Tools of recombinant DNA technology Questions in Hindi

(C) आण्विक प्रोब $DNA$ या $RNA$ का एक छोटा,एकल-रज्जुक खंड होता है जो रेडियोधर्मी रूप से लेबल (जैसे,$P^{32}$) होता है।
यह आमतौर पर $20-40$ न्यूक्लियोटाइड्स से बना होता है।
प्रोब को इस तरह से डिज़ाइन किया जाता है कि वह वांछित जीन के भीतर एक विशिष्ट अनुक्रम के पूरक हो,जिससे यह पहचान के लिए लक्ष्य अनुक्रम के साथ संकरण (hybridize) कर सके।
इसलिए,कथन $III$ और $IV$ सही हैं।

(D) पुनर्योगज $DNA$ तकनीक में,एक वेक्टर में एंटीबायोटिक प्रतिरोध जीन (चयन योग्य मार्कर) होता है जो गैर-रूपांतरित कोशिकाओं की पहचान और उन्हें हटाने में मदद करता है।
जब एक विदेशी $DNA$ खंड को वेक्टर में डाला जाता है,तो यह अक्सर एंटीबायोटिक प्रतिरोध जीन को बाधित कर देता है (इंसर्शनल इनएक्टिवेशन)।
यह शोधकर्ताओं को रूपांतरित कोशिकाओं (जिन्होंने प्लाज्मिड ग्रहण किया है) और गैर-रूपांतरित कोशिकाओं के बीच अंतर करने की अनुमति देता है,और आगे पुनर्योगज कोशिकाओं (जिनमें विदेशी $DNA$ होता है) और गैर-पुनर्योगज कोशिकाओं (जिनमें मूल वेक्टर होता है) के बीच अंतर करने में मदद करता है।

(C) वेस्टर्न ब्लॉटिंग तकनीक,जिसे प्रोटीन इम्यूनोब्लॉटिंग के रूप में भी जाना जाता है,$1979$ में $Harry \ Towbin$,$Theophil \ Staehelin$ और $Julian \ Gordon$ द्वारा विकसित की गई थी।
इस तकनीक का उपयोग ऊतक होमोजेनेट या अर्क (extract) के नमूने में विशिष्ट प्रोटीन का पता लगाने के लिए किया जाता है।
इसमें प्रोटीन को जेल से एक झिल्ली (membrane) पर स्थानांतरित किया जाता है,जिसके बाद लक्षित प्रोटीन के लिए विशिष्ट एंटीबॉडी का उपयोग करके उसका पता लगाया जाता है।
इसलिए,सही उत्तर $Towbin$ है।

(B) किसी कोशिका की अपने वातावरण से विदेशी $DNA$ को ग्रहण करने की क्षमता को $Competence$ (क्षमता) कहा जाता है।
$Competence$ एक शारीरिक अवस्था है जो एक जीवाणु कोशिका को रूपांतरण (transformation) करने की अनुमति देती है,जो क्षैतिज जीन स्थानांतरण की वह प्रक्रिया है जिसमें बाहरी आनुवंशिक सामग्री को कोशिका द्वारा ग्रहण किया जाता है।
$Sexduction$ $F'$ कारक द्वारा गुणसूत्र जीन के स्थानांतरण को संदर्भित करता है।
$Hfr$ का अर्थ 'High frequency of recombination' है,जो एक ऐसा जीवाणु है जिसमें मुख्य गुणसूत्र $DNA$ में एक संयुग्मी प्लाज्मिड एकीकृत होता है।
$Transduction$ वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा वायरस या वायरल वेक्टर के माध्यम से कोशिका में विदेशी $DNA$ प्रवेश कराया जाता है।

(A) रिकॉम्बिनेंट $DNA$ का निर्माण एक विदेशी $DNA$ खंड को वेक्टर में डालकर किया जाता है। कई क्लोनिंग वैक्टरों में,विदेशी $DNA$ को एंटीबायोटिक प्रतिरोधी जीन के भीतर स्थित विशिष्ट रिस्ट्रिक्शन साइटों पर डाला जाता है। इस प्रविष्टि के परिणामस्वरूप एंटीबायोटिक प्रतिरोधी जीन का 'इन्सर्शनल इनएक्टिवेशन' (insertional inactivation) हो जाता है,जो रिकॉम्बिनेंट कॉलोनियों की पहचान करने के लिए एक महत्वपूर्ण चरण है।

(A) $PCR$ के दौरान नई $DNA$ श्रृंखलाओं के संश्लेषण को पूरा करने के लिए उच्च तापमान $(>90^{\circ}C)$ पर स्थिर रहने वाले $DNA$ पॉलीमरेज़ की आवश्यकता होती है।
$PCR$ अभिक्रियाओं में आमतौर पर $Taq$ पॉलीमरेज़ जैसे $DNA$ पॉलीमरेज़ का उपयोग किया जाता है।
$Taq$ पॉलीमरेज़ को $Thermus$ $aquaticus$ नामक थर्मोफिलिक (तापरागी) बैक्टीरिया से अलग किया जाता है।

(B) आनुवंशिक इंजीनियरिंग,जिसे रीकॉम्बिनेंट $DNA$ तकनीक के रूप में भी जाना जाता है,में वांछित लक्षण प्राप्त करने के लिए आनुवंशिक सामग्री में हेरफेर शामिल है।
प्लास्मिड्स छोटे,गोलाकार,दोहरे फंसे हुए $DNA$ अणु होते हैं जो कोशिका के गुणसूत्र $DNA$ से अलग होते हैं।
आनुवंशिक इंजीनियरिंग में,प्लास्मिड्स का उपयोग क्लोनिंग या अभिव्यक्ति के लिए मेजबान कोशिकाओं (जैसे $E. coli$) में विदेशी जीन ले जाने के लिए वैक्टर के रूप में व्यापक रूप से किया जाता है।
इसलिए,प्लास्मिड्स आनुवंशिक इंजीनियरिंग में आवश्यक उपकरण हैं।

(D) $Agrobacterium$ $tumefaciens$ एक मृदा जीवाणु है जो एक प्राकृतिक आनुवंशिक इंजीनियर के रूप में कार्य करता है क्योंकि यह $T-DNA$ नामक $DNA$ के एक टुकड़े को मेजबान पादप कोशिकाओं में स्थानांतरित कर सकता है,जिससे वे ऐसे यौगिकों का उत्पादन करती हैं जिनका उपयोग जीवाणु कर सकते हैं। पादप कोशिकाओं को प्राकृतिक रूप से रूपांतरित करने की इस क्षमता का उपयोग जैव प्रौद्योगिकी में पौधों में विदेशी जीन डालने के लिए व्यापक रूप से किया जाता है।

(B) पुनः संयोजक $DNA$ तकनीक में,$DNA$ को मुक्त करने के लिए कोशिका भित्ति को तोड़ने हेतु विशिष्ट एंजाइमों का उपयोग किया जाता है।
$1$. पादप कोशिकाओं में सेल्युलोज से बनी कोशिका भित्ति होती है,जिसे $Cellulase$ एंजाइम द्वारा नष्ट किया जाता है।
$2$. कवक में काइटिन से बनी कोशिका भित्ति होती है,जिसे $Chitinase$ एंजाइम द्वारा नष्ट किया जाता है।
$3$. जीवाणुओं में पेप्टिडोग्लाइकन से बनी कोशिका भित्ति होती है,जिसे $Lysozyme$ एंजाइम द्वारा नष्ट किया जाता है।
$4$. शैवाल की कोशिका भित्ति मुख्य रूप से सेल्युलोज,गैलेक्टन्स और मैनन्स से बनी होती है। $Methylase$ एक एंजाइम है जो $DNA$ मिथाइलेशन में शामिल होता है,न कि कोशिका भित्ति के क्षरण में। इसलिए,$Algae-Methylase$ की जोड़ी गलत सुमेलित है।

(D) $PCR$ (पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन) की लोकप्रियता और सफलता मुख्य रूप से थर्मोस्टेबल $DNA$ पॉलीमरेज़ की उपलब्धता के कारण है।
$PCR$ प्रक्रिया के दौरान,डबल-स्ट्रैंडेड $DNA$ को विकृत (denature) करने के लिए प्रतिक्रिया मिश्रण को उच्च तापमान $(>90^{\circ} C)$ पर गर्म किया जाता है।
सामान्य $DNA$ पॉलीमरेज़ इन तापमानों पर विकृत और निष्क्रिय हो जाएंगे।
इसलिए,$Taq$ पॉलीमरेज़ (जो $Thermus$ $aquaticus$ नामक जीवाणु से अलग किया जाता है) जैसे थर्मोस्टेबल $DNA$ पॉलीमरेज़ आवश्यक हैं क्योंकि वे बार-बार गर्म करने के चक्रों के बाद भी सक्रिय रहते हैं।

(C) $pBR322$ पहला कृत्रिम क्लोनिंग वेक्टर था जिसे $1977$ में बोलिवर और रोड्रिग्ज द्वारा निर्मित किया गया था।
इसका उपयोग जीन क्लोनिंग प्रयोगों में व्यापक रूप से किया जाता है।
$pBR322$ नाम में:
$p$ दर्शाता है कि यह एक प्लाज्मिड है।
$BR$ का अर्थ बोलिवर और रोड्रिग्ज है,जिन्होंने इस प्लाज्मिड का निर्माण किया था।
$322$ एक संख्या है जिसे इस प्लाज्मिड को उसी प्रयोगशाला में विकसित अन्य प्लाज्मिड से अलग करने के लिए दिया गया है।

(C) आनुवंशिक इंजीनियरिंग में,$Restriction$ $endonucleases$ (रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज) का उपयोग $DNA$ को विशिष्ट पहचान अनुक्रमों पर काटने के लिए किया जाता है,जबकि $DNA$ $ligase$ (लाइगेज) का उपयोग $DNA$ के टुकड़ों को आपस में जोड़ने के लिए किया जाता है। इसलिए,ये दोनों एंजाइम पुनर्संयोजक $DNA$ (recombinant $DNA$) तकनीक में मूलभूत उपकरण हैं।

(B) रिकॉम्बिनेंट $DNA$ तकनीक के लिए आवश्यक प्रमुख उपकरणों में निम्नलिखित शामिल हैं:
$1$. एंजाइम (जैसे रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज,$DNA$ लाइगेज,आदि)
$2$. क्लोनिंग संवाहक (विदेशी $DNA$ को परपोषी में ले जाने के लिए)
$3$. सक्षम परपोषी जीव (रिकॉम्बिनेंट $DNA$ प्राप्त करने के लिए)
$RNA$ प्राइमर का उपयोग विशेष रूप से पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन $(PCR)$ तकनीक में किया जाता है,और $DNA$ प्रोब का उपयोग विशिष्ट $DNA$ अनुक्रमों का पता लगाने के लिए किया जाता है,लेकिन इन्हें एंजाइम,संवाहक और परपोषी जीवों की तरह रिकॉम्बिनेंट $DNA$ अणुओं के निर्माण के लिए बुनियादी 'प्रमुख उपकरण' नहीं माना जाता है। अतः,सही विकल्प $I, IV$ और $V$ है।

(C) $RNA$ पॉलीमरेज़ एक एंजाइम है जो अनुलेखन (transcription) की प्रक्रिया में शामिल होता है,जहाँ $DNA$ टेम्पलेट से $RNA$ का संश्लेषण होता है। यह $RNA$ प्राइमर के संश्लेषण में सीधे शामिल नहीं होता है (जो प्राइमेज़ द्वारा किया जाता है)।
श्वसन की प्रक्रिया माइटोकॉन्ड्रिया में होती है,लाइसोसोम में नहीं।
प्रतिबंधन एंजाइम (Restriction enzymes) आनुवंशिक इंजीनियरिंग में $DNA$ को विशिष्ट पहचान अनुक्रमों पर काटने के लिए उपयोग किए जाने वाले आवश्यक उपकरण हैं।
सेंट्रल डोग्मा $DNA$ से $RNA$ और $RNA$ से प्रोटीन तक आनुवंशिक जानकारी के प्रवाह का वर्णन करता है,न कि केवल $DNA$ की संरचना का।

(B) प्लाज्मिड बैक्टीरिया में पाए जाने वाले अतिरिक्त-गुणसूत्रीय,स्व-प्रतिकृति वाले,गोलाकार $DNA$ अणु होते हैं।
ये क्लोनिंग वाहकों के रूप में उपयुक्त हैं क्योंकि इनके पास प्रतिकृति की उत्पत्ति ($ori$ site) होती है,जो उन्हें मेजबान गुणसूत्र $DNA$ से स्वतंत्र रूप से प्रतिकृति बनाने की अनुमति देती है।
यह स्वतंत्र प्रतिकृति सुनिश्चित करती है कि डाला गया वांछित जीन मेजबान कोशिका के भीतर कई बार कॉपी हो जाता है।

(D) रिस्ट्रिक्शन एंजाइम को आणविक चाकू या आणविक कैंची के रूप में जाना जाता है और इनका उपयोग $DNA$ को विशिष्ट स्थलों पर काटने के लिए किया जाता है। इन एंजाइमों की खोज सबसे पहले $1970$ में $Smith$, $Nathan$ और $Arber$ द्वारा की गई थी।

(B) जीन क्लोनिंग के दौरान,प्लाज्मिड को जीन टैक्सी या संवाहक (vector) कहा जाता है।
आणविक जीवविज्ञानी वांछित जीन को प्लाज्मिड $DNA$ में जोड़ते हैं।
इसके बाद इस पुनर्संयोजित प्लाज्मिड को एक मेजबान कोशिका,जैसे कि जीवित बैक्टीरिया में डाला जाता है ताकि जीन की प्रतिकृति बनाई जा सके।

(C) $Agrobacterium \text{ } tumefaciens$ में ट्यूमर-प्रेरक $(Ti)$ प्लाज्मिड होता है, जो संक्रमित पौधों में क्राउन गॉल ट्यूमर के निर्माण का कारण बनता है।
इस अंतःक्रिया का सबसे अधिक अध्ययन किया गया है क्योंकि वैज्ञानिकों ने $Ti$ प्लाज्मिड को क्लोनिंग संवाहक (vector) के रूप में कार्य करने के लिए सफलतापूर्वक संशोधित किया है。
ट्यूमर पैदा करने वाले जीन को हटाकर और उनकी जगह वांछित जीन को प्रतिस्थापित करके, यह पादप आनुवंशिक इंजीनियरिंग में मेजबान पौधों में विदेशी $DNA$ स्थानांतरित करने के लिए एक मूलभूत उपकरण बन गया है।

(D) क्लोनिंग वेक्टर $DNA$ का एक छोटा टुकड़ा है जिसे किसी भी जीव से लिया जाता है,जिसमें क्लोनिंग उद्देश्यों के लिए एक विदेशी $DNA$ टुकड़े को डाला जा सकता है।
ये वेक्टर विदेशी आनुवंशिक सामग्री को मेजबान कोशिका में ले जाने के लिए वाहक के रूप में कार्य करते हैं।
इन्हें आमतौर पर वाहन $DNA$ या जीन वाहक भी कहा जाता है क्योंकि वे मेजबान जीव के भीतर डाले गए $DNA$ के स्थानांतरण और प्रतिकृति (replication) को सुविधाजनक बनाते हैं।
इसलिए,दिए गए सभी शब्दों का उपयोग एक ही जैविक उपकरण का वर्णन करने के लिए किया जाता है।

(B) वेक्टर एक $DNA$ 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 प्रतिकृति (replicated) या अभिव्यक्त (expressed) किया जा सकता है।
प्लाज्मिड और बैक्टीरियोफेज रिकॉम्बिनेंट $DNA$ तकनीक में सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले वाहक हैं क्योंकि उनमें गुणसूत्र $DNA$ के नियंत्रण से स्वतंत्र रूप से बैक्टीरियल कोशिकाओं के भीतर प्रतिकृति बनाने की क्षमता होती है।

(C) हर्बर्ट बॉयर ने खोजा कि रिस्ट्रिक्शन एंजाइम में $DNA$ स्ट्रैंड्स को एक विशेष तरीके से काटने की क्षमता होती है,जो स्ट्रैंड्स पर 'स्टिकी एंड्स' (चिपचिपे सिरे) छोड़ते हैं। यह खोज रिकॉम्बिनेंट $DNA$ तकनीक के विकास के लिए आधारभूत थी।

(A) एगारोज़ एक प्राकृतिक पॉलीसेकेराइड है जिसे समुद्री खरपतवार (विशेष रूप से जेलिडियम और ग्रेसिलेरिया जैसे लाल शैवाल) से निष्कर्षित किया जाता है।
जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस की प्रक्रिया में,$DNA$ के खंड एगारोज़ जेल के छिद्रों से गुजरते हुए अपने आकार के आधार पर अलग हो जाते हैं।

(A) जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस में,$DNA$ के टुकड़ों को अलग करने की प्रक्रिया के लिए पहले $DNA$ को छोटे टुकड़ों में काटने की आवश्यकता होती है।
यह काटने की प्रक्रिया रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज नामक विशिष्ट एंजाइमों द्वारा की जाती है।
ये एंजाइम $DNA$ अणु में विशिष्ट पैलिंड्रोमिक न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों को पहचानते हैं और इन स्थलों पर या उनके पास फॉस्फोडिएस्टर बंधों को तोड़ते हैं,जिसके परिणामस्वरूप विभिन्न लंबाई के टुकड़े प्राप्त होते हैं जिन्हें बाद में जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस द्वारा अलग किया जा सकता है।

(B) रिकॉम्बिनेंट $DNA$ तकनीक में,चयनात्मक चिह्न (selectable marker) एक ऐसा जीन है जिसे कोशिका में डाला जाता है जो कृत्रिम चयन के लिए उपयुक्त गुण प्रदान करता है।
यह गैर-रूपांतरित कोशिकाओं की पहचान करने और उन्हें हटाने की अनुमति देता है और चयनात्मक रूप से रूपांतरित कोशिकाओं की वृद्धि को बढ़ावा देता है।
चूंकि क्लोरामफेनिकॉल रेजिस्टेंस जीन एंटीबायोटिक क्लोरामफेनिकॉल की उपस्थिति में रूपांतरित कोशिकाओं के चयन की अनुमति देता है,इसलिए यह एक चयनात्मक चिह्न के रूप में कार्य करता है।

(B) रिकॉम्बिनेंट $DNA$ तकनीक में,$Vectors$ (वाहक) वे $DNA$ अणु होते हैं जिनका उपयोग विदेशी $DNA$ खंड को मेजबान कोशिका में ले जाने के लिए किया जाता है।
$A$ का अर्थ $Vector$ (जैसे प्लास्मिड या बैक्टीरियोफेज) है।
$B$ का अर्थ $DNA$ (वांछित जीन) है।
अतः,सही विकल्प $(B)$ है।

(D) रिस्ट्रिक्शन एंजाइम,जिन्हें आणविक कैंची (molecular scissors) के रूप में भी जाना जाता है,जैव प्रौद्योगिकी में आवश्यक उपकरण हैं।
$1$. इनका उपयोग $DNA$ को विशिष्ट पहचान अनुक्रमों पर काटने के लिए किया जाता है,जो रिकॉम्बिनेंट $DNA$ अणु बनाने का पहला चरण है।
$2$. इनका उपयोग जीन मैपिंग में विशिष्ट $DNA$ टुकड़े (Restriction Fragment Length Polymorphism - $RFLP$) बनाकर किया जाता है,जो गुणसूत्रों पर जीन का पता लगाने में मदद करते हैं।
$3$. इनका उपयोग आनुवंशिक रोगों के निदान में उन उत्परिवर्तनों की पहचान करके किया जाता है जो रिस्ट्रिक्शन साइटों को बदल देते हैं,जिससे विशिष्ट आनुवंशिक विकारों का पता लगाया जा सकता है।
इसलिए,दिए गए सभी विकल्प रिस्ट्रिक्शन एंजाइम के सही उपयोग हैं।

(C) रिस्ट्रिक्शन एंजाइम एंजाइमों का एक वर्ग है जो $DNA$ में विशिष्ट न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों (पैलिंड्रोमिक अनुक्रम) को पहचानते हैं और $DNA$ को विशिष्ट स्थानों पर काटते हैं।
ये एंजाइम बैक्टीरिया से प्राप्त होते हैं,जहाँ वे बैक्टीरियोफेज के खिलाफ एक रक्षा तंत्र के रूप में कार्य करते हैं।
हालाँकि,जेनेटिक इंजीनियरिंग में,इनका उपयोग किसी भी स्रोत से $DNA$ अणुओं को काटने के लिए 'आणविक कैंची' (molecular scissors) के रूप में किया जाता है,चाहे वह बैक्टीरियल,वायरल या यूकैरियोटिक हो,बशर्ते कि विशिष्ट पहचान स्थल मौजूद हो।
इसलिए,रिस्ट्रिक्शन एंजाइम का उपयोग किसी भी $DNA$ खंड को काटने के लिए किया जा सकता है।

(D) रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज वे एंजाइम हैं जो $DNA$ को विशिष्ट स्थलों पर काटते हैं।
इन विशिष्ट स्थलों को रिकग्निशन (पहचान) अनुक्रम के रूप में जाना जाता है।
ये अनुक्रम आमतौर पर प्रकृति में पेलिंड्रोमिक होते हैं,जिसका अर्थ है कि वे दोनों स्ट्रैंड्स पर दोनों दिशाओं $(5' \rightarrow 3')$ में समान रूप से पढ़े जाते हैं।
चूंकि दिए गए सभी शब्द इन स्थलों की प्रकृति और कार्य का वर्णन करते हैं,इसलिए सही उत्तर $D$ है।

(C) $Taq$ पॉलीमरेज़,जिसे $Thermus$ $aquaticus$ जीवाणु से अलग किया जाता है,के अलावा अन्य थर्मोस्टेबल $DNA$ पॉलीमरेज़ जैसे कि वेंट $(Vent)$ पॉलीमरेज़ (जो $Thermococcus$ $litoralis$ से प्राप्त होता है) और $Pfu$ पॉलीमरेज़ (जो $Pyrococcus$ $furiosus$ से प्राप्त होता है) का उपयोग भी $PCR$ में किया जाता है। इन एंजाइमों को प्राथमिकता दी जाती है क्योंकि इनमें उच्च निष्ठा (high fidelity) होती है और ये $DNA$ के विकृतीकरण (denaturation) के लिए आवश्यक उच्च तापमान पर भी स्थिर रहते हैं।

(C) दिया गया $DNA$ अनुक्रम $5^{\prime}-GTCGAC-3^{\prime}$ / $3^{\prime}-CAGCTG-5^{\prime}$ है।
यह अनुक्रम रिस्ट्रिक्शन एंजाइम $Hind\;II$ के लिए पहचान स्थल (recognition site) को दर्शाता है।
$Hind\;II$ सबसे पहले अलग किया गया रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज था और यह हमेशा $6$ बेस पेयर के एक विशिष्ट पहचान अनुक्रम को पहचान कर $DNA$ अणुओं को एक निश्चित बिंदु पर काटता है।
$Hind\;II$ के लिए पहचान अनुक्रम $GTCGAC$ है।

(D) $1$. बैक्टीरियोफेज वे वायरस होते हैं जो बैक्टीरिया को संक्रमित करते हैं। इसलिए,$A$ का अर्थ $Virus$ (वायरस) है और $B$ का अर्थ $Bacteria$ (बैक्टीरिया) है।
$2$. कॉस्मिड हाइब्रिड वाहक हैं जिन्हें प्लास्मिड और $\lambda$ (लैम्ब्डा) फेज की $cos$ साइट के गुणों को जोड़कर बनाया गया है। इसलिए,$C$ का अर्थ $Cosmid$ (कॉस्मिड) है।
$3$. इन विवरणों को विकल्पों के साथ मिलाने पर,सही उत्तर $A-$वायरस,$B-$बैक्टीरिया,$C-$कॉस्मिड प्राप्त होता है।

(D) आनुवंशिक इंजीनियरिंग,या पुनः संयोजक (recombinant) $DNA$ तकनीक,$DNA$ अणुओं को सटीकता से हेरफेर करने की क्षमता पर निर्भर करती है।
रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज ऐसे 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 बैक्टीरियोफेज के खिलाफ एक रक्षा तंत्र के रूप में खोजे गए थे।
एक बार शुद्ध हो जाने के बाद,इन रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज का उपयोग इन विट्रो (जीव के बाहर) $DNA$ अणुओं को विशिष्ट स्थानों पर काटने के लिए किया जा सकता है,जो पुनः संयोजक $DNA$ निर्माण के लिए एक मौलिक चरण है।

(D) जीन गन विधि,जिसे बायोलिस्टिक तकनीक के रूप में भी जाना जाता है,मुख्य रूप से पौधों के लिए उपयोग की जाने वाली प्रत्यक्ष जीन स्थानांतरण विधि है।
कथन $I$ सही है: इसे वास्तव में बायोलिस्टिक तकनीक कहा जाता है।
कथन $II$ सही है: इस प्रक्रिया में,कोशिकाओं पर $DNA$ से लेपित सोने या टंगस्टन के उच्च-वेग वाले सूक्ष्म कणों की बमबारी की जाती है।
कथन $III$ सही है: इस तकनीक का उपयोग मक्का,चावल और गेहूं जैसी महत्वपूर्ण फसलों को रूपांतरित करने के लिए सफलतापूर्वक किया गया है।
इसलिए,तीनों कथन सही हैं।

(D) $pBR322$ वेक्टर में,$amp^R$ का अर्थ एम्पिसिलिन रेजिस्टेंस जीन है और $tet^R$ का अर्थ टेट्रासाइक्लिन रेजिस्टेंस जीन है। ये एंटीबायोटिक रेजिस्टेंस जीन हैं जो सिलेक्टेबल मार्कर के रूप में कार्य करते हैं। $Ori$ प्रतिकृति की उत्पत्ति (origin of replication) है,और $Rop$ प्लाज्मिड की प्रतिकृति में शामिल प्रोटीन के लिए कोड करता है।

(A) एक रिकॉम्बिनेंट $DNA$ अणु के निर्माण में $DNA$ लाइगेज की मुख्य भूमिका दो $DNA$ खंडों के बीच फॉस्फोडिएस्टर बंध का निर्माण करना है।
$DNA$ लाइगेज $DNA$ स्ट्रैंड्स के शुगर-फॉस्फेट बैकबोन में मौजूद दरारों या गैप को सील करके 'आणविक गोंद' (molecular glue) के रूप में कार्य करता है।
यह एक न्यूक्लियोटाइड के $3'$-हाइड्रॉक्सिल सिरे को दूसरे न्यूक्लियोटाइड के $5'$-फॉस्फेट सिरे से जोड़ने को उत्प्रेरित करता है।
यह एंजाइम वेक्टर $DNA$ और इंसर्ट $DNA$ को जोड़कर एक कार्यात्मक रिकॉम्बिनेंट अणु बनाने के लिए आवश्यक है।

(B) लाइगेज ऐसे एंजाइम हैं जो दो बड़े अणुओं को एक नए रासायनिक बंध द्वारा जोड़ने के लिए उत्प्रेरित करते हैं। $DNA$ तकनीक के संदर्भ में, $DNA$ लाइगेज एक न्यूक्लियोटाइड के $3'-OH$ सिरे और दूसरे न्यूक्लियोटाइड के $5'-\text{फॉस्फेट}$ सिरे के बीच फॉस्फोडिएस्टर बंध बनाने की प्रक्रिया को उत्प्रेरित करता है। इस बंध में $C-O-P-O-C$ परमाणुओं का जुड़ाव शामिल होता है, जो विशेष रूप से शर्करा-फॉस्फेट बैकबोन में $P-O$ बंध का निर्माण करता है।

(D) पुनर्संयोजक $DNA$ तकनीक में एक पुनर्संयोजक अणु बनाने के लिए एक वाहक (vector) में एक विशिष्ट जीन को सम्मिलित करना शामिल है।
$Plasmids$ और $Phages$ का उपयोग आमतौर पर विदेशी $DNA$ को मेजबान कोशिका में ले जाने के लिए वाहक के रूप में किया जाता है।
$Restriction$ एंजाइम $DNA$ को विशिष्ट पहचान अनुक्रमों पर काटकर चिपचिपे या कुंद सिरे बनाने के लिए आवश्यक हैं।
$DNA$ पॉलीमरेज़ $III$ प्रोकैरियोट्स (जैसे $E. coli$) में $DNA$ प्रतिकृति के लिए जिम्मेदार प्राथमिक एंजाइम है। इसका उपयोग आमतौर पर इन-विट्रो पुनर्संयोजक $DNA$ अणुओं के निर्माण में नहीं किया जाता है; इसके बजाय,$DNA$ टुकड़ों को जोड़ने के लिए $DNA$ लाइगेज का उपयोग किया जाता है,और कभी-कभी $DNA$ पॉलीमरेज़ $I$ या $Taq$ पॉलीमरेज़ का उपयोग विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है।

(C) पुनर्योगज $DNA$ तकनीक में,$DNA$ के एक वांछित खंड या जीन को एक संवाहक (vector) के $DNA$ के साथ जोड़ा जाता है ताकि वह गुणन कर सके और जीन की प्रतियां बना सके।
वायरस (जैसे कि बैक्टीरियोफेज) और प्लाज्मिड पुनर्योगज $DNA$ तकनीक में सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले क्लोनिंग संवाहक हैं क्योंकि वे मेजबान कोशिकाओं के भीतर प्रतिकृति बना सकते हैं।

(A) जीन का रासायनिक संश्लेषण तब संभव है जब जीन में न्यूक्लियोटाइड्स का सटीक अनुक्रम ज्ञात हो।
इस प्रक्रिया में छोटे ओलिगो न्यूक्लियोटाइड्स का संश्लेषण शामिल है जिन्हें बाद में पूर्ण जीन अनुक्रम बनाने के लिए जोड़ा जाता है।
यह तकनीक विशेष रूप से छोटे जीन को संश्लेषित करने या विशिष्ट संशोधनों के साथ कृत्रिम जीन बनाने के लिए उपयोगी है।
रिस्ट्रिक्शन एंजाइम,सेंगर विधि (जो अनुक्रमण के लिए उपयोग की जाती है),या $cDNA$ संश्लेषण (रिवर्स ट्रांसक्रिप्शन) जैसे अन्य विकल्प जीन प्राप्त करने के अलग दृष्टिकोण हैं,न कि रासायनिक संश्लेषण।

(D) रिकॉम्बिनेंट $DNA$ तकनीक में,दाता कोशिका रुचि का जीन प्रदान करती है। चूंकि आनुवंशिक कोड सार्वभौमिक है,इसलिए किसी भी जीवित जीव (प्रोकैरियोटिक या यूकेरियोटिक) के जीन को अलग किया जा सकता है और प्रतिकृति और अभिव्यक्ति के लिए एक मेजबान जीवाणु में डाला जा सकता है। इसलिए,किसी भी प्रकार की कोशिका दाता के रूप में कार्य कर सकती है।

(C) $DNA$ प्रोब $DNA$ या $RNA$ का एक एकल-रज्जुक अनुक्रम है जिसका अनुक्रम ज्ञात होता है।
इसे रेडियोधर्मी समस्थानिक या फ्लोरोसेंट डाई के साथ लेबल किया जाता है।
इसका उपयोग संकरण (hybridization) की प्रक्रिया के माध्यम से $DNA$ या $RNA$ के नमूने में पूरक न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों की उपस्थिति का पता लगाने के लिए किया जाता है।
अतः,सही विकल्प $C$ है।

(A) थर्मोफिलिक बैक्टीरिया से अलग किए गए थर्मोस्टेबल एंजाइम 'Taq' और 'Vent' $DNA$ पॉलीमरेज़ हैं।
$Taq$ पॉलीमरेज़ को थर्मोफिलिक बैक्टीरिया $Thermus \; aquaticus$ से अलग किया जाता है।
$Vent$ पॉलीमरेज़ को थर्मोफिलिक बैक्टीरिया $Thermococcus \; litoralis$ से अलग किया जाता है।
इन एंजाइमों का उपयोग पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन $(PCR)$ तकनीक में व्यापक रूप से किया जाता है क्योंकि ये $DNA$ के विकृतीकरण (denaturation) के लिए आवश्यक उच्च तापमान पर भी स्थिर रहते हैं।

(A) रिस्ट्रिक्शन एंजाइमों के नामकरण की पद्धति इस प्रकार है:
$1$. पहला अक्षर जीव के वंश (Genus) के नाम से आता है।
$2$. अगले दो अक्षर जाति (species) के नाम से आते हैं।
$3$. चौथा अक्षर जीव के स्ट्रेन (strain) को दर्शाता है।
$4$. ये एंजाइम आमतौर पर प्रोकैरियोटिक जीवों (बैक्टीरिया) से निकाले जाते हैं।
इसलिए, $A = \text{Genus}$, $B = \text{species}$, $C = \text{strain}$, और $D = \text{bacteria}$।

(D) कथन $I$ सही है: $Eco RI$ वास्तव में बैक्टीरिया $Escherichia \; coli \; RY13$ से अलग किया जाता है।
कथन $II$ सही है: $Eco RI$ के लिए पहचान अनुक्रम $5^{\prime}-GAATTC-3^{\prime}$ और $3^{\prime}-CTTAAG-5^{\prime}$ है।
कथन $III$ सही है: यह एंजाइम दोनों स्ट्रैंड्स पर $G$ और $A$ बेस के बीच $DNA$ को काटता है,जिसके परिणामस्वरूप स्टिकी एंड्स (sticky ends) बनते हैं।
चूंकि दिए गए सभी कथन सही हैं,इसलिए सही उत्तर 'उपरोक्त में से कोई नहीं' है।

(A) वेक्टर के रूप में उपयोग किए जाने वाले प्लाज्मिड में सबसे महत्वपूर्ण विशेषता ओरिजिन ऑफ रेप्लिकेशन $(Ori)$ है।
ओरिजिन ऑफ रेप्लिकेशन $DNA$ क्षारों का एक विशिष्ट अनुक्रम है जो प्रतिकृति प्रक्रिया को शुरू करने के लिए जिम्मेदार होता है।
यदि प्लाज्मिड में $Ori$ साइट नहीं है,तो यह मेजबान कोशिका के भीतर अपनी प्रतिकृति नहीं बना सकता है,जिससे रिकॉम्बिनेंट $DNA$ अणु को बनाए रखना असंभव हो जाता है।
हालाँकि चयनात्मक मार्कर और रिस्ट्रिक्शन साइट्स भी एक वेक्टर के लिए आवश्यक हैं,लेकिन ओरिजिन ऑफ रेप्लिकेशन प्लाज्मिड की स्वायत्त प्रतिकृति के लिए मूलभूत आवश्यकता है।

(D) प्लाज्मिड छोटे,गोलाकार,दोहरे फंसे हुए $DNA$ अणु होते हैं जो कोशिका के गुणसूत्र $DNA$ से अलग होते हैं।
इनका उपयोग आनुवंशिक इंजीनियरिंग में वाहक के रूप में व्यापक रूप से किया जाता है क्योंकि इनमें प्रतिकृति की उत्पत्ति $(ori)$ होती है,जो उन्हें मेजबान कोशिका के भीतर स्वतंत्र रूप से प्रतिकृति बनाने की अनुमति देती है।
चूंकि वे गोलाकार होते हैं,इसलिए उनके पास कोई मुक्त सिरा नहीं होता है,जो उन्हें एक्सोन्यूक्लीज द्वारा क्षरण से बचाता है।
इसके अलावा,विदेशी $DNA$ को ले जाने की उनकी क्षमता उन्हें यूकेरियोटिक कोशिकाओं सहित मेजबान जीवों में जीन स्थानांतरित करने के लिए आदर्श बनाती है।

(A) प्राइमर्स छोटे,रासायनिक रूप से संश्लेषित ओलिगोन्यूक्लियोटाइड्स होते हैं,जो आमतौर पर $10-18$ न्यूक्लियोटाइड्स लंबे होते हैं।
इन्हें लक्षित $DNA$ खंड के $3'$ सिरों पर मौजूद विशिष्ट अनुक्रमों के पूरक होने के लिए डिज़ाइन किया जाता है।
ये प्राइमर्स एक मुक्त $3'$-$OH$ समूह प्रदान करते हैं,जो $PCR$ के दौरान $DNA$ पॉलीमरेज़ एंजाइम के लिए $DNA$ प्रतिकृति की प्रक्रिया शुरू करने के लिए आवश्यक होता है।

(A) बैक्टीरिया में,रिस्ट्रिक्शन-मॉडिफिकेशन सिस्टम बैक्टीरियोफेज के खिलाफ एक रक्षा तंत्र के रूप में कार्य करता है। रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज विशिष्ट $DNA$ अनुक्रमों को पहचानता है और उन्हें काटता है। मेजबान के अपने $DNA$ को उसके स्वयं के रिस्ट्रिक्शन एंजाइमों द्वारा नष्ट होने से बचाने के लिए,बैक्टीरिया मिथाइलेज एंजाइम का उत्पादन करते हैं। यह एंजाइम मेजबान $DNA$ के पहचान अनुक्रम के भीतर विशिष्ट बेस पर एक मिथाइल समूह जोड़ता है। यह संशोधन रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज को मेजबान $DNA$ से जुड़ने या उसे काटने से रोकता है,जिससे इसकी सुरक्षा होती है।

(D) $Agrobacterium \; tumefaciens$ मृदा में रहने वाला एक जीवाणु है जो कई द्विबीजपत्री पौधों के लिए प्राकृतिक रोगजनक के रूप में कार्य करता है।
इसमें $Ti-plasmid$ (ट्यूमर-प्रेरक प्लाज्मिड) होता है।
संक्रमण के दौरान,यह $T-DNA$ नामक $DNA$ के एक विशिष्ट खंड को मेजबान पादप कोशिका के जीनोम में स्थानांतरित करता है।
यह $T-DNA$ पादप जीनोम में एकीकृत हो जाता है और अनियंत्रित कोशिका विभाजन को प्रेरित करके ट्यूमर (गांठ) का निर्माण करता है।
अतः,तीनों कथन ($I, II$ और $III$) सही हैं।

(C) सबसे पहले खोजा गया रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज Hind $II$ था।
इसे $1970$ में स्मिथ,विलकॉक्स और केली द्वारा Haemophilus influenzae जीवाणु से अलग किया गया था।
Hind $II$ हमेशा छह बेस पेयर के एक विशिष्ट अनुक्रम को पहचानकर $DNA$ अणुओं को एक विशेष बिंदु पर काटता है,जिसे रिकग्निशन अनुक्रम (पहचान अनुक्रम) के रूप में जाना जाता है।