The DNA Questions in Gujarati

(B) $DNA$ (ડીઓક્સિરીબોન્યુક્લિક એસિડ) અણુ લગભગ તમામ સજીવોમાં જનીનિક માહિતીના મુખ્ય વાહક તરીકે કાર્ય કરે છે.
તે સજીવોના વિકાસ,કાર્ય,વૃદ્ધિ અને પ્રજનન માટે જરૂરી આનુવંશિક સૂચનાઓનો સંગ્રહ કરે છે.
જોકે $m-RNA$ અને $t-RNA$ જેવા $RNA$ અણુઓ પ્રોટીન સંશ્લેષણની પ્રક્રિયામાં સામેલ હોય છે,પરંતુ $DNA$ એ જનીનિક કોડના સ્થાયી ભંડાર તરીકે રહે છે.

(D) હિસ્ટોન એ ધન વીજભારિત,બેઝિક પ્રોટીનનો સમૂહ છે જે સુકોષકેન્દ્રી કોષોના ક્રોમેટિનમાં $DNA$ સાથે જોડાયેલ હોય છે.
તેમાં $Lysine$ (લાયસીન) અને $Arginine$ (આર્જિનીન) જેવા બેઝિક એમિનો એસિડનું પ્રમાણ વધુ હોય છે.
આ એમિનો એસિડ તેમની પાર્શ્વ શૃંખલામાં શારીરિક $pH$ પર ધન વીજભાર ધરાવે છે,જે હિસ્ટોનને $DNA$ અણુના ઋણ વીજભારિત ફોસ્ફેટ બેકબોન સાથે મજબૂતીથી જોડાવા દે છે.

(D) $DNA$ $(Deoxyribonucleic \text{ acid})$ અને $RNA$ $(Ribonucleic \text{ acid})$ બંને ન્યુક્લિઓટાઇડ્સના બનેલા ન્યુક્લિક એસિડ છે.
દરેક ન્યુક્લિઓટાઇડ ત્રણ ઘટકોનો બનેલો હોય છે: નાઇટ્રોજનયુક્ત બેઇઝ, પેન્ટોઝ શર્કરા અને ફોસ્ફેટ સમૂહ.
$DNA$ અને $RNA$ માં ફોસ્ફેટ સમૂહ એક સામાન્ય બંધારણીય ઘટક તરીકે જોવા મળે છે.
$DNA$ માં ડીઓક્સિરાઇબોઝ શર્કરા હોય છે અને $RNA$ માં રાઇબોઝ શર્કરા હોય છે.
$DNA$ માં એડેનાઇન, ગ્વાનીન, સાયટોસિન અને થાયમિન હોય છે, જ્યારે $RNA$ માં એડેનાઇન, ગ્વાનીન, સાયટોસિન અને યુરેસિલ હોય છે.

(C) ચારગાફના નિયમ મુજબ,એડેનાઈન $(A)$ નું પ્રમાણ થાઈમીન $(T)$ ના પ્રમાણ જેટલું હોય છે,અને ગ્વાનીન $(G)$ નું પ્રમાણ સાયટોસીન $(C)$ ના પ્રમાણ જેટલું હોય છે.
અહીં એડેનાઈન $(A)$ ની ટકાવારી = $30\%$ આપેલ છે.
તેથી,થાઈમીન $(T)$ ની ટકાવારી = $30\%$ થશે.
$A + T$ ની કુલ ટકાવારી = $30\% + 30\% = 60\%$ થાય.
બાકી રહેલી ટકાવારી $G + C$ માટે $100\% - 60\% = 40\%$ છે.
જેથી,ગ્વાનીન $(G)$ ની ટકાવારી = $40\% / 2 = 20\%$ થાય.
આમ,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(B) મોરિસ વિલ્કિન્સ અને રોઝાલિન્ડ ફ્રેન્કલિન દ્વારા મેળવવામાં આવેલા $X$-રે ડિફ્રેક્શન ડેટાએ $DNA$ ની રચના વિશે મહત્વપૂર્ણ માહિતી પૂરી પાડી હતી.
આ વિવર્તન ડેટા પર આધારિત વોટસન-ક્રિકના $DNA$ મોડેલ મુજબ,$DNA$ અણુ બેવડા કુંતલ (double helix) સ્વરૂપે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
$DNA$ કુંતલની બે શૃંખલાઓ વચ્ચેનું અંતર અચળ હોય છે અને તે $20\ \mathring{A}$ (અથવા $2\ nm$) જેટલું માપવામાં આવે છે.
તેથી,$DNA$ કુંતલનો વ્યાસ $20\ \mathring{A}$ છે.

(C) $RNA$ અણુઓમાં,નાઈટ્રોજનયુક્ત બેઝ એડેનાઈન $(A)$ એ બે હાઈડ્રોજન બંધ દ્વારા યુરેસીલ $(U)$ સાથે પૂરક બેઝ જોડી બનાવે છે. $DNA$ થી વિપરીત,જ્યાં એડેનાઈન થાયમિન $(T)$ સાથે જોડાય છે,$RNA$ માં થાયમિનને બદલે યુરેસીલ હોય છે.

(A) $1953$ માં,જેમ્સ વોટસન અને ફ્રાન્સિસ ક્રિકે મોરિસ વિલ્કિન્સ અને રોઝાલિન્ડ ફ્રેન્કલિન દ્વારા ઉત્પાદિત $X$-રે ડિફ્રેક્શન ડેટાના આધારે $DNA$ નું દ્વિકુંતલમય મોડેલ રજૂ કર્યું હતું. આ મોડેલ $DNA$ ને બે પોલીન્યુક્લિઓટાઈડ શૃંખલાઓ તરીકે વર્ણવે છે જે એક સામાન્ય ધરીની આસપાસ જમણી બાજુએ વળેલું હોય છે,જેમાં શર્કરા-ફોસ્ફેટની કરોડરજ્જુ બહારની તરફ અને નાઈટ્રોજનયુક્ત બેઝ અંદરની તરફ હોય છે.

(C) $DNA$ (ડીઓક્સિરાઈબોન્યુક્લિક એસિડ) ચાર નાઈટ્રોજનયુક્ત બેઝ ધરાવે છે: એડેનાઈન $(A)$,ગ્વાનિન $(G)$,સાયટોસિન $(C)$ અને થાયમિન $(T)$.
યુરેસિલ $(U)$ એ $RNA$ (રાઈબોન્યુક્લિક એસિડ) માં જોવા મળતો નાઈટ્રોજનયુક્ત બેઝ છે જે થાયમિનના સ્થાને હોય છે.
તેથી,યુરેસિલ $DNA$ માં જોવા મળતું નથી.

(C) $DNA$ માં,નાઈટ્રોજનયુક્ત બેઝ ચારગાફના બેઝ પેરિંગના નિયમનું પાલન કરે છે,જેમાં એડેનાઈન $(A)$ એ બે હાઈડ્રોજન બંધ દ્વારા થાઈમીન $(T)$ સાથે જોડાય છે,અને ગ્વાનીન $(G)$ એ ત્રણ હાઈડ્રોજન બંધ દ્વારા સાયટોસીન $(C)$ સાથે જોડાય છે.
$RNA$ માં,યુરેસીલ $(U)$ એ થાઈમીન $(T)$ નું સ્થાન લે છે,તેથી એડેનાઈન $(A)$ એ યુરેસીલ $(U)$ સાથે જોડાય છે.
જોડી $A - C$ ખોટી છે કારણ કે સામાન્ય શારીરિક સ્થિતિમાં એડેનાઈન $(A)$ અને સાયટોસીન $(C)$ વચ્ચે સ્થિર બેઝ જોડી બનતી નથી.

(A) $B-DNA$ માં, બંધારણ એ $2.0\ nm$ $(20\ \text{\AA})$ ના અચળ વ્યાસ ધરાવતું બેવડું કુંતલ (double helix) છે।
કુંતલના દરેક સંપૂર્ણ વળાંકમાં $10$ બેઝ જોડીઓ (base pairs) હોય છે।
બે નજીકની બેઝ જોડીઓ વચ્ચેનું અંતર $0.34\ nm$ $(3.4\ \text{\AA})$ છે।
તેથી, કુંતલના એક સંપૂર્ણ વળાંકની લંબાઈ $10 \times 0.34\ nm = 3.4\ nm$ થાય છે।

(C) ન્યુક્લિક એસિડનું આણ્વિક દળ તેમના કદ અને જટિલતા પર આધાર રાખે છે.
$t-RNA$ (ટ્રાન્સફર $RNA$) એ ત્રણેયમાં સૌથી નાનો અણુ છે,જેમાં સામાન્ય રીતે $70-90$ ન્યુક્લિઓટાઇડ્સ હોય છે.
$m-RNA$ (મેસેન્જર $RNA$) ની લંબાઈ તે જે જનીનનું સંકેતન કરે છે તેના આધારે બદલાય છે,પરંતુ સામાન્ય રીતે તેનું આણ્વિક દળ $t-RNA$ કરતા વધારે હોય છે.
$r-RNA$ (રિબોઝોમલ $RNA$) અને $DNA$ (ડીઓક્સિરીબોન્યુક્લિક એસિડ) ઘણા મોટા હોય છે. જોકે,લાક્ષણિક કોષીય ઘટકોના સંદર્ભમાં,$DNA$ ના અણુઓ (રંગસૂત્રો) વ્યક્તિગત $RNA$ અણુઓ કરતા નોંધપાત્ર રીતે વધારે આણ્વિક દળ ધરાવે છે.
તેથી,વધતા આણ્વિક દળનો સાચો ક્રમ $t-RNA < m-RNA < DNA$ છે.

(B) વોટસન અને ક્રિક દ્વારા પ્રસ્તાવિત $DNA$ ના દ્વિ-કુંડલિત મોડેલ મુજબ, $DNA$ ની બે શૃંખલાઓ વિરુદ્ધ દિશામાં હોય છે, જેનો અર્થ છે કે તેઓ પ્રતિસમાંતર ($5' \to 3'$ અને $3' \to 5'$) છે.
વધુમાં, બંને શૃંખલાઓ પરના નાઈટ્રોજનયુક્ત બેઝ એકબીજાના પૂરક હોય છે, જેમાં એડેનાઈન $(A)$ બે હાઈડ્રોજન બંધ દ્વારા થાઈમીન $(T)$ સાથે જોડાય છે, અને ગ્વાનીન $(G)$ ત્રણ હાઈડ્રોજન બંધ દ્વારા સાયટોસીન $(C)$ સાથે જોડાય છે.
તેથી, બંને શૃંખલાઓ પ્રતિસમાંતર અને પૂરક હોય છે.

(A) ન્યુક્લિક એસિડ એ ન્યુક્લિઓટાઈડના પોલિમર છે.
$DNA$ (ડિઓક્સિરિબોન્યુક્લિક એસિડ) એ ડિઓક્સિરિબોન્યુક્લિઓટાઈડનું પોલિમર છે,જેમાં શર્કરાનો ઘટક ડિઓક્સિરાઈબોઝ હોય છે.
$RNA$ (રાઈબોન્યુક્લિક એસિડ) એ રાઈબોન્યુક્લિઓટાઈડનું પોલિમર છે,જેમાં શર્કરાનો ઘટક રાઈબોઝ હોય છે.
તેથી,ડિઓક્સિરિબોન્યુક્લિઓટાઈડનું પોલિમર $DNA$ છે.

(A) $DNA$ $(Deoxyribonucleic \text{ acid})$ અને $RNA$ $(Ribonucleic \text{ acid})$ બંને પોલીન્યુક્લિઓટાઈડ છે.
તેઓ ન્યુક્લિઓટાઈડના પોલિમરાઈઝેશન દ્વારા બને છે, જે નાઈટ્રોજનયુક્ત બેઝ, પેન્ટોઝ શર્કરા અને ફોસ્ફેટ સમૂહના બનેલા હોય છે.
વિકલ્પ $A$ સાચો છે કારણ કે બંને ન્યુક્લિઓટાઈડના પોલિમર છે.
વિકલ્પ $B$ ખોટો છે કારણ કે $DNA$ માં થાઈમિન હોય છે જ્યારે $RNA$ માં યુરેસિલ હોય છે.
વિકલ્પ $C$ ખોટો છે કારણ કે $DNA$ માં ડીઓક્સિરાઈબોઝ શર્કરા હોય છે જ્યારે $RNA$ માં રાઈબોઝ શર્કરા હોય છે.
વિકલ્પ $D$ ખોટો છે કારણ કે મોટાભાગના સજીવોમાં $DNA$ મુખ્ય જનીન દ્રવ્ય છે, જ્યારે $RNA$ માત્ર કેટલાક વાયરસમાં જ જનીન દ્રવ્ય તરીકે કાર્ય કરે છે.

(D) ન્યુક્લિક એસિડમાં,વ્યક્તિગત ન્યુક્લિઓટાઈડ્સ એકબીજા સાથે જોડાઈને પોલીન્યુક્લિઓટાઈડ શૃંખલા બનાવે છે.
આ જોડાણ એક ન્યુક્લિઓટાઈડના શર્કરાના $3'$-કાર્બન પરમાણુ અને બાજુના ન્યુક્લિઓટાઈડના $5'$-ફોસ્ફેટ સમૂહ વચ્ચે થાય છે.
આ વિશિષ્ટ સહસંયોજક જોડાણને $3'-5'$ ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તેથી,સાચો જવાબ $D$ છે.

(B) $DNA$ નું બંધારણ બેવડી કુંતલમય (double helix) રચના છે,જેમાં બે શૃંખલાઓ ચોક્કસ નાઈટ્રોજન બેઈઝ વચ્ચેના હાઈડ્રોજન બંધ દ્વારા જોડાયેલી હોય છે.
બેઈઝ જોડીના સિદ્ધાંત (Chargaff's rules) મુજબ,એડેનાઈન $(A)$ હંમેશા થાઈમીન $(T)$ સાથે બે હાઈડ્રોજન બંધ દ્વારા અને ગ્વાનીન $(G)$ હંમેશા સાયટોસીન $(C)$ સાથે ત્રણ હાઈડ્રોજન બંધ દ્વારા જોડાય છે.
આ ચોક્કસ જોડીને કારણે,બંને શૃંખલાઓને એકબીજાની પૂરક (complementary) કહેવામાં આવે છે.
તેથી,જો એક શૃંખલાનો ક્રમ જાણીતો હોય,તો બીજી શૃંખલાનો ક્રમ આ પૂરક સંબંધના આધારે નક્કી કરી શકાય છે.

(B) $DNA$ ની બેવડી કુંતલમય રચનામાં બે પોલીન્યુક્લિઓટાઈડ શૃંખલાઓ વિરુદ્ધ દિશામાં ગોઠવાયેલી હોય છે,જેને પ્રતિસમાંતર (antiparallel) અભિવિન્યાસ કહેવામાં આવે છે.
આ પ્રતિસમાંતર સ્વભાવ મુખ્યત્વે શર્કરા-ફોસ્ફેટ બેકબોનની વિશિષ્ટ રાસાયણિક રચના અને બેઝ જોડીના નિયમો દ્વારા નક્કી થાય છે.
ચોક્કસ રીતે કહીએ તો,એક શૃંખલાની $5' \rightarrow 3'$ દિશા બીજી શૃંખલાની $3' \rightarrow 5'$ દિશાથી વિરુદ્ધ હોય છે.
જોકે $H$-બંધ (હાઈડ્રોજન બંધ) નાઈટ્રોજન બેઝને જોડીને બે શૃંખલાઓને એકસાથે રાખવા માટે જવાબદાર છે,પરંતુ પ્રતિસમાંતર અભિવિન્યાસ એ ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધોનું પરિણામ છે જે ન્યુક્લિઓટાઈડ્સને ચોક્કસ $5'-3'$ ધ્રુવીયતામાં જોડે છે.

(A) $DNA$ નો અણુભાર વિવિધ સજીવોમાં નોંધપાત્ર રીતે અલગ હોય છે.
યીસ્ટ $(Saccharomyces \ cerevisiae)$ માં,$DNA$ અણુનો અણુભાર આશરે $2.56 \times 10^9$ ડાલ્ટન છે.
આ મૂલ્ય આ એકકોષી ફૂગના જિનોમ કદ માટે એક પ્રમાણભૂત જૈવિક સંદર્ભ બિંદુ છે.

(A) $DNA$ અણુ તેના ફોસ્ફેટ બેકબોનને કારણે ઋણ વીજભારિત હોય છે,જ્યારે હિસ્ટોન એ લાયસિન અને આર્જિનિન જેવા બેઝિક એમિનો એસિડથી સમૃદ્ધ ધન વીજભારિત પ્રોટીન છે. $DNA$ અને હિસ્ટોન વચ્ચેની આંતરક્રિયા મુખ્યત્વે સ્થિર વિદ્યુતીય (electrostatic) હોય છે. ક્ષારની ઊંચી સાંદ્રતા (જેમ કે $6\ M\ NaCl$) નો ઉપયોગ કરીને દ્રાવણની આયનીય શક્તિ વધારવાથી,ઋણ વીજભારિત $DNA$ અને ધન વીજભારિત હિસ્ટોન વચ્ચેનું સ્થિર વિદ્યુતીય આકર્ષણ તૂટી જાય છે,જેના કારણે હિસ્ટોન $DNA$ થી અલગ થઈ જાય છે.

(C) $t-RNA$ (ટ્રાન્સફર $RNA$) માં સામાન્ય નાઈટ્રોજન બેઈઝ (એડેનાઈન,ગ્વાનીન,સાયટોસીન અને યુરેસીલ) અને અસામાન્ય અથવા રૂપાંતરિત નાઈટ્રોજન બેઈઝ (જેમ કે ડાયહાઈડ્રોયુરિડિન,સ્યુડોયુરિડિન અને રાઈબોથાઈમિડિન) બંને જોવા મળે છે.
આ રૂપાંતરિત બેઈઝ મુખ્યત્વે $t-RNA$ ની ક્લોવરલીફ રચનાની લુપમાં આવેલા હોય છે.
તેઓ પ્રોટીન સંશ્લેષણની પ્રક્રિયા દરમિયાન $t-RNA$ ની સ્થિરતા અને ઓળખમાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે.

(A) $t-RNA$ અણુને તેની દ્વિ-પરિમાણીય રચનામાં ઘણીવાર ક્લોવર-લીફ (લવિંગના પાન જેવી) રચના તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે. જો કે,તેની વાસ્તવિક ત્રિ-પરિમાણીય ગોઠવણીમાં,તે $L$-આકારના અણુ તરીકે દેખાય છે. આ કોમ્પેક્ટ $L$-આકારની રચના પ્રોટીન સંશ્લેષણમાં તેના કાર્ય માટે આવશ્યક છે,જે તેને રિબોઝોમમાં યોગ્ય રીતે ગોઠવાવા દે છે.

(B) $DNA$ અણુ ન્યુક્લિયોસોમ બનાવવા માટે હિસ્ટોન ઓક્ટામરની આસપાસ વીંટળાય છે.
દરેક ન્યુક્લિયોસોમમાં આશરે $146$ બેઝ જોડીઓ હોય છે જે હિસ્ટોન કોરની આસપાસ વીંટળાયેલી હોય છે.
$DNA$ હિસ્ટોન ઓક્ટામરની આસપાસ આશરે $1.65$ વળાંક લે છે.
બંધારણીય અભ્યાસોના આધારે,$DNA$ ન્યુક્લિયોસોમની ધરીની સાપેક્ષમાં આશરે $90^\circ$ ના ખૂણે હિસ્ટોન ઓક્ટામરની આસપાસ વીંટળાય છે.

(A) ન્યુક્લિઓઝોમ કોર કણ હિસ્ટોન પ્રોટીન $(H_2A, H_2B, H_3, H_4)$ ના અષ્ટક (octamer) નો બનેલો હોય છે,જેની ફરતે $DNA$ વીંટળાયેલું હોય છે.
$H_1$ હિસ્ટોનને લિંકર હિસ્ટોન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તે ન્યુક્લિઓઝોમના પ્રવેશ અને નિકાસના સ્થાને $DNA$ સાથે જોડાય છે,જે બંધારણને સ્થિર કરવામાં અને નજીકના ન્યુક્લિઓઝોમને એકબીજા સાથે સાંકળીને ઉચ્ચ કક્ષાના ક્રોમેટિન બંધારણો બનાવવામાં મદદ કરે છે.

(D) ન્યુક્લિઓઝોમ એ સુકોષકેન્દ્રી સજીવોમાં ક્રોમેટિનનો પાયાનો રચનાત્મક એકમ છે.
તે હિસ્ટોન પ્રોટીનના કોર (કેન્દ્ર) ની આસપાસ વીંટળાયેલા $DNA$ ના ખંડનો બનેલો હોય છે.
આ કોર કણ હિસ્ટોન પ્રોટીનના અષ્ટક (ઓક્ટામર) ($H2A$,$H2B$,$H3$ અને $H4$,દરેકના બે અણુ) નો બનેલો હોય છે.
તેથી,સાચું બંધારણ હિસ્ટોન પ્રોટીન અને $DNA$ છે.

(B) ભ્રૂણીય હિમોગ્લોબિન $(Hb F)$ એ વિકાસ પામતા ભ્રૂણમાં જોવા મળતું હિમોગ્લોબિનનું મુખ્ય સ્વરૂપ છે.
તે બે આલ્ફા $(\alpha)$ પોલીપેપ્ટાઈડ શૃંખલાઓ અને બે ગેમા $(\gamma)$ પોલીપેપ્ટાઈડ શૃંખલાઓનું બનેલું હોય છે.
તેથી, તેનું બંધારણ $\alpha_2 \gamma_2$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.
તેની સરખામણીમાં, પુખ્ત હિમોગ્લોબિન $(Hb A)$ બે આલ્ફા $(\alpha)$ અને બે બીટા $(\beta)$ શૃંખલાઓનું બનેલું હોય છે $(\alpha_2 \beta_2)$.

(C) પ્રોકેરિયોટિક સજીવોના સંદર્ભમાં,$Gene$ (જનીન) ને $DNA$ ના એવા ખંડ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે જે પોલીપેપ્ટાઈડ માટે સંકેત આપે છે.
$DNA$ ના આ કાર્યાત્મક એકમને $Cistron$ (સિસ્ટ્રોન) કહેવામાં આવે છે.
પ્રોકેરિયોટ્સમાં એક $Gene$ એક $Cistron$ ને અનુરૂપ હોવાથી,મૂળભૂત આનુવંશિક પરિભાષામાં આ બંને શબ્દો ઘણીવાર એકબીજાના બદલે વપરાય છે.

(D) આનુવંશિકતાનો જૈવિક એકમ $Gene$ (જનીન) છે.
જનીનો એ $DNA$ ના ખંડો છે જે પ્રોટીન બનાવવા માટેની સૂચનાઓ ધરાવે છે,જે સજીવના લક્ષણો નક્કી કરે છે.
તેઓ માતા-પિતા પાસેથી સંતતિમાં વહન પામે છે અને લક્ષણોના વારસા માટે જવાબદાર છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(B) વિકૃતિ (mutation) એટલે જનીન બનાવતા $DNA$ ના ક્રમમાં થતો કાયમી ફેરફાર. વિકૃતિ માટે જવાબદાર સૌથી નાનો ફેરફાર એ 'પોઈન્ટ મ્યુટેશન' છે,જેમાં $DNA$ ના ક્રમમાં રહેલા એકલ ન્યુક્લિઓટાઈડ બેઝ પેર (base pair) માં ફેરફાર થાય છે. આ ફેરફારના પ્રકારને આધારે,તે એમિનો એસિડમાં ફેરફાર લાવી શકે છે અથવા કોઈ અસર ન પણ કરે.

(B) 'ન્યુક્લિઓપ્રોટીન' શબ્દ સૌપ્રથમ $1889$ માં રિચાર્ડ અલ્ટમેન દ્વારા આપવામાં આવ્યો હતો. તેમણે આ પદાર્થોને કોષના કોષકેન્દ્રમાં જોવા મળતા ન્યુક્લિક એસિડ અને પ્રોટીનના સંકુલ તરીકે વર્ણવ્યા હતા.

(C) જનીનવિદ્યામાં,જનીન અથવા જનીનસમૂહ (genome) ના એવા સ્થાનો જ્યાં વિકૃતિ સરેરાશ કરતા નોંધપાત્ર રીતે ઊંચી આવૃત્તિએ થાય છે,તેને $Hot$ $spots$ કહેવામાં આવે છે. આ વિસ્તારો ચોક્કસ $DNA$ ક્રમ અથવા બંધારણીય લાક્ષણિકતાઓને કારણે વિકૃતિ માટે અત્યંત સંવેદનશીલ હોય છે.

(A) જનીનિક વિકૃતિઓ એટલે સજીવના જિનોમના ન્યુક્લિયોટાઈડ ક્રમમાં થતા કાયમી ફેરફારો.
મોટાભાગના સજીવોમાં $DNA$ એ પ્રાથમિક જનીનિક દ્રવ્ય હોવાથી,વિકૃતિઓ મુખ્યત્વે $DNA$ ના ક્રમમાં થાય છે.
જોકે $RNA$ વાયરસ તેમના $RNA$ જિનોમમાં વિકૃતિ અનુભવી શકે છે,પરંતુ સામાન્ય જૈવિક સિદ્ધાંતો અને સેન્ટ્રલ ડોગ્માના સંદર્ભમાં,જનીનિક વિકૃતિઓ મૂળભૂત રીતે $DNA$ માં થતા ફેરફારો છે.

(D) $1979$ માં,હર ગોવિંદ ખોરાના અને તેમના સહયોગીઓએ પ્રયોગશાળામાં પ્રથમ જૈવિક રીતે કાર્યરત જનીનનું સફળતાપૂર્વક સંશ્લેષણ કર્યું હતું. આ જનીન $E. coli$ ના ટાયરોસીન સપ્રેસર $tRNA$ માટે સંકેત આપતું હતું. સંશ્લેષિત જનીન $207$ ન્યુક્લિઓટાઈડ જોડનું બનેલું હતું. આ સિન્થેટિક બાયોલોજી અને જિનેટિક એન્જિનિયરિંગના ક્ષેત્રમાં એક સીમાચિહ્નરૂપ સિદ્ધિ હતી.

(C) અલ્ટ્રાવાયોલેટ $(UV)$ વિકિરણ,ખાસ કરીને $UV-B$,ઉચ્ચ ઉર્જા ધરાવે છે જે $DNA$ ના નાઈટ્રોજનયુક્ત બેઝ દ્વારા શોષી શકાય છે.
જ્યારે $DNA$ ને $UV$ પ્રકાશના સંપર્કમાં લાવવામાં આવે છે,ત્યારે તે એક જ શૃંખલા પરના પાસપાસેના પિરિમિડીન બેઝ (ખાસ કરીને થાઇમિન અથવા સાયટોસિન) વચ્ચે સહસંયોજક બંધ બનાવે છે.
આ પ્રક્રિયાને પિરિમિડીન ડાયમર્સની રચના તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ ડાયમર્સ $DNA$ હેલિક્સને વિકૃત કરે છે,જે $DNA$ પ્રતિકૃતિ અને ટ્રાન્સક્રિપ્શન દરમિયાન ભૂલો તરફ દોરી શકે છે,જેનાથી સંભવિત રીતે વિકૃતિઓ અથવા કોષનું મૃત્યુ થઈ શકે છે.

(B) આણ્વિય જીવવિજ્ઞાન એ જીવવિજ્ઞાનની એવી શાખા છે જે જીવન માટે આવશ્યક મહાઅણુઓ (જેમ કે પ્રોટીન અને ન્યુક્લિક એસિડ) ની રચના અને કાર્ય સાથે સંબંધિત છે. તે જૈવિક અણુઓ અને કોષની અંદર તેમની આંતરક્રિયાઓના ભૌતિક-રાસાયણિક અભ્યાસ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે જેથી જૈવિક પ્રવૃત્તિના આણ્વિય આધારને સમજી શકાય. તેથી,તેને જૈવિક અણુઓના ભૌતિક-રાસાયણિક અભ્યાસ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.

$(A)$ '$nucleosome$' કોર કણ હિસ્ટોન પ્રોટીનના ઓક્ટામર (અષ્ટક) નો બનેલો હોય છે, જેમાં '$H_2A$', '$H_2B$', '$H_3$' અને '$H_4$' ના દરેકના બે અણુઓનો સમાવેશ થાય છે。
આ આઠ હિસ્ટોન પ્રોટીન એક કોર બનાવે છે જેની આસપાસ $DNA$ વીંટળાયેલું હોય છે。
'$H_1$' હિસ્ટોન પ્રોટીન લિંકર હિસ્ટોન તરીકે ઓળખાય છે, જે '$nucleosome$' ના પ્રવેશ અને બહાર નીકળવાના બિંદુઓ પર $DNA$ સાથે જોડાય છે, પરંતુ તે કોર કણનો ભાગ નથી。
તેથી, '$H_1$' એ હિસ્ટોન છે જે '$nucleosome$' કોર કણમાં ગેરહાજર હોય છે。

(D) ન્યુક્લિઓઝોમ એ સુકોષકેન્દ્રી રંગસૂત્રદ્રવ્યનો પાયાનો પુનરાવર્તિત એકમ છે.
$1$. તે આઠ હિસ્ટોન પ્રોટીનના કોર (દરેકના $2$ નંગ સાથે $H_2A, H_2B, H_3, H_4$) થી બનેલું છે,જેની આસપાસ $DNA$ વીંટળાયેલું હોય છે.
$2$. $DNA$ હિસ્ટોન ઓક્ટામરની આસપાસ આશરે $1.65$ થી $2$ આંટા લે છે.
$3$. દરેક ન્યુક્લિઓઝોમમાં સામાન્ય રીતે $DNA$ ની આશરે $200$ બેઝ જોડી (લિંકર $DNA$ સહિત) હોય છે.
તેથી,આપેલા તમામ વિધાનો સાચા છે.

(A) જનીનો એ આનુવંશિકતાના કાર્યાત્મક એકમો છે અને તે $DNA$ ના ખંડોના બનેલા હોય છે. આ જનીનો રંગસૂત્રો તરીકે ઓળખાતી રચનાઓ પર રેખીય રીતે ગોઠવાયેલા હોય છે,જે સુકોષકેન્દ્રી કોષોના કોષકેન્દ્રમાં જોવા મળે છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(B) $DNA$ માં ચાર નાઈટ્રોજનયુક્ત બેઈઝ હોય છે: એડેનાઈન $(A)$,ગ્વાનીન $(G)$,સાયટોસીન $(C)$ અને થાયમિન $(T)$.
$RNA$ માં થાયમિનના સ્થાને યુરેસિલ $(U)$ હોય છે.
તેથી,$RNA$ માં થાયમિનને બદલે એડેનાઈન,ગ્વાનીન,સાયટોસીન અને યુરેસિલ જોવા મળે છે.

(A) ફ્યુઅલજન પ્રતિક્રિયા એ કોષના કોષકેન્દ્રમાં રંગસૂત્રીય દ્રવ્ય અથવા $DNA$ ને ઓળખવા માટે વપરાતી અભિરંજક પદ્ધતિ છે.
તેમાં $60^{\circ}C$ તાપમાને $1M$ $HCl$ નો ઉપયોગ કરીને $DNA$ નું મંદ એસિડ જળવિભાજન કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા $DNA$ અણુમાંથી પ્યુરિન બેઈઝને દૂર કરે છે,જે ડીઓક્સિરાઈબોઝ શર્કરાના આલ્ડિહાઈડ સમૂહોને ખુલ્લા પાડે છે.
આ મુક્ત આલ્ડિહાઈડ સમૂહો પછી શિફના પ્રક્રિયક (Schiff's reagent) સાથે પ્રક્રિયા કરીને મેજેન્ટા અથવા જાંબલી રંગ ઉત્પન્ન કરે છે,જે $DNA$ ની હાજરીની પુષ્ટિ કરે છે.

(A) ક્રોમેટિનની રચનાના સંદર્ભમાં,$DNA$ ના નિષ્ક્રિય વિસ્તારને $Heterochromatin$ (વિષમ રંગસૂત્રદ્રવ્ય) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
$Heterochromatin$ અત્યંત ઘટ્ટ અને ચુસ્ત રીતે પેક થયેલું હોય છે,જે તેને ટ્રાન્સક્રિપ્શનની દ્રષ્ટિએ નિષ્ક્રિય બનાવે છે.
તે ખૂબ જ ગીચ રીતે પેક થયેલું હોવાથી,આ વિસ્તારોમાં એકમ દીઠ $DNA$ નું પ્રમાણ $Euchromatin$ (સક્રિય વિસ્તાર) ની સરખામણીમાં ઊંચું માનવામાં આવે છે,જે છૂટું પેક થયેલું હોય છે.

(A) $DNA$ (ડીઓક્સિરીબોન્યુક્લિક એસિડ) લગભગ તમામ સજીવોમાં પ્રાથમિક આનુવંશિક દ્રવ્ય છે. તે સજીવના વિકાસ,કાર્ય,વૃદ્ધિ અને પ્રજનન માટે જરૂરી સંપૂર્ણ જૈવિક માહિતીનો સંગ્રહ કરે છે. આ માહિતી ન્યુક્લિયોટાઇડ બેઝના ક્રમમાં સંકેતિત હોય છે,જેનું $RNA$ માં ભાષાંતર થાય છે અને ત્યારબાદ વિવિધ જૈવિક પ્રક્રિયાઓ કરવા માટે પ્રોટીનમાં રૂપાંતરિત થાય છે.

(D) ફ્યુલ્જન કસોટી એ હિસ્ટોલોજીમાં કોષોમાં રહેલા રંગસૂત્રીય દ્રવ્ય અથવા $DNA$ ને ઓળખવા માટે વપરાતી એક અભિરંજક પદ્ધતિ છે.
આ કસોટી $DNA$ ના એસિડ જળવિભાજન પર આધારિત છે,જે ડીઓક્સિરાઈબોઝ શર્કરા પર આલ્ડિહાઈડ સમૂહોને મુક્ત કરે છે.
આ આલ્ડિહાઈડ સમૂહો ત્યારબાદ શિફ્ટ પ્રક્રિયક (Schiff reagent) સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઘેરો મેજેન્ટા અથવા જાંબલી રંગ આપે છે.
$RNA$ માં ડીઓક્સિરાઈબોઝ શર્કરા હોતી નથી,તેથી તે આ વિશિષ્ટ પ્રક્રિયા આપતું નથી,જે ફ્યુલ્જન કસોટીને $DNA$ માટે અત્યંત વિશિષ્ટ બનાવે છે.

(A) વિધાન $A$ સાચું છે કારણ કે માનવ શરીરના દરેક દૈહિક કોષમાં સંપૂર્ણ જનીનસમૂહ (genome) હોય છે,જેમાં ઈન્સ્યુલીન ઉત્પન્ન કરતા જનીનોનો પણ સમાવેશ થાય છે. આ જનીનો બધા કોષોમાં હાજર હોય છે પરંતુ તે માત્ર સ્વાદુપિંડના બીટા કોષોમાં જ અભિવ્યક્ત થાય છે.
વિધાન $B$ ખોટું છે કારણ કે ન્યુક્લિઓઝોમ એ હિસ્ટોન ઓક્ટામરની ફરતે વીંટળાયેલા $DNA$ ના બનેલા હોય છે,ન્યુક્લિઓટાઈડ્સના નહીં.
વિધાન $C$ ખોટું છે કારણ કે હિસ્ટોન ઓક્ટામર એ કોર (કેન્દ્ર) બનાવે છે અને $DNA$ તેની ફરતે વીંટળાયેલું હોય છે.
વિધાન $D$ ખોટું છે કારણ કે કોષવિભાજન દરમિયાન એસ્ટર ઉત્પન્ન કરતી રચના સેન્ટ્રોસોમ છે,સેન્ટ્રોમિયર નહીં.

(D) $X$-કિરણો અને ગામા કિરણો જેવા આયનીકરણ કરતા વિકિરણો,તેમજ $UV$-કિરણો જેવા બિન-આયનીકરણ કરતા વિકિરણો $DNA$ ને નુકસાન પહોંચાડવા માટે જાણીતા છે.
$X$-કિરણો અને ગામા કિરણો $DNA$ અણુમાં બેવડી શૃંખલાના ભંગાણ (double-strand breaks) સર્જે છે.
$UV$-કિરણો પિરિમિડિન ડાયમર્સ (ખાસ કરીને થાઇમિન ડાયમર્સ) ના નિર્માણનું કારણ બને છે,જે $DNA$ ના સ્વયંજનન અને પ્રત્યાંકનની પ્રક્રિયામાં વિક્ષેપ પાડે છે.
તેથી,આપેલ તમામ વિકિરણો $DNA$ ને નુકસાન પહોંચાડવા માટે સક્ષમ છે.

(B) 'જીવંત રસાયણ' શબ્દનો ઉપયોગ ઘણીવાર $DNA$ માટે કરવામાં આવે છે કારણ કે તે જીવન,પ્રતિકૃતિ (replication) અને પ્રોટીન સંશ્લેષણ માટે જરૂરી આનુવંશિક માહિતી ધરાવે છે,છતાં તે એક રાસાયણિક અણુ છે. તે તમામ સજીવો માટે બ્લુપ્રિન્ટ તરીકે કાર્ય કરે છે.

(D) $DNA$ $(Deoxyribonucleic \text{ acid})$ માં રહેલી શર્કરા $2-deoxyribose$ છે.
રાઈબોઝ શર્કરાનું અણુસૂત્ર $C_5H_{10}O_5$ છે.
$2-deoxyribose$ માં, રાઈબોઝ શર્કરાના બીજા કાર્બન પરથી એક ઓક્સિજન પરમાણુ દૂર થાય છે.
તેથી, $2-deoxyribose$ નું અણુસૂત્ર $C_5H_{10}O_4$ થાય છે.

(A) પ્રોટીન સંશ્લેષણ માટે જરૂરી માહિતી $DNA$ (ડીઓક્સિરીબોન્યુક્લિઇક ઍસિડ) માં સંગ્રહિત હોય છે,જે એક પ્રકારનો ન્યૂક્લિઇક ઍસિડ છે અને તે કોષના કોષકેન્દ્રમાં આવેલો હોય છે. આ આનુવંશિક માહિતીનું $mRNA$ માં ભાષાંતરણ (transcription) થાય છે અને ત્યારબાદ રીબોઝોમ્સ દ્વારા તેનું પ્રોટીનમાં રૂપાંતર (translation) થાય છે. તેથી,આ માહિતીનો મુખ્ય સંગ્રહ કોષકેન્દ્રમાં રહેલા ન્યૂક્લિઇક ઍસિડમાં થાય છે.

(D) ચારગાફના નિયમો અને $DNA$ ના વોટસન-ક્રિક મોડેલ મુજબ,એડીનાઈન $(A)$ હંમેશા બે હાઈડ્રોજન બંધ દ્વારા થાયમિન $(T)$ સાથે જોડાય છે.
સાયટોસિન $(C)$ હંમેશા ત્રણ હાઈડ્રોજન બંધ દ્વારા ગ્વાનીન $(G)$ સાથે જોડાય છે.
યુરેસિલ $(U)$ એ $RNA$ માં થાયમિનને બદલે જોવા મળે છે અને તે $RNA$ ના અણુઓમાં એડીનાઈન સાથે જોડાય છે.
તેથી,$DNA$ માં એડીનાઈન $(A)$ થાયમિન $(T)$ સાથે જોડાય છે.

(A) $DNA$ ના બંધારણમાં,નાઇટ્રોજનયુક્ત બેઇઝ ચાર્ગાફના નિયમ મુજબ ચોક્કસ રીતે જોડાય છે.
$G$ (ગ્વાનિન) હંમેશા $C$ (સાયટોસિન) સાથે $3$ હાઇડ્રોજન બંધ દ્વારા જોડાય છે.
$A$ (એડેનિન) હંમેશા $T$ (થાયમિન) સાથે $2$ હાઇડ્રોજન બંધ દ્વારા જોડાય છે.
તેથી,$G$ અને $C$ ની વચ્ચે $3$ હાઇડ્રોજન બંધ હોય છે.

(B) $1$. $RNA$ સામાન્ય રીતે એક-શૃંખલામય હોય છે,દ્વિ-શૃંખલામય નહીં.
$2$. $Watson-Crick$ ના મોડેલ મુજબ,$DNA$ ની બંને શૃંખલાઓ એકબીજા સાથે ચોક્કસ જમણી બાજુના કુંતલ (helical) સ્વરૂપે અમળાયેલી હોય છે.
$3$. $DNA$ માં,પ્યુરિન ($Adenine$,$Guanine$) હંમેશા હાઈડ્રોજન બંધ દ્વારા પિરિમિડિન ($Thymine$,$Cytosine$) સાથે જોડાય છે,પ્યુરિન-પ્યુરિન કે પિરિમિડિન-પિરિમિડિન સાથે નહીં.
$4$. $DNA$ ની બે શૃંખલાઓ વચ્ચેનું અંતર (કુંતલનો વ્યાસ) આશરે $20 \ \mathring A$ હોય છે,જ્યારે એક આંટાનું અંતર $34 \ \mathring A$ હોય છે. તેથી,વિધાન $B$ એકમાત્ર સાચું વિધાન છે.