Genetic code Questions in Gujarati

(A) જનીનિક કોડ અવનત (degenerate) હોય છે,જેનો અર્થ છે કે કેટલાક એમિનો એસિડ એક કરતાં વધુ કોડોન દ્વારા સંકેતિત થાય છે.
આર્જિનિન છ કોડોન દ્વારા સંકેતિત થાય છે: $CGU, CGC, CGA, CGG, AGA,$ અને $AGG$.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$CGU, CGC, CGA$ નો સમૂહ આર્જિનિન માટેના કોડોનનું યોગ્ય રીતે પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.

(A) જનીનિક કોડ એ નિયમોનો સમૂહ છે જેના દ્વારા જનીનિક દ્રવ્ય ($DNA$ અથવા $RNA$ શૃંખલાઓ) માં રહેલી માહિતીનું જીવંત કોષો દ્વારા પ્રોટીનમાં ભાષાંતર થાય છે.
મેસેન્જર $RNA$ $(mRNA)$ એ કોષકેન્દ્રમાં રહેલા $DNA$ માંથી આ જનીનિક માહિતીને કોષરસમાં આવેલા રાઈબોઝોમ્સ સુધી પહોંચાડવા માટેના વાહક તરીકે કાર્ય કરે છે,જ્યાં પ્રોટીન સંશ્લેષણ થાય છે.
તે કોડોન્સની શૃંખલા ધરાવે છે જે બનતી પોલીપેપ્ટાઈડ શૃંખલામાં એમિનો એસિડનો ક્રમ નક્કી કરે છે.
તેથી,$mRNA$ એ સાચો જવાબ છે.

(B) જનીનિક કોડ એ નિયમોનો સમૂહ છે જેના દ્વારા જનીનિક દ્રવ્ય ($DNA$ અથવા $mRNA$ શૃંખલાઓ) માં રહેલી માહિતીનું જીવંત કોષો દ્વારા પ્રોટીનમાં ભાષાંતર થાય છે.
ચોક્કસ રીતે કહીએ તો,$mRNA$ માં ન્યુક્લિયોટાઈડનો ક્રમ (કોડોન્સ) એમિનો એસિડનો ચોક્કસ ક્રમ નક્કી કરે છે જે પેપ્ટાઈડ શૃંખલા બનાવવા માટે એકબીજા સાથે જોડાય છે.
તેથી,જનીનિક કોડ પ્રોટીનનું પ્રાથમિક બંધારણ નક્કી કરે છે,જે એમિનો એસિડનો ક્રમ છે.

(C) જનીનિક કોડ એ નિયમોનો સમૂહ છે જેના દ્વારા $mRNA$ શૃંખલામાં રહેલી માહિતી પ્રોટીન (એમિનો એસિડ શૃંખલા) માં ભાષાંતરિત થાય છે.
$1$. તે ટ્રિપ્લેટ (ત્રિ-અક્ષરી) છે,એટલે કે ત્રણ નાઈટ્રોજન બેઝ મળીને એક કોડોન બનાવે છે.
$2$. તે સાર્વત્રિક છે,એટલે કે લગભગ તમામ સજીવોમાં એક જ કોડોન સમાન એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપે છે.
$3$. તે સ્પષ્ટ (non-ambiguous) છે,એટલે કે એક કોડોન માત્ર એક જ ચોક્કસ એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપે છે.
$4$. તે ડિજનરેટ છે,એટલે કે કેટલાક એમિનો એસિડ એક કરતા વધુ કોડોન દ્વારા સંકેતિત થાય છે.

(D) $AUG$ એ સુકોષકેન્દ્રીઓમાં પ્રોટીન સંશ્લેષણ માટેનો પ્રારંભિક કોડોન છે.
સુકોષકેન્દ્રીઓમાં $AUG$ હંમેશા મિથિયોનાઈન (methionine) માટે સંકેત આપે છે.

(A) $3$ કોડોન કોઈ પણ એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપતા નથી. આ કોડોનને સ્ટોપ કોડોન અથવા નોન-સેન્સ કોડોન $(UAA, UAG, UGA)$ કહેવામાં આવે છે.
વિધાન $(i)$ ખોટું છે કારણ કે $6$ નહીં પણ માત્ર $3$ કોડોન સ્ટોપ કોડોન છે.
વિધાન $(ii)$ સાચું છે કારણ કે જનીનિક કોડને વિરામચિહ્ન વગર સળંગ રીતે વાંચવામાં આવે છે.
વિધાન $(iii)$ સાચું છે કારણ કે $UAA, UAG, \text{ અને } UGA$ એ ત્રણ સ્ટોપ કોડોન છે.
વિધાન $(iv)$ સાચું છે કારણ કે $AUG$ પ્રારંભિક કોડોન તરીકે કાર્ય કરે છે અને મિથિયોનાઈન માટે સંકેત આપે છે.

(A) કોડોન્સની અવનતિ (Degeneracy) એ જનીનિક કોડની અતિરેકતા છે.
એક જ એમિનો એસિડ ઘણા કોડોન્સ દ્વારા નિર્દિષ્ટ થઈ શકે છે,જેને અવનતિ કહેવામાં આવે છે.
અવનતિ મુખ્યત્વે કોડોનમાં રહેલા છેલ્લા બેઝને કારણે હોય છે,જેને 'વોબલ બેઝ' (wobble base) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આમ,એમિનો એસિડ નક્કી કરવા માટે કોડોનના પ્રથમ બે બેઝ વધુ મહત્વના છે,જ્યારે ત્રીજો બેઝ કોડિંગને અસર કર્યા વિના બદલાઈ શકે છે.
આને 'વોબલ હાયપોથેસિસ' (wobble hypothesis) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,જે $Crick$ દ્વારા પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવી હતી અને તે $tRNA$ અણુઓની કરકસર સ્થાપિત કરે છે.

(C) પ્રોટીન સંશ્લેષણની પ્રક્રિયા રાઈબોઝોમલ $RNA$ $(rRNA)$ દ્વારા ઉદ્દીપ્ત થાય છે.
મેસેન્જર $RNA$ $(mRNA)$ પ્રોટીન સંશ્લેષણ માટે આનુવંશિક બ્લુપ્રિન્ટ અથવા ટેમ્પલેટ પૂરી પાડે છે.
ટ્રાન્સફર $RNA$ $(tRNA)$ ટ્રિપ્લેટ કોડનું ચોક્કસ એમિનો એસિડમાં ભાષાંતર કરવા માટે જવાબદાર છે.
મેસેન્જર $RNA$ અણુઓમાં પ્રોટીન સંશ્લેષણ પહેલાં સ્મોલ ન્યુક્લિયર $RNA$ $(snRNA)$ દ્વારા ફેરફાર કરવામાં આવે છે.

(B) જનીનિક કોડ એ $mRNA$ માં રહેલા ન્યુક્લિયોટાઈડ્સનો ક્રમ છે જે પ્રોટીનમાં એમિનો એસિડનો ક્રમ નક્કી કરે છે.
$mRNA$ (મેસેન્જર $RNA$) એક ટેમ્પલેટ તરીકે કાર્ય કરે છે અને એક (મોનોસિસ્ટ્રોનિક) અથવા વધુ (પોલિસિસ્ટ્રોનિક) પોલીપેપ્ટાઈડ્સના સંશ્લેષણ માટે $DNA$ માંથી કોડેડ માહિતીને રિબોઝોમ સુધી લઈ જાય છે.
ભાષાંતર (translation) ની પ્રક્રિયા દરમિયાન તેના કોડોન્સને $tRNA$ અણુઓ પર હાજર એન્ટિકોડોન્સ દ્વારા ઓળખવામાં આવે છે.

(B) $UAG$ એ સ્ટોપ કોડોન (નોનસેન્સ કોડોન) છે,સેન્સ કોડોન નથી.
$UUU$ એ ફિનાઈલએલેનાઈન માટે સંકેત આપે છે.
$GUG$ એ વેલાઈન માટે સંકેત આપે છે.
$UGG$ એ ટ્રિપ્ટોફેન માટે સંકેત આપે છે.

(B) જિનેટિક કોડને સ્પષ્ટ (Unambiguous) અને વિશિષ્ટ (Specific) કહેવામાં આવે છે કારણ કે એક કોડોન ફક્ત એક જ ચોક્કસ એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,કોડોન $AUG$ ફક્ત મિથિઓનાઇન માટે જ સંકેત આપે છે,અન્ય કોઈ એમિનો એસિડ માટે નહીં.
આ ગુણધર્મ સુનિશ્ચિત કરે છે કે ભાષાંતર (Translation) પ્રક્રિયા સચોટ અને વિશ્વસનીય છે.

(B) ફ્રાન્સિસ ક્રિક દ્વારા પ્રસ્તાવિત વોબલ પૂર્વધારણા મુજબ,કોડોનના ત્રીજા બેઝ અને એન્ટિકોડોનના પ્રથમ બેઝ વચ્ચેની જોડી પ્રથમ બે સ્થાનો કરતા ઓછી કડક હોય છે.
આના કારણે કોડોનનો ત્રીજો બેઝ બિન-પૂરક એન્ટિકોડોન સાથે પણ $H$-બંધ બનાવી શકે છે,જે જનીનિક કોડમાં અવનતિ (degeneracy) ની ઘટનાને સમજાવે છે.

(C) મૂળ ક્રમ $5'-CCC-UCA-UAG-UCA-UAC-3'$ છે.
$12^{th}$ ન્યુક્લિયોટાઈડ એ બીજા '$UCA$' કોડોનનો '$A$' છે (ક્રમ: $C_1 C_2 C_3 U_4 C_5 A_6 U_7 A_8 G_9 U_{10} C_{11} A_{12} U_{13} A_{14} C_{15}$).
$12^{th}$ ન્યુક્લિયોટાઈડ પછી એક એડેનોસિન $(A)$ ઉમેરતા નવો ક્રમ $5'-CCC-UCA-UAG-UCA-AUAC-3'$ બને છે.
હવે,કોડોન્સ વાંચીએ:
$1$. $CCC$ (પ્રોલીન)
$2$. $UCA$ (સેરીન)
$3$. $UAG$ (સ્ટોપ કોડોન)
ભાષાંતર $UAG$ સ્ટોપ કોડોન પર અટકી જાય છે.
તેથી,ભાષાંતર પૂર્ણ થાય તે પહેલાં માત્ર બે એમિનો એસિડ કોડ થાય છે.

(C) ફ્રાન્સિસ ક્રિક દ્વારા પ્રસ્તાવિત વોબલ હાઈપોથેસિસ મુજબ,કોડોનનો ત્રીજો બેઝ ($3'$ છેડો) $tRNA$ ના એન્ટિકોડોનમાં એક કરતા વધુ બેઝ સાથે જોડાઈ શકે છે.
આ લવચીકતા એક જ $tRNA$ ને સમાન એમિનો એસિડ માટે કોડ કરતા અનેક કોડોન્સને ઓળખવાની મંજૂરી આપે છે,જેનાથી પ્રોટીન સંશ્લેષણ માટે જરૂરી $tRNA$ ની કુલ સંખ્યા ઘટે છે.
કોડ ડિજનરેસી એટલે કે એક જ એમિનો એસિડ માટે એક કરતા વધુ કોડોન્સ હોવા.
વોબલિંગ એ એક એવી પદ્ધતિ છે જે ઓછા $tRNA$ દ્વારા આ ડિજનરેટ કોડોન્સને વાંચવાની સુવિધા આપે છે,પરંતુ તે ડિજનરેસીનું કારણ નથી; તે આનુવંશિક કોડની રચનાનું પરિણામ છે.
તેથી,વિધાન સાચું છે,પરંતુ કારણ ખોટું છે કારણ કે વોબલિંગ ડિજનરેસીની અસર વધારતું નથી; તે ફક્ત તેને સમાવી લે છે.

(A) વિધાન સાચું છે કારણ કે $DNA$ માં સંગ્રહિત આનુવંશિક માહિતી પોલીપેપ્ટાઈડ શૃંખલામાં એમિનો એસિડનો ક્રમ નક્કી કરે છે,અને આ માહિતી $mRNA$ માં કોડોન તરીકે સ્થાનાંતરિત થાય છે.
કારણ પણ સાચું છે કારણ કે આનુવંશિક કોડ ચોક્કસ હોય છે; તેથી,$mRNA$ માં ન્યુક્લિયોટાઈડનો ક્રમ (જે ટેમ્પલેટ $DNA$ શૃંખલાને પૂરક છે) ભાષાંતર દરમિયાન એમિનો એસિડનો ક્રમ સીધો નક્કી કરે છે.
આમ,$mRNA$ નો ક્રમ એ $DNA$ ટેમ્પલેટનું સીધું પ્રતિનિધિત્વ છે અને તે એમિનો એસિડનો ક્રમ નક્કી કરે છે,તેથી કારણ એ વિધાનની સાચી સમજૂતી આપે છે.

(A) જનીનિક કોડ ટ્રિપ્લેટ (ત્રિ-ક્ષારીય) હોય છે,જેનો અર્થ છે કે ત્રણ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ એક એમિનો એસિડ માટે કોડ કરે છે. ફ્રેમ-શિફ્ટ મ્યુટેશન $DNA$ ક્રમમાં એક અથવા બે ન્યુક્લિયોટાઇડ્સના ઉમેરા અથવા દૂર થવાને કારણે થાય છે. આ mRNA ની સમગ્ર રીડિંગ ફ્રેમને બદલી નાખે છે,જેના પરિણામે મ્યુટેશનના બિંદુથી આગળ સંપૂર્ણપણે અલગ એમિનો એસિડ્સનું ભાષાંતર થાય છે. આ પુષ્ટિ કરે છે કે જનીનિક કોડ નોન-ઓવરલેપિંગ ટ્રિપ્લેટ્સમાં વાંચવામાં આવે છે. તેથી,વિધાન અને કારણ બંને સાચા છે,અને કારણ સમજાવે છે કે શા માટે ફ્રેમ-શિફ્ટ મ્યુટેશન જનીનિક કોડના ટ્રિપ્લેટ સ્વરૂપની પુષ્ટિ કરે છે.

(D) વિધાન $I$ ખોટું છે કારણ કે કોડોન $'AUG'$ ફક્ત methionine માટે જ સંકેતન કરે છે. તે પ્રારંભિક કોડોન (initiation codon) તરીકે પણ કાર્ય કરે છે. Phenylalanine માટે $'UUU'$ અને $'UUC'$ સંકેતન કરે છે.
વિધાન $II$ સાચું છે કારણ કે $'AAA'$ અને $'AAG'$ બંને ડિજનરેટ કોડોન છે જે એમિનો એસિડ lysine માટે સંકેતન કરે છે.
તેથી,વિધાન $I$ ખોટું છે અને વિધાન $II$ સાચું છે.

(D) જનીન સંકેત એ નિયમોનો સમૂહ છે જેના દ્વારા આનુવંશિક દ્રવ્ય ($mRNA$ શૃંખલાઓ) માં રહેલી માહિતીનું જીવંત કોષો દ્વારા પ્રોટીનમાં ભાષાંતર થાય છે.
પ્રત્યાંકન (Transcription) ની પ્રક્રિયા દરમિયાન,$DNA$ માં રહેલી આનુવંશિક માહિતી $mRNA$ માં નકલ થાય છે.
$mRNA$ અણુ કોડોન્સની શૃંખલા ધરાવે છે,જે ન્યુક્લિયોટાઇડ્સની ત્રિપુટી છે અને ચોક્કસ એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપે છે.
તેથી,જનીન સંકેત $mRNA$ પર હોય છે.

(B) જનીનિક સંકેત (Genetic code) માં,મોટાભાગના એમિનો એસિડ એક કરતાં વધુ કોડોન દ્વારા નિર્દિષ્ટ થાય છે (ડિજનરેસી).
જોકે,બે ચોક્કસ એમિનો એસિડ એવા છે જે ફક્ત એક જ કોડોન દ્વારા સંકેતિત થાય છે:
$1$. મિથિઓનાઇન $(AUG)$
$2$. ટ્રિપ્ટોફેન $(UGG)$
તેથી,ફક્ત એક જ કોડોન દ્વારા સંકેતિત એમિનો એસિડની કુલ સંખ્યા $2$ છે.

(B) $tRNA$ અણુઓના $61$ પ્રકારો હોય છે જે એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપતા $61$ કોડોન્સને અનુરૂપ હોય છે. આનુવંશિક કોડમાં કુલ $64$ કોડોન્સ હોય છે,જેમાંથી $3$ સ્ટોપ કોડોન્સ $(UAA, UAG, UGA)$ છે,જેના માટે કોઈ અનુરૂપ $tRNA$ અણુઓ હોતા નથી. તેથી,$tRNA$ ના પ્રકારોની કુલ સંખ્યા $61$ છે.

(D) પ્રતિસંકેત (anticodon) એ ટ્રાન્સફર $RNA$ $(tRNA)$ અણુમાં રહેલા ત્રણ ન્યુક્લિઓટાઇડનો ક્રમ છે,જે મેસેન્જર $RNA$ $(mRNA)$ પરના પૂરક સંકેત (codon) સાથે જોડાય છે.
સ્ટોપ કોડોન (જેને સમાપ્તિ સંકેત પણ કહેવાય છે) $UAA$,$UAG$ અને $UGA$ છે.
આ સંકેતો કોઈ પણ એમિનો એસિડ માટે સંકેતન કરતા નથી અને સામાન્ય શારીરિક પરિસ્થિતિઓમાં કોષમાં તેના માટે કોઈ અનુરૂપ $tRNA$ અણુઓ હોતા નથી.
તેથી,$UAA$ એ સ્ટોપ કોડોન છે અને તે પ્રતિસંકેત તરીકે કાર્ય કરતું નથી.

(B) જનીન સંકેત $UAA$ એ સમાપ્તિ સંકેત (stop codon) છે, જે પ્રોટીન સંશ્લેષણની સમાપ્તિ સૂચવે છે $(P-III)$.
$CCA$ એ પ્રોલિન એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપે છે $(Q-I)$.
$GGC$ એ ગ્લાયસીન એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપે છે $(R-II)$.
$AGU$ એ સેરિન એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપે છે $(S-IV)$.
તેથી, સાચી જોડ $(P-III), (Q-I), (R-II), (S-IV)$ છે.

(A) જનીનિક સંકેત અવનત (Degenerate) હોય છે,જેનો અર્થ એ છે કે કેટલાક એમિનો એસિડ એક કરતા વધારે સંકેતો (કોડોન) દ્વારા સંકેતિત થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે,લ્યુસીન,સિરીન અને આર્જિનિન દરેક છ અલગ-અલગ સંકેતો દ્વારા નિશ્ચિત થાય છે. આ ગુણધર્મ વિકૃતિઓની હાનિકારક અસરોને ઘટાડવામાં મદદ કરે છે.

(D) રીડિંગ ફ્રેમ જિનેટિક કોડના ટ્રિપ્લેટ (ત્રિ-ક્ષારીય) સ્વભાવ દ્વારા નક્કી થાય છે.
જો ઉમેરવામાં આવેલા અથવા દૂર કરવામાં આવેલા ન્યુક્લિઓટાઈડની સંખ્યા $3$ નો ગુણાંક હોય,તો રીડિંગ ફ્રેમ બદલાતી નથી કારણ કે ટ્રિપ્લેટ જૂથ જળવાઈ રહે છે.
વિકલ્પ $D$ માં,$3$ ન્યુક્લિઓટાઈડ ($10, 11$ અને $12$ માં) દૂર કરવાથી એક સંપૂર્ણ કોડોન દૂર થાય છે.
એક સંપૂર્ણ કોડોન દૂર થવાથી,પ્રોટીન શૃંખલામાંથી એક એમિનો એસિડ ઓછો થાય છે,પરંતુ બાકીના કોડોન સમાન રીડિંગ ફ્રેમમાં જ રહે છે.

(B) $tRNA$ પરનો પ્રતિસંકેત $CCG$ છે.
બેઝ-પેરિંગના નિયમો મુજબ,પ્રતિસંકેત $CCG$ એ $mRNA$ શૃંખલા પરના સંકેત (codon) $GGC$ સાથે જોડાય છે.
પ્રમાણિત જનીનિક કોડ કોષ્ટકનો ઉપયોગ કરતા,સંકેત $GGC$ એ ગ્લાયસીન $(Gly)$ એમિનો એસિડ માટે સંકેતન કરે છે.
તેથી,$CCG$ પ્રતિસંકેત ધરાવતો $tRNA$ એ $Gly$ એમિનો એસિડનું વહન કરે છે.

(A) જનીનિક કોડ ટ્રિપ્લેટ (ત્રિ-કીય) હોય છે તેવો પ્રસ્તાવ ભૌતિકશાસ્ત્રી $George \ Gamow$ દ્વારા આપવામાં આવ્યો હતો.
તેમણે તર્ક આપ્યો કે કારણ કે માત્ર $4$ બેઝ અને $20$ એમિનો એસિડ છે,તેથી કોડ બેઝનું સંયોજન હોવું જોઈએ.
તેમણે ગણતરી કરી કે $4^3 = 64$ કોડોન બને છે,જે $20$ એમિનો એસિડ માટે કોડિંગ કરવા માટે પૂરતા છે.

(B) એમિનો એસિડ શૃંખલા નક્કી કરવા માટે,આપણે $mRNA$ શૃંખલાને કોડોન્સ (ન્યુક્લિયોટાઇડ્સની ત્રિપુટી) માં વિભાજિત કરીએ છીએ:
$1$. $AUG$: મિથિઓનાઇન $(Met)$ માટે કોડ કરે છે.
$2$. $UUU$: ફિનાઇલએલેનાઇન $(Phe)$ માટે કોડ કરે છે.
$3$. $UUC$: ફિનાઇલએલેનાઇન $(Phe)$ માટે કોડ કરે છે.
$4$. $GUG$: વેલાઇન $(Val)$ માટે કોડ કરે છે.
$5$. $AUA$: આઇસોલ્યુસીન $(Ile)$ માટે કોડ કરે છે.
$6$. $UGG$: ટ્રિપ્ટોફેન $(Trp)$ માટે કોડ કરે છે.
આમ,શૃંખલા $Met-Phe-Phe-Val-Ile-Trp$ છે.

(B) વિધાન $I$ ખોટું છે કારણ કે $\text{UAA}$ એ સ્ટોપ કોડોન (નોનસેન્સ કોડોન) છે અને તે લાયસિન સહિત કોઈપણ એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપતું નથી. લાયસિન માટે $\text{AAA}$ અને $\text{AAG}$ કોડોન જવાબદાર છે.
વિધાન $II$ ખોટું છે કારણ કે જનીનિક કોડ અસ્પષ્ટ નથી,એટલે કે એક કોડોન ફક્ત એક જ ચોક્કસ એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપે છે.
તેથી,બંને વિધાનો ખોટા છે.

(B) હર ગોવિંદ ખુરાનાએ એક રાસાયણિક પદ્ધતિ વિકસાવી હતી જે નાઈટ્રોજન બેઝના ચોક્કસ સંયોજનો (હોમોપોલિમર્સ અને કોપોલિમર્સ) ધરાવતા $\text{RNA}$ અણુઓના સંશ્લેષણમાં ખૂબ જ મદદરૂપ સાબિત થઈ હતી. આનુવંશિક કોડ (genetic code) ને સમજવા માટે આ એક મહત્વપૂર્ણ પગલું હતું. માર્શલ નિરેનબર્ગની પ્રોટીન સંશ્લેષણ માટેની કોષ-મુક્ત સિસ્ટમે પણ કોડને સમજવામાં મદદ કરી હતી,પરંતુ ચોક્કસ $\text{RNA}$ ક્રમનું રાસાયણિક સંશ્લેષણ ખાસ કરીને ખુરાનાને આભારી છે.

(C) જનીનિક કોડને અસ્પષ્ટ (degenerate) કહેવામાં આવે છે કારણ કે કેટલાક એમિનો એસિડ એક કરતા વધુ કોડોન દ્વારા નિર્દિષ્ટ થાય છે.
કુલ $64$ સંભવિત કોડોન છે,પરંતુ પ્રોટીન સંશ્લેષણમાં સામાન્ય રીતે ફક્ત $20$ એમિનો એસિડનો ઉપયોગ થાય છે.
કોડોનની સંખ્યા એમિનો એસિડની સંખ્યા કરતા વધારે હોવાથી,એક જ એમિનો એસિડ માટે એક કરતા વધુ કોડોન હોઈ શકે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,લ્યુસીન અને સેરીન દરેક $6$ અલગ-અલગ કોડોન દ્વારા સંકેતિત થાય છે.

(A) આનુવંશિક સંકેતમાં કુલ $64$ કોડોન હોય છે.
આ $64$ કોડોનમાંથી,$61$ કોડોન એમિનો એસિડ માટે સંકેતન કરે છે,જ્યારે $3$ કોડોન $(UAA, UAG, UGA)$ સ્ટોપ કોડોન (સમાપ્તિ કોડોન) તરીકે કાર્ય કરે છે અને કોઈ પણ એમિનો એસિડ માટે સંકેતન કરતા નથી.
તેથી,વિધાન $(ii)$ ખોટું છે કારણ કે $64$ કોડોન એમિનો એસિડ માટે સંકેતન કરતા નથી; માત્ર $61$ જ કરે છે.
વિધાન $(i)$ સાચું છે કારણ કે કોડોન ન્યુક્લિયોટાઇડની ત્રિપુટી છે.
વિધાન $(iii)$ સાચું છે કારણ કે આનુવંશિક સંકેત અસ્પષ્ટ છે,એટલે કે એક કોડોન ફક્ત એક જ ચોક્કસ એમિનો એસિડ માટે સંકેતન કરે છે.
વિધાન $(iv)$ સાચું છે કારણ કે આનુવંશિક સંકેત લગભગ સાર્વત્રિક છે (બેક્ટેરિયાથી મનુષ્યો સુધી).
વિધાન $(v)$ સાચું છે કારણ કે $\text{AUG}$ પ્રારંભિક કોડોન (મિથિઓનાઇન માટે) તરીકે કાર્ય કરે છે અને પોલિપેપ્ટાઇડ શૃંખલાની વચ્ચે પણ મિથિઓનાઇન માટે સંકેતન કરે છે.

(B) સમાપ્તિ કોડોન (જેને સ્ટોપ કોડોન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) $UAA$,$UAG$ અને $UGA$ છે. આ કોડોન ભાષાંતર (translation) ની પ્રક્રિયા દરમિયાન પ્રોટીન સંશ્લેષણના અંતનો સંકેત આપે છે. આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$UAG$ એ સમાપ્તિ કોડોન છે.

(B) જિનેટિક કોડને $mRNA$ પર ન્યુક્લિયોટાઇડ્સની ત્રિપુટી તરીકે વાંચવામાં આવે છે,જેને કોડોન કહેવામાં આવે છે.
ભાષાંતર (translation) ની પ્રક્રિયા દરમિયાન,$tRNA$ અણુ એન્ટિકોડોન ધરાવે છે,જે $mRNA$ પરના કોડોન માટે પૂરક ત્રણ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સનો ક્રમ છે.
કોડોન અને એન્ટિકોડોન વચ્ચેની આ બેઝ પેરિંગ એ સુનિશ્ચિત કરે છે કે યોગ્ય એમિનો એસિડ વધતી જતી પોલીપેપ્ટાઇડ શૃંખલામાં ઉમેરાય છે.
તેથી,કોડોન અને એન્ટિકોડોન એ પૂરક ન્યુક્લિયોટાઇડ્સની ત્રિપુટી છે.

(C) જનીનિક કોડ ત્રિ-અક્ષરી (triplet) અને અવનત (degenerate) હોય છે.
હોમોપોલિમર અને પુનરાવર્તિત શૃંખલાઓનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવેલા પ્રયોગો દર્શાવે છે કે પુનરાવર્તિત ટ્રિપલેટ ધરાવતી પોલીન્યુક્લિઓટાઇડ શૃંખલા એક ચોક્કસ પોલીપેપ્ટાઇડ માટે સંકેત આપે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,$CUA$ $CUA$ $CUA$ $CUA$ જેવી પુનરાવર્તિત શૃંખલા ધરાવતી પોલીન્યુક્લિઓટાઇડ શૃંખલા માત્ર લ્યુસિન એમિનો એસિડ ધરાવતી પોલીપેપ્ટાઇડ શૃંખલાનું સંશ્લેષણ કરે છે.
તેથી,$CUA$ કોડોન લ્યુસિન માટે સંકેત આપે છે.

(A) કૃત્રિમ $mRNA$ શૃંખલા $CUCUCUCUCU...$ છે.
આ શૃંખલાને ત્રણ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સના કોડોન તરીકે વાંચવામાં આવે છે: $CUC$ અને $UCU$.
જિનેટિક કોડના કોષ્ટક મુજબ:
$1$. $CUC$ કોડોન લ્યુસીન $(Leucine)$ એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપે છે.
$2$. $UCU$ કોડોન સેરીન $(Serine)$ એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપે છે.
તેથી,આ $mRNA$ ના ભાષાંતરથી લ્યુસીન અને સેરીન એમિનો એસિડની વૈકલ્પિક ગોઠવણી ધરાવતી પોલીપેપ્ટાઇડ શૃંખલા બને છે.

(B) જનીનિક કોડ એક ગુણધર્મ દર્શાવે છે જેને અપભ્રંશતા (degeneracy) અથવા રિડન્ડન્સી કહેવામાં આવે છે.
કુલ $64$ કોડોન અને માત્ર $20$ એમિનો એસિડ હોવાથી,કેટલાક એમિનો એસિડ એક કરતા વધુ કોડોન દ્વારા નિર્દિષ્ટ થાય છે.
ઉદાહરણ તરીકે,લ્યુસીન (Leucine) એમિનો એસિડ $6$ અલગ-અલગ કોડોન $(UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG)$ દ્વારા સંકેતિત થાય છે.
આ લાક્ષણિકતા સજીવને વિકૃતિઓ (mutations) સામે રક્ષણ આપવામાં મદદ કરે છે,કારણ કે કોડોનના ત્રીજા બેઝમાં ફેરફાર થવાથી ઘણીવાર એમિનો એસિડમાં કોઈ ફેરફાર થતો નથી.

(C) ટ્રિપ્લેટ જિનેટિક કોડ માટેનો પ્રથમ પુરાવો ફ્રાન્સિસ $Crick$ અને તેમના સહયોગીઓ દ્વારા $T4$ બેક્ટેરિયોફેજના $rII$ પ્રદેશ પરના તેમના પ્રયોગો દ્વારા આપવામાં આવ્યો હતો. તેમણે દર્શાવ્યું હતું કે એક અથવા બે ન્યુક્લિયોટાઇડ્સના ઉમેરા અથવા દૂર થવાથી ફ્રેમશિફ્ટ મ્યુટેશન થાય છે,જ્યારે ત્રણ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સના ઉમેરા અથવા દૂર થવાથી રીડિંગ ફ્રેમ પુનઃસ્થાપિત થાય છે,જે સાબિત કરે છે કે જિનેટિક કોડ ટ્રિપ્લેટ છે.

(A) જિનેટિક કોડમાં કુલ $64$ કોડોન હોય છે.
આ $64$ કોડોનમાંથી,$3$ કોડોન $(UAA, UAG, UGA)$ સ્ટોપ કોડોન (જેને ટર્મિનેશન અથવા નોનસેન્સ કોડોન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) છે કારણ કે તેઓ કોઈ પણ એમિનો એસિડ માટે કોડિંગ કરતા નથી.
તેથી,એમિનો એસિડ માટે કોડિંગ કરતા સેન્સ કોડોનની સંખ્યા $64 - 3 = 61$ છે.
આ $61$ કોડોન પ્રોટીન સંશ્લેષણમાં વપરાતા $20$ પ્રમાણિત એમિનો એસિડ માટે જવાબદાર છે.

(B) જિનેટિક કોડમાં કુલ $64$ કોડોન્સ હોય છે,જેમાંથી $61$ કોડોન્સ એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપે છે. બાકીના $3$ કોડોન્સ $(UAA, UAG, UGA)$ સ્ટોપ કોડોન્સ (નોનસેન્સ કોડોન્સ) છે અને તે કોઈપણ એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપતા નથી. સ્ટોપ કોડોન્સ માટે કોઈ અનુરૂપ tRNA એન્ટિકોડોન્સ હોતા નથી,તેથી કોષમાં $61$ સેન્સ કોડોન્સને ઓળખવા માટે માત્ર $61$ પ્રકારના એન્ટિકોડોન્સ હાજર હોય છે.

(C) $(i)$ જનીનિક કોડ mRNA માં સળંગ રીતે વંચાય છે,એટલે કે કોડોન વચ્ચે કોઈ વિરામચિહ્નો હોતા નથી. આ વિધાન સાચું $(T)$ છે.
(ii) જનીનિક કોડ અવનત (degenerate) છે,જેનો અર્થ છે કે કેટલાક એમિનો એસિડ એક કરતા વધુ કોડોન દ્વારા સંકેતિત થાય છે. આ વિધાન સાચું $(T)$ છે.
(iii) $UUU$ એ ફિનાઈલએલેનાઈન માટેનો કોડોન છે. આ વિધાન સાચું $(T)$ છે.
(iv) $GAA$ એ ગ્લુટામિક એસિડ માટે સંકેત આપે છે,સ્ટોપ કોડોન નથી. સ્ટોપ કોડોન $UAA$,$UAG$ અને $UGA$ છે. આ વિધાન ખોટું $(F)$ છે.
તેથી,સાચો ક્રમ $T, T, T, F$ છે.

(A) શરૂઆતનો કોડોન $AUG$ છે. તે સુકોષકેન્દ્રી સજીવોમાં મિથિયોનાઈન $(Met)$ એમિનો એસિડ માટે અને આદિકોષકેન્દ્રી સજીવોમાં $N$-ફોર્મિલમિથિયોનાઈન $(fMet)$ માટે સંકેત આપે છે. તે ભાષાંતર (translation) ની પ્રક્રિયા દરમિયાન પ્રોટીન સંશ્લેષણની શરૂઆતનો સંકેત આપે છે.

(A) વિધાન $(1)$ ખોટું છે: ફિનાઇલએલેનાઇન બે કોડોન ($UUU$ અને $UUC$) દ્વારા કોડ થાય છે,ત્રણથી વધુ દ્વારા નહીં.
વિધાન $(2)$ ખોટું છે: કોડોન $mRNA$ માં સળંગ રીતે વંચાય છે,$t-RNA$ માં નહીં.
વિધાન $(3)$ સાચું છે: $UUC$ એ ફિનાઇલએલેનાઇન માટેના બે કોડોનમાંથી એક છે.
વિધાન $(4)$ સાચું છે: $AUG$ એ પ્રારંભિક કોડોન છે અને તે મિથિઓનાઇન માટે કોડ કરે છે.
તેથી,ક્રમ $F, F, T, T$ છે. સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(A) $AUG$ એ બેવડા કાર્ય ધરાવતો કોડોન છે.
$1$. તે મિથિઓનાઇન $(Met)$ એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપે છે.
$2$. તે પ્રારંભિક કોડોન તરીકે કાર્ય કરે છે,જે $mRNA$ શૃંખલા પર પ્રોટીન સંશ્લેષણ (ભાષાંતર) ની શરૂઆતનો સંકેત આપે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(A) જનીનિક કોડમાં કુલ $64$ કોડોન્સ હોય છે,જેમાંથી $3$ કોડોન્સ કોઈ પણ એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપતા નથી. તેમને સ્ટોપ કોડોન્સ અથવા સમાપ્તિ સંકેતો તરીકે ઓળખવામાં આવે છે કારણ કે તેઓ પ્રોટીન સંશ્લેષણની પ્રક્રિયાના અંતનો સંકેત આપે છે. આ ત્રણ કોડોન્સ $UAA$,$UAG$ અને $UGA$ છે.

(C) સિકલ-સેલ એનિમિયામાં,હિમોગ્લોબિનના $\beta$-ગ્લોબિન જનીનમાં બિંદુ ઉત્પરિવર્તન (point mutation) થાય છે.
ચોક્કસ રીતે કહીએ તો,$\beta$-ગ્લોબિન mRNA નો $6^{th}$ કોડોન $GAG$ (જે ગ્લુટામિક એસિડ માટે સંકેત આપે છે) થી બદલાઈને $GUG$ (જે વેલિન માટે સંકેત આપે છે) થઈ જાય છે.
$\beta$-ગ્લોબિન શૃંખલાના $6^{th}$ સ્થાન પર ગ્લુટામિક એસિડના સ્થાને વેલિનનું આ પ્રતિસ્થાપન સિકલ-સેલ હિમોગ્લોબિન $(HbS)$ ના નિર્માણ તરફ દોરી જાય છે.
તેથી,સ્થાન '$X$' ($6^{th}$ સ્થાન) પર સાચો કોડોન $GUG$ છે.

(B) જિનેટિક કોડમાં કુલ $64$ સંભવિત કોડોન્સ હોય છે.
આ $64$ કોડોન્સમાંથી,$3$ કોડોન્સ $(UAA, UAG, UGA)$ સ્ટોપ કોડોન્સ (સમાપ્તિ કોડોન્સ) છે,જે કોઈપણ એમિનો એસિડ માટે સંકેતન કરતા નથી.
તેથી,$20$ એમિનો એસિડ માટે સંકેતન કરતા કોડોન્સની સંખ્યા $64 - 3 = 61$ છે.

(C) જનીનિક કોડ એ ટ્રિપ્લેટ કોડ છે,જેનો અર્થ છે કે $3$ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ (બેઝ) $1$ એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપે છે.
આપેલ છે કે $mRNA$ માં $900$ બેઝ છે અને કોઈ સ્ટોપ કોડોન હાજર નથી,તેથી કોડોનની કુલ સંખ્યા બેઝની કુલ સંખ્યાને $3$ વડે ભાગીને મેળવી શકાય છે.
કોડોનની સંખ્યા = $\frac{900}{3} = 300$.
દરેક કોડોન એક એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપતું હોવાથી,સંકેતિત એમિનો એસિડની સંખ્યા $300$ થશે.

(D) ટ્રિપ્ટોફેન.
જનીનિક કોડમાં,મોટાભાગના એમિનો એસિડ એક કરતા વધુ કોડોન દ્વારા નિર્દિષ્ટ થાય છે (ડિજનરેસી).
જોકે,ટ્રિપ્ટોફેન $(Trp)$ અને મિથિઓનાઇન $(Met)$ વિશિષ્ટ છે કારણ કે તે દરેક માત્ર એક જ કોડોન દ્વારા સંકેતિત થાય છે.
ટ્રિપ્ટોફેન ફક્ત $UGG$ કોડોન દ્વારા સંકેતિત થાય છે.

(A) સાચો ક્રમ $A$ છે.
$CAU$ એ હિસ્ટિડિન $(His)$ માટેનો કોડોન છે.
$CCU$ એ પ્રોલિન $(Pro)$ માટેનો કોડોન છે.
$AAA$ એ લાયસિન $(Lys)$ માટેનો કોડોન છે.
$CUG$ એ લ્યુસિન $(Leu)$ માટેનો કોડોન છે.
તેથી,એમિનો એસિડનો ક્રમ $His-Pro-Lys-Leu$ છે.

(D) જિનેટિક કોડ (જનીનિક સંકેત) અસ્પષ્ટ અને સાર્વત્રિક છે. આપેલા એમિનો એસિડ માટેના કોડોન નીચે મુજબ છે:
$1$. મિથિઓનાઇન $(Met)$: $AUG$
$2$. લ્યુસિન $(Leu)$: $CUA$
$3$. વેલિન $(Val)$: $GUG$
$4$. આર્જીનાઇન $(Arg)$: $CGU$
આ કોડોનને જોડતા,$mRNA$ નો ક્રમ $AUG-CUA-GUG-CGU$ મળે છે. વિકલ્પ $D$ માં $AUG-CUA-GUG-CGU-GCC$ ક્રમ આપેલો છે,જેમાં અંતિમ $GCC$ વધારાનો કોડોન છે,પરંતુ અન્ય વિકલ્પોની સરખામણીમાં આ વિકલ્પ જરૂરી ક્રમ સાથે બંધબેસે છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.