Tools of recombinant DNA technology Questions in Hindi

(A) बैक्टीरियल कोशिका से $\text{DNA}$ को अलग करने के लिए,कोशिकीय घटकों को मुक्त करने हेतु कोशिका भित्ति को तोड़ना आवश्यक है।
बैक्टीरिया की कोशिका भित्ति मुख्य रूप से पेप्टिडोग्लाइकन से बनी होती है।
लाइसोजाइम वह विशिष्ट एंजाइम है जो बैक्टीरियल कोशिका भित्ति की पेप्टिडोग्लाइकन परत को तोड़ता है,जिससे $\text{DNA}$ का निष्कर्षण संभव हो पाता है।
सेल्युलेज का उपयोग पादप कोशिकाओं के लिए,काइटिनेज का उपयोग कवक कोशिकाओं के लिए किया जाता है और इनवर्टेज एक कार्बोहाइड्रेट-पाचक एंजाइम है।

(C) रिस्ट्रिक्शन एंजाइमों को इस आधार पर वर्गीकृत किया जाता है कि वे विदलन (cleavage) के बाद किस प्रकार के सिरे उत्पन्न करते हैं।
$1$. $EcoRI$ स्टिकी (cohesive) सिरे उत्पन्न करता है।
$2$. $Hind III$ स्टिकी (cohesive) सिरे उत्पन्न करता है।
$3$. $Bam HI$ स्टिकी (cohesive) सिरे उत्पन्न करता है।
$4$. $EcoR V$ ब्लंट एंड्स उत्पन्न करता है।
$5$. $Hind II$ ब्लंट एंड्स उत्पन्न करता है।
अतः,दी गई सूची में से केवल $2$ एंजाइम ($EcoR V$ और $Hind II$) ब्लंट एंड्स उत्पन्न करते हैं।

(D) प्लाज्मिड $\text{pBR}^{322}$ में दो एंटीबायोटिक प्रतिरोधक जीन होते हैं: एम्पिसिलिन प्रतिरोधक $(amp^R)$ और टेट्रासाइक्लिन प्रतिरोधक $(tet^R)$।
$Pst I$ और $Pvu I$ के लिए रिस्ट्रिक्शन साइट्स एम्पिसिलिन प्रतिरोधक जीन $(amp^R)$ के भीतर स्थित होती हैं।
$BamHI$ और $Sal I$ के लिए रिस्ट्रिक्शन साइट्स टेट्रासाइक्लिन प्रतिरोधक जीन $(tet^R)$ के भीतर स्थित होती हैं।
इसलिए,यदि विदेशी $\text{DNA}$ को $Sal I$ साइट पर जोड़ा जाता है,तो यह $tet^R$ जीन को बाधित कर देता है,जिसके परिणामस्वरूप रिकॉम्बिनेंट प्लाज्मिड में टेट्रासाइक्लिन प्रतिरोधक क्षमता समाप्त हो जाती है।

(B) कथन-$I$ सही है क्योंकि थर्मोस्टेबल $\text{DNA}$ पॉलीमरेज़,जिसे $\text{Taq}$ पॉलीमरेज़ के रूप में जाना जाता है,वास्तव में थर्मोफिलिक बैक्टीरिया $\text{Thermus aquaticus}$ से अलग किया जाता है।
कथन-$II$ गलत है क्योंकि $\text{Taq}$ पॉलीमरेज़ का उपयोग विशेष रूप से पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन $(\text{PCR})$ में किया जाता है क्योंकि यह उच्च तापमान पर,जिसमें $72^{\circ}\text{C}$ पर विस्तार (extension) चरण भी शामिल है,सक्रिय और स्थिर रहता है। यह इन तापमानों पर विकृत (denature) नहीं होता है।

(C) जुड़े हुए $\text{DNA}$ की कॉपी संख्या को नियंत्रित करने के लिए जिम्मेदार अनुक्रम 'ओरिजिन ऑफ रेप्लिकेशन' (Origin of replication) है,जिसे आमतौर पर $\text{Ori}$ के रूप में संक्षिप्त किया जाता है।
यह वेक्टर में एक विशिष्ट अनुक्रम है जहाँ से प्रतिकृति (replication) शुरू होती है।
जब $\text{DNA}$ का कोई भी टुकड़ा इस अनुक्रम से जुड़ जाता है,तो उसे मेजबान कोशिकाओं के भीतर प्रतिकृति बनाने के लिए प्रेरित किया जा सकता है।
यह अनुक्रम जुड़े हुए $\text{DNA}$ की कॉपी संख्या को नियंत्रित करने के लिए भी जिम्मेदार है।
इसलिए,यदि कोई लक्ष्य $\text{DNA}$ की कई प्रतियां प्राप्त करना चाहता है,तो उसे ऐसे वेक्टर में क्लोन किया जाना चाहिए जिसका ओरिजिन उच्च कॉपी संख्या का समर्थन करता हो।

(D) जब $DNA$ अणुओं को एक ही रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज़ द्वारा काटा जाता है,तो वे पूरक एकल-स्ट्रैंडेड उभार उत्पन्न करते हैं जिन्हें 'स्टिकी एंड्स' (चिपचिपे सिरे) कहा जाता है।
ये चिपचिपे सिरे दूसरे $DNA$ खंड पर अपने पूरक समकक्षों के साथ हाइड्रोजन बंध बनाते हैं।
$DNA$ लाइगेज़ वह एंजाइम है जो निकटवर्ती न्यूक्लियोटाइड्स के बीच फॉस्फोडाइएस्टर बंध बनाकर शुगर-फॉस्फेट बैकबोन में दरारों को सील करने के लिए जिम्मेदार है।
इसलिए,सिरों की चिपचिपाहट $DNA$ खंडों को जोड़ने में $DNA$ लाइगेज़ की क्रिया को सुगम बनाती है।

(C) कथन-$I$ गलत है क्योंकि रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज द्वारा पहचाने जाने वाले विशिष्ट अनुक्रमों को रिकग्निशन अनुक्रम या पैलिंड्रोमिक अनुक्रम कहा जाता है,न कि सिलेक्टेबल न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम। सिलेक्टेबल मार्कर वे जीन होते हैं जिनका उपयोग रूपांतरित कोशिकाओं की पहचान करने के लिए किया जाता है।
कथन-$II$ सही है क्योंकि रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज आमतौर पर $\text{DNA}$ द्विरज्जुक को विशिष्ट बिंदुओं पर काटते हैं,जो अक्सर पैलिंड्रोमिक साइट के केंद्र से थोड़ा दूर होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप एकल-रज्जुक ओवरहैंगिंग खिंचाव बनते हैं जिन्हें स्टिकी एंड्स कहा जाता है।

(A) सही मिलान इस प्रकार हैं:
$(a)$ क्लोनिंग संवाहक: pBR$322$ जैव प्रौद्योगिकी में उपयोग किया जाने वाला एक प्रसिद्ध क्लोनिंग संवाहक है। अतः,$(a)-(ii)$।
$(b)$ Ti-$DNA$: Ti-$DNA$ वह $DNA$ खंड है जिसे परपोषी पादप कोशिका में स्थानांतरित किया जाता है,जो रूपांतरण की प्रक्रिया को प्रेरित करता है। अतः,$(b)-(iv)$।
$(c)$ निशस्त्र रोगजनक: एग्रोबैक्टीरियम ट्यूमेफेशियन्स एक रोगजनक है जिसे जीन स्थानांतरण के लिए संवाहक के रूप में उपयोग करने हेतु निशस्त्र (इसके रोगजनक जीन को हटाकर) किया जाता है। अतः,$(c)-(i)$।
$(d)$ पहचान अनुक्रम: $GAATTC$ रिस्ट्रिक्शन एंजाइम EcoRI के लिए विशिष्ट पहचान अनुक्रम है। अतः,$(d)-(iii)$।
अतः,सही संयोजन $(a-ii, b-iv, c-i, d-iii)$ है।

(B) प्लाज्मिड $(\text{Plasmid})$ एक छोटा,गोलाकार,द्वि-रज्जुक $\text{DNA}$ अणु है जो कोशिका के गुणसूत्रीय $\text{DNA}$ से अलग होता है।
प्लाज्मिड प्राकृतिक रूप से जीवाणु कोशिकाओं और कुछ सुकेंद्रकी जीवों में पाए जाते हैं।
ये स्वयं-प्रतिकृति (autonomous replication) करने में सक्षम होते हैं,जिसका अर्थ है कि वे गुणसूत्रीय $\text{DNA}$ से स्वतंत्र रूप से अपनी प्रतिकृति बना सकते हैं।
इस गुण के कारण,इनका उपयोग रिकॉम्बिनेंट $\text{DNA}$ तकनीक में वाहक (vector) के रूप में बाहरी जीन को मेजबान कोशिकाओं में ले जाने के लिए व्यापक रूप से किया जाता है।

(A) $(i)$ रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज एंजाइम $DNA$ के विशिष्ट अनुक्रमों को पहचानते हैं जिन्हें रिस्ट्रिक्शन साइट कहा जाता है। इनमें से अधिकांश एंजाइम पैलिंड्रोमिक अनुक्रमों को पहचानते हैं,जो $DNA$ की दोनों स्ट्रैंड्स पर आगे और पीछे से समान रूप से पढ़े जाते हैं।
$(ii)$ हालांकि कई रिस्ट्रिक्शन साइट्स पैलिंड्रोमिक होती हैं,लेकिन जीनोम में मौजूद हर पैलिंड्रोमिक अनुक्रम रिस्ट्रिक्शन साइट के रूप में कार्य नहीं करता है। एक पैलिंड्रोमिक अनुक्रम केवल तभी रिस्ट्रिक्शन साइट बनता है यदि कोई विशिष्ट रिस्ट्रिक्शन एंजाइम मौजूद हो जो उस सटीक अनुक्रम को पहचानता हो और उससे जुड़ता हो।
अतः,$(i)$ सत्य है और $(ii)$ असत्य है।

(B) सही उत्तर $B$ है। $\text{DNA}$ लाइगेज एक एंजाइम है जो दो $\text{DNA}$ खंडों के बीच फॉस्फोडिएस्टर बॉन्ड बनाकर उन्हें जोड़ने के लिए 'आणविक गोंद' (molecular glue) के रूप में कार्य करता है। यह चिपचिपे सिरे (sticky ends) नहीं बनाता है; बल्कि,यह उन खंडों को जोड़ता है जिनके पास अक्सर पहले से ही पूरक चिपचिपे सिरे या कुंद सिरे होते हैं। प्रतिबंधन एंजाइम विशिष्ट पहचान अनुक्रमों पर $\text{DNA}$ को काटकर चिपचिपे या कुंद सिरे बनाने के लिए जिम्मेदार होते हैं। इसलिए,विकल्प $B$ में दी गई जोड़ी गलत है।

(C) रिकॉम्बिनेंट $DNA$ $(rDNA)$ तकनीक में,क्लोनिंग वेक्टर $DNA$ का एक छोटा टुकड़ा होता है,जिसे वायरस,प्लाज्मिड या उच्च जीव की कोशिका से लिया जाता है। इसे एक जीव में स्थिर रूप से बनाए रखा जा सकता है और क्लोनिंग उद्देश्यों के लिए इसमें विदेशी $DNA$ का टुकड़ा डाला जा सकता है।
इन वैक्टरों को अक्सर 'Vehicle $DNA$' कहा जाता है क्योंकि वे वांछित विदेशी $DNA$ (पैसेंजर $DNA$) को मेजबान कोशिका में ले जाने के लिए एक वाहन के रूप में कार्य करते हैं।
सामान्य उदाहरणों में प्लाज्मिड और बैक्टीरियोफेज शामिल हैं।

(D) रिस्ट्रिक्शन एंजाइम वे एंजाइम होते हैं जो $DNA$ को विशिष्ट पहचान अनुक्रमों (recognition sequences) पर काटते हैं। $DNA$ अणुओं को सटीक रूप से काटने की इस क्षमता के कारण,इन्हें पुनर्संयोजक $DNA$ (recombinant $DNA$) तकनीक में आणविक कैंची के रूप में जाना जाता है।

(B) जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस में,एगारोज़,जो समुद्री घास (जैसे Gelidium और Gracilaria) से निकाला गया एक प्राकृतिक बहुलक है,का उपयोग मैट्रिक्स या जेल माध्यम के रूप में किया जाता है।
विकल्प $A$ गलत है क्योंकि $DNA$ के टुकड़े बिना अभिरंजन के अदृश्य होते हैं।
विकल्प $C$ गलत है क्योंकि इथिडियम ब्रोमाइड से अभिरंजित $DNA$ बैंड केवल $UV$ प्रकाश में चमकते हैं,दृश्य प्रकाश में नहीं।
विकल्प $D$ गलत है क्योंकि जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस में,छोटे $DNA$ टुकड़े बड़े टुकड़ों की तुलना में एगारोज़ मैट्रिक्स के माध्यम से तेजी से और अधिक दूर तक गति करते हैं।

(C) पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन $(PCR)$ में उपयोग किए जाने वाले $DNA$ पॉलीमरेज़ को $Taq$ पॉलीमरेज़ के रूप में जाना जाता है।
यह एंजाइम $Thermus$ $aquaticus$ नामक थर्मोफिलिक (तापरागी) बैक्टीरिया से अलग किया जाता है।
$Taq$ पॉलीमरेज़ ऊष्मा-स्थिर (heat-stable) होता है,जिसका अर्थ है कि यह $PCR$ के विकृतीकरण (denaturation) चरण के लिए आवश्यक उच्च तापमान को सहन कर सकता है और स्वयं विकृत नहीं होता है।
इसलिए,सही विकल्प $C$ है।

(B) जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस में,$DNA$ के टुकड़ों को उनके आकार के आधार पर अलग किया जाता है। एगरोज़,जो समुद्री खरपतवार (लाल शैवाल) से निकाला गया एक प्राकृतिक बहुलक है,का उपयोग मैट्रिक्स के रूप में किया जाता है। $DNA$ के टुकड़े ऋणात्मक रूप से आवेशित होते हैं और एनोड की ओर बढ़ते हैं। छोटे टुकड़े बड़े टुकड़ों की तुलना में मैट्रिक्स में तेजी से और अधिक दूर तक जाते हैं। $DNA$ को बिना स्टेनिंग के दृश्य प्रकाश में नहीं देखा जा सकता है; उन्हें इथिडियम ब्रोमाइड से रंजित किया जाना चाहिए और फिर $UV$ विकिरण के संपर्क में आने पर वे चमकीले नारंगी रंग के बैंड के रूप में दिखाई देते हैं।

(D) पेलिंड्रोमिक न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम $DNA$ में क्षार युग्मों का वह क्रम है जो एक रज्जुक (strand) पर $5' \rightarrow 3'$ दिशा में पढ़ने पर और उसके पूरक रज्जुक पर $5' \rightarrow 3'$ दिशा में पढ़ने पर समान रहता है।
विकल्प $D$ के लिए,अनुक्रम $5'-GAATTC-3'$ है।
इसका पूरक रज्जुक $3'-CTTAAG-5'$ होगा,जिसे $5' \rightarrow 3'$ दिशा में पढ़ने पर यह $5'-GAATTC-3'$ प्राप्त होता है।
चूंकि दोनों रज्जुक $5' \rightarrow 3'$ दिशा में समान पढ़े जाते हैं,इसलिए यह एक पेलिंड्रोमिक अनुक्रम है।

(B) जंतु कोशिकाओं में कोशिका झिल्ली लिपिड और प्रोटीन से बनी होती है,लेकिन उनमें कोशिका भित्ति का अभाव होता है। इसलिए,$DNA$ पृथक्करण के दौरान $Proteases$ (प्रोटीन को तोड़ने के लिए) और $Ribonucleases$ ($RNA$ को हटाने के लिए) जैसे एंजाइमों का उपयोग किया जाता है। $Cellulase$ एक ऐसा एंजाइम है जिसका उपयोग विशेष रूप से पादप कोशिकाओं में सेल्युलोसिक कोशिका भित्ति को तोड़ने के लिए किया जाता है। चूंकि जंतु कोशिकाओं में सेल्युलोस की कोशिका भित्ति नहीं होती है,इसलिए उनसे $DNA$ अलग करने के लिए $Cellulase$ की आवश्यकता नहीं होती है। अतः,सही विकल्प $B$ है।

(C) प्लाज्मिड वेक्टर $pBR322$ में,$amp^R$ (एम्पिसिलिन प्रतिरोधक) जीन में $Pst I$ और $Pvu I$ एंजाइमों के लिए रिस्ट्रिक्शन साइट्स होती हैं।
इन साइट्स का उपयोग प्लाज्मिड में विदेशी $DNA$ को डालने के लिए किया जाता है,जिसके परिणामस्वरूप $amp^R$ जीन का इंसर्शनल इनएक्टिवेशन (निवेशित निष्क्रियता) हो जाता है,जिससे रिकॉम्बिनेंट कॉलोनी का चयन संभव हो पाता है।

(A) $DNA$ खंडों को उनके आकार के आधार पर अलग करने की सही विधि जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस ($Gel$ electrophoresis) है।
इस तकनीक में,$DNA$ खंडों को विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में जेल मैट्रिक्स (आमतौर पर एगारोज) के माध्यम से गति करने के लिए मजबूर करके अलग किया जाता है।
चूंकि $DNA$ अणु ऋणात्मक रूप से आवेशित होते हैं,इसलिए वे एनोड की ओर बढ़ते हैं और छोटे खंड बड़े खंडों की तुलना में तेजी से गति करते हैं,जिससे उनका पृथक्करण संभव हो पाता है।

(A) $DNA$ एक हाइड्रोफिलिक (जलरागी) अणु है क्योंकि इसमें ऋणात्मक रूप से आवेशित फॉस्फेट बैकबोन होता है,जो इसे ध्रुवीय और जल में घुलनशील बनाता है। इस हाइड्रोफिलिक प्रकृति के कारण,यह कोशिका झिल्ली की हाइड्रोफोबिक लिपिड द्विपरत से होकर नहीं गुजर सकता है।
अतः,कथन $A$ सही है क्योंकि $DNA$ कोशिका झिल्ली से होकर नहीं गुजर सकता है।
कारण $R$ गलत है क्योंकि $DNA$ हाइड्रोफिलिक होता है,हाइड्रोफोबिक नहीं।

(B) रिस्ट्रिक्शन एंजाइम $EcoRI$ को $Escherichia \text{ } coli \text{ } RY13$ से प्राप्त किया जाता है।
यह $DNA$ में एक विशिष्ट पैलिंड्रोमिक न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को पहचानता है।
$EcoRI$ के लिए पहचान अनुक्रम एक रज्जुक (strand) पर $5'-GAATTC-3'$ है और इसका पूरक रज्जुक $3'-CTTAAG-5'$ है।
अतः, सही लक्ष्य सीमा (पहचान स्थल) $5'-GAATTC-3'$ है।

(D) $pBR322$ जैसे क्लोनिंग वैक्टर के संदर्भ में,$BamH I$,$Hind III$,और $Sal I$ विशिष्ट रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज पहचान स्थल हैं। $amp^R$ शब्द एम्पीसिलीन प्रतिरोध (ampicillin resistance) के लिए है,जो एक ऐसा जीन है जो एम्पीसिलीन एंटीबायोटिक के प्रति प्रतिरोध प्रदान करता है। इसलिए,$amp^R$ एंटीबायोटिक प्रतिरोधक जीन है।

(C) सही उत्तर $C$ है।
इथिडियम ब्रोमाइड $(EtBr)$ एक फ्लोरोसेंट डाई है जिसका उपयोग एगरोज जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस में $DNA$ को अभिरंजित करने के लिए किया जाता है।
जब इसे अल्ट्रावायलेट $(UV)$ प्रकाश के संपर्क में लाया जाता है,तो $EtBr$ के अणु $DNA$ के बेस पेयर के बीच में समाहित हो जाते हैं,जिससे $DNA$ बैंड नारंगी रंग के फ्लोरोसेंट दिखाई देते हैं,जो $DNA$ के टुकड़ों के दृश्यीकरण और अध्ययन में मदद करते हैं।

(D) रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज ऐसे एंजाइम हैं जो $DNA$ में विशिष्ट न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों को पहचानते हैं और $DNA$ अणु के भीतर इन विशिष्ट स्थितियों पर कट लगाते हैं।
विकल्प $A$ $PCR$ (पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन) के कार्य का वर्णन करता है।
विकल्प $B$ एक्सोन्यूक्लिएज के कार्य का वर्णन करता है।
विकल्प $C$ $DNA$ लाइगेज के कार्य का वर्णन करता है।
इसलिए,सही विकल्प $D$ है।

(A) रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज $EcoRI$ विशिष्ट पैलिंड्रोमिक अनुक्रम $5'-GAATTC-3'$ को पहचानता है।
यह $DNA$ अणु की दोनों श्रृंखलाओं पर $G$ (गुआनिन) और $A$ (एडेनिन) क्षार के बीच के फॉस्फोडिएस्टर बंध को काटता है।
यह विशिष्ट कट चिपचिपे सिरों (sticky ends) या सुसंगत सिरों के निर्माण का कारण बनता है,जो पुनर्संयोजक $DNA$ तकनीक के लिए आवश्यक हैं।
इसलिए,$EcoRI$ के लिए काटने का सही स्थान $G$ और $A$ के बीच है।

(B) प्लाज्मिड $pBR322$ एक व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला क्लोनिंग वेक्टर है जो $E. coli$ में पाया जाता है।
इसमें दो एंटीबायोटिक प्रतिरोध जीन होते हैं: $amp^R$ (एम्पिसिलिन प्रतिरोध) और $tet^R$ (टेट्रासाइक्लिन प्रतिरोध)।
$amp^R$ जीन में रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज $Pst$ $I$ और $Pvu$ $I$ के लिए पहचान स्थल होते हैं।
$tet^R$ जीन में $Bam$ $HI$ और $Sal$ $I$ के लिए पहचान स्थल होते हैं।
इसलिए,सही विकल्प $B$ है।

(B) जीन गन विधि में (जिसे बायोलिस्टिक्स या माइक्रोप्रोजेक्टाइल बॉम्बार्डमेंट भी कहा जाता है),कोशिकाओं पर $DNA$ से लेपित सोने या टंगस्टन के उच्च-वेग वाले सूक्ष्म कणों की बौछार की जाती है। इन भारी धातुओं का उपयोग इसलिए किया जाता है क्योंकि ये अक्रिय (inert) होती हैं और जैविक ऊतकों के साथ प्रतिक्रिया नहीं करती हैं,जिससे परपोषी कोशिका में विदेशी $DNA$ की सुरक्षित डिलीवरी सुनिश्चित होती है। अतः,सही विकल्प $B$ है।

(C) क्लोनिंग वेक्टर $pBR322$ सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले $E. coli$ क्लोनिंग वेक्टरों में से एक है।
इसमें दो अलग-अलग एंटीबायोटिक प्रतिरोधक जीन होते हैं,जो चयन योग्य मार्कर (selectable markers) के रूप में कार्य करते हैं।
ये एम्पिसिलिन प्रतिरोधक जीन $(amp^R)$ और टेट्रासाइक्लिन प्रतिरोधक जीन $(tet^R)$ हैं।
अतः,सही विकल्प $C$ है।

(A) एक पैलिंड्रोमिक $DNA$ अनुक्रम बेस जोड़ों का वह अनुक्रम है जो दोनों स्ट्रैंड्स पर समान रहता है यदि पढ़ने की दिशा $(5^{\prime} \rightarrow 3^{\prime})$ समान रखी जाए।
$1$. विकल्प $A$: $5^{\prime}$-$GTCGTC$-$3^{\prime}$ और इसका पूरक $3^{\prime}$-$CAGCAG$-$5^{\prime}$। पूरक को $5^{\prime} \rightarrow 3^{\prime}$ दिशा में पढ़ने पर $5^{\prime}$-$GACGAC$-$3^{\prime}$ प्राप्त होता है,जो $5^{\prime}$-$GTCGTC$-$3^{\prime}$ के समान नहीं है। अतः,यह पैलिंड्रोमिक नहीं है।
$2$. विकल्प $B$: $5^{\prime}$-$GAATTC$-$3^{\prime}$ और $3^{\prime}$-$CTTAAG$-$5^{\prime}$। पूरक को $5^{\prime} \rightarrow 3^{\prime}$ दिशा में पढ़ने पर $5^{\prime}$-$GAATTC$-$3^{\prime}$ प्राप्त होता है,जो पैलिंड्रोमिक है।
$3$. विकल्प $C$: $5^{\prime}$-$AAATTT$-$3^{\prime}$ और $3^{\prime}$-$TTTAAA$-$5^{\prime}$। पूरक को $5^{\prime} \rightarrow 3^{\prime}$ दिशा में पढ़ने पर $5^{\prime}$-$AAATTT$-$3^{\prime}$ प्राप्त होता है,जो पैलिंड्रोमिक है।
$4$. विकल्प $D$: $5^{\prime}$-$GACCTC$-$3^{\prime}$ और $3^{\prime}$-$CTGGAG$-$5^{\prime}$। पूरक को $5^{\prime} \rightarrow 3^{\prime}$ दिशा में पढ़ने पर $5^{\prime}$-$GACCTC$-$3^{\prime}$ प्राप्त होता है,जो पैलिंड्रोमिक है।
अतः,विकल्प $A$ सही उत्तर है।

(A) $pBR322$ प्लाज्मिड वेक्टर में,$BamHI$ के लिए रिस्ट्रिक्शन एंजाइम पहचान स्थल टेट्रासाइक्लिन प्रतिरोध जीन $(tet^R)$ के भीतर स्थित होता है। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि इस स्थल पर विदेशी $DNA$ के प्रवेश से टेट्रासाइक्लिन प्रतिरोध जीन निष्क्रिय हो जाता है,जिससे इंसर्शनल इनएक्टिवेशन (insertional inactivation) के माध्यम से पुनर्संयोजित कॉलोनियों का चयन संभव हो पाता है।

(D) एगारोज़ एक प्राकृतिक बहुलक (पॉलिमर) है जिसे समुद्री शैवाल (समुद्री लाल शैवाल जैसे $Gelidium$ और $Gracilaria$) से निकाला जाता है। यह एक पॉलीसैकराइड है जिसका उपयोग जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस में $DNA$ के टुकड़ों को उनके आकार के आधार पर अलग करने के लिए किया जाता है।

(A) सबसे पहले अलग और पहचाना गया रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज $Hind \ II$ था। इसकी खोज $1970$ में हैमिल्टन स्मिथ और उनके सहयोगियों द्वारा की गई थी। यह $6$ बेस पेयर के एक विशिष्ट अनुक्रम को पहचानकर हमेशा $DNA$ अणुओं को एक निश्चित बिंदु पर काटता है।

(A) $pBR322$ क्लोनिंग वेक्टर में,$tet^{R}$ (टेट्रासाइक्लिन प्रतिरोधक) जीन में $BamH I$ और $Sal I$ के लिए रिस्ट्रिक्शन साइट्स होती हैं।
$amp^{R}$ (एम्पिसिलिन प्रतिरोधक) जीन में $Pst I$ और $Pvu I$ के लिए रिस्ट्रिक्शन साइट्स होती हैं।
अतः,$BamH I$ वह सही रिस्ट्रिक्शन साइट है जो $tet^{R}$ जीन में उपस्थित होती है।

(A) जैव प्रौद्योगिकी में,कोशिकाओं से $DNA$ को अलग करने के लिए आनुवंशिक सामग्री को मुक्त करने हेतु कोशिका भित्ति का अपघटन आवश्यक है।
$1$. जीवाणु कोशिका भित्ति पेप्टिडोग्लाइकन से बनी होती है,जिसे $Lysozyme$ एंजाइम द्वारा तोड़ा जाता है।
$2$. पादप कोशिका भित्ति सेलुलोज से बनी होती है,जिसे $Cellulase$ एंजाइम द्वारा तोड़ा जाता है।
$3$. कवक कोशिका भित्ति काइटिन से बनी होती है,जिसे $Chitinase$ एंजाइम द्वारा तोड़ा जाता है।
अतः,जीवाणु,पादप और कवक कोशिका भित्ति के अपघटन के लिए सही क्रम क्रमशः $Lysozyme$,$Cellulase$ और $Chitinase$ है।

(A) कोशिकाओं से $DNA$ को अलग करने के लिए,आनुवंशिक सामग्री को मुक्त करने के लिए कोशिका भित्ति को तोड़ना आवश्यक है।
$1$. कवक कोशिकाओं की कोशिका भित्ति काइटिन से बनी होती है,जिसे $Chitinase$ एंजाइम द्वारा तोड़ा जाता है।
$2$. जीवाणु कोशिकाओं की कोशिका भित्ति पेप्टिडोग्लाइकन से बनी होती है,जिसे $Lysozyme$ एंजाइम द्वारा तोड़ा जाता है।
$3$. पादप कोशिकाओं की कोशिका भित्ति सेल्युलोज से बनी होती है,जिसे $Cellulase$ एंजाइम द्वारा तोड़ा जाता है।
इसलिए,एंजाइमों का सही क्रम $Chitinase$,$Lysozyme$ और $Cellulase$ है।

(D) सही उत्तर $D$ है।
$Thermus$ $aquaticus$ एक जीवाणु है जो गर्म झरनों में पाया जाता है।
इसका $DNA$ पॉलीमरेज़ एंजाइम,जिसे $Taq$ पॉलीमरेज़ के रूप में जाना जाता है,थर्मोस्टेबल (ऊष्मा-स्थायी) होता है।
इसका मतलब है कि यह उच्च तापमान पर भी विकृत (denature) हुए बिना कार्य कर सकता है।
यह गुण पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन $(PCR)$ तकनीक में अत्यंत महत्वपूर्ण है,क्योंकि यह $DNA$ की दोहरी श्रृंखलाओं के विकृतीकरण (denaturation) के लिए आवश्यक उच्च तापमान के दौरान भी सक्रिय रहता है।

(D) काइटिनेज।
$Aspergillus$ एक कवक है और इसकी कोशिका भित्ति में संरचनात्मक रूप से महत्वपूर्ण घटक के रूप में काइटिन होता है।
अतः,कवक की कोशिका भित्ति को तोड़ने के लिए काइटिनेज एंजाइम की आवश्यकता होती है।

(A) सही उत्तर $A$ है।
$pBR322$ प्लाज्मिड में,$rop$ जीन प्लाज्मिड की प्रतिकृति में शामिल प्रोटीन के लिए कोड करता है।
$rop$ का अर्थ 'repressor of primer' है।
यह प्लाज्मिड की कॉपी संख्या को नियंत्रित करता है।

(B) सही उत्तर $B$ है।
एंडोन्यूक्लिएज वे एंजाइम हैं जो पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला के भीतर फॉस्फोडिएस्टर बॉन्ड को काटते हैं।
विशेष रूप से,रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज का उपयोग जैव प्रौद्योगिकी में प्लाज्मिड $DNA$ को विशिष्ट पहचान अनुक्रमों (recognition sequences) पर काटने के लिए किया जाता है,जो रिकॉम्बिनेंट $DNA$ तकनीक में एक महत्वपूर्ण चरण है।

(A) "आण्विक कैंची" शब्द रिस्ट्रिक्शन एंजाइमों के लिए उपयोग किया जाता है।
इन एंजाइमों का उपयोग जैव प्रौद्योगिकी में $DNA$ अणुओं को विशिष्ट पहचान अनुक्रमों (recognition sequences) पर काटने के लिए किया जाता है।
ये $DNA$ बैकबोन के भीतर फॉस्फोडिएस्टर बंधों को तोड़कर जैविक कैंची की तरह कार्य करते हैं।

(D) सही उत्तर $D$ है।
पुनः संयोजक $DNA$ तकनीक में,वेक्टर (जैसे प्लाज्मिड) को चयन योग्य मार्करों (selectable markers) को शामिल करने के लिए इंजीनियर किया जाता है,जो आमतौर पर एंटीबायोटिक प्रतिरोध जीन (जैसे $amp^R$,$tet^R$) होते हैं।
जब मेजबान कोशिकाओं (जैसे $E. coli$) को पुनः संयोजक वेक्टर के साथ उपचारित किया जाता है,तो केवल वे कोशिकाएं जो सफलतापूर्वक वेक्टर को ग्रहण करती हैं (रूपांतरित कोशिकाएं),एंटीबायोटिक प्रतिरोध का गुण प्राप्त करती हैं।
इन कोशिकाओं को विशिष्ट एंटीबायोटिक युक्त माध्यम पर उगाने से,केवल रूपांतरित कोशिकाएं ही जीवित रहती हैं और कॉलोनियां बनाती हैं,जबकि गैर-रूपांतरित कोशिकाएं नष्ट हो जाती हैं।

(C) दी गई अनुक्रम $5'-GAATTC-3'$ और $3'-CTTAAG-5'$ एक पैलिनड्रोमिक अनुक्रम है।
आणविक जीव विज्ञान में,एक पैलिनड्रोमिक $DNA$ अनुक्रम न्यूक्लियोटाइड्स का वह अनुक्रम है जो एक स्ट्रैंड पर $5'$ से $3'$ दिशा में पढ़ने पर और पूरक स्ट्रैंड पर $5'$ से $3'$ दिशा में पढ़ने पर समान रहता है।
यह विशिष्ट अनुक्रम रिस्ट्रिक्शन एंजाइम $EcoRI$ के लिए पहचान स्थल (recognition site) है।

(C) सही उत्तर $C$ है।
$E. coli$ में प्लाज्मिड $pBR322$ की प्रतिकृति में शामिल प्रोटीन के लिए कोड करने वाला $rop$ जीन $Pvu II$ रिस्ट्रिक्शन साइट पर स्थित होता है।
रिप्रेसर ऑफ प्राइमर $(rop)$ जीन $rop$ प्रोटीन के लिए कोड करता है,जो प्लाज्मिड की कॉपी संख्या को नियंत्रित करता है और इसकी प्रतिकृति प्रक्रिया को विनियमित करता है।

(D) सही उत्तर $D$ है।
एगरोज़ जेल वैद्युतकणसंचलन में,$DNA$ के टुकड़ों को उनके आकार के आधार पर अलग किया जाता है।
चूंकि $DNA$ अणु ऋणात्मक रूप से आवेशित होते हैं,इसलिए विद्युत क्षेत्र लागू करने पर वे एनोड $(+)$ की ओर बढ़ते हैं।
एगरोज़ जेल एक आणविक छलनी के रूप में कार्य करता है,जो छोटे टुकड़ों को बड़े टुकड़ों की तुलना में जेल मैट्रिक्स के माध्यम से तेजी से और अधिक दूर तक जाने की अनुमति देता है।
दी गई आकृति में,कुओं (wells) के करीब के बैंड बड़े होते हैं क्योंकि वे धीरे चलते हैं,जबकि कुओं से दूर के बैंड छोटे होते हैं क्योंकि वे तेजी से चलते हैं।
इसलिए,$M$ सबसे बड़े $DNA$ बैंड का प्रतिनिधित्व करता है (कुओं के सबसे करीब),और $N$ (आकृति में $S$ के रूप में लेबल किया गया) सबसे छोटे $DNA$ बैंड का प्रतिनिधित्व करता है (कुओं से सबसे दूर)।

(A) सही उत्तर $A$ है।
बायोलिस्टिक्स,जिसे जीन गन विधि के रूप में भी जाना जाता है,विशेष रूप से पादप कोशिकाओं के रूपांतरण के लिए डिज़ाइन की गई है।
इस तकनीक में,विदेशी $DNA$ से लेपित सोने या टंगस्टन के सूक्ष्म कणों को उच्च वेग के साथ लक्षित कोशिकाओं पर बमबारी की जाती है।
ये कण पादप कोशिकाओं की कठोर कोशिका भित्ति और झिल्लियों को भेदकर आनुवंशिक सामग्री को सीधे कोशिका द्रव्य या केंद्रक में पहुंचाते हैं,जिससे कोशिका को कोई महत्वपूर्ण नुकसान नहीं होता है।

(B) रिस्ट्रिक्शन एंजाइम $EcoRI$ विशिष्ट पैलिंड्रोमिक अनुक्रम $5'-GAATTC-3'$ को पहचानता है और $G$ तथा $A$ के बीच में कट लगाता है।
विकल्पों को देखने पर,विकल्प $B$ में $5'-ACGAATTCAT-3'$ अनुक्रम है जिसमें ऊपरी स्ट्रैंड पर $GAATTC$ पहचान स्थल (recognition site) शामिल है।
विशेष रूप से,यह अनुक्रम $5'-ACG(GAATTC)AT-3'$ है।
अतः,सही अनुक्रम $5'-ACGAATTCAT-3'$ है जो $3'-TGCTTAAGTA-5'$ के साथ युग्मित है।

(B) . पुनर्योगज (recombinants) का चयन।
क्लोनिंग वैक्टर में मौजूद एंटीबायोटिक प्रतिरोधी जीन मुख्य रूप से चयन योग्य मार्कर (selectable markers) के रूप में उपयोग किए जाते हैं।
ये जीन रूपांतरित जीवाणु कोशिकाओं को गैर-रूपांतरित कोशिकाओं से पहचानने और चुनने में मदद करते हैं।
जिन कोशिकाओं ने पुनर्योगज वैक्टर को ग्रहण कर लिया है,वे विशिष्ट एंटीबायोटिक युक्त माध्यम में जीवित रहती हैं,जबकि गैर-रूपांतरित कोशिकाएं विकसित नहीं हो पाती हैं।

(C) $Agrobacterium$ $tumefaciens$ रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज $(REN)$ का स्रोत नहीं है।
$Haemophilus$ $influenzae$ $HindIII$ का स्रोत है।
$Escherichia$ $coli$ $EcoRI$ का स्रोत है।
$Bacillus$ $amyloliquefaciens$ $BamHI$ का स्रोत है।
अतः,सही विकल्प $C$ है।

(B) सही उत्तर $B$ है।
$DNA$ अणु में पैलिंड्रोमिक न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम क्षार युग्मों का वह अनुक्रम है जो पढ़ने की दिशा समान रखने पर दोनों रज्जुओं (strands) पर एक समान पढ़ा जाता है (अर्थात,$5' \rightarrow 3'$ दिशा में)।
विकल्प $B$ में:
$5'-GGATCC-3'$
$3'-CCTAGG-5'$
यदि हम ऊपरी रज्जु को $5' \rightarrow 3'$ दिशा में पढ़ते हैं,तो हमें $G-G-A-T-C-C$ प्राप्त होता है।
यदि हम निचले रज्जु को $5' \rightarrow 3'$ दिशा में (दाएं से बाएं) पढ़ते हैं,तो हमें $G-G-A-T-C-C$ प्राप्त होता है।
चूंकि दोनों रज्जु $5' \rightarrow 3'$ दिशा में समान पढ़े जाते हैं,इसलिए यह एक पैलिंड्रोमिक अनुक्रम है।