Genetic code Questions in Gujarati

(A) 'એક જનીન-એક ઉત્સેચક' (one gene-one enzyme) નો સિદ્ધાંત બીડલ અને ટાટમ દ્વારા આપવામાં આવ્યો હતો.
આ સિદ્ધાંત મુજબ,દરેક જનીન એક ચોક્કસ ઉત્સેચકના સંશ્લેષણ માટે જવાબદાર હોય છે.
તેથી,એક જનીન એક ઉત્સેચકના સંશ્લેષણને નિર્ધારિત કરે છે.

(C) કુલ $3$ સ્ટોપ કોડોન છે,જેને નોનસેન્સ કોડોન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,જે કોઈ પણ એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપતા નથી. આ કોડોન $UAA$,$UAG$ અને $UGA$ છે.

(B) જ્યારે રિબોઝોમ $mRNA$ શૃંખલા પર સ્ટોપ કોડોન (જેને સમાપ્તિ કોડોન પણ કહેવાય છે) સાથે જોડાય છે ત્યારે ભાષાંતરની પ્રક્રિયા પૂર્ણ થાય છે.
જનીનિક કોડમાં ત્રણ સ્ટોપ કોડોન હોય છે: $UAA$,$UAG$ અને $UGA$.
આ કોડોન કોઈપણ એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપતા નથી અને રિબોઝોમમાંથી પોલીપેપ્ટાઈડ શૃંખલાના મુક્ત થવાનો સંકેત આપે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$UAA$ એ સ્ટોપ કોડોન છે.

(C) મૂળ ક્રમ $AAC\ GAC\ AGC\ GGC\ ACA\ AAA$ છે.
જો પ્રથમ બેઝ $(A)$ દૂર કરવામાં આવે,તો ક્રમ $ACG\ ACG\ AGC\ GGC\ ACA\ AA$ બની જાય છે.
આ એક ફ્રેમશિફ્ટ મ્યુટેશન (વિકૃતિ) છે. ફ્રેમશિફ્ટ મ્યુટેશનમાં,એક બેઝ દૂર થવાથી તેના પછીના તમામ ટ્રિપ્લેટ કોડોન બદલાઈ જાય છે.
પરિણામે,પોલીપેપ્ટાઈડ શૃંખલામાં એમિનો એસિડના પ્રકારો અને તેમનો ક્રમ સંપૂર્ણપણે બદલાઈ જાય છે. તેથી,વિકલ્પ $C$ સાચો જવાબ છે.

(A) સુકોષકેન્દ્રીઓમાં શૃંખલા પ્રારંભિક કોડોન સામાન્ય રીતે $AUG$ છે.
આ કોડોન મિથિયોનાઇન એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપે છે.
$UGA$ અને $UAG$ એ સમાપ્તિ કોડોન છે,જ્યારે $GUG$ સામાન્ય રીતે વેલાઇન માટે સંકેત આપે છે.

(A) એક્ઝોન એ $m-RNA$ ના કોડિંગ ક્રમ છે જે પ્રોટીન સંશ્લેષણ દરમિયાન અભિવ્યક્ત થાય છે.
ઇન્ટ્રોન એ બિન-કોડિંગ ક્રમ છે જે $RNA$ સ્પ્લિસિંગ દરમિયાન દૂર કરવામાં આવે છે.
તેથી,$m-RNA$ નો એક્ઝોન ભાગ ચોક્કસ પ્રોટીનના સંશ્લેષણ માટે જરૂરી આનુવંશિક કોડ ધરાવે છે.

(D) જિનેટિક કોડ ટ્રિપ્લેટ છે,જેનો અર્થ છે કે દરેક કોડોન ત્રણ નાઈટ્રોજન બેઝની શૃંખલાનો બનેલો હોય છે. $RNA$ માં $4$ પ્રકારના નાઈટ્રોજન બેઝ $(A, U, G, C)$ હોવાથી,શક્ય સંયોજનોની કુલ સંખ્યા $4^3 = 4 \times 4 \times 4 = 64$ થાય છે. આમ,કુલ $64$ શક્ય કોડોન્સ હોય છે.

(A) જનીનો પ્રોટીનનું સંશ્લેષણ કરીને તેમના લક્ષણો વ્યક્ત કરે છે,જે ઘણીવાર ઉત્સેચકો તરીકે કાર્ય કરે છે. આ બીડલ અને ટાટમ દ્વારા પ્રસ્તાવિત 'એક જનીન-એક ઉત્સેચક' (one gene-one enzyme) પરિકલ્પના પર આધારિત છે,જે જણાવે છે કે દરેક જનીન એક વિશિષ્ટ ઉત્સેચકના સંશ્લેષણ માટે જવાબદાર છે જે કોષમાં ચોક્કસ જૈવરાસાયણિક પ્રતિક્રિયાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે.

(D) શૃંખલા સમાપ્તિ માટે જવાબદાર કોડોનને સ્ટોપ કોડોન અથવા નોન-સેન્સ કોડોન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ કોડોન પ્રોટીન સંશ્લેષણ (ભાષાંતર) ની પ્રક્રિયા દરમિયાન કોઈપણ એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપતા નથી.
ત્રણ સ્ટોપ કોડોન $UAG$,$UGA$ અને $UAA$ છે.

(D) ભાષાંતરની પ્રક્રિયા પ્રારંભિક કોડોન $(AUG)$ થી શરૂ થાય છે અને સમાપ્તિ કોડોન ($UAA$,$UAG$,અથવા $UGA$) પર પૂર્ણ થાય છે.
કોઈપણ $mRNA$ નું સંપૂર્ણ ભાષાંતર થવા માટે,શરૂઆતમાં પ્રારંભિક કોડોન હોવો જોઈએ અને ક્રમના અંતે સમાપ્તિ કોડોન હોવો જોઈએ.
વિકલ્પ $(d)$ માં,ક્રમ $AUG \ UAU \ UUC \ UGC \ CUC \ UAG$ છે. અહીં,$AUG$ પ્રારંભિક કોડોન તરીકે કાર્ય કરે છે અને $UAG$ એ ક્રમના અંતે સમાપ્તિ કોડોન તરીકે કાર્ય કરે છે,જે સમગ્ર સેગમેન્ટનું ભાષાંતર કરવાની મંજૂરી આપે છે.

(D) સાચો જવાબ $D$ છે. એક એમિનો એસિડ $mRNA$ માં ત્રણ ન્યુક્લિઓટાઇડના ક્રમ દ્વારા નિર્દિષ્ટ થાય છે,જેને કોડોન કહેવામાં આવે છે. આ ત્રિ-અક્ષરી (triplet) પ્રકૃતિને કારણે,જનીનિક કોડમાં કુલ $64$ કોડોન હોય છે $(4^3 = 64)$.

(C) જ્યોર્જ ગેમોવે જનીનિક કોડનો ખ્યાલ રજૂ કર્યો હતો. તેમણે સૂચવ્યું હતું કે $20$ એમિનો એસિડ અને માત્ર $4$ બેઝ હોવાથી,કોડ બેઝના સંયોજનથી બનેલો હોવો જોઈએ. તેમણે પ્રસ્તાવ મૂક્યો કે કોડ ટ્રિપ્લેટ (ત્રિ-અક્ષરી) છે,જેનો અર્થ છે કે $3$ બેઝ એક એમિનો એસિડ માટે કોડિંગ કરે છે. આને ઘણીવાર ડાયમંડ કોડ પ્રસ્તાવ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(A) જ્યોર્જ ગેમોવ,જે એક ભૌતિકશાસ્ત્રી હતા,તેમણે સૌપ્રથમ એવું સૂચન કર્યું હતું કે જિનેટિક કોડ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સની ત્રિપુટી (triplet) હોવી જોઈએ. તેમણે તર્ક આપ્યો કે કારણ કે માત્ર $4$ પ્રકારના નાઈટ્રોજનયુક્ત બેઝ $(A, U, G, C)$ છે અને $20$ એમિનો એસિડ્સને કોડ કરવાના છે,તેથી સિંગલ બેઝ $(4^1 = 4)$ અથવા ડબલેટ $(4^2 = 16)$ તમામ $20$ એમિનો એસિડ્સ માટે પૂરતા નથી. તેથી,તમામ $20$ એમિનો એસિડ્સને દર્શાવવા માટે ટ્રિપ્લેટ કોડ $(4^3 = 64)$ જરૂરી હતો.

(B) જિનેટિક કોડને $Non-ambiguous$ (અસ્પષ્ટતા રહિત) કહેવામાં આવે છે કારણ કે એક ચોક્કસ કોડોન હંમેશા માત્ર એક જ ચોક્કસ એમિનો એસિડ માટે કોડિંગ કરે છે. આનો અર્થ એ છે કે ભાષાંતરની પ્રક્રિયામાં કોઈ અસ્પષ્ટતા નથી,કારણ કે એક કોડોન બે અલગ-અલગ એમિનો એસિડ માટે કોડ કરી શકતું નથી.

(B) જનીનિક કોડની શોધ સૌપ્રથમ $1961$ માં નિરેનબર્ગ અને મેથાઈ દ્વારા કરવામાં આવી હતી. તેમણે કૃત્રિમ $RNA$ માંથી પ્રોટીનનું સંશ્લેષણ કરવા માટે કોષ-મુક્ત સિસ્ટમનો ઉપયોગ કર્યો હતો અને પ્રાયોગિક રીતે સાબિત કર્યું હતું કે જનીનિક કોડ ત્રિ-અક્ષરી (triplet) સ્વરૂપમાં હોય છે.

(B) જિનેટિક કોડને ડિજનરેટ કહેવામાં આવે છે કારણ કે કેટલાક એમિનો એસિડ એક કરતા વધુ કોડન દ્વારા નિર્દિષ્ટ થાય છે. કુલ $64$ સંભવિત કોડન છે અને માત્ર $20$ પ્રમાણિત એમિનો એસિડ છે,તેથી કોડનની સંખ્યા એમિનો એસિડની સંખ્યા કરતા વધારે છે. આ વધારાની સ્થિતિ સુનિશ્ચિત કરે છે કે એક જ એમિનો એસિડ માટે એક કરતા વધુ કોડન હોઈ શકે છે,જે વિકૃતિઓ (mutations) સામે રક્ષણ પૂરું પાડે છે.

(C) જનીનિક કોડ સામાન્ય રીતે સાર્વત્રિક માનવામાં આવે છે,જેનો અર્થ છે કે તે મોટાભાગના સજીવોમાં સમાન હોય છે. જોકે,આ સાર્વત્રિકતામાં કેટલાક અપવાદો છે.
માનવ કણાભસૂત્ર $(mtDNA)$ માં,જનીનિક કોડ પ્રમાણિત કોષકેન્દ્રીય જનીનિક કોડ કરતા અલગ હોય છે.
ઉદાહરણ તરીકે,કોડોન $AGG$ અને $AGA$ સામાન્ય રીતે આર્જિનિન માટે સંકેત આપે છે,પરંતુ માનવ કણાભસૂત્રમાં તે સ્ટોપ સિગ્નલ (સમાપ્તિ સંકેત) તરીકે કાર્ય કરે છે.
વધુમાં,$UGA$ કોડોન,જે પ્રમાણિત સમાપ્તિ કોડોન છે,તે કણાભસૂત્રમાં ટ્રિપ્ટોફેન માટે સંકેત આપે છે,અને $AUA$ કોડોન,જે સામાન્ય રીતે આઇસોલ્યુસીન માટે હોય છે,તે માનવ કણાભસૂત્રમાં મિથિઓનાઇન માટે સંકેત આપે છે.

(A) જનીનિક કોડને ડિજનરેટ (અવનત) કહેવામાં આવે છે કારણ કે કેટલાક એમિનો એસિડ એક કરતા વધુ કોડોન દ્વારા સંકેતિત થાય છે.
કુલ $64$ સંભવિત કોડોન અને માત્ર $20$ એમિનો એસિડ હોવાથી,જનીનિક કોડમાં પુનરાવર્તન જોવા મળે છે.
આનો અર્થ એ છે કે એકથી વધુ કોડોન એક જ એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપી શકે છે,જે જનીનિક કોડની ડિજનરેસી (અવનતિ) ની વ્યાખ્યા છે.

(B) જનીનિક કોડ એ ત્રિ-અક્ષરી (triplet) કોડ છે,જેનો અર્થ એ છે કે ત્રણ નાઈટ્રોજનયુક્ત બેઝનો ક્રમ,જેને કોડોન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,તે પ્રોટીન સંશ્લેષણ (ભાષાંતર) ની પ્રક્રિયા દરમિયાન ચોક્કસ એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપે છે.
કુલ $64$ સંભવિત કોડોન હોય છે,જેમાંથી $61$ એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપે છે અને $3$ સ્ટોપ કોડોન તરીકે કાર્ય કરે છે.

(A) વાયરસના પ્રતિકૃતિ (replication) ની પ્રક્રિયા દરમિયાન,વાયરસ તેના પોતાના ઘટકોના સંશ્લેષણ માટે યજમાન કોષની મશીનરીનો ઉપયોગ કરે છે.
વાયરલ પ્રોટીન (જે એમિનો એસિડના બનેલા હોય છે) માટે જરૂરી આનુવંશિક માહિતી વાયરલ જીનોમમાં સંગ્રહિત હોય છે.
વાયરલ જીનોમ ન્યુક્લિક એસિડ,કાં તો $DNA$ અથવા $RNA$ નો બનેલો હોય છે.
તેથી,વાયરલ પ્રોટીનના સંશ્લેષણ માટેનો આનુવંશિક સંકેત વાયરસના પોતાના ન્યુક્લિક એસિડ દ્વારા વહન કરવામાં આવે છે.

(B) હરગોવિંદ ખુરાનાને માર્શલ નિરેનબર્ગ અને રોબર્ટ હોલી સાથે મળીને $1968$ માં જનીનિક કોડના અર્થઘટન અને પ્રોટીન સંશ્લેષણમાં તેની ભૂમિકા માટે શરીરવિજ્ઞાન અથવા તબીબી ક્ષેત્રે નોબેલ પુરસ્કાર એનાયત કરવામાં આવ્યો હતો.
ખાસ કરીને,ખુરાનાનું કાર્ય ઓલિગોન્યુક્લિયોટાઇડ્સના રાસાયણિક સંશ્લેષણ સાથે સંબંધિત હતું,જેણે જનીનિક કોડને ઉકેલવામાં અને બેઝના ચોક્કસ ક્રમ કેવી રીતે ચોક્કસ એમિનો એસિડ માટે કોડિંગ કરે છે તે સમજવામાં મદદ કરી હતી.

(B) જ્યોર્જ $Gamow$ એ સૌપ્રથમ સૂચવ્યું હતું કે જનીનિક કોડ ટ્રિપ્લેટ (ત્રિ-અક્ષરી) હોવો જોઈએ,જેનો અર્થ છે કે ત્રણ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ એક એમિનો એસિડ માટે કોડ કરે છે. તેમણે તર્ક આપ્યો કે કારણ કે માત્ર $4$ બેઝ અને $20$ એમિનો એસિડ છે,તેથી તમામ $20$ એમિનો એસિડ માટે કોડ કરવા માટે ટ્રિપ્લેટ કોડ ($4^3 = 64$ કોડોન) લઘુત્તમ આવશ્યકતા છે. જોકે $Nirenberg$ અને $Matthaei$ એ કૃત્રિમ $mRNA$ (poly-$U$) નો ઉપયોગ કરીને પ્રાયોગિક રીતે કોડના ટ્રિપ્લેટ સ્વરૂપને સાબિત કર્યું હતું,પરંતુ સૈદ્ધાંતિક શક્યતા સૌપ્રથમ $Gamow$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવી હતી.

(A) ડૉ. હરગોવિંદ ખુરાનાને $1968$ માં જનીનિક કોડના અર્થઘટન અને પ્રોટીન સંશ્લેષણમાં તેની ભૂમિકા પરના તેમના કાર્ય માટે ફિઝિયોલોજી અથવા મેડિસિનમાં નોબેલ પુરસ્કાર આપવામાં આવ્યો હતો.
તેમને ખાસ કરીને પ્રથમ કૃત્રિમ જનીનના સંશ્લેષણમાં તેમના અગ્રણી કાર્ય માટે ઓળખવામાં આવે છે,જેમાં ટ્રાન્સફર $RNA$ $(tRNA)$ અણુ માટે કાર્યાત્મક જનીનનું રાસાયણિક સંશ્લેષણ સામેલ હતું.

(B) જિનેટિક કોડ $mRNA$ માં રહેલા નાઇટ્રોજનયુક્ત બેઝના ક્રમ દ્વારા નક્કી થાય છે.
$mRNA$ માં નાઇટ્રોજનયુક્ત બેઝ એડેનાઇન $(A)$,ગ્વાનિન $(G)$,સાયટોસિન $(C)$ અને યુરેસિલ $(U)$ હોય છે.
થાયમિન $(T)$ એ $DNA$ માં જોવા મળે છે,પરંતુ $RNA$ માં તેની જગ્યાએ યુરેસિલ $(U)$ હોય છે.
કોડિંગ ડિક્શનરી (જિનેટિક કોડ) $mRNA$ માં રહેલા કોડોન્સના ક્રમ પર આધારિત હોવાથી,થાયમિન કોડિંગ ડિક્શનરીમાં ગેરહાજર હોય છે.

(B) જનીનિક કોડ અવનત (degenerate) હોય છે,જેનો અર્થ છે કે તેમાં વિશિષ્ટતાનો અભાવ હોય છે અને એક એમિનો એસિડ ઘણીવાર એક કરતાં વધુ કોડોન ટ્રિપ્લેટ દ્વારા સંકેતિત થાય છે.
આ ઘટનાને જનીનિક કોડની રિડન્ડન્સી (redundancy) તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
માત્ર મિથિઓનાઈન અને ટ્રિપ્ટોફેન જ એક જ ટ્રિપ્લેટ કોડોન દ્વારા સંકેતિત થાય છે.

(D) વોબલ (Wobble) ઉત્કલ્પના $1965$ માં $F. H. C. Crick$ દ્વારા આપવામાં આવી હતી.
આ ઉત્કલ્પના સમજાવે છે કે કોડોનનો ત્રીજો બેઝ ($3'$ છેડા પર) એન્ટિકોડોનના પ્રથમ બેઝ ($5'$ છેડા પર) સાથે અસામાન્ય બેઝ જોડી બનાવી શકે છે,જેનાથી એક જ $tRNA$ એક કરતા વધુ કોડોનને ઓળખી શકે છે.

(D) જનીનિક કોડ અવનત (degenerate) હોય છે,જેનો અર્થ એ છે કે એક કરતા વધુ કોડોન એક જ એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપી શકે છે.
કુલ $64$ સંભવિત કોડોન છે અને માત્ર $20$ એમિનો એસિડ છે,તેથી કેટલાક એમિનો એસિડ એક કરતા વધુ કોડોન દ્વારા નિર્દિષ્ટ થાય છે.
આ વધારાની માહિતી અથવા અવનતિ એ સુનિશ્ચિત કરે છે કે જનીનિક કોડ વિકૃતિઓ (mutations) સામે રક્ષણ આપે છે.
તેથી,સાચો જવાબ $D$ છે.

(A) જનીનિક કોડ અવનત (degenerate) હોય છે,જેનો અર્થ છે કે કેટલાક એમિનો એસિડ એક કરતા વધુ કોડોન દ્વારા સંકેતિત થાય છે.
$UGC$ અને $UGU$ બંને કોડોન $Cysteine$ $(Cys)$ એમિનો એસિડ માટે જવાબદાર છે.
તેથી,$UGU$ એ $UGC$ જેવી જ માહિતી માટે કોડ કરે છે.

(B) સાચી જોડી નીચે મુજબ છે:
$1. \; AUG$ એ $\text{મિથિઓનાઇન}$ માટે કોડ કરે છે (પ્રારંભિક કોડોન).
$2. \; UAA$ એ સ્ટોપ કોડોન છે, જે પ્રોટીન સંશ્લેષણની $\text{સમાપ્તિ}$ સૂચવે છે.
$3. \; UUU$ એ $\text{ફિનાઇલએલેનાઇન}$ માટે કોડ કરે છે.
$4. \; UGG$ એ $\text{ટ્રિપ્ટોફેન}$ માટે કોડ કરે છે.
તેથી, સાચી જોડી $A-2, B-4, C-1, D-3$ છે.

(A) કોડિંગ સ્ટ્રેન્ડનો ક્રમ વૈકલ્પિક $C$ અને $U$ અવશેષોનો છે,જેને $...CUCUCU...$ તરીકે દર્શાવી શકાય છે.
ટ્રાન્સક્રિપ્શન દરમિયાન,આ કોડિંગ સ્ટ્રેન્ડમાંથી બનતા $mRNA$ નો ક્રમ પણ સમાન રહેશે: $...CUCUCU...$.
જિનેટિક કોડને ટ્રિપ્લેટ (કોડોન) માં વાંચવામાં આવે છે. આ ક્રમમાંથી શક્ય કોડોન $CUC$ અને $UCU$ છે.
જિનેટિક કોડ કોષ્ટક મુજબ,$CUC$ એ લ્યુસીન $(Leu)$ એમિનો એસિડ માટે અને $UCU$ એ સેરીન $(Ser)$ એમિનો એસિડ માટે કોડ કરે છે.
તેથી,પરિણામી પોલીપેપ્ટાઈડમાં વૈકલ્પિક લ્યુસીન અને સેરીન અવશેષો હશે.

(B) જિનેટિક કોડ (જનીનિક સંકેત) વિશિષ્ટ અને અવનત (degenerate) હોય છે.
- $UUA$ એ લ્યુસિન માટે કોડ કરે છે.
- $AAA$ એ લાઈસિન માટે કોડ કરે છે.
- $AUG$ એ મિથિઓનાઈન માટે કોડ કરે છે (તે પ્રારંભિક કોડોન તરીકે પણ કાર્ય કરે છે).
- $CCC$ એ પ્રોલિન માટે કોડ કરે છે.
તેથી,$AAA$-લાઈસિનની જોડી યોગ્ય રીતે જોડાયેલ છે.

(C) જનીનિક કોડ એ ટ્રિપ્લેટ (ત્રિ-અક્ષરી) કોડ છે. મેસેન્જર $RNA$ $(mRNA)$ પરના ત્રણ ક્રમિક નાઇટ્રોજન બેઇઝ,જેને કોડોન કહેવામાં આવે છે,તે એક એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપે છે. આ બેઇઝનો ક્રમ $5'$ થી $3'$ દિશામાં વાંચવામાં આવે છે.

(B) $mRNA$ માં ન્યુક્લિયોટાઇડ્સનો ક્રમ અને પોલીપેપ્ટાઇડ શૃંખલામાં એમિનો એસિડનો ક્રમ એકબીજાને સુરેખ (Colinear) હોય છે. આનો અર્થ એ છે કે $mRNA$ માં રહેલા કોડોન્સનો રેખીય ક્રમ સીધી રીતે પ્રોટીનમાં રહેલા એમિનો એસિડના રેખીય ક્રમ સાથે સુસંગત હોય છે. તેથી,$mRNA$ અને પ્રોટીન બંને તેમના ઘટકોની રેખીય ગોઠવણી દર્શાવે છે.

(B) જિનેટિક કોડને $Degenerate$ (અપભ્રષ્ટ) તરીકે વર્ણવવામાં આવે છે કારણ કે કેટલાક એમિનો એસિડ એક કરતા વધુ કોડોન દ્વારા સંકેતિત થાય છે. કુલ $64$ સંભવિત કોડોન છે અને માત્ર $20$ એમિનો એસિડ હોવાથી,એક જ એમિનો એસિડ માટે એક કરતા વધુ કોડોન હોઈ શકે છે. આ ગુણધર્મને જિનેટિક કોડની $Degeneracy$ (અપભ્રષ્ટતા) કહેવામાં આવે છે.

(A) જનીનિક કોડ એ નિયમોનો સમૂહ છે જેના દ્વારા જનીનિક દ્રવ્ય ($mRNA$ શૃંખલા) માં રહેલી માહિતીનું જીવંત કોષો દ્વારા પ્રોટીન (એમિનો એસિડની શૃંખલા) માં ભાષાંતર કરવામાં આવે છે.
ભાષાંતર (Translation) ની પ્રક્રિયા દરમિયાન,$mRNA$ માં ન્યુક્લિયોટાઇડ્સની શૃંખલાને ત્રણના સમૂહમાં વાંચવામાં આવે છે,જેને કોડોન (Codon) કહેવામાં આવે છે.
દરેક કોડોન એક ચોક્કસ એમિનો એસિડ માટે જવાબદાર હોય છે,જે પૂરક એન્ટિકોડોન ધરાવતા $tRNA$ અણુઓ દ્વારા રિબોઝોમ સુધી લાવવામાં આવે છે.
આમ,જનીનિક કોડ અસરકારક રીતે $RNA$ ની ભાષાનું પ્રોટીનની ભાષામાં ભાષાંતર કરે છે.

(A) ટ્રિપ્લેટ કોડોન એટલે $mRNA$ પરના ત્રણ ક્રમિક નાઈટ્રોજન બેઝનો સમૂહ,જે પ્રોટીન સંશ્લેષણ (ભાષાંતર) દરમિયાન ચોક્કસ એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપે છે. આ ત્રણ બેઝના ક્રમને કોડોન કહેવામાં આવે છે. જોકે $tRNA$ માં એન્ટિકોડોન હોય છે (જે કોડોનના પૂરક ત્રણ બેઝનો ક્રમ છે),પરંતુ 'કોડોન' શબ્દ ખાસ કરીને $mRNA$ શૃંખલા પર જોવા મળતા ક્રમ માટે વપરાય છે.

(B) જનીનિક કોડ $mRNA$ અણુ પર હાજર હોય છે,જે ભાષાંતર (translation) દરમિયાન પોલીપેપ્ટાઈડ શૃંખલામાં ઉમેરવામાં આવતા એમિનો એસિડનો ચોક્કસ ક્રમ નક્કી કરે છે. કારણ કે $mRNA$ ટેમ્પલેટ $E. coli$ માંથી લેવામાં આવ્યું છે,તેથી પરિણામી પોલીપેપ્ટાઈડ $E. coli$ કોષો દ્વારા સંશ્લેષિત પ્રોટીનને અનુરૂપ હશે,ભલે $tRNA$ કે રિબોઝોમ્સ ગમે ત્યાંથી લેવામાં આવ્યા હોય,કારણ કે જનીનિક કોડ સાર્વત્રિક છે.

(C) જિનેટિક કોડ ટ્રિપ્લેટ (ત્રિ-બેઝીક) હોય છે,જેનો અર્થ છે કે $3$ નાઈટ્રોજનયુક્ત બેઝ $1$ એમિનો એસિડ માટે કોડ કરે છે.
$N$-ટર્મિનલ એમિનો એસિડ (જે પ્રથમ એમિનો એસિડ છે) અને ત્યારપછીના $13$ એમિનો એસિડ માટે કોડ કરવા માટે,આપણે કુલ $1 + 13 = 14$ એમિનો એસિડ માટે કોડિંગ કરવું પડે.
દરેક એમિનો એસિડ માટે $3$ બેઝની જરૂર હોવાથી,જરૂરી બેઝની કુલ સંખ્યા $14 \times 3 = 42$ બેઝ થાય.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $42$ છે.

(A) મોનોસિસ્ટ્રોનિક $mRNA$ એ મેસેન્જર $RNA$ નો એક પ્રકાર છે જે માત્ર એક ચોક્કસ પોલીપેપ્ટાઈડ શૃંખલા અથવા પ્રોટીન અણુના સંશ્લેષણ માટેની માહિતી ધરાવે છે.
સુકોષકેન્દ્રી સજીવોમાં,મોટાભાગના $mRNA$ અણુઓ મોનોસિસ્ટ્રોનિક હોય છે,જેનો અર્થ છે કે દરેક $mRNA$ ટ્રાન્સક્રિપ્ટ એક જ પ્રોટીન માટેની આનુવંશિક માહિતી ધરાવે છે.
તેની સરખામણીમાં,પોલીસિસ્ટ્રોનિક $mRNA$,જે સામાન્ય રીતે આદિકોષકેન્દ્રી સજીવોમાં જોવા મળે છે,તે અનેક પ્રોટીન માટેની આનુવંશિક માહિતી ધરાવે છે.

(A) "એક જનીન એક ઉત્સેચક" નો સિદ્ધાંત જ્યોર્જ બીડલ અને એડવર્ડ ટાટમ દ્વારા $1941$ માં આપવામાં આવ્યો હતો।
તેમણે બ્રેડ મોલ્ડ $Neurospora crassa$ પર પ્રયોગો કર્યા હતા।
તેમણે સાબિત કર્યું કે જનીનો ચોક્કસ રાસાયણિક ઘટનાઓનું નિયમન કરીને કાર્ય કરે છે, ખાસ કરીને દરેક જનીન એક જ ઉત્સેચકના સંશ્લેષણ માટે જવાબદાર હોય છે।

(B) સાચું વિધાન $B$ છે. 'એક જનીન-એક પોલીપેપ્ટાઈડ' ઉત્કલ્પના મુજબ,એક જનીન એક પોલીપેપ્ટાઈડ શૃંખલાના સંશ્લેષણ માટે જવાબદાર છે. ઘણા પ્રોટીન એક કરતા વધુ પોલીપેપ્ટાઈડ ઉપએકમોના બનેલા હોવાથી,એક જનીન હંમેશા આખા પ્રોટીન અણુ માટે સંકેત આપતું નથી.

(A) 'એક જનીન એક ઉત્સેચક' ઉત્કલ્પના,જે બીડલ અને ટાટમ દ્વારા આપવામાં આવી હતી,તે જણાવે છે કે દરેક જનીન એક ચોક્કસ ઉત્સેચકના સંશ્લેષણ માટે જવાબદાર છે.
આ ખ્યાલ સૂચવે છે કે જનીન એક ચોક્કસ પ્રોટીન અથવા ઉત્સેચકના સંશ્લેષણને નિયંત્રિત કરીને બંધારણીય અથવા કાર્યાત્મક લક્ષણને નિયંત્રિત કરે છે.

(A) બીડલ અને ટેટમે બ્રેડ મોલ્ડ $Neurospora crassa$ પરના તેમના પ્રયોગોના આધારે 'એક જનીન-એક ઉત્સેચક' પરિકલ્પના રજૂ કરી હતી.
તેમણે દર્શાવ્યું હતું કે જનીનોમાં ચોક્કસ વિકૃતિઓ ચોક્કસ ઉત્સેચકીય પ્રવૃત્તિઓના નુકસાનમાં પરિણમે છે, આમ સાબિત થાય છે કે એક જનીન એક ચોક્કસ ઉત્સેચક (અથવા પ્રોટીન) ના સંશ્લેષણ માટે જવાબદાર છે.

(A) જનીનિક રીતે એન્જિનિયર્ડ બેક્ટેરિયામાં માનવ જનીન ઉત્પાદનોનું ઉત્પાદન મુખ્યત્વે એટલા માટે શક્ય છે કારણ કે જનીનિક કોડ સાર્વત્રિક છે.
આનો અર્થ એ છે કે $DNA$ અથવા $mRNA$ માં સમાન કોડોન્સ પ્રોકેરિયોટ્સ (જેમ કે બેક્ટેરિયા) અને યુકેરિયોટ્સ (જેમ કે મનુષ્યો) બંનેમાં સમાન એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપે છે.
તેથી,જ્યારે માનવ જનીનને બેક્ટેરિયલ પ્લાઝમિડમાં દાખલ કરવામાં આવે છે,ત્યારે બેક્ટેરિયલ મશીનરી માનવ જનીનિક ક્રમને યોગ્ય રીતે અનુરૂપ માનવ પ્રોટીનમાં ભાષાંતરિત કરી શકે છે.

(B) હર ગોવિંદ ખુરાના એક નોબેલ પુરસ્કાર વિજેતા બાયોકેમિસ્ટ હતા,જેઓ પ્રથમ કૃત્રિમ જનીન (artificial gene) ના સંશ્લેષણમાં તેમના અગ્રણી કાર્ય માટે જાણીતા છે. તેમણે પ્રયોગશાળામાં યીસ્ટ એલેનાઇન ટ્રાન્સફર આરએનએ $(tRNA)$ માટેના જનીનનું સફળતાપૂર્વક સંશ્લેષણ કર્યું હતું,જે મોલેક્યુલર બાયોલોજી અને જિનેટિક એન્જિનિયરિંગના ક્ષેત્રમાં એક સીમાચિહ્નરૂપ સિદ્ધિ હતી.

(A) જનીનિક સંકેત ત્રિ-અક્ષરી (triplet) હોય છે,જેનો અર્થ છે કે $3$ નાઈટ્રોજનયુક્ત બેઈઝ $m-RNA$ પર એક કોડોન બનાવે છે. પ્રોટીન સંશ્લેષણ (ભાષાંતર) ની પ્રક્રિયા દરમિયાન દરેક કોડોન એક ચોક્કસ એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપે છે. તેથી,$m-RNA$ માં $3$ બેઈઝના ક્રમ હોય છે જે કોડોન તરીકે કાર્ય કરે છે.

(B) જનીન સંકેત એ નિયમોનો સમૂહ છે જેના દ્વારા જનીનિક દ્રવ્ય ($DNA$ અથવા $mRNA$ શૃંખલાઓ) માં રહેલી માહિતીનું જીવંત કોષો દ્વારા પ્રોટીન (એમિનો એસિડની શૃંખલા) માં ભાષાંતર થાય છે. દરેક કોડોન,જે ન્યુક્લિયોટાઈડની ત્રિપુટીનો બનેલો હોય છે,તે ચોક્કસ એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપે છે. તેથી,જનીન સંકેત પોલીપેપ્ટાઈડ શૃંખલામાં એમિનો એસિડનો ક્રમ નક્કી કરે છે.

(C) જનીન સંકેતની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ નીચે મુજબ છે:
$1$. તે $Triplet$ (ત્રિઅંકી) છે: દરેક કોડોન ત્રણ નાઇટ્રોજન બેઇઝનો બનેલો હોય છે.
$2$. તે $Universal$ (સર્વવ્યાપી) છે: લગભગ તમામ સજીવોમાં એક જ કોડોન એક જ એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપે છે.
$3$. તે $Unambiguous$ (નિર્દિગ્ધ) છે: એક કોડોન ફક્ત એક જ ચોક્કસ એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપે છે.
અહીં 'સંદિગ્ધ' (Ambiguous) વિકલ્પ ખોટો છે,તેથી 'ઉપરના બધા જ' વિકલ્પ પણ ખોટો ઠરે છે. જનીન સંકેતની સૌથી મૂળભૂત લાક્ષણિકતા $Triplet$ છે.

(C) જનીન સંકેત $4$ નાઈટ્રોજન બેઝ $(A, U, G, C)$ પર આધારિત છે.
જો સંકેત ટ્રિપ્લેટ (ત્રણ અક્ષરોનો) હોય,તો શક્ય કોડોનની સંખ્યા $4^3 = 64$ થાય.
જો જનીન સંકેત ટેટ્રાપ્લેટ (ચાર અક્ષરોનો) હોય,તો શક્ય કોડોનની સંખ્યા $4^4$ થાય.
આની ગણતરી કરતા: $4 \times 4 \times 4 \times 4 = 256$.
તેથી,કુલ $256$ શક્ય કોડોન અસ્તિત્વ ધરાવે.