The DNA Questions in Gujarati

(C) ન્યુક્લિયોસોમ એ $DNA$ અને હિસ્ટોન ઓક્ટામરથી બનેલી એક રચના છે. લિંકર હિસ્ટોન $H_1$ નું ન્યુક્લિયોસોમ સાથેનું જોડાણ $DNA$ ને વધુ ઘટ્ટ રીતે વીંટાળવામાં અને તેને ક્રોમેટિન તંતુઓમાં સંઘનિત કરવામાં મદદ કરે છે. તેથી,$H_1$ ની હાજરી સૂચવે છે કે $DNA$ ક્રોમેટિન તંતુઓમાં સંઘનિત થઈ રહ્યું છે,જે કોષના કોષકેન્દ્રમાં જનીનિક દ્રવ્યને વ્યવસ્થિત રીતે પેક કરવા માટે જરૂરી છે.

(A) $DNA$ ની દ્રીકુંતલીય રચના,જે $Watson$ અને $Crick$ દ્વારા આપવામાં આવી હતી,તે $DNA$ ના બંધારણને બે પોલીન્યુક્લિઓટાઈડ શૃંખલાઓ તરીકે વર્ણવે છે જે એક સામાન્ય અક્ષની આસપાસ જમણી બાજુએ (right-handed) વીંટળાયેલી હોય છે. આ શૃંખલાઓ પ્રતિ-સમાંતર $(antiparallel)$ હોય છે અને પૂરક નાઈટ્રોજન બેઝ વચ્ચેના હાઈડ્રોજન બંધ દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલી હોય છે. તેથી,બે શૃંખલાઓ એક સામાન્ય અક્ષની આસપાસ વીંટળાયેલ હોય છે.

(B) $RNA$ (રાઈબોન્યુક્લિક એસિડ) એ ન્યુક્લિયોટાઈડ્સનું બનેલું ન્યુક્લિક એસિડ છે,જેમાં રાઈબોઝ શર્કરા,ફોસ્ફેટ ગ્રુપ અને ચાર નાઈટ્રોજન બેઝ પૈકી એક હોય છે: એડેનીન $(A)$,ગ્વાનીન $(G)$,સાયટોસીન $(C)$ અને યુરેસિલ $(U)$.
થાયમિન $(T)$ એ $DNA$ માં જોવા મળતો નાઈટ્રોજન બેઝ છે,પરંતુ $RNA$ માં તેની જગ્યાએ યુરેસિલ હોય છે.
તેથી,$RNA$ માં થાયમિન હોતું નથી.

(A) $DNA$ માટે ચાર્ગાફના નિયમ મુજબ,એડેનાઈન $(A)$ નું પ્રમાણ થાઈમીન $(T)$ જેટલું અને સાયટોસીન $(C)$ નું પ્રમાણ ગ્વાનીન $(G)$ જેટલું હોય છે. તેથી,$A = T$ અને $C = G$ થાય.
વિકલ્પ $(a)$ માં $A = T, C = A$ આપેલ છે,જે ખોટું છે કારણ કે $C$ નું પ્રમાણ $G$ જેટલું હોવું જોઈએ,$A$ જેટલું નહીં.
વિકલ્પ $(b)$ સાચું છે કારણ કે $DNA$ ને ગરમ કરવાથી તેનું વિકૃતિકરણ (denaturation) થાય છે,જેનાથી કદ વધે છે અને ઘનતા ઘટે છે.
વિકલ્પ $(c)$ પણ સાચું છે કારણ કે $(A + T) / (C + G)$ નો ગુણોત્તર દરેક જાતિ માટે અલગ-અલગ હોય છે અને તે સાર્વત્રિક અચળાંક નથી.
પ્રશ્નમાં શું સાચું નથી તે પૂછવામાં આવ્યું હોવાથી,વિકલ્પ $(a)$ ખોટું વિધાન ધરાવે છે,તેથી તે સાચો જવાબ છે.

(C) $DNA$ માટે ચાર્ગાફના નિયમ મુજબ,એડેનીન $(A)$ ની માત્રા થાઇમીન $(T)$ ની માત્રા જેટલી હોય છે,અને સાયટોસીન $(C)$ ની માત્રા ગ્વાનીન $(G)$ ની માત્રા જેટલી હોય છે.
આપેલ છે: $A = 120$,તેથી $T = 120$.
આપેલ છે: $C = 120$,તેથી $G = 120$.
નાઇટ્રોજનયુક્ત બેઇઝની કુલ સંખ્યા $A + T + C + G = 120 + 120 + 120 + 120 = 480$ થાય છે.
દરેક નાઇટ્રોજનયુક્ત બેઇઝ શર્કરા અને ફોસ્ફેટ જૂથ સાથે જોડાઈને ન્યુક્લિઓટાઇડ બનાવે છે,તેથી $DNA$ ખંડમાં ન્યુક્લિઓટાઇડની કુલ સંખ્યા નાઇટ્રોજનયુક્ત બેઇઝની કુલ સંખ્યા જેટલી એટલે કે $480$ હોય છે.

(D) $DNA$ $(Deoxyribonucleic acid)$ એ $Deoxyribonucleotides$ નો પોલીમર છે.
દરેક $Deoxyribonucleotide$ ત્રણ ઘટકોનો બનેલો છે: નાઈટ્રોજનયુક્ત બેઈઝ, પેન્ટોઝ શર્કરા $(Deoxyribose)$ અને ફોસ્ફેટ સમૂહ.
આ એકમો ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધ દ્વારા જોડાઈને લાંબી પોલીન્યુક્લિઓટાઈડ શૃંખલાઓ બનાવે છે, જે $DNA$ ની બેવડી કુંડળી (double helix) ની રચના કરે છે.

(A) ન્યુક્લિક એસિડમાં, પિરિમિડીન બેઈઝ સાયટોસિન $(C)$, થાઈમિન $(T)$ અને યુરેસિલ $(U)$ છે. પ્યુરિન બેઈઝ એડેનિન $(A)$ અને ગ્વાનિન $(G)$ છે.
આપણે દરેક શ્રેણીમાં પિરિમિડીન $(C, T, U)$ ની સંખ્યા ગણવાની છે:
$A$: $GATCAATGC$ $\rightarrow$ $T, C, T, C$ (કુલ $4$ પિરિમિડીન).
$B$: $GCUAGACAA$ $\rightarrow$ $C, U, C$ (કુલ $3$ પિરિમિડીન).
$C$: $UAGCGGUAA$ $\rightarrow$ $U, C, C$ (કુલ $3$ પિરિમિડીન).
$D$: $TGCCTAACG$ $\rightarrow$ $T, C, C, T, C$ (કુલ $5$ પિરિમિડીન).
તેથી, ચાર પિરિમિડીન બેઈઝ ધરાવતી શ્રેણી $GATCAATGC$ છે.

(D) $DNA$ અને $RNA$ એ ન્યુક્લિઓટાઇડ્સના બનેલા ન્યુક્લિક એસિડ છે.
બંનેમાં એડેનાઇન $(A)$,ગ્વાનીન $(G)$ અને સાયટોસીન $(C)$ નાઇટ્રોજનયુક્ત બેઈઝ હોય છે.
જોકે,$DNA$ માં ચોથા બેઈઝ તરીકે થાયમિન $(T)$ હોય છે,જ્યારે $RNA$ માં થાયમિનને બદલે યુરેસીલ $(U)$ હોય છે.
તેથી,યુરેસીલ એવો નાઇટ્રોજનયુક્ત બેઈઝ છે જે $RNA$ માં હોય છે પરંતુ $DNA$ માં હોતો નથી.

(C) $DNA$ સંશ્લેષણનું ચોક્કસ માપન કરવા માટે,વૈજ્ઞાનિકો ન્યુક્લિયોટાઇડ્સના રેડિયોએક્ટિવ લેબલિંગનો ઉપયોગ કરે છે જે ખાસ કરીને $DNA$ શૃંખલામાં ઉમેરવામાં આવે છે.
$DNA$ માં નાઇટ્રોજનયુક્ત બેઇઝ તરીકે $Thymine$ હોય છે,જ્યારે $RNA$ માં $Uracil$ હોય છે.
તેથી,રેડિયોએક્ટિવ $Thymine$ (જેને ઘણીવાર $^3H-Thymine$ તરીકે લેબલ કરવામાં આવે છે) નો ઉપયોગ $RNA$ સંશ્લેષણની દખલગીરી વગર $DNA$ સંશ્લેષણને ચોક્કસ રીતે ટ્રેક કરવા માટે થાય છે.
આ તકનીકનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે કોષચક્ર અને પ્રતિકૃતિનો અભ્યાસ કરવા માટે પલ્સ-ચેઝ લેબલિંગ જેવા પ્રયોગોમાં થાય છે.

(A) $DNA$ $(Deoxyribonucleic \text{ acid})$ અને $RNA$ $(Ribonucleic \text{ acid})$ બંને ન્યુક્લિક એસિડ છે.
તે બંને ન્યુક્લિઓટાઈડ્સના પૉલિમર છે, જે નાઈટ્રોજનયુક્ત બેઈઝ, પેન્ટોઝ શર્કરા અને ફોસ્ફેટ સમૂહના બનેલા હોય છે.
$DNA$ માં ડીઓક્સિરાઈબોઝ શર્કરા હોય છે, જ્યારે $RNA$ માં રાઈબોઝ શર્કરા હોય છે.
$DNA$ માં પિરિમિડીન તરીકે થાઈમીન હોય છે, જ્યારે $RNA$ માં યુરેસિલ હોય છે.
તેથી, બંનેમાં સમાન લાક્ષણિકતા એ છે કે તે બંને ન્યુક્લિઓટાઈડ્સના પૉલિમર છે.

(B) $DNA$ નું દ્વિ-કુંતલ બંધારણ બે પોલીન્યુક્લિઓટાઈડ શૃંખલાઓનું બનેલું છે જે એકબીજાને પ્રતિસમાંતર (antiparallel) હોય છે.
આનો અર્થ એ છે કે એક શૃંખલા $5' \rightarrow 3'$ દિશામાં હોય છે,જ્યારે બીજી શૃંખલા $3' \rightarrow 5'$ દિશામાં હોય છે.
પરિણામે,એક શૃંખલાના $5'$ છેડા પરનો ફોસ્ફેટ સમૂહ બીજી શૃંખલાના $3'$ હાઈડ્રોક્સિલ સમૂહની વિરુદ્ધ દિશામાં ગોઠવાયેલો હોય છે,જેનો અર્થ છે કે તેઓ વિરુદ્ધ દિશામાં વહે છે.

(A) $\beta-DNA$ (વોટસન-ક્રિક મોડેલ) ની રચનામાં,કુંતલ દરેક $3.4 \, nm$ (અથવા $34 \, \mathring{A}$) પર એક સંપૂર્ણ વળાંક લે છે.
દરેક વળાંકમાં $10$ બેઝ જોડીઓ (base pairs) હોય છે.
બે નજીકની બેઝ જોડીઓ વચ્ચેનું અંતર $0.34 \, nm$ (અથવા $3.4 \, \mathring{A}$) હોય છે.
તેથી,એક સંપૂર્ણ વળાંકની લંબાઈ $10 \times 0.34 \, nm = 3.4 \, nm$ થાય છે.

(C) $Watson$ અને $Crick$ દ્વારા પ્રસ્તાવિત $DNA$ ના બેવડા કુંડલ (double helix) મોડેલ મુજબ,બે પોલીન્યુક્લિઓટાઈડ શૃંખલાઓ વિરુદ્ધ દિશામાં ગોઠવાયેલી હોય છે.
એક શૃંખલા $5' \rightarrow 3'$ દિશામાં અને બીજી શૃંખલા $3' \rightarrow 5'$ દિશામાં હોય છે.
આ ગોઠવણીને પ્રતિસમાંતર (antiparallel) કહેવામાં આવે છે.

(D) $DNA$ ની સંરચનાના $Watson-Crick$ મોડેલ મુજબ:
$1$. $DNA$ બે પોલીન્યુક્લિઓટાઈડ શૃંખલાઓનું બનેલું છે જે દ્વિ-કુંડલમય (double helix) રચના બનાવે છે.
$2$. આ બે શૃંખલાઓ પ્રતિસમાંતર (antiparallel) હોય છે,જેનો અર્થ છે કે તેઓ વિરુદ્ધ દિશામાં હોય છે. એક શૃંખલા $5' \rightarrow 3'$ દિશામાં અને બીજી શૃંખલા $3' \rightarrow 5'$ દિશામાં હોય છે.
$3$. $Chargaff$ ના નિયમ મુજબ,એડીનીન $(A)$ નું પ્રમાણ થાયેમિન $(T)$ જેટલું અને ગ્વાનીન $(G)$ નું પ્રમાણ સાયટોસીન $(C)$ જેટલું હોય છે. તેથી,પ્યુરિન $(A+G)$ ની કુલ સંખ્યા પિરિમિડીન $(T+C)$ ની કુલ સંખ્યા જેટલી હોય છે.
$4$. વિકલ્પ $D$ એ $DNA$ શૃંખલાઓની પ્રતિસમાંતર પ્રકૃતિનું યોગ્ય વર્ણન કરે છે.

(B) જાતિ ઈતિહાસ અથવા ઉત્ક્રાંતિના સંબંધો નક્કી કરવા માટે $r-RNA$ (રિબોઝોમલ $RNA$) ના ક્રમની સરખામણી કરવી સૌથી શ્રેષ્ઠ છે.
$r-RNA$ જનીનો,ખાસ કરીને આદિકોષકેન્દ્રીઓમાં $16S$ $r-RNA$ અને સુકોષકેન્દ્રીઓમાં $18S$ $r-RNA$,તમામ જીવંત સજીવોમાં ખૂબ જ સુરક્ષિત (conserved) હોય છે.
કારણ કે આ ક્રમ ઉત્ક્રાંતિના સમય દરમિયાન ખૂબ જ ધીમેથી બદલાય છે,તેથી તે વિવિધ જાતિઓના પૂર્વજો અને તેમના અલગ પડવાની પ્રક્રિયાને ટ્રેસ કરવા માટે 'મોલેક્યુલર ક્લોક' તરીકે કાર્ય કરે છે.
$m-RNA$ અને $t-RNA$ તેમના ઝડપી ફેરફાર અને કાર્યાત્મક મર્યાદાઓને કારણે આ હેતુ માટે ઓછા યોગ્ય છે.

(D) આપેલ શૃંખલા $5'-GAATTC-3'$ અને $3'-CTTAAG-5'$ છે.
જ્યારે $5' \rightarrow 3'$ દિશામાં વાંચવામાં આવે,ત્યારે બંને શૃંખલાઓ સમાન ક્રમ ધરાવે છે: $GAATTC$.
આ પ્રકારના ક્રમને પેલિન્ડ્રોમિક ન્યુક્લિઓટાઇડ ક્રમ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
પેલિન્ડ્રોમિક ક્રમોને રિસ્ટ્રિક્શન એન્ડોન્યુક્લિએઝ ઉત્સેચકો દ્વારા ઓળખવામાં આવે છે,જે $DNA$ ને ચોક્કસ સ્થાનો પર કાપે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(B) નાઇટ્રોજનયુક્ત બેઇઝને બે પ્રકારમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે: પ્યુરીન્સ અને પિરિમિડિન્સ.
પ્યુરીન્સ એ બેવડી વલય ધરાવતી રચનાઓ છે,જેમાં એડેનાઇન $(A)$ અને ગ્વાનિન $(G)$ નો સમાવેશ થાય છે.
પિરિમિડિન્સ એ એકવલયી રચનાઓ છે,જેમાં સાયટોસિન $(C)$,થાઇમિન $(T)$ અને યુરેસિલ $(U)$ નો સમાવેશ થાય છે.
$DNA$ માં એડેનાઇન,ગ્વાનિન,સાયટોસિન અને થાઇમિન હોય છે.
$RNA$ માં એડેનાઇન,ગ્વાનિન,સાયટોસિન અને યુરેસિલ હોય છે.
તેથી,$DNA$ અને $RNA$ બંનેમાં હાજર પ્યુરીન્સ એડેનાઇન અને ગ્વાનિન છે.

(C) વિધાન સાચું છે કારણ કે $A-T$ બેઝ જોડીઓ બે હાઇડ્રોજન બંધ દ્વારા જોડાયેલી હોય છે,જ્યારે $G-C$ બેઝ જોડીઓ ત્રણ હાઇડ્રોજન બંધ દ્વારા જોડાયેલી હોય છે.
$G-C$ જોડીઓમાં વધુ હાઇડ્રોજન બંધ હોવાથી,તેઓ વધુ સ્થિર હોય છે અને $A-T$ જોડીઓની તુલનામાં તેમને તોડવા (ઓગળવા) માટે વધુ ઉર્જાની જરૂર પડે છે.
આપેલ કારણ ખોટું છે કારણ કે તે હાઇડ્રોજન બંધની સંખ્યાને ઉલટી રીતે દર્શાવે છે: $A$ અને $T$ વચ્ચે બે હાઇડ્રોજન બંધ હોય છે,જ્યારે $G$ અને $C$ વચ્ચે ત્રણ હાઇડ્રોજન બંધ હોય છે.

(B) ચારગાફના નિયમ મુજબ,એડેનાઇન $(A)$ નું પ્રમાણ થાઇમિન $(T)$ ના પ્રમાણ જેટલું હોય છે,અને ગ્વાનિન $(G)$ નું પ્રમાણ સાયટોસિન $(C)$ ના પ્રમાણ જેટલું હોય છે.
અહીં એડેનાઇન $30\%$ આપેલું છે,તેથી થાઇમિન પણ $30\%$ હશે.
$A + T$ ની કુલ ટકાવારી $30\% + 30\% = 60\%$ થાય.
બાકી રહેલી $G + C$ ની ટકાવારી $100\% - 60\% = 40\%$ છે.
$G = C$ હોવાથી,સાયટોસિનની ટકાવારી $40\% / 2 = 20\%$ થાય.

(C) વિધાન સાચું છે કારણ કે $DNA$ ઋણ વીજભારિત છે અને તે હિસ્ટોન નામના ધન વીજભારિત બેઝિક પ્રોટીન સાથે સંકળાયેલું હોય છે.
કારણ ખોટું છે કારણ કે હિસ્ટોન પ્રોટીન એક ઓક્ટામર (હિસ્ટોન અણુઓનો $8$ નો સમૂહ: $H_2A, H_2B, H_3$ અને $H_4$ દરેકના $2$ અણુઓ) બનાવે છે,'પૂલ' નહીં. $DNA$ આ હિસ્ટોન ઓક્ટામરની આસપાસ વીંટળાઈને ન્યુક્લિયોસોમ બનાવે છે.

(C) $DNA$ અણુમાં,નાઇટ્રોજનયુક્ત બેઝ હાઇડ્રોજન બંધ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.
$A$ (એડેનાઇન) એ $T$ (થાઇમિન) સાથે બે હાઇડ્રોજન બંધ દ્વારા જોડાય છે,જ્યારે $G$ (ગ્વાનિન) એ $C$ (સાયટોસિન) સાથે ત્રણ હાઇડ્રોજન બંધ દ્વારા જોડાય છે.
$G-C$ જોડીમાં ત્રણ હાઇડ્રોજન બંધ હોવાથી,તે વધુ સ્થિર હોય છે અને $A-T$ જોડીની તુલનામાં તેને તોડવા માટે વધુ ઉર્જાની જરૂર પડે છે,જેમાં માત્ર બે જ હાઇડ્રોજન બંધ હોય છે.
તેથી,$A-T$ સમૃદ્ધ વિસ્તારો $G-C$ સમૃદ્ધ વિસ્તારો કરતા નીચા તાપમાને પીગળે છે.
વિધાન સાચું છે,પરંતુ કારણ ખોટું છે કારણ કે તે હાઇડ્રોજન બંધની સંખ્યાને ઉલટી રીતે દર્શાવે છે.

(N/A)

$DNA$	$RNA$
$(1)$ તે દ્વિ-શૃંખલામય પોલીન્યુક્લિઓટાઈડ શૃંખલા છે.	$(1)$ તે એક-શૃંખલામય પોલીન્યુક્લિઓટાઈડ શૃંખલા છે.
$(2)$ તેમાં $A, C, G$ અને $T$ નાઈટ્રોજન બેઝ હોય છે.	$(2)$ તેમાં $A, C, G$ અને $U$ નાઈટ્રોજન બેઝ હોય છે.
$(3)$ તે મુખ્યત્વે કોષકેન્દ્ર,હરિતકણ અને કણાભસૂત્રમાં જોવા મળે છે.	$(3)$ તે કોષકેન્દ્ર અને કોષરસમાં જોવા મળે છે.
$(4)$ તે આનુવંશિક માહિતીનો સંગ્રહ અને વહન કરે છે.	$(4)$ તે પ્રોટીન સંશ્લેષણ દ્વારા જનીનિક અભિવ્યક્તિનું નિયમન કરે છે.

(B) ચારગાફના નિયમ મુજબ,દ્વિ-શૃંખલામય $DNA$ અણુમાં પ્યુરિનનું પ્રમાણ પિરિમિડિનના પ્રમાણ જેટલું હોય છે.
ચોક્કસ રીતે કહીએ તો,એડેનિન $(A)$ નું પ્રમાણ થાઇમિન $(T)$ જેટલું અને ગ્વાનિન $(G)$ નું પ્રમાણ સાયટોસિન $(C)$ જેટલું હોય છે.
આપેલ છે કે સાયટોસિન $(C)$ $20 \%$ છે,તેથી ગ્વાનિન $(G)$ પણ $20 \%$ હશે.
તેથી,$G + C$ નું કુલ પ્રમાણ $20 \% + 20 \% = 40 \%$ થાય.
બાકી રહેલ $A + T$ માટેની ટકાવારી $100 \% - 40 \% = 60 \%$ છે.
કારણ કે $A = T$,તેથી એડેનિન $(A)$ ની ટકાવારી $60 \% / 2 = 30 \%$ થાય.

(D) બેઝ જોડીના નિયમો ($A$ એ $T$ સાથે અને $G$ એ $C$ સાથે જોડાય છે) ને કારણે $DNA$ ની શૃંખલાઓ એકબીજાની પૂરક હોય છે.
આપેલી શૃંખલા $(5' \rightarrow 3')$: $5'- ATGCATGCATGCATGCATGCATGCATGC-3'$
પૂરક શૃંખલા વિરુદ્ધ દિશામાં $(3' \rightarrow 5')$ હોય છે:
$3'- TACGTACGTACGTACGTACGTACGTACG-5'$
આ ક્રમને $5' \rightarrow 3'$ દિશામાં લખવા માટે,આપણે પૂરક શૃંખલાના ક્રમને ઉલટાવીએ છીએ:
$5'- GCATGCATGCATGCATGCATGCATGCAT-3'$

(B) $DNA$ (ડિઑક્સિરિબોન્યુક્લિઇક ઍસિડ) એ ડિઑક્સિરિબોન્યુક્લિઓટાઇડ્સનો લાંબો પૉલિમર છે.
$DNA$ ની લંબાઈ તેમાં રહેલા ન્યુક્લિઓટાઇડ્સની સંખ્યા (અથવા ન્યુક્લિઓટાઇડ્સની જોડને બેઇઝ જોડ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે) દ્વારા વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
આ દરેક સજીવ માટેની લાક્ષણિકતા છે.
ઉદાહરણ તરીકે:
$1$. $\phi \times 174$ બૅક્ટરિઓફેઝમાં $5386$ ન્યુક્લિઓટાઇડ્સ હોય છે.
$2$. લેમ્ડા $(\lambda)$ બૅક્ટરિઓફેઝમાં $48502$ બેઇઝ જોડ $(bp)$ હોય છે.
$3$. ઇશ્કેરિશિયા કોલી $(E. \ coli)$ માં $4.6 \times 10^6$ બેઇઝ જોડ $(bp)$ હોય છે.
$4$. મનુષ્યમાં (એકકીય જનીનસમૂહ) $3.3 \times 10^9$ બેઇઝ જોડ $(bp)$ હોય છે.

(N/A) ન્યુક્લિઓટાઇડ નાઇટ્રોજનયુક્ત બેઇઝ,પેન્ટોઝ શર્કરા અને ફોસ્ફેટ સમૂહનો બનેલો હોય છે.
પેન્ટોઝ શર્કરા: નીચે મુજબ બે પ્રકારની શર્કરા હાજર હોય છે: $(a)$ રાઇબોઝ ($RNA$ ના કિસ્સામાં) $(b)$ ડીઓક્સિરાઇબોઝ ($DNA$ ના કિસ્સામાં).
નાઇટ્રોજનયુક્ત બેઇઝ: તે નાઇટ્રોજન ધરાવતો કાર્બનિક અણુ છે જે બેઇઝ જેવા ભૌતિક ગુણધર્મો ધરાવે છે.
નાઇટ્રોજનયુક્ત બેઇઝ બે પ્રકારના હોય છે: $(a)$ પ્યુરીન્સ (એડેનાઇન અને ગ્વાનીન). $(b)$ પિરિમિડિન્સ (સાયટોસિન,યુરેસિલ અને થાઇમિન). પિરિમિડિન્સમાંથી,સાયટોસિન $DNA$ અને $RNA$ બંને માટે સામાન્ય છે,જ્યારે થાઇમિન $DNA$ માં અને યુરેસિલ $RNA$ માં હાજર હોય છે.
નાઇટ્રોજનયુક્ત બેઇઝ $N$-ગ્લાયકોસિડિક બંધ દ્વારા પેન્ટોઝ શર્કરા સાથે જોડાઈને ન્યુક્લિઓસાઇડ બનાવે છે,જેમ કે એડેનોસિન અથવા ડીઓક્સિએડેનોસિન,ગ્વાનોસિન અથવા ડીઓક્સિગ્વાનોસિન,સાયટિડિન અથવા ડીઓક્સિસાયટિડિન અને યુરિડિન અથવા ડીઓક્સિથાઇમિડિન.
જ્યારે ફોસ્ફેટ સમૂહ ફોસ્ફોએસ્ટર બંધ દ્વારા ન્યુક્લિઓસાઇડના $5^{\prime}-OH$ સાથે જોડાય છે,ત્યારે અનુરૂપ ન્યુક્લિઓટાઇડ (અથવા હાજર શર્કરાના પ્રકારને આધારે ડીઓક્સિન્યુક્લિઓટાઇડ) બને છે.
બે ન્યુક્લિઓટાઇડ્સ $3^{\prime}-5^{\prime}$ ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધ દ્વારા જોડાઈને ડાયન્યુક્લિઓટાઇડ બનાવે છે.
આ રીતે વધુ ન્યુક્લિઓટાઇડ્સ જોડાઈને પોલીન્યુક્લિઓટાઇડ શૃંખલા બનાવે છે.
આમ બનેલા પોલિમરના એક છેડે રાઇબોઝ શર્કરાના $5^{\prime}$-છેડે મુક્ત ફોસ્ફેટ સમૂહ હોય છે,જેને પોલીન્યુક્લિઓટાઇડ શૃંખલાનો $5^{\prime}$-છેડો કહેવામાં આવે છે.
તે જ રીતે,પોલિમરના બીજા છેડે રાઇબોઝ પાસે મુક્ત $3^{\prime}-OH$ સમૂહ હોય છે,જેને પોલીન્યુક્લિઓટાઇડ શૃંખલાનો $3^{\prime}$-છેડો કહેવામાં આવે છે.
પોલીન્યુક્લિઓટાઇડ શૃંખલામાં આધારસ્તંભ (backbone) શર્કરા અને ફોસ્ફેટને કારણે બને છે.
શર્કરા સાથે જોડાયેલા નાઇટ્રોજનયુક્ત બેઇઝ આધારસ્તંભમાંથી બહારની તરફ નીકળેલા હોય છે.
$RNA$ માં,દરેક ન્યુક્લિઓટાઇડ અવશેષમાં રાઇબોઝના $2^{\prime}$-સ્થાન પર વધારાનો $-OH$ સમૂહ હાજર હોય છે.
ઉપરાંત,$RNA$ માં થાઇમિનના સ્થાને યુરેસિલ જોવા મળે છે ($5$-મિથાઇલ યુરેસિલ,જે થાઇમિનનું બીજું રાસાયણિક નામ છે).

(N/A) $DNA$ ની રચના મોરિસ વિલ્કિન્સ અને રોઝાલિન્ડ ફ્રેન્કલિન દ્વારા આપવામાં આવેલી $X$-ray વિવર્તનની માહિતીના આધારે $1953$ માં જેમ્સ વોટ્સન અને ફ્રાન્સિસ ક્રિક દ્વારા પ્રસ્થાપિત કરવામાં આવી હતી.
બેવડી કુંતલમય રચનાના મુખ્ય લક્ષણો નીચે મુજબ છે:
$1$. $DNA$ બે પોલીન્યુક્લિઓટાઈડ શૃંખલાઓનું બનેલું છે,જેમાં શર્કરા-ફોસ્ફેટની કરોડરજ્જુ બહારની તરફ હોય છે અને નાઈટ્રોજન બેઝ અંદરની તરફ હોય છે.
$2$. બંને શૃંખલાઓની ધ્રુવીયતા વિરુદ્ધ (anti-parallel) હોય છે. જો એક શૃંખલાની ધ્રુવીયતા $5' \rightarrow 3'$ હોય,તો બીજી શૃંખલાની $3' \rightarrow 5'$ હોય છે.
$3$. બંને શૃંખલાઓના બેઝ હાઈડ્રોજન બંધ દ્વારા જોડાઈને બેઝ જોડી $(bp)$ બનાવે છે. એડેનીન $(A)$ થાઈમિન $(T)$ સાથે બે હાઈડ્રોજન બંધથી અને ગ્વાનીન $(G)$ સાયટોસિન $(C)$ સાથે ત્રણ હાઈડ્રોજન બંધથી જોડાય છે.
$4$. બંને શૃંખલાઓ જમણી બાજુ વળેલી હોય છે. કુંતલનો એક આંટો $3.4 \ nm$ $(34 \ \mathring{A})$ લંબાઈ ધરાવે છે અને દરેક આંટામાં આશરે $10$ બેઝ જોડીઓ આવેલી હોય છે.
$5$. એક બેઝ જોડીની ઉપર બીજી બેઝ જોડી ગોઠવાયેલી હોય છે,જે કુંતલમય રચનાને સ્થિરતા પ્રદાન કરે છે.

(N/A) બેઇઝ-જોડાણ પોલિન્યુક્લિઓટાઇડ શૃંખલાને એક વિશિષ્ટ લાક્ષણિકતા આપે છે.
બંને પોલિન્યુક્લિઓટાઇડ શૃંખલાઓ એકબીજાની પૂરક હોય છે. તેથી,જો એક શૃંખલામાં રહેલા બેઇઝનો ક્રમ જાણીતો હોય,તો બીજી શૃંખલામાં રહેલા બેઇઝનો ક્રમ અનુમાનિત કરી શકાય છે.
જો $DNA$ (પિતૃ $DNA$) ની દરેક શૃંખલા નવી શૃંખલાના સંશ્લેષણ માટે પ્રતિકૃતિ (template) તરીકે કાર્ય કરે,તો ઉત્પન્ન થતા બે બેવડી કુંતલમય $DNA$ અણુઓ (સંતતિ $DNA$) પિતૃ $DNA$ અણુને સમાન હોય છે.
$DNA$ ની બેવડી કુંતલમય રચનાની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ નીચે મુજબ છે:
$(1)$ $DNA$ બે પોલિન્યુક્લિઓટાઇડ શૃંખલાઓનું બનેલું છે. તેનું માળખું શર્કરા-ફૉસ્ફેટનું બનેલું છે અને નાઇટ્રોજન બેઇઝ અંદરની તરફ ગોઠવાયેલા હોય છે.
$(2)$ બંને શૃંખલાઓ પ્રતિસમાંતર (anti-parallel) ધ્રુવતા ધરાવે છે. એટલે કે,જો એક શૃંખલાની ધ્રુવતા $5' \rightarrow 3'$ હોય,તો બીજી શૃંખલાની ધ્રુવતા $3' \rightarrow 5'$ હોય છે.
$(3)$ બંને શૃંખલાઓના નાઇટ્રોજન બેઇઝ હાઇડ્રોજન બંધ દ્વારા જોડાઈને બેઇઝ-જોડ બનાવે છે. એડેનીન સામેની શૃંખલાના થાઇમિન સાથે બે હાઇડ્રોજન બંધથી જોડાય છે અને તેનાથી ઉલટું. તેવી જ રીતે,ગ્વાનીન સાઇટોસિન સાથે ત્રણ હાઇડ્રોજન બંધથી જોડાય છે.
$A = T, G \equiv C$
આના પરિણામે બંને શૃંખલાઓ વચ્ચે સમાન અંતર જળવાઈ રહે છે.
$(4)$ બંને શૃંખલાઓ જમણેરી કુંતલ (right-handed) સ્વરૂપે વીંટળાયેલી હોય છે. કુંતલનો ગર્ત (pitch) $3.4 \ nm$ (એક નેનોમીટર એટલે $10^{-9} \ m$) છે અને દરેક વળાંકમાં આશરે $10 \ bp$ હોય છે. પરિણામે,કુંતલમાં બે ક્રમિક બેઇઝ-જોડ વચ્ચેનું અંતર આશરે $0.34 \ nm$ હોય છે.

(N/A) બે ક્રમિક બેઇઝ જોડ વચ્ચેનું અંતર $0.34 \, nm$ $(0.34 \times 10^{-9} \, m)$ લઈએ અને જો સામાન્ય લાક્ષણિક સસ્તન કોષના બેવડી કુંતલમય રચના ધરાવતા $DNA$ની લંબાઈ કુલ બેઇઝ જોડીને બે પાસપાસે આવેલા જોડના અંતર સાથે ગુણીને ગણીએ,એટલે કે $6.6 \times 10^9 \, bp \times 0.34 \times 10^{-9} \, m/bp$,તો તે લગભગ $2.2 \, m$ થાય છે. આ લંબાઈ લાક્ષણિક કોષકેન્દ્રના પરિમાણ (આશરે $10^{-6} \, m$) કરતા ઘણી વધારે હોય છે.
$Escherichia \, coli$ $(E. \, coli)$ માં,$DNA$ ની લંબાઈ $1.36 \, mm$ અને $4 \times 10^6 \, bp$ હોય છે.
$E. \, coli$ માં સુવિકસિત કોષકેન્દ્રનો અભાવ હોવા છતાં,$DNA$ તેના કોષમાં સંપૂર્ણ રીતે ફેલાયેલું હોતું નથી. ઋણ વીજભારિત $DNA$ કેટલાક ધન વીજભારિત પ્રોટીન સાથે જોડાઈને એક ચોક્કસ સ્થાને ગોઠવાય છે,જેને ન્યુક્લિઓઇડ (nucleoid) કહે છે.
ન્યુક્લિઓઇડમાં $DNA$ મોટી કડી (loop) સ્વરૂપે આયોજિત હોય છે અને આ કડીઓ પ્રોટીન દ્વારા જકડી રાખવામાં આવે છે.
સુકોષકેન્દ્રી સજીવોમાં આ આયોજન ખૂબ જ જટિલ હોય છે. તેમાં ધન વીજભારિત પ્રોટીનનો સમૂહ આવેલો હોય છે જેને હિસ્ટોન (histone) કહે છે.
પ્રોટીન વીજભારિત પાર્શ્વ શૃંખલા ધરાવતા એમિનો ઍસિડની બહુલકતાને આધારે વીજભાર પ્રાપ્ત કરે છે.
હિસ્ટોન પ્રોટીનમાં આલ્કલીય એમિનો ઍસિડ લાયસીન અને આર્જેનિન પુષ્કળ પ્રમાણમાં હોય છે,જેની પાર્શ્વ શૃંખલાઓ ધન વીજભાર ધરાવે છે.
હિસ્ટોનના આઠ અણુઓના સંગઠિત એકમને હિસ્ટોન ઓક્ટોમર કહે છે. ઋણ વીજભારિત $DNA$ ધન વીજભારિત હિસ્ટોન ઓક્ટોમરની આસપાસ વીંટળાઈને જે રચના બનાવે છે તેને ન્યુક્લિઓઝોમ (nucleosome) કહે છે.
ન્યુક્લિઓઝોમ એ કોષકેન્દ્રમાં જોવા મળતી ક્રોમેટિન (chromatin) નામની રચનાનો પુનરાવર્તિત એકમ છે,જે ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપ હેઠળ 'દોરી પર મણકા' (beads-on-string) જેવી દેખાય છે.

(A) $DNA$ એ મુખ્ય આનુવંશિક દ્રવ્ય છે,જે હર્શી અને ચેઇઝના પ્રયોગો દ્વારા સ્થાપિત થયું છે.
કોઈપણ અણુ આનુવંશિક દ્રવ્ય તરીકે કાર્ય કરે તે માટે નીચેના માપદંડો જરૂરી છે:
$(i)$ તે પોતાની પ્રતિકૃતિ (replication) બનાવવામાં સક્ષમ હોવું જોઈએ.
$(ii)$ તે રાસાયણિક અને રચનાત્મક રીતે સ્થાયી હોવું જોઈએ.
$(iii)$ તે ઉદવિકાસ માટે જરૂરી ધીમા ફેરફારો (mutation) માટેની તક પૂરી પાડતું હોવું જોઈએ.
$(iv)$ તે 'મેન્ડેલિયન લક્ષણો'ના સ્વરૂપમાં પોતાની જાતે અભિવ્યક્ત થઈ શકતું હોવું જોઈએ.
બેઇઝ જોડ અને પૂરકતાના સિદ્ધાંતને ધ્યાનમાં લેતા,$DNA$ અને $RNA$ બંને પ્રતિકૃતિ બનાવી શકે છે. પ્રોટીન આ માપદંડ પૂર્ણ કરવામાં નિષ્ફળ જાય છે.
આનુવંશિક દ્રવ્યનું સ્થાયીપણું આવશ્યક છે,કારણ કે તે જીવનચક્રની વિવિધ અવસ્થાઓ,ઉંમર અથવા સજીવની શારીરિક ક્રિયાઓમાં થતા ફેરફારો સાથે બદલાવું ન જોઈએ.
આ સ્થાયીપણું ગ્રિફિથના 'રૂપાંતરણ સિદ્ધાંત' (Transforming Principle) થી સ્પષ્ટ થાય છે,જેમાં બેક્ટેરિયાને ગરમ કરવા છતાં આનુવંશિક દ્રવ્યના ગુણધર્મો નાશ પામતા નથી.
જો $DNA$ ની બંને શૃંખલાઓને ગરમી દ્વારા અલગ કરવામાં આવે,તો પણ યોગ્ય પરિસ્થિતિમાં તે ફરીથી જોડાઈ શકે છે.
$RNA$ ના દરેક ન્યુક્લિઓટાઇડમાં $2'-OH$ સમૂહ એક પ્રતિક્રિયાશીલ સમૂહ તરીકે હાજર હોય છે,જે $RNA$ ને અસ્થિર અને સરળતાથી વિઘટન પામે તેવું બનાવે છે.
$RNA$ ની સાપેક્ષમાં $DNA$ રાસાયણિક રીતે ઓછો સક્રિય અને રચનાત્મક રીતે વધુ સ્થાયી છે. તેથી,$DNA$ વધુ સારું આનુવંશિક દ્રવ્ય છે.
$DNA$ માં યુરેસીલના સ્થાને થાઇમિન હોવાથી તેને વધારાની સ્થિરતા મળે છે.
$DNA$ અને $RNA$ બંનેમાં વિકૃતિ (mutation) થઈ શકે છે,પરંતુ $RNA$ અસ્થાયી હોવાથી ઝડપથી વિકૃતિ પામે છે. પરિણામે,$RNA$ જીનોમ ધરાવતા વાયરસ ટૂંકી જીવનઅવધિ ધરાવતા હોવાથી ઝડપથી ઉત્ક્રાંતિ પામે છે.
$RNA$ પ્રોટીન સંશ્લેષણ માટે સીધો સંકેત આપી શકે છે અને લક્ષણોને સરળતાથી અભિવ્યક્ત કરી શકે છે,જ્યારે $DNA$ પ્રોટીન સંશ્લેષણ માટે $RNA$ પર આધાર રાખે છે.
આમ,$RNA$ અને $DNA$ બંને જનીન દ્રવ્ય તરીકે કાર્ય કરી શકે છે,પરંતુ $DNA$ વધુ સ્થાયી હોવાથી જનીનિક માહિતીના સંગ્રહ માટે વધુ પસંદગીપાત્ર છે,જ્યારે $RNA$ જનીનિક માહિતીના સ્થળાંતરણ માટે વધુ યોગ્ય છે.

(N/A) જનીન એ આનુવંશિકતાનો કાર્યાત્મક એકમ છે. તે $DNA$ નો એક ખંડ છે જે પોલિપેપ્ટાઇડ માટે સંકેતન કરે છે.
$1$. જનીનને એવા $DNA$ અનુક્રમ તરીકે પણ વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે જે $t-RNA$ કે $r-RNA$ અણુઓ માટે સંકેતન કરે છે.
$2$. પ્રત્યાંકન એકમમાં રહેલો $DNA$ નો એ ભાગ જે પોલિપેપ્ટાઇડનું સંશ્લેષણ કરે છે તેને સિસ્ટ્રોન કહે છે. સુકોષકેન્દ્રીઓમાં જનીનો મોનોસિસ્ટ્રોનિક હોય છે,જ્યારે આદિકોષકેન્દ્રીઓમાં તે પોલિસિસ્ટ્રોનિક હોઈ શકે છે.
$3$. સુકોષકેન્દ્રી જનીનો 'વિભાજિત જનીનો' (split genes) છે,જેમાં કોડિંગ અનુક્રમો વિક્ષેપિત હોય છે. અભિવ્યક્ત થતા અનુક્રમોને એક્સોન (exons) કહે છે.
$4$. એક્સોન પરિપક્વ અથવા પ્રક્રિયા પામેલ $RNA$ માં જોવા મળે છે અને તે ઇન્ટ્રોન (introns) દ્વારા વિક્ષેપિત હોય છે. ઇન્ટ્રોન પરિપક્વ $RNA$ માં જોવા મળતા નથી.
$5$. લક્ષણોની આનુવંશિકતા જનીનના પ્રમોટર અને નિયામક અનુક્રમો દ્વારા પણ અસર પામે છે. નિયામક અનુક્રમો કોઈ પણ $RNA$ કે પ્રોટીન માટે સંકેતન કરતા નથી,પરંતુ તે બંધારણીય જનીનોની અભિવ્યક્તિનું નિયંત્રણ કરે છે.

(A) માનવ કોષમાં $DNA$ ની સાંદ્રતા અંદાજે $2 \, mg/mL$ કોષ અર્ક (cell extract) જેટલી હોય છે. આ મૂલ્યનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે માનવ કોષોમાંથી $DNA$ અલગ કરવાની પ્રયોગશાળા પદ્ધતિઓમાં કરવામાં આવે છે.

(N/A) $DNA$ નું વોટસન-ક્રિક મોડેલ તેના ગૌણ બંધારણને દ્વિ-કુંતલ (double helix) તરીકે વર્ણવે છે.
આ મોડેલની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ નીચે મુજબ છે:
$1$. $DNA$ બે પોલીન્યુક્લિઓટાઈડ શૃંખલાઓનું બનેલું છે જે પ્રતિ-સમાંતર (anti-parallel) દિશામાં હોય છે, એટલે કે એક શૃંખલા $5' \rightarrow 3'$ દિશામાં અને બીજી $3' \rightarrow 5'$ દિશામાં હોય છે.
$2$. આધારસ્તંભ શર્કરા-ફોસ્ફેટ જોડાણો દ્વારા બને છે. ફોસ્ફેટ સમૂહ એક ન્યુક્લિઓટાઈડની શર્કરાના $3'$-કાર્બનને ફોસ્ફોડાયએસ્ટર બંધ દ્વારા પછીના ન્યુક્લિઓટાઈડની શર્કરાના $5'$-કાર્બન સાથે જોડે છે.
$3$. બંને શૃંખલાઓ નાઈટ્રોજન બેઈઝ વચ્ચેના હાઈડ્રોજન બંધ દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલી રહે છે. એડેનાઈન $(A)$ બે હાઈડ્રોજન બંધ દ્વારા થાઈમીન $(T)$ સાથે અને ગ્વાનીન $(G)$ ત્રણ હાઈડ્રોજન બંધ દ્વારા સાયટોસીન $(C)$ સાથે જોડાય છે.
$4$. કુંતલ જમણી તરફ વળેલું (right-handed) હોય છે. કુંતલના એક સંપૂર્ણ આંટામાં $10$ બેઈઝ જોડીઓ હોય છે.
$5$. કુંતલની લંબાઈ $3.4 \text{ nm}$ $(34 \text{ Å})$ છે અને બે ક્રમિક બેઈઝ જોડીઓ વચ્ચેનું અંતર $0.34 \text{ nm}$ $(3.4 \text{ Å})$ છે.
$6$. $DNA$ ના આ વિશિષ્ટ સ્વરૂપને $B-DNA$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(B) ન્યુક્લિઓટાઇડમાં,ફૉસ્ફેટ સમૂહ શર્કરા (ન્યુક્લિઓસાઇડ) ના $5'$-હાઇડ્રૉક્સિલ સમૂહ સાથે ફૉસ્ફોડાયએસ્ટર બંધ દ્વારા જોડાયેલ હોય છે,જે એક પ્રકારનો એસ્ટર બંધ છે. ખાસ કરીને,ફૉસ્ફોરિક એસિડ અને શર્કરાના હાઇડ્રૉક્સિલ સમૂહ વચ્ચેની પ્રક્રિયાથી એસ્ટર બંધ બને છે.

(N/A)

$DNA$	$RNA$
$(1)$ તે કેટલાક વાયરસ સિવાય દ્વિ-શૃંખલામય (double-stranded) હોય છે.	$(1)$ તે સામાન્ય રીતે એક-શૃંખલામય (single-stranded) હોય છે.
$(2)$ તે તમામ સજીવોમાં આનુવંશિક દ્રવ્ય છે.	$(2)$ તે માત્ર કેટલાક વાયરસમાં જ આનુવંશિક દ્રવ્ય છે.
$(3)$ તેમાં રહેલી શર્કરા ડીઓક્સિરાઈબોઝ છે.	$(3)$ તેમાં રહેલી શર્કરા રાઈબોઝ છે.
$(4)$ તેમાં રહેલા નાઈટ્રોજન બેઝ એડેનાઈન,ગ્વાનીન,થાઈમીન અને સાયટોસીન છે.	$(4)$ તેમાં રહેલા નાઈટ્રોજન બેઝ એડેનાઈન,ગ્વાનીન,સાયટોસીન અને યુરેસીલ છે.
$(5)$ તે ઓછું સક્રિય છે અને રાસાયણિક તથા બંધારણીય રીતે વધુ સ્થાયી છે.	$(5)$ તે વધુ સક્રિય છે અને રાસાયણિક તથા બંધારણીય રીતે ઓછું સ્થાયી છે.
$(6)$ તે સામાન્ય રીતે કોષકેન્દ્ર અને કેટલીક કોષીય અંગિકાઓમાં જોવા મળે છે.	$(6)$ કોષકેન્દ્રમાં ખૂબ ઓછું $RNA$ જોવા મળે છે; તેનો મોટાભાગનો હિસ્સો કોષરસમાં હોય છે.

(N/A)

પુનરાવર્તિત $DNA$	સેટેલાઇટ $DNA$
$(1)$ તે નોન-કોડિંગ $DNA$ અનુક્રમો ધરાવે છે જે ઘણી નકલોમાં હાજર હોય છે,કાં તો ટેન્ડમમાં અથવા ઇન્ટરપ્રેસ્ડ રીતે.	$(1)$ તે નોન-કોડિંગ $DNA$ અનુક્રમો ધરાવે છે જે ટેન્ડમ પુનરાવર્તિત સ્વરૂપે હાજર હોય છે.
$(2)$ પુનરાવર્તિત એકમની લંબાઈ થોડી બેઇઝ જોડથી લઈને હજારો બેઇઝ જોડ સુધીની હોઈ શકે છે.	$(2)$ આ સામાન્ય રીતે ટૂંકા પુનરાવર્તિત અનુક્રમો છે ($60$ બેઇઝ જોડ સુધી).
$(3)$ તે સિઝિયમ ક્લોરાઇડ ઘનતા ઢોળાંશમાં આછા પટ્ટાઓ બનાવે છે.	$(3)$ તે સિઝિયમ ક્લોરાઇડ ઘનતા ઢોળાંશમાં નાના,સ્પષ્ટ ઘેરા પટ્ટાઓ (સેટેલાઇટ શિખરો) બનાવે છે.

(N/A) $Nucleosome$ (ન્યુક્લિયોસોમ) એ સુકોષકેન્દ્રી રંગસૂત્રનો એક રચનાત્મક એકમ છે,જે હિસ્ટોન પ્રોટીનના કોરની આસપાસ વીંટળાયેલા $DNA$ ના ટુકડાનો બનેલો છે. ઋણ વીજભારિત $DNA$ ધન વીજભારિત હિસ્ટોન ઓક્ટામરની આસપાસ વીંટળાઈને આ રચના બનાવે છે.
$Euchromatin$ (યુક્રોમેટિન) એ ક્રોમેટિનનો એવો વિસ્તાર છે જે છૂટોછવાયો (loosely packed) હોય છે અને અભિરંજિત કરતા આછો રંગ ધારણ કરે છે. તે જનીનિક રીતે સક્રિય હોય છે,જેનો અર્થ છે કે આ વિસ્તારોમાં રહેલું $DNA$ જનીન અભિવ્યક્તિ માટે વધુ સુલભ હોય છે.

(N/A) $1.$ $\text{DNA}$: $\text{Deoxyribonucleic acid}$ (ડીઓક્સિરાઇબોન્યુક્લિક એસિડ)
$2.$ $\text{RNA}$: $\text{Ribonucleic acid}$ (રાઇબોન્યુક્લિક એસિડ)
$3.$ $\text{hnRNA}$: $\text{Heterogeneous nuclear RNA}$ (હેટરોજીનસ ન્યુક્લિયર $RNA$)
$4.$ $\text{UTR}$: $\text{Untranslated region}$ (અનુવાદિત ન થયેલ વિસ્તાર)

(N/A) $1.$ વોટસન અને ક્રિક $(1953)$ એ $DNA$ ની સંરચના માટે એક ખૂબ જ સરળ પરંતુ પ્રખ્યાત $\text{Double Helix}$ (દ્વિ-કુંડલિત) મોડેલ રજૂ કર્યું હતું,જે એક્સ-રે વિવર્તન ડેટા પર આધારિત હતું.
$2.$ એરવિન ચાર્ગાફે અવલોકન કર્યું કે દ્વિ-શૃંખલામય $DNA$ અણુ માટે,$\text{Adenine}$ અને $\text{Thymine}$ તથા $\text{Guanine}$ અને $\text{Cytosine}$ વચ્ચેનો ગુણોત્તર અચળ અને એકની બરાબર હોય છે,એટલે કે $A = T$ અને $G = C$.

(C) હિસ્ટોન્સ એ બેઝિક પ્રોટીન છે જે ધન વીજભારિત એમિનો એસિડ,આર્જિનિન અને લાયસિનથી સમૃદ્ધ હોય છે.
હિસ્ટોન્સ એક ઓક્ટામર બનાવે છે,જે આઠ હિસ્ટોન અણુઓનો બનેલો હોય છે.
ઋણ વીજભારિત $DNA$ આ ધન વીજભારિત હિસ્ટોન ઓક્ટામરની આસપાસ વીંટળાઈને ન્યુક્લિયોસોમ નામની રચના બનાવે છે.
આ પ્રક્રિયા સુકોષકેન્દ્રી કોષના કોષકેન્દ્રમાં $DNA$ ને સંઘનિત ક્રોમેટિન રચનામાં પેક કરવા માટે આવશ્યક છે.

(N/A) યુક્રોમેટિન:
$(i)$ શિથિલ રીતે ગોઠવાયેલું (Loosely packed).
$(ii)$ આછા રંગનું અભિરંજિત થાય છે.
$(iii)$ ટ્રાન્સક્રિપ્શનની દ્રષ્ટિએ સક્રિય.
હેટરોક્રોમેટિન:
$(i)$ ઘટ્ટ રીતે ગોઠવાયેલું (Densely packed).
$(ii)$ ઘેરા રંગનું અભિરંજિત થાય છે.
$(iii)$ ટ્રાન્સક્રિપ્શનની દ્રષ્ટિએ નિષ્ક્રિય.
યુક્રોમેટિન એ ક્રોમેટિનનું ટ્રાન્સક્રિપ્શનની દ્રષ્ટિએ સક્રિય સ્વરૂપ છે.

(B) $DNA$ ડબલ હેલિક્સની કુલ લંબાઈ બે ક્રમિક બેઇઝ જોડીઓ વચ્ચેના અંતરને કુલ બેઇઝ જોડીઓની સંખ્યા $(bp)$ સાથે ગુણીને મેળવવામાં આવે છે.
આપેલ છે:
બેઇઝ જોડીઓની કુલ સંખ્યા = $2 \times 10^9 \, bp$
બેઇઝ જોડીઓ વચ્ચેનું નવું અંતર = $0.44 \, nm = 0.44 \times 10^{-9} \, m$
ગણતરી:
લંબાઈ = $(2 \times 10^9 \, bp) \times (0.44 \times 10^{-9} \, m/bp)$
લંબાઈ = $2 \times 0.44 \times 10^0 \, m$
લંબાઈ = $0.88 \, m$
તેથી,$DNA$ ડબલ હેલિક્સની લંબાઈ $0.88 \, m$ છે.

(B) હિસ્ટોન એ બેઝિક પ્રોટીન છે જે લાયસિન અને આર્જીનિન જેવા ધન વીજભારિત એમિનો એસિડથી સમૃદ્ધ હોય છે.
આ ધન વીજભાર હિસ્ટોનને $DNA$ ની ઋણ વીજભારિત ફોસ્ફેટ બેકબોન સાથે આકર્ષવામાં મદદ કરે છે.
જો હિસ્ટોનમાં પરિવર્તન થાય અને તે એસિડિક એમિનો એસિડ (જેમ કે એસ્પાર્ટિક એસિડ અને ગ્લુટામિક એસિડ) થી સમૃદ્ધ બને,તો તે ઋણ વીજભારિત બની જશે.
$DNA$ પણ ઋણ વીજભારિત હોવાથી,પરિવર્તિત હિસ્ટોન અને $DNA$ વચ્ચે સ્થિર વિદ્યુતીય અપાકર્ષણ (electrostatic repulsion) થશે.
પરિણામે,$DNA$ નું ન્યુક્લિયોસોમમાં પેકેજિંગ થશે નહીં અને ક્રોમેટિન તંતુઓનું નિર્માણ થશે નહીં.

(N/A) વોટસન અને ક્રિકે $DNA$ નું દ્વિ-કુંડલિત મોડેલ વિકસાવવા માટે નીચેની માહિતીનો ઉપયોગ કર્યો હતો:
$(i)$ ચાર્ગાફનો નિયમ,જે સૂચવે છે કે એડેનાઈન અને થાઈમિન તથા ગ્વાનિન અને સાયટોસિનનો ગુણોત્તર સમાન હોય છે ($A=T$ અને $C=G$).
$(ii)$ મોરિસ વિલ્કિન્સ અને રોઝાલિન્ડ ફ્રેન્કલિન દ્વારા $DNA$ ના સ્ફટિકોના $X$-ray વિવર્તન (diffraction) અભ્યાસ દ્વારા પ્રાપ્ત ડેટા,જેણે $DNA$ ની ભૌતિક રચના વિશે સમજ આપી હતી.
$(iii)$ તેમનું યોગદાન નીચે મુજબ હતું: $(a)$ દ્વિ-કુંડલિત રચના પ્રસ્તાવિત કરી જેમાં પૂરક બેઝ હાઈડ્રોજન બંધ દ્વારા જોડાય છે,$(b)$ અર્ધ-રૂઢિચુસ્ત (semi-conservative) સ્વયંજનન માટેની પદ્ધતિ સૂચવી,અને $(c)$ નાઈટ્રોજનયુક્ત બેઝમાં ટોટોમેરિક ફેરફારો દ્વારા વિકૃતિ (mutation) થઈ શકે છે તેવું સૂચન કર્યું.

(N/A) $DNA$ એ ડીઓક્સિરાઈબોન્યુક્લિઓટાઈડ્સનો લાંબો પોલીમર છે.
$\Rightarrow$ $DNA$ ની લંબાઈ સામાન્ય રીતે તેમાં હાજર ન્યુક્લિઓટાઈડ્સની સંખ્યા (અથવા ન્યુક્લિઓટાઈડની જોડી જેને બેઝ જોડી કહેવાય છે) દ્વારા વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
આ સજીવનું લાક્ષણિક લક્ષણ પણ છે.
ઉદાહરણ તરીકે,$\phi \times 174$ તરીકે ઓળખાતા બેક્ટેરિયોફેજમાં $5386$ ન્યુક્લિઓટાઈડ્સ હોય છે,બેક્ટેરિયોફેજ લેમ્બડામાં $48502$ બેઝ જોડી $(bp)$ હોય છે,Escherichia coli માં $4.6 \times 10^{6} \ bp$ હોય છે અને માનવ $DNA$ ની એકકીય માત્રા $3.3 \times 10^{9} \ bp$ હોય છે.

(N/A) $DNA$ એ કોષકેન્દ્રમાં હાજર એક એસિડિક પદાર્થ તરીકે સૌપ્રથમ $1869$ માં ફ્રેડરિક મિશર દ્વારા ઓળખવામાં આવ્યો હતો. તેમણે તેને 'ન્યુક્લિન' નામ આપ્યું હતું.
આવા લાંબા પોલિમરને અકબંધ રીતે અલગ કરવામાં તકનીકી મર્યાદાઓને કારણે,$DNA$ ની રચનાનું સ્પષ્ટીકરણ લાંબા સમય સુધી અસ્પષ્ટ રહ્યું હતું.
માત્ર $1953$ માં જેમ્સ વોટસન અને ફ્રાન્સિસ ક્રિકે,મોરિસ વિલ્કિન્સ અને રોઝાલિન્ડ ફ્રેન્કલિન દ્વારા ઉત્પાદિત $X$-રે ડિફ્રેક્શન ડેટાના આધારે,$DNA$ ની રચના માટે ખૂબ જ સરળ પરંતુ પ્રખ્યાત ડબલ હેલિક્સ મોડેલ પ્રસ્તાવિત કર્યું હતું.
તેમના પ્રસ્તાવની એક મુખ્ય વિશેષતા ઇરવિન ચાર્ગાફના અવલોકન પર પણ આધારિત હતી કે ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ $DNA$ માટે,એડેનાઇન અને થાઇમિન તેમજ ગ્વાનિન અને સાયટોસિન વચ્ચેનો ગુણોત્તર અચળ અને એકની બરાબર હોય છે.

(N/A) બેઝ જોડી (base pairing) પોલીન્યુક્લિઓટાઈડ શૃંખલાઓને ખૂબ જ વિશિષ્ટ ગુણધર્મ આપે છે.
તેઓ એકબીજાના પૂરક (complementary) ગણાય છે અને તેથી જો એક શૃંખલામાં બેઝનો ક્રમ જાણીતો હોય,તો બીજી શૃંખલામાં ક્રમની આગાહી કરી શકાય છે.
વધુમાં,જો $DNA$ ની દરેક શૃંખલા નવી શૃંખલાના સંશ્લેષણ માટે ટેમ્પલેટ તરીકે કાર્ય કરે,તો ઉત્પન્ન થતા બે દ્વિ-શૃંખલામય $DNA$ (સંતતિ $DNA$) પિતૃ $DNA$ અણુને સમાન હોય છે. આ કારણે,$DNA$ ની રચનાની આનુવંશિક અસરો ખૂબ જ સ્પષ્ટ બને છે.
$DNA$ ની દ્વિ-કુંડલમય રચનાની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ નીચે મુજબ છે:
$(i)$ તે બે પોલીન્યુક્લિઓટાઈડ શૃંખલાઓનું બનેલું છે જ્યાં આધાર (backbone) શર્કરા-ફોસ્ફેટ દ્વારા બનેલો છે અને બેઝ અંદરની તરફ ગોઠવાયેલા હોય છે.
$(ii)$ બંને શૃંખલાઓ પ્રતિ-સમાંતર (anti-parallel) ધ્રુવીયતા ધરાવે છે. તેનો અર્થ એ છે કે,જો એક શૃંખલા $5^{\prime} \rightarrow 3^{\prime}$ ધ્રુવીયતા ધરાવતી હોય,તો બીજી $3^{\prime} \rightarrow 5^{\prime}$ ધ્રુવીયતા ધરાવે છે.
$(iii)$ બે શૃંખલાઓમાં રહેલા બેઝ હાઇડ્રોજન બંધ ($H$-bonds) દ્વારા જોડાઈને બેઝ જોડી $[bp]$ બનાવે છે. એડેનાઈન $(A)$ સામેની શૃંખલાના થાઈમીન $(T)$ સાથે બે હાઇડ્રોજન બંધ બનાવે છે અને તેનાથી ઉલટું,જ્યારે ગ્વાનીન $(G)$ સાયટોસીન $(C)$ સાથે ત્રણ હાઇડ્રોજન બંધ બનાવે છે અને તેનાથી ઉલટું.

(B) $DNA$ ની રચનામાં,એડેનાઈન $(A)$ એ પ્યુરિન છે જે ખાસ કરીને થાઈમીન $(T)$ સાથે જોડાય છે,જે પિરિમિડિન છે.
આ જોડાણ નાઈટ્રોજનયુક્ત બેઝ વચ્ચેના બે હાઈડ્રોજન $(H)$ બંધ દ્વારા સ્થિર થાય છે.
તેથી,એડેનાઈન બે $H$-બંધ દ્વારા થાઈમીન સાથે જોડાય છે તે વિધાન સાચું છે.

(D) $DNA$ ની લંબાઈ બે ક્રમિક બેઝ જોડીઓ વચ્ચેના અંતરને કુલ બેઝ જોડીઓની સંખ્યા સાથે ગુણીને ગણવામાં આવે છે.
આપેલ છે:
બે બેઝ જોડીઓ વચ્ચેનું અંતર = $0.34 \, nm = 0.34 \times 10^{-9} \, m$.
કુલ બેઝ જોડીઓની સંખ્યા = $6.6 \times 10^{9} \, bp$.
$DNA$ ની લંબાઈ = $(\text{બે બેઝ જોડીઓ વચ્ચેનું અંતર}) \times (\text{કુલ બેઝ જોડીઓની સંખ્યા})$.
$DNA$ ની લંબાઈ = $(0.34 \times 10^{-9} \, m) \times (6.6 \times 10^{9} \, bp)$.
$DNA$ ની લંબાઈ = $0.34 \times 6.6 \, m = 2.244 \, m$.
તેથી,$DNA$ ની લંબાઈ આશરે $2.2 \, meters$ છે.