Tools of recombinant DNA technology Questions in Hindi

(B) रिस्ट्रिक्शन एंजाइम के बारे में गलत कथन यह है कि 'प्रत्येक रिस्ट्रिक्शन एंजाइम $DNA$ अनुक्रम की लंबाई का निरीक्षण करके कार्य करता है'। वास्तव में,रिस्ट्रिक्शन एंजाइम $DNA$ की लंबाई को नहीं,बल्कि एक विशिष्ट 'न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम' (Recognition site) को पहचानते हैं। अन्य कथन सही हैं: स्टिकी एंड्स को $DNA$ लाइगेज द्वारा जोड़ा जा सकता है,वे पैलिंड्रोमिक साइट्स पर $DNA$ को काटते हैं,और वे जेनेटिक इंजीनियरिंग में अत्यंत महत्वपूर्ण उपकरण हैं।

$(B)$ लाइगेज वे एंजाइम हैं जो एक $DNA$ टुकड़े के $3'-OH$ सिरे और दूसरे के $5'-$ \text{फॉस्फेट} सिरे के बीच फॉस्फोडाइएस्टर बंध के निर्माण को उत्प्रेरित करके 'आणविक गोंद' (molecular glue) के रूप में कार्य करते हैं, जिससे दो $DNA$ अणु आपस में जुड़ जाते हैं। एक्सोन्यूक्लिएज $DNA$ के सिरों से न्यूक्लियोटाइड्स को हटाते हैं, जबकि एंडोन्यूक्लिएज $DNA$ के भीतर विशिष्ट स्थानों पर कट लगाते हैं। पॉलिमरेज $DNA$ रज्जुक के संश्लेषण में शामिल होते हैं, न कि उन्हें तोड़ने में।

(A) रिस्ट्रिक्शन एंजाइम $EcoRI$ को $Escherichia \text{ } coli \text{ } RY13$ से प्राप्त किया जाता है।
यह $5'-GAATTC-3'$ और $3'-CTTAAG-5'$ के विशिष्ट पैलिंड्रोमिक क्षार अनुक्रम को पहचानता है।
$DNA$ में एक पैलिंड्रोमिक अनुक्रम क्षार युग्मों का वह क्रम है जो दोनों रज्जुओं (strands) पर एक ही तरह से पढ़ा जाता है, यदि पढ़ने की दिशा समान रखी जाए (जैसे, $5' \rightarrow 3'$ दिशा)।
अतः, सही विकल्प $A$ है।

(A) रिस्ट्रिक्शन एंजाइम एंडोन्यूक्लिएज होते हैं जो $DNA$ के विशिष्ट अनुक्रमों को पहचानते हैं जिन्हें पैलिंड्रोमिक अनुक्रम कहा जाता है और इन साइटों पर $DNA$ को काटते हैं।
विकल्प $A$ गलत है क्योंकि रिस्ट्रिक्शन एंजाइम $DNA$ अनुक्रम की लंबाई की जांच नहीं करते हैं; बल्कि,वे $DNA$ अणु की कुल लंबाई की परवाह किए बिना विशिष्ट न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों (रिकग्निशन साइट्स) को पहचानते हैं।
विकल्प $B$ सही है क्योंकि वे पैलिंड्रोमिक साइटों पर काटते हैं।
विकल्प $C$ सही है क्योंकि वे जेनेटिक इंजीनियरिंग में मौलिक उपकरण हैं।
विकल्प $D$ सही है क्योंकि रिस्ट्रिक्शन एंजाइम द्वारा उत्पन्न स्टिकी एंड्स को जोड़ने के लिए $DNA$ लाइगेज का उपयोग किया जाता है।

(A) $1$. लाइगेज वे एंजाइम हैं जो फॉस्फोडिएस्टर बंध बनाकर दो $DNA$ अणुओं को जोड़ने का कार्य करते हैं। यह कथन सही है।
$2$. पॉलीमरेज वे एंजाइम हैं जो $DNA$ श्रृंखला का संश्लेषण करते हैं,वे $DNA$ को काटते नहीं हैं।
$3$. न्यूक्लिएज वे एंजाइम हैं जो फॉस्फोडिएस्टर बंधों को तोड़कर $DNA$ का अपघटन करते हैं। $DNA$ के द्विकुंडल को अलग करने का कार्य हेलिकेज एंजाइम करता है।
$4$. एक्सो-न्यूक्लिएज $DNA$ के सिरों से न्यूक्लियोटाइड को हटाते हैं,जबकि एंडो-न्यूक्लिएज $DNA$ को आंतरिक विशिष्ट स्थानों पर काटते हैं।

(N/A) वायरस वायरल प्रोटीन के उत्पादन के लिए कुशल जैविक कारखानों के रूप में कार्य करते हैं। रिकॉम्बिनेंट $DNA$ तकनीक का उपयोग करके,वैज्ञानिक विशिष्ट जीनों को वायरल वैक्टर में डाल सकते हैं। जब ये संशोधित वायरस मेजबान कोशिकाओं को संक्रमित करते हैं,तो वे डाले गए जीन को व्यक्त करने के लिए मेजबान की मशीनरी का उपयोग करते हैं,जिससे वांछित प्रोटीन का बड़े पैमाने पर उत्पादन होता है। इस प्रक्रिया का उपयोग जैव प्रौद्योगिकी में टीके,चिकित्सीय एंजाइम और अन्य दवा उत्पादों के निर्माण के लिए व्यापक रूप से किया जाता है।

(N/A) $(1)$ स्टिकी एंड्स: ये $DNA$ खंड के एकल-रज्जुक विस्तार हैं जिन्हें एक विशिष्ट अनुक्रम पर काटा गया होता है,अक्सर एक रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज द्वारा,एक विषम (staggered) कट में। ये विस्तार समान रूप से कटे हुए $DNA$ के विस्तारों के पूरक होते हैं,जिससे वे एक-दूसरे के साथ क्षार-युग्मन (base-pair) कर सकते हैं।
$(2)$ ट्रांसजीन: एक ऐसा जीन जिसे एक जीव से अलग किया जाता है और दूसरे जीव के जीनोम में डाला जाता है,ताकि वह मेजबान जीनोम के हिस्से के रूप में प्रतिकृति बना सके और प्राप्तकर्ता की सभी कोशिकाओं में मौजूद रहे। परिणामी जीव को ट्रांसजेनिक के रूप में वर्णित किया जाता है।

(B) प्रथम रिकॉम्बिनेंट $DNA$ $(r-DNA)$ का निर्माण $1972$ में स्टेनली कोहेन और हर्बर्ट बॉयर द्वारा किया गया था।
उन्होंने $Salmonella$ $typhimurium$ नामक जीवाणु में एंटीबायोटिक प्रतिरोध के लिए जिम्मेदार प्लाज्मिड से $DNA$ का एक टुकड़ा काटकर एंटीबायोटिक प्रतिरोध जीन को अलग किया था।
इस $DNA$ के टुकड़े को $E. coli$ के प्लाज्मिड के साथ जोड़कर पहला कृत्रिम रिकॉम्बिनेंट $DNA$ अणु बनाया गया था।

(D) प्रथम पुनर्संयोजित $DNA$ $(r-DNA)$ का निर्माण स्टेनली कोहेन और हर्बर्ट बॉयर द्वारा $1972$ में किया गया था। उन्होंने $Salmonella typhimurium$ नामक बैक्टीरिया के प्लाज्मिड से एक एंटीबायोटिक प्रतिरोधी जीन को अलग किया और इसे $DNA$ लाइगेज एंजाइम का उपयोग करके $Escherichia coli$ के प्लाज्मिड के साथ जोड़ा। इससे एंटीबायोटिक प्रतिरोधी जीन का मेजबान $E. coli$ कोशिकाओं में प्रतिकृतियन और अभिव्यक्ति संभव हो सकी।

(B) प्रथम रिकॉम्बिनेंट $DNA$ $(r-DNA)$ अणु का निर्माण $1972$ में $Stanley \ Cohen$ और $Herbert \ Boyer$ द्वारा किया गया था।
उन्होंने $Salmonella \ typhimurium$ बैक्टीरिया में एंटीबायोटिक प्रतिरोध के लिए जिम्मेदार प्लाज्मिड से $DNA$ का एक टुकड़ा काटकर एंटीबायोटिक प्रतिरोध जीन को अलग करके यह उपलब्धि हासिल की थी।

(D) रिस्ट्रिक्शन एंजाइमों को 'आणविक कैंची' के रूप में जाना जाता है क्योंकि उनमें $DNA$ अणुओं को विशिष्ट पहचान अनुक्रमों (recognition sequences) पर काटने की क्षमता होती है।
ये एंजाइम पुनर्संयोजक $DNA$ तकनीक में आवश्यक उपकरण हैं क्योंकि ये पुनर्संयोजक अणु बनाने के लिए $DNA$ स्ट्रैंड्स को सटीक रूप से काटने की अनुमति देते हैं।

(B) आणविक कैंची के रूप में जाने जाने वाले एंजाइम $Restriction$ $Endonucleases$ होते हैं।
ये एंजाइम $DNA$ अणुओं में विशिष्ट न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों को पहचानते हैं,जिन्हें रिकग्निशन साइट (recognition site) कहा जाता है,और $DNA$ को इन विशिष्ट स्थानों पर काटते हैं।
यह गुण रीकॉम्बिनेंट $DNA$ तकनीक में जीन को अलग करने और रीकॉम्बिनेंट अणु बनाने के लिए आवश्यक है।

(C) एक वाहक (vector) $DNA$ का वह अणु है जिसका उपयोग बाहरी आनुवंशिक सामग्री को कृत्रिम रूप से किसी अन्य कोशिका में ले जाने के लिए एक वाहन के रूप में किया जाता है,जहाँ इसे प्रतिकृत (replicate) या अभिव्यक्त (express) किया जा सके।
प्लाज्मिड छोटे,गोलाकार,गुणसूत्र-बाह्य $DNA$ अणु होते हैं जो गुणसूत्रीय $DNA$ से भौतिक रूप से अलग होते हैं और स्वतंत्र रूप से प्रतिकृत हो सकते हैं।
अपने छोटे आकार और स्वतंत्र रूप से प्रतिकृत होने की क्षमता के कारण,प्लाज्मिड का उपयोग जैव प्रौद्योगिकी में मेजबान जीवों में वांछित जीन को स्थानांतरित करने के लिए वाहक के रूप में व्यापक रूप से किया जाता है।

(A) रिकॉम्बिनेंट $DNA$ $(r-DNA)$ तकनीक में एक विदेशी $DNA$ खंड को एक वाहक (आमतौर पर प्लाज्मिड) में डालकर आनुवंशिक सामग्री के नए संयोजन बनाना शामिल है।
इसलिए,$r-DNA$ का निर्माण प्लाज्मिड (वाहक) और विदेशी $DNA$ खंड के संयोजन से होता है।

(C) $r-DNA$ तकनीक में $Escherichia coli$ $(E. coli)$ का उपयोग मेजबान जीव के रूप में सबसे अधिक किया जाता है।
इसका कारण यह है कि $E. coli$ का जीनोम अच्छी तरह से मैप किया गया है,यह तेजी से बढ़ता है,इसे संभालना आसान है और इसमें बाहरी $DNA$ को आसानी से प्रविष्ट कराया जा सकता है।
इसकी सरल आनुवंशिक संरचना और विभिन्न क्लोनिंग वैक्टर की उपलब्धता इसे आणविक क्लोनिंग प्रयोगों के लिए पसंदीदा विकल्प बनाती है।

(D) $DNA$ लाइगेज़ वह एंजाइम है जो आणविक गोंद (molecular glue) के रूप में कार्य करता है। यह एक $DNA$ खंड के $3'$-हाइड्रॉक्सिल सिरे और दूसरे $DNA$ खंड के $5'$-फॉस्फेट सिरे के बीच फॉस्फोडिएस्टर बंध के निर्माण को उत्प्रेरित करता है,जिससे विदेशी $DNA$ खंड प्लाज्मिड वेक्टर के साथ जुड़ जाता है।

(D) पुनः संयोजक $DNA$ $(r-DNA)$ तकनीक के उपकरणों में प्रतिबंधन एंजाइम (restriction enzymes),पॉलीमरेज़,लाइगेज़,वेक्टर और मेजबान जीव शामिल हैं।
प्रतिबंधन एंजाइमों का उपयोग $DNA$ को विशिष्ट स्थानों पर काटने के लिए किया जाता है।
क्लोनिंग वेक्टर का उपयोग विदेशी $DNA$ को मेजबान में ले जाने के लिए किया जाता है।
मेजबान जीव वह कोशिका है जहाँ पुनः संयोजक $DNA$ को पेश किया जाता है और उसकी प्रतिकृति बनाई जाती है।
पेप्सिन जानवरों के पेट में पाया जाने वाला एक पाचक एंजाइम है और इसका उपयोग $r-DNA$ तकनीक में नहीं किया जाता है।
इसलिए,$Pepsin$ एंजाइम सही उत्तर है क्योंकि यह $r-DNA$ तकनीक का उपकरण नहीं है।

(C) $E. coli$ में बैक्टीरियोफेज की वृद्धि को रोकने के लिए जिम्मेदार दो एंजाइमों को $1963$ में अलग किया गया था।
इन एंजाइमों को रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज के रूप में जाना जाता है।
इनमें से एक एंजाइम $DNA$ में मिथाइल समूह जोड़ता था,जबकि दूसरा $DNA$ को काटने का कार्य करता था।
यह खोज रिकॉम्बिनेंट $DNA$ तकनीक के विकास में एक आधारभूत कदम थी।

(B) सबसे पहले खोजा गया और पहचाना गया रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज $Hind \,II$ था। इसे $Haemophilus \,influenzae$ जीवाणु से अलग किया गया था। यह हमेशा $6$ बेस पेयर के एक विशिष्ट अनुक्रम को पहचान कर $DNA$ अणुओं को एक निश्चित बिंदु पर काटता है। इस विशिष्ट पहचान अनुक्रम को रिकग्निशन साइट (पहचान स्थल) के रूप में जाना जाता है।

(C) $Hind-II$ सबसे पहले खोजा गया रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज एंजाइम है।
यह हमेशा $DNA$ अणुओं को एक विशिष्ट बिंदु पर काटता है,जिसके लिए यह $6$ बेस युग्मों के एक विशिष्ट अनुक्रम को पहचानता है।
इस विशिष्ट बेस युग्म अनुक्रम को पहचान अनुक्रम या पैलिंड्रोमिक अनुक्रम के रूप में जाना जाता है।
$Hind-II$ द्वारा पहचाना जाने वाला पैलिंड्रोमिक अनुक्रम $5'-GTPyCGAC-3'$ और $3'-CAPuGCTG-5'$ है,जो $6$ बेस युग्मों से बना होता है।

(A) $NCERT$ पाठ्यपुस्तक के अनुसार,आज हम $900$ से अधिक रिस्ट्रिक्शन एंजाइमों के बारे में जानते हैं जिन्हें बैक्टीरिया की $230$ से अधिक स्ट्रेन (strains) से अलग किया गया है।
ये एंजाइम रिकॉम्बिनेंट $DNA$ तकनीक में आवश्यक उपकरण हैं,जिनका उपयोग $DNA$ को विशिष्ट पहचान अनुक्रमों (recognition sequences) पर काटने के लिए किया जाता है।

(A) रिस्ट्रिक्शन एंजाइम ऐसे एंजाइम हैं जो $DNA$ में विशिष्ट न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों को पहचानते हैं और उन स्थानों पर $DNA$ को काटते हैं।
इन एंजाइमों को न्यूक्लिएज की श्रेणी में वर्गीकृत किया गया है क्योंकि ये न्यूक्लिक एसिड ($DNA$/$RNA$) पर कार्य करते हैं।
विशेष रूप से,इन्हें रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज के रूप में जाना जाता है,जो न्यूक्लिएज की एक उप-श्रेणी है जो $DNA$ अणु के भीतर फॉस्फोडिएस्टर बंधों को तोड़ती है।

(C) रिस्ट्रिक्शन एंजाइमों को उनकी संरचना,सहकारक आवश्यकताओं और उनके लक्ष्य अनुक्रमों की प्रकृति के आधार पर मुख्य रूप से $3$ प्रकारों में वर्गीकृत किया गया है:
$1$. टाइप $I$ रिस्ट्रिक्शन एंजाइम: ये जटिल एंजाइम होते हैं जिन्हें अपनी गतिविधि के लिए $ATP$,$Mg^{2+}$ और $S$-एडेनोसिलमेथिओनाइन $(SAM)$ की आवश्यकता होती है। ये अपने पहचान अनुक्रम से दूर के स्थानों पर $DNA$ को काटते हैं।
$2$. टाइप $II$ रिस्ट्रिक्शन एंजाइम: ये जैव प्रौद्योगिकी में सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले एंजाइम हैं। इन्हें सहकारक के रूप में केवल $Mg^{2+}$ की आवश्यकता होती है और ये विशिष्ट पहचान अनुक्रम पर या उसके पास $DNA$ को काटते हैं।
$3$. टाइप $III$ रिस्ट्रिक्शन एंजाइम: इन एंजाइमों को $ATP$ और $Mg^{2+}$ की आवश्यकता होती है और ये अपने पहचान अनुक्रम से थोड़ी दूरी पर $DNA$ को काटते हैं।
अतः,रिस्ट्रिक्शन एंजाइम $3$ प्रकार के होते हैं।

(C) रिस्ट्रिक्शन एंजाइम के नामकरण की पद्धति एक विशिष्ट क्रम का पालन करती है:
$1$. पहला अक्षर उस जीव के वंश (Genus) के नाम से लिया जाता है जिससे एंजाइम अलग किया गया है (जैसे,$E$ का अर्थ $Escherichia$ है)।
$2$. अगले दो अक्षर जाति (Species) के नाम से लिए जाते हैं (जैसे,$co$ का अर्थ $coli$ है)।
$3$. चौथा अक्षर जीव के प्रभेद (Strain) को दर्शाता है (जैसे,$R$ का अर्थ $RY13$ है)।
$4$. रोमन अंक उस क्रम को दर्शाता है जिसमें एंजाइम को उस प्रभेद से अलग किया गया था (जैसे,$I$)।
अतः,$E$ वंश (Genus) को और $R$ प्रभेद (Strain) को दर्शाता है।

(C) रिस्ट्रिक्शन एंजाइम एंडोन्यूक्लिएज होते हैं जो $DNA$ अणु को काटने के लिए विशिष्ट $DNA$ अनुक्रमों को पहचानते हैं। इन विशिष्ट अनुक्रमों को पहचान स्थल (recognition sites) के रूप में जाना जाता है। इनमें से अधिकांश पहचान स्थल पेलिंड्रोमिक अनुक्रम होते हैं,जो $DNA$ की दोनों रज्जुओं (strands) पर दोनों दिशाओं $(5' \rightarrow 3')$ में समान रूप से पढ़े जाते हैं। इसलिए,इन विशिष्ट अनुक्रमों के लिए सही शब्द पेलिंड्रोमिक अनुक्रम है।

(A) एक पैलिंड्रोमिक $DNA$ अनुक्रम, द्विरज्जुक $DNA$ में क्षार युग्मों का वह अनुक्रम है जो पढ़ने की दिशा समान रखने पर एक जैसा पढ़ा जाता है (उदाहरण के लिए, $5' \rightarrow 3'$)।
दिए गए विकल्पों में, $5'-GAATTC-3'$ अनुक्रम जो $3'-CTTAAG-5'$ के साथ युग्मित है, एक पैलिंड्रोम है क्योंकि दोनों रज्जुक (strands) पर $5' \rightarrow 3'$ दिशा में पढ़ने पर समान अनुक्रम $GAATTC$ प्राप्त होता है。
यह विशिष्ट अनुक्रम रिस्ट्रिक्शन एंजाइम $EcoRI$ के लिए पहचान स्थल (recognition site) है।

(A) पेलिंड्रोमिक अनुक्रम $DNA$ में विशिष्ट न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम होते हैं,जो दोनों पूरक रज्जुओं (strands) पर $5' \rightarrow 3'$ और $3' \rightarrow 5'$ दिशाओं में पढ़ने पर समान होते हैं। इन अनुक्रमों को रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज एंजाइम द्वारा पहचाना जाता है,जो $DNA$ को विशिष्ट स्थलों पर काटते हैं। इसलिए,पेलिंड्रोमिक अनुक्रम रीकॉम्बिनेंट $DNA$ तकनीक में उपयोग किए जाने वाले $DNA$ अणुओं की एक मौलिक विशेषता है।

(B) $DNA$ को काटने वाले एंजाइमों को रिस्ट्रिक्शन एंजाइम कहा जाता है।
ये दो प्रकार के होते हैं:
$1$. एक्सोन्यूक्लिएज: ये एंजाइम $DNA$ अणु के सिरों से न्यूक्लियोटाइड को हटाते हैं।
$2$. एंडोन्यूक्लिएज: ये एंजाइम $DNA$ अणु के भीतर विशिष्ट स्थानों पर कट लगाते हैं।
इसलिए,$DNA$ के सिरों से न्यूक्लियोटाइड को हटाने वाला एंजाइम एक्सोन्यूक्लिएज है।

(D) एक पैलिंड्रोमिक $DNA$ अनुक्रम बेस जोड़ों का वह अनुक्रम है जो दोनों स्ट्रैंड्स पर एक समान पढ़ा जाता है जब पढ़ने की दिशा समान रखी जाती है (जैसे,$5' \rightarrow 3'$)।
रिस्ट्रिक्शन एंजाइम $EcoRI$ के लिए,विशिष्ट पहचान स्थल (recognition site) $5'-GAATTC-3'$ है।
इसका पूरक स्ट्रैंड $3'-CTTAAG-5'$ के रूप में पढ़ा जाता है।
जब $5' \rightarrow 3'$ दिशा में पढ़ा जाता है,तो दोनों स्ट्रैंड्स $GAATTC$ अनुक्रम दिखाते हैं,जो आणविक जीव विज्ञान में पैलिंड्रोम की परिभाषा को पूरा करता है।

(B) रिस्ट्रिक्शन एंजाइम $EcoR\, I$ $DNA$ में विशिष्ट पैलिंड्रोमिक अनुक्रम $5'-GAATTC-3'$ को पहचानता है।
यह दोनों स्ट्रैंड्स पर $G$ और $A$ बेस के बीच से $DNA$ को काटता है।
इस प्रकार के स्टैगर्ड कट के परिणामस्वरूप $DNA$ खंडों के सिरों पर एकल-स्ट्रैंडेड लटकते हुए अनुक्रम उत्पन्न होते हैं।
इन लटकते हुए अनुक्रमों को 'चिपकू सिरे' (Sticky ends) या 'कोहेसिव सिरे' (Cohesive ends) के रूप में जाना जाता है क्योंकि वे अन्य $DNA$ खंडों पर पूरक अनुक्रमों के साथ हाइड्रोजन बॉन्ड बना सकते हैं।

(A) रिस्ट्रिक्शन एंजाइमों को उनके काटने के पैटर्न के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है।
$1$. कुछ रिस्ट्रिक्शन एंजाइम $DNA$ रज्जुओं को पैलिंड्रोमिक अनुक्रम के बिल्कुल केंद्र में काटते हैं,जिसके परिणामस्वरूप कुंद सिरे (blunt ends) उत्पन्न होते हैं।
$2$. अन्य रिस्ट्रिक्शन एंजाइम $DNA$ रज्जुओं को पैलिंड्रोमिक स्थलों के केंद्र से थोड़ा दूर,विपरीत रज्जुओं पर समान दो क्षारों के बीच काटते हैं,जो सिरों पर एकल-रज्जुक भाग छोड़ते हैं। इन लटकते हुए हिस्सों को स्टिकी एंड्स (sticky ends) या चिपचिपे सिरे कहा जाता है।
अतः,पैलिंड्रोमिक स्थल के केंद्र में काटने से कुंद सिरे उत्पन्न होते हैं।

(A) स्टिकी एंड्स $DNA$ के छोटे,एकल-रज्जुक सिरे होते हैं जो रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज एंजाइम की क्रिया द्वारा उत्पन्न होते हैं।
ये स्टिकी एंड्स उसी रिस्ट्रिक्शन एंजाइम द्वारा काटे गए $DNA$ के दूसरे टुकड़े पर पूरक अनुक्रमों के साथ हाइड्रोजन बंध बनाते हैं।
इसके बाद $DNA$ लाइगेज इन टुकड़ों के बीच फॉस्फोडिएस्टर बैकबोन को जोड़कर रिकॉम्बिनेंट $DNA$ अणुओं के निर्माण को सुगम बनाता है।
अतः,स्टिकी एंड्स विशेष रूप से $DNA$ लाइगेज के कार्य में $DNA$ के टुकड़ों को जोड़ने में सहायक होते हैं।

(C) रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज $EcoR\,I$ को $Escherichia\,coli$ बैक्टीरिया की $RY13$ स्ट्रेन से प्राप्त किया जाता है।
यह $6$ बेस पेयर के एक विशिष्ट पैलिंड्रोमिक $DNA$ अनुक्रम को पहचानता है।
$EcoR\,I$ के लिए पहचान अनुक्रम $5'-GAATTC-3'$ और $3'-CTTAAG-5'$ है।
अतः,पहचान अनुक्रम में न्यूक्लियोटाइड की कुल संख्या $6$ है।

(B) रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज वे एंजाइम हैं जो $DNA$ में विशिष्ट न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों को पहचानते हैं और $DNA$ को इन विशिष्ट स्थानों पर काटते हैं,जिन्हें पहचान अनुक्रम (recognition sequences) के रूप में जाना जाता है।
एक्सोन्यूक्लिएज $DNA$ अणुओं के सिरों से न्यूक्लियोटाइड्स को हटाते हैं।
टैक पॉलीमरेज का उपयोग $PCR$ में $DNA$ प्रवर्धन (amplification) के लिए किया जाता है।
गाइरेज $DNA$ सुपरकोइलिंग और प्रतिकृति (replication) में शामिल होता है।
इसलिए,सही एंजाइम जो $DNA$ को विशिष्ट आंतरिक स्थानों पर काटता है,वह रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज है।

(C) जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस एक प्रयोगशाला तकनीक है जिसका उपयोग $DNA$ के टुकड़ों को उनके आकार और आवेश के आधार पर अलग करने के लिए किया जाता है।
इस प्रक्रिया में,$DNA$ के नमूनों को एगारोज़ जेल के कुओं (wells) में डाला जाता है और विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है।
चूंकि $DNA$ अणु ऋणात्मक रूप से आवेशित होते हैं,इसलिए वे धनात्मक इलेक्ट्रोड (एनोड) की ओर बढ़ते हैं।
छोटे टुकड़े बड़े टुकड़ों की तुलना में जेल मैट्रिक्स के छिद्रों से तेजी से गुजरते हैं,जिसके परिणामस्वरूप उनका पृथक्करण होता है।

(C) जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस $DNA$ के टुकड़ों को उनके आकार के आधार पर अलग करने के लिए उपयोग की जाने वाली एक तकनीक है। इस प्रक्रिया में,$DNA$ के नमूनों को जेल मैट्रिक्स में बने खांचों में डाला जाता है। इस उद्देश्य के लिए समुद्री शैवाल से प्राप्त प्राकृतिक बहुलक,एगरोज़ का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। यह एक आणविक छलनी के रूप में कार्य करता है,जो विद्युत धारा प्रवाहित करने पर छोटे $DNA$ टुकड़ों को बड़े टुकड़ों की तुलना में जेल के माध्यम से तेजी से आगे बढ़ने देता है।

(B) जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस की प्रक्रिया के बाद,पृथक किए गए $DNA$ खंडों को सामान्य प्रकाश में सीधे नहीं देखा जा सकता है।
$DNA$ खंडों को देखने के लिए,जेल को इथिडियम ब्रोमाइड $(EtBr)$ नामक एक फ्लोरोसेंट डाई (अभिरंजक) से रंगा जाता है।
जब इस रंजित जेल को $UV$ विकिरण के संपर्क में लाया जाता है,तो $DNA$ खंड चमकीले नारंगी रंग के बैंड के रूप में दिखाई देते हैं।

(B) एगेरोज एक प्राकृतिक बहुलक (polymer) है जिसे समुद्री खरपतवार (समुद्री शैवाल) से निकाला जाता है,विशेष रूप से जेलिडियम (Gelidium) और ग्रासिलेरिया (Gracilaria) जैसी प्रजातियों से। इसका उपयोग जैव प्रौद्योगिकी में जेल वैद्युतकणसंचलन (gel electrophoresis) के माध्यम से $DNA$ के टुकड़ों को उनके आकार के आधार पर अलग करने के लिए व्यापक रूप से किया जाता है।

(D) एगेरोज समुद्री शैवाल से प्राप्त एक प्राकृतिक पॉलीसेकेराइड है। यह अगारोबायोस की पुनरावृत्ति इकाइयों से बना एक रैखिक पॉलिमर है,जो $D$-गैलेक्टोज और $3,6$-एनहाइड्रो-$L$-गैलेक्टोपाइरानोस से मिलकर बना होता है। जैव प्रौद्योगिकी में,इसका उपयोग $DNA$ के टुकड़ों को उनके आकार के आधार पर अलग करने के लिए जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस में एक मैट्रिक्स के रूप में व्यापक रूप से किया जाता है।

(D) प्लाज्मिड एक छोटा,गोलाकार,दोहरी रज्जुक वाला $DNA$ अणु है जो कोशिका के गुणसूत्रीय $DNA$ से अलग होता है।
प्लाज्मिड प्राकृतिक रूप से जीवाणु कोशिकाओं में मौजूद होते हैं और इनमें प्रतिकृति का उद्गम स्थल $(ori)$ होता है,जो उन्हें मेजबान के गुणसूत्रीय $DNA$ से स्वतंत्र रूप से प्रतिकृति बनाने की अनुमति देता है।
$r-DNA$ (पुनर्योगज $DNA$) को एक विदेशी $DNA$ टुकड़े को एक वेक्टर (जैसे प्लाज्मिड) में डालकर बनाया जाता है।
चूंकि $r-DNA$ अणु को प्लाज्मिड वेक्टर का उपयोग करके बनाया जाता है,इसलिए यह भी मेजबान जीवाणु कोशिका के भीतर स्वतंत्र रूप से प्रतिकृति बनाने की क्षमता रखता है।
अतः,प्लाज्मिड और $r-DNA$ दोनों में जीवाणु कोशिका के भीतर स्वतंत्र रूप से प्रतिकृति बनाने की क्षमता होती है।

(B) एक बैक्टीरियल कोशिका में $DNA$ अणुओं की प्रतिलिपि संख्या (copy number) वेक्टर या आनुवंशिक तत्व के प्रकार के आधार पर काफी भिन्न होती है।
$1$. जीनोमिक $DNA$: आमतौर पर,प्रति कोशिका बैक्टीरियल गुणसूत्र की केवल $1$ प्रति होती है।
$2$. प्लाज्मिड: प्लाज्मिड गुणसूत्र के बाहर के $DNA$ अणु होते हैं,जिनकी प्रतिलिपि संख्या प्रति कोशिका $1$ से $100$ तक हो सकती है।
$3$. बैक्टीरियोफेज: बैक्टीरियोफेज (जैसे $\lambda$ फेज या $M13$ फेज) मेजबान कोशिका के भीतर लैटिक चक्र के दौरान बहुत अधिक संख्या में (अक्सर $10$ से $100$ या अधिक) प्रतियां बना सकते हैं।
अतः,प्रतिलिपि संख्या क्षमता का सही क्रम है: बैक्टीरियोफेज > प्लाज्मिड > जीनोमिक $DNA$।

(B) प्लाज्मिड का प्रतिकृतियन एक विशिष्ट $DNA$ अनुक्रम द्वारा नियंत्रित होता है जिसे 'ओरिजिन ऑफ रेप्लिकेशन' $(ori)$ के रूप में जाना जाता है।
यह अनुक्रम परपोषी कोशिका के भीतर प्रतिकृतियन प्रक्रिया को शुरू करने के लिए जिम्मेदार है।
$ori$ अनुक्रम के बिना,प्लाज्मिड स्वतंत्र रूप से प्रतिकृति नहीं बना सकता है और इसलिए,इसे परपोषी कोशिका में बनाए नहीं रखा जा सकता है।
$rop$ उन प्रोटीनों के लिए कोड करता है जो प्लाज्मिड की कॉपी संख्या के विनियमन में शामिल होते हैं,जबकि $amp^R$ और $tet^R$ एंटीबायोटिक प्रतिरोध जीन हैं जिनका उपयोग चयन योग्य मार्करों (selectable markers) के रूप में किया जाता है।

(C) प्रतिकृति की उत्पत्ति $(ori)$ $DNA$ का एक विशिष्ट अनुक्रम है जहाँ से प्रतिकृति शुरू होती है।
प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स में जीनोमिक $DNA$ में प्रतिकृति शुरू करने के लिए $ori$ साइट्स होती हैं।
प्लाज्मिड अतिरिक्त गुणसूत्रीय गोलाकार $DNA$ अणु होते हैं जिनमें $ori$ साइट होती है,जो उन्हें मेजबान कोशिका के भीतर स्वतंत्र रूप से प्रतिकृति बनाने की अनुमति देती है।
$RNA$ एक एकल-रज्जुक अणु है जिसमें प्रतिकृति की उत्पत्ति का अनुक्रम नहीं होता है,क्योंकि यह प्रतिलेखन (transcription) का उत्पाद है,न कि इस संदर्भ में स्वायत्त प्रतिकृति के लिए टेम्पलेट।
इसलिए,$RNA$ के पास प्रतिकृति की उत्पत्ति नहीं होती है।

(D) एक क्लोनिंग संवाहक में प्रतिकृति की उत्पत्ति $(ori)$ होनी चाहिए ताकि वह स्वायत्त रूप से प्रतिकृति बना सके।
इसमें गैर-रूपांतरित कोशिकाओं की पहचान करने और उन्हें हटाने के लिए एक चयनात्मक चिह्न (selectable marker) होना चाहिए।
इसमें रिस्ट्रिक्शन एंजाइमों के लिए अद्वितीय क्लोनिंग स्थल होने चाहिए ताकि विदेशी $DNA$ को डाला जा सके।
यदि किसी संवाहक में एक ही रिस्ट्रिक्शन एंजाइम के लिए एक से अधिक पहचान स्थल होते हैं,तो पाचन के दौरान संवाहक के कई टुकड़े हो जाएंगे,जो जीन क्लोनिंग की प्रक्रिया को जटिल बना देता है। इसलिए,इसमें एक ही रिस्ट्रिक्शन एंजाइम के लिए एक से अधिक पहचान स्थल नहीं होने चाहिए।

(A) चयनात्मक मार्कर एक ऐसा जीन है जिसे कोशिका में पेश किया जाता है,जो कृत्रिम चयन के लिए उपयुक्त गुण प्रदान करता है।
पुनः संयोजक $DNA$ तकनीक में,चयनात्मक मार्करों (जैसे कि एंटीबायोटिक प्रतिरोध जीन जैसे $amp^R$,$tet^R$ आदि) का उपयोग अरूपांतरितों की पहचान करने और उन्हें हटाने के लिए किया जाता है,और यह चयनात्मक रूप से रूपांतरितों की वृद्धि की अनुमति देता है।
अतः,इसका सही कार्य रूपांतरितों की वृद्धि को अनुमति देना है।

(C) $pBR322$ जैसे क्लोनिंग वेक्टर के संदर्भ में,$rop$ जीन का अर्थ 'repressor of primer' है।
यह उन प्रोटीनों के लिए कूटलेखन करता है जो प्लाज्मिड के प्रतिकृतियन (replication) के विनियमन में शामिल होते हैं।
विशेष रूप से,$rop$ प्रोटीन मेजबान कोशिका के भीतर प्लाज्मिड की प्रति संख्या (copy number) को नियंत्रित करने में मदद करता है।

(D) वर्णनात्मक चिह्न (selectable marker) एक ऐसा जीन है जिसे कोशिका में प्रविष्ट कराया जाता है,विशेष रूप से बैक्टीरिया या संवर्धन कोशिकाओं में,जो कृत्रिम चयन के लिए उपयुक्त लक्षण प्रदान करता है।
क्लोनिंग वैक्टर में सामान्य वर्णनात्मक चिह्नों में एम्पीसिलीन $(amp^R)$,टेट्रासाइक्लिन $(tet^R)$,और केनामाइसिन $(kan^R)$ जैसे एंटीबायोटिक्स के प्रति प्रतिरोध प्रदान करने वाले जीन शामिल हैं।
$ori$ का अर्थ 'ओरिजिन ऑफ रेप्लिकेशन' (प्रतिकृति का उद्गम) है,जो वह अनुक्रम है जहाँ से प्रतिकृति शुरू होती है और यह एक वर्णनात्मक चिह्न नहीं है।

(D) सामान्य $E. coli$ कोशिकाओं में प्राकृतिक रूप से एंटीबायोटिक प्रतिरोधक जीन जैसे कि $amp^R$ (एम्पिसिलिन प्रतिरोधक),$tet^R$ (टेट्रासाइक्लिन प्रतिरोधक) या $kan^R$ (केनामाइसिन प्रतिरोधक) नहीं होते हैं।
ये जीन आमतौर पर आनुवंशिक इंजीनियरिंग प्रक्रियाओं के दौरान क्लोनिंग वैक्टर (जैसे $pBR322$) के माध्यम से $E. coli$ में पेश किए जाते हैं ताकि वे चयन योग्य मार्कर (selectable marker) के रूप में कार्य कर सकें।
इसलिए,इनमें से कोई भी जीन सामान्य या वाइल्ड-टाइप $E. coli$ के जीनोम में उपस्थित नहीं होता है।

(A) $pBR322$ जैव प्रौद्योगिकी में व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला एक क्लोनिंग वेक्टर है।
यह $E. coli$ से प्राप्त कृत्रिम रूप से निर्मित प्लाज्मिड है।
$pBR322$ नाम का अर्थ इस प्रकार है:
$p$ = प्लाज्मिड
$BR$ = बोलिवर और रोड्रिगेज (वे वैज्ञानिक जिन्होंने इसे बनाया था)
$322$ = उसी प्रयोगशाला में विकसित अन्य प्लाज्मिड से इसे अलग करने के लिए दिया गया एक विशिष्ट नंबर।
अतः,यह एक प्लाज्मिड है।

(B) प्लाज्मिड $pBR322$ जैव प्रौद्योगिकी में सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले क्लोनिंग वैक्टर में से एक है।
इसमें दो अलग-अलग प्रतिजैविक प्रतिरोधक जीन होते हैं: एम्पीसिलीन प्रतिरोधक जीन $(amp^R)$ और टेट्रासाइक्लिन प्रतिरोधक जीन $(tet^R)$।
ये जीन चयन योग्य मार्कर (selectable markers) के रूप में कार्य करते हैं,जो शोधकर्ताओं को उन रूपांतरित कोशिकाओं (transformants) की पहचान करने और उनका चयन करने की अनुमति देते हैं जिन्होंने सफलतापूर्वक पुनर्संयोजक प्लाज्मिड को ग्रहण किया है।