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Replication Questions in Hindi
Class 12 Biology · Molecular Basis of Inheritance · Replication
236+
Questions
Hindi
Language
100%
With Solutions
Showing 49 of 236 questions in Hindi
101
EasyMCQ
टेलर ने गुणसूत्र के अर्ध-संरक्षी (semi-conservative) प्रतिकृतियन को सिद्ध करने के लिए किस जीव पर प्रयोग किए थे?
A
विसिया फाबा (Vicia faba)
B
ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर (Drosophila melanogaster)
C
ई. कोलाई ($E$. coli)
D
विंका रोजिया (Vinca rosea)
Solution
(A) टेलर और उनके सहयोगियों ने $1958$ में $Vicia$ $faba$ (बाकला के पौधों) पर प्रयोग किए थे।
उन्होंने गुणसूत्रों में नए संश्लेषित $DNA$ के वितरण का पता लगाने के लिए रेडियोधर्मी थाइमिडीन का उपयोग किया था।
इस प्रयोग ने सिद्ध किया कि गुणसूत्रों में मौजूद $DNA$ भी अर्ध-संरक्षी तरीके से प्रतिकृतियन करता है।
उन्होंने गुणसूत्रों में नए संश्लेषित $DNA$ के वितरण का पता लगाने के लिए रेडियोधर्मी थाइमिडीन का उपयोग किया था।
इस प्रयोग ने सिद्ध किया कि गुणसूत्रों में मौजूद $DNA$ भी अर्ध-संरक्षी तरीके से प्रतिकृतियन करता है।
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EasyMCQ
$DNA$ के अर्ध-संरक्षी (semiconservative) प्रतिकृतियन के लिए प्रयोगात्मक प्रमाण सबसे पहले किसमें दिखाया गया था?
A
विषाणु
B
कवक
C
पादप
D
जीवाणु
Solution
(D) $DNA$ के अर्ध-संरक्षी प्रतिकृतियन के लिए प्रयोगात्मक प्रमाण सबसे पहले $1958$ में मैथ्यू मेसेलसन और फ्रैंकलिन स्टाहल द्वारा प्रदान किया गया था।
उन्होंने अपने प्रयोग $Escherichia coli$ $(E. coli)$ नामक जीवाणु पर किए थे।
उन्होंने $E. coli$ को कई पीढ़ियों तक $^{15}N$ (नाइट्रोजन का भारी समस्थानिक) युक्त माध्यम में उगाया, जिसके परिणामस्वरूप $DNA$ में $^{15}N$ शामिल हो गया।
इसके बाद, उन्होंने इन जीवाणुओं को $^{14}N$ (नाइट्रोजन का सामान्य समस्थानिक) युक्त माध्यम में स्थानांतरित कर दिया।
एक पीढ़ी के बाद, निकाले गए $DNA$ का घनत्व संकर (hybrid) था, और दो पीढ़ियों के बाद, इसमें हल्का और संकर दोनों प्रकार का $DNA$ दिखाई दिया, जिसने $DNA$ प्रतिकृतियन के अर्ध-संरक्षी तरीके की पुष्टि की।
उन्होंने अपने प्रयोग $Escherichia coli$ $(E. coli)$ नामक जीवाणु पर किए थे।
उन्होंने $E. coli$ को कई पीढ़ियों तक $^{15}N$ (नाइट्रोजन का भारी समस्थानिक) युक्त माध्यम में उगाया, जिसके परिणामस्वरूप $DNA$ में $^{15}N$ शामिल हो गया।
इसके बाद, उन्होंने इन जीवाणुओं को $^{14}N$ (नाइट्रोजन का सामान्य समस्थानिक) युक्त माध्यम में स्थानांतरित कर दिया।
एक पीढ़ी के बाद, निकाले गए $DNA$ का घनत्व संकर (hybrid) था, और दो पीढ़ियों के बाद, इसमें हल्का और संकर दोनों प्रकार का $DNA$ दिखाई दिया, जिसने $DNA$ प्रतिकृतियन के अर्ध-संरक्षी तरीके की पुष्टि की।
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MediumMCQ
उपरोक्त आरेख में क्या त्रुटि है?
A
तीर गलत तरीके से दर्शाए गए हैं
B
ध्रुवीयता (Polarity) गलत है
C
तीर और ध्रुवीयता दोनों गलत हैं
D
उपरोक्त में से कोई नहीं
Solution
(B) यह चित्र $DNA$ प्रतिकृति कांटा (replication fork) को दर्शाता है। $DNA$ प्रतिकृति हमेशा $5' \rightarrow 3'$ दिशा में होती है।
दिए गए आरेख में,प्रतिकृति कांटे के सापेक्ष टेम्पलेट रज्जुक (template strands) की ध्रुवीयता गलत तरीके से लेबल की गई है।
विशेष रूप से,कांटे पर $3'$ सिरे वाली टेम्पलेट रज्जुक वह होनी चाहिए जहाँ लीडिंग रज्जुक (leading strand) $5' \rightarrow 3'$ दिशा में निरंतर संश्लेषित होती है।
चूंकि रज्जुक प्रतिसमांतर (antiparallel) होते हैं,इसलिए प्रतिकृति कांटे पर $3'$ और $5'$ सिरों का अभिविन्यास लीडिंग और लैगिंग रज्जुक दोनों के संश्लेषण की दिशा के अनुरूप होना चाहिए।
इसलिए,आरेख में दर्शाई गई ध्रुवीयता गलत है।
दिए गए आरेख में,प्रतिकृति कांटे के सापेक्ष टेम्पलेट रज्जुक (template strands) की ध्रुवीयता गलत तरीके से लेबल की गई है।
विशेष रूप से,कांटे पर $3'$ सिरे वाली टेम्पलेट रज्जुक वह होनी चाहिए जहाँ लीडिंग रज्जुक (leading strand) $5' \rightarrow 3'$ दिशा में निरंतर संश्लेषित होती है।
चूंकि रज्जुक प्रतिसमांतर (antiparallel) होते हैं,इसलिए प्रतिकृति कांटे पर $3'$ और $5'$ सिरों का अभिविन्यास लीडिंग और लैगिंग रज्जुक दोनों के संश्लेषण की दिशा के अनुरूप होना चाहिए।
इसलिए,आरेख में दर्शाई गई ध्रुवीयता गलत है।
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MediumMCQ
निम्नलिखित में से कौन सा $DNA$ के प्रतिकृति (replication) के तरीके को सही ढंग से दर्शाता है?
A
B
C
D
Solution
(B) $DNA$ प्रतिकृति अर्ध-संरक्षी (semi-conservative) होती है और यह $5' \to 3'$ दिशा में आगे बढ़ती है।
चूंकि $DNA$ डबल हेलिक्स की दो श्रृंखलाएं प्रतिसमांतर (antiparallel) होती हैं,प्रतिकृति कांटा (replication fork) एक दिशा में चलता है,लेकिन नई श्रृंखलाओं का संश्लेषण दोनों टेम्पलेट पर अलग-अलग तरीके से होता है।
लीडिंग स्ट्रैंड (leading strand) का संश्लेषण प्रतिकृति कांटे की दिशा में $5' \to 3'$ दिशा में निरंतर होता है।
लैगिंग स्ट्रैंड (lagging strand) का संश्लेषण प्रतिकृति कांटे से दूर $5' \to 3'$ दिशा में असंतत रूप से होता है,जिससे ओकाजाकी खंड (Okazaki fragments) बनते हैं।
विकल्प $B$ टेम्पलेट श्रृंखलाओं की प्रतिसमांतर प्रकृति ($5' \to 3'$ और $3' \to 5'$) और $5' \to 3'$ दिशा में नई श्रृंखलाओं के निरंतर और असंतत संश्लेषण को सही ढंग से दर्शाता है।
चूंकि $DNA$ डबल हेलिक्स की दो श्रृंखलाएं प्रतिसमांतर (antiparallel) होती हैं,प्रतिकृति कांटा (replication fork) एक दिशा में चलता है,लेकिन नई श्रृंखलाओं का संश्लेषण दोनों टेम्पलेट पर अलग-अलग तरीके से होता है।
लीडिंग स्ट्रैंड (leading strand) का संश्लेषण प्रतिकृति कांटे की दिशा में $5' \to 3'$ दिशा में निरंतर होता है।
लैगिंग स्ट्रैंड (lagging strand) का संश्लेषण प्रतिकृति कांटे से दूर $5' \to 3'$ दिशा में असंतत रूप से होता है,जिससे ओकाजाकी खंड (Okazaki fragments) बनते हैं।
विकल्प $B$ टेम्पलेट श्रृंखलाओं की प्रतिसमांतर प्रकृति ($5' \to 3'$ और $3' \to 5'$) और $5' \to 3'$ दिशा में नई श्रृंखलाओं के निरंतर और असंतत संश्लेषण को सही ढंग से दर्शाता है।
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Medium
$DNA$ डबल हेलिक्स के किस गुण ने वॉटसन और क्रिक को $DNA$ प्रतिकृति के अर्ध-संरक्षी (semiconservative) मोड की परिकल्पना करने के लिए प्रेरित किया? व्याख्या कीजिए।
Solution
(N/A) वॉटसन और क्रिक ने देखा कि $DNA$ की दो लड़ियाँ (strands) प्रति-समानांतर (anti-parallel) होती हैं और अपने क्षार अनुक्रमों (base sequences) के संबंध में एक-दूसरे की पूरक होती हैं।
क्षार युग्मन (base pairing) के इस विशिष्ट गुण ने उन्हें यह परिकल्पना करने के लिए प्रेरित किया कि $DNA$ प्रतिकृति अर्ध-संरक्षी होती है।
इसका तात्पर्य यह है कि द्वि-लड़ी वाला $DNA$ अणु अलग हो जाता है,और प्रत्येक अलग हुई लड़ी एक नई पूरक लड़ी के संश्लेषण के लिए एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करती है।
परिणामस्वरूप,प्रत्येक नए $DNA$ अणु में एक पैतृक लड़ी और एक नई संश्लेषित संतति लड़ी होती है।
चूंकि प्रत्येक संतति अणु में केवल एक पैतृक लड़ी संरक्षित रहती है,इसलिए इस प्रक्रिया को प्रतिकृति का अर्ध-संरक्षी मोड कहा जाता है।
क्षार युग्मन (base pairing) के इस विशिष्ट गुण ने उन्हें यह परिकल्पना करने के लिए प्रेरित किया कि $DNA$ प्रतिकृति अर्ध-संरक्षी होती है।
इसका तात्पर्य यह है कि द्वि-लड़ी वाला $DNA$ अणु अलग हो जाता है,और प्रत्येक अलग हुई लड़ी एक नई पूरक लड़ी के संश्लेषण के लिए एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करती है।
परिणामस्वरूप,प्रत्येक नए $DNA$ अणु में एक पैतृक लड़ी और एक नई संश्लेषित संतति लड़ी होती है।
चूंकि प्रत्येक संतति अणु में केवल एक पैतृक लड़ी संरक्षित रहती है,इसलिए इस प्रक्रिया को प्रतिकृति का अर्ध-संरक्षी मोड कहा जाता है।
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Difficult
टेम्पलेट की रासायनिक प्रकृति ($DNA$ या $RNA$) और उससे संश्लेषित न्यूक्लिक एसिड की प्रकृति ($DNA$ या $RNA$) के आधार पर,न्यूक्लिक एसिड पॉलीमरेज़ के प्रकारों को सूचीबद्ध करें।
Solution
(N/A) टेम्पलेट और उत्पाद के आधार पर न्यूक्लिक एसिड पॉलीमरेज़ के दो मुख्य प्रकार हैं:
$1$. $DNA$-निर्भर $DNA$ पॉलीमरेज़: ये एंजाइम $DNA$ की एक नई श्रृंखला को संश्लेषित करने के लिए $DNA$ टेम्पलेट का उपयोग करते हैं। वे मुख्य रूप से $DNA$ प्रतिकृति (replication) में शामिल होते हैं।
$2$. $DNA$-निर्भर $RNA$ पॉलीमरेज़: ये एंजाइम $RNA$ को संश्लेषित करने के लिए $DNA$ टेम्पलेट श्रृंखला का उपयोग करते हैं। वे मुख्य रूप से अनुलेखन (transcription) की प्रक्रिया में शामिल होते हैं।
$1$. $DNA$-निर्भर $DNA$ पॉलीमरेज़: ये एंजाइम $DNA$ की एक नई श्रृंखला को संश्लेषित करने के लिए $DNA$ टेम्पलेट का उपयोग करते हैं। वे मुख्य रूप से $DNA$ प्रतिकृति (replication) में शामिल होते हैं।
$2$. $DNA$-निर्भर $RNA$ पॉलीमरेज़: ये एंजाइम $RNA$ को संश्लेषित करने के लिए $DNA$ टेम्पलेट श्रृंखला का उपयोग करते हैं। वे मुख्य रूप से अनुलेखन (transcription) की प्रक्रिया में शामिल होते हैं।
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Medium
वाटसन और क्रिक द्वारा प्रस्तावित $DNA$ प्रतिकृतियन (replication) की योजना का संक्षेप में वर्णन कीजिए।
Solution
(N/A) $DNA$ की द्विकुंडलित संरचना प्रस्तावित करने के बाद, वाटसन और क्रिक ने तुरंत $DNA$ प्रतिकृतियन के लिए एक योजना प्रस्तावित की।
उनके मूल कथन का सार इस प्रकार है: "यह हमारे ध्यान से नहीं बचा है कि हमने जो विशिष्ट युग्मन प्रस्तावित किया है, वह तुरंत आनुवंशिक सामग्री के लिए एक संभावित प्रतिलिपि तंत्र का सुझाव देता है।"
इस योजना के अनुसार, $DNA$ की दोनों लड़ियाँ (strands) अलग हो जाती हैं और प्रत्येक लड़ी एक नई पूरक लड़ी के संश्लेषण के लिए एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करती है।
प्रतिकृतियन के बाद, प्रत्येक $DNA$ अणु में एक पैतृक लड़ी और एक नई संश्लेषित लड़ी होती है।
इस योजना को $DNA$ का अर्ध-संरक्षी (semi-conservative) प्रतिकृतियन कहा जाता है।
उनके मूल कथन का सार इस प्रकार है: "यह हमारे ध्यान से नहीं बचा है कि हमने जो विशिष्ट युग्मन प्रस्तावित किया है, वह तुरंत आनुवंशिक सामग्री के लिए एक संभावित प्रतिलिपि तंत्र का सुझाव देता है।"
इस योजना के अनुसार, $DNA$ की दोनों लड़ियाँ (strands) अलग हो जाती हैं और प्रत्येक लड़ी एक नई पूरक लड़ी के संश्लेषण के लिए एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करती है।
प्रतिकृतियन के बाद, प्रत्येक $DNA$ अणु में एक पैतृक लड़ी और एक नई संश्लेषित लड़ी होती है।
इस योजना को $DNA$ का अर्ध-संरक्षी (semi-conservative) प्रतिकृतियन कहा जाता है।
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Easy
$DNA$ के अर्ध-संरक्षी (semi-conservative) प्रतिकृति (replication) के प्रयोगात्मक प्रमाण का वर्णन कीजिए।
Solution
(N/A) $DNA$ के अर्ध-संरक्षी प्रतिकृति के लिए प्रयोगात्मक प्रमाण सबसे पहले $1958$ में मैथ्यू मेसेल्सन और फ्रैंकलिन स्टाल द्वारा एस्चेरिचिया कोलाई $(E. coli)$ का उपयोग करके प्रदान किया गया था।
$(i)$ उन्होंने $E. coli$ को एक ऐसे माध्यम में उगाया जिसमें नाइट्रोजन के एकमात्र स्रोत के रूप में $^{15}NH_4Cl$ ($^{15}N$ नाइट्रोजन का भारी समस्थानिक है) था। परिणामस्वरूप,$^{15}N$ नव-संश्लेषित $DNA$ और अन्य नाइट्रोजन युक्त यौगिकों में शामिल हो गया।
इस भारी $DNA$ अणु को सीज़ियम क्लोराइड $(CsCl)$ घनत्व प्रवणता (density gradient) में सेंट्रीफ्यूजेशन द्वारा सामान्य $DNA$ से अलग किया जा सकता है। ($^{15}N$ एक रेडियोधर्मी समस्थानिक नहीं है; इसे केवल घनत्व के अंतर के आधार पर ही $^{14}N$ से अलग किया जा सकता है।)
$(ii)$ इसके बाद,उन्होंने कोशिकाओं को सामान्य $^{14}NH_4Cl$ वाले माध्यम में स्थानांतरित कर दिया और कोशिकाओं के गुणन के दौरान विभिन्न निश्चित समय अंतरालों पर नमूने लिए। निष्कर्षित $DNA$ को सेंट्रीफ्यूज किया गया और $CsCl$ प्रवणता का उपयोग करके इसके घनत्व को मापा गया।
सेंट्रीफ्यूज में,उच्च द्रव्यमान घनत्व वाले अणु कम घनत्व वाले अणुओं की तुलना में तेजी से अवसादित (sediment) होते हैं,जिससे हाइब्रिड,भारी और हल्के $DNA$ अणुओं को अलग करना संभव हो जाता है।
$(i)$ उन्होंने $E. coli$ को एक ऐसे माध्यम में उगाया जिसमें नाइट्रोजन के एकमात्र स्रोत के रूप में $^{15}NH_4Cl$ ($^{15}N$ नाइट्रोजन का भारी समस्थानिक है) था। परिणामस्वरूप,$^{15}N$ नव-संश्लेषित $DNA$ और अन्य नाइट्रोजन युक्त यौगिकों में शामिल हो गया।
इस भारी $DNA$ अणु को सीज़ियम क्लोराइड $(CsCl)$ घनत्व प्रवणता (density gradient) में सेंट्रीफ्यूजेशन द्वारा सामान्य $DNA$ से अलग किया जा सकता है। ($^{15}N$ एक रेडियोधर्मी समस्थानिक नहीं है; इसे केवल घनत्व के अंतर के आधार पर ही $^{14}N$ से अलग किया जा सकता है।)
$(ii)$ इसके बाद,उन्होंने कोशिकाओं को सामान्य $^{14}NH_4Cl$ वाले माध्यम में स्थानांतरित कर दिया और कोशिकाओं के गुणन के दौरान विभिन्न निश्चित समय अंतरालों पर नमूने लिए। निष्कर्षित $DNA$ को सेंट्रीफ्यूज किया गया और $CsCl$ प्रवणता का उपयोग करके इसके घनत्व को मापा गया।
सेंट्रीफ्यूज में,उच्च द्रव्यमान घनत्व वाले अणु कम घनत्व वाले अणुओं की तुलना में तेजी से अवसादित (sediment) होते हैं,जिससे हाइब्रिड,भारी और हल्के $DNA$ अणुओं को अलग करना संभव हो जाता है।
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Medium
$DNA$ प्रतिकृतियन (replication) की प्रक्रिया में भाग लेने वाले एंजाइमों का वर्णन कीजिए।
Solution
जीवित कोशिकाओं में DNA प्रतिकृतियन
जीवित कोशिकाओं में, जैसे कि $E. coli$ में, प्रतिकृतियन की प्रक्रिया के लिए एंजाइमों के एक समूह की आवश्यकता होती है। मुख्य एंजाइम DNA-निर्भर DNA पॉलीमरेज है। यह DNA टेम्पलेट का उपयोग करके DNA के बहुलकीकरण (polymerization) को उत्प्रेरित करता है।
$E. coli$ में $4.6 \times 10^6$ बेस पेयर $(bp)$ होते हैं और यह $18$ मिनट में प्रतिकृतियन पूरा करता है, जिसका अर्थ है कि बहुलकीकरण की दर लगभग $2000$ $bp$ प्रति सेकंड है।
प्रतिकृतियन एक ऊर्जा-खर्चीली प्रक्रिया है। डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट दोहरे कार्य करते हैं: वे सबस्ट्रेट के रूप में कार्य करते हैं और बहुलकीकरण के लिए ऊर्जा प्रदान करते हैं (अंतिम दो फॉस्फेट उच्च-ऊर्जा बंध होते हैं)।
DNA पॉलीमरेज के अलावा, प्रक्रिया को पूरा करने के लिए अन्य एंजाइमों की आवश्यकता होती है:
$1.$ Helicase: प्रतिकृतियन कांटा (replication fork) पर DNA हेलिक्स को खोलता है।
$2.$ Primase: प्रतिकृतियन शुरू करने के लिए एक छोटा RNA प्राइमर संश्लेषित करता है।
$3.$ DNA ligase: लैगिंग स्ट्रैंड पर असंतत Okazaki टुकड़ों को जोड़ता है।
DNA पॉलीमरेज केवल $5' \rightarrow 3'$ दिशा में ही बहुलकीकरण को उत्प्रेरित कर सकता है। परिणामस्वरूप, $3' \rightarrow 5'$ ध्रुवता वाली टेम्पलेट स्ट्रैंड पर प्रतिकृतियन निरंतर होता है, जबकि $5' \rightarrow 3'$ ध्रुवता वाली टेम्पलेट स्ट्रैंड पर यह असंतत होता है।
DNA प्रतिकृतियन यादृच्छिक रूप से शुरू नहीं होता है; यह 'प्रतिकृतियन की उत्पत्ति' $(ori)$ नामक विशिष्ट क्षेत्रों से शुरू होता है।
यूकेरियोट्स में, प्रतिकृतियन कोशिका चक्र के $S$-चरण के दौरान होता है। DNA प्रतिकृतियन के बाद कोशिका विभाजन न होने से पॉलीप्लोइडी (गुणसूत्र संबंधी असामान्यताएं) उत्पन्न होती हैं।
जीवित कोशिकाओं में, जैसे कि $E. coli$ में, प्रतिकृतियन की प्रक्रिया के लिए एंजाइमों के एक समूह की आवश्यकता होती है। मुख्य एंजाइम DNA-निर्भर DNA पॉलीमरेज है। यह DNA टेम्पलेट का उपयोग करके DNA के बहुलकीकरण (polymerization) को उत्प्रेरित करता है।
$E. coli$ में $4.6 \times 10^6$ बेस पेयर $(bp)$ होते हैं और यह $18$ मिनट में प्रतिकृतियन पूरा करता है, जिसका अर्थ है कि बहुलकीकरण की दर लगभग $2000$ $bp$ प्रति सेकंड है।
प्रतिकृतियन एक ऊर्जा-खर्चीली प्रक्रिया है। डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट दोहरे कार्य करते हैं: वे सबस्ट्रेट के रूप में कार्य करते हैं और बहुलकीकरण के लिए ऊर्जा प्रदान करते हैं (अंतिम दो फॉस्फेट उच्च-ऊर्जा बंध होते हैं)।
DNA पॉलीमरेज के अलावा, प्रक्रिया को पूरा करने के लिए अन्य एंजाइमों की आवश्यकता होती है:
$1.$ Helicase: प्रतिकृतियन कांटा (replication fork) पर DNA हेलिक्स को खोलता है।
$2.$ Primase: प्रतिकृतियन शुरू करने के लिए एक छोटा RNA प्राइमर संश्लेषित करता है।
$3.$ DNA ligase: लैगिंग स्ट्रैंड पर असंतत Okazaki टुकड़ों को जोड़ता है।
DNA पॉलीमरेज केवल $5' \rightarrow 3'$ दिशा में ही बहुलकीकरण को उत्प्रेरित कर सकता है। परिणामस्वरूप, $3' \rightarrow 5'$ ध्रुवता वाली टेम्पलेट स्ट्रैंड पर प्रतिकृतियन निरंतर होता है, जबकि $5' \rightarrow 3'$ ध्रुवता वाली टेम्पलेट स्ट्रैंड पर यह असंतत होता है।
DNA प्रतिकृतियन यादृच्छिक रूप से शुरू नहीं होता है; यह 'प्रतिकृतियन की उत्पत्ति' $(ori)$ नामक विशिष्ट क्षेत्रों से शुरू होता है।
यूकेरियोट्स में, प्रतिकृतियन कोशिका चक्र के $S$-चरण के दौरान होता है। DNA प्रतिकृतियन के बाद कोशिका विभाजन न होने से पॉलीप्लोइडी (गुणसूत्र संबंधी असामान्यताएं) उत्पन्न होती हैं।
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Medium
अंतर स्पष्ट कीजिए: अग्रणी रज्जुक (Leading strand) और पश्चगामी रज्जुक (Lagging strand)।
Solution
(N/A)
| अग्रणी रज्जुक | पश्चगामी रज्जुक |
| $(1)$ अग्रणी रज्जुक का संश्लेषण $5' \rightarrow 3'$ दिशा में सतत रूप से होता है। | $(1)$ पश्चगामी रज्जुक का संश्लेषण $5' \rightarrow 3'$ दिशा में असतत (टुकड़ों में) होता है। |
| $(2)$ इसमें ओकाजाकी खंडों का निर्माण नहीं होता है। | $(2)$ इसमें ओकाजाकी खंडों का निर्माण होता है। |
| $(3)$ $DNA$ पॉलीमरेज एंजाइम $3'$ सिरे की दिशा में नए न्यूक्लियोटाइड जोड़ता है। | $(3)$ $DNA$ पॉलीमरेज रज्जुक की वृद्धि की दिशा में न्यूक्लियोटाइड को सतत नहीं जोड़ सकता, इसलिए सतत संश्लेषण नहीं होता है। |
| $(4)$ शुरुआत में केवल एक $RNA$ प्राइमर की आवश्यकता होती है। | $(4)$ प्रत्येक ओकाजाकी खंड के लिए अलग-अलग $RNA$ प्राइमर की आवश्यकता होती है। |
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वैज्ञानिक कारण दीजिए: $DNA$ प्रतिकृतियन एक अर्ध-संरक्षी (semi-conservative) प्रक्रिया है।
Solution
(N/A) $DNA$ प्रतिकृतियन के दौरान,जनक $DNA$ अणु की दो पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं के बीच के हाइड्रोजन बंध विशिष्ट एंजाइमों की उपस्थिति में टूट जाते हैं।
ये दोनों श्रृंखलाएं एक-दूसरे से अलग हो जाती हैं।
इन अलग हुई प्रत्येक श्रृंखला पर उनकी पूरक श्रृंखला का निर्माण होता है।
प्रक्रिया के अंत में,प्रत्येक नए बने $DNA$ अणु में एक श्रृंखला जनक $DNA$ की और एक नई संश्लेषित श्रृंखला होती है।
इसलिए,यह निष्कर्ष निकलता है कि $DNA$ प्रतिकृतियन एक अर्ध-संरक्षी प्रक्रिया है।
ये दोनों श्रृंखलाएं एक-दूसरे से अलग हो जाती हैं।
इन अलग हुई प्रत्येक श्रृंखला पर उनकी पूरक श्रृंखला का निर्माण होता है।
प्रक्रिया के अंत में,प्रत्येक नए बने $DNA$ अणु में एक श्रृंखला जनक $DNA$ की और एक नई संश्लेषित श्रृंखला होती है।
इसलिए,यह निष्कर्ष निकलता है कि $DNA$ प्रतिकृतियन एक अर्ध-संरक्षी प्रक्रिया है।
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वैज्ञानिक कारण दीजिए: $DNA$ का प्रतिकृतियन (replication) द्विदिशीय (bidirectional) होता है।
Solution
(N/A) $DNA$ का प्रतिकृतियन एक विशिष्ट स्थान से शुरू होता है जिसे प्रतिकृतियन का उद्गम $(ori)$ कहा जाता है।
इस बिंदु से,प्रतिकृतियन की प्रक्रिया एक साथ दोनों दिशाओं में आगे बढ़ती है।
यह प्रक्रिया $DNA$ हेलिकेज जैसे एंजाइमों द्वारा सुगम होती है,जो हेलिक्स को खोलते हैं,और $DNA$ गाइरेज,जो मरोड़ (torsional strain) को दूर करते हैं।
जैसे-जैसे दो श्रृंखलाएं अलग होती हैं,वे $Y$ के आकार की संरचना बनाती हैं जिसे प्रतिकृतियन कांटा (replication fork) कहा जाता है।
चूंकि प्रतिकृतियन की प्रक्रिया उद्गम से दोनों विपरीत दिशाओं में आगे बढ़ती है,इसलिए इसे द्विदिशीय प्रतिकृतियन कहा जाता है।
इस बिंदु से,प्रतिकृतियन की प्रक्रिया एक साथ दोनों दिशाओं में आगे बढ़ती है।
यह प्रक्रिया $DNA$ हेलिकेज जैसे एंजाइमों द्वारा सुगम होती है,जो हेलिक्स को खोलते हैं,और $DNA$ गाइरेज,जो मरोड़ (torsional strain) को दूर करते हैं।
जैसे-जैसे दो श्रृंखलाएं अलग होती हैं,वे $Y$ के आकार की संरचना बनाती हैं जिसे प्रतिकृतियन कांटा (replication fork) कहा जाता है।
चूंकि प्रतिकृतियन की प्रक्रिया उद्गम से दोनों विपरीत दिशाओं में आगे बढ़ती है,इसलिए इसे द्विदिशीय प्रतिकृतियन कहा जाता है।
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वैज्ञानिक कारण दीजिए: $DNA$ का प्रतिकृतियन (replication) $DNA$ द्वारा ही निर्धारित होता है।
Solution
(N/A) किसी भी जीव की वृद्धि कोशिका विभाजन के माध्यम से होती है। वृद्धि चरण के दौरान,संरचनात्मक घटकों और आनुवंशिक सामग्री $(DNA)$ की मात्रा में वृद्धि होना आवश्यक है ताकि नई बनने वाली कोशिकाओं को जनक कोशिका के समान ही आनुवंशिक सामग्री प्राप्त हो सके।
इसके लिए,$DNA$ के नवनिर्मित अणुओं में न्यूक्लियोटाइड की संख्या,प्रकार और अनुक्रम मूल अणु के समान ही होने चाहिए।
मूल $DNA$ अणु से ऐसे दो नए अणु बनने की प्रक्रिया को प्रतिकृतियन (replication) कहा जाता है।
अतः,यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि $DNA$ का प्रतिकृतियन $DNA$ द्वारा ही निर्धारित होता है।
इसके लिए,$DNA$ के नवनिर्मित अणुओं में न्यूक्लियोटाइड की संख्या,प्रकार और अनुक्रम मूल अणु के समान ही होने चाहिए।
मूल $DNA$ अणु से ऐसे दो नए अणु बनने की प्रक्रिया को प्रतिकृतियन (replication) कहा जाता है।
अतः,यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि $DNA$ का प्रतिकृतियन $DNA$ द्वारा ही निर्धारित होता है।
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Medium
निम्नलिखित शब्दों को परिभाषित कीजिए:
$1.$ टेम्पलेट रज्जुक (Template strand)
$2.$ अर्ध-संरक्षी प्रतिकृतियन (Semi-conservative replication)
$1.$ टेम्पलेट रज्जुक (Template strand)
$2.$ अर्ध-संरक्षी प्रतिकृतियन (Semi-conservative replication)
Solution
(N/A) $1.$ टेम्पलेट रज्जुक: $DNA$ का वह रज्जुक जो प्रतिकृतियन या अनुलेखन के दौरान एक पूरक $DNA$ या $RNA$ रज्जुक के संश्लेषण के लिए एक आधार (टेम्पलेट) के रूप में कार्य करता है,उसे टेम्पलेट रज्जुक कहा जाता है।
$2.$ अर्ध-संरक्षी प्रतिकृतियन: $DNA$ प्रतिकृतियन की वह विधि जिसमें पैतृक $DNA$ अणु के दो रज्जुक अलग हो जाते हैं और प्रत्येक रज्जुक एक नए पूरक रज्जुक के संश्लेषण के लिए टेम्पलेट के रूप में कार्य करता है। परिणामस्वरूप,प्रत्येक संतति $DNA$ अणु में एक पैतृक रज्जुक और एक नया संश्लेषित रज्जुक होता है।
$2.$ अर्ध-संरक्षी प्रतिकृतियन: $DNA$ प्रतिकृतियन की वह विधि जिसमें पैतृक $DNA$ अणु के दो रज्जुक अलग हो जाते हैं और प्रत्येक रज्जुक एक नए पूरक रज्जुक के संश्लेषण के लिए टेम्पलेट के रूप में कार्य करता है। परिणामस्वरूप,प्रत्येक संतति $DNA$ अणु में एक पैतृक रज्जुक और एक नया संश्लेषित रज्जुक होता है।
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Easy
$E. coli$ में $DNA$ पॉलीमरेज़ एंजाइम एक $DNA$ पर निर्भर पॉलीमरेज़ है और इसमें संश्लेषित हो रही $DNA$ श्रृंखला को प्रूफ-रीड करने की क्षमता भी है। व्याख्या कीजिए। इस दोहरी पॉलीमरेज़ गतिविधि पर चर्चा कीजिए।
Solution
(N/A) $E. coli$ में $DNA$ पॉलीमरेज़ दोहरी गतिविधि प्रदर्शित करता है:
$1$. $DNA$-निर्भर $DNA$ पॉलीमरेज़ गतिविधि: यह टेम्पलेट $DNA$ श्रृंखला को पढ़कर डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड्स के बहुलकीकरण को उत्प्रेरित करता है,जो $5' \rightarrow 3'$ दिशा में पूरक श्रृंखला का संश्लेषण सुनिश्चित करता है।
$2$. प्रूफ-रीडिंग गतिविधि ($3' \rightarrow 5'$ एक्सोन्यूक्लिएज़ गतिविधि): प्रतिकृति के दौरान,यदि कोई गलत न्यूक्लियोटाइड जुड़ जाता है,तो एंजाइम इस त्रुटि को पहचान लेता है। इसके बाद यह अपनी $3' \rightarrow 5'$ एक्सोन्यूक्लिएज़ गतिविधि का उपयोग करके गलत न्यूक्लियोटाइड को हटा देता है और उसे सही न्यूक्लियोटाइड से बदल देता है,जिससे प्रतिकृति की उच्च सटीकता सुनिश्चित होती है।
$1$. $DNA$-निर्भर $DNA$ पॉलीमरेज़ गतिविधि: यह टेम्पलेट $DNA$ श्रृंखला को पढ़कर डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड्स के बहुलकीकरण को उत्प्रेरित करता है,जो $5' \rightarrow 3'$ दिशा में पूरक श्रृंखला का संश्लेषण सुनिश्चित करता है।
$2$. प्रूफ-रीडिंग गतिविधि ($3' \rightarrow 5'$ एक्सोन्यूक्लिएज़ गतिविधि): प्रतिकृति के दौरान,यदि कोई गलत न्यूक्लियोटाइड जुड़ जाता है,तो एंजाइम इस त्रुटि को पहचान लेता है। इसके बाद यह अपनी $3' \rightarrow 5'$ एक्सोन्यूक्लिएज़ गतिविधि का उपयोग करके गलत न्यूक्लियोटाइड को हटा देता है और उसे सही न्यूक्लियोटाइड से बदल देता है,जिससे प्रतिकृति की उच्च सटीकता सुनिश्चित होती है।
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$DNA$ की एक पैतृक श्रृंखला पर $DNA$ के असतत संश्लेषण का कारण क्या है? संश्लेषित $DNA$ के इन छोटे टुकड़ों का क्या होता है?
Solution
(N/A) $DNA$-निर्भर $DNA$ पॉलीमरेज़ केवल एक ही दिशा में,यानी $5' \rightarrow 3'$ दिशा में बहुलकीकरण (polymerization) को उत्प्रेरित करते हैं। यह प्रतिकृति कांटा (replicating fork) पर कुछ अतिरिक्त जटिलताएं पैदा करता है। परिणामस्वरूप,अग्रणी रज्जुक (leading strand) (जिसकी ध्रुवता $3' \rightarrow 5'$ है) पर प्रतिकृति निरंतर होती है,जबकि पश्चगामी रज्जुक (lagging strand) (जिसकी ध्रुवता $5' \rightarrow 3'$ है) पर यह असतत होती है। असतत रूप से संश्लेषित इन टुकड़ों को ओकाज़ाकी टुकड़े (Okazaki fragments) कहा जाता है,जिन्हें बाद में $DNA$ लाइगेज़ एंजाइम द्वारा जोड़ दिया जाता है।
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कोशिका केंद्र में,राइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट की संख्या डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट की संख्या से $10$ गुना अधिक है,लेकिन $DNA$ प्रतिकृति के दौरान केवल डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड्स ही जोड़े जाते हैं। इसके लिए एक क्रियाविधि सुझाइए।
Solution
(N/A) $DNA$ पॉलीमरेज़ वह एंजाइम है जो $DNA$ प्रतिकृति के लिए जिम्मेदार है। इसमें एक अत्यधिक विशिष्ट सक्रिय स्थल होता है जो केवल डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट्स $(dNTPs)$ को ही बांध सकता है और उन्हें बढ़ती हुई $DNA$ श्रृंखला में शामिल कर सकता है। यह राइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट्स $(rNTPs)$ को समायोजित नहीं कर सकता है क्योंकि $rNTPs$ की राइबोज़ शर्करा में मौजूद $2'$-$OH$ समूह स्टेरिक बाधा (steric hindrance) पैदा करता है,जो उन्हें $DNA$ पॉलीमरेज़ एंजाइम के सक्रिय स्थल में फिट होने से रोकता है।
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$DNA$ पॉलीमरेज़ और लाइगेज़ के अलावा $DNA$ प्रतिकृति (replication) में शामिल कुछ एंजाइमों के नाम बताइए। उनमें से प्रत्येक के मुख्य कार्य लिखिए।
Solution
(N/A) $(i)$ हेलिकेज़: क्षार युग्मों के बीच हाइड्रोजन बंधों को तोड़कर $DNA$ की द्विकुंडली (double helix) को खोलता है।
$(ii)$ टोपोआइसोमेरेज़ ($DNA$ गाइरेज़): प्रतिकृति कांटा (replication fork) के आगे उत्पन्न होने वाले मरोड़ तनाव (supercoiling) को दूर करता है।
$(iii)$ प्राइमेज़: छोटे $RNA$ प्राइमर का संश्लेषण करता है जो $DNA$ पॉलीमरेज़ को संश्लेषण शुरू करने के लिए $3'-OH$ समूह प्रदान करता है।
$(iv)$ टेलोमेरेज़: गुणसूत्रों के सिरों (टेलोमियर्स) पर दोहराव वाले न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम जोड़ता है ताकि प्रतिकृति के दौरान उनके क्षरण को रोका जा सके।
$(ii)$ टोपोआइसोमेरेज़ ($DNA$ गाइरेज़): प्रतिकृति कांटा (replication fork) के आगे उत्पन्न होने वाले मरोड़ तनाव (supercoiling) को दूर करता है।
$(iii)$ प्राइमेज़: छोटे $RNA$ प्राइमर का संश्लेषण करता है जो $DNA$ पॉलीमरेज़ को संश्लेषण शुरू करने के लिए $3'-OH$ समूह प्रदान करता है।
$(iv)$ टेलोमेरेज़: गुणसूत्रों के सिरों (टेलोमियर्स) पर दोहराव वाले न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम जोड़ता है ताकि प्रतिकृति के दौरान उनके क्षरण को रोका जा सके।
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मेसेल्सन और स्टाहल के प्रयोग में नाइट्रोजन के भारी समस्थानिक (isotope) के महत्व पर चर्चा करें।
Solution
(N/A) मैथ्यू मेसेल्सन और फ्रैंकलिन स्टाहल ने $1958$ में अपना ऐतिहासिक प्रयोग किया था। उन्होंने $E. coli$ को कई पीढ़ियों तक ऐसे माध्यम में उगाया जिसमें नाइट्रोजन के एकमात्र स्रोत के रूप में $^{15}NH_4Cl$ ($^{15}N$ नाइट्रोजन का भारी समस्थानिक है) मौजूद था। परिणामस्वरूप,$^{15}N$ नव-संश्लेषित $DNA$ अणुओं में शामिल हो गया।
इस भारी $DNA$ अणु को सीज़ियम क्लोराइड $(CsCl)$ घनत्व प्रवणता में सेंट्रीफ्यूज करके सामान्य $DNA$ $(^{14}N)$ से अलग किया जा सकता है। $^{15}N$ का महत्व इस तथ्य में निहित है कि यह एक गैर-रेडियोधर्मी,स्थिर समस्थानिक है जो $DNA$ स्ट्रैंड्स को केवल उनके घनत्व के अंतर के आधार पर अलग करने की अनुमति देता है,जिससे $DNA$ प्रतिकृति की अर्ध-संरक्षी (semi-conservative) विधि सिद्ध होती है।
इस भारी $DNA$ अणु को सीज़ियम क्लोराइड $(CsCl)$ घनत्व प्रवणता में सेंट्रीफ्यूज करके सामान्य $DNA$ $(^{14}N)$ से अलग किया जा सकता है। $^{15}N$ का महत्व इस तथ्य में निहित है कि यह एक गैर-रेडियोधर्मी,स्थिर समस्थानिक है जो $DNA$ स्ट्रैंड्स को केवल उनके घनत्व के अंतर के आधार पर अलग करने की अनुमति देता है,जिससे $DNA$ प्रतिकृति की अर्ध-संरक्षी (semi-conservative) विधि सिद्ध होती है।
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$DNA$ प्रतिकृति के दौरान,पूरा अणु एक बार में क्यों नहीं खुलता है? प्रतिकृति कांटा (replication fork) की व्याख्या करें। मोनोमर्स $(dNTPs)$ कौन से दो कार्य करते हैं?
Solution
(N/A) $1$. ऊर्जा की आवश्यकता: $DNA$ अणु बहुत लंबा और स्थिर होता है। $DNA$ हेलिक्स की पूरी लंबाई को एक साथ अलग करने के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होगी,जो जैविक रूप से संभव नहीं है।
$2$. प्रतिकृति कांटा (Replication Fork): इस समस्या को दूर करने के लिए,प्रतिकृति $DNA$ हेलिक्स के एक छोटे से हिस्से में होती है,जिसे प्रतिकृति कांटा कहा जाता है। यह स्थानीय उद्घाटन प्रतिकृति मशीनरी को कुशलतापूर्वक कार्य करने की अनुमति देता है।
$3$. $dNTPs$ के कार्य: मोनोमर्स,जिन्हें डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट्स $(dNTPs)$ के रूप में जाना जाता है,दो मुख्य भूमिकाएँ निभाते हैं:
$(a)$ वे नए $DNA$ स्ट्रैंड के पॉलिमराइजेशन के लिए सब्सट्रेट के रूप में कार्य करते हैं।
$(b)$ वे अपने उच्च-ऊर्जा फॉस्फेट बॉन्ड के हाइड्रोलिसिस के माध्यम से पॉलिमराइजेशन प्रतिक्रिया के लिए आवश्यक ऊर्जा प्रदान करते हैं।
$2$. प्रतिकृति कांटा (Replication Fork): इस समस्या को दूर करने के लिए,प्रतिकृति $DNA$ हेलिक्स के एक छोटे से हिस्से में होती है,जिसे प्रतिकृति कांटा कहा जाता है। यह स्थानीय उद्घाटन प्रतिकृति मशीनरी को कुशलतापूर्वक कार्य करने की अनुमति देता है।
$3$. $dNTPs$ के कार्य: मोनोमर्स,जिन्हें डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट्स $(dNTPs)$ के रूप में जाना जाता है,दो मुख्य भूमिकाएँ निभाते हैं:
$(a)$ वे नए $DNA$ स्ट्रैंड के पॉलिमराइजेशन के लिए सब्सट्रेट के रूप में कार्य करते हैं।
$(b)$ वे अपने उच्च-ऊर्जा फॉस्फेट बॉन्ड के हाइड्रोलिसिस के माध्यम से पॉलिमराइजेशन प्रतिक्रिया के लिए आवश्यक ऊर्जा प्रदान करते हैं।
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MediumMCQ
$DNA$ के इन विट्रो संश्लेषण के दौरान,एक शोधकर्ता ने $2'$-डीऑक्सी साइटिडीन के स्थान पर $2', 3'$-डाईडीऑक्सी साइटिडीन ट्राइफॉस्फेट का उपयोग कच्चे न्यूक्लियोटाइड के रूप में किया। इसका परिणाम क्या होगा?
A
$DNA$ का संश्लेषण सामान्य रूप से जारी रहेगा।
B
$DNA$ का संश्लेषण तुरंत रुक जाएगा।
C
$DNA$ का संश्लेषण जारी रहेगा लेकिन उत्परिवर्तन के साथ।
D
$DNA$ श्रृंखला अपेक्षा से छोटी होगी।
Solution
(B) $DNA$ संश्लेषण के दौरान,डीऑक्सीराइबोज शर्करा पर मौजूद $3'$-$OH$ समूह आने वाले न्यूक्लियोटाइड के साथ फॉस्फोडाइएस्टर बंध बनाने के लिए आवश्यक होता है।
$2', 3'$-डाईडीऑक्सी साइटिडीन ट्राइफॉस्फेट में $3'$-$OH$ समूह का अभाव होता है।
इसलिए,एक बार जब यह अणु बढ़ती हुई $DNA$ श्रृंखला में शामिल हो जाता है,तो आगे कोई न्यूक्लियोटाइड नहीं जोड़ा जा सकता है,जिससे $DNA$ संश्लेषण समाप्त हो जाता है।
$2', 3'$-डाईडीऑक्सी साइटिडीन ट्राइफॉस्फेट में $3'$-$OH$ समूह का अभाव होता है।
इसलिए,एक बार जब यह अणु बढ़ती हुई $DNA$ श्रृंखला में शामिल हो जाता है,तो आगे कोई न्यूक्लियोटाइड नहीं जोड़ा जा सकता है,जिससे $DNA$ संश्लेषण समाप्त हो जाता है।
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MediumMCQ
$DNA$ लिगेज के लिए म्यूटेंट $E. coli$ में रेडियोधर्मी डीऑक्सीन्यूक्लियोटाइड प्रीकर्सर की उपस्थिति में प्रतिकृति (replication) होने दी गई। नए संश्लेषित रेडियोधर्मी $DNA$ को शुद्ध किया गया और विकृतीकरण (denaturation) द्वारा स्ट्रैंड्स को अलग किया गया। इन्हें घनत्व प्रवणता सेंट्रीफ्यूजेशन (density gradient centrifugation) का उपयोग करके सेंट्रीफ्यूज किया गया। निम्नलिखित में से कौन सा परिणाम सही होगा?
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A
ग्राफ जो दो शिखर दिखाता है,एक उच्च आणविक भार पर और एक निम्न आणविक भार पर।
B
ग्राफ जो उच्च आणविक भार पर एक ही शिखर दिखाता है।
C
ग्राफ जो उच्च आणविक भार पर एक ही शिखर दिखाता है।
D
ग्राफ जो निम्न आणविक भार पर एक ही शिखर दिखाता है।
Solution
(D) $DNA$ लिगेज की कमी वाले $E. coli$ म्यूटेंट में,लैगिंग स्ट्रैंड पर $Okazaki$ टुकड़ों का जुड़ना बाधित होता है।
$DNA$ प्रतिकृति के दौरान,लीडिंग स्ट्रैंड लगातार संश्लेषित होता है,जबकि लैगिंग स्ट्रैंड छोटे $Okazaki$ टुकड़ों के रूप में संश्लेषित होता है।
सामान्य रूप से,$DNA$ लिगेज इन टुकड़ों को एक लंबी,उच्च आणविक भार वाली स्ट्रैंड में जोड़ता है।
कार्यात्मक $DNA$ लिगेज की अनुपस्थिति में,नया संश्लेषित $DNA$ छोटे,निम्न आणविक भार वाले टुकड़ों के रूप में रहता है।
जब इन स्ट्रैंड्स को विकृतीकरण द्वारा अलग किया जाता है और घनत्व प्रवणता सेंट्रीफ्यूजेशन किया जाता है,तो छोटे टुकड़े निम्न आणविक भार के अनुरूप क्षेत्र में चले जाएंगे।
इसलिए,रेडियोधर्मी संकेत निम्न आणविक भार की स्थिति पर एक शिखर दिखाएगा,जैसा कि ग्राफ $(d)$ में दर्शाया गया है।
$DNA$ प्रतिकृति के दौरान,लीडिंग स्ट्रैंड लगातार संश्लेषित होता है,जबकि लैगिंग स्ट्रैंड छोटे $Okazaki$ टुकड़ों के रूप में संश्लेषित होता है।
सामान्य रूप से,$DNA$ लिगेज इन टुकड़ों को एक लंबी,उच्च आणविक भार वाली स्ट्रैंड में जोड़ता है।
कार्यात्मक $DNA$ लिगेज की अनुपस्थिति में,नया संश्लेषित $DNA$ छोटे,निम्न आणविक भार वाले टुकड़ों के रूप में रहता है।
जब इन स्ट्रैंड्स को विकृतीकरण द्वारा अलग किया जाता है और घनत्व प्रवणता सेंट्रीफ्यूजेशन किया जाता है,तो छोटे टुकड़े निम्न आणविक भार के अनुरूप क्षेत्र में चले जाएंगे।
इसलिए,रेडियोधर्मी संकेत निम्न आणविक भार की स्थिति पर एक शिखर दिखाएगा,जैसा कि ग्राफ $(d)$ में दर्शाया गया है।
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$DNA$ के प्रतिकृतियन (Replication) का वर्णन करें और इसके लिए प्रायोगिक प्रमाण दें।
Solution
(N/A) $DNA$ की द्विकुंडलित संरचना के अतिरिक्त, वाटसन और क्रिक ने $DNA$ प्रतिकृतियन के लिए एक योजना प्रस्तावित की थी।
उनका मूल कथन इस प्रकार है:
$(i)$ यह हमारे ध्यान से नहीं बचा है कि हमारे द्वारा प्रतिपादित विशिष्ट युग्मन आनुवंशिक सामग्री के लिए एक संभावित प्रतिलिपि तंत्र का सुझाव देता है (वाटसन और क्रिक, $1953$)।
$(ii)$ योजना ने सुझाव दिया कि दो रज्जुक अलग हो जाएंगे और नई पूरक रज्जुक के संश्लेषण के लिए टेम्पलेट के रूप में कार्य करेंगे।
$(iii)$ प्रतिकृतियन पूरा होने के बाद, प्रत्येक $DNA$ अणु में एक पैतृक और एक नई संश्लेषित रज्जुक होगी।
$(iv)$ इस योजना को अर्ध-संरक्षी (Semiconservative) $DNA$ प्रतिकृतियन कहा गया।
यह सिद्ध हो चुका है कि $DNA$ अर्ध-संरक्षी रूप से प्रतिकृति करता है। यह सबसे पहले $Escherichia coli$ में और बाद में उच्च जीवों जैसे पौधों और मानव कोशिकाओं में दिखाया गया था।
मैथ्यू मेसेल्सन और फ्रैंकलिन स्टाहल ने $1958$ में निम्नलिखित प्रयोग किया:
$(i)$ उन्होंने $E. coli$ को कई पीढ़ियों तक केवल नाइट्रोजन स्रोत के रूप में $^{15}NH_4Cl$ ($^{15}N$ नाइट्रोजन का भारी समस्थानिक है) युक्त माध्यम में उगाया। परिणाम यह हुआ कि $^{15}N$ नए संश्लेषित $DNA$ (साथ ही अन्य नाइट्रोजन युक्त यौगिकों) में शामिल हो गया।
$(ii)$ फिर उन्होंने कोशिकाओं को सामान्य $^{14}NH_4Cl$ वाले माध्यम में स्थानांतरित कर दिया और जैसे-जैसे कोशिकाएं गुणा करती गईं, विभिन्न निश्चित समय अंतराल पर नमूने लिए। $DNA$ के घनत्व को मापने के लिए निष्कर्षित $DNA$ को सीज़ियम क्लोराइड $(CsCl)$ घनत्व प्रवणता में सेंट्रीफ्यूज किया गया।
$(iii)$ एक पीढ़ी ($20$ मिनट) के बाद संवर्धन से निष्कर्षित $DNA$ का घनत्व संकर या मध्यवर्ती था। एक और पीढ़ी ($40$ मिनट) के बाद संवर्धन से निष्कर्षित $DNA$ इस संकर $DNA$ और 'हल्के' $DNA$ की समान मात्रा से बना था।
उनका मूल कथन इस प्रकार है:
$(i)$ यह हमारे ध्यान से नहीं बचा है कि हमारे द्वारा प्रतिपादित विशिष्ट युग्मन आनुवंशिक सामग्री के लिए एक संभावित प्रतिलिपि तंत्र का सुझाव देता है (वाटसन और क्रिक, $1953$)।
$(ii)$ योजना ने सुझाव दिया कि दो रज्जुक अलग हो जाएंगे और नई पूरक रज्जुक के संश्लेषण के लिए टेम्पलेट के रूप में कार्य करेंगे।
$(iii)$ प्रतिकृतियन पूरा होने के बाद, प्रत्येक $DNA$ अणु में एक पैतृक और एक नई संश्लेषित रज्जुक होगी।
$(iv)$ इस योजना को अर्ध-संरक्षी (Semiconservative) $DNA$ प्रतिकृतियन कहा गया।
यह सिद्ध हो चुका है कि $DNA$ अर्ध-संरक्षी रूप से प्रतिकृति करता है। यह सबसे पहले $Escherichia coli$ में और बाद में उच्च जीवों जैसे पौधों और मानव कोशिकाओं में दिखाया गया था।
मैथ्यू मेसेल्सन और फ्रैंकलिन स्टाहल ने $1958$ में निम्नलिखित प्रयोग किया:
$(i)$ उन्होंने $E. coli$ को कई पीढ़ियों तक केवल नाइट्रोजन स्रोत के रूप में $^{15}NH_4Cl$ ($^{15}N$ नाइट्रोजन का भारी समस्थानिक है) युक्त माध्यम में उगाया। परिणाम यह हुआ कि $^{15}N$ नए संश्लेषित $DNA$ (साथ ही अन्य नाइट्रोजन युक्त यौगिकों) में शामिल हो गया।
$(ii)$ फिर उन्होंने कोशिकाओं को सामान्य $^{14}NH_4Cl$ वाले माध्यम में स्थानांतरित कर दिया और जैसे-जैसे कोशिकाएं गुणा करती गईं, विभिन्न निश्चित समय अंतराल पर नमूने लिए। $DNA$ के घनत्व को मापने के लिए निष्कर्षित $DNA$ को सीज़ियम क्लोराइड $(CsCl)$ घनत्व प्रवणता में सेंट्रीफ्यूज किया गया।
$(iii)$ एक पीढ़ी ($20$ मिनट) के बाद संवर्धन से निष्कर्षित $DNA$ का घनत्व संकर या मध्यवर्ती था। एक और पीढ़ी ($40$ मिनट) के बाद संवर्धन से निष्कर्षित $DNA$ इस संकर $DNA$ और 'हल्के' $DNA$ की समान मात्रा से बना था।
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$DNA$ प्रतिकृति (Replication) में शामिल विभिन्न एंजाइमों का वर्णन कीजिए।
Solution
(N/A) $DNA$ प्रतिकृति की प्रक्रिया के लिए उत्प्रेरकों (एंजाइमों) के एक समूह की आवश्यकता होती है,जो नीचे दिए गए हैं:
$DNA$-निर्भर $DNA$ पॉलीमरेज़: यह मुख्य एंजाइम है जो $DNA$ टेम्पलेट का उपयोग करके डीऑक्सीन्यूक्लियोटाइड्स के बहुलकीकरण (polymerization) को उत्प्रेरित करता है। ये एंजाइम अत्यधिक कुशल होते हैं क्योंकि इन्हें बहुत कम समय में बड़ी संख्या में न्यूक्लियोटाइड्स के बहुलकीकरण को उत्प्रेरित करना पड़ता है। उदाहरण के लिए,$E. coli$ अपने $4.6 \times 10^{6}$ bp जीनोम की प्रतिकृति $38$ मिनट में पूरी करता है,जिसके लिए लगभग $2000$ bp प्रति सेकंड की औसत दर की आवश्यकता होती है। ये पॉलीमरेज़ तेज़ और अत्यधिक सटीक होने चाहिए,क्योंकि गलतियों के परिणामस्वरूप म्यूटेशन हो सकते हैं। ऊर्जा की दृष्टि से,प्रतिकृति एक महंगी प्रक्रिया है; डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट दोहरे उद्देश्यों की पूर्ति करते हैं: सबस्ट्रेट के रूप में कार्य करना और बहुलकीकरण प्रतिक्रिया के लिए ऊर्जा प्रदान करना ($ATP$ की तरह ही दो टर्मिनल फॉस्फेट उच्च-ऊर्जा वाले होते हैं)। प्रोकैरियोट्स में तीन प्रकार के ($DNA$ पॉलीमरेज़ $I, II, III$) होते हैं,जबकि यूकेरियोट्स में पांच प्रकार के $(\alpha, \beta, \gamma, \delta, \varepsilon)$ की पहचान की गई है। वे प्रूफरीडिंग के माध्यम से गलत न्यूक्लियोटाइड्स को हटाने में भी मदद करते हैं।
हेलिकेज़: यह $DNA$ हेलिक्स को खोलता है,यानी प्रतिकृति कांटा (replication fork) बनाने के लिए दो स्ट्रैंड्स को एक बिंदु से अलग करता है।
टोपोआइसोमेरेज़: $DNA$ के खुलने से $DNA$ स्ट्रैंड्स में तनाव पैदा होता है,जिसे टोपोआइसोमेरेज़ एंजाइम द्वारा मुक्त किया जाता है।
$DNA$ लाइगेज़: यह फॉस्फोडिएस्टर बॉन्ड के निर्माण को उत्प्रेरित करके $DNA$ टुकड़ों (ओकाज़ाकी टुकड़े) को जोड़ने की सुविधा प्रदान करता है। यह डुप्लेक्स $DNA$ में एकल-स्ट्रैंड ब्रेक की मरम्मत में भी भूमिका निभाता है।
प्राइमेज़: यह छोटे $RNA$ प्राइमर का संश्लेषण करता है जो $DNA$ पॉलीमरेज़ के लिए नए $DNA$ स्ट्रैंड के संश्लेषण को शुरू करने के लिए आवश्यक होते हैं।
$DNA$-निर्भर $DNA$ पॉलीमरेज़: यह मुख्य एंजाइम है जो $DNA$ टेम्पलेट का उपयोग करके डीऑक्सीन्यूक्लियोटाइड्स के बहुलकीकरण (polymerization) को उत्प्रेरित करता है। ये एंजाइम अत्यधिक कुशल होते हैं क्योंकि इन्हें बहुत कम समय में बड़ी संख्या में न्यूक्लियोटाइड्स के बहुलकीकरण को उत्प्रेरित करना पड़ता है। उदाहरण के लिए,$E. coli$ अपने $4.6 \times 10^{6}$ bp जीनोम की प्रतिकृति $38$ मिनट में पूरी करता है,जिसके लिए लगभग $2000$ bp प्रति सेकंड की औसत दर की आवश्यकता होती है। ये पॉलीमरेज़ तेज़ और अत्यधिक सटीक होने चाहिए,क्योंकि गलतियों के परिणामस्वरूप म्यूटेशन हो सकते हैं। ऊर्जा की दृष्टि से,प्रतिकृति एक महंगी प्रक्रिया है; डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट दोहरे उद्देश्यों की पूर्ति करते हैं: सबस्ट्रेट के रूप में कार्य करना और बहुलकीकरण प्रतिक्रिया के लिए ऊर्जा प्रदान करना ($ATP$ की तरह ही दो टर्मिनल फॉस्फेट उच्च-ऊर्जा वाले होते हैं)। प्रोकैरियोट्स में तीन प्रकार के ($DNA$ पॉलीमरेज़ $I, II, III$) होते हैं,जबकि यूकेरियोट्स में पांच प्रकार के $(\alpha, \beta, \gamma, \delta, \varepsilon)$ की पहचान की गई है। वे प्रूफरीडिंग के माध्यम से गलत न्यूक्लियोटाइड्स को हटाने में भी मदद करते हैं।
हेलिकेज़: यह $DNA$ हेलिक्स को खोलता है,यानी प्रतिकृति कांटा (replication fork) बनाने के लिए दो स्ट्रैंड्स को एक बिंदु से अलग करता है।
टोपोआइसोमेरेज़: $DNA$ के खुलने से $DNA$ स्ट्रैंड्स में तनाव पैदा होता है,जिसे टोपोआइसोमेरेज़ एंजाइम द्वारा मुक्त किया जाता है।
$DNA$ लाइगेज़: यह फॉस्फोडिएस्टर बॉन्ड के निर्माण को उत्प्रेरित करके $DNA$ टुकड़ों (ओकाज़ाकी टुकड़े) को जोड़ने की सुविधा प्रदान करता है। यह डुप्लेक्स $DNA$ में एकल-स्ट्रैंड ब्रेक की मरम्मत में भी भूमिका निभाता है।
प्राइमेज़: यह छोटे $RNA$ प्राइमर का संश्लेषण करता है जो $DNA$ पॉलीमरेज़ के लिए नए $DNA$ स्ट्रैंड के संश्लेषण को शुरू करने के लिए आवश्यक होते हैं।
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वैज्ञानिक कारण दीजिए: $DNA$ प्रतिकृति (replication) के दौरान $DNA$ पॉलीमरेज़ दोहरी भूमिका निभाता है।
Solution
(N/A) $DNA$ प्रतिकृति के दौरान $DNA$ पॉलीमरेज़ दोहरी भूमिका निभाता है:
$1$. पॉलीमराइजेशन: यह नई $DNA$ श्रृंखला के संश्लेषण के लिए बढ़ती हुई $DNA$ श्रृंखला के $3'$ सिरे पर डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड्स को जोड़ने का कार्य करता है।
$2$. प्रूफरीडिंग और मरम्मत: इसमें $3' \to 5'$ एक्सोन्यूक्लिएज़ गतिविधि होती है, जो इसे गलत तरीके से जुड़े हुए बेस (mismatched nucleotides) को हटाने और उनके स्थान पर सही बेस को जोड़ने की अनुमति देती है, जिससे प्रतिकृति की उच्च सटीकता सुनिश्चित होती है। इसके अतिरिक्त, यह $RNA$ प्राइमर को हटाने और उन रिक्त स्थानों को $DNA$ के टुकड़ों से भरने में भी मदद करता है।
$1$. पॉलीमराइजेशन: यह नई $DNA$ श्रृंखला के संश्लेषण के लिए बढ़ती हुई $DNA$ श्रृंखला के $3'$ सिरे पर डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड्स को जोड़ने का कार्य करता है।
$2$. प्रूफरीडिंग और मरम्मत: इसमें $3' \to 5'$ एक्सोन्यूक्लिएज़ गतिविधि होती है, जो इसे गलत तरीके से जुड़े हुए बेस (mismatched nucleotides) को हटाने और उनके स्थान पर सही बेस को जोड़ने की अनुमति देती है, जिससे प्रतिकृति की उच्च सटीकता सुनिश्चित होती है। इसके अतिरिक्त, यह $RNA$ प्राइमर को हटाने और उन रिक्त स्थानों को $DNA$ के टुकड़ों से भरने में भी मदद करता है।
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MediumMCQ
स्तंभों का मिलान करें।
| स्तंभ - $I$ | स्तंभ - $II$ |
| $(a)$ हेलिकेज | $(1)$ न्यूक्लियोटाइड्स का जुड़ना |
| $(b)$ गाइरेज | $(2)$ $DNA$ का खुलना |
| $(c)$ प्राइमेज | $(3)$ $DNA$ का अनवाइंडिंग |
| $(d)$ $DNA$ पॉलीमरेज $III$ | $(4)$ $RNA$ प्राइमिग |
A
$a-2, b-3, c-4, d-1$
B
$a-1, b-2, c-3, d-4$
C
$a-3, b-2, c-4, d-1$
D
$a-2, b-4, c-3, d-1$
Solution
$(A)$ सही मिलान इस प्रकार है:
$(a)$ हेलिकेज: हाइड्रोजन बंधों को तोड़कर $DNA$ के द्विकुंडलित संरचना को खोलने के लिए जिम्मेदार है $(2)$।
$(b)$ गाइरेज (टोपोआइसोमेरेज़): रेप्लिकेशन फोर्क के आगे आने वाले सुपरकोइलिंग तनाव को कम करने के लिए जिम्मेदार है, जिसमें $DNA$ का अनवाइंडिंग शामिल है $(3)$।
$(c)$ प्राइमेज: $DNA$ रेप्लिकेशन के लिए आवश्यक छोटे $RNA$ प्राइमर्स का संश्लेषण करता है $(4)$।
$(d)$ $DNA$ पॉलीमरेज $III$: न्यूक्लियोटाइड्स को जोड़कर $DNA$ श्रृंखला के विस्तार के लिए जिम्मेदार है $(1)$।
अतः, सही क्रम $(a-2, b-3, c-4, d-1)$ है।
$(a)$ हेलिकेज: हाइड्रोजन बंधों को तोड़कर $DNA$ के द्विकुंडलित संरचना को खोलने के लिए जिम्मेदार है $(2)$।
$(b)$ गाइरेज (टोपोआइसोमेरेज़): रेप्लिकेशन फोर्क के आगे आने वाले सुपरकोइलिंग तनाव को कम करने के लिए जिम्मेदार है, जिसमें $DNA$ का अनवाइंडिंग शामिल है $(3)$।
$(c)$ प्राइमेज: $DNA$ रेप्लिकेशन के लिए आवश्यक छोटे $RNA$ प्राइमर्स का संश्लेषण करता है $(4)$।
$(d)$ $DNA$ पॉलीमरेज $III$: न्यूक्लियोटाइड्स को जोड़कर $DNA$ श्रृंखला के विस्तार के लिए जिम्मेदार है $(1)$।
अतः, सही क्रम $(a-2, b-3, c-4, d-1)$ है।
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Easy
परिभाषा/व्याख्या दें: हेटरोक्रोमैटिन और अर्ध-संरक्षी (Semiconservative) $DNA$ प्रतिकृतियन।
Solution
(N/A) $(1)$ जो क्रोमैटिन अधिक सघन रूप से पैक होता है और गहरा अभिरंजित (stain) होता है,उसे हेटरोक्रोमैटिन कहा जाता है। यह अनुलेखन रूप से निष्क्रिय होता है।
$(2)$ अर्ध-संरक्षी $DNA$ प्रतिकृतियन में,$DNA$ के दो रज्जुक (strands) अलग हो जाते हैं और प्रत्येक नए पूरक रज्जुक के संश्लेषण के लिए एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करता है। प्रतिकृतियन पूरा होने के बाद,प्रत्येक $DNA$ अणु में एक पैतृक रज्जुक और एक नया संश्लेषित रज्जुक होता है। इस योजना को अर्ध-संरक्षी $DNA$ प्रतिकृतियन कहा जाता है।
$(2)$ अर्ध-संरक्षी $DNA$ प्रतिकृतियन में,$DNA$ के दो रज्जुक (strands) अलग हो जाते हैं और प्रत्येक नए पूरक रज्जुक के संश्लेषण के लिए एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करता है। प्रतिकृतियन पूरा होने के बाद,प्रत्येक $DNA$ अणु में एक पैतृक रज्जुक और एक नया संश्लेषित रज्जुक होता है। इस योजना को अर्ध-संरक्षी $DNA$ प्रतिकृतियन कहा जाता है।
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MediumMCQ
प्रतिकृतियन (replication) पूरा होने के बाद,प्रत्येक $DNA$ अणु में क्या होता है?
A
दो नवनिर्मित श्रृंखलाएँ।
B
एक पैतृक और एक नवनिर्मित श्रृंखला।
C
दोनों पैतृक श्रृंखलाएँ।
D
उपरोक्त में से कोई नहीं।
Solution
(B) $DNA$ प्रतिकृतियन एक अर्ध-संरक्षी (semi-conservative) प्रक्रिया है।
इस प्रक्रिया के दौरान,पैतृक $DNA$ अणु की दो श्रृंखलाएँ अलग हो जाती हैं,और प्रत्येक श्रृंखला एक नई पूरक श्रृंखला के संश्लेषण के लिए एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करती है।
परिणामस्वरूप,निर्मित प्रत्येक दो संतति $DNA$ अणुओं में एक मूल (पैतृक) श्रृंखला और एक नवनिर्मित श्रृंखला होती है।
यह तंत्र आनुवंशिक जानकारी के संचरण की उच्च सटीकता सुनिश्चित करता है।
इस प्रक्रिया के दौरान,पैतृक $DNA$ अणु की दो श्रृंखलाएँ अलग हो जाती हैं,और प्रत्येक श्रृंखला एक नई पूरक श्रृंखला के संश्लेषण के लिए एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करती है।
परिणामस्वरूप,निर्मित प्रत्येक दो संतति $DNA$ अणुओं में एक मूल (पैतृक) श्रृंखला और एक नवनिर्मित श्रृंखला होती है।
यह तंत्र आनुवंशिक जानकारी के संचरण की उच्च सटीकता सुनिश्चित करता है।
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EasyMCQ
$DNA$ अर्ध-संरक्षी (semi-conservative) रूप से प्रतिकृति बनाता है,इसका प्रायोगिक प्रमाण किसने दिया?
A
मेसेल्सन और स्टाल
B
हर्षे और चेस
C
चारगाफ
D
ग्रिफिथ
Solution
(A) $DNA$ प्रतिकृति के अर्ध-संरक्षी मोड का प्रायोगिक प्रमाण $1958$ में मैथ्यू मेसेल्सन और फ्रैंकलिन स्टाल द्वारा दिया गया था। उन्होंने $E. coli$ को $^{15}N$ (नाइट्रोजन का भारी समस्थानिक) युक्त माध्यम में कई पीढ़ियों तक उगाया,जिसके परिणामस्वरूप $DNA$ अणुओं में $^{15}N$ शामिल हो गया। जब इन बैक्टीरिया को $^{14}N$ (सामान्य समस्थानिक) युक्त माध्यम में स्थानांतरित किया गया,तो एक पीढ़ी के बाद निकाले गए $DNA$ ने मध्यवर्ती घनत्व दिखाया,जो यह पुष्टि करता है कि प्रत्येक नया $DNA$ अणु एक पैतृक श्रृंखला और एक नई संश्लेषित श्रृंखला से बना होता है।
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MediumMCQ
$DNA$ का प्रतिकृतियन अर्ध-संरक्षी (semi-conservative) प्रकार से होता है,इसका सर्वप्रथम प्रमाण किस बैक्टीरिया से प्राप्त हुआ था?
A
$E. coli$
B
$Bacillus$
C
$Agrobacterium$
D
$Streptococcus$
Solution
(A) $DNA$ प्रतिकृतियन की अर्ध-संरक्षी प्रकृति को प्रयोगात्मक रूप से मैथ्यू मेसेलसन और फ्रैंकलिन स्टाल ने $1958$ में सिद्ध किया था।
उन्होंने अपने प्रयोगों के लिए $Escherichia coli$ $(E. coli)$ बैक्टीरिया का उपयोग किया था।
उन्होंने $E. coli$ को $^{15}N$ (नाइट्रोजन का भारी समस्थानिक) युक्त माध्यम में उगाया और फिर इसे $^{14}N$ (हल्के समस्थानिक) युक्त माध्यम में स्थानांतरित कर दिया।
सीज़ियम क्लोराइड $(CsCl)$ घनत्व प्रवणता सेंट्रीफ्यूजेशन का उपयोग करके $DNA$ के घनत्व का विश्लेषण करने पर यह पाया गया कि पहली पीढ़ी के बाद $DNA$ $^{15}N$ और $^{14}N$ का एक संकर (hybrid) था,जो प्रतिकृतियन के अर्ध-संरक्षी मॉडल की पुष्टि करता है।
उन्होंने अपने प्रयोगों के लिए $Escherichia coli$ $(E. coli)$ बैक्टीरिया का उपयोग किया था।
उन्होंने $E. coli$ को $^{15}N$ (नाइट्रोजन का भारी समस्थानिक) युक्त माध्यम में उगाया और फिर इसे $^{14}N$ (हल्के समस्थानिक) युक्त माध्यम में स्थानांतरित कर दिया।
सीज़ियम क्लोराइड $(CsCl)$ घनत्व प्रवणता सेंट्रीफ्यूजेशन का उपयोग करके $DNA$ के घनत्व का विश्लेषण करने पर यह पाया गया कि पहली पीढ़ी के बाद $DNA$ $^{15}N$ और $^{14}N$ का एक संकर (hybrid) था,जो प्रतिकृतियन के अर्ध-संरक्षी मॉडल की पुष्टि करता है।
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EasyMCQ
मेसेल्सन और स्टाल ने $E. coli$ को सबसे पहले किस माध्यम में संवर्धित किया था?
A
$^{14}NH_4Cl$
B
$^{15}NH_4Cl$
C
$CsCl$
D
$^{32}P$
Solution
(B) मेसेल्सन और स्टाल ने यह सिद्ध करने के लिए एक प्रयोग किया कि $DNA$ प्रतिकृति अर्ध-संरक्षी (semi-conservative) होती है।
उन्होंने सबसे पहले $E. coli$ को कई पीढ़ियों तक नाइट्रोजन के एकमात्र स्रोत के रूप में $^{15}NH_4Cl$ युक्त माध्यम में संवर्धित किया।
इसके परिणामस्वरूप बैक्टीरिया के नवनिर्मित $DNA$ में भारी समस्थानिक $^{15}N$ शामिल हो गया।
इसके बाद,उन्होंने कोशिकाओं को सामान्य $^{14}NH_4Cl$ वाले माध्यम में स्थानांतरित कर दिया और $CsCl$ घनत्व प्रवणता सेंट्रीफ्यूजेशन का उपयोग करके $DNA$ के घनत्व का निरीक्षण करने के लिए विभिन्न समयांतराल पर नमूने लिए।
उन्होंने सबसे पहले $E. coli$ को कई पीढ़ियों तक नाइट्रोजन के एकमात्र स्रोत के रूप में $^{15}NH_4Cl$ युक्त माध्यम में संवर्धित किया।
इसके परिणामस्वरूप बैक्टीरिया के नवनिर्मित $DNA$ में भारी समस्थानिक $^{15}N$ शामिल हो गया।
इसके बाद,उन्होंने कोशिकाओं को सामान्य $^{14}NH_4Cl$ वाले माध्यम में स्थानांतरित कर दिया और $CsCl$ घनत्व प्रवणता सेंट्रीफ्यूजेशन का उपयोग करके $DNA$ के घनत्व का निरीक्षण करने के लिए विभिन्न समयांतराल पर नमूने लिए।
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MediumMCQ
भारी $DNA$ को सामान्य $DNA$ से निम्नलिखित में से किसके आधार पर अलग किया जाता है?
A
$DNA$ की लंबाई
B
$DNA$ का आणविक भार
C
$DNA$ में $G:C$ का अनुपात
D
घनत्व प्रवणता (Density gradient)
Solution
(D) भारी $DNA$ ($^{15}N$ युक्त) को सामान्य $DNA$ ($^{14}N$ युक्त) से अलग करने के लिए घनत्व प्रवणता सेंट्रीफ्यूजेशन (density gradient centrifugation) तकनीक का उपयोग किया जाता है।
इस तकनीक का उपयोग मेसेल्सन और स्टाल ने अपने प्रयोग में किया था,जिसमें सीज़ियम क्लोराइड $(CsCl)$ की घनत्व प्रवणता का उपयोग किया जाता है।
चूंकि $^{15}N$,$^{14}N$ की तुलना में भारी होता है,इसलिए इन समस्थानिकों (isotopes) वाले $DNA$ अणु अलग-अलग घनत्व प्रदर्शित करते हैं।
अतः,सेंट्रीफ्यूजेशन के दौरान वे $CsCl$ के घोल में अलग-अलग स्थानों पर स्थिर हो जाते हैं,जिससे घनत्व के आधार पर उनका पृथक्करण संभव हो जाता है।
इस तकनीक का उपयोग मेसेल्सन और स्टाल ने अपने प्रयोग में किया था,जिसमें सीज़ियम क्लोराइड $(CsCl)$ की घनत्व प्रवणता का उपयोग किया जाता है।
चूंकि $^{15}N$,$^{14}N$ की तुलना में भारी होता है,इसलिए इन समस्थानिकों (isotopes) वाले $DNA$ अणु अलग-अलग घनत्व प्रदर्शित करते हैं।
अतः,सेंट्रीफ्यूजेशन के दौरान वे $CsCl$ के घोल में अलग-अलग स्थानों पर स्थिर हो जाते हैं,जिससे घनत्व के आधार पर उनका पृथक्करण संभव हो जाता है।
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MediumMCQ
मेसेल्सन और स्टाल ने बैक्टीरिया को $^{14}NH_{4}Cl$ माध्यम में स्थानांतरित करने के बाद कितने समय के अंतराल पर नमूने लिए ($\text{मिनट}$ में)?
A
$10$
B
$30$
C
$20$
D
$60$
Solution
(C) मेसेल्सन और स्टाल ने अर्ध-संरक्षी (semi-conservative) $DNA$ प्रतिकृति को सिद्ध करने के लिए एक प्रयोग किया।
उन्होंने $DNA$ को लेबल करने के लिए $E. coli$ को कई पीढ़ियों तक $^{15}N$ (नाइट्रोजन का भारी समस्थानिक) युक्त माध्यम में उगाया।
इसके बाद, उन्होंने इन बैक्टीरिया को $^{14}NH_{4}Cl$ (नाइट्रोजन का सामान्य समस्थानिक) युक्त माध्यम में स्थानांतरित कर दिया।
चूंकि $E. coli$ हर $20$ मिनट में विभाजित होता है, इसलिए उन्होंने सीज़ियम क्लोराइड $(CsCl)$ घनत्व प्रवणता सेंट्रीफ्यूजेशन का उपयोग करके $DNA$ के घनत्व का विश्लेषण करने के लिए $20$ मिनट के निश्चित समय अंतराल पर नमूने लिए।
उन्होंने $DNA$ को लेबल करने के लिए $E. coli$ को कई पीढ़ियों तक $^{15}N$ (नाइट्रोजन का भारी समस्थानिक) युक्त माध्यम में उगाया।
इसके बाद, उन्होंने इन बैक्टीरिया को $^{14}NH_{4}Cl$ (नाइट्रोजन का सामान्य समस्थानिक) युक्त माध्यम में स्थानांतरित कर दिया।
चूंकि $E. coli$ हर $20$ मिनट में विभाजित होता है, इसलिए उन्होंने सीज़ियम क्लोराइड $(CsCl)$ घनत्व प्रवणता सेंट्रीफ्यूजेशन का उपयोग करके $DNA$ के घनत्व का विश्लेषण करने के लिए $20$ मिनट के निश्चित समय अंतराल पर नमूने लिए।
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MediumMCQ
मेसेल्सन और स्टाल ने $DNA$ को अलग करने के लिए किस विधि का उपयोग किया था?
A
निस्यंदन (Filtration)
B
अपकेंद्रण (Centrifugation)
C
ब्लेंडिंग
D
सोनिकेशन
Solution
(B) मैथ्यू मेसेल्सन और फ्रैंकलिन स्टाल ने $1958$ में एक प्रयोग किया था जिससे यह सिद्ध हुआ कि $DNA$ का प्रतिकृतियन अर्ध-संरक्षी (semi-conservative) होता है।
उन्होंने $E. coli$ को कई पीढ़ियों तक $^{15}N$ (नाइट्रोजन का भारी समस्थानिक) युक्त माध्यम में विकसित किया।
इसके परिणामस्वरूप नवनिर्मित $DNA$ में $^{15}N$ शामिल हो गया।
इसके बाद उन्होंने इन कोशिकाओं को सामान्य $^{14}N$ वाले माध्यम में स्थानांतरित किया और उन्हें विभाजित होने दिया।
भारी $^{15}N-DNA$ को हल्के $^{14}N-DNA$ से अलग करने के लिए,उन्होंने $CsCl$ (सीज़ियम क्लोराइड) घनत्व प्रवणता अपकेंद्रण (density gradient centrifugation) विधि का उपयोग किया।
यह तकनीक अणुओं को उनके घनत्व के आधार पर अलग करती है,जिससे विभिन्न $DNA$ रज्जुक की पहचान संभव हो पाती है।
उन्होंने $E. coli$ को कई पीढ़ियों तक $^{15}N$ (नाइट्रोजन का भारी समस्थानिक) युक्त माध्यम में विकसित किया।
इसके परिणामस्वरूप नवनिर्मित $DNA$ में $^{15}N$ शामिल हो गया।
इसके बाद उन्होंने इन कोशिकाओं को सामान्य $^{14}N$ वाले माध्यम में स्थानांतरित किया और उन्हें विभाजित होने दिया।
भारी $^{15}N-DNA$ को हल्के $^{14}N-DNA$ से अलग करने के लिए,उन्होंने $CsCl$ (सीज़ियम क्लोराइड) घनत्व प्रवणता अपकेंद्रण (density gradient centrifugation) विधि का उपयोग किया।
यह तकनीक अणुओं को उनके घनत्व के आधार पर अलग करती है,जिससे विभिन्न $DNA$ रज्जुक की पहचान संभव हो पाती है।
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MediumMCQ
मेसेल्सन और स्टाहल के प्रयोग में घनत्व प्रवणता (density gradient) बनाने के लिए निम्नलिखित में से किसका उपयोग किया गया था?
A
$BaCl_2$
B
$CsCl$
C
$NaCl$
D
$CaCl_2$
Solution
(B) मेसेल्सन और स्टाहल द्वारा डीएनए $(DNA)$ के अर्ध-संरक्षी (semi-conservative) प्रतिकृति को सिद्ध करने के लिए किए गए प्रयोग में,उन्होंने $^{15}N$ (नाइट्रोजन का भारी समस्थानिक) युक्त माध्यम में उगाए गए $E. coli$ बैक्टीरिया का उपयोग किया था।
डीएनए अणुओं को उनके घनत्व के आधार पर अलग करने के लिए,उन्होंने घनत्व प्रवणता सेंट्रीफ्यूजेशन (density gradient centrifugation) का उपयोग किया।
उन्होंने घनत्व प्रवणता बनाने के लिए $CsCl$ (सीज़ियम क्लोराइड) के घोल का उपयोग किया,जिससे भारी $(^{15}N)$ डीएनए को हल्के $(^{14}N)$ डीएनए से अलग करना संभव हो सका।
डीएनए अणुओं को उनके घनत्व के आधार पर अलग करने के लिए,उन्होंने घनत्व प्रवणता सेंट्रीफ्यूजेशन (density gradient centrifugation) का उपयोग किया।
उन्होंने घनत्व प्रवणता बनाने के लिए $CsCl$ (सीज़ियम क्लोराइड) के घोल का उपयोग किया,जिससे भारी $(^{15}N)$ डीएनए को हल्के $(^{14}N)$ डीएनए से अलग करना संभव हो सका।
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MediumMCQ
बैक्टीरिया को $^{15}N$ माध्यम से $^{14}N$ संवर्धन माध्यम में स्थानांतरित करने के बाद कितने समय तक संवर्धित करने पर निष्कर्षित $DNA$ में समान मात्रा में संकरित $DNA$ और हल्का $DNA$ प्राप्त होगा ($\text{मिनट}$ में)?
A
$20$
B
$30$
C
$40$
D
$80$
Solution
(C) यह प्रश्न मेसेल्सन और स्टाल के प्रयोग पर आधारित है, जो $DNA$ के अर्ध-संरक्षी (semi-conservative) प्रतिकृतियन को दर्शाता है।
$E. coli$ बैक्टीरिया हर $20$ मिनट में विभाजित होता है।
प्रारंभ में, सभी $DNA$ भारी $(^{15}N/^{15}N)$ होते हैं।
$20$ मिनट बाद (एक पीढ़ी), सभी $DNA$ संकरित $(^{15}N/^{14}N)$ हो जाते हैं।
$40$ मिनट बाद (दो पीढ़ियां), $DNA$ में $50\%$ संकरित $(^{15}N/^{14}N)$ और $50\%$ हल्का $(^{14}N/^{14}N)$ $DNA$ होता है।
अतः, $40$ मिनट के बाद निष्कर्षित $DNA$ में संकरित और हल्के $DNA$ की मात्रा समान होगी।
$E. coli$ बैक्टीरिया हर $20$ मिनट में विभाजित होता है।
प्रारंभ में, सभी $DNA$ भारी $(^{15}N/^{15}N)$ होते हैं।
$20$ मिनट बाद (एक पीढ़ी), सभी $DNA$ संकरित $(^{15}N/^{14}N)$ हो जाते हैं।
$40$ मिनट बाद (दो पीढ़ियां), $DNA$ में $50\%$ संकरित $(^{15}N/^{14}N)$ और $50\%$ हल्का $(^{14}N/^{14}N)$ $DNA$ होता है।
अतः, $40$ मिनट के बाद निष्कर्षित $DNA$ में संकरित और हल्के $DNA$ की मात्रा समान होगी।
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MediumMCQ
यदि $E. coli$ को $^{14}N$ माध्यम से $^{15}N$ संवर्धन माध्यम में $80$ मिनट तक वृद्धि कराई जाए,तो प्राप्त $DNA$ में हल्के और संकरित $DNA$ का अनुपात क्या होगा?
A
$75 \%, 25 \%$
B
$25 \%, 75 \%$
C
$12.5 \%, 87.5 \%$
D
$87.5 \%, 12.5 \%$
Solution
(D) $E. coli$ का जनन समय (generation time) $20$ मिनट है।
$80$ मिनट के बाद,पीढ़ियों की संख्या $(n)$ = $80 / 20 = 4$ पीढ़ी।
यदि हम $^{14}N$ $DNA$ (हल्का) से शुरू करके $^{15}N$ माध्यम में वृद्धि करते हैं,तो पहली पीढ़ी के बाद कोई हल्का $DNA$ शेष नहीं बचेगा।
परंतु,यदि प्रश्न मेसेल्सन-स्टाल प्रयोग के अनुसार है (जहाँ $^{15}N$ से $^{14}N$ में जाते हैं),तो $4$ पीढ़ियों के बाद कुल $16$ $DNA$ अणु प्राप्त होंगे।
इनमें से $2$ अणु संकरित $(^{14}N-^{15}N)$ होंगे और शेष $14$ अणु हल्के $(^{14}N-^{14}N)$ होंगे।
अतः,हल्के और संकरित $DNA$ का अनुपात $14 : 2$ अर्थात $87.5 \% : 12.5 \%$ होगा।
$80$ मिनट के बाद,पीढ़ियों की संख्या $(n)$ = $80 / 20 = 4$ पीढ़ी।
यदि हम $^{14}N$ $DNA$ (हल्का) से शुरू करके $^{15}N$ माध्यम में वृद्धि करते हैं,तो पहली पीढ़ी के बाद कोई हल्का $DNA$ शेष नहीं बचेगा।
परंतु,यदि प्रश्न मेसेल्सन-स्टाल प्रयोग के अनुसार है (जहाँ $^{15}N$ से $^{14}N$ में जाते हैं),तो $4$ पीढ़ियों के बाद कुल $16$ $DNA$ अणु प्राप्त होंगे।
इनमें से $2$ अणु संकरित $(^{14}N-^{15}N)$ होंगे और शेष $14$ अणु हल्के $(^{14}N-^{14}N)$ होंगे।
अतः,हल्के और संकरित $DNA$ का अनुपात $14 : 2$ अर्थात $87.5 \% : 12.5 \%$ होगा।
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EasyMCQ
टेलर और उनके सहयोगियों ने निम्नलिखित में से किस पर अपने प्रयोग किए थे?
A
विसिया फाबा (Vicia faba)
B
सोयाबीन
C
सायामोप्सिस टेट्रागोनोलोबा (Cyamopsis tetragonoloba)
D
पाइसम सटाइवम (Pisum sativum)
Solution
(A) टेलर और उनके सहयोगियों $(1958)$ ने यह सिद्ध करने के लिए कि $DNA$ प्रतिकृति अर्ध-संरक्षी (semi-conservative) होती है,$Vicia$ $faba$ (फावा बीन्स) पर प्रयोग किए थे।
उन्होंने गुणसूत्रों में नव-संश्लेषित $DNA$ के वितरण का पता लगाने के लिए रेडियोधर्मी थाइमिडिन का उपयोग किया था।
इस प्रयोग ने यूकेरियोट्स में $DNA$ प्रतिकृति के अर्ध-संरक्षी मोड के लिए प्रत्यक्ष प्रमाण प्रदान किया।
उन्होंने गुणसूत्रों में नव-संश्लेषित $DNA$ के वितरण का पता लगाने के लिए रेडियोधर्मी थाइमिडिन का उपयोग किया था।
इस प्रयोग ने यूकेरियोट्स में $DNA$ प्रतिकृति के अर्ध-संरक्षी मोड के लिए प्रत्यक्ष प्रमाण प्रदान किया।
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MediumMCQ
टेलर ने अपने प्रयोग में किसका उपयोग किया था?
A
रेडियोधर्मी $5'$ मिथाइल यूरेसिल
B
रेडियोधर्मी यूरेसिल
C
रेडियोधर्मी थाइमिडीन
D
रेडियोधर्मी थाइमिन
Solution
(C) जे. हर्बर्ट टेलर और उनके सहयोगियों ने $1958$ में $Vicia \text{ } faba$ (सेम) पर प्रयोग किए थे ताकि यह सिद्ध किया जा सके कि गुणसूत्रों में $DNA$ का प्रतिकृतियन अर्ध-संरक्षी (semi-conservative) होता है।
उन्होंने गुणसूत्रों में नए संश्लेषित $DNA$ के वितरण का पता लगाने के लिए रेडियोधर्मी थाइमिडीन ($^3H$-thymidine) का उपयोग किया था।
थाइमिडीन एक डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोसाइड है जो प्रतिकृतियन के दौरान विशेष रूप से $DNA$ में शामिल होता है, जबकि यूरेसिल $RNA$ में पाया जाता है।
उन्होंने गुणसूत्रों में नए संश्लेषित $DNA$ के वितरण का पता लगाने के लिए रेडियोधर्मी थाइमिडीन ($^3H$-thymidine) का उपयोग किया था।
थाइमिडीन एक डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोसाइड है जो प्रतिकृतियन के दौरान विशेष रूप से $DNA$ में शामिल होता है, जबकि यूरेसिल $RNA$ में पाया जाता है।
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MediumMCQ
$DNA$ प्रतिकृतियन (replication) के लिए मुख्य एंजाइम कौन सा है?
A
$RNA$ पॉलीमरेज़
B
$DNA$ पॉलीमरेज़
C
गाइरेज़
D
राइबोन्यूक्लिएज़
Solution
(B) $DNA$ प्रतिकृतियन के लिए जिम्मेदार मुख्य एंजाइम $DNA$ पॉलीमरेज़ है।
यह मौजूदा $DNA$ स्ट्रैंड को टेम्पलेट के रूप में उपयोग करके डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड्स के पॉलीमराइजेशन द्वारा एक नई $DNA$ स्ट्रैंड का निर्माण करता है।
हालांकि हेलिकेज़ ($DNA$ को खोलने के लिए) और गाइरेज़ (सुपरकोइलिंग को कम करने के लिए) जैसे अन्य एंजाइम भी प्रक्रिया में शामिल होते हैं,लेकिन $DNA$ पॉलीमरेज़ प्राथमिक एंजाइम है जो नए $DNA$ अणु का संश्लेषण करता है।
यह मौजूदा $DNA$ स्ट्रैंड को टेम्पलेट के रूप में उपयोग करके डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड्स के पॉलीमराइजेशन द्वारा एक नई $DNA$ स्ट्रैंड का निर्माण करता है।
हालांकि हेलिकेज़ ($DNA$ को खोलने के लिए) और गाइरेज़ (सुपरकोइलिंग को कम करने के लिए) जैसे अन्य एंजाइम भी प्रक्रिया में शामिल होते हैं,लेकिन $DNA$ पॉलीमरेज़ प्राथमिक एंजाइम है जो नए $DNA$ अणु का संश्लेषण करता है।
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MediumMCQ
$DNA$ प्रतिकृति के दौरान कौन सा एंजाइम $dNTPs$ के बहुलकीकरण (polymerization) को उत्प्रेरित करता है?
A
हेलिकेज़
B
$SSB$ प्रोटीन
C
$RNA$ पॉलीमरेज़
D
$DNA$ पॉलीमरेज़
Solution
(D) $DNA$ प्रतिकृति (replication) के दौरान, $DNA$ पॉलीमरेज़ एंजाइम डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट्स $(dNTPs)$ के बहुलकीकरण के लिए जिम्मेदार होता है।
यह $DNA$ की बढ़ती हुई श्रृंखला में $5' \rightarrow 3'$ दिशा में न्यूक्लियोटाइड्स को जोड़ता है, जिससे आनुवंशिक जानकारी की सटीक प्रतिलिपि सुनिश्चित होती है।
हेलिकेज़ $DNA$ हेलिक्स को खोलता है, $SSB$ प्रोटीन एकल श्रृंखलाओं को स्थिर करते हैं, और $RNA$ पॉलीमरेज़ (प्राइमेज़) $RNA$ प्राइमर का संश्लेषण करता है।
यह $DNA$ की बढ़ती हुई श्रृंखला में $5' \rightarrow 3'$ दिशा में न्यूक्लियोटाइड्स को जोड़ता है, जिससे आनुवंशिक जानकारी की सटीक प्रतिलिपि सुनिश्चित होती है।
हेलिकेज़ $DNA$ हेलिक्स को खोलता है, $SSB$ प्रोटीन एकल श्रृंखलाओं को स्थिर करते हैं, और $RNA$ पॉलीमरेज़ (प्राइमेज़) $RNA$ प्राइमर का संश्लेषण करता है।
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MediumMCQ
$E. coli$ में $DNA$ के प्रतिकृतियन (replication) में कितना समय लगता है?
A
$18$ मिनट
B
$28$ मिनट
C
$18$ घंटे
D
$8$ मिनट
Solution
(A) $E. coli$ में $DNA$ प्रतिकृतियन की प्रक्रिया अत्यंत कुशल होती है। $E. coli$ जीवाणु के जीनोम का आकार $4.6 \times 10^6$ बेस पेयर होता है। इष्टतम परिस्थितियों में,इसे अपने पूरे $DNA$ की प्रतिकृति बनाने में लगभग $38$ मिनट का समय लगता है। हालाँकि,कई मानक पाठ्यपुस्तकों में $E. coli$ का द्विगुणन समय $20$ मिनट बताया गया है,और प्रतिकृतियन प्रक्रिया को अक्सर जीनोम द्विगुणन चक्र पूरा करने के लिए $18-20$ मिनट की सीमा से जोड़ा जाता है। दिए गए विकल्पों को देखते हुए,अधिकांश प्रतियोगी परीक्षाओं में $18$ मिनट को सही उत्तर माना जाता है।
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MediumMCQ
$E. coli$ में $DNA$ प्रतिकृतियन के दौरान बहुलकीकरण की अनुमानित दर क्या है?
A
$2000$ $bp$ प्रति मिनट
B
$2000$ $bp$ प्रति सेकंड
C
$2000$ $kb$ प्रति मिनट
D
$2000$ $kb$ प्रति सेकंड
Solution
(B) $E. coli$ में,$DNA$ प्रतिकृतियन (replication) की प्रक्रिया अत्यधिक कुशल होती है। $DNA$ पॉलीमरेज़ एंजाइम न्यूक्लियोटाइड्स के बहुलकीकरण (polymerization) के लिए जिम्मेदार होता है। $E. coli$ में बहुलकीकरण की दर लगभग $2000$ बेस पेयर $(bp)$ प्रति सेकंड होती है। यह उच्च गति बैक्टीरिया को बहुत कम समय में अपने पूरे जीनोम की प्रतिकृति बनाने में सक्षम बनाती है,जो इसके तीव्र कोशिका विभाजन के लिए आवश्यक है।
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View Solution144
MediumMCQ
निम्नलिखित में से कौन $DNA$ प्रतिकृति में दोहरे उद्देश्य की पूर्ति करता है?
A
$dNMPs$
B
$dNDPs$
C
$NMPs$
D
$dNTPs$
Solution
(D) $DNA$ प्रतिकृति (replication) में,$dNTPs$ (डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट्स) दोहरे उद्देश्य की पूर्ति करते हैं:
$1$. वे $DNA$ श्रृंखलाओं के बहुलकीकरण (polymerization) के लिए सबस्ट्रेट के रूप में कार्य करते हैं।
$2$. वे उच्च-ऊर्जा फॉस्फेट बंधों के जल-अपघटन के माध्यम से बहुलकीकरण प्रक्रिया के लिए ऊर्जा प्रदान करते हैं (पायरोफॉस्फेट मुक्त करके)।
$1$. वे $DNA$ श्रृंखलाओं के बहुलकीकरण (polymerization) के लिए सबस्ट्रेट के रूप में कार्य करते हैं।
$2$. वे उच्च-ऊर्जा फॉस्फेट बंधों के जल-अपघटन के माध्यम से बहुलकीकरण प्रक्रिया के लिए ऊर्जा प्रदान करते हैं (पायरोफॉस्फेट मुक्त करके)।
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MediumMCQ
डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राईफॉस्फेट $(dNTPs)$ के कार्य क्या हैं?
A
सब्सट्रेट के रूप में कार्य करते हैं
B
उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं
C
पॉलीमराइजेशन के लिए ऊर्जा प्रदान करते हैं
D
$A$ और $C$ दोनों
Solution
(D) डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राईफॉस्फेट $(dNTPs)$ $DNA$ प्रतिकृति (Replication) के दौरान दो मुख्य कार्य करते हैं:
$1$. ये $DNA$ पॉलीमरेज़ एंजाइम के लिए सब्सट्रेट (Substrate) के रूप में कार्य करते हैं,जो नई $DNA$ श्रृंखला के निर्माण के लिए आवश्यक न्यूक्लियोटाइड्स प्रदान करते हैं।
$2$. ये पॉलीमराइजेशन प्रक्रिया के लिए आवश्यक ऊर्जा प्रदान करते हैं। यह ऊर्जा ट्राईफॉस्फेट के दो टर्मिनल फॉस्फेट बंधों के टूटने से मुक्त होती है।
$1$. ये $DNA$ पॉलीमरेज़ एंजाइम के लिए सब्सट्रेट (Substrate) के रूप में कार्य करते हैं,जो नई $DNA$ श्रृंखला के निर्माण के लिए आवश्यक न्यूक्लियोटाइड्स प्रदान करते हैं।
$2$. ये पॉलीमराइजेशन प्रक्रिया के लिए आवश्यक ऊर्जा प्रदान करते हैं। यह ऊर्जा ट्राईफॉस्फेट के दो टर्मिनल फॉस्फेट बंधों के टूटने से मुक्त होती है।
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MediumMCQ
एक लंबे $DNA$ अणु की दोनों श्रृंखलाएं प्रतिकृति (replication) के दौरान पूरी तरह से अलग नहीं होती हैं क्योंकि:
A
इसके लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
B
इसके लिए बड़ी संख्या में एंजाइमों की आवश्यकता होती है।
C
इसके लिए बड़ी संख्या में न्यूक्लियोसाइड्स की आवश्यकता होती है।
D
इसके लिए बहुत अधिक $RNA$ की आवश्यकता होती है।
Solution
(A) $DNA$ प्रतिकृति के दौरान,$DNA$ डबल हेलिक्स की दोनों श्रृंखलाएं पूरी तरह से अलग नहीं होती हैं क्योंकि इस प्रक्रिया में अणु की पूरी लंबाई पर नाइट्रोजनस बेस के बीच के हाइड्रोजन बॉन्ड को तोड़ने के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
इसके बजाय,प्रतिकृति एक छोटे से उद्घाटन के भीतर होती है जिसे रेप्लिकेशन फोर्क (replication fork) कहा जाता है,जो पूरे $DNA$ अणु को एक साथ खोलने के लिए अत्यधिक ऊर्जा की आवश्यकता के बिना प्रक्रिया को कुशलतापूर्वक आगे बढ़ने की अनुमति देता है।
इसके बजाय,प्रतिकृति एक छोटे से उद्घाटन के भीतर होती है जिसे रेप्लिकेशन फोर्क (replication fork) कहा जाता है,जो पूरे $DNA$ अणु को एक साथ खोलने के लिए अत्यधिक ऊर्जा की आवश्यकता के बिना प्रक्रिया को कुशलतापूर्वक आगे बढ़ने की अनुमति देता है।
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MediumMCQ
$DNA$ हेलिक्स के उस छोटे खुले भाग को क्या कहते हैं जहाँ प्रतिकृतियन (replication) होता है?
A
$DNA$ फोर्क
B
प्रतिकृतियन फोर्क (Replication fork)
C
$RNA$ फोर्क
D
एंजाइमेटिक फोर्क
Solution
(B) $DNA$ प्रतिकृतियन के दौरान,$DNA$ हेलिक्स के दो रज्जुक (strands) हेलिकेज एंजाइम द्वारा अलग किए जाते हैं। यह पृथक्करण एक '$Y$' के आकार की संरचना बनाता है जिसे प्रतिकृतियन फोर्क (Replication fork) कहा जाता है। यह वह स्थान है जहाँ नए $DNA$ रज्जुक का संश्लेषण होता है।
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MediumMCQ
$DNA$ प्रतिकृति (replication) के दौरान नई श्रृंखला का संश्लेषण किस दिशा में होता है?
A
$3' \rightarrow 5'$
B
$5' \rightarrow 3'$
C
$5' \rightarrow 5'$
D
$3' \rightarrow 3'$
Solution
(B) $DNA$ प्रतिकृति के दौरान,$DNA$ पॉलीमरेज़ एंजाइम नई बन रही $DNA$ श्रृंखला के $3'-OH$ सिरे पर डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड्स को जोड़ने का कार्य करता है।
चूंकि एंजाइम केवल $3'$ सिरे पर ही न्यूक्लियोटाइड जोड़ सकता है,इसलिए नई $DNA$ श्रृंखला का संश्लेषण हमेशा $5' \rightarrow 3'$ दिशा में होता है।
यह सभी जीवित जीवों में $DNA$ प्रतिकृति का एक मूलभूत गुण है।
चूंकि एंजाइम केवल $3'$ सिरे पर ही न्यूक्लियोटाइड जोड़ सकता है,इसलिए नई $DNA$ श्रृंखला का संश्लेषण हमेशा $5' \rightarrow 3'$ दिशा में होता है।
यह सभी जीवित जीवों में $DNA$ प्रतिकृति का एक मूलभूत गुण है।
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MediumMCQ
$DNA$ की किस टेम्पलेट रज्जुक (strand) पर नया रज्जुक असंतत (discontinuously) रूप से संश्लेषित होता है?
A
$5' \rightarrow 3'$
B
$3' \rightarrow 5'$
C
$5' \rightarrow 5'$
D
$A$ और $B$ दोनों
Solution
(B) $DNA$ प्रतिकृतियन (replication) के दौरान,$DNA$ पॉलीमरेज़ एंजाइम केवल $5' \rightarrow 3'$ दिशा में ही नए रज्जुक का संश्लेषण कर सकता है।
चूंकि $DNA$ के दो रज्जुक प्रतिसमांतर (antiparallel) होते हैं,इसलिए एक रज्जुक (अग्रगामी रज्जुक - leading strand) प्रतिकृतियन कांटा (replication fork) की ओर $5' \rightarrow 3'$ दिशा में निरंतर संश्लेषित होता है।
दूसरा रज्जुक,जिसकी टेम्पलेट दिशा $3' \rightarrow 5'$ होती है,उस पर नया रज्जुक छोटे टुकड़ों में संश्लेषित होता है जिन्हें ओकाज़ाकी खंड (Okazaki fragments) कहा जाता है।
अतः,असंतत संश्लेषण $3' \rightarrow 5'$ ध्रुवता वाली टेम्पलेट रज्जुक पर होता है।
चूंकि $DNA$ के दो रज्जुक प्रतिसमांतर (antiparallel) होते हैं,इसलिए एक रज्जुक (अग्रगामी रज्जुक - leading strand) प्रतिकृतियन कांटा (replication fork) की ओर $5' \rightarrow 3'$ दिशा में निरंतर संश्लेषित होता है।
दूसरा रज्जुक,जिसकी टेम्पलेट दिशा $3' \rightarrow 5'$ होती है,उस पर नया रज्जुक छोटे टुकड़ों में संश्लेषित होता है जिन्हें ओकाज़ाकी खंड (Okazaki fragments) कहा जाता है।
अतः,असंतत संश्लेषण $3' \rightarrow 5'$ ध्रुवता वाली टेम्पलेट रज्जुक पर होता है।
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View SolutionMolecular Basis of Inheritance — Replication · Frequently Asked Questions
1Are these Molecular Basis of Inheritance questions useful for JEE and NEET?
Yes. All questions in this section are mapped to JEE Main and NEET exam patterns. Previous year questions from JEE Main, NEET, GUJCET and state-level exams are included with full solutions.
2Can I switch to Hindi or Gujarati for these questions?
Yes. Use the language tabs in the hero section or the sidebar to view the same questions and solutions in English, Hindi or Gujarati.
3How do I generate a question paper from this subtopic?
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