Gene regulation Questions in Hindi

(C) $Lac$ ओपेरॉन में,दमनकारी (repressor) प्रोटीन एक सक्रिय रूप में संश्लेषित होता है जो ऑपरेटर क्षेत्र से जुड़ जाता है,जिससे $RNA$ पॉलीमरेज़ को संरचनात्मक जीनों का प्रतिलेखन करने से रोका जाता है।
जब एक प्रेरक (लैक्टोज/एलोलैक्टोज) मौजूद होता है,तो यह दमनकारी प्रोटीन से जुड़ जाता है।
यह बंधन दमनकारी में संरचनात्मक परिवर्तन का कारण बनता है,जिससे यह निष्क्रिय हो जाता है।
निष्क्रिय दमनकारी अब ऑपरेटर से नहीं जुड़ सकता,जिससे $RNA$ पॉलीमरेज़ प्रमोटर तक पहुँच सकता है और प्रतिलेखन शुरू कर सकता है,इस प्रकार ओपेरॉन 'on' हो जाता है।

(D) $lac$ ओपेरॉन में,$lactose$ प्रेरक के रूप में कार्य करता है।
जब माध्यम में $lactose$ मौजूद होता है,तो यह कोशिका में प्रवेश करता है और $\beta-galactosidase$ एंजाइम की थोड़ी मात्रा द्वारा $allolactose$ में परिवर्तित हो जाता है।
$Allolactose$ रिप्रेसर प्रोटीन से जुड़ जाता है,जिससे यह ऑपरेटर क्षेत्र से नहीं जुड़ पाता है,जिससे ट्रांसक्रिप्शन की प्रक्रिया आगे बढ़ती है।
$Glucose$ और $galactose$ $lac$ ओपेरॉन के लिए प्रेरक के रूप में कार्य नहीं करते हैं।
इसलिए,$A$ और $B$ दोनों प्रेरक के रूप में कार्य नहीं करते हैं।

(A) $Lac$ ओपेरॉन मॉडल में,$i$ जीन रिप्रेसर प्रोटीन के लिए कोड करता है।
यह रिप्रेसर प्रोटीन ऑपरेटर क्षेत्र से जुड़ता है और संरचनात्मक जीनों के ट्रांसक्रिप्शन को रोकता है।
इसलिए,$i$ जीन को नियामक जीन के रूप में जाना जाता है।
$Lac \,z$,$Lac \,y$,और $Lac \,a$ जीन संरचनात्मक जीन हैं जो क्रमशः $\beta$-गैलेक्टोसिडेज,परमिएज और ट्रांसएसिटाइलेज के लिए कोड करते हैं।

(C) $lac$ ओपेरॉन में,संरचनात्मक जीन $lacY$ पर्मिएज एंजाइम के लिए कूटलेखन (code) करता है।
पर्मिएज लैक्टोज जैसे $\beta$-गैलेक्टोसाइड्स के लिए कोशिका झिल्ली की पारगम्यता को बढ़ाता है।
इसलिए,यह बाहरी माध्यम से कोशिका के अंदर लैक्टोज के सक्रिय परिवहन के लिए जिम्मेदार है।
$\beta$-गैलेक्टोसिडेज $(lacZ)$ लैक्टोज के ग्लूकोज और गैलेक्टोज में जल-अपघटन के लिए जिम्मेदार है।
ट्रांसएसिटाइलेज $(lacA)$ $\beta$-गैलेक्टोसाइड्स में एसिटाइल समूह को स्थानांतरित करता है।
दमक (Repressor) प्रोटीन $i$ जीन द्वारा निर्मित होता है और ओपेरॉन के अनुलेखन (transcription) को नियंत्रित करता है।

(C) $lac$ ओपेरॉन में,प्रेरक के रूप में $allolactose$ कार्य करता है,जो लैक्टोज का एक समावयवी (isomer) है।
$lac$ ओपेरॉन में प्रेरक के रूप में कार्य करने के लिए,इसे रिप्रेसर प्रोटीन के साथ जुड़ने में सक्षम होना चाहिए,जिससे रिप्रेसर ऑपरेटर क्षेत्र के साथ न जुड़ सके।
ग्लूकोज और गैलेक्टोज ऐसे मोनोसेकेराइड हैं जिनमें $lac$ रिप्रेसर प्रोटीन के साथ जुड़ने के लिए आवश्यक संरचनात्मक विन्यास नहीं होता है।
इसलिए,वे $lac$ ओपेरॉन के जीनों की अभिव्यक्ति को प्रेरित नहीं कर सकते हैं।

(C) $lac$ ओपेरॉन मॉडल प्रोकैरियोट्स में जीन विनियमन को समझाता है:
$1$. $(i)$ ऑपरेटर स्थल $(d)$: ऑपरेटर वह $DNA$ अनुक्रम है जहाँ रिप्रेसर प्रोटीन जुड़ता है और ट्रांसक्रिप्शन को रोकता है।
$2$. $(ii)$ प्रमोटर स्थल $(c)$: प्रमोटर वह $DNA$ अनुक्रम है जहाँ $RNA$ पॉलीमरेज़ जुड़ता है और ट्रांसक्रिप्शन की शुरुआत करता है।
$3$. $(iii)$ संरचनात्मक जीन $(a)$: ये जीन (जैसे $lacZ, lacY, lacA$) चयापचय प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक एंजाइमों (प्रोटीन) के लिए कूटलेखन करते हैं।
$4$. $(iv)$ नियामक जीन $(b)$: नियामक जीन (या $i$-जीन) रिप्रेसर प्रोटीन के लिए कूटलेखन करता है,जो ओपेरॉन की अभिव्यक्ति को नियंत्रित करता है।
अतः,सही मिलान $(i-d, ii-c, iii-a, iv-b)$ है।

(A) दी गई आकृति $lac$ ओपेरॉन मॉडल को दर्शाती है। इस मॉडल में,$i$ जीन दमक (repressor) प्रोटीन के लिए कोड करता है। यह दमक प्रोटीन ऑपरेटर क्षेत्र से जुड़कर प्रतिलेखन (transcription) को रोकता है। जब एक प्रेरक (जैसे लैक्टोज) मौजूद होता है,तो यह दमक प्रोटीन से जुड़ जाता है,जिससे इसका विन्यास बदल जाता है और यह अब ऑपरेटर से नहीं जुड़ पाता है। अतः,'$1$' प्रेरक अणु को दर्शाता है।

(D) दी गई आकृति $lac$ ओपेरॉन मॉडल को दर्शाती है।
$lac$ ओपेरॉन में,संरचनात्मक जीन $z$,$y$ और $a$ होते हैं।
- जीन $z$,$\beta$-गैलेक्टोसिडेज के लिए कूटलेखन (code) करता है।
- जीन $y$,परमीएज के लिए कूटलेखन करता है।
- जीन $a$,ट्रांसएसिटाइलेज के लिए कूटलेखन करता है।
आरेख में,लेबल $2$,$3$ और $4$ क्रमशः जीन $z$,$y$ और $a$ के उत्पादों के अनुरूप हैं।
अतः,'$2$' $\beta$-गैलेक्टोसिडेज को दर्शाता है।

(D) दी गई आकृति $lac$ ओपेरॉन मॉडल को दर्शाती है।
$lac$ ओपेरॉन में,संरचनात्मक जीन $z$,$y$,और $a$ होते हैं।
- जीन $z$,$\beta$-गैलेक्टोसिडेज के लिए कूटलेखन करता है (आकृति में $2$ द्वारा दर्शाया गया है)।
- जीन $y$,परमीएज के लिए कूटलेखन करता है (आकृति में $3$ द्वारा दर्शाया गया है)।
- जीन $a$,ट्रांसएसिटाइलेज के लिए कूटलेखन करता है (आकृति में $4$ द्वारा दर्शाया गया है)।
अतः,'$3$' परमीएज को दर्शाता है।

(A) दी गई आकृति $lac$ ओपेरॉन मॉडल को दर्शाती है।
$lac$ ओपेरॉन में,संरचनात्मक जीन $z$,$y$,और $a$ होते हैं।
- जीन '$z$' $\beta$-गैलेक्टोसिडेज $(2)$ के लिए कोड करता है।
- जीन '$y$' परमीएज $(3)$ के लिए कोड करता है।
- जीन '$a$' ट्रांसएसिटाइलेज $(4)$ के लिए कोड करता है।
अतः,'$4$' ट्रांसएसिटाइलेज को दर्शाता है।

(B) $lac$ ओपेरॉन का नियमन एक रिप्रेसर प्रोटीन द्वारा किया जाता है।
यह रिप्रेसर प्रोटीन नियामक जीन द्वारा एन्कोड किया जाता है,जिसे $lacI$ जीन के रूप में जाना जाता है।
जब इंड्यूसर (जैसे लैक्टोज) अनुपस्थित होता है,तो रिप्रेसर प्रोटीन ऑपरेटर जीन से जुड़ जाता है,जिससे $RNA$ पॉलीमरेज़ को संरचनात्मक जीनों के प्रतिलेखन (transcription) से रोका जाता है।
इस प्रकार,नियामक जीन $lac$ ओपेरॉन को बंद करने के लिए जिम्मेदार होता है।

(B) लैक्टोज ओपेरॉन (जैकब और मोनोड द्वारा प्रस्तावित मॉडल) तीन संरचनात्मक एंजाइम उत्पन्न करता है: $b$-गैलेक्टोसिडेज़ $(z)$,परमिएज़ $(y)$,और ट्रांसएसिटाइलेज़ $(a)$।
$b$-गैलेक्टोसिडेज़ $(z)$ लैक्टोज को ग्लूकोज और गैलेक्टोज में जल-अपघटन (hydrolysis) के लिए जिम्मेदार है।
परमिएज़ $(y)$ कोशिका में लैक्टोज के प्रवेश के लिए आवश्यक है।
ट्रांसएसिटाइलेज़ $(a)$ एसिटाइल-$CoA$ से एक एसिटाइल समूह को $b$-गैलेक्टोसाइड्स में स्थानांतरित करता है।

(A) $Escherichia \ coli$ के $lac$ ओपेरॉन के लिए प्रेरक (inducer) $lactose$ है (वास्तव में $allolactose$,जो $lactose$ का एक मेटाबोलाइट है)।
सामान्यतः,$lac$ ओपेरॉन निष्क्रिय अवस्था में रहता है क्योंकि रिप्रेसर प्रोटीन ऑपरेटर जीन से जुड़ा होता है,जो ट्रांसक्रिप्शन को रोकता है।
जब माध्यम में $lactose$ उपस्थित होता है,तो यह एक प्रेरक के रूप में कार्य करता है।
यह रिप्रेसर प्रोटीन के साथ जुड़ जाता है,जिससे उसमें संरचनात्मक परिवर्तन होता है और रिप्रेसर ऑपरेटर जीन से नहीं जुड़ पाता है।
परिणामस्वरूप,$RNA$ पॉलीमरेज़ एंजाइम प्रमोटर से जुड़ने के लिए स्वतंत्र हो जाता है और स्ट्रक्चरल जीनों का ट्रांसक्रिप्शन शुरू कर देता है।

(C) $Lac$ ओपेरॉन एक इंड्यूसिबल (प्रेरित) ओपेरॉन प्रणाली का उदाहरण है।
इंड्यूसिबल ओपेरॉन एक आनुवंशिक नियामक प्रणाली है जो सामान्य रूप से बंद (दबी हुई) रहती है क्योंकि एक रिप्रेसर प्रोटीन ऑपरेटर से जुड़ा होता है।
हालाँकि,यह एक इंड्यूसर (जैसे लैक्टोज या एलोलैक्टोज) की उपस्थिति में सक्रिय (चालू) हो जाता है,जो रिप्रेसर से जुड़ जाता है और उसे ऑपरेटर से जुड़ने से रोकता है,जिससे ट्रांसक्रिप्शन की प्रक्रिया आगे बढ़ सकती है।

(B) ओपेरॉन $DNA$ की एक कार्यात्मक इकाई है जिसमें एक ही प्रमोटर के नियंत्रण में जीनों का एक समूह होता है।
इसमें संरचनात्मक जीन,एक ऑपरेटर और एक प्रमोटर शामिल होते हैं।
ओपेरॉन मुख्य रूप से प्रोकैरियोट्स में पाए जाते हैं,जहाँ वे एक ही प्रक्रिया में शामिल जीनों की अभिव्यक्ति का समन्वय करके चयापचय पथों को विनियमित करते हैं।
इसलिए,यह प्रोकैरियोट्स में चयापचय पथ को विनियमित करने वाले निकट स्थित जीनों का एक समूह है।

(A) एक प्रेरित ओपेरॉन सिस्टम में,जैसे कि $lac$ ओपेरॉन,जीन अभिव्यक्ति सामान्य रूप से 'बंद' होती है।
इसका कारण यह है कि एक रिप्रेसर प्रोटीन लगातार संश्लेषित होता है और इंड्यूसर (सब्सट्रेट) की अनुपस्थिति में $DNA$ के ऑपरेटर क्षेत्र से बंध जाता है।
जब इंड्यूसर मौजूद होता है,तो यह रिप्रेसर से जुड़ जाता है,जिससे संरचनात्मक परिवर्तन होता है जो रिप्रेसर को $DNA$ से जुड़ने से रोकता है,जिससे ट्रांसक्रिप्शन आगे बढ़ सकता है।
इसलिए,किसी अन्य कारक (जैसे इंड्यूसर) की अनुपस्थिति में,रिप्रेसर प्रोटीन $DNA$ से बंधा रहता है।

(C) $lac$ ओपेरॉन में,लैक्टोज की अनुपस्थिति में भी $Lac Z$ अभिव्यक्ति का एक आधारभूत या निम्न स्तर आवश्यक है। $\beta$-गैलेक्टोसिडेज एंजाइम का यह निम्न स्तर लैक्टोज को एलोलैक्टोज में बदलने के लिए आवश्यक है,जो इंड्यूसर के रूप में कार्य करता है। यदि जीन अभिव्यक्ति को पूरी तरह से दबा दिया जाए,तो लैक्टोज को इंड्यूसर में परिवर्तित नहीं किया जा सकेगा,और इसलिए,लैक्टोज की उपस्थिति में भी ओपेरॉन को कभी प्रेरित नहीं किया जा सकेगा।

(D) $lac$ ओपेरॉन में,नियामक जीन ($i$ जीन) एक प्रोटीन के लिए कोड करता है जिसे रिप्रेसर प्रोटीन कहा जाता है।
यह रिप्रेसर प्रोटीन एक सक्रिय रूप में संश्लेषित होता है जो ओपेरॉन के ऑपरेटर क्षेत्र से जुड़ सकता है।
जब रिप्रेसर ऑपरेटर से जुड़ता है,तो यह $RNA$ पॉलीमरेज़ को संरचनात्मक जीनों के ट्रांसक्रिप्शन को रोकने के लिए बाध्य करता है,जिससे ओपेरॉन 'बंद' (off) स्थिति में रहता है।
इसलिए,नियामक जीन सक्रिय रिप्रेसर के लिए कोड करता है।

(C) $lac$ ओपेरॉन एक इंड्यूसिबल ओपेरॉन है जो $E. coli$ में लैक्टोज के अपचय (catabolism) को नियंत्रित करता है।
$1$. यह नकारात्मक नियंत्रण (रिप्रेसर प्रोटीन द्वारा) और सकारात्मक नियंत्रण ($CAP-cAMP$ कॉम्प्लेक्स द्वारा) दोनों के अधीन है।
$2$. यह एक अपचय पथ को नियंत्रित करता है,क्योंकि यह लैक्टोज को ग्लूकोज और गैलेक्टोज में तोड़ता है।
$3$. इसकी खोज $1961$ में $François$ $Jacob$ और $Jacques$ $Monod$ द्वारा की गई थी।
$4$. $lac$ ओपेरॉन फीडबैक दमन (feedback repression) नहीं दिखाता है; बल्कि,यह सबस्ट्रेट इंडक्शन दिखाता है (लैक्टोज की उपस्थिति ओपेरॉन की अभिव्यक्ति को प्रेरित करती है)। इसलिए,विकल्प $C$ गलत है।

(A) $lac$ ओपेरॉन एक पॉलीसिस्ट्रोनिक इकाई है,जिसका अर्थ है कि एक ही $mRNA$ अणु कई प्रोटीनों के लिए कोड करता है। विशेष रूप से,$lac$ $mRNA$ तीन एंजाइमों के लिए कोड करता है: $\beta$-गैलेक्टोसिडेज़ $(lacZ)$,परमिएज़ $(lacY)$,और ट्रांसएसिटाइलेज़ $(lacA)$। पॉलीसिस्ट्रोनिक होने के कारण,$lac$ $mRNA$ में इन अलग-अलग पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं के अनुवाद (translation) की सुविधा के लिए कई प्रारंभिक और समापन कोडोन होते हैं।

(D) बैक्टीरियल जीन विनियमन में,विशेष रूप से ओपेरॉन मॉडल में,$RNA$ पॉलीमरेज़ के लिए प्रमोटर क्षेत्र की सुलभता नियामक प्रोटीन (रिप्रेसर) की ऑपरेटर नामक विशिष्ट $DNA$ अनुक्रमों के साथ परस्पर क्रिया द्वारा नियंत्रित होती है। जब एक रिप्रेसर प्रोटीन ऑपरेटर से जुड़ता है,तो यह $RNA$ पॉलीमरेज़ को स्ट्रक्चरल जीन के ट्रांसक्रिप्शन से भौतिक रूप से रोकता है,जिससे $mRNA$ का संश्लेषण रुक जाता है।

(A) होमियोटिक जीन्स मुख्य नियामक जीन्स होते हैं जो भ्रूण के शरीर की संरचना को अग्र-पश्च अक्ष (anterior-posterior axis) पर नियंत्रित करते हैं।
ये जीन्स ट्रांसक्रिप्शन कारकों को एनकोड करते हैं जिनमें $homeodomain$ नामक एक विशिष्ट $DNA$-बाइंडिंग डोमेन होता है।
होमियोटिक जीन्स में उत्परिवर्तन से होमियोटिक रूपांतरण हो सकता है,जहाँ शरीर का एक अंग दूसरे अंग द्वारा प्रतिस्थापित हो जाता है (उदाहरण के लिए,$Drosophila$ में जहाँ एंटीना होने चाहिए वहाँ पैर उगना)।
हालाँकि ये कई प्रजातियों में संरक्षित हैं,लेकिन इनका सबसे पहले और सबसे व्यापक अध्ययन $Drosophila$ $melanogaster$ में किया गया था,न कि मनुष्यों में।
ये विकासात्मक पैटर्निंग में शामिल होते हैं,न कि मुख्य रूप से ऑन्कोजेनेसिस के नियंत्रण में।

(A) $lac$-ओपेरॉन का रिप्रेसर प्रोटीन रेगुलेटर जीन ($i$-जीन) द्वारा संश्लेषित होता है।
यह एक टेट्रामर के रूप में कार्य करता है,जिसका अर्थ है कि यह चार समान सबयूनिट्स से बना होता है।
प्रत्येक सबयूनिट का आणविक भार लगभग $38,000$ डाल्टन होता है,इसलिए पूरे टेट्रामर का कुल आणविक भार $16,000$ से काफी अधिक होता है।
रिप्रेसर प्रोटीन में दो अलग-अलग बाइंडिंग साइट्स होती हैं: एक ऑपरेटर क्षेत्र के लिए और दूसरी इंड्यूसर (एलोलैक्टोज) के लिए।
अतः,यह कथन कि यह एक टेट्रामेरिक प्रोटीन है,सही है।

(D) ट्रिप्टोफैन $(trp)$ ओपेरॉन एक एनाबॉलिक मार्ग (ट्रिप्टोफैन का जैव-संश्लेषण) में शामिल रिप्रेसिबल ओपेरॉन का एक उदाहरण है।
$1$. $R$-जीन (नियामक जीन) एक निष्क्रिय प्रोटीन उत्पन्न करता है जिसे एपोरिप्रेशर कहा जाता है,जो प्रोटीनेसियस होता है,न कि गैर-प्रोटीनेसियस। अतः,विकल्प $A$ गलत है।
$2$. ट्रिप्टोफैन (को-रिप्रेशर) की उपस्थिति में,एपोरिप्रेशर सक्रिय हो जाता है और ऑपरेटर से जुड़ जाता है,जो कोरिस्मिक एसिड को ट्रिप्टोफैन में बदलने से रोकता है। हालाँकि,सामान्य परिस्थितियों में (जब ट्रिप्टोफैन अनुपस्थित होता है),ओपेरॉन सक्रिय होता है और कोरिस्मिक एसिड ट्रिप्टोफैन में परिवर्तित हो जाता है। अतः,विकल्प $B$ गलत है।
$3$. $trp$ ओपेरॉन एक एनाबॉलिक मार्ग है,न कि कैटाबॉलिक मार्ग। अतः,विकल्प $C$ गलत है।
$4$. ट्रिप्टोफैन की अनुपस्थिति में,संरचनात्मक जीनों का ट्रांसक्रिप्शन और ट्रांसलेशन होता है ताकि ऐसे एंजाइम उत्पन्न हों जो सामान्यतः ट्रिप्टोफैन के संश्लेषण को सुविधाजनक बनाने के लिए कोशिका में उपस्थित होते हैं। अतः,विकल्प $D$ सही कथन है।

(C) अभिकथन सही है क्योंकि ऑपरेटर जीन एक स्विच के रूप में कार्य करता है; जब रिप्रेसर प्रोटीन इससे जुड़ता है,तो ट्रांसक्रिप्शन अवरुद्ध हो जाता है। जब रिप्रेसर अनुपस्थित या निष्क्रिय होता है,तो ऑपरेटर मुक्त होता है,जिससे $RNA$ पॉलीमरेज़ को स्ट्रक्चरल जीन का ट्रांसक्रिप्शन करने की अनुमति मिलती है।
कारण गलत है क्योंकि रेगुलेटर जीन रिप्रेसर प्रोटीन का उत्पादन करता है,जो ओपेरॉन के प्रकार (इंड्यूसिबल या रिप्रेसिबल) के आधार पर सक्रिय या निष्क्रिय हो सकता है। यह केवल 'सक्रिय प्रोटीन' का उत्पादन नहीं करता है जो सिस्टम पर कार्य करता है; बल्कि,रिप्रेसर की गतिविधि इंड्यूसर या को-रिप्रेसर द्वारा नियंत्रित होती है।

(D) $Lac$ ओपेरॉन नकारात्मक और सकारात्मक दोनों प्रकार का नियंत्रण प्रदर्शित करता है।
नकारात्मक नियंत्रण में,रिप्रेसर प्रोटीन ट्रांसक्रिप्शन को रोकने के लिए ऑपरेटर से जुड़ता है।
सकारात्मक नियंत्रण में,$CAP$ (कैटाबोलाइट एक्टिवेटर प्रोटीन) ट्रांसक्रिप्शन को बढ़ाने के लिए प्रमोटर से जुड़ता है।
अतः,अभिकथन $A$ गलत है क्योंकि यह बताता है कि $Lac$ ओपेरॉन केवल नकारात्मक नियंत्रण प्रदर्शित करता है।
कारण $R$ भी गलत है क्योंकि ऑपरेटर सक्रिय रिप्रेसर प्रोटीन द्वारा अधिकृत होता है,न कि एपोरिप्रेसर (जो रिप्रेसर का निष्क्रिय रूप है) द्वारा।

(B) जीन विनियमन के संदर्भ में,ओपेरॉन एक ही प्रमोटर के नियंत्रण में जीन का एक समूह है।
$Inducer$ एक छोटा अणु है जो रिप्रेसर प्रोटीन से जुड़कर ओपेरॉन के ट्रांसक्रिप्शन को प्रेरित करता है।
जब $Inducer$ रिप्रेसर से जुड़ता है,तो यह रिप्रेसर के आकार को बदल देता है,जिससे यह ऑपरेटर क्षेत्र से नहीं जुड़ पाता है।
यह $RNA$ पॉलीमरेज़ को प्रमोटर से जुड़ने और ट्रांसक्रिप्शन शुरू करने की अनुमति देता है।
उदाहरण के लिए,$lac$ ओपेरॉन में,लैक्टोज $Inducer$ के रूप में कार्य करता है।

(B) एक विकासशील जीव में अंगों और ऊतकों का विभेदन जीनों की विभेदित अभिव्यक्ति (differential expression) से संबंधित है।
जीन अभिव्यक्ति के नियमन में गुणसूत्रीय प्रोटीन महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
गुणसूत्रीय प्रोटीन दो प्रकार के होते हैं: हिस्टोन और नॉन-हिस्टोन।
जीन अभिव्यक्ति का नियमन हिस्टोन और नॉन-हिस्टोन के बीच की परस्पर क्रिया द्वारा होता है,जो यह निर्धारित करता है कि विशिष्ट कोशिका प्रकारों में किन जीनों का अनुलेखन (transcription) होगा।

(B) सही लेबलिंग है: $A$-प्रोइंसुलिन,$B$-$A$ पेप्टाइड,$C$-$B$ पेप्टाइड,$D$-मुक्त $C$-पेप्टाइड।
प्रोइंसुलिन एक प्रो-हार्मोन के रूप में संश्लेषित होता है जिसमें $C$-पेप्टाइड नामक एक अतिरिक्त खंड होता है। परिपक्वता प्रक्रिया के दौरान,यह $C$-पेप्टाइड हटा दिया जाता है जिससे परिपक्व इंसुलिन बनता है,जिसमें दो छोटी पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाएं,$A$ और $B$ होती हैं,जो डाइसल्फाइड पुलों द्वारा जुड़ी होती हैं।

(A) ट्रांसपोसन्स,जिन्हें 'जंपिंग जीन्स' के रूप में भी जाना जाता है,$DNA$ के ऐसे अनुक्रम हैं जो जीनोम के भीतर अपना स्थान बदल सकते हैं।
इनका उपयोग आणविक जीव विज्ञान में 'ट्रांसपोसोन टैगिंग' या 'ट्रांसपोसोन-मध्यस्थता म्यूटाजेनेसिस' के लिए व्यापक रूप से किया जाता है।
जीन कार्य विश्लेषण के संदर्भ में,ट्रांसपोसन्स का उपयोग विशिष्ट जीनों को बाधित करने के लिए किया जाता है ताकि उनके प्रभावों का अध्ययन किया जा सके,जो जीन साइलेंसिंग में एक मौलिक तकनीक है (विशेष रूप से,इंसर्शनल म्यूटाजेनेसिस जो कार्य की हानि की ओर ले जाता है)।
इसलिए,अज्ञात जीनों के कार्य को निर्धारित करने के लिए जीन साइलेंसिंग के अध्ययन में इनका प्रभावी ढंग से उपयोग किया जाता है।

(B) $lac$ ओपेरॉन में,$i$ जीन एक रिप्रेसर प्रोटीन के लिए कोड करता है।
सामान्य रूप से,रिप्रेसर प्रोटीन ऑपरेटर क्षेत्र से जुड़ता है और $RNA$ पॉलीमरेज़ को संरचनात्मक जीन $(z, y, a)$ का अनुलेखन करने से रोकता है।
जब लैक्टोज (प्रेरक) मौजूद होता है,तो यह रिप्रेसर प्रोटीन से जुड़ जाता है,जिससे संरचनात्मक परिवर्तन होता है जो रिप्रेसर को ऑपरेटर से जुड़ने से रोकता है।
इस विशिष्ट मामले में,उत्परिवर्तित $i$ जीन एक ऐसा रिप्रेसर बनाता है जो प्रेरक (लैक्टोज) से नहीं जुड़ सकता।
इसलिए,लैक्टोज की उपस्थिति के बावजूद रिप्रेसर ऑपरेटर से जुड़ा रहता है।
परिणामस्वरूप,$RNA$ पॉलीमरेज़ संरचनात्मक जीन $(z, y, a)$ का अनुलेखन करने में असमर्थ रहता है।
चूंकि अनुलेखन नहीं होता है,इसलिए इन जीनों का अनुवाद प्रोटीन में नहीं होगा।

(A) सुकेन्द्रकी (eukaryotes) जीवों में,संरचनात्मक जीन आमतौर पर मोनोसिस्ट्रोनिक होते हैं,जिसका अर्थ है कि एक जीन एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के लिए कूटलेखन (encode) करता है। $Macaca$ (मकाक बंदर) और $Macropus$ (कंगारू) सुकेन्द्रकी हैं।
प्रोकैरियोट्स (prokaryotes) में,संरचनात्मक जीन आमतौर पर पॉलिसिस्ट्रोनिक होते हैं,जिसका अर्थ है कि एक जीन कई पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं के लिए कूटलेखन करता है। $Bacillus$ एक प्रोकैरियोटिक बैक्टीरिया है।
$Saccharomyces$ (यीस्ट) एक एककोशिकीय सुकेन्द्रकी जीव है,इसलिए इसके संरचनात्मक जीन भी मोनोसिस्ट्रोनिक होते हैं।
अतः,$P$ (मोनोसिस्ट्रोनिक) $Saccharomyces$ या $Macaca$ हो सकता है,और $Q$ (पॉलिसिस्ट्रोनिक) को $Bacillus$ जैसा प्रोकैरियोट होना चाहिए।
विकल्पों का मिलान करने पर,विकल्प $A$ में $P$ को $Macaca$ (सुकेन्द्रकी) और $Q$ को $Bacillus$ (प्रोकैरियोट) के रूप में दर्शाया गया है,जो सही है।

(B) सुकेन्द्रकी जीवों में जीन अभिव्यक्ति का नियमन कई स्तरों पर होता है:
$1$. अनुलेखन स्तर (प्राथमिक अनुलेख का निर्माण)।
$2$. प्रसंस्करण स्तर (स्प्लिसिंग का नियमन)।
$3$. $mRNA$ का केंद्रक से कोशिकाद्रव्य में स्थानांतरण।
$4$. अनुवादन स्तर।
प्रतिकृतियन (Replication) $DNA$ के द्विगुणन की प्रक्रिया है और यह जीन अभिव्यक्ति के नियमन का स्तर नहीं है।

(A) $\beta$-गैलेक्टोसिडेज़ एंजाइम $lac$ ओपेरॉन के $lacZ$ जीन द्वारा कूटबद्ध (encoded) होता है।
यह डाइसैकेराइड लैक्टोज का उसके घटक मोनोसैकेराइड्स,ग्लूकोज और गैलेक्टोज में जल-अपघटन (hydrolysis) करता है।
रासायनिक अभिक्रिया इस प्रकार है: $H_2O + \text{लैक्टोज} \xrightarrow{\beta\text{-गैलेक्टोसिडेज़}} \text{ग्लूकोज} + \text{गैलेक्टोज}$.

(B) $lac$ ओपेरॉन में,$Lac \, y$ जीन $permease$ एंजाइम के लिए कूटलेखन (coding) करता है।
$Permease$ एक कोशिका झिल्ली से जुड़ा प्रोटीन है जो बाहरी वातावरण से $lactose$ को कोशिका के अंदर लाने में मदद करता है।
इसलिए,$Lac \, y$ जीन का उत्पाद कोशिका झिल्ली में स्थित होता है।

(A) $lac$ ओपेरॉन में,नियामक जीन एक रिप्रेसर प्रोटीन का उत्पादन करता है जो ऑपरेटर क्षेत्र से जुड़कर ट्रांसक्रिप्शन को रोकता है।
जब माध्यम में लैक्टोज मौजूद होता है,तो यह प्रेरक (inducer) के रूप में कार्य करता है।
लैक्टोज रिप्रेसर प्रोटीन से जुड़ जाता है,जिससे उसमें संरचनात्मक परिवर्तन होता है जो रिप्रेसर को ऑपरेटर से जुड़ने से रोकता है।
यह $RNA$ पॉलीमरेज़ को स्ट्रक्चरल जीनों का ट्रांसक्रिप्शन करने की अनुमति देता है,जिससे $lac$ ओपेरॉन की अभिव्यक्ति शुरू हो जाती है।

(A) $Lac$ ओपेरॉन में,$Lac \,i$ जीन रिप्रेसर प्रोटीन के लिए कोड करता है।
यह रिप्रेसर प्रोटीन ऑपरेटर क्षेत्र से जुड़ता है और प्रेरक (लैक्टोज) की अनुपस्थिति में संरचनात्मक जीनों के अनुलेखन (transcription) को रोकता है।
इसलिए,सही विकल्प $Lac \,i$ है।

(A) लेक ओपेरॉन में तीन संरचनात्मक जीन होते हैं: $lac\, z$,$lac\, y$,और $lac\, a$।
$lac\, z$ $\beta$-गैलेक्टोसिडेज के लिए,$lac\, y$ पर्मिएज के लिए और $lac\, a$ ट्रांसएसिटाइलेज के लिए कोड करता है।
जीन में नॉनसेंस म्यूटेशन एक समयपूर्व स्टॉप कोडन पेश करता है,जिससे उस विशिष्ट पॉलीपेप्टाइड के लिए अनुवाद (translation) समाप्त हो जाता है।
चूंकि लेक ओपेरॉन जीन एक एकल पॉलीसिस्ट्रोनिक $mRNA$ के रूप में ट्रांसक्राइब होते हैं,इसलिए $lac\, y$ में म्यूटेशन कार्यात्मक पर्मिएज के संश्लेषण को रोक देगा।
हालाँकि,अपस्ट्रीम जीन $lac\, z$ का अनुवाद अप्रभावित रहता है,इसलिए $\beta$-गैलेक्टोसिडेज का संश्लेषण जारी रहेगा।
पॉलीसिस्ट्रोनिक अनुवाद की प्रकृति के कारण,$lac\, y$ में म्यूटेशन उसके बाद के $lac\, a$ जीन के अनुवाद को भी प्रभावित करता है।
इसलिए,केवल $\beta$-गैलेक्टोसिडेज ही संश्लेषित होगा।

(A) $lac$ ओपेरॉन मॉडल में,रिप्रेसर प्रोटीन एक सक्रिय रूप में संश्लेषित होता है जो ऑपरेटर क्षेत्र से जुड़ जाता है,जिससे $RNA$ पॉलीमरेज़ संरचनात्मक जीनों का प्रतिलेखन (transcription) नहीं कर पाता है।
जब एक इंड्यूसर (जैसे लैक्टोज या एलोलैक्टोज) मौजूद होता है,तो यह रिप्रेसर प्रोटीन के साथ जुड़ जाता है।
यह बंधन रिप्रेसर प्रोटीन में संरचनात्मक परिवर्तन का कारण बनता है,जिससे वह निष्क्रिय हो जाता है।
परिणामस्वरूप,निष्क्रिय रिप्रेसर अब ऑपरेटर से नहीं जुड़ सकता,जिससे $RNA$ पॉलीमरेज़ प्रमोटर तक पहुँच सकता है और प्रतिलेखन शुरू कर सकता है।

(A) $lac$ ओपेरॉन या किसी भी ओपेरॉन मॉडल के संदर्भ में,प्रमोटर,ऑपरेटर और संरचनात्मक जीन $DNA$ अणु के विशिष्ट खंड होते हैं।
$1$. प्रमोटर वह स्थल है जहाँ $RNA$ पॉलीमरेज़ जुड़कर अनुलेखन (transcription) शुरू करता है।
$2$. ऑपरेटर एक स्विच के रूप में कार्य करता है जो संरचनात्मक जीनों तक $RNA$ पॉलीमरेज़ की पहुँच को नियंत्रित करता है।
$3$. संरचनात्मक जीन $DNA$ के वे खंड हैं जो विशिष्ट पॉलीपेप्टाइड या एंजाइम के लिए कोड करते हैं।
अतः,ये सभी घटक $DNA$ के अनुक्रम हैं।

(D) पूरकता का अर्थ है विशिष्ट बेस-पेयरिंग या संरचनात्मक अंतःक्रिया जहाँ दो अणु ताला-चाबी की तरह या हाइड्रोजन बॉन्डिंग के माध्यम से एक-दूसरे के साथ जुड़ते हैं।
$1$. $DNA$ टेम्पलेट और $mRNA$ बेस-पेयरिंग $(A-U, T-A, C-G, G-C)$ के माध्यम से पूरकता प्रदर्शित करते हैं।
$2$. ऑपरेटर अनुक्रम और रिप्रेसर प्रोटीन पूरकता प्रदर्शित करते हैं,क्योंकि रिप्रेसर प्रोटीन विशिष्ट रूप से ऑपरेटर साइट से जुड़ता है।
$3$. इंड्यूसर और रिप्रेसर प्रोटीन पूरकता प्रदर्शित करते हैं,क्योंकि इंड्यूसर रिप्रेसर से जुड़कर उसके विन्यास (conformation) को बदल देता है।
$4$. $mRNA$ और प्रोटीन पूरकता प्रदर्शित नहीं करते हैं। $mRNA$ न्यूक्लियोटाइड्स की एक श्रृंखला है जो अमीनो एसिड के लिए कोड करती है,जबकि प्रोटीन अमीनो एसिड की एक श्रृंखला है। उनके बीच का संबंध आनुवंशिक कोड (कोडोन) द्वारा निर्धारित होता है,न कि भौतिक पूरकता या बेस-पेयरिंग द्वारा।

(A) दी गई आकृति $lac$ ओपेरॉन को दमित (repressed) अवस्था में दर्शाती है।
जब इंड्यूसर (लैक्टोज) अनुपस्थित होता है,तो $i$ जीन द्वारा उत्पादित रिप्रेसर प्रोटीन ऑपरेटर $(o)$ क्षेत्र से जुड़ जाता है।
यह बंधन $RNA$ पॉलीमरेज़ को संरचनात्मक जीनों $(z, y, a)$ का अनुलेखन करने से रोकता है।
चूंकि अनुलेखन अवरुद्ध हो जाता है,इसलिए इस अवस्था को $lac$ ओपेरॉन की 'स्विच ऑफ' अवस्था कहा जाता है।

(B) लैक ओपेरॉन मॉडल में,जीन '$i$' रिप्रेसर प्रोटीन $(P)$ के लिए कोड करता है।
प्रेरक लैक्टोज (या एलोलैक्टोज) है,जो रिप्रेसर प्रोटीन से जुड़कर उसे ऑपरेटर क्षेत्र से जुड़ने से रोकता है।
दिए गए आरेख में,'$Q$' प्रेरक अणु को दर्शाता है जो रिप्रेसर प्रोटीन '$P$' के साथ परस्पर क्रिया करता है ताकि उसे ऑपरेटर से जुड़ने से रोका जा सके।
इसलिए,'$Q$' प्रेरक है।

(A) जीन विनियमन की प्रक्रिया के दौरान,$mRNA$ रज्जुक के पूरक $RNA$ अणु को एंटीसेंस $RNA$ के रूप में जाना जाता है।
यह एंटीसेंस $RNA$ पूरक $mRNA$ अनुक्रम से जुड़कर एक द्वि-रज्जुक संरचना बनाता है।
यह बंधन राइबोसोम को $mRNA$ तक पहुँचने से रोकता है,जिससे अनुवाद (translation) की प्रक्रिया बाधित हो जाती है।
अतः,सही विकल्प $A$ है।

(A) $lac$ ओपेरॉन में,संरचनात्मक जीन $z$,$y$ और $a$ होते हैं।
$1$. $z$ जीन $\beta$-गैलेक्टोसिडेज़ के लिए कोड करता है,जो लैक्टोज के गैलेक्टोज और ग्लूकोज में जल-अपघटन के लिए जिम्मेदार है।
$2$. $y$ जीन परमीएज़ के लिए कोड करता है,जो $\beta$-गैलेक्टोसाइड्स के प्रति कोशिका की पारगम्यता को बढ़ाता है।
$3$. $a$ जीन ट्रांसएसिटाइलेज़ के लिए कोड करता है।
अतः,$z$ जीन $\beta$-गैलेक्टोसिडेज़ के लिए कोड करता है।

(B) lac ओपेरॉन मॉडल में, जीनों के विशिष्ट कार्य होते हैं:
$1$. $i$ जीन रिप्रेसर प्रोटीन के लिए कोड करता है, जो ओपेरॉन को नियंत्रित करता है।
$2$. $z$ जीन $\beta$-गैलेक्टोसिडेज के लिए कोड करता है, जो लैक्टोज के गैलेक्टोज और ग्लूकोज में जल-अपघटन के लिए जिम्मेदार है।
$3$. $y$ जीन परमिएज के लिए कोड करता है, जो $\beta$-गैलेक्टोसाइड्स के प्रति कोशिका की पारगम्यता को बढ़ाता है।
$4$. $a$ जीन ट्रांसएसिटाइलेज के लिए कोड करता है, जो $\beta$-गैलेक्टोसाइड्स में एसिटाइल समूह को स्थानांतरित करता है।
अतः, सही मिलान है: $a-iv, b-iii, c-ii, d-i$.

(A) $lac$ ओपेरॉन मॉडल में,संरचनात्मक जीन और नियामक जीन के विशिष्ट कार्य होते हैं:
$1$. जीन $z$: $\beta$-गैलेक्टोसिडेज़ एंजाइम के लिए कोड करता है,जो लैक्टोज के गैलेक्टोज और ग्लूकोज में जल-अपघटन के लिए जिम्मेदार है।
$2$. जीन $y$: परमिएज़ एंजाइम के लिए कोड करता है,जो $\beta$-गैलेक्टोसाइड्स के प्रति कोशिका की पारगम्यता को बढ़ाता है।
$3$. जीन $a$: ट्रांसएसिटाइलेज़ एंजाइम के लिए कोड करता है।
$4$. जीन $i$: रिप्रेसर प्रोटीन के लिए कोड करता है,जो इंड्यूसर की अनुपस्थिति में ट्रांसक्रिप्शन को रोकने के लिए ऑपरेटर क्षेत्र से जुड़ता है।
अतः,सही मिलान $A-II, B-III, C-IV, D-I$ है।

(B) $lac$ ओपेरॉन का $y$ जीन परमीएज एंजाइम के लिए कूटलेखन (coding) करता है।
परमीएज लैक्टोज सहित $\beta$-गैलेक्टोसाइड्स के लिए बैक्टीरियल कोशिका झिल्ली की पारगम्यता को बढ़ाता है।
अतः,विकास माध्यम में उपस्थित लैक्टोज को परमीएज की क्रिया द्वारा कोशिका के भीतर पहुँचाया जाता है।

(C) $lac$ ओपेरॉन मॉडल में,रिप्रेसर प्रोटीन का संश्लेषण $i$-जीन द्वारा होता है।
जब प्रेरक (लैक्टोज) अनुपस्थित होता है,तो रिप्रेसर प्रोटीन ऑपरेटर क्षेत्र से जुड़ जाता है और $RNA$ पॉलीमरेज़ को ओपेरॉन का ट्रांसक्रिप्शन करने से रोकता है।
जब लैक्टोज उपस्थित होता है,तो यह एक प्रेरक के रूप में कार्य करता है।
लैक्टोज रिप्रेसर प्रोटीन के साथ जुड़ जाता है,जिससे उसमें संरचनात्मक परिवर्तन होता है जो रिप्रेसर को ऑपरेटर से जुड़ने से रोकता है।
यह $RNA$ पॉलीमरेज़ को प्रमोटर तक पहुँचने और स्ट्रक्चरल जीन का ट्रांसक्रिप्शन करने की अनुमति देता है।
इसलिए,लैक्टोज एक प्रेरक के रूप में कार्य करता है जो रिप्रेसर प्रोटीन के साथ जुड़ता है।

(D) $lac$ ओपेरॉन में नियामक जीन $(i)$ रिप्रेसर प्रोटीन के लिए कोड करता है।
यह जीन कॉन्स्टिट्यूटिव (constitutive) होता है,जिसका अर्थ है कि यह इंड्यूसर (लैक्टोज) की उपस्थिति या अनुपस्थिति की परवाह किए बिना लगातार कम मात्रा में व्यक्त होता है।
इसलिए,कथन $(I)$ सही है क्योंकि लैक्टोज हो या न हो,$i$ जीन से $\text{mRNA}$ का ट्रांसक्रिप्शन होता है।
कथन $(II)$ और $(III)$ गलत हैं क्योंकि वे सुझाव देते हैं कि जीन लैक्टोज की उपस्थिति से नियंत्रित होता है,जो गलत है।
कथन $(IV)$ गलत है क्योंकि लैक्टोज एक इंड्यूसर के रूप में कार्य करता है जो रिप्रेसर प्रोटीन से जुड़ता है,न कि $i$ जीन के $\text{mRNA}$ के अनुवाद को रोककर।
चूंकि प्रश्न में गलत कथन पूछे गए हैं,इसलिए $(II)$,$(III)$ और $(IV)$ गलत कथन हैं।