Tools of recombinant DNA technology Questions in Hindi

(C) एक क्लोनिंग संवाहक में स्वायत्त प्रतिकृति (autonomous replication) की अनुमति देने के लिए प्रतिकृति का उद्भव $(ori)$ होना आवश्यक है।
इसमें रूपांतरित कोशिकाओं (transformants) की पहचान करने के लिए एक चयन योग्य मार्कर जीन होना चाहिए।
विदेशी $DNA$ के प्रवेश की अनुमति देने के लिए इसमें एक विशिष्ट रिस्ट्रिक्शन एंजाइम के लिए केवल एक ही पहचान स्थल होना चाहिए।
एक ही रिस्ट्रिक्शन एंजाइम के लिए दो या अधिक पहचान स्थलों का होना संवाहक के विखंडन का कारण बनेगा,जो अवांछनीय है क्योंकि यह क्लोनिंग प्रक्रिया को जटिल बनाता है।

(B) आनुवंशिक इंजीनियरिंग में,पुनर्संयोजक $DNA$ (recombinant $DNA$) बनाने के लिए एक विदेशी $DNA$ (जैसे मानव $DNA$) को एक वाहक (vector) में डाला जाता है।
प्लाज्मिड बैक्टीरिया में पाए जाने वाले छोटे,गोलाकार,अतिरिक्त-गुणसूत्रीय $DNA$ अणु होते हैं जो गुणसूत्रीय $DNA$ से स्वतंत्र रूप से प्रतिकृति (replicate) करते हैं।
अपनी प्रतिकृति बनाने और विदेशी जीन को ले जाने की क्षमता के कारण,प्लाज्मिड का उपयोग वाहक के रूप में किया जाता है,ताकि मानव जीन को बैक्टीरिया में डालकर इंसुलिन या विकास हार्मोन जैसे वांछित उत्पाद प्राप्त किए जा सकें।

(D) किसी विदेशी $DNA$ को मेजबान कोशिका के भीतर गुणा करने के लिए,उसे मेजबान के जीनोम में एकीकृत होना चाहिए या एक ऐसे वेक्टर (जैसे प्लाज्मिड) का हिस्सा होना चाहिए जिसमें $ORI$ (Origin of Replication) अनुक्रम हो।
यदि विदेशी $DNA$ को केवल कोशिका द्रव्य या न्यूक्लियोइड में डाला जाता है और वह $ORI$ अनुक्रम से जुड़ा नहीं होता है,तो मेजबान कोशिका की प्रतिकृति मशीनरी इसे प्रतिकृति के लिए एक टेम्पलेट के रूप में नहीं पहचानेगी।
इसलिए,कोशिका द्रव्य या न्यूक्लियोइड में डाला गया विदेशी $DNA$ अपने आप गुणा नहीं कर सकता है।
केवल $ORI$ अनुक्रम से जुड़ा $DNA$,जैसे कि प्लाज्मिड में एकीकृत $DNA$,ही प्रतिकृति बना सकता है।

(D) रिकॉम्बिनेंट $DNA$ तकनीक में संवाहक (Vector) निम्नलिखित कारणों से अत्यंत आवश्यक है:
$1$. संवाहक में 'ओरिजिन ऑफ रेप्लिकेशन' $(ori)$ होता है,जो $DNA$ प्रतिकृति के लिए अनिवार्य है।
$2$. जब विदेशी $DNA$ को संवाहक के साथ जोड़ा जाता है,तो यह मेजबान कोशिका के भीतर संवाहक की सहायता से स्वतंत्र रूप से प्रतिकृति बनाता है।
$3$. इस प्रक्रिया के माध्यम से विदेशी $DNA$ की कई प्रतियां तैयार होती हैं,जो वांछित उत्पाद प्राप्त करने के लिए आवश्यक हैं।
अतः,दिए गए सभी विकल्प सही हैं।

(A) प्रथम पुनर्संयोजित $DNA$ अणु का निर्माण स्टेनली कोहेन और हर्बर्ट बॉयर द्वारा $1972$ में किया गया था।
उन्होंने $Salmonella typhimurium$ नामक जीवाणु में एंटीबायोटिक प्रतिरोध के लिए जिम्मेदार प्लाज्मिड से $DNA$ का एक टुकड़ा काटकर अलग किया था।
इस $DNA$ के टुकड़े को एक प्लाज्मिड वेक्टर से जोड़ा गया, जिसने $DNA$ के टुकड़े को $Escherichia coli$ में स्थानांतरित करने के लिए एक वाहक के रूप में कार्य किया।

(B) रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज को आणविक कैंची के रूप में जाना जाता है क्योंकि वे $DNA$ को विशिष्ट पहचान अनुक्रमों (recognition sequences) पर काटते हैं।
$1$. लाइगेज को आणविक गोंद (molecular glue) के रूप में जाना जाता है क्योंकि वे $DNA$ के टुकड़ों को जोड़ते हैं।
$2$. $DNA$ पॉलीमरेज $DNA$ स्ट्रैंड्स के संश्लेषण के लिए जिम्मेदार है।
$3$. हेलिकेज $DNA$ के डबल हेलिक्स को खोलने (unwinding) के लिए जिम्मेदार है।

(A) $DNA$ लाइगेज एंजाइम एक आणविक गोंद के रूप में कार्य करता है।
यह एक न्यूक्लियोटाइड के $3'-OH$ सिरे और दूसरे के $5'-\text{फॉस्फेट}$ सिरे के बीच फॉस्फोडिएस्टर बंध के निर्माण को उत्प्रेरित करता है, जिससे $DNA$ के दो टुकड़े आपस में जुड़ जाते हैं।
रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज $DNA$ को काटते हैं, $DNA$ पॉलीमरेज नई श्रृंखलाओं का संश्लेषण करता है, और हेलिकेज $DNA$ के द्विकुंडलित संरचना को खोलता है।

(D) सही मिलान इस प्रकार है:
$1$. रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज $(P)$ विशिष्ट पहचान अनुक्रमों पर $DNA$ अणुओं को काटने के लिए जिम्मेदार है $(II)$।
$2$. $DNA$ पॉलीमरेज $(Q)$ नई $DNA$ श्रृंखलाओं या प्रतियों के संश्लेषण के लिए जिम्मेदार है $(I)$।
$3$. $DNA$ लाइगेज $(R)$ आणविक गोंद के रूप में कार्य करता है जो $DNA$ के टुकड़ों को आपस में जोड़ता है $(III)$।
अतः,सही क्रम $(P-II), (Q-I), (R-III)$ है।

(A) एक वाहक (vector) $DNA$ का वह अणु है जिसका उपयोग कृत्रिम रूप से बाहरी आनुवंशिक सामग्री को किसी अन्य कोशिका में ले जाने के लिए एक वाहन के रूप में किया जाता है,जहाँ इसकी प्रतिकृति और/या अभिव्यक्ति हो सके। प्लाज्मिड बैक्टीरिया में पाए जाने वाले छोटे,गोलाकार,अतिरिक्त-गुणसूत्रीय $DNA$ अणु होते हैं जिनका उपयोग रिकॉम्बिनेंट $DNA$ तकनीक में वाहक के रूप में व्यापक रूप से किया जाता है। रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज वे एंजाइम हैं जो $DNA$ को काटते हैं,$DNA$ पॉलीमरेज़ वह एंजाइम है जो $DNA$ का संश्लेषण करता है,और बैक्टीरिया मेजबान जीव हैं,न कि स्वयं वाहक।

(D) पहला रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज एंजाइम,जिसे $HindII$ के रूप में जाना जाता है,उसे $Haemophilus$ $influenzae$ $Rd$ नामक जीवाणु से अलग किया गया था।
यह एंजाइम डीएनए के विशिष्ट अनुक्रमों पर कट लगाता है।
अतः,सही उत्तर $Haemophilus$ $influenzae$ है।

(A) सबसे पहले खोजा और पृथक किया गया रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज Hind $II$ है।
इसे Haemophilus influenzae नामक जीवाणु से पृथक किया गया था।
इसका कार्य $6$ बेस पेयर के एक विशिष्ट अनुक्रम को पहचानकर $DNA$ अणुओं को एक विशिष्ट बिंदु पर काटना है।

(B) रिस्ट्रिक्शन एंजाइमों के नामकरण के लिए एक विशिष्ट परंपरा का पालन किया जाता है।
$EcoR\, I$ नाम में:
$1$. पहला अक्षर '$E$' जीनस $Escherichia$ को दर्शाता है।
$2$. अगले दो अक्षर '$co$' प्रजाति $coli$ को दर्शाते हैं।
$3$. अक्षर '$R$' बैक्टीरिया के स्ट्रेन (प्रभेद) $RY\, 13$ को दर्शाता है।
$4$. रोमन अंक '$I$' यह इंगित करता है कि एंजाइम को बैक्टीरिया के उस स्ट्रेन से किस क्रम में अलग किया गया था।
अतः,$R$ स्ट्रेन $RY\, 13$ को दर्शाता है।

(D) रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज एंजाइम $DNA$ में विशिष्ट पैलिंड्रोमिक न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों को पहचानते हैं। एक पैलिंड्रोमिक अनुक्रम वह होता है जो दोनों स्ट्रैंड्स पर $5' \rightarrow 3'$ और $3' \rightarrow 5'$ दिशा में पढ़ने पर समान होता है।
$5'-GAATTC-3'$ अनुक्रम के लिए,पूरक स्ट्रैंड $3'-CTTAAG-5'$ है।
जब इसे $5' \rightarrow 3'$ दिशा में पढ़ा जाता है,तो पूरक स्ट्रैंड $5'-GAATTC-3'$ होता है।
चूंकि दोनों स्ट्रैंड $5' \rightarrow 3'$ दिशा में $GAATTC$ पढ़े जाते हैं,इसलिए यह एक पैलिंड्रोमिक अनुक्रम है जिसे रिस्ट्रिक्शन एंजाइम $EcoRI$ द्वारा पहचाना जाता है।

(D) $DNA$ में पेलिंड्रोमिक अनुक्रम क्षार युग्मों का वह अनुक्रम है जो दोनों रज्जुक (strands) पर एक समान पढ़ा जाता है जब पढ़ने की दिशा समान रखी जाती है,अर्थात $5' \rightarrow 3'$ दिशा में।
ये अनुक्रम रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज एंजाइमों के लिए विशिष्ट पहचान स्थल के रूप में कार्य करते हैं।
चूंकि ये अनुक्रम $DNA$ के विशिष्ट खंड हैं जिन्हें एंजाइमों द्वारा पहचाना जाता है,इसलिए दिए गए सभी कथन सही हैं।
अतः,सही विकल्प $D$ है।

(D) पुनर्संयोजित $DNA$ तकनीक में,प्रक्रिया $P$ में विदेशी $DNA$ और वेक्टर $DNA$ (प्लाज्मिड) दोनों को विशिष्ट स्थानों पर काटना शामिल है। यह कार्य रिस्ट्रिक्शन एंजाइमों (विशेष रूप से रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज) द्वारा किया जाता है।
प्रक्रिया $Q$ में कटे हुए विदेशी $DNA$ खंड को कटे हुए वेक्टर $DNA$ में जोड़कर एक पुनर्संयोजित $DNA$ अणु बनाना शामिल है। यह जुड़ने की प्रक्रिया $DNA$ लाइगेज़ एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित होती है।
इसलिए,$P$ रिस्ट्रिक्शन एंजाइमों की क्रिया को दर्शाता है और $Q$ $DNA$ लाइगेज़ की क्रिया को दर्शाता है।

(B) दी गई $DNA$ अनुक्रम $5^{\prime}-GAATTC-3^{\prime}$ है।
यह विशिष्ट अनुक्रम रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज $EcoR I$ के लिए पहचान स्थल (recognition site) है।
$EcoR I$ को $Escherichia coli$ $RY13$ जीवाणु से प्राप्त किया जाता है।
यह $G$ और $A$ क्षारकों के बीच $DNA$ को काटता है,जिससे चिपचिपे सिरे (sticky ends) उत्पन्न होते हैं।

(A) $Hind\, II$ के संबंध में सही कथन यह है कि यह $6$ बेस पेयर के एक विशिष्ट अनुक्रम को पहचानता है,$4$ को नहीं।
इसलिए,विकल्प $A$ गलत है।
रिस्ट्रिक्शन एंजाइम वास्तव में $900$ से अधिक बैक्टीरिया (प्रोकैरियोट्स) के स्ट्रेन से अलग किए गए हैं।
प्रत्येक रिस्ट्रिक्शन एंजाइम एक विशिष्ट पैलिंड्रोमिक न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को पहचानता है।
अतः,कथन $B$,$C$ और $D$ सही हैं।

(B) यह चित्र वेक्टर $DNA$ और विदेशी $DNA$ दोनों पर रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज एंजाइम की क्रिया को दर्शाता है।
$1$. दिखाया गया पहचान अनुक्रम (recognition sequence) एक स्ट्रैंड पर $GAATTC$ और पूरक स्ट्रैंड पर $CTTAAG$ है।
$2$. इस विशिष्ट पैलिंड्रोमिक अनुक्रम को रिस्ट्रिक्शन एंजाइम $EcoR I$ द्वारा पहचाना और काटा जाता है।
$3$. $EcoR I$,$G$ और $A$ बेस के बीच कट लगाता है,जिससे चिपचिपे सिरे (sticky ends) बनते हैं जो वेक्टर और विदेशी $DNA$ को जुड़कर पुनर्संयोजित $DNA$ बनाने की अनुमति देते हैं।
$4$. इसलिए,सही एंजाइम $EcoR I$ है।

(A) $DNA$ अणु अपनी शर्करा-फॉस्फेट रीढ़ (sugar-phosphate backbone) में फॉस्फेट समूहों की उपस्थिति के कारण ऋणात्मक रूप से आवेशित होते हैं। जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस में,जब विद्युत क्षेत्र लागू किया जाता है,तो ये ऋणात्मक रूप से आवेशित $DNA$ खंड धनात्मक रूप से आवेशित इलेक्ट्रोड (एनोड) की ओर गति करते हैं।

(D) एगारोज़ एक प्राकृतिक बहुलक (पॉलिमर) है जिसे समुद्री घास (समुद्री शैवाल),विशेष रूप से $Gelidium$ और $Gracilaria$ जैसे लाल शैवाल से निकाला जाता है।
इसका उपयोग जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस में $DNA$ खंडों को उनके आकार के आधार पर अलग करने के लिए एक मैट्रिक्स के रूप में किया जाता है।

(D) क्लोनिंग संवाहक $DNA$ का एक छोटा टुकड़ा है,जिसे वायरस,प्लाज्मिड या उच्च जीव की कोशिका से लिया जाता है,जिसे किसी जीव में स्थिर रूप से बनाए रखा जा सकता है और जिसमें क्लोनिंग उद्देश्यों के लिए एक विदेशी $DNA$ खंड डाला जा सकता है।
प्लाज्मिड अतिरिक्त-गुणसूत्रीय,स्व-प्रतिकृति वाले गोलाकार $DNA$ अणु होते हैं जिनका उपयोग संवाहक के रूप में किया जाता है।
बैक्टीरियोफेज ऐसे वायरस हैं जो बैक्टीरिया को संक्रमित करते हैं और बड़े $DNA$ खंडों की क्लोनिंग के लिए संवाहक के रूप में उपयोग किए जाते हैं।
कॉस्मिड हाइब्रिड संवाहक हैं जिनमें प्लाज्मिड और बैक्टीरियोफेज $\lambda$ की $cos$ साइट दोनों की विशेषताएं होती हैं।
चूंकि इन तीनों का उपयोग रिकॉम्बिनेंट $DNA$ तकनीक में क्लोनिंग संवाहक के रूप में व्यापक रूप से किया जाता है,इसलिए सही उत्तर $D$ है।

(C) क्लोनिंग संवाहक वे अणु होते हैं जिनका उपयोग विदेशी आनुवंशिक सामग्री को दूसरी कोशिका में ले जाने के लिए किया जाता है,जहाँ इसका प्रतिकृति (replication) और/या अभिव्यक्ति हो सके।
सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले क्लोनिंग संवाहक,जैसे कि प्लास्मिड और बैक्टीरियोफेज,$DNA$ से बने होते हैं।
प्लास्मिड छोटे,गोलाकार,दोहरे रज्जुक (double-stranded) वाले $DNA$ अणु होते हैं जो कोशिका के गुणसूत्रीय $DNA$ से भिन्न होते हैं।
अतः,क्लोनिंग संवाहक मूल रूप से $DNA$ अणु होते हैं।

(D) रिकॉम्बिनेंट $DNA$ तकनीक में,प्लास्मिड और बैक्टीरियोफेज जैसे वाहकों का उपयोग विदेशी $DNA$ को मेजबान कोशिकाओं में ले जाने के लिए किया जाता है।
$1$. बैक्टीरियोफेज और प्लास्मिड में बैक्टीरियल कोशिकाओं के भीतर गुणसूत्रीय $DNA$ (बैक्टीरियल न्यूक्लियोइड) के नियंत्रण से स्वतंत्र रूप से प्रतिकृति करने की क्षमता होती है।
$2$. बैक्टीरियोफेज की प्रति कोशिका संख्या बहुत अधिक होती है,जो डाले गए $DNA$ की कई प्रतियां बनाने की अनुमति देती है।
$3$. प्लास्मिड की प्रति कोशिका संख्या भी अलग-अलग होती है,जो आमतौर पर प्रति कोशिका $1-2$ से लेकर $15-100$ प्रतियों तक होती है।
इसलिए,दिए गए सभी कथन सही हैं।

(C) $pBR322$ प्लाज्मिड में,$R$ के रूप में चिह्नित भाग $rop$ जीन है।
$rop$ जीन प्लाज्मिड के प्रतिकृतियन में शामिल प्रोटीन को कूटबद्ध करता है।
$P$ $amp^R$ (एम्पिसिलिन प्रतिरोध) जीन को दर्शाता है।
$Q$ $tet^R$ (टेट्रासाइक्लिन प्रतिरोध) जीन को दर्शाता है।
$S$ $ori$ (प्रतिकृतियन की उत्पत्ति) स्थल को दर्शाता है।
अतः,सही विकल्प $C$ है।

(B) रिकॉम्बिनेंट $DNA$ तकनीक के संदर्भ में,$amp^R$ और $tet^R$ एंटीबायोटिक प्रतिरोध जीन हैं।
विशेष रूप से,$amp^R$ एम्पिसिलिन के प्रति प्रतिरोध प्रदान करने वाला जीन है और $tet^R$ टेट्रासाइक्लिन के प्रति प्रतिरोध प्रदान करने वाला जीन है।
इन जीनों का उपयोग आमतौर पर क्लोनिंग वैक्टर (जैसे $pBR322$) में चयन योग्य मार्करों (selectable markers) के रूप में किया जाता है ताकि रूपांतरित कोशिकाओं को गैर-रूपांतरित कोशिकाओं से अलग किया जा सके।
इसलिए,इन्हें जीन के रूप में वर्गीकृत किया गया है।

(D) क्लोनिंग संवाहक $pBR322$ में,एंटीबायोटिक प्रतिरोधक जीन $amp^R$ (एम्पिसिलिन प्रतिरोध) और $tet^R$ (टेट्रासाइक्लिन प्रतिरोध) में विशिष्ट रिस्ट्रिक्शन एंजाइमों के लिए पहचान स्थल होते हैं।
$1$. $amp^R$ जीन में रिस्ट्रिक्शन एंजाइम $Pvu I$ और $Pst I$ के लिए पहचान स्थल होते हैं।
$2$. $tet^R$ जीन में रिस्ट्रिक्शन एंजाइम $BamH I$ और $Sal I$ के लिए पहचान स्थल होते हैं।
अतः,सही क्रम $amp^R$ के लिए $Pvu I, Pst I$ और $tet^R$ के लिए $BamH I, Sal I$ है।

(C) $pBR322$ प्लाज्मिड में दो एंटीबायोटिक प्रतिरोधक जीन होते हैं: $amp^R$ (एम्पिसिलिन प्रतिरोधक) और $tet^R$ (टेट्रासाइक्लिन प्रतिरोधक)।
$Pst\, I$ रिस्ट्रिक्शन साइट $amp^R$ जीन अनुक्रम के भीतर स्थित होती है।
जब प्लाज्मिड को $Pst\, I$ के साथ काटा जाता है,तो $DNA$ को $amp^R$ जीन के भीतर विशिष्ट पहचान स्थल पर काटा जाता है।
विदेशी $DNA$ के प्रवेश या अनुक्रम के व्यवधान के कारण $amp^R$ जीन का 'इंसर्शनल इनएक्टिवेशन' (insertional inactivation) हो जाता है,जिससे बैक्टीरिया एम्पिसिलिन के प्रति संवेदनशील हो जाते हैं।

(D) प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले $E. coli$ के वाइल्ड-टाइप स्ट्रेन में $Ampicillin$,$Tetracycline$ या $Kanamycin$ जैसे सामान्य प्रतिजैविकों के प्रति अंतर्निहित प्रतिरोध नहीं होता है। प्रयोगशाला में उपयोग किए जाने वाले $E. coli$ स्ट्रेन में इन प्रतिजैविकों के प्रति प्रतिरोध आमतौर पर प्लाज्मिड (जैसे $pBR322$) के रूपांतरण के माध्यम से कृत्रिम रूप से पेश किया जाता है,जिसमें विशिष्ट प्रतिजैविक प्रतिरोध जीन होते हैं। इसलिए,सूचीबद्ध प्रतिजैविकों में से किसी के प्रति भी $E. coli$ में प्राकृतिक रूप से प्रतिरोध नहीं पाया जाता है।

(B) प्लास्मिड $pBR322$ में दो एंटीबायोटिक प्रतिरोधक जीन होते हैं: $amp^R$ (एम्पीसिलीन प्रतिरोध) और $tet^R$ (टेट्रासाइक्लिन प्रतिरोध)।
$Pst \, I$ रिस्ट्रिक्शन साइट $amp^R$ जीन के भीतर स्थित होती है।
जब विदेशी $DNA$ को $Pst \, I$ साइट पर डाला जाता है,तो $amp^R$ जीन का इंसर्शनल इनएक्टिवेशन (insertional inactivation) हो जाता है,जिसका अर्थ है कि यह गैर-कार्यात्मक हो जाता है।
परिणामस्वरूप,इस पुनर्संयोजित प्लास्मिड वाले बैक्टीरिया एम्पीसिलीन के प्रति अपना प्रतिरोध खो देंगे लेकिन टेट्रासाइक्लिन के प्रति अपना प्रतिरोध बनाए रखेंगे।
इसलिए,बैक्टीरिया टेट्रासाइक्लिन युक्त माध्यम में वृद्धि करेंगे लेकिन एम्पीसिलीन युक्त माध्यम में वृद्धि करने में विफल रहेंगे।

(A) आनुवंशिक इंजीनियरिंग में,मेजबान कोशिकाओं में विदेशी जीन को स्थानांतरित करने के लिए विशिष्ट वाहकों का उपयोग किया जाता है।
जंतु कोशिकाओं के लिए,रेट्रोवायरस का उपयोग आमतौर पर वाहक के रूप में किया जाता है क्योंकि वे मेजबान कोशिकाओं को संक्रमित कर सकते हैं और अपनी आनुवंशिक सामग्री को मेजबान जीनोम में एकीकृत कर सकते हैं।
पादप कोशिकाओं के लिए,$Agrobacterium \ tumefaciens$ बैक्टीरिया का उपयोग प्राकृतिक वाहक के रूप में किया जाता है। इसमें $Ti$ प्लाज्मिड (ट्यूमर-प्रेरक प्लाज्मिड) होता है जो $DNA$ के एक विशिष्ट खंड $(T-DNA)$ को पादप जीनोम में स्थानांतरित कर सकता है।
इसलिए,सही युग्म प्राणियों के लिए रेट्रोवायरस और पादपों के लिए $Agrobacterium \ tumefaciens$ है।

(C) $Agrobacterium$ $tumefaciens$ एक मृदा जीवाणु है जो एक प्राकृतिक आनुवंशिक इंजीनियर के रूप में कार्य करता है।
इसमें $Ti$ प्लाज्मिड ($Tumor$ $inducing$ $plasmid$) नामक एक बड़ा प्लाज्मिड होता है।
इस $Ti$ प्लाज्मिड का एक विशिष्ट खंड,जिसे $T-DNA$ ($Transfer$ $DNA$) कहा जाता है,मेजबान पौधे के जीनोम में एकीकृत हो जाता है,जिससे ट्यूमर (क्राउन गॉल) का निर्माण होता है।
इसलिए,प्लाज्मिड ही वह रोगजनक घटक है जो बीमारी के लिए जिम्मेदार है।

(C) जीन गन विधि एक ऐसी तकनीक है जिसका उपयोग मेजबान कोशिकाओं में विदेशी $DNA$ को प्रवेश कराने के लिए किया जाता है।
इस विधि में,कोशिकाओं पर $DNA$ से लेपित सोने या टंगस्टन के सूक्ष्म कणों की उच्च वेग के साथ बौछार की जाती है।
इस तकनीक को बायोलिस्टिक्स (Biolistics) या जीन गन विधि के रूप में भी जाना जाता है।
अतः,सही उत्तर बायोलिस्टिक्स है।

(A) विभिन्न जीवों से $DNA$ को अलग करने के लिए, कोशिका भित्ति को विशिष्ट एंजाइमों का उपयोग करके तोड़ना पड़ता है:
$1$. जीवाणु कोशिकाओं की कोशिका भित्ति पेप्टिडोग्लाइकन से बनी होती है, जिसे लाइसोज़ाइम एंजाइम द्वारा तोड़ा जाता है $(P-I)$।
$2$. कवक कोशिकाओं की कोशिका भित्ति काइटिन से बनी होती है, जिसे काइटिनेज एंजाइम द्वारा तोड़ा जाता है $(Q-III)$।
$3$. पादप कोशिकाओं की कोशिका भित्ति सेल्युलोज से बनी होती है, जिसे सेल्युलेज एंजाइम द्वारा तोड़ा जाता है $(R-II)$।
अतः, सही मिलान $P-I, Q-III, R-II$ है।

(A) एम्पिसिलिन प्रतिरोधक जीन $(amp^R)$ एक ऐसा जीन है जिसका उपयोग पुनर्संयोजक $DNA$ तकनीक में चयनात्मक मार्कर (selectable marker) के रूप में किया जाता है।
यह रूपांतरित कोशिकाओं (जिन्होंने पुनर्संयोजक प्लाज्मिड को ग्रहण किया है) को गैर-रूपांतरित कोशिकाओं से अलग पहचानने और चुनने में मदद करता है।
जब मेजबान कोशिकाओं को एम्पिसिलिन युक्त माध्यम पर उगाया जाता है,तो केवल वे कोशिकाएं जीवित रहती हैं और कॉलोनियां बनाती हैं जिनमें प्रतिरोधक जीन वाला प्लाज्मिड होता है।
इसलिए,यह एक चयनात्मक मार्कर के रूप में कार्य करता है।

(A) रिस्ट्रिक्शन एंजाइम,विशेष रूप से $EcoRI$ जैसे एंजाइम,$DNA$ रज्जुक को विशिष्ट बिंदुओं पर काटते हैं जिन्हें पहचान अनुक्रम या पैलिंड्रोमिक साइट कहा जाता है।
जब ये एंजाइम $DNA$ को पैलिंड्रोमिक साइट के केंद्र से थोड़ा दूर काटते हैं,तो वे सिरों पर एकल-रज्जुक भाग छोड़ देते हैं।
इन बाहर निकले हुए हिस्सों को चिपचिपे सिरे (sticky ends) कहा जाता है क्योंकि वे अपने पूरक कटे हुए हिस्सों के साथ हाइड्रोजन बॉन्ड बना सकते हैं।
इस प्रकार,अभिकथन $(A)$ सही है क्योंकि यह चिपचिपे सिरों के निर्माण का वर्णन करता है।
कारण $(R)$ भी सही है क्योंकि इन चिपचिपे सिरों का निर्माण विशेष रूप से पैलिंड्रोमिक अनुक्रम के केंद्र से दूर किए गए असमान कट (staggered cuts) के कारण होता है।
इसलिए,$(R)$,$(A)$ की सही व्याख्या है।

(B) रोगजनक बैक्टीरिया अक्सर $R$-प्लाज्मिड्स (प्रतिरोधक प्लाज्मिड्स) की उपस्थिति के माध्यम से एंटीबायोटिक्स के प्रति प्रतिरोध प्राप्त करते हैं।
ये छोटे,गोलाकार,अतिरिक्त-गुणसूत्रीय $DNA$ अणु होते हैं जो बैक्टीरिया के गुणसूत्र से स्वतंत्र रूप से मौजूद होते हैं।
प्लाज्मिड्स में ऐसे जीन होते हैं जो उन एंजाइमों को कोड करते हैं जो एंटीबायोटिक्स को नष्ट या संशोधित करने में सक्षम होते हैं,जिससे वे अप्रभावी हो जाते हैं।
चूंकि बैक्टीरिया संयुग्मन (conjugation) के माध्यम से इन प्लाज्मिड्स को अन्य बैक्टीरिया में स्थानांतरित कर सकते हैं,इसलिए एंटीबायोटिक प्रतिरोध आबादी में तेजी से फैल सकता है।
अतः,सही विकल्प $B$ है।

(B) कथन $(a)$ सही है: एगारोज़ एक प्राकृतिक बहुलक है जिसे जेलिडियम और ग्रैसिलेरिया जैसे समुद्री खरपतवारों से निकाला जाता है।
कथन $(b)$ सही है: एगारोज़-जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस में,$DNA$ के टुकड़ों को जेल मैट्रिक्स के छलनी प्रभाव के माध्यम से उनके आकार (आणविक भार) के आधार पर अलग किया जाता है।
कथन $(c)$ सही है: फॉस्फेट बैकबोन के कारण $DNA$ अणु ऋणात्मक रूप से आवेशित होते हैं। इसलिए,जब विद्युत क्षेत्र लागू किया जाता है,तो वे एनोड (धनात्मक रूप से आवेशित इलेक्ट्रोड) की ओर बढ़ते हैं।
कथन $(d)$ गलत है: $DNA$ कैथोड (ऋणात्मक रूप से आवेशित इलेक्ट्रोड) की ओर गमन नहीं करता है।
अतः,कथन $(a), (b)$ और $(c)$ सही हैं।

(D) विकल्प $D$ सही उत्तर है क्योंकि जीन गन विधि (बायोलिस्टिक्स) में,परपोषी कोशिकाओं पर बमबारी करने के लिए टंगस्टन या सोने के सूक्ष्म कणों का उपयोग किया जाता है।
इन धातुओं को इसलिए चुना जाता है क्योंकि वे रासायनिक रूप से अक्रिय होती हैं,जिसका अर्थ है कि वे कोशिकीय घटकों के साथ प्रतिक्रिया नहीं करती हैं या परपोषी कोशिकाओं की रासायनिक संरचना को नहीं बदलती हैं।

(A) विकल्प $A$ सही उत्तर है क्योंकि रेडियोधर्मी समस्थानिक (radioactive isotope) के साथ टैग किए गए एकल-रज्जुक (single-stranded) $DNA$ या $RNA$ अणु को प्रोब कहा जाता है,और इसका उपयोग विशिष्ट अनुक्रमों या उत्परिवर्तित जीनों का पता लगाने के लिए किया जाता है।
विकल्प $B$,$C$,और $D$ गलत हैं क्योंकि $BAC$ (बैक्टीरियल आर्टिफिशियल क्रोमोसोम),$YAC$ (यीस्ट आर्टिफिशियल क्रोमोसोम),और $pBR322$ सभी रिकॉम्बिनेंट $DNA$ तकनीक में उपयोग किए जाने वाले प्रसिद्ध क्लोनिंग संवाहक हैं।

(A) सही उत्तर विकल्प $A$ है।
प्रथम रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज,Hind $II$,को एक विशिष्ट $DNA$ न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को पहचानने की क्षमता के आधार पर अलग किया गया था।
यह पाया गया कि Hind $II$ हमेशा $6$ बेस पेयर $(bp)$ के एक विशिष्ट अनुक्रम को पहचानकर $DNA$ अणुओं को एक विशेष बिंदु पर काटता है।
विकल्प $B$,$C$ और $D$ गलत हैं क्योंकि वे $6 \ bp$ के अलावा अन्य लंबाई दर्शाते हैं।

(B) सही उत्तर विकल्प $B$ है क्योंकि $Agrobacterium$ $tumefaciens$ के $Ti$ प्लाज्मिड का अर्थ 'Tumor inducing plasmid' (ट्यूमर प्रेरित करने वाला प्लाज्मिड) होता है।
इस प्लाज्मिड में $T-DNA$ (ट्रांसफर $DNA$) होता है,जो संक्रमण के दौरान मेजबान पौधे के जीनोम में एकीकृत हो जाता है।
यह प्रक्रिया कई द्विबीजपत्री पौधों में ट्यूमर (क्राउन गॉल) के निर्माण का कारण बनती है।
विकल्प $A$,$C$,और $D$ गलत हैं क्योंकि वे $Ti$ प्लाज्मिड के जैविक कार्य का प्रतिनिधित्व नहीं करते हैं।

(A) सही उत्तर विकल्प $A$ है,क्योंकि:
दिए गए $pBR322$ वेक्टर के आरेख में,'$X$' $ori$ (ओरिजिन ऑफ रेप्लिकेशन) साइट को दर्शाता है,जबकि '$Y$' $rop$ जीन को दर्शाता है।
'$X$' $(ori)$ वह अनुक्रम है जहाँ प्रतिकृति शुरू होती है और यह लिंक्ड $DNA$ की कॉपी संख्या को नियंत्रित करने के लिए जिम्मेदार है।
'$Y$' $(rop)$ प्लाज्मिड के प्रतिकृति में शामिल प्रोटीन के लिए कोड करता है।
इसलिए,विकल्प $A$ '$X$' और '$Y$' के कार्यों की सही पहचान करता है।

(A) जीन क्लोनिंग,जो रिकॉम्बिनेंट $\text{DNA}$ तकनीक की एक मूलभूत प्रक्रिया है,में आनुवंशिक सामग्री में हेरफेर करने के लिए विशिष्ट एंजाइमों की आवश्यकता होती है।
$1$. $\text{रिस्ट्रिक्शन एंजाइम}$ वेक्टर और स्रोत $\text{DNA}$ को विशिष्ट स्थानों पर काटने के लिए आवश्यक हैं।
$2$. $\text{DNA लाइगेज}$ कटे हुए $\text{DNA}$ टुकड़ों को जोड़ने (लाइगेशन) के लिए आवश्यक है ताकि रिकॉम्बिनेंट $\text{DNA}$ बनाया जा सके।
$3$. $\text{DNA पॉलीमरेज}$ का उपयोग अक्सर $\text{PCR}$ जैसी प्रक्रियाओं में या स्टिकी एंड्स को भरने के लिए किया जाता है।
$4$. $\text{DNA म्यूटेज}$ और $\text{DNA रिकॉम्बिनेज}$ जीन क्लोनिंग की बुनियादी कार्यप्रणाली में उपयोग किए जाने वाले मानक एंजाइम नहीं हैं।
इसलिए,$\text{DNA म्यूटेज}$ $(C)$ और $\text{DNA रिकॉम्बिनेज}$ $(D)$ जीन क्लोनिंग के लिए आवश्यक नहीं हैं।

(B) प्रतिबंधन एंजाइम Hind $II$ सबसे पहले खोजा गया प्रतिबंधन एंडोन्यूक्लिएज है।
यह हमेशा $DNA$ अणुओं को एक विशिष्ट स्थान पर काटता है,जिसे $6$ बेस पेयर के एक विशिष्ट अनुक्रम को पहचान कर काटा जाता है।
इस विशिष्ट अनुक्रम को पहचान अनुक्रम (recognition sequence) के रूप में जाना जाता है।
अतः,सही विकल्प $6 \ bp$ है।

(C) कोशिकाओं से $\text{DNA}$ को अलग करने की प्रक्रिया में उन कोशिकीय घटकों को तोड़ना शामिल है जो शुद्धिकरण प्रक्रिया में बाधा डालते हैं।
$\text{RNAse}$ का उपयोग $\text{RNA}$ संदूषकों को हटाने के लिए किया जाता है।
Protease का उपयोग $\text{DNA}$ से जुड़े प्रोटीन को तोड़ने के लिए किया जाता है।
Cellulase का उपयोग पादप कोशिकाओं की कोशिका भित्ति को तोड़ने के लिए किया जाता है।
Micro-injection एक ऐसी तकनीक है जिसका उपयोग मेजबान कोशिका में सीधे विदेशी $\text{DNA}$ को प्रवेश कराने के लिए किया जाता है,न कि कोशिकाओं से $\text{DNA}$ को अलग करने के लिए। इसलिए,इसका उपयोग अलगाव प्रक्रिया में नहीं किया जाता है।

(D) सही उत्तर $D$ है।
$EcoRI$ एक रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज है,न कि एक्सोन्यूक्लिएज।
रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज $DNA$ अणु के भीतर विशिष्ट पहचान अनुक्रमों पर $DNA$ को काटते हैं,जबकि एक्सोन्यूक्लिएज $DNA$ अणु के सिरों से न्यूक्लियोटाइड्स को हटाते हैं।
$Taq$ पॉलीमरेज़ $Thermus$ $aquaticus$ बैक्टीरिया से प्राप्त एक तापस्थिर एंजाइम है,जिसका उपयोग $PCR$ में किया जाता है।
जीन गन (बायोलिस्टिक्स) पादप कोशिकाओं को रूपांतरित करने के लिए $DNA$ से लेपित सोने या टंगस्टन के सूक्ष्म कणों का उपयोग करती है।
$Agrobacterium$ $tumefaciens$ एक प्राकृतिक आनुवंशिक इंजीनियर है जो मेजबान पादप कोशिकाओं में $T-DNA$ स्थानांतरित करता है।

(B) $\text{pBR-322}$ जैव प्रौद्योगिकी में व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला एक क्लोनिंग वेक्टर है।
इसमें प्रतिकृति की उत्पत्ति $(ori)$,एंटीबायोटिक प्रतिरोधक जीन ($amp^R$ और $tet^R$),और $\text{Rop}$ जीन जैसे विशिष्ट क्षेत्र होते हैं।
$\text{Rop}$ का अर्थ 'Repressor of Primer' है।
यह उन प्रोटीनों के लिए कोड करता है जो प्लाज्मिड की प्रतिकृति के विनियमन में शामिल होते हैं।

(B) रिस्ट्रिक्शन एंजाइम वे एंजाइम होते हैं जो $DNA$ को विशिष्ट पहचान अनुक्रमों पर काटते हैं।
$EcoRI$,$BamHI$,और $Hind-II$ बैक्टीरिया से प्राप्त प्रसिद्ध रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज हैं।
पेक्टिनेज एंजाइमों का एक समूह है जो पादप कोशिका भित्ति में पाए जाने वाले पॉलीसेकेराइड,पेक्टिन को तोड़ता है।
इसलिए,पेक्टिनेज एक रिस्ट्रिक्शन एंजाइम नहीं है।

(A) $\text{PCR}$ (पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन) $\text{DNA}$ के एक विशिष्ट खंड को प्रवर्धित (amplify) करने के लिए उपयोग की जाने वाली एक तकनीक है।
इस प्रक्रिया के लिए एक थर्मोस्टेबल $\text{DNA}$ पॉलीमरेज़ एंजाइम की आवश्यकता होती है जो $\text{PCR}$ के विकृतीकरण (denaturation) चरण के दौरान उच्च तापमान को सहन कर सके।
$\text{Taq}$ पॉलीमरेज़,जिसे $\text{Thermus aquaticus}$ नामक जीवाणु से अलग किया जाता है,वह एंजाइम है जिसका उपयोग $\text{PCR}$ में किया जाता है क्योंकि यह उच्च तापमान पर भी सक्रिय रहता है।
हेलिकेज़,$\text{RNA}$ पॉलीमरेज़ और गाइरेज़ का उपयोग मानक $\text{PCR}$ प्रक्रिया में नहीं किया जाता है क्योंकि $\text{DNA}$ स्ट्रैंड्स का पृथक्करण एंजाइमी क्रिया के बजाय ताप विकृतीकरण द्वारा प्राप्त किया जाता है।

(C) प्रतिबंधन एंजाइम (restriction enzyme) Hind $II$ सबसे पहला पृथक किया गया प्रतिबंधन एंडोन्यूक्लिएज है।
यह हमेशा $6$ बेस पेयर के एक विशिष्ट अनुक्रम को पहचान कर $\text{DNA}$ अणुओं को एक विशेष बिंदु पर काटता है।
इस विशिष्ट बेस पेयर अनुक्रम को पहचान स्थल (recognition site) के रूप में जाना जाता है।