The DNA Questions in Gujarati

(A) $DNA$ એટલે ડિઓક્સિરિબોન્યુક્લિક એસિડ. તે ડિઓક્સિરિબોન્યુક્લિઓટાઈડ્સ તરીકે ઓળખાતા પુનરાવર્તિત એકમોથી બનેલી લાંબી શૃંખલા અથવા પોલીમર છે. દરેક ડિઓક્સિરિબોન્યુક્લિઓટાઈડ એક ડિઓક્સિરિબોઝ શર્કરા,એક ફોસ્ફેટ સમૂહ અને એક નાઈટ્રોજનયુક્ત બેઈઝનો બનેલો હોય છે. તેથી,$DNA$ ને ડિઓક્સિરિબોન્યુક્લિઓટાઈડ્સના લાંબા પોલીમર તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.

(B) જનીનિક દ્રવ્યના જથ્થાના આધારે સાચી જોડ નીચે મુજબ છે:
$1$. બેક્ટેરિયોફેઝ $\phi \times 174$ માં $5386$ ન્યુક્લિઓટાઈડ હોય છે $(P-I)$.
$2$. બેક્ટેરિયોફેઝ લેમ્ડામાં $48502$ બેઝ જોડી $(bp)$ હોય છે $(Q-II)$.
$3$. ઈશ્ચેરેશિયા કોલાઈ $(E. coli)$ માં $4.6 \times 10^6 \, bp$ હોય છે $(R-IV)$.
$4$. માનવ એકકીય $DNA$ માં $3.3 \times 10^9 \, bp$ હોય છે $(S-III)$.
તેથી,સાચી જોડ $(P-I), (Q-II), (R-IV), (S-III)$ છે.

(B) પોલિન્યુક્લિઓટાઈડ શૃંખલામાં,નાઈટ્રોજન બેઈઝ પેન્ટોઝ શર્કરાના $1'$ કાર્બન સાથે જોડાયેલા હોય છે.
પ્યુરિન એ બે વલય ધરાવતી રચનાઓ છે (એડેનાઈન અને ગ્વાનાઈન),જ્યારે પિરિમિડિન એ એક વલય ધરાવતી રચનાઓ છે (સાયટોસિન,થાઈમિન અને યુરેસિલ).
આપેલી આકૃતિમાં,$P$ અને $R$ દર્શાવતા આકારો મોટા છે (બે વલય ધરાવતી રચના),જે સૂચવે છે કે તેઓ પ્યુરિન છે.
$Q$ અને $S$ દર્શાવતા આકારો નાના છે (એક વલય ધરાવતી રચના),જે સૂચવે છે કે તેઓ પિરિમિડિન છે.
તેથી,$P$ અને $R$ એ પ્યુરિન નાઈટ્રોજન બેઈઝનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.

(B) પોલિન્યુક્લિઓટાઈડ શૃંખલામાં શર્કરા-ફોસ્ફેટનો આધાર (backbone) હોય છે,જેની સાથે નાઈટ્રોજન બેઈઝ જોડાયેલા હોય છે.
ચોક્કસ રીતે કહીએ તો,આ આધાર પેન્ટોઝ શર્કરા અને ફોસ્ફેટ જૂથના એકાંતરે જોડાણથી બને છે,જે ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.
નાઈટ્રોજન બેઈઝ આ આધારમાંથી અંદરની તરફ નીકળેલા હોય છે.

(C) $DNA$ અણુ એ ન્યુક્લિયોટાઈડનો પોલીમર છે. દરેક ન્યુક્લિયોટાઈડ નાઈટ્રોજન બેઈઝ,પેન્ટોઝ શર્કરા (ડીઓક્સિરાઈબોઝ) અને ફોસ્ફેટ જૂથનો બનેલો હોય છે.
ફોસ્ફેટ જૂથ $(PO_4^{3-})$ ફોસ્ફોરિક એસિડ $(H_3PO_4)$ માંથી મેળવવામાં આવે છે.
$DNA$ ના બેકબોનમાં,ફોસ્ફેટ જૂથો ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધ દ્વારા શર્કરાના અણુઓને જોડે છે.
આ ફોસ્ફેટ જૂથો એસિડિક ગુણધર્મો ધરાવતા હોવાથી (તે પ્રોટોન,$H^+$ મુક્ત કરે છે),તે $DNA$ અણુને એકંદરે ઋણ વીજભાર અને એસિડિક પ્રકૃતિ આપે છે.

(B) ઈર્વિન ચારગાફે અવલોકન કર્યું હતું કે $DNA$ માં એડેનીન $(A)$ નું પ્રમાણ હંમેશા થાયમીન $(T)$ ના પ્રમાણ જેટલું હોય છે,અને ગ્વાનીન $(G)$ નું પ્રમાણ હંમેશા સાયટોસિન $(C)$ ના પ્રમાણ જેટલું હોય છે.
આને ચારગાફનો નિયમ કહેવામાં આવે છે,જે દર્શાવે છે કે $A+G$ અને $T+C$ નો ગુણોત્તર $1$ હોય છે,અથવા વધુ સ્પષ્ટ રીતે કહીએ તો બેઝ જોડીના નિયમો $A=T$ અને $G=C$ છે.
આ અવલોકનો વોટસન અને ક્રિક માટે $DNA$ નું દ્વિ-કુંતલમય બંધારણ પ્રસ્તાવિત કરવા માટે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ હતા.

(A) $DNA$ અણુ શર્કરા-ફોસ્ફેટની કરોડરજ્જુ અને નાઈટ્રોજન બેઈઝનો બનેલો હોય છે.
જ્યારે શર્કરા (ડીઓક્સિરાઈબોઝ) અને ફોસ્ફેટ જૂથ તમામ $DNA$ અણુઓમાં સમાન હોય છે,ત્યારે નાઈટ્રોજન બેઈઝ ($Adenine$,$Thymine$,$Guanine$ અને $Cytosine$) નો ક્રમ જુદા જુદા સજીવોમાં નોંધપાત્ર રીતે અલગ હોય છે.
નાઈટ્રોજન બેઈઝનો આ વિશિષ્ટ ક્રમ જનીનિક કોડ તરીકે કાર્ય કરે છે,જે સજીવના જૈવિક લક્ષણો નક્કી કરે છે.
તેથી,$DNA$ માં વિવિધતા મુખ્યત્વે નાઈટ્રોજન બેઈઝના ક્રમને કારણે હોય છે.

(D) $DNA$ પોલિન્યુક્લિઓટાઈડ શૃંખલામાં,શર્કરા-ફોસ્ફેટની કરોડરજ્જુ ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધ દ્વારા બને છે.
પોલિન્યુક્લિઓટાઈડ શૃંખલાના $5^{\prime}$ છેડા પર,ડીઓક્સિરાઈબોઝ શર્કરાનો $5^{\prime}$ કાર્બન મુક્ત ફોસ્ફેટ સમૂહ સાથે જોડાયેલો હોય છે.
પોલિન્યુક્લિઓટાઈડ શૃંખલાના $3^{\prime}$ છેડા પર,ડીઓક્સિરાઈબોઝ શર્કરાના $3^{\prime}$ કાર્બન પર મુક્ત હાઈડ્રોક્સિલ $(-OH)$ સમૂહ હોય છે.
તેથી,મુક્ત ફોસ્ફેટ સમૂહ ધરાવતો છેડો $5^{\prime}$ છેડો $(P = 5^{\prime})$ છે અને મુક્ત $-OH$ સમૂહ ધરાવતો છેડો $3^{\prime}$ છેડો $(Q = 3^{\prime})$ છે.

(A) થાયમીન એ $DNA$ માં જોવા મળતો પિરિમિડિન બેઝ છે.
રાસાયણિક રીતે,તેને $5-$મિથાઈલ યુરેસીલ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
યુરેસીલ $RNA$ માં જોવા મળે છે,જ્યારે $DNA$ માં યુરેસીલ વલયના $5$ મા કાર્બન પર મિથાઈલેશન થવાથી થાયમીન બને છે.

$DNA$ ના $X$-ray વિવર્તનની માહિતી મૌરિક વિલ્કિન્સ અને રોઝલિન્ડ ફ્રેન્કલિન દ્વારા આપવામાં આવી હતી. આ મહત્વપૂર્ણ માહિતીએ જેમ્સ વોટ્સન અને ફ્રાન્સિસ ક્રિકને $1953$ માં $DNA$ નું બેવડું કુંતલ (double helix) મોડેલ રજૂ કરવામાં મદદ કરી હતી.

(A) આણ્વિય જીવવિજ્ઞાનમાં,ટેમ્પ્લેટ એ ન્યુક્લિક એસિડ ($DNA$ અથવા $RNA$) ની એક શૃંખલા છે જે પૂરક શૃંખલાના સંશ્લેષણ માટે એક નમૂના અથવા માર્ગદર્શિકા તરીકે કાર્ય કરે છે. પ્રતિકૃતિ (replication) અથવા પ્રત્યાંકન (transcription) જેવી પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન,ટેમ્પ્લેટ શૃંખલા પરના ન્યુક્લિયોટાઇડ્સનો ક્રમ નવા સંશ્લેષિત પોલિમરમાં ન્યુક્લિયોટાઇડ્સનો ક્રમ નક્કી કરે છે,જે આનુવંશિક માહિતીની સચોટ નકલ કરવાની ખાતરી આપે છે.

(D) વોટસન અને ક્રિક દ્વારા પ્રસ્તાવિત $B-DNA$ ના બેવડા કુંતલ (double helix) મોડેલમાં, બે ક્રમિક નાઈટ્રોજન બેઈઝની જોડ વચ્ચેનું અંતર $0.34 \, nm$ (અથવા $3.4 \, \mathring{A}$) હોય છે।
આ અંતરની ગણતરી કુંતલના એક સંપૂર્ણ આંટાની કુલ લંબાઈ $(3.4 \, nm)$ ને એક આંટામાં રહેલી બેઈઝની જોડની સંખ્યા $(10)$ વડે ભાગીને કરવામાં આવે છે।
તેથી, બે પાસપાસેની બેઈઝની જોડ વચ્ચેનું અંતર $0.34 \, nm$ છે।

(C) $DNA$ ($B$-$DNA$) ની રચના બેવડી કુંતલાકાર (double helix) હોય છે.
$DNA$ કુંતલના એક સંપૂર્ણ વળાંકનું અંતર $3.4\,nm$ (અથવા $34\,\mathring{A}$) હોય છે.
દરેક વળાંકમાં $10$ બેઝ જોડીઓ $(bp)$ આવેલી હોય છે.
તેથી,બે ક્રમિક બેઝ જોડીઓ વચ્ચેનું અંતર $0.34\,nm$ $(3.4\,nm / 10)$ થાય છે.
આમ,એક વળાંકમાં $10\,bp$ હોય છે અને તેની લંબાઈ $3.4\,nm$ હોય છે.

(C) $DNA$ ના અણુમાં,બે પોલિન્યુક્લિઓટાઈડ શૃંખલાઓ નાઈટ્રોજનયુક્ત બેઈઝ વચ્ચેના હાઈડ્રોજન બંધ દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલી હોય છે.
ચોક્કસ રીતે કહીએ તો,એડેનાઈન $(A)$ એ બે હાઈડ્રોજન બંધ દ્વારા થાયમિન $(T)$ સાથે જોડાય છે,અને ગ્વાનિન $(G)$ એ ત્રણ હાઈડ્રોજન બંધ દ્વારા સાયટોસિન $(C)$ સાથે જોડાય છે.
આકૃતિમાં $P$ લેબલ ગ્વાનિન $(G)$ અને સાયટોસિન $(C)$ વચ્ચેની ત્રણ તૂટક રેખાઓ તરફ નિર્દેશ કરે છે,જે આ પૂરક બેઈઝને જોડતા ત્રણ હાઈડ્રોજન બંધનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.

(D) આપેલ આકૃતિ $DNA$ નું દ્વિ-કુંતલમય બંધારણ દર્શાવે છે. આ બંધારણમાં,બે શર્કરા-ફોસ્ફેટ બેકબોનને જોડતા આડા પગથિયાં નાઈટ્રોજનયુક્ત બેઈઝની જોડ (base pairs) દર્શાવે છે. $P$ લેબલ આ આડા પગથિયાં તરફ નિર્દેશ કરે છે,જે પૂરક નાઈટ્રોજનયુક્ત બેઈઝ (દા.ત. એડેનાઈન સાથે થાઈમીન,ગ્વાનીન સાથે સાયટોસીન) વચ્ચે હાઈડ્રોજન બંધ દ્વારા બને છે. તેથી,$P$ એ બેઈઝ જોડ દર્શાવે છે.

(B) $DNA$ માં બે ક્રમિક બેઈઝ જોડ વચ્ચેનું અંતર $0.34 \,nm$ અથવા $0.34 \times 10^{-6} \,mm$ હોય છે.
$DNA$ ની કુલ લંબાઈ = $2.72 \,mm$.
બેઈઝ જોડની સંખ્યા = $\frac{\text{DNA ની કુલ લંબાઈ}}{\text{બે ક્રમિક બેઈઝ જોડ વચ્ચેનું અંતર}}$.
બેઈઝ જોડની સંખ્યા = $\frac{2.72 \,mm}{0.34 \times 10^{-6} \,mm}$.
બેઈઝ જોડની સંખ્યા = $\frac{2.72}{0.34} \times 10^6$.
બેઈઝ જોડની સંખ્યા = $8 \times 10^6$ બેઈઝ જોડ.

(B) સુકોષકેન્દ્રી સજીવોમાં $DNA$ નું પેકેજિંગ વિવિધ સ્તરે થાય છે:
$1$. $DNA$ હેલિક્સ હિસ્ટોન ઓક્ટામરની આસપાસ વીંટળાઈને ન્યુક્લિયોઝોમ બનાવે છે (બીડ્સ-ઓન-એ-સ્ટ્રિંગ રચના).
$2$. આ ન્યુક્લિયોઝોમ વધુ ગૂંચળાઈને અને સંકોચાઈને ક્રોમેટિન તંતુઓ બનાવે છે.
$3$. આ તંતુઓ વધુ વ્યવસ્થિત થઈને ક્રોમેટિન બનાવે છે,જે કોષ વિભાજન દરમિયાન અત્યંત સંકોચાઈને રંગસૂત્ર નામની સઘન રચના બનાવે છે.
તેથી,સાચો ક્રમ છે: $DNA$ $\rightarrow$ ન્યુક્લિયોઝોમ $\rightarrow$ ક્રોમેટિન $\rightarrow$ ક્રોમેટિન તંતુઓ $\rightarrow$ રંગસૂત્ર.

(C) ન્યુક્લિઓઝોમ એ હિસ્ટોન ઓક્ટામેરની આસપાસ વીંટળાયેલા $DNA$ નો બનેલો હોય છે.
સામાન્ય ન્યુક્લિઓઝોમમાં $DNA$ નો ખંડ આશરે $146$ બેઝ જોડીનો બનેલો હોય છે.
$B-DNA$ હેલિક્સમાં બે ક્રમિક બેઝ જોડી વચ્ચેનું અંતર $0.34 \, nm$ $(3.4 \, \mathring{A})$ હોવાથી,$DNA$ ની કુલ લંબાઈની ગણતરી આ મુજબ કરી શકાય:
લંબાઈ $= 146 \times 0.34 \, nm \approx 49.64 \, nm$.
જોકે,લિંકર $DNA$ અને સંપૂર્ણ રચનાને ધ્યાનમાં લેતા,પાઠ્યપુસ્તકોમાં કોર $DNA$ ની લંબાઈ માટે આશરે $146$ બેઝ જોડીનો ઉલ્લેખ કરવામાં આવે છે,જે લગભગ $50 \, nm$ જેટલી થાય છે. આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$17 \, nm$ ખોટું છે,$3.4 \, nm$ એ એક આંટાની લંબાઈ ($10$ બેઝ જોડી) છે,અને $34 \, nm$ એ ન્યુક્લિઓઝોમ કોર અને લિંકર સાથે સંકળાયેલા $DNA$ ની કુલ લંબાઈ માટે સામાન્ય રીતે વપરાતો અંદાજ છે. અભ્યાસક્રમને ધ્યાનમાં લેતા,આપેલા વિકલ્પોમાંથી $34 \, nm$ સૌથી યોગ્ય વિકલ્પ છે.

(B) યુક્રોમેટીન એ ક્રોમેટીનનો શિથિલ રીતે ગોઠવાયેલો ભાગ છે જે આછો અભિરંજિત થાય છે અને ટ્રાન્સક્રિપ્શનની દ્રષ્ટિએ સક્રિય હોય છે. તેથી,તે $I, IV, V$ ને અનુરૂપ છે.
હિટેરોક્રોમેટીન એ ક્રોમેટીનનો ગાઢ રીતે ગોઠવાયેલો ભાગ છે જે ઘેરો અભિરંજિત થાય છે અને ટ્રાન્સક્રિપ્શનની દ્રષ્ટિએ નિષ્ક્રિય હોય છે. તેથી,તે $II, III, VI$ ને અનુરૂપ છે.
આમ,સાચી જોડ યુક્રોમેટીન: $I, IV, V$ અને હિટેરોક્રોમેટીન: $II, III, VI$ છે.

(B) આકૃતિમાં ન્યુક્લિયોસોમ દર્શાવેલ છે,જે સુકોષકેન્દ્રી સજીવોમાં $DNA$ પેકેજિંગનો મૂળભૂત એકમ છે.
તે હિસ્ટોન ઓક્ટામરની આસપાસ વીંટળાયેલા $DNA$ ના ટુકડાનો બનેલો છે.
હિસ્ટોન ઓક્ટામરની આસપાસ વીંટળાયેલા $DNA$ ની લંબાઈ આશરે $146$ બેઈઝ જોડી જેટલી હોય છે,જેને ઘણી પાઠ્યપુસ્તકોમાં સરળતા માટે $147$ અથવા $150$ બેઈઝ જોડી તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$150$ બેઈઝ જોડી એ ન્યુક્લિયોસોમમાં હિસ્ટોન કોરની આસપાસ વીંટળાયેલા $DNA$ માટે સ્વીકૃત પ્રમાણભૂત મૂલ્ય છે.

(A) હિસ્ટોન ઓકટામર એ ક્રોમેટિન બંધારણનો પાયાનો એકમ છે,જેને ન્યુક્લિયોસોમ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તે $8$ હિસ્ટોન પ્રોટીનનો બનેલો સંકુલ છે.
આ પ્રોટીનમાં $H_2A, H_2B, H_3,$ અને $H_4$ ના દરેકના $2$ અણુઓ હોય છે.
$H_1$ હિસ્ટોન એ ઓકટામર કોરનો ભાગ નથી,પરંતુ તે $DNA$ સાથે જોડાય છે જ્યાં તે ન્યુક્લિયોસોમમાં પ્રવેશે છે અને બહાર નીકળે છે.

(A) હિસ્ટોન એ બેઝિક (બેઝિક) પ્રોટીન છે જે બેઝિક એમિનો એસિડ $Lysine$ (લાઈસિન) અને $Arginine$ (આર્જિનિન) થી સમૃદ્ધ હોય છે.
આ એમિનો એસિડ તેમની સાઈડ ચેઈનમાં ધન વીજભાર ધરાવે છે.
$DNA$ તેના ફોસ્ફેટ બેકબોનને કારણે ઋણ વીજભારિત હોવાથી,આ ધન વીજભારિત હિસ્ટોન પ્રોટીન $DNA$ ને ન્યુક્લિયોસોમ તરીકે ઓળખાતી રચનાઓમાં પેક કરવામાં મદદ કરે છે.

(C) $DNAs$ એ $DNA$ અણુનું બહુવચન સ્વરૂપ છે,જે $DNA$ ના અનેક અણુઓ અથવા શૃંખલાઓનો નિર્દેશ કરે છે.
$DNAase$ (અથવા $DNase$) એ એક ઉત્સેચક છે જે $DNA$ ની શૃંખલામાં રહેલા ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધનું જળવિભાજન કરીને તેને તોડે છે અથવા તેનું વિઘટન કરે છે.

(D) "વિશિષ્ટ જોડની જાણકારી પછી આનુવંશિક દ્રવ્યના નવા સ્વરૂપના નિર્માણની પ્રક્રિયાઓ વિશે તત્કાલ સુજાવ કરવાથી બચી શકાતું નથી" - આ વિધાન $1953$ માં $Nature$ જર્નલમાં પ્રકાશિત થયેલા તેમના સંશોધન પત્રમાં $James \ Watson$ અને $Francis \ Crick$ દ્વારા આપવામાં આવ્યું હતું। આ પ્રખ્યાત વાક્ય $DNA$ ના બેવડા કુંતલ (double helix) બંધારણમાં રહેલી પૂરક બેઝ જોડી ($A$ સાથે $T$ અને $G$ સાથે $C$) તરફ નિર્દેશ કરે છે,જે કોષ વિભાજન દરમિયાન આનુવંશિક માહિતીનું પ્રતિકૃતિ (replication) કેવી રીતે થાય છે તેનો તાર્કિક આધાર પૂરો પાડે છે.

(B) $tRNA$ અણુ તેની દ્વિ-પરિમાણીય રજૂઆતમાં ક્લોવર-લીફ (ત્રિપર્ણી) જેવો આકાર ધરાવે છે,જેને તેની દ્વિતીયક રચના તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. તેની વાસ્તવિક ત્રિ-પરિમાણીય રચનામાં,તે ઉંધા $L$-આકારના અણુ જેવું દેખાય છે,જે તેની તૃતીયક રચના દર્શાવે છે. તેથી,ક્લોવર-લીફ મોડલ ખાસ કરીને $tRNA$ ની દ્વિતીયક રચનાનો નિર્દેશ કરે છે.

(D) $tRNA$ (ટ્રાન્સફર $RNA$) ને $sRNA$ (સોલ્યુબલ $RNA$ - દ્રાવ્ય $RNA$) તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,કારણ કે ઐતિહાસિક રીતે તેને સેન્ટ્રીફ્યુગેશન દરમિયાન કોષના દ્રાવ્ય અંશમાંથી અલગ કરવામાં આવ્યું હતું. તે પ્રોટીન સંશ્લેષણ દરમિયાન રાઈબોઝોમ સુધી ચોક્કસ એમિનો એસિડ પહોંચાડવા માટે એડેપ્ટર અણુ તરીકે કાર્ય કરે છે.

(D) $DNA$ એ ફોસ્ફેટ બેકબોનની હાજરીને કારણે જલઅનુરાગી (hydrophilic) અણુ છે,જે તેને ધ્રુવીય બનાવે છે.
તેના જલઅનુરાગી સ્વભાવને કારણે,$DNA$ કોષરસપટલમાંથી પસાર થઈ શકતો નથી,જે હાઇડ્રોફોબિક લિપિડ બાયલેયરનું બનેલું હોય છે.
$DNA$ તેના બેકબોનમાં રહેલા ફોસ્ફેટ સમૂહો $(PO_4^{3-})$ ને કારણે ઋણવીજભારીત હોય છે.
તેથી,આપેલા તમામ વિધાનો સાચા છે.

(A) પ્રોબ એ એકલ-શૃંખલામય $DNA$ અથવા $RNA$ અણુ છે જેનો ઉપયોગ નમૂનામાં પૂરક શૃંખલાની હાજરી શોધવા માટે થાય છે.
હાઇબ્રિડાઇઝેશન પૂરક ન્યુક્લિઓટાઈડ્સ વચ્ચે બેઝ પેરિંગ દ્વારા થાય છે,જ્યાં $A$ એ $T$ (અથવા $RNA$ માં $U$) સાથે અને $C$ એ $G$ સાથે જોડાય છે.
મહત્વની વાત એ છે કે,$DNA$ શૃંખલાઓ પ્રતિસમાંતર $(antiparallel)$ હોય છે,જેનો અર્થ છે કે એક શૃંખલાનો $3'-5'$ છેડો બીજી પૂરક શૃંખલાના $5'-3'$ છેડા સાથે ગોઠવાય છે.
આપેલ પ્રોબ ક્રમ: $3'-A-T-C-A-G-C-5'$.
પૂરક શૃંખલા પ્રતિસમાંતર $(5'-3')$ હોવી જોઈએ અને બેઝ પેરિંગના નિયમોનું પાલન કરવું જોઈએ:
$3' \rightarrow 5'$ (પ્રોબ)
$5' \rightarrow 3'$ (લક્ષ્ય)
$A$ એ $T$ સાથે જોડાય છે
$T$ એ $A$ સાથે જોડાય છે
$C$ એ $G$ સાથે જોડાય છે
$A$ એ $T$ સાથે જોડાય છે
$G$ એ $C$ સાથે જોડાય છે
$C$ એ $G$ સાથે જોડાય છે
તેથી,પૂરક ક્રમ $5'-TAGTCG-3'$ છે.
આમ,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(C) $NCERT$ પાઠ્યપુસ્તક મુજબ સાચી જોડ નીચે મુજબ છે:
$1$. બેક્ટેરિયોફેજ $\phi \times 174$ માં $5386$ ન્યુક્લિઓટાઇડ્સ હોય છે $(a-ii)$.
$2$. બેક્ટેરિયોફેજ લેમ્બડામાં $48502$ બેઝ જોડી હોય છે $(b-i)$.
$3$. ઇશ્ચેરીકિયા કોલી $(E. coli)$ માં $4.6 \times 10^6$ બેઝ જોડી હોય છે $(c-iv)$.
$4$. માનવ $DNA$ ની એકકીય માત્રા $3.3 \times 10^9$ બેઝ જોડી છે $(d-iii)$.
તેથી,સાચો ક્રમ $(a) - (ii), (b) - (i), (c) - (iv), (d) - (iii)$ છે.

(B) ચારગાફના નિયમ મુજબ,એડેનાઇન $(A)$ નું પ્રમાણ થાઇમિન $(T)$ ના પ્રમાણ જેટલું હોય છે,અને સાયટોસિન $(C)$ નું પ્રમાણ ગ્વાનિન $(G)$ ના પ્રમાણ જેટલું હોય છે.
આપેલ છે કે $A = 30\%$,તેથી $T$ પણ $30\%$ હોવું જોઈએ.
આપેલ છે કે $C = 20\%$,તેથી $G$ પણ $20\%$ હોવું જોઈએ.
આમ,$T$ નું ટકાવારી પ્રમાણ $30\%$ અને $G$ નું $20\%$ થશે.

(A) વિધાન $I$ ખોટું છે કારણ કે ફોસ્ફેટ જૂથોની હાજરીને કારણે $DNA$ ઋણ વીજભારિત હોય છે,અને આદિકોષકેન્દ્રી સજીવોમાં તે ધન વીજભારિત પ્રોટીન દ્વારા જકડી રાખવામાં આવે છે.
વિધાન $II$ સાચું છે કારણ કે સુકોષકેન્દ્રી સજીવોમાં,ઋણ વીજભારિત $DNA$ ન્યુક્લિયોઝોમ બનાવવા માટે ધન વીજભારિત હિસ્ટોન ઓક્ટામરની આસપાસ વીંટળાયેલું હોય છે.
તેથી,વિધાન $I$ ખોટું છે અને વિધાન $II$ સાચું છે.

(A) હિસ્ટોન એ બેઝિક પ્રોટીન છે જે ન્યુક્લિયોસોમ બનાવવા માટે $DNA$ સાથે જોડાયેલા હોય છે.
આ પ્રોટીન ધન વીજભારિત બેઝિક એમિનો એસિડ,ખાસ કરીને $Lysine$ અને $Arginine$ થી સમૃદ્ધ હોય છે.
આ એમિનો એસિડનો ધન વીજભાર હિસ્ટોનને $DNA$ અણુના ઋણ વીજભારિત ફોસ્ફેટ બેકબોન સાથે મજબૂતીથી જોડાવા દે છે.

(C) ચારગાફના નિયમ મુજબ,એડેનાઇન $(A)$ નું પ્રમાણ થાઇમિન $(T)$ જેટલું હોય છે અને ગ્વાનિન $(G)$ નું પ્રમાણ સાયટોસિન $(C)$ જેટલું હોય છે.
અહીં એડેનાઇન $(A)$ = $20 \%$ આપેલ છે,તેથી થાઇમિન $(T)$ પણ $20 \%$ થશે.
$DNA$ અણુમાં પ્યુરિન $(A + G)$ અથવા પિરિમિડિન $(T + C)$ નું કુલ પ્રમાણ હંમેશા $50 \%$ હોય છે.
આમ,$T + C = 50 \%$ અને આપણે જાણીએ છીએ કે $T = 20 \%$,તેથી $C = 50 \% - 20 \% = 30 \%$ થશે.
તેથી,પિરિમિડિન $(T + C)$ નું કુલ પ્રમાણ $20 \% + 30 \% = 50 \%$ થાય.

(D) $NCERT$ મુજબ જનીન દ્રવ્યની લંબાઈના સાચા મૂલ્યો નીચે મુજબ છે:
$1$. બેક્ટેરિયોફેજ $\phi \times 174$ માં $5386$ ન્યુક્લિઓટાઇડ્સ હોય છે.
$2$. બેક્ટેરિયોફેજ લેમ્બડામાં $48502$ બેઝ જોડી $(bp)$ હોય છે.
$3$. $\text{E. coli}$ માં $4.6 \times 10^6 \ bp$ હોય છે.
$4$. મનુષ્યના $\text{DNA}$ નું એકકીય પ્રમાણ $3.3 \times 10^9 \ bp$ છે.
વિકલ્પ $D$ માં $3.3 \times 10^6 \ bp$ આપેલ છે,જે ખોટું છે; સાચું મૂલ્ય $3.3 \times 10^9 \ bp$ છે.

(C) મોબાઇલ જિનેટિક તત્વો, જેને ટ્રાન્સપોઝોન્સ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે $DNA$ ના એવા ક્રમ છે જે જિનોમમાં પોતાનું સ્થાન બદલી શકે છે. રેટ્રોટ્રાન્સપોઝોન્સ, જે આ તત્વોનો એક વિશિષ્ટ પ્રકાર છે, તે $RNA$ મધ્યવર્તી દ્વારા પ્રતિકૃતિ બનાવે છે. તેઓ સૌ પ્રથમ $RNA$ માં ટ્રાન્સક્રાઇબ થાય છે અને ત્યારબાદ નવા જિનોમિક સ્થાન પર દાખલ થવા માટે રિવર્સ-ટ્રાન્સક્રાઇબ થઈને ફરીથી $DNA$ માં રૂપાંતરિત થાય છે.

(A) અર્વિન ચાર્ગાફે $1950$ માં $\text{DNA}$ માટે બેઝ-પેરિંગના નિયમો રજૂ કર્યા હતા.
તેમણે અવલોકન કર્યું કે કોઈપણ દ્વિ-શૃંખલિત $\text{DNA}$ અણુમાં,એડેનાઈન $(A)$ નું પ્રમાણ થાઈમિન $(T)$ ના પ્રમાણ જેટલું હોય છે,અને ગ્વાનિન $(G)$ નું પ્રમાણ સાયટોસિન $(C)$ ના પ્રમાણ જેટલું હોય છે.
આના પરિણામે ગુણોત્તર $\frac{A}{T} = 1$ અને $\frac{G}{C} = 1,$ અથવા $\frac{A+G}{T+C} = 1$ મળે છે.
આ અવલોકનોને ચાર્ગાફના નિયમો તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(A) વોટસન અને ક્રિક દ્વારા પ્રસ્તાવિત $\text{DNA}$ ના દ્વિ-કુંડલિત મોડેલમાં,બે પોલીન્યુક્લિઓટાઈડ શૃંખલાઓ નાઈટ્રોજનયુક્ત બેઝ વચ્ચેના હાઈડ્રોજન બંધ દ્વારા જોડાયેલી હોય છે.
ચારગાફના નિયમ અને દ્વિ-કુંડલિત બંધારણની મર્યાદાઓ મુજબ,એક પ્યુરિન (એડેનાઈન અથવા ગ્વાનિન) હંમેશા એક પિરિમિડિન (થાયમિન અથવા સાયટોસિન) સાથે જોડાય છે.
પ્યુરિન એ બે વલય ધરાવતું બંધારણ છે,જ્યારે પિરિમિડિન એ એક વલય ધરાવતું બંધારણ છે.
પ્યુરિનને પિરિમિડિન સાથે જોડવાથી,બેઝની જોડીની કુલ પહોળાઈ અચળ રહે છે (આશરે $20 \text{ Å}$),જે $\text{dsDNA}$ અણુનો વ્યાસ સમાન જાળવી રાખે છે.
તેથી,બે શૃંખલાઓ વચ્ચેનું અચળ અંતર એ પ્યુરિન-પિરિમિડિન જોડાણનું સીધું પરિણામ છે.
આમ,$A$ અને $R$ બંને સાચા છે,અને $R$ એ $A$ ની સાચી સમજૂતી છે.

(D) $\text{DNA}$ ના દ્વિ-કુંતલની સ્થિરતા મુખ્યત્વે બે પરિબળો દ્વારા જળવાય છે:
$1$. બે શૃંખલાઓના નાઇટ્રોજનયુક્ત બેઝ વચ્ચેના હાઇડ્રોજન બંધ ચોક્કસ બેઝ જોડી ($A=T$ અને $G≡C$) પૂરી પાડે છે,જે શૃંખલાઓને એકસાથે જકડી રાખે છે.
$2$. બેઝ સ્ટેકિંગ આંતરક્રિયાઓ,જેમાં બેઝ પેરના સમતલ સપાટીઓ એકબીજાની ઉપર ગોઠવાય છે,તે કુંતલની ઉષ્માગતિશાસ્ત્રીય સ્થિરતામાં નોંધપાત્ર ફાળો આપે છે.
આ બંને લાક્ષણિકતાઓ સાચી હોવાથી,સાચો વિકલ્પ $(D)$ છે.

(A) દ્વિ-શૃંખલામય $\text{DNA}$ અણુમાં,બંને શૃંખલાઓ એકબીજાની પૂરક હોય છે.
બેઝ-જોડીના નિયમ મુજબ,એડેનાઈન $(A)$ એ થાઈમીન $(T)$ સાથે અને ગ્વાનીન $(G)$ એ સાયટોસીન $(C)$ સાથે જોડાય છે.
જો પ્રથમ શૃંખલામાં $15 \% A, 15 \% T, 40 \% G$ અને $30 \% C$ હોય,તો પૂરક શૃંખલામાં તેની સાથે જોડાતા બેઝ હોવા જોઈએ.
ચોક્કસ રીતે કહીએ તો,પ્રથમ શૃંખલાનો $A$ એ બીજી શૃંખલાના $T$ સાથે,પ્રથમનો $T$ એ બીજીના $A$ સાથે,પ્રથમનો $G$ એ બીજીના $C$ સાથે અને પ્રથમનો $C$ એ બીજીના $G$ સાથે જોડાય છે.
તેથી,પૂરક શૃંખલામાં નીચે મુજબના બેઝ હશે:
$15 \% T$ ($15 \% A$ સાથે જોડાતા),
$15 \% A$ ($15 \% T$ સાથે જોડાતા),
$40 \% C$ ($40 \% G$ સાથે જોડાતા),
$30 \% G$ ($30 \% C$ સાથે જોડાતા).
આ મૂલ્યોને ગોઠવતા,આપણને $15 \% A, 15 \% T, 30 \% G$ અને $40 \% C$ મળે છે.

(B) વિધાન $(a)$ સાચું છે: યુક્રોમેટિન છૂટું ગોઠવાયેલું હોય છે અને આછો રંગ ધારણ કરે છે.
વિધાન $(b)$ સાચું છે: હેટરોક્રોમેટિન ઘટ્ટ રીતે ગોઠવાયેલું હોય છે અને ટ્રાન્સક્રિપ્શનની દ્રષ્ટિએ નિષ્ક્રિય હોય છે.
વિધાન $(c)$ સાચું છે: હિસ્ટોન ઓક્ટામર $H2A, H2B, H3,$ અને $H4$ ના દરેકના બે અણુઓનું બનેલું હોય છે.
વિધાન $(d)$ ખોટું છે: ઉચ્ચ સ્તરના પેકેજિંગ માટે નોન-હિસ્ટોન ક્રોમોસોમલ $(NHC)$ પ્રોટીનની જરૂર પડે છે,વધારાના હિસ્ટોનની નહીં.
વિધાન $(e)$ ખોટું છે: માનવ દ્વિકીય કોષમાં $6.6 \times 10^9$ બેઝ જોડી હોય છે,$6.6 \times 10$ ન્યુક્લિયોસોમ નહીં.
તેથી,સાચા વિધાનો $(a), (b),$ અને $(c)$ છે.

(A) $B-DNA$ ના એક સંપૂર્ણ વળાંકમાં $10$ બેઝ જોડીઓ હોય છે.
દરેક બેઝ જોડી એક પ્યુરિન અને એક પિરિમિડિનની બનેલી હોય છે.
તેથી,એક સંપૂર્ણ વળાંકમાં $10$ પ્યુરિન બેઝ અને $10$ પિરિમિડિન બેઝ હોય છે.
પ્રશ્નમાં પ્યુરિન બેઝની સંખ્યા પૂછવામાં આવી હોવાથી,જવાબ $10$ છે.

(B) આપેલ આકૃતિ ન્યુક્લિયોસોમની રચના દર્શાવે છે.
આ રચનામાં:
$A$ એ $DNA$ અણુ દર્શાવે છે જે હિસ્ટોન કોરની આસપાસ વીંટળાયેલું છે.
$B$ એ હિસ્ટોન ઓક્ટામર દર્શાવે છે,જે આઠ હિસ્ટોન પ્રોટીન ($H_2A, H_2B, H_3, H_4$ ની જોડી) નો બનેલો સંકુલ છે.
$C$ એ લિંકર હિસ્ટોન,ખાસ કરીને હિસ્ટોન-$H_1$ દર્શાવે છે,જે $DNA$ સાથે જોડાય છે જ્યાં તે ન્યુક્લિયોસોમ કોર કણમાં પ્રવેશે છે અને બહાર નીકળે છે.
તેથી,સાચી ઓળખ $A \rightarrow$ $DNA$,$B \rightarrow$ હિસ્ટોન ઓક્ટામર,$C \rightarrow$ હિસ્ટોન-$H_1$ છે.

(C) જનીનિક દ્રવ્યના જથ્થાના આધારે સાચી જોડી નીચે મુજબ છે:
$1$. $\phi \times 174$ બેક્ટેરિયોફેજમાં $5386$ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ (બેઝ) હોય છે - $(a-ii)$.
$2$. મનુષ્ય (દ્વિતીય) માં $DNA$ નું પ્રમાણ $6.6 \times 10^9$ બેઝ જોડી (b.p) હોય છે - $(b-iii)$.
$3$. $E. coli$ માં $4.6 \times 10^6$ બેઝ જોડી (b.p) હોય છે - $(c-iv)$.
$4$. $\lambda$-ફેજમાં $48502$ બેઝ જોડી (b.p) હોય છે - $(d-i)$.
તેથી,સાચો ક્રમ $a-ii, b-iii, c-iv, d-i$ છે.

(B) ચારગાફના નિયમ મુજબ,$DNA$ ના બેવડા કુંતલમય અણુમાં પ્યુરિનની માત્રા હંમેશા પિરિમિડિનની માત્રા જેટલી જ હોય છે.
આને પ્યુરિન અને પિરિમિડિનના ગુણોત્તર $1:1$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.
અહીં પ્યુરિન બેઝની સંખ્યા $40$ આપેલી હોવાથી,પિરિમિડિન બેઝની સંખ્યા પણ $40$ જ હશે.

(A) $B-DNA$ ના બેવડા કુંતલ (double helix) માં,બે ક્રમિક બેઝ જોડીઓ વચ્ચેનું અંતર આશરે $3.4 \ \mathring{A}$ $(0.34 \ \text{nm})$ હોય છે.
અહીં $dsDNA$ શૃંખલામાં $100$ બેઝ જોડીઓ આપેલી છે.
$DNA$ અણુની કુલ લંબાઈ બેઝ જોડીઓની સંખ્યાને દરેક જોડી વચ્ચેના અંતર સાથે ગુણીને મેળવી શકાય છે.
લંબાઈ $= 100 \times 3.4 \ \mathring{A} = 340 \ \mathring{A}$.

(B) Erwin Chargaff એ અવલોકન કર્યું હતું કે $DNA$ ના બેવડા કુંતલ (double-stranded) અણુમાં પ્યુરિન્સ $(A + G)$ નું પ્રમાણ હંમેશા પિરિમિડિન્સ $(T + C)$ ના પ્રમાણ જેટલું જ હોય છે.
આને Chargaff નો નિયમ કહેવામાં આવે છે, જે દર્શાવે છે કે એડેનાઇન અને થાઇમિનનો ગુણોત્તર $1:1$ હોય છે અને ગ્વાનિન અને સાયટોસિનનો ગુણોત્તર $1:1$ હોય છે.

(C) $RNA$ માં ચાર નાઈટ્રોજન બેઝ હોય છે: એડેનિન $(A)$,ગ્વાનિન $(G)$,સાયટોસિન $(C)$ અને યુરેસિલ $(U)$. થાયમિન $(T)$ $DNA$ માં જોવા મળે છે પરંતુ $RNA$ માં તેની જગ્યાએ યુરેસિલ $(U)$ હોય છે. તેથી,થાયમિન એ $RNA$ નો ઘટક નથી.

(B) બેક્ટેરિયોફેજ $\phi X 174$ એ એક જાણીતો વાયરસ છે જે $E. coli$ ને સંક્રમિત કરે છે.
તેનું આનુવંશિક દ્રવ્ય સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ $DNA$ અણુનું બનેલું છે,જેને સામાન્ય રીતે $ssDNA$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
મોટાભાગના સજીવો કે જેઓ તેમના આનુવંશિક દ્રવ્ય તરીકે ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ $DNA$ $(dsDNA)$ નો ઉપયોગ કરે છે,તેનાથી વિપરીત,$\phi X 174$ એ સિંગલ-સ્ટ્રેન્ડેડ $DNA$ જીનોમ ધરાવતા વાયરસનું ઉત્તમ ઉદાહરણ છે.

(C) $DNA$ નો ન્યુક્લિયોટાઈડ ત્રણ ઘટકોનો બનેલો હોય છે: નાઈટ્રોજનયુક્ત બેઈઝ,ડીઓક્સિરાઈબોઝ શર્કરા અને ફોસ્ફેટ સમૂહ.
$DNA$ માં નાઈટ્રોજનયુક્ત બેઈઝ તરીકે એડેનાઈન $(A)$,ગ્વાનીન $(G)$,સાયટોસીન $(C)$ અને થાયમીન $(T)$ હોય છે.
$RNA$ માં થાયમીનને બદલે યુરેસિલ $(U)$ હોય છે અને ડીઓક્સિરાઈબોઝને બદલે રાઈબોઝ શર્કરાનો ઉપયોગ થાય છે.
વિકલ્પ $A$ ખોટો છે કારણ કે તેમાં રાઈબોઝ શર્કરાનો ઉપયોગ થયો છે.
વિકલ્પ $B$ ખોટો છે કારણ કે તેમાં યુરેસિલ અને રાઈબોઝ શર્કરાનો ઉપયોગ થયો છે.
વિકલ્પ $C$ સાચો છે કારણ કે તેમાં એડેનાઈન ($DNA$ બેઈઝ),ડીઓક્સિરાઈબોઝ શર્કરા અને ફોસ્ફેટ સમૂહ છે.
વિકલ્પ $D$ ખોટો છે કારણ કે તેમાં યુરેસિલનો ઉપયોગ થયો છે.

(C) $DNA$ ખંડની કુલ લંબાઈ $340 \text{ Å}$ છે.
$DNA$ હેલિક્સમાં બે ક્રમિક બેઇઝ જોડી વચ્ચેનું અંતર $3.4 \text{ Å}$ હોવાથી,કુલ બેઇઝ જોડીની સંખ્યા $340 \text{ Å} / 3.4 \text{ Å} = 100 \text{ બેઇઝ જોડી}$ થાય.
આનો અર્થ એ છે કે કુલ $200$ નાઇટ્રોજન બેઇઝ છે (દરેક શૃંખલા પર $100$).
ચારગાફના નિયમ મુજબ,એડેનાઇન $(A)$ ની સંખ્યા થાઇમિન $(T)$ ની સંખ્યા જેટલી હોય છે,અને ગ્વાનિન $(G)$ ની સંખ્યા સાયટોસિન $(C)$ ની સંખ્યા જેટલી હોય છે.
આપેલ છે કે $20$ થાઇમિન બેઇઝ છે,તેથી $20$ એડેનાઇન બેઇઝ હશે.
$A + T$ બેઇઝની કુલ સંખ્યા $20 + 20 = 40$ છે.
બાકી રહેલા બેઇઝ $G + C = 200 - 40 = 160$ છે.
$G = C$ હોવાથી,ગ્વાનિન બેઇઝની સંખ્યા $160 / 2 = 80$ થશે.