The DNA Questions in Hindi

(C) न्यूक्लियोसोम यूकेरियोटिक क्रोमैटिन की मूलभूत पुनरावृत्ति इकाइयाँ हैं,जो हिस्टोन प्रोटीन कोर के चारों ओर लिपटे $DNA$ के एक खंड से बनी होती हैं।
प्रत्येक न्यूक्लियोसोम कोर कण में हिस्टोन प्रोटीन के ऑक्टामर के चारों ओर लिपटे $146$ बेस पेयर $DNA$ होते हैं।
दो निकटवर्ती न्यूक्लियोसोम को जोड़ने वाले $DNA$ खंड को लिंकर $DNA$ के रूप में जाना जाता है।
यह लिंकर $DNA$ हिस्टोन $H1$ के साथ जुड़ा होता है,जो क्रोमैटिन संरचना को स्थिर करने में मदद करता है।

(C) न्यूक्लियोसोम यूकेरियोट्स में $DNA$ पैकेजिंग की मूल संरचनात्मक इकाई है। यह हिस्टोन प्रोटीन के एक कोर के चारों ओर लिपटे $DNA$ के एक खंड से बना होता है। हिस्टोन ऑक्टामर कोर चार प्रकार के हिस्टोन प्रोटीन की दो-दो प्रतियों से बना होता है: $H_{2A}$,$H_{2B}$,$H_3$,और $H_4$। इसलिए,ऑक्टामर को $2(H_{2A} + H_{2B} + H_3 + H_4)$ के रूप में दर्शाया जाता है। $H_1$ हिस्टोन प्रोटीन ऑक्टामर कोर का हिस्सा नहीं है; इसके बजाय,यह उस $DNA$ से जुड़ता है जहाँ वह न्यूक्लियोसोम में प्रवेश करता है और बाहर निकलता है,जिससे संरचना को स्थिर करने में मदद मिलती है।

(C) प्रोकैरियोट्स में,$DNA$ प्रोटीन द्वारा पकड़े गए बड़े लूप्स में व्यवस्थित होता है।
$DNA$ के स्ट्रैंड्स के फोल्डिंग और लूपिंग के कारण $DNA$ का व्यास घटकर $30 \ \mu m$ हो जाता है।
यह कथन कि यह कमी 'कोइलिंग और सुपरकोइलिंग' के कारण होती है,गलत है,क्योंकि कोइलिंग और सुपरकोइलिंग इसे और अधिक संकुचित करके $2 \ \mu m$ तक लाने के लिए जिम्मेदार हैं।

(A) क्रोमैटिन की संरचना,जिसमें $DNA$ हिस्टोन ऑक्टामर के चारों ओर लिपटकर न्यूक्लियोसोम बनाता है,$1974$ में रोजर कोर्नबर्ग द्वारा प्रस्तावित की गई थी। यह मॉडल बताता है कि कैसे लंबे $DNA$ अणु हिस्टोन और नॉन-हिस्टोन प्रोटीन का उपयोग करके यूकेरियोटिक गुणसूत्रों की सघन संरचना में पैक होते हैं।

(C) एक न्यूक्लियोसोम में लगभग $200$ बेस पेयर लंबा $DNA$ हेलिक्स होता है,जिसमें से लगभग $146$ bp लंबा खंड प्रत्येक हिस्टोन ऑक्टामर के चारों ओर लिपटा होता है और शेष बेस पेयर लिंकर $DNA$ के रूप में कार्य करते हैं,जो सोलेनोइड फाइबर में क्रमिक न्यूक्लियोसोम को जोड़ते हैं।

(C) कथन $(a)$ सही है: $DNA$ एक द्विरज्जुक,कुंडलित अणु है।
कथन $(b)$ गलत है: $DNA$ के दोनों रज्जुक पूरक और प्रति-समानांतर (anti-parallel) होते हैं,समानांतर नहीं।
कथन $(c)$ सही है: $DNA$ में डीऑक्सीराइबोज शर्करा होती है और फॉस्फेट समूहों की उपस्थिति के कारण यह प्रकृति में अम्लीय होता है।
कथन $(d)$ गलत है: $DNA$ में चार नाइट्रोजन क्षार (एडेनिन,ग्वानिन,साइटोसिन और थाइमिन) होते हैं,तीन नहीं।
अतः,कथन $(a)$ और $(c)$ सही हैं।

(B) क्रोमैटिन को उसके अभिरंजन गुणों और ट्रांसक्रिप्शनल सक्रियता के आधार पर दो प्रकारों में वर्गीकृत किया गया है: $\text{Euchromatin}$ (यूक्रोमैटिन) और $\text{Heterochromatin}$ (हेटरोक्रोमैटिन)।
$\text{Euchromatin}$ ढीले ढंग से पैक होता है, ट्रांसक्रिप्शन के लिए सक्रिय होता है और हल्का अभिरंजित होता है।
$\text{Heterochromatin}$ सघन रूप से पैक होता है, ट्रांसक्रिप्शन के लिए निष्क्रिय होता है और गहरा अभिरंजित होता है।
इन क्षेत्रों की संरचना पर किए गए अध्ययन बताते हैं कि $\text{Heterochromatin}$ काफी अधिक सघन होता है और इसमें $\text{Euchromatin}$ की तुलना में $DNA$ का घनत्व अधिक होता है।
विशेष रूप से, $\text{Heterochromatin}$ में $\text{Euchromatin}$ की तुलना में प्रति इकाई आयतन में लगभग $9-12$ गुना अधिक $DNA$ होता है।

(B) क्लोवर लीफ मॉडल $tRNA$ (ट्रांसफर $RNA$) की द्वितीयक संरचना है।
इसमें तीन लूप होते हैं: $D-loop$, $anticodon-loop$ और $T\psi C-loop$।
यह संरचना प्रोटीन संश्लेषण में इसके कार्य के लिए आवश्यक है, जहाँ यह $mRNA$ के कोडॉन अनुक्रम के आधार पर विशिष्ट अमीनो एसिड को राइबोसोम तक ले जाता है।

(C) $DNA$ की संरचना दो पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं से बनी होती है जो एक द्विकुंडलित (double helix) संरचना बनाती हैं।
ये दोनों लड़ियाँ एक-दूसरे की पूरक होती हैं,जिसका अर्थ है कि एक लड़ी में क्षारों का क्रम विशिष्ट क्षार युग्मन नियमों ($A$,$T$ के साथ और $G$,$C$ के साथ जुड़ता है) के कारण दूसरी लड़ी के क्रम को निर्धारित करता है।
इसके अतिरिक्त,ये दोनों लड़ियाँ विपरीत दिशाओं में चलती हैं,जिसका अर्थ है कि एक लड़ी $5' \rightarrow 3'$ दिशा में चलती है,जबकि दूसरी $3' \rightarrow 5'$ दिशा में चलती है। इस अभिविन्यास को प्रतिसमानांतर $(antiparallel)$ कहा जाता है।

(D) एक न्यूक्लियोसोम एक कोर कण और लिंकर $DNA$ से बना होता है। कोर कण हिस्टोन प्रोटीन का एक अष्टक (octamer) होता है,जिसमें $H2A$,$H2B$,$H3$ और $H4$ के दो-दो अणु होते हैं।
ये आठ हिस्टोन अणु उस कोर का निर्माण करते हैं जिसके चारों ओर $DNA$ लिपटा होता है।
$H1$ हिस्टोन प्रोटीन को लिंकर हिस्टोन के रूप में जाना जाता है,जो उस स्थान पर $DNA$ से जुड़ता है जहाँ यह न्यूक्लियोसोम कोर कण में प्रवेश करता है और बाहर निकलता है।
इसलिए,$H1$ प्रति न्यूक्लियोसोम एक एकल अणु के रूप में मौजूद होता है,न कि दोहरे अणु के रूप में।

(D) एक न्यूक्लियोसोम कोर कण हिस्टोन प्रोटीन ($H2A, H2B, H3, H4$ - प्रत्येक के दो) के अष्टक (octamer) से बना होता है,जिसके चारों ओर $146$ बेस पेयर $DNA$ लिपटा होता है।
जब लिंकर $DNA$ (जो निकटवर्ती न्यूक्लियोसोम को जोड़ता है) को शामिल किया जाता है,तो एक न्यूक्लियोसोम इकाई से जुड़ी $DNA$ की कुल लंबाई लगभग $200$ बेस पेयर होती है।
$H1$ हिस्टोन प्रोटीन लिंकर $DNA$ से जुड़ता है,जिससे न्यूक्लियोसोम कॉम्प्लेक्स में शामिल हिस्टोन अणुओं की कुल संख्या $9$ हो जाती है ($8$ कोर में + $1$ लिंकर हिस्टोन)।

(B) द्विरज्जुक $DNA$ के लिए चारगाफ के नियम के अनुसार,एडेनिन $(A)$ की मात्रा थाइमिन $(T)$ की मात्रा के बराबर होती है और ग्वानिन $(G)$ की मात्रा साइटोसिन $(C)$ की मात्रा के बराबर होती है।
दिया गया है: $A = 30 \%$.
चूंकि $A = T$,इसलिए $T = 30 \%$.
सभी क्षारों का योग $A + T + G + C = 100 \%$ होता है।
मान रखने पर: $30 \% + 30 \% + G + C = 100 \%$.
$60 \% + G + C = 100 \%$.
$G + C = 100 \% - 60 \% = 40 \%$.
चूंकि $G = C$,हम $2C = 40 \%$ लिख सकते हैं।
अतः,$C = 20 \%$.
इस प्रकार,साइटोसिन का प्रतिशत $20 \%$ है।

(A) कथन $I$ गलत है क्योंकि बैक्टीरियोफेज लैम्ब्डा में $48502$ बेस पेयर $(bp)$ होते हैं।
$\phi \times 174$ (फाई $X$ $174$) बैक्टीरियोफेज में $5386$ न्यूक्लियोटाइड होते हैं।
कथन $II$ सही है क्योंकि $E. \text{ coli}$ में $4.6 \times 10^6$ $bp$ होते हैं।
कथन $III$ सही है क्योंकि मानव $DNA$ की अगुणित मात्रा $3.3 \times 10^9$ $bp$ है।
अतः, केवल कथन $I$ गलत है।

(D) हिस्टोन धनात्मक रूप से आवेशित,क्षारीय प्रोटीन होते हैं जो यूकेरियोटिक कोशिकाओं में $DNA$ के साथ जुड़े होते हैं।
ये $Lysine$ (लाइसिन) और $Arginine$ (आर्जिनिन) जैसे क्षारीय अमीनो एसिड से भरपूर होते हैं।
ये अमीनो एसिड अपनी पार्श्व श्रृंखलाओं में धनात्मक आवेश रखते हैं,जो उन्हें $DNA$ अणु के ऋणात्मक रूप से आवेशित फॉस्फेट बैकबोन के साथ मजबूती से जुड़ने की अनुमति देते हैं।
अतः,सही विकल्प $D$ है।

(C) बैक्टीरियोफेज $\phi \times 174$ एक प्रसिद्ध वायरस है जिसमें सिंगल-स्ट्रैंडेड $DNA$ जीनोम होता है।
$NCERT$ पाठ्यपुस्तक के अनुसार,बैक्टीरियोफेज $\phi \times 174$ का जीनोम $5386$ न्यूक्लियोटाइड्स से बना होता है।
अतः,सही विकल्प $C$ है।

(C) मानव द्विगुणित (diploid) कोशिका में क्षार युग्मों (base pairs) की कुल संख्या $6.6 \times 10^9$ bp होती है।
चूंकि शुक्राणु कोशिका अगुणित (haploid) होती है,इसमें $DNA$ की आधी मात्रा होती है,जो $3.3 \times 10^9$ bp है।
दो क्रमिक क्षार युग्मों के बीच की दूरी $0.34 \ \text{nm}$ या $0.34 \times 10^{-9} \ \text{m}$ होती है।
$DNA$ के द्विकुंडलित की कुल लंबाई की गणना इस प्रकार की जाती है: $\text{लंबाई} = \text{क्षार युग्मों की संख्या} \times \text{क्षार युग्मों के बीच की दूरी}$.
$\text{लंबाई} = (3.3 \times 10^9) \times (0.34 \times 10^{-9} \ \text{m}) = 1.122 \ \text{m}$।
अतः,लंबाई लगभग $1.1 \ \text{m}$ है।

(C) चारगाफ के नियम के अनुसार,डबल-स्ट्रैंडेड $DNA$ में एडेनिन $(A)$ की मात्रा थायमिन $(T)$ के बराबर होती है,और ग्वानिन $(G)$ की मात्रा साइटोसिन $(C)$ के बराबर होती है।
दिया गया है: $G = 35 \%$.
चूंकि $G = C$,इसलिए $C = 35 \%$.
सभी चार क्षारों का योग $100 \%$ होता है,इसलिए $A + T + G + C = 100 \%$.
मान रखने पर: $A + T + 35 \% + 35 \% = 100 \%$.
$A + T + 70 \% = 100 \%$.
$A + T = 30 \%$.
चूंकि $A = T$,हम लिख सकते हैं $2T = 30 \%$.
इसलिए,$T = 15 \%$.

(A) $E. coli$ में $DNA$ की कुल लंबाई की गणना कुल क्षार युग्मों (base pairs) की संख्या को दो क्रमिक क्षार युग्मों के बीच की दूरी से गुणा करके की जाती है।
$E. coli$ में $4.6 \times 10^6$ क्षार युग्म होते हैं।
दो क्रमिक क्षार युग्मों के बीच की दूरी $0.34 \times 10^{-9} \ m$ होती है।
लंबाई = $(4.6 \times 10^6) \times (0.34 \times 10^{-9} \ m) \approx 1.36 \times 10^{-3} \ m = 1.36 \ mm$।
अतः,सही विकल्प $A$ है।

(D) यूकेरियोटिक जीनों में,कोडिंग अनुक्रम जो परिपक्व $mRNA$ में दिखाई देते हैं,उन्हें $Exons$ (एक्सॉन्स) कहा जाता है।
$Introns$ (इंट्रॉन्स) बीच के गैर-कोडिंग अनुक्रम होते हैं जिन्हें $RNA$ स्प्लिसिंग की प्रक्रिया के दौरान हटा दिया जाता है।
$Promoters$ (प्रमोटर) और $Regulators$ (रेगुलेटर) जीन अभिव्यक्ति के नियंत्रण में शामिल अनुक्रम हैं,न कि कोडिंग अनुक्रम।
इसलिए,सही उत्तर $D$ है।

(A) $5$-Methyl uracil का रासायनिक नाम थायमिन है।
थायमिन $DNA$ में पाया जाने वाला एक पिरिमिडिन नाइट्रोजनयुक्त क्षार है।
इसकी संरचना $RNA$ में पाए जाने वाले यूरेसिल के समान होती है,लेकिन इसमें पिरिमिडिन वलय के $5$ वें स्थान पर एक मिथाइल समूह $(-CH_3)$ जुड़ा होता है।
अतः,सही विकल्प $A$ है।

(D) चारगाफ के नियम के अनुसार,एक द्विरज्जुक $DNA$ अणु में,एडेनिन $(A)$ की मात्रा थाइमिन $(T)$ के बराबर होती है और ग्वानिन $(G)$ की मात्रा साइटोसिन $(C)$ के बराबर होती है।
दिया गया है: कुल बेस युग्म = $50$,इसलिए कुल नाइट्रोजन बेस = $100$.
थाइमिन $(T)$ की संख्या = $20$.
इसलिए,एडेनिन $(A)$ की संख्या = $20$.
$A-T$ युग्मों की संख्या = $20$.
$G-C$ युग्मों की संख्या = कुल बेस युग्म - $A-T$ युग्म = $50 - 20 = 30$.
$A$ और $T$ के बीच हाइड्रोजन बंध = $2 \times 20 = 40$.
$G$ और $C$ के बीच हाइड्रोजन बंध = $3 \times 30 = 90$.
कुल हाइड्रोजन बंध = $40 + 90 = 130$.

(C) सही उत्तर $C$ है।
हिस्टोन धनावेशित प्रोटीन होते हैं क्योंकि इनमें क्षारीय अमीनो एसिड,विशेष रूप से $Lysine$ (लाइसिन) और $Arginine$ (आर्जिनिन) की मात्रा बहुत अधिक होती है।
ये अमीनो एसिड शारीरिक $pH$ पर धनावेशित पार्श्व श्रृंखलाएं (side chains) रखते हैं।
इस धनावेश के कारण,हिस्टोन $DNA$ के ऋणावेशित फॉस्फेट बैकबोन के साथ प्रभावी ढंग से जुड़कर न्यूक्लियोसोम का निर्माण कर सकते हैं।

(A) सही उत्तर $(A)$ है।
यह आकृति न्यूक्लियोसोम को दर्शाती है।
न्यूक्लियोसोम सुकेंद्रकी (eukaryotes) में $DNA$ पैकेजिंग की मूल संरचनात्मक इकाई है।
इसमें ऋणात्मक रूप से आवेशित $DNA$ का एक खंड धनात्मक रूप से आवेशित हिस्टोन ऑक्टामर (आठ हिस्टोन प्रोटीन का एक समूह) के चारों ओर लिपटा होता है।
$H_1$ हिस्टोन प्रोटीन उस स्थान पर $DNA$ से जुड़कर संरचना को स्थिर करने में मदद करता है जहाँ $DNA$ न्यूक्लियोसोम में प्रवेश करता है और बाहर निकलता है।

(B) सही उत्तर $B$ है।
एक विशिष्ट न्यूक्लियोसोम में,$DNA$ हेलिक्स हिस्टोन ऑक्टामर के चारों ओर लिपटा होता है।
इस संरचना में लगभग $200$ बेस पेयर $(bp)$ $DNA$ शामिल होते हैं।

(C) सही उत्तर $C$ है।
$DNA$ में पाए जाने वाले नाइट्रोजन क्षार एडेनिन $(A)$,ग्वानिन $(G)$,साइटोसिन $(C)$ और थाइमिन $(T)$ हैं।
$RNA$ में थाइमिन के स्थान पर यूरेसिल $(U)$ पाया जाता है।
अतः,थाइमिन वह नाइट्रोजन क्षार है जो केवल $DNA$ में पाया जाता है,$RNA$ में नहीं।

(C) विभिन्न जीवों के जीनोम का आकार इस प्रकार है:
$1$. $\phi \times 174$ बैक्टीरियोफेज में $5386$ न्यूक्लियोटाइड होते हैं।
$2$. बैक्टीरियोफेज लैम्ब्डा में $48502$ बेस पेयर (bp) होते हैं।
$3$. $E. coli$ में $4.6 \times 10^6$ बेस पेयर (bp) होते हैं।
$4$. मानव (अगुणित जीनोम) में $3.3 \times 10^9$ बेस पेयर (bp) होते हैं।
इनका स्तंभों के साथ मिलान करने पर:
$(A) \rightarrow (s)$
$(B) \rightarrow (t)$
$(C) \rightarrow (p)$
$(D) \rightarrow (q)$
अतः, सही मिलान $A-s, B-t, C-p, D-q$ है।

(B) $DNA$ में उपस्थित चार नाइट्रोजन क्षार एडेनिन,ग्वानिन,साइटोसिन और थाइमिन हैं।
थाइमिन को रासायनिक रूप से $5$-मिथाइल यूरेसिल कहा जाता है।
$RNA$ के विपरीत,जिसमें यूरेसिल होता है,$DNA$ में इसके विशिष्ट नाइट्रोजन क्षार के रूप में थाइमिन होता है।

(A) $DNA$ की कुल लंबाई = $3.2 \text{ Kbp} = 3200 \text{ bp}$।
चारगाफ के नियम के अनुसार,एडेनिन $(A)$ की मात्रा थाइमिन $(T)$ के बराबर होती है,और ग्वानिन $(G)$ की मात्रा साइटोसिन $(C)$ के बराबर होती है।
दिया गया है,$A = 820$,इसलिए $T = 820$।
कुल $A + T$ सामग्री = $820 + 820 = 1640$।
कुल $G + C$ सामग्री = कुल बेस पेयर - कुल $A + T$ सामग्री = $3200 - 1640 = 1560$।
चूंकि $G = C$,इसलिए साइटोसिन क्षार की संख्या = $\frac{1560}{2} = 780$।

(B) आणविक जीवविज्ञान जीवविज्ञान की एक शाखा है जो कोशिकाओं के भीतर और उनके बीच जैविक गतिविधि के आणविक आधार से संबंधित है,जिसमें आणविक संश्लेषण,संशोधन,तंत्र और अंतःक्रियाएं शामिल हैं।
यह मुख्य रूप से जीवन के मैक्रोमोलेक्यूल्स (जीवन के पॉलिमर) जैसे कि $DNA$,$RNA$ और प्रोटीन की संरचना और कार्यों पर ध्यान केंद्रित करता है,जो जीवन प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक हैं।

(A) सही उत्तर $A$ है।
मनुष्यों में,प्राथमिक ट्रांसक्रिप्ट,जिसे $hnRNA$ (हेटरोजीनस न्यूक्लियर $RNA$) के रूप में जाना जाता है,परिपक्व $mRNA$ बनाने के लिए प्रसंस्करण (processing) से गुजरता है।
मनुष्यों में $hnRNA$ की औसत लंबाई लगभग $3000$ बेस होती है।

(C) सही विकल्प $(C)$ है।
$DNA$ के द्विकुंडलित संरचना में,दोनों रज्जुक प्रतिसमांतर (antiparallel) और एक-दूसरे के पूरक होते हैं।
टेम्पलेट रज्जुक $3' \rightarrow 5'$ दिशा में चलता है,जबकि कोडिंग रज्जुक $5' \rightarrow 3'$ दिशा में चलता है।
क्षार-युग्मन (base-pairing) के नियमों के अनुसार,$A$ हमेशा $T$ के साथ और $G$ हमेशा $C$ के साथ जुड़ता है।
दिया गया टेम्पलेट रज्जुक: $3'-ATGCATGCATGCATGC-5'$
पूरक कोडिंग रज्जुक: $5'-TACGTACGTACGTACG-3'$

(A, C, D, E) यूकेरियोटिक कोशिकाओं में,$DNA$ एक न्यूक्लियोसोम बनाने के लिए हिस्टोन ऑक्टामर ($H2A$,$H2B$,$H3$,और $H4$ के प्रत्येक के दो अणुओं से बना) के चारों ओर लिपटा होता है।
हिस्टोन धनात्मक रूप से आवेशित क्षारीय प्रोटीन होते हैं,क्योंकि इनमें लाइसिन और आर्जिनिन जैसे क्षारीय अमीनो एसिड प्रचुर मात्रा में होते हैं।
इसलिए,कथन $A$,$C$,$D$,और $E$ सही हैं।
कथन $B$ गलत है क्योंकि हिस्टोन धनात्मक रूप से आवेशित होते हैं,ऋणात्मक रूप से नहीं।