Replication Questions in Gujarati

(A) $DNA$ પોલિમરેઝ ઉત્સેચક ન્યુક્લિઓટાઈડ્સના ઉમેરાને માત્ર $5' \rightarrow 3'$ દિશામાં જ ઉદ્દીપિત કરે છે. આનું કારણ એ છે કે ઉત્સેચકને નવા બનતા શૃંખલા પર મુક્ત $3'-OH$ સમૂહની જરૂર હોય છે જેથી તે આવનારા ન્યુક્લિઓટાઈડ સાથે ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધ બનાવી શકે. તેથી,$DNA$ ની નવી શૃંખલાનું સંશ્લેષણ હંમેશા $5'$ છેડાથી $3'$ છેડા તરફ થાય છે.

(A) જે પ્રક્રિયા દ્વારા $DNA$ અણુ પોતાની આબેહૂબ નકલ બનાવે છે તેને $DNA$ સ્વયંજનન (replication) કહે છે.
$1$. સ્વયંજનન: $DNA$ ની નકલ બનાવવાની પ્રક્રિયા.
$2$. પ્રત્યાંકન: $DNA$ માંથી $RNA$ બનાવવાની પ્રક્રિયા.
$3$. ભાષાંતર: $mRNA$ માંથી પ્રોટીન બનાવવાની પ્રક્રિયા.
$4$. રૂપાંતરણ: કોષ દ્વારા બહારના જનીનિક દ્રવ્યને ગ્રહણ કરવાની પ્રક્રિયા.
તેથી,$DNA$ ના દ્વિગુણન માટે સાચો શબ્દ સ્વયંજનન છે.

(B) $DNA$ સ્વયંજનન દરમિયાન,$DNA$ હેલિકેઝ ઉત્સેચક $DNA$ ની બે શૃંખલાઓ વચ્ચેના નાઈટ્રોજન બેઈઝના હાઈડ્રોજન બંધોને તોડે છે.
આ પ્રક્રિયાને કારણે બેવડી કુંતલમય રચના છૂટી પડે છે,જે $Y$ આકારની રચના બનાવે છે જેને સ્વયંજનન ચીપીયો (replication fork) કહેવામાં આવે છે.
આ રચના $DNA$ હેલિક્સનું એક નાનું ઓપનીંગ દર્શાવે છે જ્યાં $DNA$ પોલિમરેઝ દ્વારા નવી શૃંખલાઓનું સંશ્લેષણ થાય છે.
તેથી,સ્વયંજનન ચીપીયો એ $DNA$ હેલિક્સનું નાનું ઓપનીંગ છે.

(B) $DNA$ નું દ્વિગુણન અર્ધ-રૂઢિચુસ્ત (semi-conservative) હોય છે.
પ્રથમ દ્વિગુણન ચક્રમાં,મૂળ $DNA$ અણુ (રેડિયોએક્ટિવ શૃંખલાઓ સાથે) બે $DNA$ અણુઓ ઉત્પન્ન કરે છે,જેમાં દરેક પાસે એક રેડિયોએક્ટિવ શૃંખલા અને એક નોન-રેડિયોએક્ટિવ શૃંખલા હોય છે.
બીજા દ્વિગુણન ચક્રમાં,આ બે $DNA$ અણુઓ ચાર $DNA$ અણુઓ ઉત્પન્ન કરે છે. તેમાંથી,બે અણુઓ પાસે એક-એક રેડિયોએક્ટિવ શૃંખલા હશે અને બે અણુઓ સંપૂર્ણપણે નોન-રેડિયોએક્ટિવ હશે.
ત્રીજા દ્વિગુણન ચક્રમાં,જે બે $DNA$ અણુઓમાં રેડિયોએક્ટિવ શૃંખલાઓ છે,તે દરેક બે $DNA$ અણુઓ ઉત્પન્ન કરશે (કુલ ચાર),પરંતુ આ ચાર અણુઓમાંથી દરેકની માત્ર એક જ શૃંખલા રેડિયોએક્ટિવ હશે.
તેથી,ત્રણ ચક્ર પછી,રેડિયોએક્ટિવ થાયમીડીન ધરાવતા $DNA$ અણુઓની સંખ્યા $2$ જ રહેશે.

(D) $DNA$ નું સ્વયંજન અર્ધ-રૂઢિચુસ્ત (semi-conservative) છે.
$1$. શરૂઆતમાં,આપણી પાસે એક રેડિયોએક્ટિવ દ્વિશૃંખલીય $DNA$ અણુ $(R-R)$ છે.
$2$. નોન-રેડિયોએક્ટિવ માધ્યમમાં સ્વયંજનના પ્રથમ તબક્કા પછી,બે હાઇબ્રિડ $DNA$ અણુઓ બને છે,જેમાં દરેક એક રેડિયોએક્ટિવ શૃંખલા અને એક નોન-રેડિયોએક્ટિવ શૃંખલા ધરાવે છે ($R-N$ અને $R-N$).
$3$. સ્વયંજનના બીજા તબક્કા પછી,આ બે હાઇબ્રિડ અણુઓમાંથી દરેક એક હાઇબ્રિડ અણુ $(R-N)$ અને એક સંપૂર્ણ નોન-રેડિયોએક્ટિવ અણુ $(N-N)$ બનાવે છે.
$4$. આમ,ચાર સંતતિ અણુઓમાંથી,બે હાઇબ્રિડ (રેડિયોએક્ટિવ) છે અને બે નોન-રેડિયોએક્ટિવ છે.
$5$. તેથી,અડધા સંતતિ અણુઓ રેડિયોએક્ટિવિટી ધરાવતા નથી.

(B) $DNA$-ડિપેન્ડન્ટ $DNA$ પોલીમરેઝ એ એક ઉત્સેચક છે જે નવી $DNA$ શૃંખલાના નિર્માણ માટે ન્યુક્લિઓટાઈડ્સ ઉમેરે છે.
આ ઉત્સેચક નવી બનતી શૃંખલાના $3'$-$OH$ છેડા પર જ ન્યુક્લિઓટાઈડ્સ ઉમેરે છે.
તેથી,પોલીમરાઈઝેશનની પ્રક્રિયા હંમેશા નવી બનતી શૃંખલાની સાપેક્ષમાં $5' \rightarrow 3'$ દિશામાં જ થાય છે.
આ દિશા ઉત્સેચકની પ્રૂફરીડિંગ પ્રવૃત્તિ માટે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે.

(B) $DNA$ સ્વયંજનન એ એક જટિલ પ્રક્રિયા છે જેમાં ઘણા ઉત્સેચકોનું સંકલન જરૂરી છે.
$1$. $DNA$ પોલીમરેઝ એ મુખ્ય ઉત્સેચક છે જે વધતી જતી શૃંખલાના $3'$ છેડે ન્યુક્લિઓટાઈડ્સ ઉમેરીને નવી $DNA$ શૃંખલાનું સંશ્લેષણ કરે છે.
$2$. $DNA$ લાઈગેઝ એ લેગિંગ સ્ટ્રેન્ડ (અનુગામી શૃંખલા) પરના $DNA$ ટુકડાઓ (ઓકાઝાકી ટુકડાઓ) ને ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધ દ્વારા જોડવા માટે અનિવાર્ય છે.
$3$. તેથી,$DNA$ સ્વયંજનનની સફળ પ્રક્રિયા માટે $DNA$ પોલીમરેઝ અને લાઈગેઝ બંને જરૂરી છે.

(B) $DNA$ ના પ્રતિકૃતિ (replication) દરમિયાન,$DNA$ ની બે શૃંખલાઓ પ્રતિસમાંતર (antiparallel) હોય છે.
$DNA$ પોલિમરેઝ ઉત્સેચક માત્ર $5' \rightarrow 3'$ દિશામાં જ $DNA$ નું સંશ્લેષણ કરી શકે છે.
એક શૃંખલા,જેને લીડીંગ સ્ટ્રેન્ડ કહેવામાં આવે છે,તેનું સંશ્લેષણ રેપ્લિકેશન ફોર્કની ગતિની દિશામાં સતત થાય છે.
બીજી શૃંખલા,જેને લેગીંગ સ્ટ્રેન્ડ કહેવામાં આવે છે,તેનું સંશ્લેષણ વિરુદ્ધ દિશામાં અસતત રીતે થાય છે.
લેગીંગ સ્ટ્રેન્ડ પર સંશ્લેષિત થતા આ ટૂંકા,અસતત $DNA$ ના ટુકડાઓને ઓકાઝાકી ફેગમેન્ટ્સ કહેવામાં આવે છે.

(B) $DNA$ નું સ્વયંજનન અર્ધ-રૂઢિચુસ્ત (semi-conservative) હોય છે.
પ્રથમ પેઢીમાં,મૂળ રેડિયોએક્ટિવ $DNA$ ની બે શૃંખલાઓ અલગ થાય છે અને દરેક નવી નોન-રેડિયોએક્ટિવ શૃંખલા માટે ટેમ્પલેટ તરીકે કાર્ય કરે છે. આના પરિણામે બે હાઇબ્રિડ $DNA$ અણુઓ (એક રેડિયોએક્ટિવ શૃંખલા અને એક નોન-રેડિયોએક્ટિવ શૃંખલા) બને છે.
બીજી પેઢીમાં,આ બે હાઇબ્રિડ $DNA$ અણુઓનું સ્વયંજનન થાય છે. બે રેડિયોએક્ટિવ શૃંખલાઓ દરેક એક નોન-રેડિયોએક્ટિવ પાર્ટનર બનાવશે,જેના પરિણામે બે હાઇબ્રિડ $DNA$ અણુઓ બનશે. બે નોન-રેડિયોએક્ટિવ શૃંખલાઓ દરેક એક નોન-રેડિયોએક્ટિવ પાર્ટનર બનાવશે,જેના પરિણામે બે સંપૂર્ણ નોન-રેડિયોએક્ટિવ $DNA$ અણુઓ બનશે.
બે પેઢી પછી કુલ $DNA$ અણુઓની સંખ્યા = $4$.
રેડિયોએક્ટિવ શૃંખલા ધરાવતા $DNA$ અણુઓની સંખ્યા = $2$.
રેડિયોએક્ટિવ $DNA$ ધરાવતા બેક્ટેરિયાની ટકાવારી = $(2/4) \times 100 = 50\%$.

(D) $DNA$ સ્વયંજનનની પ્રક્રિયામાં,ડિઓક્સિરિબોન્યુક્લિઓસાઈડ ટ્રાયફોસ્ફેટ (dNTPs) બે મુખ્ય કાર્યો કરે છે:
$1$. તે $DNA$ પોલીમરેઝ ઉત્સેચક માટે સબસ્ટ્રેટ તરીકે કાર્ય કરે છે,જે નવા $DNA$ શૃંખલાનું સંશ્લેષણ કરે છે.
$2$. તે તેમના બે અંતિમ ફોસ્ફેટ સમૂહોના જળવિભાજન દ્વારા પોલીમરાઈઝેશન પ્રક્રિયા માટે જરૂરી ઊર્જા પૂરી પાડે છે (પાયરોફોસ્ફેટ મુક્ત કરીને).

(C) $DNA$ પોલિમરેઝ એ $DNA$ પ્રતિકૃતિ (replication) માં સામેલ મુખ્ય ઉત્સેચક છે,જે અસ્તિત્વ ધરાવતા $DNA$ ટેમ્પલેટનો ઉપયોગ કરીને $DNA$ ની નવી શૃંખલાનું સંશ્લેષણ કરે છે ($DNA$ માંથી $DNA$).
વધુમાં,રિવર્સ ટ્રાન્સક્રિપ્શન જેવી પ્રક્રિયાઓમાં,વિશિષ્ટ $DNA$ પોલિમરેઝ (રિવર્સ ટ્રાન્સક્રિપ્ટેઝ) $RNA$ ટેમ્પલેટમાંથી $DNA$ નું સંશ્લેષણ કરી શકે છે ($RNA$ માંથી $DNA$).
આમ,$DNA$ પોલિમરેઝ ઉત્સેચકો વિવિધ જૈવિક સંદર્ભોમાં આ બંને કાર્યો કરવા માટે સક્ષમ હોવાથી,સાચો જવાબ $C$ છે.

(B) $DNA$ સ્વયંજનન દરમિયાન,$DNA$ પોલિમરેઝ ઉત્સેચક પોતાની મેળે નવી $DNA$ શૃંખલાનું સંશ્લેષણ શરૂ કરી શકતો નથી. તેને ન્યુક્લિઓટાઈડ ઉમેરવા માટે મુક્ત $3'-OH$ સમૂહની જરૂર હોય છે. પ્રાઈમર એ $RNA$ નો એક ટૂંકો ખંડ (નાનો રિબોન્યુક્લિઓટાઈડ પોલિમર) છે જે આ જરૂરી $3'-OH$ છેડો પૂરો પાડે છે. આ પ્રાઈમરનું સંશ્લેષણ પ્રાઈમેઝ ઉત્સેચક દ્વારા કરવામાં આવે છે. તેથી,સાચો જવાબ $B$ છે.

(C) $DNA$ નું સ્વયંજનન અર્ધ-રૂઢિચુસ્ત (semi-conservative) હોય છે.
$1^{st}$ પેઢીમાં,બધા જ $DNA$ અણુઓ હાઇબ્રિડ $(N^{14}-N^{15})$ હોય છે.
$2^{nd}$ પેઢીમાં,$2$ હાઇબ્રિડ અને $2$ ભારે $(N^{15}-N^{15})$ અણુઓ હોય છે.
ત્યારબાદની પેઢીઓમાં,હાઇબ્રિડ અણુઓની સંખ્યા $2$ પર સ્થિર રહે છે,જ્યારે ભારે અણુઓની સંખ્યા વધતી જાય છે.
માધ્યમ $N^{15}$ (ભારે) હોવાથી,પ્રથમ સ્વયંજનન પછી કોઈ પણ નવો હલકો $(N^{14})$ $DNA$ શૃંખલા બનતી નથી.
તેથી,$1^{st}$ પેઢી પછી,હલકા $DNA$ ની ટકાવારી $0\%$ રહે છે.

(D) બેક્ટેરિયામાં,રંગસૂત્ર વર્તુળાકાર હોય છે અને સ્વયંજનન એક જ ઉત્પત્તિ સ્થાન $(oriC)$ થી શરૂ થાય છે.
આ ઉત્પત્તિ સ્થાનથી,સ્વયંજનન કાંટા (replication forks) વર્તુળાકાર રંગસૂત્રની બંને દિશાઓમાં આગળ વધે છે.
તેથી,બેક્ટેરિયલ રંગસૂત્રનું સ્વયંજનન દ્વિદિશિય (bidirectional) હોય છે.

(A) $DNA$ ના સ્વયંજનનની અર્ધરૂઢિગત પદ્ધતિ $\text{જેમ્સ } \text{વોટસન}$ અને $\text{ફ્રાન્સિસ } \text{ક્રિક}$ દ્વારા $1953$ માં $DNA$ ની રચના વર્ણવતા તેમના સંશોધન પત્રમાં સૂચવવામાં આવી હતી।
જોકે, આ અર્ધરૂઢિગત સ્વયંજનન માટેનો પ્રાયોગિક પુરાવો $\text{મેથ્યુ } \text{મેસેલસન}$ અને $\text{ફ્રેન્કલિન } \text{સ્ટેહલ}$ દ્વારા $1958$ માં $E. \ coli$ અને નાઈટ્રોજનના ભારે આઈસોટોપ $(^{15}N)$ નો ઉપયોગ કરીને આપવામાં આવ્યો હતો।
પ્રશ્નમાં પૂછવામાં આવ્યું છે કે આ સિદ્ધાંત કોણે સૂચવ્યો હતો, તેથી $\text{વોટસન}$ અને $\text{ક્રિક}$ આ પરિકલ્પનાના મૂળ પ્રસ્તાવક છે।

(D) $DNA$ સ્વયંજનની પદ્ધતિ મુખ્યત્વે અર્ધ-રૂઢિગત (Semi-conservative) છે.
આ પ્રક્રિયામાં,પિતૃ $DNA$ ની બંને શૃંખલાઓ નવી પૂરક શૃંખલાઓના સંશ્લેષણ માટે ટેમ્પલેટ તરીકે કાર્ય કરે છે.
સ્વયંજન પછી,દરેક નવા $DNA$ અણુમાં એક મૂળ (પિતૃ) શૃંખલા અને એક નવી સંશ્લેષિત શૃંખલા હોય છે.
આ બાબત મેસેલ્સન અને સ્ટેહલે $E. coli$ નો ઉપયોગ કરીને પ્રાયોગિક રીતે સાબિત કરી હતી.

(C) $DNA$ સ્વયંજનની પ્રક્રિયા $\text{અર્ધસંરક્ષી}$ (Semi-conservative) છે. આ પદ્ધતિમાં, પિતૃ $DNA$ અણુની બે શૃંખલાઓ અલગ થાય છે અને દરેક શૃંખલા નવી પૂરક શૃંખલાના સંશ્લેષણ માટે ટેમ્પલેટ તરીકે કાર્ય કરે છે. પરિણામે, બે નવી સંતતિ $DNA$ અણુઓમાંથી દરેક એક મૂળ પિતૃ શૃંખલા અને એક નવી સંશ્લેષિત શૃંખલા ધરાવે છે.

(C) $RNA$ ટેમ્પલેટમાંથી $DNA$ બનાવવાની પ્રક્રિયાને રિવર્સ ટ્રાન્સક્રિપ્શન કહેવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા રિવર્સ ટ્રાન્સક્રિપ્ટેઝ ઉત્સેચક દ્વારા ઉદ્દીપિત થાય છે.
$DNA$ પોલીમરેઝ $DNA$ ના સ્વયંજનન (replication) માં ભાગ લે છે.
$RNA$ પોલીમરેઝ ટ્રાન્સક્રિપ્શન ($DNA$ માંથી $RNA$ બનવાની પ્રક્રિયા) માં ભાગ લે છે.
$DNA$ લાઈગેઝનો ઉપયોગ $DNA$ ના ટુકડાઓને જોડવા માટે થાય છે.

(C) $DNA$ ના અર્ધ-સંરક્ષી સ્વયંજનનનું પ્રાયોગિક પ્રમાણ મેથ્યુ મેસેલસન અને ફ્રેન્કલિન સ્ટેહલ દ્વારા $1958$ માં આપવામાં આવ્યું હતું.
તેમણે તેમના પ્રયોગો માટે $Escherichia$ $coli$ $(E. coli)$ બેક્ટેરિયાનો ઉપયોગ કર્યો હતો.
તેમણે $E. coli$ ને $^{15}N$ (નાઈટ્રોજનનો ભારે આઈસોટોપ) ધરાવતા માધ્યમમાં ઘણી પેઢીઓ સુધી ઉછેર્યા જેથી તે $DNA$ માં સમાવિષ્ટ થઈ શકે,અને ત્યારબાદ તેને $^{14}N$ (હલકો આઈસોટોપ) ધરાવતા માધ્યમમાં સ્થાનાંતરિત કર્યા.
સીઝિયમ ક્લોરાઈડ $(CsCl)$ ડેન્સિટી ગ્રેડિયન્ટ સેન્ટ્રીફ્યુગેશનનો ઉપયોગ કરીને $DNA$ ની ઘનતાનું વિશ્લેષણ કરતા,તેમણે અવલોકન કર્યું કે $DNA$ અણુઓ બંને આઈસોટોપના સંકર (hybrid) હતા,જે સ્વયંજનનના અર્ધ-સંરક્ષી મોડેલની પુષ્ટિ કરે છે.

(D) $DNA$ પોલિમરેઝ ઉત્સેચક માત્ર $5'$ થી $3'$ દિશામાં જ ન્યુક્લિઓટાઈડ્સનું પોલિમરાઈઝેશન કરી શકે છે.
$DNA$ ની બે શૃંખલાઓ પ્રતિસમાંતર (antiparallel) હોવાથી,એક શૃંખલા (અગ્રેસર શૃંખલા - leading strand) સ્વયંજનન ચીપીયા (replication fork) તરફ $5'$ થી $3'$ દિશામાં સતત સંશ્લેષિત થાય છે.
બીજી શૃંખલા (લેગિંગ શૃંખલા - lagging strand) ટૂંકા ટુકડાઓમાં સંશ્લેષિત થવી પડે છે જેને ઓકાઝાકી ટુકડાઓ કહેવાય છે,જે પણ $5'$ થી $3'$ દિશામાં જ બને છે,પરંતુ સ્વયંજનન ચીપીયાથી દૂરની દિશામાં.
તેથી,ઓકાઝાકી ટુકડાઓની વૃદ્ધિ $5'$ થી $3'$ દિશામાં પોલિમરાઈઝેશન દ્વારા થાય છે,જ્યારે ટેમ્પલેટ શૃંખલાને $3'$ થી $5'$ દિશામાં વાંચવામાં આવે છે.

(D) $DNA$ નું સ્વયંજનન એક જટિલ પ્રક્રિયા છે જેમાં યોગ્ય રીતે કાર્ય કરવા માટે ઘણા ઉત્સેચકોની જરૂર પડે છે.
$1$. $DNA$ પોલીમરેઝ એ મુખ્ય ઉત્સેચક છે જે ટેમ્પલેટ શૃંખલાને પૂરક ન્યુક્લિયોટાઈડ્સ ઉમેરીને નવી $DNA$ શૃંખલાનું સંશ્લેષણ કરવા માટે જવાબદાર છે.
$2$. $DNA$ લાઈગેઝ એ લેગિંગ શૃંખલા પરના $DNA$ ટુકડાઓ (ઓકાઝાકી ટુકડાઓ) ને ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધ બનાવીને જોડવા માટે આવશ્યક છે.
$3$. $RNA$ પોલીમરેઝ (ખાસ કરીને પ્રાઈમેઝ) ટૂંકા $RNA$ પ્રાઈમર્સનું સંશ્લેષણ કરવા માટે જરૂરી છે,જે $DNA$ પોલીમરેઝને સ્વયંજનન શરૂ કરવા માટે જરૂરી મુક્ત $3'-OH$ સમૂહ પૂરો પાડે છે.
તેથી,આ તમામ ઉત્સેચકો સ્વયંજનનની પ્રક્રિયામાં સામેલ છે.

(D) $DNA$ પ્રતિકૃતિ એ એક મૂળ $DNA$ અણુમાંથી $DNA$ ની બે સમાન નકલો બનાવવાની જૈવિક પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયા મુખ્યત્વે $DNA$ પોલિમરેઝ ઉત્સેચક દ્વારા ઉદ્દીપિત થાય છે.
$DNA$ પોલિમરેઝ વધતી જતી $DNA$ શૃંખલામાં ન્યુક્લિઓટાઇડ્સ ઉમેરે છે,જે આનુવંશિક માહિતીની સચોટ નકલ સુનિશ્ચિત કરે છે.
તેથી,$DNA$ ના બહુગુણન માટે $DNA$ પોલિમરેઝ એ આવશ્યક ઉત્સેચક છે.

(C) $DNA$ સ્વયંજનન પ્રકૃતિમાં અર્ધરૂઢિગત (Semi-conservative) છે.
આનો અર્થ એ છે કે દરેક બે નવા $DNA$ અણુઓમાં,એક શૃંખલા પિતૃ (મૂળ અણુમાંથી જળવાયેલી) હોય છે અને બીજી શૃંખલા નવી સંશ્લેષિત હોય છે.
આ પદ્ધતિ મેસેલ્સન અને સ્ટાલ દ્વારા $E. coli$ નો ઉપયોગ કરીને પ્રાયોગિક રીતે સાબિત કરવામાં આવી હતી.

(B) $DNA$ શૃંખલાનું સંશ્લેષણ ($DNA$ પ્રતિકૃતિ) કરવા માટે ટેમ્પલેટ $DNA$ શૃંખલા,વિવિધ ઉત્સેચકો (જેમ કે $DNA$ પોલિમરેઝ,હેલિકેઝ,પ્રાઇમેઝ) અને ઘટકો (ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ) ની જરૂર પડે છે.
$t-RNA$,$m-RNA$ અને $r-RNA$ એ $RNA$ ના પ્રકારો છે જે પ્રોટીન સંશ્લેષણ (ભાષાંતર) ની પ્રક્રિયામાં સામેલ હોય છે,$DNA$ પ્રતિકૃતિમાં નહીં.
તેથી,$t-RNA$,$m-RNA$ અને $r-RNA$ એ $DNA$ સંશ્લેષણમાં સીધી રીતે સામેલ નથી.

(A) $DNA$ નાં સ્વયંજનન દરમિયાન,લેગિંગ સ્ટ્રેન્ડ (lagging strand) ટૂંકા અને અસતત ટુકડાઓ તરીકે સંશ્લેષણ પામે છે,જેને ઓકાઝાકી ટુકડાઓ (Okazaki fragments) કહેવામાં આવે છે.
આ ટુકડાઓને એક સળંગ શૃંખલા બનાવવા માટે $DNA$ લાઈગેઝ ઉત્સેચક દ્વારા જોડવામાં આવે છે.
$DNA$ પોલીમરેઝ નવી $DNA$ શૃંખલાના સંશ્લેષણ માટે જવાબદાર છે,જ્યારે $RNA$ પ્રાઈમર અને પ્રાઈમેઝ સ્વયંજનનની શરૂઆત કરવામાં મદદ કરે છે.

(A) બેઈઝ એનાલોગસ એવા રાસાયણિક સંયોજનો છે જે બંધારણીય રીતે $DNA$ ના નાઈટ્રોજનયુક્ત બેઈઝ (પ્યુરીન્સ અને પિરિમિડિન્સ) જેવા દેખાય છે.
તેમની બંધારણીય સમાનતાને કારણે,તેઓ પ્રતિકૃતિ (replication) દરમિયાન સામાન્ય બેઈઝના સ્થાને $DNA$ અણુમાં દાખલ થઈ શકે છે.
એકવાર દાખલ થયા પછી,તેઓ ઘણીવાર ટોટોમેરિક ફેરફારોમાંથી પસાર થાય છે,જે પ્રતિકૃતિના અનુગામી રાઉન્ડ દરમિયાન ખોટી બેઈઝ જોડી બનાવે છે,જેના પરિણામે સ્વયંભૂ વિકૃતિઓ (spontaneous mutations) થાય છે.

(A) $DNA$ ના સ્વયંજનનની પ્રક્રિયામાં અસ્તિત્વ ધરાવતી શૃંખલાને ટેમ્પલેટ તરીકે ઉપયોગ કરીને નવી $DNA$ શૃંખલાનું સંશ્લેષણ થાય છે.
$DNA$ પોલિમરેઝ એ મુખ્ય ઉત્સેચક છે જે વધતી જતી $DNA$ શૃંખલામાં ડીઓક્સિરાઈબોન્યુક્લિઓટાઈડ્સ ઉમેરવાની પ્રક્રિયાને ઉદ્દીપિત કરે છે.
જોકે લાઈગેઝ ઉત્સેચક $DNA$ ના ટુકડાઓને જોડવાનું કાર્ય કરે છે,પરંતુ $DNA$ પોલિમરેઝ એ સ્વયંજનન પ્રક્રિયા માટે અનિવાર્ય ઉત્સેચક છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(D) $RTase$ એટલે રિવર્સ ટ્રાન્સક્રિપ્ટેઝ (Reverse Transcriptase).
આ એક ઉત્સેચક છે જે $RNA$ ટેમ્પલેટમાંથી $DNA$ ના સંશ્લેષણને ઉત્પ્રેરિત કરે છે.
આ ઉત્સેચક રીટ્રોવાઇરસ,જેમ કે $HIV$ ની લાક્ષણિકતા છે,જે તેનો ઉપયોગ તેમના જનીનિક દ્રવ્યને યજમાન કોષના જિનોમમાં દાખલ કરવા માટે કરે છે.

(B) સાચો જવાબ $B$ છે. બેક્ટેરિયામાં $DNA$ નું પ્રતિકૃતિ ભાજન (fission) દ્વારા વિભાજન પામતા પહેલા થાય છે. બેક્ટેરિયા આદિકોષકેન્દ્રી (prokaryotic) સજીવો છે,તેથી તેમાં સુકોષકેન્દ્રી કોષોની જેમ $S$ તબક્કો હોતો નથી અને તેમાં કોષકેન્દ્રિકાનો પણ અભાવ હોય છે. કોષ વિભાજન પામે તે પહેલાં $DNA$ ની પ્રતિકૃતિ થવી અનિવાર્ય છે જેથી દરેક બાળ કોષમાં જનીનદ્રવ્યની સંપૂર્ણ નકલ પ્રાપ્ત થાય.

(C) સાચો જવાબ $C$ છે.
$DNA$ પ્રતિકૃતિ $5' \rightarrow 3'$ દિશામાં થાય છે.
$DNA$ ના બે શૃંખલાઓ પ્રતિસમાંતર હોવાથી,એક શૃંખલા (લીડિંગ સ્ટ્રેન્ડ) પ્રતિકૃતિ કાંટા તરફ સતત સંશ્લેષિત થાય છે.
બીજી શૃંખલા (લેગિંગ સ્ટ્રેન્ડ) ટૂંકા ટુકડાઓમાં અસતત રીતે સંશ્લેષિત થાય છે,જેને ઓકાઝાકી ટુકડાઓ કહેવામાં આવે છે.
લેગિંગ સ્ટ્રેન્ડનું સંશ્લેષણ પ્રતિકૃતિ કાંટાથી દૂરની દિશામાં થાય છે જેથી $5' \rightarrow 3'$ દિશા જળવાઈ રહે.

(B) : ટેલર અને અન્ય $(1957)$ એ $DNA$ ના અર્ધ-રૂઢિચુસ્ત સ્વયંજનનને સાબિત કરવા માટે $Vicia$ $faba$ (વાળ) પર પ્રયોગો કર્યા હતા.
તેમણે $Vicia$ $faba$ ના મૂળના અગ્રભાગના વિભાજન પામતા કોષોને સામાન્ય થાઇમિનને બદલે રેડિયોએક્ટિવ $^3H$-થાઇમિડિન આપ્યું અને જોયું કે બધા જ રંગસૂત્રો રેડિયોએક્ટિવ બની ગયા હતા.
ત્યારબાદ લેબલ થયેલ થાઇમિનને સામાન્ય થાઇમિન સાથે બદલવામાં આવ્યું.
આગામી પેઢીમાં દરેક રંગસૂત્રની બે રંગસૂત્રિકાઓમાંથી એકમાં રેડિયોએક્ટિવિટી જોવા મળી,જ્યારે ત્યારપછીની પેઢીમાં $50\%$ રંગસૂત્રોમાં રેડિયોએક્ટિવિટી હાજર હતી.
આ ત્યારે જ શક્ય છે જો રંગસૂત્રના બે શૃંખલાઓમાંથી એક નવી બને અને બીજી દરેક સ્વયંજનન વખતે જળવાઈ રહે.

(A) $DNA$ ના અર્ધ-રૂઢિચુસ્ત સ્વયંજનનનું સૌપ્રથમ પ્રાયોગિક નિદર્શન મેથ્યુ મેસેલ્સન અને ફ્રેન્કલિન સ્ટેહલે $1958$ માં કર્યું હતું.
તેમણે તેમના પ્રયોગો માટે $Escherichia$ $coli$ $(E. coli)$ બેક્ટેરિયાનો ઉપયોગ કર્યો હતો.
તેમણે $E. coli$ ને નાઈટ્રોજનના ભારે આઈસોટોપ $^{15}N$ ધરાવતા માધ્યમમાં ઘણી પેઢીઓ સુધી ઉછેર્યા હતા,જેથી $DNA$ ને ભારે નાઈટ્રોજન સાથે લેબલ કરી શકાય.
ત્યારબાદ,તેમણે આ બેક્ટેરિયાને $^{14}N$ (સામાન્ય નાઈટ્રોજન) ધરાવતા માધ્યમમાં સ્થાનાંતરિત કર્યા અને વિવિધ સમયના અંતરાલે $DNA$ અલગ કર્યું.
સીઝિયમ ક્લોરાઈડ $(CsCl)$ ડેન્સિટી ગ્રેડિયન્ટ સેન્ટ્રિફ્યુગેશનનો ઉપયોગ કરીને $DNA$ ની ઘનતાનું વિશ્લેષણ કરતા,તેમણે અવલોકન કર્યું કે $DNA$ અણુઓ $^{15}N$ અને $^{14}N$ બંનેના સંકર (hybrid) હતા,જે $DNA$ સ્વયંજનનની અર્ધ-રૂઢિચુસ્ત પદ્ધતિ માટે સીધો પુરાવો પૂરો પાડે છે.

(C) $DNA$ ના અર્ધ-રૂઢિચુસ્ત સ્વયંજનન પદ્ધતિને $1958$ માં મેથ્યુ મેસેલસન અને ફ્રેન્કલિન સ્ટેહલે $E. coli$ નો ઉપયોગ કરીને પ્રાયોગિક રીતે સાબિત કરી હતી.
તેમણે સૌપ્રથમ $E. coli$ ને ઘણા પેઢીઓ સુધી $^{15}N$ (જેમ કે $^{15}NH_4Cl$) ધરાવતા માધ્યમમાં ઉછેર્યા હતા.
આના પરિણામે બેક્ટેરિયાના નવા સંશ્લેષિત $DNA$ અણુઓમાં ભારે આઈસોટોપ $^{15}N$ નો સમાવેશ થયો હતો.
ત્યારબાદ,આ કોષોને સામાન્ય $^{14}N$ (જેમ કે $^{14}NH_4Cl$) ધરાવતા માધ્યમમાં સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવ્યા અને તેમને વિભાજન કરવા દેવામાં આવ્યું.
સીઝિયમ ક્લોરાઈડ $(CsCl)$ ડેન્સિટી ગ્રેડિયન્ટ સેન્ટ્રિફ્યુગેશનનો ઉપયોગ કરીને $DNA$ ની ઘનતાનું વિશ્લેષણ કરીને,તેમણે સ્વયંજનનની અર્ધ-રૂઢિચુસ્ત પ્રકૃતિની પુષ્ટિ કરી હતી.

(B) ટેલર અને તેમના સહકર્મીઓએ $1958$ માં $Vicia$ $faba$ (ફેવા બીન્સ) પર પ્રયોગો કર્યા હતા.
તેમણે રંગસૂત્રોમાં નવા સંશ્લેષિત $DNA$ ના વિતરણને શોધવા માટે રેડિયોએક્ટિવ થાઇમિડિનનો ઉપયોગ કર્યો હતો.
આ પ્રયોગે સુકોષકેન્દ્રી સજીવોમાં $DNA$ ના અર્ધ-રૂઢિચુસ્ત સ્વરૂપ માટે પુરાવા પૂરા પાડ્યા હતા.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(C) $DNA$ ના અર્ધ-રૂઢિચુસ્ત સ્વયંજનનનો સિદ્ધાંત મેથ્યુ મેસેલ્સન અને ફ્રેન્કલિન સ્ટેહલ દ્વારા $1958$ માં પ્રાયોગિક રીતે સાબિત કરવામાં આવ્યો હતો.
તેમણે $E. coli$ ને $^{15}N$ (નાઈટ્રોજનનો ભારે આઈસોટોપ) ધરાવતા માધ્યમમાં ઘણી પેઢીઓ સુધી ઉછેર્યું જેથી તે $DNA$ માં સમાવિષ્ટ થઈ શકે.
ત્યારબાદ,તેમણે આ કોષોને $^{14}N$ (સામાન્ય આઈસોટોપ) ધરાવતા માધ્યમમાં સ્થાનાંતરિત કર્યા.
એક પેઢી પછી,નિષ્કર્ષિત $DNA$ એ સંકર ઘનતા દર્શાવી,અને બે પેઢી પછી,તેણે હલકું અને સંકર એમ બંને પ્રકારનું $DNA$ દર્શાવ્યું,જે સ્વયંજનનની અર્ધ-રૂઢિચુસ્ત પ્રકૃતિની પુષ્ટિ કરે છે.

(A) $DNA$ (ડીઓક્સિરીબોન્યુક્લિક એસિડ) એ મોટાભાગના સજીવોમાં આનુવંશિક દ્રવ્ય છે જે સ્વ-પ્રતિકૃતિની વિશિષ્ટ ક્ષમતા ધરાવે છે.
$DNA$ પ્રતિકૃતિની પ્રક્રિયા દરમિયાન,ડબલ હેલિક્સની બે શૃંખલાઓ અલગ થાય છે અને દરેક શૃંખલા નવી પૂરક શૃંખલાના સંશ્લેષણ માટે ટેમ્પલેટ તરીકે કાર્ય કરે છે.
આ આનુવંશિક માહિતીનું એક પેઢીમાંથી બીજી પેઢીમાં સચોટ વહન સુનિશ્ચિત કરે છે.
ઉત્સેચકો,પ્રોટીન અને લિપિડ સ્વતંત્ર રીતે પોતાની પ્રતિકૃતિ બનાવવાની આંતરિક ક્ષમતા ધરાવતા નથી.

(B) $DNA$ પ્રતિકૃતિ દરમિયાન,$DNA$ ના બે કુંતલ પ્રતિસમાંતર હોય છે.
$DNA$ પોલિમરેઝ માત્ર $5' \rightarrow 3'$ દિશામાં જ $DNA$ નું સંશ્લેષણ કરી શકે છે.
એક શૃંખલા,જેને અગ્રેસર શૃંખલા (leading strand) કહેવાય છે,તેનું સંશ્લેષણ સતત થાય છે.
બીજી શૃંખલા,જેને લેગિંગ શૃંખલા (lagging strand) કહેવાય છે,તેનું સંશ્લેષણ ટૂંકા અને અસતત ટુકડાઓમાં થાય છે જેને ઓકાઝાકી ટુકડાઓ કહેવામાં આવે છે,જે પાછળથી $DNA$ લિગેઝ ઉત્સેચક દ્વારા જોડવામાં આવે છે.

(A) $DNA$ પ્રતિકૃતિ (replication) એ અર્ધ-રૂઢિચુસ્ત (semi-conservative) પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં,પરિણામી બે $DNA$ અણુઓમાંથી દરેક એક મૂળ (પિતૃ) શૃંખલા અને એક નવી સંશ્લેષિત શૃંખલા ધરાવે છે.
આ પદ્ધતિ સુનિશ્ચિત કરે છે કે આનુવંશિક માહિતી એક પેઢીમાંથી બીજી પેઢીમાં સચોટ રીતે પસાર થાય છે અને મૂળ ટેમ્પલેટની અખંડિતતા જળવાઈ રહે છે.

(B) $DNA$ નું સ્વયંજનન અર્ધ-રૂઢિગત $(semi-conservative)$ છે કારણ કે દરેક નવા $DNA$ અણુમાં એક પિતૃ શૃંખલા અને એક નવી સંશ્લેષિત શૃંખલા હોય છે.
વધુમાં,તે અર્ધ-તૂટક $(semi-discontinuous)$ છે કારણ કે એક શૃંખલા (અગ્રેસર શૃંખલા) $5' \rightarrow 3'$ દિશામાં સતત સંશ્લેષિત થાય છે,જ્યારે બીજી શૃંખલા (લેગિંગ શૃંખલા) ઓકાઝાકી ટુકડાઓ તરીકે ઓળખાતા ટૂંકા ટુકડાઓમાં સંશ્લેષિત થાય છે,જે પાછળથી $DNA$ લિગેઝ ઉત્સેચક દ્વારા જોડવામાં આવે છે.

(A) આ પ્રયોગ મેસેલ્સન-સ્ટાલનો પ્રયોગ છે,જે $DNA$ ના અર્ધ-રૂઢિચુસ્ત (semi-conservative) સ્વરૂપને સાબિત કરે છે.
$1$. શરૂઆતમાં,$E. coli$ નું $DNA$ ભારે આઈસોટોપ $N^{15}$ થી લેબલ થયેલું હોય છે.
$2$. જ્યારે આ બેક્ટેરિયાને હળવા આઈસોટોપ $N^{14}$ ધરાવતા માધ્યમમાં સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવે છે,ત્યારે $DNA$ ના અણુઓની પ્રથમ પેઢીમાં એક શૃંખલા $N^{15}$ (પિતૃ) અને એક શૃંખલા $N^{14}$ (નવી સંશ્લેષિત) ની બનેલી હોય છે.
$3$. આ હાઇબ્રિડ $DNA$ $(N^{15}N^{14})$ ની ઘનતા શુદ્ધ $N^{15}$ $DNA$ અને શુદ્ધ $N^{14}$ $DNA$ ની સરખામણીમાં મધ્યવર્તી હોય છે.
$4$. તેથી,$DNA$ શૃંખલાઓની ઘનતા મૂળ પિતૃ $DNA$ $(N^{15}N^{15})$ કરતા અલગ હોય છે અને તે પિતૃ $DNA$ ને મળતી આવતી નથી.

(A) $DNA$ ના અર્ધ-રૂઢિગત (semi-conservative) સ્વયંજનન માટેના પ્રાયોગિક પુરાવા $1958$ માં $Matthew$ $Meselson$ અને $Franklin$ $Stahl$ દ્વારા આપવામાં આવ્યા હતા.
તેમણે $Escherichia$ $coli$ ($E.$ $coli$) ને નાઈટ્રોજનના સ્ત્રોત તરીકે માત્ર $^{15}N$ (નાઈટ્રોજનનો ભારે આઈસોટોપ) ધરાવતા માધ્યમમાં ઘણી પેઢીઓ સુધી ઉછેર્યું હતું.
આના પરિણામે નવા સંશ્લેષિત $DNA$ માં $^{15}N$ નો સમાવેશ થયો હતો.
આ ભારે $DNA$ અણુને $Cesium$ $Chloride$ $(CsCl)$ ઘનતા ઢાળના સેન્ટ્રિફ્યુગેશન દ્વારા સામાન્ય $DNA$ થી અલગ પાડી શકાય છે.

(C) $DNA$ ના સ્વયંજનન દરમિયાન,$Helicase$ (હેલીકેઝ) ઉત્સેચક $DNA$ ના બેવડા કુંતલને છૂટું પાડવા માટે જવાબદાર છે,જે પૂરક નાઈટ્રોજન બેઝ વચ્ચેના હાઈડ્રોજન બંધોને તોડે છે.
આ અલગ થવાની પ્રક્રિયા સ્વયંજનન કાંટો (replication fork) બનાવે છે,જે દરેક શૃંખલાને નવી પૂરક શૃંખલાના સંશ્લેષણ માટે ટેમ્પલેટ તરીકે કામ કરવાની મંજૂરી આપે છે.
$DNA$ પોલીમરેઝ નવી શૃંખલાઓના સંશ્લેષણમાં સામેલ છે,જ્યારે ટોપોઆઇસોમરેઝ અને ગાયરેઝ સ્વયંજનન કાંટાની આગળ ઉદ્ભવતા સુપરકોઈલિંગ તણાવને દૂર કરવામાં મદદ કરે છે.

(D) રિવર્સ ટ્રાન્સક્રિપ્ટેઝ એ એક ઉત્સેચક છે જે $RNA$ ટેમ્પલેટ (સાંચા) પરથી $DNA$ ના સંશ્લેષણને ઉત્પ્રેરિત કરે છે.
તે $RNA$ ને ટેમ્પલેટ તરીકે વાપરીને પૂરક $DNA$ $(cDNA)$ શૃંખલા બનાવે છે,તેથી તેને $RNA$ આધારિત $DNA$ પોલીમરેઝ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.
આ ઉત્સેચક સામાન્ય રીતે રેટ્રોવાયરસમાં જોવા મળે છે,જેમ કે $HIV$,જે તેમને તેમના જનીનિક દ્રવ્યને યજમાનના જિનોમમાં દાખલ કરવામાં મદદ કરે છે.

(D) $DNA$ સ્વયંજનન દરમિયાન,$Helicase$ ઉત્સેચક નાઈટ્રોજનયુક્ત બેઝ વચ્ચેના હાઈડ્રોજન બંધોને તોડીને $DNA$ ના બેવડા કુંતલને ખોલવા માટે જવાબદાર છે. આ પ્રક્રિયા સ્વયંજનન ચીપિયો (replication fork) બનાવે છે,જે સ્વયંજનન તંત્રને ટેમ્પલેટ શૃંખલાઓ સુધી પહોંચવાની મંજૂરી આપે છે. જ્યારે $DNA$ ગાયરેઝ (ટોપ આઇસોમરેઝનો એક પ્રકાર) ચીપિયાની આગળ આવતા સુપરકોઈલિંગના તણાવને દૂર કરે છે,ત્યારે કુંતલને ખોલવાનું મુખ્ય કાર્ય $Helicase$ દ્વારા કરવામાં આવે છે.

(C) ઓકાઝાકી ટુકડાઓ એ $DNA$ ના ટૂંકા,નવા સંશ્લેષિત ટુકડાઓ છે જે $DNA$ સ્વયંજનન દરમિયાન લેગિંગ (lagging) ટેમ્પલેટ શૃંખલા પર બને છે.
તેઓ $5' \rightarrow 3'$ દિશામાં સંશ્લેષિત થાય છે અને ત્યારબાદ $DNA$ લિગેઝ ઉત્સેચક દ્વારા જોડાઈને એક સળંગ શૃંખલા બનાવે છે.
તેથી,ઓકાઝાકી ટુકડાઓ $DNA$ સ્વયંજનનની પ્રક્રિયા દરમિયાન જોવા મળે છે.

(B) $DNA$ ના સ્વયંજનન દરમિયાન, બેવડી કુંતલમય રચનાની બે શૃંખલાઓ અલગ પડે છે અને દરેક શૃંખલા નવી પૂરક શૃંખલાના સંશ્લેષણ માટે ટેમ્પલેટ (સાંચા) તરીકે કાર્ય કરે છે.
પરિણામે, દરેક નવા $DNA$ અણુમાં એક પિતૃ (જૂની) શૃંખલા અને એક નવી સંશ્લેષિત શૃંખલા હોય છે.
આ પદ્ધતિને $\text{અર્ધ}-\text{રૂઢિગત}$ (Semi-conservative) સ્વયંજનન કહેવામાં આવે છે, જે મેસેલ્સન અને સ્ટેહલ દ્વારા પ્રાયોગિક રીતે સાબિત કરવામાં આવ્યું હતું.

(B) $DNA$ નું સ્વયંજનન અર્ધ-રૂઢિચુસ્ત (semi-conservative) પ્રકારનું હોય છે.
જ્યારે $E. coli$ કોષોને રેડિયો-એક્ટિવ થાયમિડીન ધરાવતા માધ્યમમાં ઉછેરવામાં આવે છે,ત્યારે નવી સંશ્લેષિત $DNA$ શૃંખલાઓ રેડિયો-એક્ટિવ લેબલને ગ્રહણ કરે છે.
$5$ મિનિટ પછી,$DNA$ અણુઓમાં એક રેડિયો-એક્ટિવ શૃંખલા (ટેમ્પલેટ) હશે.
જ્યારે આ કોષોને સામાન્ય માધ્યમમાં સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવે છે,ત્યારે નવી સંશ્લેષિત શૃંખલાઓ બિન-રેડિયો-એક્ટિવ ન્યુક્લિઓટાઇડ્સનો ઉપયોગ કરશે.
મૂળ $DNA$ અણુમાં એક રેડિયો-એક્ટિવ શૃંખલા હોવાથી,પરિણામી સંતતિ $DNA$ અણુઓમાં તે રેડિયો-એક્ટિવ શૃંખલા ટેમ્પલેટ તરીકે જળવાઈ રહેશે.
આથી,$DNA$ ની એક શૃંખલા રેડિયો-એક્ટિવ રહેશે.

(D) બેક્ટેરિયામાં $DNA$ પ્રતિકૃતિ સામાન્ય રીતે દ્વિ-દિશીય (bidirectional) હોય છે. પ્રતિકૃતિના ઉદ્ભવ સ્થાન $(ori)$ થી શરૂ કરીને,$DNA$ પોલિમરેઝ ઉત્સેચક બંને દિશામાં પ્રતિકૃતિ કાંટા (replication forks) બનાવે છે,જેના પરિણામે $DNA$ નું સંશ્લેષણ ઉદ્ભવ સ્થાનથી બંને દિશામાં થાય છે.

(A) $Reverse \text{ } transcriptase$ ઉત્સેચક એ $RNA$-ડીપેન્ડન્ટ $DNA$ પોલીમરેઝ છે.
તે $RNA$ અણુને ટેમ્પલેટ તરીકે વાપરીને $DNA$ ના સંશ્લેષણને ઉત્પ્રેરિત કરે છે.
આ પ્રક્રિયાને $Reverse \text{ } transcription$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે અને તે સામાન્ય રીતે $HIV$ જેવા રેટ્રોવાયરસમાં જોવા મળે છે.

(D) $DNA$ ના સ્વયંજનન દરમિયાન, બે શૃંખલાઓ પ્રતિસમાંતર $(antiparallel)$ હોય છે। $DNA$ પોલીમરેઝ ઉત્સેચક માત્ર $5' \to 3'$ દિશામાં જ નવા $DNA$ નું સંશ્લેષણ કરી શકે છે।
એક શૃંખલા, જેને અગ્રેસર શૃંખલા $(leading strand)$ કહેવાય છે, તેનું સંશ્લેષણ સતત થાય છે।
બીજી શૃંખલા, જેને વિલંબિત શૃંખલા $(lagging strand)$ કહેવાય છે, તેનું સંશ્લેષણ ટૂંકા ખંડોમાં થાય છે જેને ઓકાઝાકી ટુકડાઓ કહેવામાં આવે છે।
આ ટુકડાઓ $5' \to 3'$ દિશામાં સંશ્લેષિત થાય છે, જે $3' \to 5'$ દિશામાં રહેલી ટેમ્પલેટ શૃંખલાના એકંદર સ્વયંજનનને શક્ય બનાવે છે।