,જેને રિકગ્નિશન સિક્વન્સ (ઓળખ ક્રમ) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.