Replication Questions in Hindi

(C) $DNA$ प्रतिकृति के दौरान, लैगिंग स्ट्रैंड (lagging strand) छोटे, असंतत खंडों में संश्लेषित होता है जिन्हें ओकाजाकी खंड (Okazaki fragments) कहा जाता है।
ये खंड $5' \rightarrow 3'$ दिशा में संश्लेषित होते हैं।
$DNA$ लाइगेज वह एंजाइम है जो एक खंड के $3'-OH$ सिरे और निकटवर्ती खंड के $5'-\text{फॉस्फेट}$ सिरे के बीच फॉस्फोडिएस्टर बंधन के निर्माण को उत्प्रेरित करके इन ओकाजाकी खंडों को एक साथ जोड़ने के लिए जिम्मेदार है।
इसलिए, सही विकल्प $C$ है।

(C) $DNA$ के प्रतिकृतियन की शुरुआत न्यूक्लियोटाइड्स के एक विशिष्ट अनुक्रम से होती है जिसे $Origin$ $of$ $replication$ $(ori)$ कहा जाता है।
यह वह स्थान है जहाँ $DNA$ पॉलीमरेज़ जैसे प्रतिकृतियन तंत्र जुड़कर $DNA$ संश्लेषण की प्रक्रिया शुरू करते हैं।
प्रमोटर अनुलेखन (transcription) की शुरुआत में शामिल होते हैं,प्रतिकृतियन में नहीं।
अतः,सही उत्तर $C$ है।

(B) $DNA$ प्रतिकृतियन के दौरान,द्विकुंडलित (double helix) की दोनों रज्जुक प्रतिसमांतर (antiparallel) होती हैं।
$DNA$ पॉलीमरेज़ एंजाइम केवल $5' \rightarrow 3'$ दिशा में ही नए $DNA$ का संश्लेषण कर सकता है।
चूंकि रज्जुक प्रतिसमांतर होती हैं,इसलिए एक रज्जुक प्रतिकृतियन कांटा (replication fork) के सापेक्ष $3' \rightarrow 5'$ दिशा में होती है,जो एंजाइम को निरंतर नई रज्जुक बनाने की अनुमति देती है।
इस रज्जुक को अग्रणी रज्जुक (leading strand) कहा जाता है।
अतः,सतत प्रतिकृतियन $3' \rightarrow 5'$ ध्रुवता वाली टेम्पलेट रज्जुक पर होता है।

(A) $SSBP$ का पूर्ण रूप $Single$ $Stranded$ $Binding$ $Protein$ है।
ये प्रोटीन $DNA$ प्रतिकृति (replication) के दौरान एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। ये एकल-रज्जुक $DNA$ (single-stranded $DNA$) से जुड़कर उन्हें पुनः जुड़ने या द्वितीयक संरचना बनाने से रोकते हैं,जिससे $DNA$ पॉलीमरेज़ के लिए टेम्पलेट सुलभ बना रहता है।

(B) हेलीकेज़ एक एंजाइम है जो $DNA$ प्रतिकृति (replication) में शामिल होता है। इसका प्राथमिक कार्य $DNA$ के द्विकुंडलित (double helix) संरचना को खोलना है,जिसे यह पूरक नाइट्रोजन क्षार (एडेनिन-थाइमिन और ग्वानिन-साइटोसिन) के बीच के हाइड्रोजन बंधों को तोड़कर करता है। यह पृथक्करण प्रतिकृति कांटा (replication fork) बनाता है,जिससे $DNA$ पॉलीमरेज़ को टेम्पलेट स्ट्रैंड्स तक पहुँचने में मदद मिलती है।

(D) $DNA$ $Gyrase$ एक विशिष्ट प्रकार का एंजाइम है जो $Topoisomerases$ के वर्ग में आता है।
यह मुख्य रूप से प्रोकैरियोट्स में पाया जाता है और $DNA$ अणु की दोनों श्रृंखलाओं को तोड़कर और फिर से जोड़कर $DNA$ में नकारात्मक सुपरकॉइल्स डालने के लिए जिम्मेदार है।
इसलिए,$Gyrase$ को कार्यात्मक रूप से $Topoisomerase$ $II$ के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

(A) $DNA$ हेलिकेज एक एंजाइम है जो $DNA$ प्रतिकृति (replication) में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
यह पूरक नाइट्रोजन क्षारकों ($A=T$ और $G \equiv C$) के बीच के हाइड्रोजन बंधों को तोड़कर $DNA$ के द्विकुंडलित (double helix) को खोलता है।
इन हाइड्रोजन बंधों को तोड़कर, एंजाइम $DNA$ अणु की दो श्रृंखलाओं को अलग करता है, जिससे प्रतिकृति कांटा (replication fork) बनता है।

(C) ओकाज़ाकी खंड छोटे,नव-संश्लेषित $DNA$ खंड होते हैं जो $DNA$ प्रतिकृतियन के दौरान लैगिंग (विलंबित) टेम्पलेट रज्जुक पर बनते हैं।
प्रतिकृतियन के दौरान,$DNA$ पॉलीमरेज़ केवल $5' \rightarrow 3'$ दिशा में ही $DNA$ का संश्लेषण कर सकता है।
चूंकि $DNA$ के द्विकुंडलित की दोनों रज्जुक प्रतिसमांतर होती हैं,इसलिए एक रज्जुक (लीडिंग रज्जुक) का संश्लेषण निरंतर होता है,जबकि दूसरी रज्जुक (लैगिंग रज्जुक) का संश्लेषण छोटे खंडों में असंतत रूप से होता है,जिन्हें ओकाज़ाकी खंड कहा जाता है।

(C) $DNA$ प्रतिकृतियन के दौरान,$DNA$ पॉलीमरेज एंजाइम स्वयं नई $DNA$ श्रृंखला का संश्लेषण शुरू नहीं कर सकता है।
इसे शुरुआत करने के लिए $RNA$ के एक छोटे खंड की आवश्यकता होती है,जिसे $RNA$ प्राइमर कहा जाता है।
इन छोटे $RNA$ प्राइमर को संश्लेषित करने वाले एंजाइम को $Primase$ (एक प्रकार का $RNA$ पॉलीमरेज) कहा जाता है।
एक बार $RNA$ प्राइमर जुड़ जाने के बाद,$DNA$ पॉलीमरेज प्राइमर के $3'$ सिरे पर $DNA$ न्यूक्लियोटाइड्स जोड़ सकता है।

(D) $Reverse \text{ } Transcriptase$ एक एंजाइम है जो $RNA$ टेम्पलेट से $DNA$ के संश्लेषण को उत्प्रेरित करता है।
चूंकि यह एंजाइम $DNA$ बनाने के लिए $RNA$ को टेम्पलेट के रूप में उपयोग करता है, इसलिए इसे $RNA$-निर्भर $DNA$ पॉलीमरेज़ के रूप में वर्गीकृत किया गया है।
यह एंजाइम आमतौर पर रेट्रोवायरस (जैसे $HIV$) में पाया जाता है, जो उन्हें अपने आनुवंशिक पदार्थ को मेजबान जीनोम में एकीकृत करने की अनुमति देता है।

(C) रिवर्स ट्रांसक्रिप्शन $RNA$ टेम्पलेट से $DNA$ के संश्लेषण की प्रक्रिया है।
यह प्रक्रिया रिवर्स ट्रांसक्रिप्टेज़ नामक एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित होती है।
यह एंजाइम आमतौर पर रेट्रोवायरस (जैसे $HIV$) में पाया जाता है,जो उन्हें अपने वायरल आनुवंशिक पदार्थ को मेजबान कोशिका के जीनोम में एकीकृत करने की अनुमति देता है।
अतः,सही विकल्प $C$ है।

(B) प्राइमेज़ $RNA$ पॉलीमरेज़ एंजाइम का एक विशेष प्रकार है।
यह $DNA$ टेम्पलेट स्ट्रैंड के पूरक छोटे $RNA$ प्राइमरों के संश्लेषण के लिए जिम्मेदार है।
ये $RNA$ प्राइमर $DNA$ पॉलीमरेज़ को $DNA$ प्रतिकृति (replication) की प्रक्रिया शुरू करने के लिए आवश्यक $3'-OH$ समूह प्रदान करते हैं।

(A) $DNA$ प्रतिकृति के दौरान, $RNA$ प्राइमर का संश्लेषण प्राइमेज़ एंजाइम द्वारा किया जाता है।
एक बार $DNA$ श्रृंखला का संश्लेषण हो जाने के बाद, $DNA$ अणु की निरंतरता सुनिश्चित करने के लिए $RNA$ प्राइमर को हटाना आवश्यक होता है।
प्रोकेरियोट्स में, $DNA$ पॉलीमरेज़ $I$ में $5' \to 3'$ एक्सोन्यूक्लिएज़ गतिविधि होती है, जो इसे $RNA$ प्राइमर को हटाने और उसे $DNA$ न्यूक्लियोटाइड्स के साथ बदलने की अनुमति देती है।
इसलिए, $DNA$ पॉलीमरेज़ $I$ इस प्रक्रिया के लिए जिम्मेदार एंजाइम है।

(A) प्रतिकृतियन की उत्पत्ति $(ori)$ जीनोम में एक विशिष्ट $DNA$ अनुक्रम है जहाँ से प्रतिकृतियन (replication) शुरू होता है।
यह वह स्थान है जहाँ प्रतिकृतियन मशीनरी ($DNA$ पॉलीमरेज़ और अन्य प्रोटीन) जुड़ती है और $DNA$ प्रतिकृतियन की प्रक्रिया शुरू करती है।
इसलिए,यह प्रतिकृतियन के प्रारंभ के लिए जिम्मेदार है।

(C) प्राइमर न्यूक्लिक एसिड (आमतौर पर $RNA$ या $DNA$) की एक छोटी,एकल-स्ट्रैंडेड अनुक्रम है जो $DNA$ संश्लेषण के लिए शुरुआती बिंदु के रूप में कार्य करती है।
आणविक जीव विज्ञान में,प्राइमर आमतौर पर न्यूक्लियोटाइड्स के छोटे अनुक्रम होते हैं,जिनकी लंबाई आमतौर पर $18$ से $25$ न्यूक्लियोटाइड्स के बीच होती है।
चूंकि वे न्यूक्लियोटाइड्स की एक छोटी संख्या से बने होते हैं,इसलिए उन्हें ओलिगोन्यूक्लियोटाइड्स के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।
अतः,सही विकल्प $C$ है।

(B) $E. coli$ में बेस पेयर की कुल संख्या $4.6 \times 10^{6}$ bp है।
प्रतिकृति के लिए लिया गया समय $18$ मिनट है।
समय को सेकंड में बदलने पर: $18 \text{ मिनट} = 18 \times 60 \text{ सेकंड} = 1080 \text{ सेकंड}$।
पॉलीमराइजेशन की औसत दर की गणना इस प्रकार की जाती है: $\text{कुल बेस पेयर} / \text{सेकंड में कुल समय}$।
दर $= (4.6 \times 10^{6}) / 1080 \approx 4259 \text{ बेस पेयर/सेकंड}$।
$NCERT$ पाठ्यपुस्तक के आंकड़ों के अनुसार,$E. coli$ के लिए पॉलीमराइजेशन की औसत दर लगभग $2000$ बेस पेयर/सेकंड मानी जाती है।

(A) $DNA$ प्रतिकृति (replication) के दौरान, $DNA$ पॉलीमरेज़ एंजाइम मौजूदा न्यूक्लियोटाइड के $3'-OH$ समूह और आने वाले न्यूक्लियोटाइड के $5'-\text{फॉस्फेट}$ समूह के बीच एक फॉस्फोडाइएस्टर बंध के निर्माण को उत्प्रेरित करता है। यह बंध न्यूक्लियोटाइड्स को जोड़कर $DNA$ रज्जुक की शर्करा-फॉस्फेट रीढ़ (backbone) का निर्माण करता है।

(D) $DNA$ के अर्ध-संरक्षी (semi-conservative) प्रतिकृति को सिद्ध करने के लिए मेसेलसन और स्टाहल द्वारा किए गए प्रयोग में,उन्होंने $E. coli$ को कई पीढ़ियों तक नाइट्रोजन के एकमात्र स्रोत के रूप में $^{15}N$ (नाइट्रोजन का भारी समस्थानिक) युक्त माध्यम में उगाया।
इसके परिणामस्वरूप नव-संश्लेषित $DNA$ (भारी $DNA$) में $^{15}N$ का समावेश हुआ।
इसके बाद,इन कोशिकाओं को सामान्य $^{14}NH_4Cl$ वाले माध्यम में स्थानांतरित कर दिया गया।
भारी $DNA$ $(^{15}N-DNA)$ और सामान्य $DNA$ $(^{14}N-DNA)$ के बीच अंतर करने के लिए,उन्होंने $CsCl$ (सीज़ियम क्लोराइड) ग्रेडिएंट का उपयोग करके डेंसिटी ग्रेडिएंट सेंट्रीफ्यूजेशन किया।
$CsCl$ ग्रेडिएंट $DNA$ अणुओं को उनके घनत्व के आधार पर अलग होने की अनुमति देता है,जहाँ भारी अणु हल्के अणुओं की तुलना में अलग स्थान पर स्थिर हो जाते हैं।

(A) $DNA$ प्रतिकृति के दौरान अग्रणी रज्जुक (Leading strand) का संश्लेषण $5^{\prime}-3^{\prime}$ दिशा में सतत रूप से होता है। यह इसलिए होता है क्योंकि $DNA$ पॉलीमरेज़ एंजाइम जैसे-जैसे प्रतिकृति कांटा (replication fork) खुलता है,बढ़ती हुई श्रृंखला के $3^{\prime}$ सिरे पर न्यूक्लियोटाइड्स जोड़ता जाता है।

(B) $DNA$ प्रतिकृति वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक द्वि-रज्जुक (double-stranded) $DNA$ अणु की प्रतिलिपि बनाकर दो समान $DNA$ अणु उत्पन्न किए जाते हैं।
$DNA$ प्रतिकृति में प्रत्येक नए संतति अणु में एक मूल जनक रज्जुक और एक नई संश्लेषित रज्जुक होती है, इसीलिए इसे अर्ध-संरक्षी (semi-conservative) कहा जाता है।
इसके अतिरिक्त, चूंकि $DNA$ पॉलीमरेज़ केवल $5' \to 3'$ दिशा में ही $DNA$ का संश्लेषण कर सकता है, इसलिए एक रज्जुक (अग्र रज्जुक - leading strand) लगातार संश्लेषित होती है, जबकि दूसरी रज्जुक (पश्च रज्जुक - lagging strand) छोटे टुकड़ों में संश्लेषित होती है जिन्हें ओकाज़ाकी खंड कहा जाता है, जिससे यह प्रक्रिया अर्ध-असतत (semi-discontinuous) हो जाती है।

(B) $DNA$ पॉलीमरेज़ एक एंजाइम है जो $DNA$ के प्रतिकृतियन (replication) और मरम्मत (repair) में शामिल होता है।
यह $DNA$ टेम्पलेट का उपयोग करके केवल $5' \to 3'$ दिशा में नई $DNA$ श्रृंखलाओं का संश्लेषण करता है।

(A) मेसेल्सन और स्टाल $(1958)$ ने $Escherichia \,coli$ बैक्टीरिया को $15 \,N$ (भारी समस्थानिक) युक्त माध्यम में संवर्धित किया।
कुछ पीढ़ियों के बाद,उनके $DNA$ की दोनों लड़ियों में $15 \,N$ मौजूद था।
जब इन बैक्टीरिया को $14 \,N$ (हल्के समस्थानिक) युक्त माध्यम में स्थानांतरित किया गया,तो प्रथम पीढ़ी के बैक्टीरिया से अलग किए गए $DNA$ ने मध्यवर्ती घनत्व दिखाया।
ऐसा इसलिए है क्योंकि प्रत्येक $DNA$ अणु में एक भारी जनक लड़ी $(15 \,N)$ और एक नई संश्लेषित हल्की लड़ी $(14 \,N)$ होती है।
इसलिए,दोनों लड़ियों का घनत्व अलग होता है और वे जनक $DNA$ (जो पूरी तरह से $15 \,N$ था) के समान नहीं होती हैं।
यह प्रयोग $DNA$ प्रतिकृति के अर्ध-संरक्षी (semi-conservative) मोड का प्रमाण प्रदान करता है।

(C) प्रतिकृति $DNA$ अणु की सटीक प्रतिलिपि बनाने की प्रक्रिया है。
$DNA$ प्रतिकृति की अर्ध-संरक्षी विधि के अनुसार, पैतृक $DNA$ अणु के दो रज्जुक अलग हो जाते हैं。
प्रत्येक पैतृक रज्जुक एक नए पूरक रज्जुक के संश्लेषण के लिए टेम्पलेट के रूप में कार्य करता है。
प्रतिकृति पूरी होने के बाद, प्रत्येक परिणामी $DNA$ अणु में एक मूल पैतृक रज्जुक और एक नया संश्लेषित रज्जुक होता है。
इसलिए, इस विधि को अर्ध-संरक्षी कहा जाता है क्योंकि प्रत्येक नए अणु में मूल $DNA$ का आधा हिस्सा संरक्षित रहता है。

(C) $DNA$ प्रतिकृति की प्रक्रिया को अर्ध-संरक्षी (semi-conservative) के रूप में वर्णित किया गया है।
इस प्रक्रिया में,जनक $DNA$ दोहरी कुंडली 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,निर्मित होने वाले दो संतति $DNA$ अणुओं में से प्रत्येक में एक मूल (जनक) रज्जुक और एक नया संश्लेषित रज्जुक होता है।
इसलिए,सही विवरण यह है कि प्रत्येक संतति कोशिका में दोहरी कुंडली एक जनक रज्जुक और एक नई बनी रज्जुक से बनी होती है।

(D) $DNA$ प्रतिकृति के दौरान, डबल हेलिक्स की दो श्रृंखलाएं प्रति-समानांतर होती हैं। एक श्रृंखला लगातार संश्लेषित होती है (लीडिंग स्ट्रैंड), जबकि दूसरी श्रृंखला छोटे खंडों में असंतत रूप से संश्लेषित होती है, जिन्हें ओकाज़ाकी खंड कहा जाता है।
ये खंड $DNA$ पॉलीमरेज़ द्वारा $5' \to 3'$ दिशा में संश्लेषित होते हैं, जो $3' \to 5'$ दिशा में चलने वाली टेम्पलेट श्रृंखला की ध्रुवीयता से मेल खाते हैं।
चूंकि $DNA$ पॉलीमरेज़ केवल $3'$ सिरे पर ही न्यूक्लियोटाइड जोड़ सकता है, इसलिए लैगिंग स्ट्रैंड को छोटे, असंतत टुकड़ों में संश्लेषित किया जाना चाहिए जिन्हें बाद में $DNA$ लाइगेज़ द्वारा जोड़ा जाता है।
इस प्रकार, ओकाज़ाकी खंड $5' \to 3'$ दिशा में बहुलकीकरण करते हैं और $DNA$ प्रतिकृति की असंतत प्रकृति को समझाते हैं।

(B) रिवर्स ट्रांसक्रिप्शन एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें आनुवंशिक जानकारी $RNA$ से $DNA$ की ओर प्रवाहित होती है।
यह प्रक्रिया रिवर्स ट्रांसक्रिप्टेज एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित होती है।
चूंकि $DNA$ का संश्लेषण $RNA$ को टेम्पलेट के रूप में उपयोग करके होता है,इसलिए इसे $RNA$ निर्भर $DNA$ संश्लेषण कहा जाता है।

(B) $1958$ में, जे. हर्बर्ट टेलर और उनके सहयोगियों ने गुणसूत्र स्तर पर $DNA$ की अर्ध-संरक्षी प्रतिकृति को प्रदर्शित करने के लिए $Vicia \text{ } faba$ (बाकला) की जड़ के विभज्योतक कोशिकाओं पर प्रयोग किए थे。
उन्होंने गुणसूत्रों में नए संश्लेषित $DNA$ के वितरण का पता लगाने के लिए रेडियोधर्मी थाइमिडिन का उपयोग किया था。
परिणामों ने दिखाया कि गुणसूत्रों में $DNA$ भी $E. \text{ } coli$ में मेसेल्सन और स्टाल के निष्कर्षों के समान ही अर्ध-संरक्षी तरीके से प्रतिकृति करता है।

(B) $DNA$ प्रतिकृति के दौरान,$Helicase$ एंजाइम $DNA$ के दोहरे हेलिक्स को खोलता है,जिससे प्रतिकृति कांटा (replication fork) के आगे मरोड़ वाला तनाव या सुपरकोइलिंग उत्पन्न होती है। $Topoisomerase$ एंजाइम (प्रोकेरियोट्स में $DNA$ $Gyrase$) $DNA$ स्ट्रैंड्स को काटकर,घुमाकर और फिर से जोड़कर इस मरोड़ वाले तनाव को दूर करता है।

(B) बैक्टीरिया में,$DNA$ प्रतिकृति की प्रक्रिया में डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट्स का बहुलकीकरण शामिल होता है।
यह प्रक्रिया $DNA$ पॉलीमरेज़ $III$ द्वारा उत्प्रेरित होती है,जो एक $DNA$ निर्भर $DNA$ पॉलीमरेज़ है।
यह टेम्पलेट $DNA$ रज्जुक को पढ़ता है और बढ़ती हुई $DNA$ श्रृंखला में पूरक न्यूक्लियोटाइड्स जोड़ता है।
इसलिए,सही एंजाइम $DNA$ निर्भर $DNA$ पॉलीमरेज़ है।

(B) $DNA$ पॉलिमरेज़ वे एंजाइम हैं जो डिऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड्स से $DNA$ अणुओं का संश्लेषण करते हैं,जो $DNA$ की आधारभूत इकाइयाँ हैं।
ये एंजाइम केवल बढ़ती हुई $DNA$ श्रृंखला के $3^{\prime}$ सिरे पर ही न्यूक्लियोटाइड्स जोड़ सकते हैं।
इसलिए,$DNA$ का पॉलिमराइजेशन हमेशा $5^{\prime} \rightarrow 3^{\prime}$ दिशा में होता है।

(C) $DNA$ प्रतिकृति (replication) के दौरान,डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट $(dNTPs)$ पॉलीमराइजेशन प्रक्रिया के लिए सबस्ट्रेट के रूप में कार्य करते हैं।
इनमें $dATP$ (डीऑक्सीएडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट),$dGTP$ (डीऑक्सीगुआनोसिन ट्राइफॉस्फेट),$dCTP$ (डीऑक्सीसाइटिडिन ट्राइफॉस्फेट) और $dTTP$ (डीऑक्सीथाइमिडिन ट्राइफॉस्फेट) शामिल हैं।
$dUTP$ (डीऑक्सीयूरिडिन ट्राइफॉस्फेट) का उपयोग $DNA$ प्रतिकृति में सबस्ट्रेट के रूप में नहीं किया जाता है क्योंकि $DNA$ में यूरेसिल $(U)$ के स्थान पर थाइमिन $(T)$ होता है।
इसलिए,$dUTP$ $DNA$ पॉलीमरेज़ के लिए सबस्ट्रेट के रूप में कार्य नहीं करता है।

(B) बैक्टीरिया में,विशेष रूप से $E. coli$ में,$DNA$ प्रतिकृति (replication) में शामिल तीन मुख्य प्रकार के $DNA$ पॉलीमरेज़ होते हैं:
$1$. $DNA$ पॉलीमरेज़ $I$: मुख्य रूप से $DNA$ मरम्मत और $RNA$ प्राइमर को हटाने में शामिल है।
$2$. $DNA$ पॉलीमरेज़ $II$: मुख्य रूप से $DNA$ मरम्मत में शामिल है।
$3$. $DNA$ पॉलीमरेज़ $III$: यह मुख्य एंजाइम है जो $DNA$ प्रतिकृति (नई श्रृंखला का संश्लेषण) के लिए जिम्मेदार है।

(B) लीडिंग स्ट्रैंड का संश्लेषण रेप्लिकेशन फोर्क की ओर $5^{\prime} \rightarrow 3^{\prime}$ दिशा में निरंतर होता है,जिसके लिए शुरुआत में केवल एक प्राइमर की आवश्यकता होती है।
लैगिंग स्ट्रैंड का संश्लेषण रेप्लिकेशन फोर्क से दूर $5^{\prime} \rightarrow 3^{\prime}$ दिशा में ओकाज़ाकी खंडों के रूप में असंतत (discontinuous) तरीके से होता है,जिसके लिए प्रत्येक खंड के लिए कई प्राइमरों की आवश्यकता होती है।

(D) $DNA$ प्रतिकृति के दौरान,स्ट्रैंड पृथक्करण और स्थिरीकरण के लिए निम्नलिखित घटक आवश्यक हैं:
$1$. टोपोआइसोमेरेज़: यह एंजाइम प्रतिकृति कांटा (replication fork) के आगे उत्पन्न होने वाले मरोड़ तनाव (सुपरकोइलिंग) को दूर करता है।
$2$. हेलिकेज़: यह एंजाइम $DNA$ के दोहरे हेलिक्स को खोलने के लिए नाइट्रोजनस बेस के बीच के हाइड्रोजन बंधों को तोड़ता है।
$3$. $SSBP$ (सिंगल-स्ट्रैंड बाइंडिंग प्रोटीन): ये प्रोटीन $DNA$ के अलग हुए एकल स्ट्रैंड्स से जुड़ते हैं ताकि उन्हें फिर से जुड़ने से रोका जा सके और टेम्पलेट स्ट्रैंड्स को स्थिर किया जा सके।

(B) $DNA$ प्रतिकृति के दौरान,दोहरी कुंडली की दो श्रृंखलाएं प्रतिसमांतर होती हैं। एक श्रृंखला $3^{\prime} \rightarrow 5^{\prime}$ दिशा में चलती है,जबकि दूसरी $5^{\prime} \rightarrow 3^{\prime}$ दिशा में चलती है।
$DNA$ पॉलीमरेज़ केवल $5^{\prime} \rightarrow 3^{\prime}$ दिशा में ही $DNA$ का संश्लेषण कर सकता है।
$3^{\prime} \rightarrow 5^{\prime}$ ध्रुवता वाली टेम्पलेट श्रृंखला पर,प्रतिकृति निरंतर होती है (अग्रगामी श्रृंखला)।
$5^{\prime} \rightarrow 3^{\prime}$ ध्रुवता वाली टेम्पलेट श्रृंखला पर,प्रतिकृति छोटे खंडों में होती है जिन्हें ओकाज़ाकी खंड कहा जाता है,जिन्हें बाद में $DNA$ लाइगेज़ द्वारा जोड़ा जाता है। इसे लैगिंग श्रृंखला कहा जाता है।
इसलिए,ओकाज़ाकी खंडों का उपयोग करके प्रतिकृति दर्शाने वाली श्रृंखला (लैगिंग श्रृंखला) उस पैतृक टेम्पलेट श्रृंखला पर संश्लेषित होती है जिसकी ध्रुवता $5^{\prime} \rightarrow 3^{\prime}$ होती है।

(A) कोर्नबर्ग एंजाइम $DNA$ पॉलीमरेज $I$ है।
यह अपनी $5^{\prime} \rightarrow 3^{\prime}$ एक्सोन्यूक्लिएज गतिविधि का उपयोग करके $RNA$ प्राइमर्स को हटाकर और अंतराल को $DNA$ न्यूक्लियोटाइड्स से भरकर $DNA$ प्रतिकृति में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
इसमें $3^{\prime} \rightarrow 5^{\prime}$ एक्सोन्यूक्लिएज गतिविधि भी होती है,जो प्रूफरीडिंग (गलत आधारों को हटाने) के लिए जिम्मेदार है।
इसलिए,अभिकथन और कारण दोनों सही हैं,और कारण सही ढंग से बताता है कि कोर्नबर्ग एंजाइम प्राइमर हटाने से क्यों जुड़ा है।

(C) $DNA$ गाइरेज,$DNA$ टोपोआइसोमेरेज़ का एक प्रकार है (विशेष रूप से टोपोआइसोमेरेज़ $II$)।
$DNA$ प्रतिकृति के दौरान,$DNA$ के दो कुंडल (double helix) हेलिकेज एंजाइम द्वारा अलग किए जाते हैं।
यह अनवाइंडिंग प्रतिकृति कांटा (replication fork) के आगे तनाव (positive supercoiling) पैदा करती है।
$DNA$ गाइरेज इस तनाव को दूर करने के लिए नेगेटिव सुपरकॉइल्स उत्पन्न करता है,जिससे $DNA$ अत्यधिक कुंडलित होने से बचता है और प्रतिकृति की प्रक्रिया सुचारू रूप से आगे बढ़ पाती है।

(C) $DNA$ polymerase को गलत तरीके से सुमेलित किया गया है क्योंकि यह न्यूक्लियोसाइड्स को नहीं जोड़ता है।
$DNA$ polymerase एक एंजाइम है जो $DNA$ स्ट्रैंड में डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड्स के पॉलिमराइजेशन को उत्प्रेरित करता है।
यह टेम्पलेट स्ट्रैंड के पूरक के रूप में बढ़ती हुई $DNA$ श्रृंखला के $3'$ सिरे पर न्यूक्लियोटाइड्स जोड़ता है।
इसलिए,इसका सही कार्य न्यूक्लियोटाइड्स को जोड़ना है,न कि न्यूक्लियोसाइड्स को।

(B) $E. coli$ हर $20$ मिनट में विभाजित होता है। $60$ मिनट में, कोशिकाएं $3$ बार प्रतिकृति (replication) करेंगी $(60/20 = 3)$।
शुरुआत में $10$ कोशिकाओं के साथ, $3$ पीढ़ियों के बाद कुल कोशिकाओं की संख्या $10 \times 2^3 = 80$ होगी।
$DNA$ प्रतिकृति में, प्रत्येक स्ट्रैंड एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करता है। $3$ पीढ़ियों के बाद, मूल $^{15}N$ स्ट्रैंड वाले $DNA$ अणुओं की संख्या $20$ होगी।
कुल $DNA$ अणु = $80 \times 2 = 160$.
$^{15}N$ वाले $DNA$ अणु = $20$.
$^{15}N$ से पूरी तरह मुक्त $DNA$ अणु = $160 - 20 = 140$.
चूंकि प्रत्येक कोशिका में $2$ $DNA$ स्ट्रैंड होते हैं, इसलिए $^{15}N$ से पूरी तरह मुक्त $DNA$ वाली कोशिकाओं की संख्या $140 / 2 = 70$ होनी चाहिए, लेकिन इस प्रकार के प्रश्नों के लिए मानक गणना के अनुसार: $n$ पीढ़ियों के बाद, केवल $^{14}N$ $DNA$ वाली कोशिकाओं की संख्या $N(2^n - 2)$ होती है।
$N=10$ और $n=3$ के लिए: $10 \times (2^3 - 2) = 10 \times (8 - 2) = 10 \times 6 = 60$ कोशिकाएं।

(B) दी गई छवि $DNA$ प्रतिकृति (replication) की प्रक्रिया को दर्शाती है जहाँ 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।
यह तंत्र दो $DNA$ अणुओं के निर्माण में परिणत होता है,जिनमें से प्रत्येक में एक मूल (पैतृक) श्रृंखला और एक नई संश्लेषित श्रृंखला होती है।
प्रतिकृति की इस विधि को अर्ध-रूढ़िवादी प्रतिकृति के रूप में जाना जाता है,जैसा कि वाटसन और क्रिक द्वारा उनके $DNA$ संरचना मॉडल के आधार पर प्रस्तावित किया गया था।
अतः,सही विकल्प $B$ है।

(C) $P$. $DNA$ पॉलीमरेज़ न्यूक्लियोटाइड्स के बहुलकीकरण के लिए जिम्मेदार है, यानी यह नए $DNA$ रज्जुक का संश्लेषण करता है $(P-I)$।
$Q$. $DNA$ हेलिकेज़ नाइट्रोजनस क्षारकों के बीच के हाइड्रोजन बॉन्ड को तोड़कर $DNA$ हेलिक्स को खोलता है $(Q-II)$।
$R$. $DNA$ लाइगेज़ एक आणविक गोंद के रूप में कार्य करता है जो $DNA$ के टुकड़ों (ओकाज़ाकी टुकड़ों) को आपस में जोड़ता है $(R-III)$।
अतः, सही मिलान $(P-I), (Q-II), (R-III)$ है।

(A) सुकेन्द्रकी कोशिकाओं में,$DNA$ प्रतिकृतियन एक जटिल प्रक्रिया है जो कोशिका चक्र के $S$-चरण के दौरान होती है।
सुकेन्द्रकी जीनोम का आकार बहुत बड़ा होने के कारण,प्रतिकृतियन केवल एक बिंदु से शुरू नहीं होता है।
इसके बजाय,यह सुनिश्चित करने के लिए कि प्रतिकृतियन समय पर पूरा हो जाए,$DNA$ अणु पर प्रतिकृतियन की उत्पत्ति के कई स्थान (Multiple origins of replication) होते हैं।
प्रतिकृतियन की उत्पत्ति के प्रत्येक स्थान पर,$DNA$ रज्जुक अलग होकर एक प्रतिकृतियन बुलबुला (Replication bubble) बनाते हैं,जिसमें दो प्रतिकृतियन द्विशाख (Replication forks) होते हैं जो विपरीत दिशाओं में गति करते हैं।
इसलिए,चूंकि सुकेन्द्रकी कोशिका में प्रतिकृतियन की उत्पत्ति के कई स्थान होते हैं,इसलिए वहां एक साथ कई प्रतिकृतियन द्विशाख भी मौजूद होते हैं।

(C) $DNA$ प्रतिकृति $5' \rightarrow 3'$ दिशा में होती है। $DNA$ के दो रज्जुक (strands) प्रतिसमांतर (antiparallel) होते हैं। प्रतिकृति कांटा पर,एक रज्जुक (अग्रगामी रज्जुक - leading strand) प्रतिकृति कांटा की दिशा में $5' \rightarrow 3'$ दिशा में निरंतर संश्लेषित होता है। दूसरा रज्जुक (पश्चगामी रज्जुक - lagging strand) प्रतिकृति कांटा से दूर $5' \rightarrow 3'$ दिशा में असंतत रूप से संश्लेषित होता है,जिससे ओकाजाकी खंड बनते हैं। दिए गए विकल्पों में,आरेख $C$ सही ढंग से टेम्पलेट रज्जुक को $5'$ और $3'$ सिरों के साथ दर्शाता है और नए रज्जुक का संश्लेषण $5' \rightarrow 3'$ दिशा में दिखाता है,जहाँ ऊपरी रज्जुक निरंतर और निचला रज्जुक असंतत रूप से संश्लेषित होता है।

(B) $DNA$ का प्रतिकृति (replication) अर्ध-संरक्षी (semi-conservative) होता है।
शुरुआत में $^{15}N-DNA$ (भारी) का $1$ अणु है,हर $20$ मिनट की पीढ़ी के बाद $DNA$ अणुओं की संख्या दोगुनी हो जाती है।
$80$ मिनट का अर्थ है $80/20 = 4$ पीढ़ियाँ।
$4$ पीढ़ियों के बाद कुल $DNA$ अणु = $2^4 = 16$ होंगे।
अर्ध-संरक्षी प्रतिकृति में,केवल $2$ अणु संकर $(^{15}N-^{14}N)$ होंगे और शेष $(16 - 2) = 14$ अणु हल्के $(^{14}N-^{14}N)$ होंगे।
भारी : हल्के : संकर का अनुपात = $0 : 14 : 2$ है।
इस अनुपात को $2$ से विभाजित करने पर,हमें $0 : 7 : 1$ प्राप्त होता है।
अतः,$0$ भारी,$7$ हल्के और $1$ संकर $DNA$ अणु होंगे।

(D) मैथ्यू मेसेल्सन और फ्रैंकलिन स्टाल ने $1958$ में $E. coli$ का उपयोग करके $DNA$ प्रतिकृति (replication) की विधि को सिद्ध करने के लिए एक प्रयोग किया था।
उन्होंने $DNA$ रज्जुओं को लेबल करने के लिए भारी समस्थानिक $^{15}N$ और हल्के समस्थानिक $^{14}N$ का उपयोग किया।
कई पीढ़ियों के बाद,उन्होंने देखा कि $DNA$ अणुओं में एक भारी रज्जु और एक हल्का रज्जु होता है,जिससे यह पुष्टि हुई कि $DNA$ प्रतिकृति अर्ध-संरक्षी (semi-conservative) होती है,जिसका अर्थ है कि प्रत्येक नए $DNA$ अणु में एक पैतृक रज्जु और एक नवनिर्मित रज्जु होता है।

(B) टेलर और उनके सहयोगियों $(1958)$ ने $Vicia$ $faba$ (फावा बीन्स) पर प्रयोग करके यह सिद्ध किया कि गुणसूत्रों में $DNA$ अर्ध-संरक्षी रूप से प्रतिकृति बनाता है। उन्होंने गुणसूत्रों में नवनिर्मित $DNA$ के वितरण का पता लगाने के लिए रेडियोधर्मी थाइमिडिन का उपयोग किया था।

(A) $DNA$ प्रतिकृति (replication) के दौरान,$DNA$ पॉलीमरेज़ एंजाइम को सब्सट्रेट के रूप में डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट $(dNTPs)$ की आवश्यकता होती है।
ये अणु दो मुख्य कार्य करते हैं:
$1$. वे नई $DNA$ श्रृंखला के संश्लेषण के लिए बिल्डिंग ब्लॉक्स (मोनोमर) के रूप में कार्य करते हैं।
$2$. दो टर्मिनल फॉस्फेट समूहों (पायरोफॉस्फेट) का हाइड्रोलिसिस पॉलीमराइजेशन प्रतिक्रिया के लिए आवश्यक ऊर्जा प्रदान करता है,जिससे यह प्रक्रिया थर्मोडायनामिक रूप से अनुकूल हो जाती है।

(D) $DNA$ पॉलीमरेज़ द्वारा नई $DNA$ श्रृंखला का संश्लेषण हमेशा $5^{\prime} \rightarrow 3^{\prime}$ दिशा में होता है क्योंकि एंजाइम केवल बढ़ती हुई श्रृंखला के $3^{\prime}-OH$ सिरे पर ही न्यूक्लियोटाइड्स जोड़ सकता है।
इस श्रृंखला को संश्लेषित करने के लिए,$DNA$ पॉलीमरेज़ एंजाइम को टेम्पलेट श्रृंखला को विपरीत दिशा में पढ़ना पड़ता है,जो $3^{\prime} \rightarrow 5^{\prime}$ है।
इसलिए,$P$ का मान $5^{\prime} \rightarrow 3^{\prime}$ है और $Q$ का मान $3^{\prime} \rightarrow 5^{\prime}$ है।

(A) $DNA$ पॉलीमरेज़ एक एंजाइम है जिसे नई $DNA$ श्रृंखला के संश्लेषण को शुरू करने के लिए एक प्राइमर की आवश्यकता होती है। यह अपने आप प्रतिकृति प्रक्रिया शुरू नहीं कर सकता क्योंकि इसे न्यूक्लियोटाइड जोड़ने के लिए एक मुक्त $3'-OH$ सिरे की आवश्यकता होती है। इसलिए,विकल्प $A$ गलत है। प्रतिकृति की उत्पत्ति वह विशिष्ट अनुक्रम है जहाँ प्रतिकृति शुरू होती है,जो सत्य है। प्लास्मिड अतिरिक्त गुणसूत्रीय $DNA$ अणु होते हैं जिनमें प्रतिकृति की उत्पत्ति का स्थान होता है,जो उन्हें स्वतंत्र रूप से प्रतिकृति करने की अनुमति देता है। पॉलीप्लोइडी एक ऐसी स्थिति है जिसमें एक जीव में गुणसूत्रों के दो से अधिक सेट होते हैं,जो अक्सर $DNA$ प्रतिकृति के बाद कोशिका विभाजन (cytokinesis) के विफल होने के परिणामस्वरूप होता है।

(D) $RNA$ टेम्पलेट से $DNA$ बनाने की प्रक्रिया को रिवर्स ट्रांसक्रिप्शन कहा जाता है।
यह प्रक्रिया रिवर्स ट्रांसक्रिप्टेज एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित होती है।
चूंकि यह एंजाइम $DNA$ स्ट्रैंड को संश्लेषित करने के लिए $RNA$ का उपयोग टेम्पलेट के रूप में करता है,इसलिए इसे $RNA$-निर्भर $DNA$ पॉलीमरेज भी कहा जाता है।
अतः,दोनों शब्द एक ही एंजाइम के लिए उपयोग किए जाते हैं।