The DNA Questions in Gujarati

(B) $UV$ વિકિરણો,ખાસ કરીને $UV-B$,ના સંપર્કમાં આવવાથી $DNA$ માં પિરિમિડિન ડાયમર્સ,મુખ્યત્વે થાયમિન ડાયમર્સનું નિર્માણ થાય છે.
આ એટલા માટે થાય છે કારણ કે $UV$ પ્રકાશ $DNA$ અણુની એક જ શૃંખલા પર પાસ-પાસે રહેલા થાયમિન બેઝ વચ્ચે સહસંયોજક બંધ બનાવવા માટે પૂરતી ઉર્જા પૂરી પાડે છે.
આ ડાયમર્સ $DNA$ ના બંધારણમાં વિકૃતિ લાવે છે,જે જો કોષની સમારકામ પ્રણાલી દ્વારા સુધારવામાં ન આવે તો $DNA$ ના સ્વયંજનન દરમિયાન વિકૃતિઓ (mutations) પ્રેરી શકે છે.

(B) વર્ણવેલ પદ્ધતિ જનીનિક તત્વોની હેરફેરનો નિર્દેશ કરે છે જેને ટ્રાન્સપોઝોન્સ અથવા 'જમ્પિંગ જીન્સ' તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા,જેમાં $DNA$ નો ટૂંકો ખંડ રંગસૂત્રની અંદર એક સ્થાનથી બીજા સ્થાને અથવા રંગસૂત્રો વચ્ચે ખસે છે,તેને $DNA$ ટ્રાન્સપોઝિશન કહેવામાં આવે છે.
$DNA$ પ્રતિકૃતિ એ $DNA$ ની નકલ બનાવવાની પ્રક્રિયા છે,$DNA$ હાઇબ્રિડાઇઝેશન પૂરક શૃંખલાઓની જોડી બનાવવાની પ્રક્રિયા છે,અને $DNA$ પુનઃસંયોજન એ વિવિધ અણુઓ વચ્ચે જનીનિક દ્રવ્યની આપ-લે કરવાની પ્રક્રિયા છે.

(A) જેમ્સ વોટ્‌સન અને ફ્રાન્સિસ ક્રીકે $1953$ માં $DNA$ ના બેવડા કુંતલમય (double-helical) બંધારણનો નમુનો રજુ કર્યો હતો. આ શોધ મોરિસ વિલ્કિન્સ અને રોઝાલિન્ડ ફ્રેન્કલિન દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવેલા $X$-ray વિવર્તનના ડેટા પર આધારિત હતી. આ નમુનાએ સજીવોમાં આનુવંશિક માહિતી કેવી રીતે સંગ્રહિત થાય છે અને તેનું પ્રતિકૃતિ (replication) કેવી રીતે થાય છે તેની સ્પષ્ટ સમજ આપી હતી.

(B) $DNA$ ની સંરચના નીચે મુજબના લક્ષણો ધરાવે છે:
$(i)$ $DNA$ બે પોલિન્યુક્લિઓટાઈડ શૃંખલાઓનું બનેલું છે,જે દ્વિ-કુંડલમય રચના બનાવે છે.
(ii) દરેક શૃંખલાની બેકબોન શર્કરા અને ફોસ્ફેટની બનેલી હોય છે,નાઈટ્રોજન બેઈઝની નહીં.
(iii) બંને શૃંખલાઓ વિરુદ્ધ દિશામાં હોય છે,એટલે કે તેઓ પ્રતિ-સમાંતર ધ્રુવીયતા ધરાવે છે.
(iv) બંને શૃંખલાઓના નાઈટ્રોજન બેઈઝ હાઈડ્રોજન બંધ ($H$-બંધ) દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.
$(v)$ આ કુંડલ જમણી બાજુએ વળેલું (right-handed) હોય છે.
આમ,વિધાનો $(i)$,(iii),(iv) અને $(v)$ સાચા છે. આપેલા વિકલ્પો મુજબ,$(i)$ અને (iv) સૌથી યોગ્ય છે.

(C) $1$. $DNA$ ટુકડામાં બેઈઝની કુલ સંખ્યા = $3.2 \ kb = 3.2 \times 1000 = 3200$ બેઈઝ.
$2$. ચાર્ગાફના નિયમ મુજબ,પ્યુરીન્સની કુલ સંખ્યા પિરિમિડિન્સની કુલ સંખ્યા જેટલી હોય છે $(A + G = T + C)$.
$3$. દ્વિ-શૃંખલામય $DNA$ માં,$A = T$ અને $G = C$ હોય છે. તેથી,$A + G = 3200 / 2 = 1600$.
$4$. આપેલ છે કે એડેનાઈન $(A)$ અણુઓની સંખ્યા = $820$.
$5$. $A = T$ હોવાથી,થાઈમીન $(T)$ અણુઓની સંખ્યા = $820$ થાય.
$6$. સમીકરણ $A + G = 1600$ નો ઉપયોગ કરતા,$820 + G = 1600$ મળે.
$7$. $G = 1600 - 820 = 780$.
$8$. $G = C$ હોવાથી,સાયટોસીન $(C)$ અણુઓની સંખ્યા = $780$ થાય.

(C) દ્વિ-શૃંખલામય $DNA$ માટે ચારગાફના નિયમ મુજબ,એડેનાઇન $(A)$ નું પ્રમાણ થાઇમિન $(T)$ જેટલું હોય છે અને ગ્વાનિન $(G)$ નું પ્રમાણ સાયટોસિન $(C)$ જેટલું હોય છે.
તેથી,$(A + G) = (T + C)$ અને $(A + C) = (T + G)$ થાય છે.
પરિણામે,ગુણોત્તર $(A + G) / (C + T) = 1$ અને $(A + C) / (T + G) = 1$ એ બધી જાતિઓ માટે અચળ રહે છે.
જોકે,$(G + C) / (A + T)$ ગુણોત્તર વિવિધ જાતિઓ વચ્ચે નોંધપાત્ર રીતે બદલાય છે,કારણ કે તે સજીવના જિનોમના ચોક્કસ બેઝ બંધારણ પર આધાર રાખે છે.

(D) પેઢીઓ વચ્ચેની કડી $DNA$ (ડીઓક્સિરીબોન્યુક્લિઈક એસિડ) દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવે છે, જે એક પ્રકારનો $Nucleic \text{ } acid$ છે।
$DNA$ આનુવંશિક દ્રવ્ય તરીકે કાર્ય કરે છે જે માતા-પિતા પાસેથી સંતાનોમાં આનુવંશિક માહિતીનું વહન કરે છે।
જોકે રંગસૂત્રોમાં $DNA$ હોય છે, પરંતુ જીવનની સાતત્યતા અને વારસા માટે જવાબદાર મૂળભૂત રાસાયણિક અણુ $Nucleic \text{ } acid$ છે।

(B) આપેલ બેઈઝનો ગુણોત્તર $\frac{A+T}{G+C} = 0.3$ છે.
અહીં $A+T$ નાઈટ્રોજનયુક્ત બેઈઝનું કુલ પ્રમાણ $30,000$ આપેલું છે.
સમીકરણમાં કિંમત મૂકતા: $\frac{30,000}{G+C} = 0.3$.
$G+C$ શોધવા માટે સમીકરણને ગોઠવતા: $G+C = \frac{30,000}{0.3}$.
$G+C = \frac{300,000}{3} = 100,000$.
તેથી,$G+C$ નાઈટ્રોજનયુક્ત બેઈઝનું પ્રમાણ $100,000$ થશે.

(A) $DNA$ ના બેવડા કુંતલ (double helix) બંધારણમાં,બે ક્રમિક બેઝ પેર વચ્ચેનું અંતર આશરે $0.34 \ nm$ (અથવા $3.4 \ \mathring{A}$) હોય છે.
આ અંતર $B-DNA$ સ્વરૂપની એક પાયાની લાક્ષણિકતા છે,જે સજીવોમાં જોવા મળતું સૌથી સામાન્ય $DNA$ સ્વરૂપ છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(B) $DNA$ માં ચાર નાઈટ્રોજન બેઈઝ હોય છે: એડેનાઈન $(A)$,ગ્વાનીન $(G)$,સાયટોસીન $(C)$ અને થાયમીન $(T)$.
$RNA$ માં પણ ચાર નાઈટ્રોજન બેઈઝ હોય છે: એડેનાઈન $(A)$,ગ્વાનીન $(G)$,સાયટોસીન $(C)$ અને યુરેસીલ $(U)$.
$RNA$ માં,યુરેસીલ $(U)$ એ થાયમીન $(T)$ નું સ્થાન લે છે,જે $DNA$ માં જોવા મળે છે.

(B) જનીન એ $DNA$ (ડીઓક્સિરાઈબોન્યુક્લિક એસિડ) નો એક ખંડ છે.
$DNA$ એ ન્યુક્લિઓટાઈડનો પોલીમર છે,જે ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધ દ્વારા જોડાઈને લાંબી શૃંખલા બનાવે છે જેને પોલિન્યુક્લિઓટાઈડ કહેવામાં આવે છે.
તેથી,જનીન પોલિન્યુક્લિઓટાઈડનું બનેલું છે.

(B) $DNA$ અણુ બે પોલીન્યુક્લિઓટાઈડ શૃંખલાઓનો બનેલો છે જે વિરુદ્ધ દિશામાં ગોઠવાયેલી હોય છે,જેને પ્રતિસમાંતર (antiparallel) ગોઠવણી કહેવામાં આવે છે.
આ પ્રતિસમાંતર ગોઠવણી મુખ્યત્વે બે શૃંખલાઓના નાઈટ્રોજનયુક્ત બેઝ વચ્ચે બનતા વિશિષ્ટ હાઈડ્રોજન બંધ દ્વારા જળવાય છે.
ચોક્કસ રીતે કહીએ તો,એડેનાઈન $(A)$ એ થાઈમીન $(T)$ સાથે બે હાઈડ્રોજન બંધ દ્વારા અને ગ્વાનીન $(G)$ એ સાયટોસીન $(C)$ સાથે ત્રણ હાઈડ્રોજન બંધ દ્વારા જોડાય છે.
જોકે ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધ દરેક વ્યક્તિગત શૃંખલાનો મુખ્ય આધાર બનાવે છે,પરંતુ દ્વિ-કુંતલની પ્રતિસમાંતર પ્રકૃતિ પૂરક બેઝ વચ્ચેના હાઈડ્રોજન બંધની ભાત દ્વારા નક્કી થાય છે.

(D) $DNA$ (ડીઓક્સિરાઈબોન્યુક્લિક એસિડ) માં ચાર નાઈટ્રોજન બેઝ હોય છે: એડેનાઈન $(A)$,ગ્વાનીન $(G)$,સાયટોસીન $(C)$ અને થાયમિન $(T)$.
યુરેસીલ $(U)$ એ $RNA$ (રાઈબોન્યુક્લિક એસિડ) માં જોવા મળતો નાઈટ્રોજન બેઝ છે,જે થાયમિનના સ્થાને હોય છે.
તેથી,યુરેસીલ $DNA$ માં જોવા મળતો નથી.

(B) ન્યુક્લિક એસિડ એ ન્યુક્લિઓટાઈડના પોલિમર છે. દરેક ન્યુક્લિઓટાઈડ નાઈટ્રોજન બેઈઝ,પેન્ટોઝ શર્કરા અને ફોસ્ફેટ સમૂહનો બનેલો હોય છે.
નાઈટ્રોજન બેઈઝને બે પ્રકારમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે: પ્યુરીન્સ અને પિરિમિડિન્સ.
પ્યુરીન્સ એ બે વલય ધરાવતી રચનાઓ છે,જેમાં એડેનાઈન $(A)$ અને ગ્વાનીન $(G)$ નો સમાવેશ થાય છે.
પિરિમિડિન્સ એ એક વલય ધરાવતી રચનાઓ છે,જેમાં સાયટોસીન $(C)$,થાઈમીન $(T)$ અને યુરેસીલ $(U)$ નો સમાવેશ થાય છે.
$DNA$ માં,પ્યુરીન બેઈઝ એડેનાઈન અને ગ્વાનીન છે,જ્યારે પિરિમિડિન બેઈઝ સાયટોસીન અને થાઈમીન છે.

(B) $DNA$ (ડીઓક્સિરીબોન્યુક્લિક એસિડ) એ એક પાયાનો અણુ છે જે સજીવોમાં આનુવંશિક માહિતીનું વહન કરે છે.
સુકોષકેન્દ્રી કોષમાં,$DNA$ હિસ્ટોન પ્રોટીન સાથે જોડાઈને એક જટિલ રચના બનાવે છે જેને ક્રોમેટીન કહેવામાં આવે છે.
ક્રોમેટીન એ $DNA$ નું મુખ્ય સ્વરૂપ છે જે કોષકેન્દ્રમાં જોવા મળે છે,જે તેને આનુવંશિક દ્રવ્યનો આવશ્યક ઘટક બનાવે છે.
જોકે $DNA$ કોષકેન્દ્રની અંદર જોવા મળે છે,પરંતુ કોષકેન્દ્ર પોતે એક અંગિકા છે,$DNA$ નો ઘટક નથી.
રિબોઝોમ પ્રોટીન સંશ્લેષણમાં ભાગ લે છે અને હરિતકણ એ પ્રકાશસંશ્લેષણ માટેની અંગિકા છે,આ બંનેમાંથી કોઈ પણ $DNA$ ના ઘટકો નથી.

(B) $DNA$ ની બેવડી કુંડળી (double helix) બે પોલીન્યુક્લિઓટાઈડ શૃંખલાઓની બનેલી હોય છે જે વિરુદ્ધ દિશામાં ગોઠવાયેલી હોય છે,જેને પ્રતિસમાંતર ધ્રુવીયતા કહેવામાં આવે છે.
આ દિશા મુખ્યત્વે $3'-5'$ ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધ દ્વારા નક્કી થાય છે જે શર્કરા-ફોસ્ફેટ કરોડરજ્જુમાં ન્યુક્લિઓટાઈડ્સને જોડે છે.
જોકે $H$-બંધ પૂરક બેઝ જોડી દ્વારા બે શૃંખલાઓને એકસાથે રાખવા માટે જવાબદાર છે,પરંતુ પ્રતિસમાંતર પ્રકૃતિ એ કરોડરજ્જુમાં રહેલા ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધના રાસાયણિક અભિવિન્યાસનું પરિણામ છે.

(B) મોટાભાગના સજીવોમાં જનીનિક દ્રવ્ય $DNA$ (ડીઓક્સિરીબોન્યુક્લીક એસિડ) છે.
રંગસૂત્રો $DNA$ અને પ્રોટીન (મુખ્યત્વે હિસ્ટોન) ના બનેલા હોય છે.
$DNA$ માં સજીવોના વિકાસ,કાર્ય,વૃદ્ધિ અને પ્રજનન માટે જરૂરી સૂચનાઓ (જનીનો) હોય છે.
કોષ વિભાજન દરમિયાન,$DNA$ નું સ્વયંજનન થાય છે અને તે પછીની પેઢીમાં વહન પામે છે,જે જનીનિક લક્ષણોના વારસાની ખાતરી કરે છે.

(C) નાઈટ્રોજન બેઈઝને બે પ્રકારમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે: પ્યુરીન્સ અને પિરિમિડિન્સ.
પ્યુરીન્સમાં એડેનાઈન $(A)$ અને ગ્વાનીન $(G)$ નો સમાવેશ થાય છે,જે દ્વિ-વલયી બંધારણ ધરાવે છે.
પિરિમિડિન્સમાં સાયટોસીન $(C)$,થાયમિન $(T)$ અને યુરેસીલ $(U)$ નો સમાવેશ થાય છે,જે એક-વલયી બંધારણ ધરાવે છે.
તેથી,ગ્વાનીન એ પ્યુરીન છે,પિરિમિડિન નથી.

(C) $DNA$ ની બેવડી કુંતલમય રચના બે પોલીન્યુક્લિઓટાઈડ શૃંખલાઓની બનેલી હોય છે જે વિરુદ્ધ દિશામાં ગોઠવાયેલી હોય છે,જેને પ્રતિસમાંતર ધ્રુવીયતા કહેવામાં આવે છે.
એક શૃંખલા $5' \rightarrow 3'$ દિશામાં હોય છે,જ્યારે બીજી શૃંખલા $3' \rightarrow 5'$ દિશામાં હોય છે.
આનો અર્થ એ છે કે બેવડી કુંતલના એક છેડે,એક શૃંખલા પાસે મુક્ત $5'$-ફોસ્ફેટ સમૂહ હોય છે જ્યારે બીજી શૃંખલા પાસે મુક્ત $3'$-હાઈડ્રોક્સિલ સમૂહ હોય છે,અને બીજા છેડે આનાથી ઉલટું હોય છે.
તેથી,બે $DNA$ શૃંખલાઓની શરૂઆતમાં ફોસ્ફેટ સમૂહો વિરુદ્ધ સ્થિતિમાં હોય છે.

(D) $DNA$ (ડીઓક્સિરાઈબોન્યુક્લીક એસિડ) અણુ શર્કરા-ફોસ્ફેટના માળખા (backbone) નો બનેલો હોય છે.
આ માળખું $2$-ડીઓક્સિરાઈબોઝ શર્કરાના અણુઓ અને ફોસ્ફેટ સમૂહોની એકાંતરે ગોઠવણી દ્વારા બને છે.
નાઈટ્રોજનયુક્ત બેઝ (પ્યુરિન અને પિરિમિડિન) ડીઓક્સિરાઈબોઝ શર્કરાના $1'$ કાર્બન સાથે જોડાયેલા હોય છે અને અંદરની તરફ હોય છે,પરંતુ તેઓ મુખ્ય માળખું બનાવતા નથી.
તેથી,સાચો જવાબ શર્કરા અને ફોસ્ફેટ છે.

(C) $DNA$ (ડીઓક્સિરીબોન્યુક્લિક એસિડ) અને $RNA$ (રીબોન્યુક્લિક એસિડ) બે મુખ્ય ઘટકોમાં અલગ પડે છે:
$1$. શર્કરા: $DNA$ માં $2'-deoxyribose$ શર્કરા હોય છે,જ્યારે $RNA$ માં $ribose$ શર્કરા હોય છે.
$2$. નાઈટ્રોજન બેઝ: $DNA$ માં પિરિમિડિન તરીકે $thymine$ $(T)$ હોય છે,જ્યારે $RNA$ માં $thymine$ ના સ્થાને $uracil$ $(U)$ હોય છે.
તેથી,$DNA$ અને $RNA$ વચ્ચે શર્કરા અને નાઈટ્રોજન બેઝ બંને અલગ હોય છે.

(A) ન્યુક્લિક એસિડમાં રહેલા નાઈટ્રોજન બેઝને બે પ્રકારમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે: પ્યુરિન અને પિરિમિડિન.
પ્યુરિનમાં એડેનાઈન $(A)$ અને ગ્વાનાઈન $(G)$ નો સમાવેશ થાય છે,જે બેવડી વલય રચના ધરાવે છે.
પિરિમિડિનમાં સાયટોસિન $(C)$,થાઈમિન $(T)$ અને યુરેસિલ $(U)$ નો સમાવેશ થાય છે,જે એકલ વલય રચના ધરાવે છે.
તેથી,$T$ (થાઈમિન) અને $C$ (સાયટોસિન) એ પિરિમિડિન છે.

(A) $DNA$ માં બે ક્રમિક બેઈઝ પેર વચ્ચેનું અંતર $0.34 \text{ nm}$ અથવા $0.34 \times 10^{-9} \text{ m}$ હોય છે.
આપેલ છે,બેઈઝ પેરની સંખ્યા = $10,000$ અથવા $10^4$.
$DNA$ ની કુલ લંબાઈ = (બેઈઝ પેરની સંખ્યા) $\times$ (બે ક્રમિક બેઈઝ પેર વચ્ચેનું અંતર).
લંબાઈ = $10^4 \times 0.34 \times 10^{-9} \text{ m}$.
લંબાઈ = $0.34 \times 10^{-5} \text{ m}$ અથવા $3.4 \times 10^{-6} \text{ m}$.
આમ,સાચો જવાબ $A$ છે.

(B) જેમ્સ વોટસન અને ફ્રાન્સિસ ક્રીકે $1953$ માં $DNA$ નું બેવડું કુંતલમય મોડેલ રજૂ કર્યું હતું।
$DNA$ નું આ વિશિષ્ટ સ્વરૂપ જમણી બાજુ વળેલું કુંતલ (right-handed helix) ધરાવે છે, જેનો વ્યાસ $20 \text{ Å}$ અને પિચ $34 \text{ Å}$ હોય છે।
આ રચનાને $B-DNA$ સ્વરૂપ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, જે જીવંત કોષોમાં શારીરિક પરિસ્થિતિઓ હેઠળ જોવા મળતું સૌથી સામાન્ય અને સ્થાયી $DNA$ સ્વરૂપ છે।

(C) $DNA$ ની સંરચનામાં,નાઈટ્રોજનયુક્ત બેઝ હાઈડ્રોજન બંધ દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાય છે.
વોટસન અને ક્રિકના મોડેલ મુજબ,ગ્વાનીન $(G)$ હંમેશા સાયટોસીન $(C)$ સાથે ત્રણ હાઈડ્રોજન બંધ દ્વારા જોડાય છે.
તેનાથી વિપરીત,એડેનાઈન $(A)$ એ થાઈમીન $(T)$ સાથે બે હાઈડ્રોજન બંધ દ્વારા જોડાય છે.
તેથી,ગ્વાનીન અને સાયટોસીન વચ્ચેના $H$-બંધની સંખ્યા $3$ છે.

(D) $tRNA$ (ટ્રાન્સફર $RNA$) ને દ્રાવ્ય $RNA$ $(sRNA)$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે કારણ કે તે $RNA$ નો સૌથી નાનો પ્રકાર છે અને સેન્ટ્રીફ્યુગેશન દરમિયાન કોષના દ્રાવ્ય અંશમાં રહે છે. તે રાઈબોઝોમ સુધી વિશિષ્ટ એમિનો એસિડ પહોંચાડીને પ્રોટીન સંશ્લેષણમાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે.

(A) $DNA$ ના બેવડી કુંતલમય (double helix) રચનામાં,બે શૃંખલાઓ નાઈટ્રોજન બેઝ વચ્ચે રહેલા હાઈડ્રોજન બંધ ($H$-બંધ) દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલી હોય છે.
ચાર્ગાફના નિયમ અને બેઝ-જોડીના સિદ્ધાંત મુજબ,એડેનાઈન $(A)$ હંમેશા થાઈમિન $(T)$ સાથે બે $H$-બંધ દ્વારા અને ગ્વાનિન $(G)$ હંમેશા સાયટોસિન $(C)$ સાથે ત્રણ $H$-બંધ દ્વારા જોડાય છે.
આ હાઈડ્રોજન બંધ $DNA$ ની બેવડી કુંતલમય રચનાને સ્થિરતા પ્રદાન કરે છે.

(C) $DNA$ ના દ્વિ-કુંતલમાં, બેઝની જોડી ચારગાફના નિયમ મુજબ હોય છે: $Adenine$ $(A)$ એ $Thymine$ $(T)$ સાથે $2$ હાઇડ્રોજન બંધ દ્વારા જોડાય છે, અને $Guanine$ $(G)$ એ $Cytosine$ $(C)$ સાથે $3$ હાઇડ્રોજન બંધ દ્વારા જોડાય છે.
આપેલ શૃંખલાનો ક્રમ $A-T-C-G-A$ છે.
તેની પૂરક શૃંખલા $T-A-G-C-T$ હશે.
બંને શૃંખલાઓ વચ્ચેના હાઇડ્રોજન બંધ નીચે મુજબ છે:
$A$ અને $T$ વચ્ચે ($2$ બંધ)
$T$ અને $A$ વચ્ચે ($2$ બંધ)
$C$ અને $G$ વચ્ચે ($3$ બંધ)
$G$ અને $C$ વચ્ચે ($3$ બંધ)
$A$ અને $T$ વચ્ચે ($2$ બંધ)
$H$-બંધની કુલ સંખ્યા = $2 + 2 + 3 + 3 + 2 = 12$.

(D) $DNA$ ની સંરચના માટે ચાર્ગાફના નિયમ મુજબ,એડેનાઈન $(A)$ ની માત્રા થાયમિન $(T)$ ની માત્રા જેટલી હોય છે,અને ગ્વાનિન $(G)$ ની માત્રા સાયટોસિન $(C)$ ની માત્રા જેટલી હોય છે.
આપેલ છે:
થાયમિન $(T)$ ની સંખ્યા = $80$
એડેનાઈન $(A)$ ની સંખ્યા = $T = 80$
ગ્વાનિન $(G)$ ની સંખ્યા = $90$
સાયટોસિન $(C)$ ની સંખ્યા = $G = 90$
ન્યુક્લિઓટાઈડ્સની કુલ સંખ્યા = $A + T + G + C$
ન્યુક્લિઓટાઈડ્સની કુલ સંખ્યા = $80 + 80 + 90 + 90 = 340$.

(A) $DNA$ સૌપ્રથમ $1869$ માં ફ્રેડરિક મિશર દ્વારા શોધવામાં આવ્યું હતું. તેમણે તેને પરુના કોષોના કોષકેન્દ્રમાંથી અલગ કર્યું હતું અને તેને 'ન્યુક્લિન' $(Nuclein)$ નામ આપ્યું હતું.

(B) $DNA$ (ડીઓક્સિરીબોન્યુક્લિક એસિડ) એ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સનો પોલિમર છે. દરેક ન્યુક્લિયોટાઇડ નાઇટ્રોજનયુક્ત બેઇઝ,પેન્ટોઝ શર્કરા (ડીઓક્સિરીબોઝ) અને ફોસ્ફેટ સમૂહનો બનેલો હોય છે. ફોસ્ફેટ સમૂહ ફોસ્ફોરિક એસિડ $(H_3PO_4)$ માંથી મેળવવામાં આવે છે. આ ફોસ્ફેટ સમૂહોની હાજરીને કારણે,જે જલીય દ્રાવણમાં હાઇડ્રોજન આયનો $(H^+)$ મુક્ત કરે છે,$DNA$ એસિડિક ગુણધર્મો દર્શાવે છે. તેથી,$DNA$ ની એસિડિક પ્રકૃતિ મુખ્યત્વે ફોસ્ફોરિક એસિડના ઘટકને આભારી છે.

(A) $E. coli$ (Escherichia coli) નું જનીનદ્રવ્ય એકલ,બેવડી શૃંખલામય $(ds)$ વર્તુળીય $DNA$ અણુ છે. આ મોટાભાગના આદિકોષકેન્દ્રી સજીવોની લાક્ષણિકતા છે,જેમાં $DNA$ કોષકેન્દ્રમાં બંધિત હોતું નથી અને તે વર્તુળીય રંગસૂત્ર તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.

(C) $B-DNA$ ની સંરચનામાં,કુંતલનો દરેક સંપૂર્ણ વળાંક $3.4 \ nm$ (અથવા $34 \ \mathring{A}$) નો હોય છે.
દરેક વળાંકમાં $10$ બેઝ જોડીઓ (base pairs) હોય છે.
બે ક્રમિક બેઝ જોડીઓ વચ્ચેનું અંતર $0.34 \ nm$ (અથવા $3.4 \ \mathring{A}$) છે.
તેથી,એક સંપૂર્ણ વળાંકની લંબાઈ $10 \times 0.34 \ nm = 3.4 \ nm$ થાય છે.

(B) $DNA$ (ડિઓક્સિરીબોન્યુક્લિક એસિડ) એ દ્વિ-શૃંખલીય અણુ છે જે સજીવો માટે આનુવંશિક માહિતી ધરાવે છે.
$1$. તેમાં $Deoxyribose$ શર્કરા હોય છે,જ્યારે $RNA$ માં $Ribose$ શર્કરા હોય છે.
$2$. $DNA$ માં $Uracil$ ને બદલે $Thymine$ નાઈટ્રોજન બેઈઝ હોય છે (જે $RNA$ માં જોવા મળે છે).
$3$. $DNA$ સામાન્ય રીતે દ્વિ-શૃંખલીય હોય છે,જ્યારે $RNA$ એક-શૃંખલીય હોય છે.
$4$. તેથી,$Deoxyribose$ શર્કરાની હાજરી એ $DNA$ નો લાક્ષણિક ગુણધર્મ છે.

(A) થાયમીન એ $DNA$ માં જોવા મળતો પિરિમિડિન બેઝ છે.
તેનું રાસાયણિક બંધારણ $5$-મિથાઈલ યુરેસીલ છે.
યુરેસીલમાં,$5$મા સ્થાન પર રહેલા કાર્બન સાથે હાઈડ્રોજન પરમાણુ જોડાયેલો હોય છે,જ્યારે થાયમીનમાં આ હાઈડ્રોજનનું સ્થાન મિથાઈલ સમૂહ $(-CH_3)$ દ્વારા લેવામાં આવે છે.
તેથી,થાયમીનને રાસાયણિક રીતે $5$-મિથાઈલ યુરેસીલ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(B) જેમ્સ વોટ્‌સન અને ફ્રાન્સિસ ક્રિક દ્વારા $1953$ માં પ્રસ્તાવિત $DNA$ નું બેવડું કુંતલમય મોડેલ ખાસ કરીને $B-DNA$ સ્વરૂપ તરીકે ઓળખાય છે.
આ સ્વરૂપ સજીવ કોષોમાં શારીરિક પરિસ્થિતિઓમાં જોવા મળતું $DNA$ નું સૌથી સામાન્ય બંધારણ છે.
તે જમણી બાજુ વળેલું કુંતલ ધરાવે છે જેનો વ્યાસ આશરે $20 \ \mathring{A}$ છે અને દરેક આંટામાં $3.4 \ \text{nm}$ લંબાઈ સાથે $10$ બેઝ જોડીઓ ધરાવે છે.

(D) $1953$ માં,જેમ્સ વોટસન અને ફ્રાન્સિસ ક્રિકે મોરિસ વિલ્કિન્સ અને રોઝાલિન્ડ ફ્રેન્કલિન દ્વારા તૈયાર કરાયેલા $X$-રે ડિફ્રેક્શન ડેટાના આધારે $DNA$ નું દ્વિ-કુંતલમય (double-helical) મોડેલ રજૂ કર્યું હતું. આ મોડેલે સજીવોમાં આનુવંશિક માહિતી કેવી રીતે સંગ્રહિત થાય છે અને તેનું સ્વયંજનન કેવી રીતે થાય છે તે સમજવા માટે એક માળખાકીય આધાર પૂરો પાડ્યો હતો.

(B) ન્યુક્લિક એસિડ નાઈટ્રોજનયુક્ત બેઝ,પેન્ટોઝ શર્કરા અને ફોસ્ફેટ સમૂહના બનેલા હોય છે.
નાઈટ્રોજનયુક્ત બેઝને બે પ્રકારમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે: પ્યુરીન્સ અને પિરિમિડિન્સ.
પ્યુરીન્સ એ બે વલય ધરાવતી રચનાઓ છે,જેમાં એડેનાઈન $(A)$ અને ગ્વાનીન $(G)$ નો સમાવેશ થાય છે.
પિરિમિડિન્સ એ એક વલય ધરાવતી રચનાઓ છે,જેમાં સાયટોસીન $(C)$,થાઈમીન $(T)$ અને યુરેસીલ $(U)$ નો સમાવેશ થાય છે.
$DNA$ માં,પ્યુરીન બેઝ એડેનાઈન $(A)$ અને ગ્વાનીન $(G)$ છે.

(C) $DNA$ ના બેઝ-પેરિંગના નિયમો (ચાર્ગાફના નિયમો) મુજબ,એડેનાઈન $(A)$ એ થાઈમીન $(T)$ સાથે અને સાયટોસીન $(C)$ એ ગ્વાનીન $(G)$ સાથે જોડાય છે.
વધુમાં,$DNA$ ની બે શૃંખલાઓ પ્રતિસમાંતર (antiparallel) હોય છે,જેનો અર્થ છે કે જો એક શૃંખલા $3' \rightarrow 5'$ દિશામાં હોય,તો તેની પૂરક શૃંખલા $5' \rightarrow 3'$ દિશામાં હશે.
આપેલ ટેમ્પલેટ શૃંખલા: $3'-ATTCGTAC-5'$.
બેઝની જોડી: $A$ સાથે $T$,$T$ સાથે $A$,$C$ સાથે $G$,$G$ સાથે $C$.
તેથી,પૂરક શૃંખલા: $5'-TAAGCATG-3'$ થશે.

(C) $DNA$ અણુ તેની સમગ્ર લંબાઈ દરમિયાન આશરે $20 \text{ Å}$ નો સમાન વ્યાસ જાળવી રાખે છે.
આ સમાનતા મુખ્યત્વે વોટસન અને ક્રિક દ્વારા સૂચવવામાં આવેલા ચોક્કસ બેઈઝ જોડાણના નિયમોને કારણે છે.
$DNA$ માં, એક પ્યુરિન (દ્વિ-વલય રચના, જેમ કે એડેનાઈન અથવા ગ્વાનિન) હંમેશા એક પિરીમિડીન (એક-વલય રચના, જેમ કે થાઈમિન અથવા સાયટોસિન) સાથે જોડાય છે.
કારણ કે પ્યુરિન હંમેશા પિરીમિડીન સાથે જોડાયેલ હોય છે, તેથી બેઈઝ જોડીની કુલ પહોળાઈ અચળ રહે છે (એક દ્વિ-વલય + એક એક-વલય = કુલ ત્રણ વલય), જે $DNA$ ના દ્વિ-કુંતલનો વ્યાસ સમાન રાખે છે.

(A) $DNA$ ના બે ક્રમિક બેઈઝની જોડ વચ્ચેનું અંતર $0.34 \ nm$ (અથવા $3.4 \ \mathring{A}$) હોય છે.
અહીં કુલ બેઈઝની જોડની સંખ્યા $10,000$ આપેલી છે.
$DNA$ અણુની કુલ લંબાઈ નીચે મુજબ ગણી શકાય:
$\text{લંબાઈ} = \text{બેઈઝની જોડની સંખ્યા} \times \text{બે બેઈઝની જોડ વચ્ચેનું અંતર}$
$\text{લંબાઈ} = 10,000 \times 0.34 \ nm = 3400 \ nm$.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(C) $B-DNA$ બંધારણમાં,કુંતલના એક સંપૂર્ણ આંટાનું માપ આશરે $3.4 \ nm$ $(34 \ \mathring{A})$ હોય છે.
દરેક બેઝની જોડ વચ્ચેનું અંતર $0.34 \ nm$ $(3.4 \ \mathring{A})$ હોય છે.
તેથી,એક આંટામાં રહેલી બેઝની જોડની સંખ્યા $3.4 \ nm / 0.34 \ nm = 10$ બેઝની જોડ થાય છે.
આમ,$DNA$ કુંતલના એક સંપૂર્ણ આંટામાં $10$ બેઝની જોડ હોય છે.

(D) ચારગાફનો નિયમ જણાવે છે કે દ્વિ-શૃંખલામય $DNA$ અણુમાં,એડેનાઇન $(A)$ નું પ્રમાણ થાઇમિન $(T)$ ના પ્રમાણ જેટલું હોય છે,અને ગ્વાનિન $(G)$ નું પ્રમાણ સાયટોસિન $(C)$ ના પ્રમાણ જેટલું હોય છે.
ગાણિતિક રીતે,આ સૂચવે છે કે આપેલ જાતિ માટે $(A + T)$ અને $(G + C)$ નો ગુણોત્તર અચળ રહે છે.
તેથી,ચારગાફના નિયમનું સાચું નિરૂપણ $\frac{A + T}{G + C} = \text{અચળ}$ છે.

(B) $DNA$ અણુઓમાં, નાઇટ્રોજનયુક્ત બેઝ ચોક્કસ બેઝ-પેરિંગના નિયમોનું પાલન કરે છે જેને ચાર્ગાફના નિયમો તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
એડેનાઈન $(A)$, જે એક પ્યુરીન છે, તે હંમેશા બે હાઈડ્રોજન બંધ દ્વારા થાઈમીન $(T)$ સાથે જોડાય છે, જે એક પિરિમિડિન છે $(A=T)$.
ગ્વાનીન $(G)$, જે એક પ્યુરીન છે, તે હંમેશા ત્રણ હાઈડ્રોજન બંધ દ્વારા સાયટોસીન $(C)$ સાથે જોડાય છે, જે એક પિરિમિડિન છે $(G \equiv C)$.
તેથી, સાચી બેઝ જોડીઓ $A-T$ અને $G-C$ છે.

(D) નાઈટ્રોજન બેઝ એ કાર્બનિક અણુઓ છે જેમાં નાઈટ્રોજન,કાર્બન,હાઈડ્રોજન અને ઓક્સિજન હોય છે.
તેમને પ્યુરીન્સ અને પિરિમિડિન્સમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.
ફોસ્ફરસ એ ન્યુક્લિયોટાઈડમાં રહેલા ફોસ્ફેટ ગ્રુપનો એક ઘટક છે,પરંતુ તે નાઈટ્રોજન બેઝની રચનાનો ભાગ નથી.
તેથી,ફોસ્ફરસ એ સાચો જવાબ છે.

(B) સજીવોમાં જનીનિક માહિતી ન્યુક્લિક એસિડ,ખાસ કરીને $DNA$ (ડીઓક્સિરીબોન્યુક્લિક એસિડ) અને $RNA$ (રીબોન્યુક્લિક એસિડ) દ્વારા સંગ્રહિત અને વહન પામે છે.
આ અણુઓ ન્યુક્લિઓટાઈડ્‌સ તરીકે ઓળખાતા પુનરાવર્તિત એકમોની લાંબી શૃંખલાઓથી બનેલા પોલિમર છે.
એક ન્યુક્લિઓટાઈડ ત્રણ ઘટકોનો બનેલો હોય છે: નાઈટ્રોજનયુક્ત બેઈઝ,પેન્ટોઝ શર્કરા (ડીઓક્સિરીબોઝ અથવા રીબોઝ) અને ફોસ્ફેટ સમૂહ.
તેથી,સાચો જવાબ $B$ (ન્યુક્લિઓટાઈડ્‌સ) છે.

(C) $DNA$ અણુ એ બે શૃંખલા ધરાવતી રચના છે જે બેઝ જોડીઓની બનેલી હોય છે.
દરેક બેઝ જોડીમાં બે ન્યુક્લિઓટાઈડ હોય છે, જે દરેક શૃંખલા પર એક-એક હોય છે.
તેથી, ન્યુક્લિઓટાઈડની કુલ સંખ્યા નીચે મુજબ ગણવામાં આવે છે: $\text{ન્યુક્લિઓટાઈડની સંખ્યા} = \text{બેઝ જોડીની સંખ્યા} \times 2$.
અહીં $10,000$ બેઝ જોડી આપેલી હોવાથી, ગણતરી આ મુજબ થશે: $10,000 \times 2 = 20,000$ ન્યુક્લિઓટાઈડ.
આમ, સાચો જવાબ $20,000$ છે.

(B) $RNA$ (અને $DNA$) માં,વ્યક્તિગત ન્યુક્લિઓટાઈડ્સ $3'-5'$ ફોસ્ફોડાયેસ્ટર બંધ દ્વારા જોડાઈને પોલીન્યુક્લિઓટાઈડ શૃંખલા બનાવે છે.
આ બંધ એક ન્યુક્લિઓટાઈડની શર્કરાના $3'$-હાઈડ્રોક્સિલ સમૂહ અને બીજા ન્યુક્લિઓટાઈડના $5'$-ફોસ્ફેટ સમૂહ વચ્ચે રચાય છે.
તેથી,સાચો જવાબ ફોસ્ફોડાયેસ્ટર બંધ છે.

(A) $DNA$ ના બેઈઝ જોડીના નિયમો (ચાર્ગાફના નિયમો) મુજબ,$Adenine$ $(A)$ એ $Thymine$ $(T)$ સાથે અને $Guanine$ $(G)$ એ $Cytosine$ $(C)$ સાથે જોડાય છે.
આપેલ ક્રમ: $GAT, TAG, CAT, GAC$.
$1$. $G$ એ $C$ સાથે,$A$ એ $T$ સાથે,$T$ એ $A$ સાથે જોડાય છે. તેથી,$GAT$ નું $CTA$ થાય છે.
$2$. $T$ એ $A$ સાથે,$A$ એ $T$ સાથે,$G$ એ $C$ સાથે જોડાય છે. તેથી,$TAG$ નું $ATC$ થાય છે.
$3$. $C$ એ $G$ સાથે,$A$ એ $T$ સાથે,$T$ એ $A$ સાથે જોડાય છે. તેથી,$CAT$ નું $GTA$ થાય છે.
$4$. $G$ એ $C$ સાથે,$A$ એ $T$ સાથે,$C$ એ $G$ સાથે જોડાય છે. તેથી,$GAC$ નું $CTG$ થાય છે.
આમ,પૂરક શૃંખલાનો ક્રમ $CTA, ATC, GTA, CTG$ છે.