Tools of recombinant DNA technology Questions in Hindi

(D) $PCR$ (पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन) में उपयोग किए जाने वाले $DNA$ पॉलीमरेज़ को $Taq$ पॉलीमरेज़ के रूप में जाना जाता है।
इसे $Thermus$ $aquaticus$ नामक थर्मोफिलिक बैक्टीरिया से अलग किया जाता है।
चूंकि $PCR$ में उच्च तापमान पर विकृतीकरण (denaturation) के चरण शामिल होते हैं,इसलिए एंजाइम को बिना विकृत हुए इन तापमानों को सहन करने में सक्षम होना चाहिए।
इसलिए,यह एक तापस्थिर एंजाइम है।

(D) रिस्ट्रिक्शन एंजाइम एंजाइमों का एक वर्ग है जो $DNA$ को विशिष्ट पहचान अनुक्रमों पर काटते हैं। $DNA$ अणुओं को सटीक रूप से काटने की इस क्षमता के कारण, उन्हें आमतौर पर molecular scissors (आणविक कैंची) कहा जाता है। वे रिकॉम्बिनेंट $DNA$ तकनीक में वैज्ञानिकों को विशिष्ट जीन या $DNA$ के टुकड़ों को अलग करने की अनुमति देकर एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

(B) $Taq$ पॉलीमरेज़ एक ऊष्मा-स्थिर $DNA$ पॉलीमरेज़ एंजाइम है,जिसका नाम $Thermus$ $aquaticus$ नामक थर्मोफिलिक बैक्टीरिया के नाम पर रखा गया है,जिससे इसे मूल रूप से अलग किया गया था।
यह बैक्टीरिया गर्म झरनों और हाइड्रोथर्मल वेंट्स में पनपता है,जो इस एंजाइम को पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन $(PCR)$ के विकृतीकरण (denaturation) चरण के दौरान आवश्यक उच्च तापमान पर स्थिर रहने में सक्षम बनाता है।

(C) प्लाज्मिड $pBR322$ जैव प्रौद्योगिकी में व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला एक क्लोनिंग वेक्टर है।
इसमें कई महत्वपूर्ण आनुवंशिक मार्कर होते हैं,जिनमें एंटीबायोटिक प्रतिरोध जीन ($amp^R$ और $tet^R$) और प्रतिकृति की उत्पत्ति $(ori)$ शामिल हैं।
$Rop$ जीन का अर्थ 'Repressor of Primer' है।
यह उन प्रोटीनों के लिए कोड करता है जो प्लाज्मिड की प्रतिकृति प्रक्रिया के विनियमन में शामिल होते हैं।
इसके विपरीत,$Pvu II$,$Cla I$,और $Pst I$ प्लाज्मिड के भीतर स्थित विशिष्ट रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज पहचान स्थल हैं,न कि प्रतिकृति प्रोटीन के लिए कोड करने वाले जीन।

(B) $pBR322$ क्लोनिंग वेक्टर में,टेट्रासाइक्लिन प्रतिरोध जीन $(tet^R)$ में रिस्ट्रिक्शन एंजाइम $BamH I$ और $Sal I$ के लिए विशिष्ट पहचान स्थल होते हैं।
इन स्थलों पर बाहरी $DNA$ के प्रवेश से $tet^R$ जीन निष्क्रिय हो जाता है,जिसका उपयोग पुनर्संयोजकों (recombinants) के चयन के लिए किया जाता है।
$Pst I$ और $Pvu I$ स्थल एम्पीसिलीन प्रतिरोध जीन $(amp^R)$ के भीतर स्थित होते हैं।

(B) वह विशिष्ट $DNA$ अनुक्रम जहाँ से प्रतिकृति की प्रक्रिया शुरू होती है,उसे प्रतिकृति की उत्पत्ति $(ori)$ के रूप में जाना जाता है।
यह अनुक्रम परपोषी कोशिका में जुड़े हुए $DNA$ की प्रति संख्या (copy number) को नियंत्रित करने के लिए जिम्मेदार होता है।
प्रतिकृति की उत्पत्ति के बिना,$DNA$ परपोषी जीव के भीतर प्रतिकृति नहीं बना सकता है।

(A) क्लोनिंग संवाहक $pBR322$ में,$amp^R$ (एम्पिसिलिन प्रतिरोधक) जीन में $Pst I$ और $Pvu I$ के लिए पहचान स्थल होते हैं।
अतः,कथन $A$ सही है।
$tet^R$ (टेट्रासाइक्लिन प्रतिरोधक) जीन में $BamHI$ और $Sal I$ के लिए पहचान स्थल होते हैं,लेकिन इसमें $Hind III$ के लिए कोई पहचान स्थल नहीं होता है।
अतः,कथन $R$ भी सही है।
इस प्रकार,दोनों कथन सही हैं।

$(A)$ सही है क्योंकि क्लोनिंग वेक्टर वे $DNA$ अणु हैं जिनका उपयोग एक विशिष्ट $DNA$ खंड को मेजबान कोशिका में ले जाने के लिए वाहक के रूप में किया जाता है।
$R$ सही है क्योंकि एग्रोबैक्टीरियम ट्यूमेफेशियन्स एक मृदा जीवाणु है जो कई द्विबीजपत्री पौधों को संक्रमित करके और अपने $T-DNA$ को मेजबान जीनोम में स्थानांतरित करके एक प्राकृतिक आनुवंशिक इंजीनियर के रूप में कार्य करता है।
अतः, दोनों कथन सही हैं।

(D) बायोलिस्टिक्स या जीन गन विधि में,मेजबान कोशिकाओं में विदेशी $DNA$ को पहुंचाने के लिए भारी धातुओं के सूक्ष्म कणों का उपयोग किया जाता है।
इन सूक्ष्म कणों पर वांछित $DNA$ की परत चढ़ाई जाती है।
इस उद्देश्य के लिए आमतौर पर $Gold$ या $Tungsten$ धातुओं का उपयोग किया जाता है क्योंकि वे अक्रिय (inert) होती हैं और जैविक ऊतकों के साथ प्रतिक्रिया नहीं करती हैं।
इसलिए,दिए गए विकल्पों में से,$Tungsten$ पार्टिकल बॉम्बार्डमेंट में उपयोग की जाने वाली सही धातु है।

(C) स्टिकी एंड्स $DNA$ के छोटे,एकल-रज्जुक अनुक्रम होते हैं जो तब बचते हैं जब एक रिस्ट्रिक्शन एंजाइम $DNA$ अणु को विशिष्ट स्थानों पर काटता है।
इन सिरों को 'स्टिकी' (चिपचिपा) कहा जाता है क्योंकि वे उसी एंजाइम द्वारा काटे गए किसी अन्य $DNA$ अणु पर पूरक एकल-रज्जुक अनुक्रमों के साथ हाइड्रोजन बॉन्ड बना सकते हैं।
यह गुण रीकॉम्बिनेंट $DNA$ तकनीक की प्रक्रिया के लिए आवश्यक है,क्योंकि यह विभिन्न स्रोतों से $DNA$ के टुकड़ों को आसानी से जोड़ने की अनुमति देता है।
इसलिए,स्टिकी एंड्स को $DNA$ के बाहर निकले हुए एकल-रज्जुक भागों के रूप में परिभाषित किया जाता है।

(A) एक पैलिंड्रोमिक $DNA$ अनुक्रम,द्विरज्जुक $DNA$ में क्षार युग्मों का वह अनुक्रम है जो एक रज्जुक पर $5' \rightarrow 3'$ दिशा में पढ़ने पर और पूरक रज्जुक पर $5' \rightarrow 3'$ दिशा में पढ़ने पर समान होता है।
विकल्प $A$ $(GAATTC / CTTAAG)$ रिस्ट्रिक्शन एंजाइम $EcoRI$ द्वारा पहचाने जाने वाले पैलिंड्रोमिक अनुक्रम का एक उत्कृष्ट उदाहरण है।
विकल्प $B$ $(GGATCC / CCTAGG)$ रिस्ट्रिक्शन एंजाइम $BamHI$ द्वारा पहचाना जाने वाला पैलिंड्रोमिक अनुक्रम है।
अतः,विकल्प $A$ और $B$ दोनों ही पैलिंड्रोमिक अनुक्रम हैं।

(B) पुनर्योगज $DNA$ तकनीक में,एक वेक्टर (वाहक) वह $DNA$ अणु है जिसका उपयोग विदेशी आनुवंशिक सामग्री को कृत्रिम रूप से दूसरी कोशिका में ले जाने के लिए एक वाहन के रूप में किया जाता है,जहाँ इसे प्रतिकृत किया जा सकता है और/या अभिव्यक्त किया जा सकता है।
प्लाज्मिड आनुवंशिक इंजीनियरिंग में सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले वेक्टर हैं क्योंकि ये छोटे,गोलाकार,गुणसूत्र-बाह्य $DNA$ अणु होते हैं जो एक मेजबान कोशिका के भीतर स्वतंत्र रूप से प्रतिकृति बना सकते हैं।
इसलिए,'वेक्टर' शब्द उस प्लाज्मिड को संदर्भित करता है जो $DNA$ को जीवित कोशिका में स्थानांतरित करता है।

(B) आनुवंशिक इंजीनियरिंग में,$Plasmids$ (प्लाज्मिड) का उपयोग व्यापक रूप से विदेशी $DNA$ को मेजबान कोशिकाओं में ले जाने के लिए वाहक (vector) के रूप में किया जाता है।
$Plasmids$ छोटे,गोलाकार,दोहरे फंसे हुए $DNA$ अणु होते हैं जो कोशिका के गुणसूत्र $DNA$ से अलग होते हैं।
ये प्राकृतिक रूप से बैक्टीरिया में पाए जाते हैं और मेजबान कोशिका के भीतर स्वतंत्र रूप से प्रतिकृति (replicate) बना सकते हैं।
विदेशी जीन को ले जाने और प्रतिकृति बनाने की उनकी क्षमता के कारण,वे क्लोनिंग और जीन स्थानांतरण के लिए आवश्यक उपकरण के रूप में कार्य करते हैं।

(C) संवाहक (vector) एक $DNA$ अणु है जिसका उपयोग कृत्रिम रूप से विदेशी आनुवंशिक सामग्री को दूसरे कोशिका में ले जाने के लिए किया जाता है।
प्लाज्मिड बैक्टीरिया में पाए जाने वाले छोटे,गोलाकार,अतिरिक्त-गुणसूत्रीय $DNA$ अणु होते हैं।
प्लाज्मिड को एक आदर्श संवाहक बनाने वाला मुख्य कारक मेजबान कोशिका के भीतर स्वतंत्र रूप से प्रतिकृति (replication) बनाने की इसकी क्षमता और मेजबान जीव में विदेशी जीन (वांछित जीन) को ले जाने की इसकी क्षमता है।
हालाँकि एंटीबायोटिक प्रतिरोध जीन का उपयोग अक्सर प्लाज्मिड में चयन योग्य मार्कर (selectable markers) के रूप में किया जाता है,लेकिन संवाहक के रूप में इसकी भूमिका को परिभाषित करने वाला मौलिक गुण विदेशी $DNA$ के वाहक के रूप में कार्य करने की इसकी क्षमता है।

(C) $Agrobacterium$ $tumefaciens$ मिट्टी में पाया जाने वाला एक जीवाणु है जो प्राकृतिक रूप से द्विबीजपत्री पौधों को संक्रमित करता है।
इसमें $Ti$ (ट्यूमर-प्रेरक) प्लाज्मिड नामक एक बड़ा प्लाज्मिड होता है।
संक्रमण के दौरान,इस प्लाज्मिड का एक विशिष्ट खंड,जिसे $T-DNA$ (ट्रांसफर $DNA$) कहा जाता है,मेजबान पौधे के जीनोम में एकीकृत हो जाता है।
वैज्ञानिकों ने इस प्राकृतिक तंत्र को संशोधित करके $Agrobacterium$ का उपयोग फसल वाले पौधों में वांछित विदेशी जीन को पहुंचाने के लिए एक वाहक (vector) के रूप में किया है,जो इसे पादप जैव प्रौद्योगिकी में एक मूलभूत उपकरण बनाता है।

(A) $pBR322$ एक सुप्रसिद्ध क्लोनिंग संवाहक (cloning vector) है जिसे $E. coli$ प्लाज्मिड से प्राप्त किया गया है। यह जैव प्रौद्योगिकी में क्लोनिंग उद्देश्यों के लिए उपयोग किया जाने वाला एक इंजीनियर प्लाज्मिड है।
$BamHI$,$SalI$ और $EcoRI$ रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज एंजाइम हैं,जिनका उपयोग $DNA$ को विशिष्ट पहचान अनुक्रमों (recognition sequences) पर काटने के लिए किया जाता है।

(C) कथन $I$ सत्य है: ओरिजिन ऑफ रेप्लिकेशन $(Ori)$ $DNA$ में एक विशिष्ट अनुक्रम है जहाँ प्रतिकृति शुरू होती है। यह मेजबान कोशिका में जुड़े हुए $DNA$ की कॉपी संख्या को नियंत्रित करने के लिए भी जिम्मेदार है।
कथन $II$ सत्य है: वेक्टर $pBR322$ में,$BamHI$ रिस्ट्रिक्शन साइट टेट्रासाइक्लिन प्रतिरोध जीन $(tet^R)$ के भीतर स्थित होती है। यदि इस साइट पर कोई विदेशी $DNA$ खंड जुड़ जाता है,तो यह जीन का इंसर्शनल इनएक्टिवेशन (insertional inactivation) करता है,जिसके परिणामस्वरूप रिकॉम्बिनेंट प्लाज्मिड में टेट्रासाइक्लिन प्रतिरोध क्षमता समाप्त हो जाती है।

(A) $Agrobacterium$ $tumefaciens$ का $Ti$ प्लाज्मिड (ट्यूमर-प्रेरक प्लाज्मिड) एक प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला प्लाज्मिड है,जिसमें $T-DNA$ नामक $DNA$ के एक टुकड़े को मेजबान पादपों के जीनोम में स्थानांतरित करने की क्षमता होती है,जिससे ट्यूमर (क्राउन गॉल) का निर्माण होता है।
जैव प्रौद्योगिकी में,वैज्ञानिकों ने इस $Ti$ प्लाज्मिड को संशोधित करके इसके रोगजनक (ट्यूमर-प्रेरक) गुणों को हटा दिया है,जबकि पादप जीनोम में बाहरी $DNA$ को एकीकृत करने की इसकी क्षमता को बनाए रखा है।
इसलिए,इसका उपयोग पादपों के आनुवंशिक रूपांतरण के लिए क्लोनिंग संवाहक के रूप में व्यापक रूप से किया जाता है।
अतः,यह कथन सत्य है।

(D) पुनर्योगज $DNA$ तकनीक में आनुवंशिक सामग्री में हेरफेर करने के लिए कई आवश्यक उपकरणों का उपयोग किया जाता है।
$1$. $Restriction$ $enzymes$ (रिस्ट्रिक्शन एंजाइम) का उपयोग $DNA$ को विशिष्ट स्थानों पर काटने के लिए किया जाता है।
$2$. $Polymerase$ $enzymes$ (पॉलीमरेज़ एंजाइम) का उपयोग $DNA$ की नई श्रृंखलाओं के संश्लेषण के लिए किया जाता है।
$3$. $Ligases$ (लाइगेज़) का उपयोग $DNA$ के टुकड़ों को जोड़ने के लिए किया जाता है।
$4$. $Vectors$ (संवाहक) का उपयोग विदेशी $DNA$ को परपोषी कोशिका में ले जाने के लिए किया जाता है।
$5$. $Host$ $organisms$ (परपोषी जीव) पुनर्योगज $DNA$ अणु की प्रतिकृति बनाने के लिए आवश्यक होते हैं।
चूंकि सभी पांच घटक ($I, II, III, IV,$ और $V$) पुनर्योगज $DNA$ तकनीक के मूलभूत उपकरण हैं,इसलिए सही विकल्प $D$ है।

(A) सत्य है क्योंकि रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज $DNA$ को विशिष्ट पहचान अनुक्रमों पर काटते हैं,जो आणविक कैंची की तरह कार्य करते हैं।
$R$ सत्य है क्योंकि जब वेक्टर और विदेशी $DNA$ दोनों पर एक ही रिस्ट्रिक्शन एंजाइम का उपयोग किया जाता है,तो वे पूरक स्टिकी एंड्स (ओवरहैंगिंग अनुक्रम) उत्पन्न करते हैं।
ये पूरक स्टिकी एंड्स एक-दूसरे के साथ हाइड्रोजन बॉन्ड बना सकते हैं,जिससे $DNA$ के टुकड़े $DNA$ लाइगेज की मदद से आपस में जुड़ जाते हैं।

(B) रिस्ट्रिक्शन एंजाइम $Eco RI$ का नामकरण इस प्रकार है:
$1$. पहला अक्षर '$E$' जीनस (genus) का नाम दर्शाता है,जो $Escherichia$ है।
$2$. अगले दो अक्षर '$co$' प्रजाति (species) का नाम दर्शाते हैं,जो $coli$ है।
$3$. अक्षर '$R$' बैक्टीरिया के स्ट्रेन (strain) को दर्शाता है,जो $RY13$ है।
$4$. रोमन अंक '$I$' उस क्रम को दर्शाता है जिसमें एंजाइम को बैक्टीरिया के स्ट्रेन से अलग किया गया था।
अतः,सही मिलान इस प्रकार है:
$(A) E - (2)$ जीनस का नाम
$(B) co - (3)$ प्रजाति का नाम
$(C) R - (4)$ स्ट्रेन का नाम
$(D) I - (1)$ पहचान के क्रम में प्रथम
इस प्रकार,सही क्रम $A-2, B-3, C-4, D-1$ है।

(A) प्लाज्मिड एक छोटा,गोलाकार,द्विरज्जुक (double-stranded) $DNA$ अणु है जो कोशिका के गुणसूत्रीय $DNA$ से भिन्न होता है।
प्लाज्मिड प्राकृतिक रूप से जीवाणु कोशिकाओं और कुछ सुकेंद्रकी (eukaryotes) जीवों में पाए जाते हैं।
जैव प्रौद्योगिकी में,प्लाज्मिड का उपयोग व्यापक रूप से वाहक (vector) के रूप में किया जाता है ताकि बाहरी आनुवंशिक सामग्री को दूसरी कोशिका में ले जाया जा सके,जहाँ इसका प्रतिकृतियन या अभिव्यक्ति हो सके।

(A) आनुवंशिक इंजीनियरिंग में,$Plasmids$ छोटे,गोलाकार,दोहरे फंसे हुए $DNA$ अणु होते हैं जो कोशिका के गुणसूत्र $DNA$ से अलग होते हैं। वे स्वाभाविक रूप से बैक्टीरिया में पाए जाते हैं और व्यापक रूप से एक मेजबान कोशिका में विदेशी आनुवंशिक सामग्री को ले जाने के लिए वैक्टर के रूप में उपयोग किए जाते हैं। इसलिए,$Plasmids$ आनुवंशिक इंजीनियरिंग से जुड़े आवश्यक कोशिकीय घटक हैं।

(D) $DNA$ लाइगेज़ वह एंजाइम है जो फॉस्फोडाइस्टर बंध बनाकर $DNA$ की दो श्रृंखलाओं के सिरों को जोड़ने के लिए जिम्मेदार है। यह $DNA$ प्रतिकृति और मरम्मत प्रक्रियाओं में शर्करा-फॉस्फेट बैकबोन में मौजूद दरारों को सील करने के लिए 'आणविक गोंद' के रूप में कार्य करता है।

(C) पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला में फॉस्फोडिएस्टर बंध को तोड़ने वाले एंजाइमों को न्यूक्लिएज कहा जाता है।
न्यूक्लिएज को उनकी कार्य करने की जगह के आधार पर दो प्रकारों में वर्गीकृत किया गया है:
$1$. एक्सोन्यूक्लिएज: ये एंजाइम $DNA$ अणु के सिरों (या तो $5'$ या $3'$) से न्यूक्लियोटाइड्स को हटाते हैं।
$2$. एंडोन्यूक्लिएज: ये एंजाइम $DNA$ अणु के भीतर विशिष्ट स्थानों पर कट लगाते हैं,अर्थात,वे आंतरिक फॉस्फोडिएस्टर बंध को तोड़ते हैं।
इसलिए,सही उत्तर $C$ (एंडोन्यूक्लिएज) है।

(C) $Endonuclease$ (एंडोन्यूक्लिएज) एक ऐसा एंजाइम है जो पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला के भीतर फॉस्फोडिएस्टर बंधों को तोड़ता है।
$Exonucleases$ (एक्सोन्यूक्लिएज) के विपरीत,जो श्रृंखला के सिरों से एक-एक करके न्यूक्लियोटाइड को हटाते हैं,$Endonucleases$ आंतरिक स्थलों पर कार्य करते हैं।
$Lipases$ (लाइपेज) लिपिड के जल-अपघटन में शामिल होते हैं,और $Proteases$ (प्रोटीज) प्रोटीन के जल-अपघटन में शामिल होते हैं।

(B) सही उत्तर $B$ है।
$A$. दैहिक संकरण में एक संकर बनाने के लिए दो अलग-अलग पौधों की प्रजातियों के प्रोटोप्लास्ट का संलयन शामिल है। यह सही है।
$B$. वाहक $DNA$ एक $DNA$ अणु है जिसका उपयोग विदेशी आनुवंशिक सामग्री को दूसरी कोशिका में ले जाने के लिए एक वाहन के रूप में किया जाता है। यह $t-RNA$ संश्लेषण का स्थान नहीं है; $t-RNA$ का संश्लेषण केंद्रक में $DNA$ टेम्प्लेट से होता है। अतः,यह युग्म गलत है।
$C$. सूक्ष्मप्रवर्धन आधुनिक पादप ऊतक संवर्धन विधियों का उपयोग करके बड़ी संख्या में संतति पौधे उत्पन्न करने के लिए स्टॉक पादप सामग्री को तेजी से गुणा करने की प्रक्रिया है। यह सही है।
$D$. कैलस पैरेन्काइमा कोशिकाओं का एक अव्यवस्थित समूह है जो ऊतक संवर्धन के दौरान एक्सप्लांट से विकसित होता है। यह सही है।

(B) आनुवंशिक इंजीनियरिंग (Genetic Engineering) में,$Escherichia \ coli$ $(E. \ coli)$ का उपयोग क्लोनिंग और रिकॉम्बिनेंट $DNA$ की अभिव्यक्ति के लिए एक मेजबान जीव के रूप में व्यापक रूप से किया जाता है क्योंकि इसका जीनोम अच्छी तरह से ज्ञात है और यह तेजी से वृद्धि करता है। $Agrobacterium \ tumefaciens$ का उपयोग पौधों में प्राकृतिक आनुवंशिक इंजीनियर के रूप में बड़े पैमाने पर किया जाता है क्योंकि यह अपने $T-DNA$ को मेजबान पौधे के जीनोम में स्थानांतरित कर सकता है,जिससे क्राउन गॉल रोग होता है। इस $T-DNA$ को संशोधित करके,वैज्ञानिक इसका उपयोग पौधों में वांछित जीन डालने के लिए एक वाहक (vector) के रूप में करते हैं। इसलिए,सही उत्तर $Escherichia$ और $Agrobacterium$ है।

(D) आनुवंशिक इंजीनियरिंग,या पुनः संयोजक $DNA$ तकनीक,$DNA$ अणुओं में हेरफेर करने की क्षमता पर निर्भर करती है।
रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लीज वे एंजाइम हैं जो $DNA$ को विशिष्ट पहचान अनुक्रमों पर काटकर 'आणविक कैंची' के रूप में कार्य करते हैं।
ये एंजाइम मूल रूप से बैक्टीरिया में खोजे गए थे,जहाँ वे बैक्टीरियोफेज के खिलाफ एक रक्षा तंत्र के रूप में कार्य करते हैं।
बैक्टीरिया से इन एंजाइमों को शुद्ध करके,वैज्ञानिक प्रयोगशाला में इनका उपयोग $DNA$ को सटीक स्थानों पर काटने के लिए कर सकते हैं,जो पुनः संयोजक $DNA$ अणु बनाने का मूलभूत चरण है।

(D) रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज़ वे एंजाइम हैं जो $DNA$ को विशिष्ट पहचान अनुक्रमों (recognition sequences) पर काटते हैं।
ये एंजाइम पुनःसंयोजित $DNA$ तकनीक में आवश्यक उपकरण हैं क्योंकि ये $DNA$ अणुओं को सटीक रूप से काटने की अनुमति देते हैं ताकि ऐसे टुकड़े बनाए जा सकें जिन्हें वेक्टर के साथ जोड़ा जा सके।
प्राइमेज़ $DNA$ प्रतिकृति (replication) में शामिल होता है,एक्सोन्यूक्लिएज़ $DNA$ के सिरों से न्यूक्लियोटाइड्स को हटाते हैं,और लाइगेज़ $DNA$ के टुकड़ों को आपस में जोड़ता है।
इसलिए,$DNA$ को काटने के लिए सही एंजाइम रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज़ है।

(B) आनुवंशिक अभियांत्रिकी में किसी जीव के लक्षणों को बदलने के लिए $DNA$ में हेरफेर किया जाता है।
प्लाज्मिड छोटे,गोलाकार,दोहरे फंसे हुए $DNA$ अणु होते हैं जो कोशिका के गुणसूत्र $DNA$ से अलग होते हैं।
इनका उपयोग आनुवंशिक अभियांत्रिकी में वाहक (vector) के रूप में व्यापक रूप से किया जाता है,जो क्लोनिंग या अभिव्यक्ति के लिए विदेशी जीन को मेजबान कोशिकाओं में ले जाते हैं।
इसलिए,प्लाज्मिड आनुवंशिक अभियांत्रिकी के मूलभूत उपकरण हैं।

(C) प्लाज्मिड $DNA$ में प्रतिकृतियन की शुरुआत प्रतिकृतियन की उत्पत्ति $(ori)$ स्थल से होती है।
हालाँकि,प्रतिकृतियन प्रक्रिया का विनियमन,जैसे कि कॉपी संख्या का नियंत्रण,स्वयं प्लाज्मिड में मौजूद जीनों द्वारा किया जाता है।
ये जीन ऐसे प्रोटीन को कूटबद्ध (encode) करते हैं जो $ori$ स्थल के साथ परस्पर क्रिया करके यह निर्धारित करते हैं कि मेजबान कोशिका के भीतर प्लाज्मिड कितनी बार प्रतिकृतियन करेगा।
इसलिए,यह विनियमन प्लाज्मिड जीन द्वारा नियंत्रित होता है।

(B) प्लाज्मिड बैक्टीरिया में पाए जाने वाले गुणसूत्र-बाह्य,स्व-प्रतिकृति वाले,गोलाकार $DNA$ अणु होते हैं।
जीन क्लोनिंग में वाहक के रूप में कार्य करने के लिए,एक अणु को मेजबान कोशिका के भीतर स्वतंत्र रूप से प्रतिकृति बनाने में सक्षम होना चाहिए।
यह क्षमता 'प्रतिकृति स्थल' $(ori)$ की उपस्थिति द्वारा प्रदान की जाती है।
हालाँकि प्लाज्मिड अक्सर एंटीबायोटिक प्रतिरोध जीन ले जाते हैं (जो चयन योग्य मार्कर के रूप में कार्य करते हैं),लेकिन उनके उपयुक्त वाहक होने का मौलिक कारण $ori$ अनुक्रम की उपस्थिति के कारण उनकी स्वायत्त रूप से प्रतिकृति बनाने की क्षमता है।

(A) प्लास्मिड बैक्टीरिया में पाया जाने वाला एक अतिरिक्त-गुणसूत्रीय (extrachromosomal),गोलाकार,दोहरी-शृंखला वाला $DNA$ अणु है।
यह मेजबान कोशिका के भीतर स्वायत्त रूप से प्रतिकृति (replication) करने में सक्षम है।
जैव प्रौद्योगिकी में,प्लास्मिड का उपयोग व्यापक रूप से क्लोनिंग या अभिव्यक्ति के लिए विदेशी $DNA$ टुकड़ों को मेजबान कोशिकाओं में ले जाने के लिए वाहक (vector) के रूप में किया जाता है।

(A) प्लाज्मिड छोटे,गोलाकार,दोहरे फंसे हुए $DNA$ अणु होते हैं जो कोशिका के गुणसूत्रीय $DNA$ से अलग होते हैं।
ये बैक्टीरिया और कुछ अन्य सूक्ष्मजीवों में पाए जाते हैं।
ये अणु अतिरिक्त गुणसूत्रीय (extrachromosomal) होते हैं,जिसका अर्थ है कि वे मुख्य बैक्टीरियल गुणसूत्र के बाहर मौजूद होते हैं।
प्लाज्मिड अक्सर ऐसे जीन ले जाते हैं जो बैक्टीरिया को लाभ प्रदान करते हैं,जैसे कि एंटीबायोटिक प्रतिरोध।

(A) रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज की खोज,जिन्हें अक्सर 'आणविक कैंची' (molecular scissors) कहा जाता है,ने $DNA$ को विशिष्ट स्थानों पर काटना संभव बना दिया है।
ये एंजाइम विशिष्ट न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों को पहचानते हैं और $DNA$ बैकबोन को काटते हैं,जो पुनर्संयोजक $DNA$ (recombinant $DNA$) तकनीक का एक मूलभूत चरण है।
$DNA$ लाइगेज का उपयोग $DNA$ के टुकड़ों को जोड़ने के लिए किया जाता है,लेकिन विशिष्ट जीन के प्रारंभिक संशोधन और अलगाव के लिए रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज पर निर्भर रहना पड़ता है।

(D) रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज वे एंजाइम हैं जो $DNA$ को विशिष्ट पहचान अनुक्रमों (recognition sequences) पर काटते हैं।
ये एंजाइम प्राकृतिक रूप से बैक्टीरिया द्वारा उनकी रक्षात्मक क्रियाविधि के रूप में उत्पन्न किए जाते हैं,जो विदेशी वायरल $DNA$ को काटकर उन्हें बैक्टीरियोफेज (bacteriophage) के संक्रमण से बचाते हैं।
जैव प्रौद्योगिकी में,वे पुनर्संयोजक (recombinant) $DNA$ अणु बनाने के लिए आवश्यक उपकरण हैं।

(A) $DNA$ लाइगेज एंजाइम $DNA$ के टुकड़ों को एक साथ जोड़ने के लिए जिम्मेदार है,जो एक न्यूक्लियोटाइड के $3'$-हाइड्रॉक्सिल सिरे और दूसरे न्यूक्लियोटाइड के $5'$-फॉस्फेट सिरे के बीच फॉस्फोडिएस्टर बॉन्ड बनाकर कार्य करता है। रिकॉम्बिनेंट $DNA$ तकनीक में,$DNA$ लाइगेज का उपयोग वांछित जीन (जैसे कि एंटीबायोटिक प्रतिरोधी जीन) को प्लाज्मिड वेक्टर में जोड़ने (लाइगेट करने) के लिए किया जाता है ताकि एक रिकॉम्बिनेंट $DNA$ अणु बनाया जा सके।

(A) रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज वे एंजाइम हैं जो $DNA$ में विशिष्ट पैलिंड्रोमिक न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों को पहचानते हैं और $DNA$ द्विकुंडल को विशिष्ट स्थानों पर काटते हैं,जो आमतौर पर पहचान स्थल के भीतर या उसके पास होते हैं। ये रिकॉम्बिनेंट $DNA$ तकनीक में आवश्यक उपकरण हैं,जिन्हें अक्सर 'आणविक कैंची' (molecular scissors) कहा जाता है।

(D) जैव प्रौद्योगिकी में,मेजबान कोशिकाओं में विदेशी जीन पहुंचाने के लिए वाहकों (vectors) का उपयोग किया जाता है।
उच्च जीवों,जिनमें जंतु शामिल हैं,के लिए रेट्रोवायरस को हानिरहित बनाकर उनका उपयोग जंतु कोशिकाओं में वांछित जीन पहुंचाने के लिए वाहक के रूप में किया जाता है।
ये रेट्रोवायरस सामान्य कोशिकाओं को कैंसरग्रस्त कोशिकाओं में बदल सकते हैं या मेजबान जीनोम में पुनः संयोजक $DNA$ (recombinant $DNA$) को पेश करने के लिए एक वाहन के रूप में कार्य करते हैं।
इसलिए,उच्च जीवों में जीन क्लोनिंग के लिए रेट्रोवायरस एक मानक विकल्प है।

(D) एगेरोज़ एक प्राकृतिक बहुलक है जिसे सी वीड्स (जैसे कि जेलिडियम और ग्रैसिलेरिया जैसे लाल शैवाल) से निकाला जाता है।
इसका उपयोग प्रयोगशाला में जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस नामक तकनीक में व्यापक रूप से किया जाता है।
इस प्रक्रिया में,एगेरोज़ जेल विद्युत क्षेत्र के तहत $DNA$ के टुकड़ों को उनके आकार के आधार पर अलग करने के लिए एक आणविक छलनी के रूप में कार्य करता है।

(D) रिस्ट्रिक्शन एंजाइमों का नामकरण एक विशिष्ट पद्धति का पालन करता है।
$Eco RI$ में,पहला अक्षर '$E$' वंश के नाम $Escherichia$ से लिया गया है।
अगले दो अक्षर '$co$' जाति के नाम $coli$ से लिए गए हैं।
अक्षर '$R$' स्ट्रेन $RY13$ से लिया गया है।
रोमन अंक '$I$' यह दर्शाता है कि उस जीवाणु स्ट्रेन से एंजाइम को किस क्रम में अलग किया गया था।
इसलिए,'$co$' का अर्थ $coli$ है।

(D) जीन गन विधि,जिसे बायोलिस्टिक्स (biolistics) या माइक्रोप्रोजेक्टाइल बमबारी के रूप में भी जाना जाता है,एक ऐसी तकनीक है जिसका उपयोग मेजबान कोशिकाओं में विदेशी $DNA$ को पेश करने के लिए किया जाता है। इस प्रक्रिया में,भारी धातुओं के सूक्ष्म कणों पर लक्षित $DNA$ की कोटिंग की जाती है। फिर इन कणों को कोशिका भित्ति और झिल्ली को भेदने के लिए उच्च वेग के साथ त्वरित किया जाता है। इस उद्देश्य के लिए उपयोग किए जाने वाले सूक्ष्म कण आमतौर पर $Gold$ (सोना) या $Tungsten$ (टंगस्टन) के बने होते हैं क्योंकि वे अक्रिय,सघन और कोशिकाओं के लिए गैर-विषाक्त होते हैं।

(D) $PCR$ में उपयोग किए जाने वाले $DNA$ पॉलीमरेज़ को $Taq$ पॉलीमरेज़ के रूप में जाना जाता है।
इसे $Thermus$ $aquaticus$ नामक थर्मोफिलिक बैक्टीरिया से अलग किया जाता है।
चूंकि $PCR$ में $DNA$ स्ट्रैंड्स को अलग करने के लिए बार-बार गर्म करने (डीनेचुरेशन) की प्रक्रिया शामिल होती है,इसलिए एंजाइम का थर्मोस्टेबल होना आवश्यक है।
इसलिए,$Taq$ पॉलीमरेज़ उच्च तापमान पर भी सक्रिय रहता है,जिससे हर चक्र में नया एंजाइम जोड़े बिना प्रवर्धन (amplification) प्रक्रिया जारी रहती है।