अ Hindi
The DNA Questions in Hindi
Class 12 Biology · Molecular Basis of Inheritance · The DNA
632+
Questions
Hindi
Language
100%
With Solutions
Showing 49 of 632 questions in Hindi
351
MediumMCQ
हिस्टोन $H_1$ का न्यूक्लियोसोम के साथ जुड़ना क्या दर्शाता है?
A
ट्रांसक्रिप्शन हो रहा है।
B
$DNA$ प्रतिकृति (replication) हो रही है।
C
$DNA$ क्रोमैटिन तंतुओं में संघनित (condensed) हो रहा है।
D
$DNA$ डबल हेलिक्स अभिव्यक्त हो रहा है।
Solution
(C) न्यूक्लियोसोम $DNA$ और हिस्टोन ऑक्टामर से बनी एक संरचना है। लिंकर हिस्टोन $H_1$ का न्यूक्लियोसोम से जुड़ना $DNA$ को और अधिक कसकर लपेटने और उसे क्रोमैटिन तंतुओं में संघनित करने में मदद करता है। इसलिए,$H_1$ की उपस्थिति यह दर्शाती है कि $DNA$ क्रोमैटिन तंतुओं में संघनित हो रहा है,जो कोशिका के केंद्रक में आनुवंशिक सामग्री को व्यवस्थित रूप से पैक करने के लिए आवश्यक है।
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MediumMCQ
$DNA$ की द्विकुंडलित संरचना में,$DNA$ की दो श्रृंखलाएँ:
A
एक सामान्य अक्ष के चारों ओर कुंडलित होती हैं।
B
एक-दूसरे के चारों ओर कुंडलित होती हैं।
C
अलग तरह से कुंडलित होती हैं।
D
प्रोटीन आवरण पर कुंडलित होती हैं।
Solution
(A) $DNA$ की द्विकुंडलित संरचना,जिसे $Watson$ और $Crick$ द्वारा प्रस्तावित किया गया था,$DNA$ की संरचना को दो पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं के रूप में वर्णित करती है जो एक सामान्य अक्ष के चारों ओर दक्षिणावर्त (right-handed) दिशा में कुंडलित होती हैं। ये श्रृंखलाएँ प्रति-समांतर $(antiparallel)$ होती हैं और पूरक नाइट्रोजनस क्षारों के बीच हाइड्रोजन बंधों द्वारा एक साथ जुड़ी होती हैं। इसलिए,दोनों श्रृंखलाएँ एक सामान्य अक्ष के चारों ओर कुंडलित होती हैं।
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EasyMCQ
$RNA$ में निम्नलिखित में से क्या नहीं होता है?
A
यूरेसिल
B
थाइमिन
C
एडेनिन
D
साइटोसिन
Solution
(B) $RNA$ (राइबोन्यूक्लिक एसिड) न्यूक्लियोटाइड्स से बना एक न्यूक्लिक एसिड है,जिसमें राइबोज शर्करा,एक फॉस्फेट समूह और चार नाइट्रोजनस बेस में से एक होता है: एडेनिन $(A)$,ग्वानिन $(G)$,साइटोसिन $(C)$ और यूरेसिल $(U)$।
थाइमिन $(T)$ एक नाइट्रोजनस बेस है जो $DNA$ में पाया जाता है,लेकिन $RNA$ में इसके स्थान पर यूरेसिल होता है।
अतः,$RNA$ में थाइमिन नहीं होता है।
थाइमिन $(T)$ एक नाइट्रोजनस बेस है जो $DNA$ में पाया जाता है,लेकिन $RNA$ में इसके स्थान पर यूरेसिल होता है।
अतः,$RNA$ में थाइमिन नहीं होता है।
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MediumMCQ
$DNA$ की द्विकुंडलित संरचना के लिए निम्नलिखित में से क्या सत्य नहीं है?
A
$A = T, C = G$
B
गर्मी के कारण $DNA$ का घनत्व कम हो जाता है।
C
$(A + T) / (C + G)$ का अनुपात स्थिर नहीं है।
D
$(a)$ और $(b)$ दोनों
Solution
(A) $DNA$ के लिए चारगाफ के नियमों के अनुसार,एडेनिन $(A)$ की मात्रा थाइमिन $(T)$ के बराबर होती है,और साइटोसिन $(C)$ की मात्रा गुआनिन $(G)$ के बराबर होती है। अतः,$A = T$ और $C = G$ होता है।
विकल्प $(a)$ में $A = T, C = A$ दिया गया है,जो गलत है क्योंकि $C$ का मान $G$ के बराबर होना चाहिए,न कि $A$ के।
विकल्प $(b)$ सत्य है क्योंकि $DNA$ को गर्म करने पर उसका विकृतिकरण (denaturation) होता है,जिससे आयतन बढ़ता है और घनत्व कम हो जाता है।
विकल्प $(c)$ भी सत्य है क्योंकि $(A + T) / (C + G)$ का अनुपात प्रजाति-विशिष्ट होता है और यह कोई सार्वभौमिक स्थिरांक नहीं है।
चूंकि प्रश्न में पूछा गया है कि क्या सत्य नहीं है,और विकल्प $(a)$ में गलत कथन दिया गया है,इसलिए यह सही उत्तर है।
विकल्प $(a)$ में $A = T, C = A$ दिया गया है,जो गलत है क्योंकि $C$ का मान $G$ के बराबर होना चाहिए,न कि $A$ के।
विकल्प $(b)$ सत्य है क्योंकि $DNA$ को गर्म करने पर उसका विकृतिकरण (denaturation) होता है,जिससे आयतन बढ़ता है और घनत्व कम हो जाता है।
विकल्प $(c)$ भी सत्य है क्योंकि $(A + T) / (C + G)$ का अनुपात प्रजाति-विशिष्ट होता है और यह कोई सार्वभौमिक स्थिरांक नहीं है।
चूंकि प्रश्न में पूछा गया है कि क्या सत्य नहीं है,और विकल्प $(a)$ में गलत कथन दिया गया है,इसलिए यह सही उत्तर है।
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MediumMCQ
$DNA$ के एक खंड में $120$ एडेनिन और $120$ साइटोसिन बेस हैं। इस खंड में कुल कितने न्यूक्लियोटाइड मौजूद होंगे?
A
$120$
B
$240$
C
$480$
D
$60$
Solution
(C) $DNA$ के लिए चारगाफ के नियम के अनुसार,एडेनिन $(A)$ की मात्रा थाइमिन $(T)$ की मात्रा के बराबर होती है,और साइटोसिन $(C)$ की मात्रा ग्वानिन $(G)$ की मात्रा के बराबर होती है।
दिया गया है: $A = 120$,इसलिए $T = 120$.
दिया गया है: $C = 120$,इसलिए $G = 120$.
नाइट्रोजनयुक्त बेस की कुल संख्या $A + T + C + G = 120 + 120 + 120 + 120 = 480$ है।
चूंकि प्रत्येक नाइट्रोजनयुक्त बेस एक शर्करा और फॉस्फेट समूह से जुड़कर एक न्यूक्लियोटाइड बनाता है,इसलिए $DNA$ खंड में न्यूक्लियोटाइड की कुल संख्या नाइट्रोजनयुक्त बेस की कुल संख्या के बराबर यानी $480$ होती है।
दिया गया है: $A = 120$,इसलिए $T = 120$.
दिया गया है: $C = 120$,इसलिए $G = 120$.
नाइट्रोजनयुक्त बेस की कुल संख्या $A + T + C + G = 120 + 120 + 120 + 120 = 480$ है।
चूंकि प्रत्येक नाइट्रोजनयुक्त बेस एक शर्करा और फॉस्फेट समूह से जुड़कर एक न्यूक्लियोटाइड बनाता है,इसलिए $DNA$ खंड में न्यूक्लियोटाइड की कुल संख्या नाइट्रोजनयुक्त बेस की कुल संख्या के बराबर यानी $480$ होती है।
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EasyMCQ
$DNA$ की संरचना किन इकाइयों की पुनरावृत्ति से बनी है?
A
राइबोन्यूक्लियोसाइड्स
B
डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोसाइड्स
C
राइबोन्यूक्लियोटाइड्स
D
डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड्स
Solution
(D) $DNA$ $(Deoxyribonucleic acid)$ $Deoxyribonucleotides$ का एक बहुलक (polymer) है।
प्रत्येक $Deoxyribonucleotide$ तीन घटकों से बना होता है: एक नाइट्रोजनस बेस, एक पेंटोज शर्करा $(Deoxyribose)$, और एक फॉस्फेट समूह।
ये इकाइयाँ फॉस्फोडाइएस्टर बंधों के माध्यम से जुड़कर लंबी पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाएं बनाती हैं, जो $DNA$ की द्विकुंडलित (double helix) संरचना का निर्माण करती हैं।
प्रत्येक $Deoxyribonucleotide$ तीन घटकों से बना होता है: एक नाइट्रोजनस बेस, एक पेंटोज शर्करा $(Deoxyribose)$, और एक फॉस्फेट समूह।
ये इकाइयाँ फॉस्फोडाइएस्टर बंधों के माध्यम से जुड़कर लंबी पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाएं बनाती हैं, जो $DNA$ की द्विकुंडलित (double helix) संरचना का निर्माण करती हैं।
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MediumMCQ
निम्नलिखित में से कौन सा अनुक्रम चार पिरिमिडीन बेस रखता है?
A
$GATCAATGC$
B
$GCUAGACAA$
C
$UAGCGGUAA$
D
$TGCCTAACG$
Solution
(A) न्यूक्लिक एसिड में, पिरिमिडीन बेस साइटोसिन $(C)$, थायमिन $(T)$ और यूरेसिल $(U)$ होते हैं। प्यूरीन बेस एडेनिन $(A)$ और ग्वानिन $(G)$ होते हैं।
हमें प्रत्येक अनुक्रम में पिरिमिडीन $(C, T, U)$ की संख्या गिननी है:
$A$: $GATCAATGC$ $\rightarrow$ $T, C, T, C$ (कुल $4$ पिरिमिडीन)।
$B$: $GCUAGACAA$ $\rightarrow$ $C, U, C$ (कुल $3$ पिरिमिडीन)।
$C$: $UAGCGGUAA$ $\rightarrow$ $U, C, C$ (कुल $3$ पिरिमिडीन)।
$D$: $TGCCTAACG$ $\rightarrow$ $T, C, C, T, C$ (कुल $5$ पिरिमिडीन)।
अतः, चार पिरिमिडीन बेस वाला अनुक्रम $GATCAATGC$ है।
हमें प्रत्येक अनुक्रम में पिरिमिडीन $(C, T, U)$ की संख्या गिननी है:
$A$: $GATCAATGC$ $\rightarrow$ $T, C, T, C$ (कुल $4$ पिरिमिडीन)।
$B$: $GCUAGACAA$ $\rightarrow$ $C, U, C$ (कुल $3$ पिरिमिडीन)।
$C$: $UAGCGGUAA$ $\rightarrow$ $U, C, C$ (कुल $3$ पिरिमिडीन)।
$D$: $TGCCTAACG$ $\rightarrow$ $T, C, C, T, C$ (कुल $5$ पिरिमिडीन)।
अतः, चार पिरिमिडीन बेस वाला अनुक्रम $GATCAATGC$ है।
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MediumMCQ
$RNA$ में कौन सा नाइट्रोजनयुक्त क्षार उपस्थित होता है जो $DNA$ में नहीं होता है?
A
साइटोसिन
B
थाइमिन
C
ग्वानिन
D
यूरेसिल
Solution
(D) $DNA$ और $RNA$ न्यूक्लियोटाइड्स से बने न्यूक्लिक एसिड हैं।
दोनों में एडेनिन $(A)$,ग्वानिन $(G)$ और साइटोसिन $(C)$ नाइट्रोजनयुक्त क्षार होते हैं।
हालाँकि,$DNA$ में चौथे क्षार के रूप में थाइमिन $(T)$ होता है,जबकि $RNA$ में थाइमिन के स्थान पर यूरेसिल $(U)$ होता है।
इसलिए,यूरेसिल वह नाइट्रोजनयुक्त क्षार है जो $RNA$ में उपस्थित होता है लेकिन $DNA$ में नहीं।
दोनों में एडेनिन $(A)$,ग्वानिन $(G)$ और साइटोसिन $(C)$ नाइट्रोजनयुक्त क्षार होते हैं।
हालाँकि,$DNA$ में चौथे क्षार के रूप में थाइमिन $(T)$ होता है,जबकि $RNA$ में थाइमिन के स्थान पर यूरेसिल $(U)$ होता है।
इसलिए,यूरेसिल वह नाइट्रोजनयुक्त क्षार है जो $RNA$ में उपस्थित होता है लेकिन $DNA$ में नहीं।
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MediumMCQ
$DNA$ संश्लेषण के सटीक मापन के लिए किस रेडियोधर्मी समस्थानिक (isotope) की आवश्यकता होती है?
A
यूरेसिल
B
एडेनीन
C
थायमिन
D
डीऑक्सीराइबोज शर्करा
Solution
(C) $DNA$ संश्लेषण को सटीक रूप से मापने के लिए,वैज्ञानिक उन न्यूक्लियोटाइड्स के रेडियोधर्मी लेबलिंग का उपयोग करते हैं जो विशेष रूप से $DNA$ स्ट्रैंड में शामिल होते हैं।
$DNA$ में नाइट्रोजनस बेस के रूप में $Thymine$ होता है,जबकि $RNA$ में $Uracil$ होता है।
इसलिए,रेडियोधर्मी $Thymine$ (जिसे अक्सर $^3H-Thymine$ के रूप में लेबल किया जाता है) का उपयोग $RNA$ संश्लेषण के हस्तक्षेप के बिना $DNA$ संश्लेषण को विशेष रूप से ट्रैक करने के लिए किया जाता है।
इस तकनीक का उपयोग आमतौर पर कोशिका चक्र और प्रतिकृति का अध्ययन करने के लिए पल्स-चेज़ लेबलिंग जैसे प्रयोगों में किया जाता है।
$DNA$ में नाइट्रोजनस बेस के रूप में $Thymine$ होता है,जबकि $RNA$ में $Uracil$ होता है।
इसलिए,रेडियोधर्मी $Thymine$ (जिसे अक्सर $^3H-Thymine$ के रूप में लेबल किया जाता है) का उपयोग $RNA$ संश्लेषण के हस्तक्षेप के बिना $DNA$ संश्लेषण को विशेष रूप से ट्रैक करने के लिए किया जाता है।
इस तकनीक का उपयोग आमतौर पर कोशिका चक्र और प्रतिकृति का अध्ययन करने के लिए पल्स-चेज़ लेबलिंग जैसे प्रयोगों में किया जाता है।
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MediumMCQ
$DNA$ और $RNA$ दोनों में निम्नलिखित में से कौन सी विशेषता समान है?
A
न्यूक्लियोटाइड्स के पॉलिमर
B
स्वप्रतिकृति की क्षमता
C
समान शर्करा होती है
D
समान पिरिमिडीन होते हैं
Solution
(A) $DNA$ $(Deoxyribonucleic \text{ acid})$ और $RNA$ $(Ribonucleic \text{ acid})$ दोनों न्यूक्लिक एसिड हैं।
ये दोनों न्यूक्लियोटाइड्स के पॉलिमर हैं, जो एक नाइट्रोजनस बेस, एक पेंटोज शर्करा और एक फॉस्फेट समूह से बने होते हैं।
$DNA$ में डीऑक्सीराइबोज शर्करा होती है, जबकि $RNA$ में राइबोज शर्करा होती है।
$DNA$ में पिरिमिडीन के रूप में थाइमिन होता है, जबकि $RNA$ में यूरेसिल होता है।
इसलिए, सामान्य विशेषता यह है कि दोनों न्यूक्लियोटाइड्स के पॉलिमर हैं।
ये दोनों न्यूक्लियोटाइड्स के पॉलिमर हैं, जो एक नाइट्रोजनस बेस, एक पेंटोज शर्करा और एक फॉस्फेट समूह से बने होते हैं।
$DNA$ में डीऑक्सीराइबोज शर्करा होती है, जबकि $RNA$ में राइबोज शर्करा होती है।
$DNA$ में पिरिमिडीन के रूप में थाइमिन होता है, जबकि $RNA$ में यूरेसिल होता है।
इसलिए, सामान्य विशेषता यह है कि दोनों न्यूक्लियोटाइड्स के पॉलिमर हैं।
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MediumMCQ
$DNA$ अणु में प्रतिसमांतर (antiparallel) रज्जुक का अर्थ क्या है?
A
$DNA$ के दोनों रज्जुक अपने सिरों पर समान स्थान पर फॉस्फेट समूह रखते हैं।
B
$DNA$ के दोनों रज्जुक विपरीत दिशाओं में चलते हैं,जिनमें फॉस्फेट समूह विपरीत सिरों पर होते हैं।
C
एक रज्जुक घड़ी की दिशा (clockwise) में घूमता है।
D
एक रज्जुक घड़ी की विपरीत दिशा (anti-clockwise) में घूमता है।
Solution
(B) $DNA$ का द्विकुंडलित (double helix) मॉडल दो पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं से बना होता है जो एक-दूसरे के प्रतिसमांतर (antiparallel) होती हैं।
इसका अर्थ यह है कि एक श्रृंखला $5' \rightarrow 3'$ दिशा में चलती है,जबकि दूसरी $3' \rightarrow 5'$ दिशा में चलती है।
परिणामस्वरूप,एक श्रृंखला के $5'$ सिरे पर स्थित फॉस्फेट समूह दूसरी श्रृंखला के $3'$ हाइड्रॉक्सिल समूह के विपरीत स्थित होता है,जिसका अर्थ है कि वे विपरीत दिशाओं में चलते हैं।
इसका अर्थ यह है कि एक श्रृंखला $5' \rightarrow 3'$ दिशा में चलती है,जबकि दूसरी $3' \rightarrow 5'$ दिशा में चलती है।
परिणामस्वरूप,एक श्रृंखला के $5'$ सिरे पर स्थित फॉस्फेट समूह दूसरी श्रृंखला के $3'$ हाइड्रॉक्सिल समूह के विपरीत स्थित होता है,जिसका अर्थ है कि वे विपरीत दिशाओं में चलते हैं।
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MediumMCQ
$\beta-DNA$ के एक हेलिक्स (कुंडली) के घुमाव की लंबाई कितनी होती है ($, nm$ में)?
A
$3.4$
B
$2$
C
$0.34$
D
$20$
Solution
(A) $\beta-DNA$ (वाटसन-क्रिक मॉडल) की संरचना में,हेलिक्स प्रत्येक $3.4 \, nm$ (या $34 \, \mathring{A}$) पर एक पूर्ण घुमाव लेता है।
प्रत्येक घुमाव में $10$ बेस पेयर (क्षार युग्म) होते हैं।
दो निकटवर्ती बेस पेयर के बीच की दूरी $0.34 \, nm$ (या $3.4 \, \mathring{A}$) होती है।
अतः,एक पूर्ण घुमाव की लंबाई $10 \times 0.34 \, nm = 3.4 \, nm$ होती है।
प्रत्येक घुमाव में $10$ बेस पेयर (क्षार युग्म) होते हैं।
दो निकटवर्ती बेस पेयर के बीच की दूरी $0.34 \, nm$ (या $3.4 \, \mathring{A}$) होती है।
अतः,एक पूर्ण घुमाव की लंबाई $10 \times 0.34 \, nm = 3.4 \, nm$ होती है।
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MediumMCQ
$DNA$ में दो पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाएँ . . . . . . होती हैं।
A
समांतर
B
असतत
C
प्रतिसमांतर
D
अर्ध-संरक्षी
Solution
(C) $Watson$ और $Crick$ द्वारा प्रस्तावित $DNA$ के द्विकुंडलित (double helix) मॉडल के अनुसार,दो पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाएँ विपरीत दिशाओं में चलती हैं।
एक श्रृंखला $5' \rightarrow 3'$ दिशा में होती है,जबकि दूसरी $3' \rightarrow 5'$ दिशा में होती है।
इस अभिविन्यास को प्रतिसमांतर (antiparallel) कहा जाता है।
एक श्रृंखला $5' \rightarrow 3'$ दिशा में होती है,जबकि दूसरी $3' \rightarrow 5'$ दिशा में होती है।
इस अभिविन्यास को प्रतिसमांतर (antiparallel) कहा जाता है।
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MediumMCQ
$DNA$ अणु में .................
A
प्यूरीन और पिरिमिडीन न्यूक्लियोटाइड की कुल संख्या हमेशा समान नहीं होती है।
B
दो श्रृंखलाएं हैं जो $5' \rightarrow 3'$ दिशा में समानांतर चलती हैं।
C
एडेनिन और थायमिन का अनुपात जीवों में अलग-अलग होता है।
D
दो श्रृंखलाएं जो प्रतिसमानांतर (antiparallel) होती हैं; एक $5' \rightarrow 3'$ और दूसरी $3' \rightarrow 5'$ दिशा में होती है।
Solution
(D) $DNA$ संरचना के $Watson-Crick$ मॉडल के अनुसार:
$1$. $DNA$ दो पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं से बना होता है जो एक द्विकुंडलित (double helix) संरचना बनाती हैं।
$2$. ये दो श्रृंखलाएं प्रतिसमानांतर (antiparallel) होती हैं,जिसका अर्थ है कि वे विपरीत दिशाओं में चलती हैं। एक श्रृंखला $5' \rightarrow 3'$ दिशा में और दूसरी $3' \rightarrow 5'$ दिशा में होती है।
$3$. $Chargaff$ के नियम के अनुसार,एडेनिन $(A)$ की मात्रा थायमिन $(T)$ के बराबर होती है,और ग्वानिन $(G)$ की मात्रा साइटोसिन $(C)$ के बराबर होती है। इसलिए,प्यूरीन $(A+G)$ की कुल संख्या पिरिमिडीन $(T+C)$ की कुल संख्या के बराबर होती है।
$4$. विकल्प $D$ $DNA$ श्रृंखलाओं की प्रतिसमानांतर प्रकृति का सही वर्णन करता है।
$1$. $DNA$ दो पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं से बना होता है जो एक द्विकुंडलित (double helix) संरचना बनाती हैं।
$2$. ये दो श्रृंखलाएं प्रतिसमानांतर (antiparallel) होती हैं,जिसका अर्थ है कि वे विपरीत दिशाओं में चलती हैं। एक श्रृंखला $5' \rightarrow 3'$ दिशा में और दूसरी $3' \rightarrow 5'$ दिशा में होती है।
$3$. $Chargaff$ के नियम के अनुसार,एडेनिन $(A)$ की मात्रा थायमिन $(T)$ के बराबर होती है,और ग्वानिन $(G)$ की मात्रा साइटोसिन $(C)$ के बराबर होती है। इसलिए,प्यूरीन $(A+G)$ की कुल संख्या पिरिमिडीन $(T+C)$ की कुल संख्या के बराबर होती है।
$4$. विकल्प $D$ $DNA$ श्रृंखलाओं की प्रतिसमानांतर प्रकृति का सही वर्णन करता है।
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MediumMCQ
निम्नलिखित में से किस अनुक्रम का उपयोग जातिवृत्तीय इतिहास (phylogenetic history) निर्धारित करने के लिए किया जाता है?
A
$m-RNA$
B
$r-RNA$
C
$t-RNA$
D
$DNA$
Solution
(B) जातिवृत्तीय इतिहास या विकासवादी संबंधों को निर्धारित करने के लिए $r-RNA$ (राइबोसोमल $RNA$) के अनुक्रमों की तुलना करना सबसे अच्छा माना जाता है।
$r-RNA$ जीन,विशेष रूप से प्रोकैरियोट्स में $16S$ $r-RNA$ और यूकेरियोट्स में $18S$ $r-RNA$,सभी जीवित जीवों में अत्यधिक संरक्षित (conserved) होते हैं।
चूंकि ये अनुक्रम विकासवादी समय के दौरान बहुत धीरे-धीरे बदलते हैं,इसलिए वे विभिन्न प्रजातियों के पूर्वजों और उनके विचलन का पता लगाने के लिए 'आणविक घड़ी' (molecular clock) के रूप में कार्य करते हैं।
$m-RNA$ और $t-RNA$ अपने तीव्र टर्नओवर और कार्यात्मक बाधाओं के कारण इस उद्देश्य के लिए कम उपयुक्त हैं।
$r-RNA$ जीन,विशेष रूप से प्रोकैरियोट्स में $16S$ $r-RNA$ और यूकेरियोट्स में $18S$ $r-RNA$,सभी जीवित जीवों में अत्यधिक संरक्षित (conserved) होते हैं।
चूंकि ये अनुक्रम विकासवादी समय के दौरान बहुत धीरे-धीरे बदलते हैं,इसलिए वे विभिन्न प्रजातियों के पूर्वजों और उनके विचलन का पता लगाने के लिए 'आणविक घड़ी' (molecular clock) के रूप में कार्य करते हैं।
$m-RNA$ और $t-RNA$ अपने तीव्र टर्नओवर और कार्यात्मक बाधाओं के कारण इस उद्देश्य के लिए कम उपयुक्त हैं।
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MediumMCQ
नीचे दिया गया $DNA$ रज्जुक का एक नमूना खंड है। विपरीत रज्जुक पर क्षारों का अनुक्रम क्या दर्शाता है? क्या इसमें कुछ विशेष है?
$5' -GAATTC -3'$
$3' -CTTAAG -5'$
$5' -GAATTC -3'$
$3' -CTTAAG -5'$
A
प्रतिकृतियन पूर्ण हो गया है।
B
उत्परिवर्तन से विलोपित।
C
$5'$ सिरे पर संकेतों की शुरुआत।
D
क्षार युग्मों का पैलिंड्रोमिक अनुक्रम।
Solution
(D) दिया गया अनुक्रम $5'-GAATTC-3'$ और $3'-CTTAAG-5'$ है।
जब $5' \rightarrow 3'$ दिशा में पढ़ा जाता है,तो दोनों रज्जुक समान अनुक्रम रखते हैं: $GAATTC$।
इस प्रकार के अनुक्रम को पैलिंड्रोमिक न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम के रूप में जाना जाता है।
पैलिंड्रोमिक अनुक्रमों को रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज द्वारा पहचाना जाता है,जो $DNA$ को विशिष्ट स्थलों पर काटते हैं।
इसलिए,सही विकल्प $D$ है।
जब $5' \rightarrow 3'$ दिशा में पढ़ा जाता है,तो दोनों रज्जुक समान अनुक्रम रखते हैं: $GAATTC$।
इस प्रकार के अनुक्रम को पैलिंड्रोमिक न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम के रूप में जाना जाता है।
पैलिंड्रोमिक अनुक्रमों को रिस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लिएज द्वारा पहचाना जाता है,जो $DNA$ को विशिष्ट स्थलों पर काटते हैं।
इसलिए,सही विकल्प $D$ है।
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MediumMCQ
$DNA$ और $RNA$ दोनों में पाए जाने वाले प्यूरीन हैं
A
एडेनिन और थाइमिन
B
एडेनिन और ग्वानिन
C
ग्वानिन और साइटोसिन
D
साइटोसिन और थाइमिन
Solution
(B) नाइट्रोजनस क्षार को दो प्रकारों में वर्गीकृत किया गया है: प्यूरीन और पिरिमिडीन।
प्यूरीन दोहरी वलय संरचनाएं हैं,जिनमें एडेनिन $(A)$ और ग्वानिन $(G)$ शामिल हैं।
पिरिमिडीन एकल वलय संरचनाएं हैं,जिनमें साइटोसिन $(C)$,थाइमिन $(T)$ और यूरेसिल $(U)$ शामिल हैं।
$DNA$ में एडेनिन,ग्वानिन,साइटोसिन और थाइमिन होते हैं।
$RNA$ में एडेनिन,ग्वानिन,साइटोसिन और यूरेसिल होते हैं।
इसलिए,$DNA$ और $RNA$ दोनों में मौजूद प्यूरीन एडेनिन और ग्वानिन हैं।
प्यूरीन दोहरी वलय संरचनाएं हैं,जिनमें एडेनिन $(A)$ और ग्वानिन $(G)$ शामिल हैं।
पिरिमिडीन एकल वलय संरचनाएं हैं,जिनमें साइटोसिन $(C)$,थाइमिन $(T)$ और यूरेसिल $(U)$ शामिल हैं।
$DNA$ में एडेनिन,ग्वानिन,साइटोसिन और थाइमिन होते हैं।
$RNA$ में एडेनिन,ग्वानिन,साइटोसिन और यूरेसिल होते हैं।
इसलिए,$DNA$ और $RNA$ दोनों में मौजूद प्यूरीन एडेनिन और ग्वानिन हैं।
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EasyMCQ
कथन: एक $DNA$ अणु में,$A-T$ समृद्ध भाग $G-C$ समृद्ध भागों से पहले पिघलते हैं।
कारण: $A$ और $T$ के बीच तीन $H-$ बंध होते हैं,जबकि $G$ और $C$ के बीच दो $H-$ बंध होते हैं।
कारण: $A$ और $T$ के बीच तीन $H-$ बंध होते हैं,जबकि $G$ और $C$ के बीच दो $H-$ बंध होते हैं।
A
यदि कथन और कारण दोनों सही हैं और कारण कथन की सही व्याख्या है।
B
यदि कथन और कारण दोनों सही हैं लेकिन कारण कथन की सही व्याख्या नहीं है।
C
यदि कथन सही है लेकिन कारण गलत है।
D
यदि कथन और कारण दोनों गलत हैं।
Solution
(C) कथन सही है क्योंकि $A-T$ क्षार युग्म दो हाइड्रोजन बंधों द्वारा जुड़े होते हैं,जबकि $G-C$ क्षार युग्म तीन हाइड्रोजन बंधों द्वारा जुड़े होते हैं।
चूंकि $G-C$ युग्मों में अधिक हाइड्रोजन बंध होते हैं,इसलिए वे अधिक स्थिर होते हैं और $A-T$ युग्मों की तुलना में उन्हें तोड़ने (पिघलाने) के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
दिया गया कारण गलत है क्योंकि यह हाइड्रोजन बंधों की संख्या को उल्टा बताता है: $A$ और $T$ के बीच दो हाइड्रोजन बंध होते हैं,जबकि $G$ और $C$ के बीच तीन हाइड्रोजन बंध होते हैं।
चूंकि $G-C$ युग्मों में अधिक हाइड्रोजन बंध होते हैं,इसलिए वे अधिक स्थिर होते हैं और $A-T$ युग्मों की तुलना में उन्हें तोड़ने (पिघलाने) के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
दिया गया कारण गलत है क्योंकि यह हाइड्रोजन बंधों की संख्या को उल्टा बताता है: $A$ और $T$ के बीच दो हाइड्रोजन बंध होते हैं,जबकि $G$ और $C$ के बीच तीन हाइड्रोजन बंध होते हैं।
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MediumMCQ
यूकेरियोटिक कोशिकाओं से निकाले गए $DNA$ के एक नमूने में $30\%$ बेस एडेनिन हैं। इस $DNA$ में साइटोसिन का प्रतिशत कितना है ($\%$ में)?
A
$10$
B
$20$
C
$30$
D
$40$
Solution
(B) 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 कि एडेनिन $30\%$ है,इसलिए थाइमिन भी $30\%$ होगा।
$A + T$ का कुल प्रतिशत $30\% + 30\% = 60\%$ है।
$G + C$ के लिए शेष प्रतिशत $100\% - 60\% = 40\%$ है।
चूंकि $G = C$,इसलिए साइटोसिन का प्रतिशत $40\% / 2 = 20\%$ होगा।
दिया गया है कि एडेनिन $30\%$ है,इसलिए थाइमिन भी $30\%$ होगा।
$A + T$ का कुल प्रतिशत $30\% + 30\% = 60\%$ है।
$G + C$ के लिए शेष प्रतिशत $100\% - 60\% = 40\%$ है।
चूंकि $G = C$,इसलिए साइटोसिन का प्रतिशत $40\% / 2 = 20\%$ होगा।
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DifficultMCQ
कथन : $DNA$ प्रोटीन के साथ जुड़ा होता है।
कारण : $DNA$ हिस्टोन प्रोटीन के चारों ओर बंधा होता है जो एक पूल बनाते हैं और पूरी संरचना को न्यूक्लियोसोम कहा जाता है।
कारण : $DNA$ हिस्टोन प्रोटीन के चारों ओर बंधा होता है जो एक पूल बनाते हैं और पूरी संरचना को न्यूक्लियोसोम कहा जाता है।
A
यदि कथन और कारण दोनों सही हैं और कारण कथन की सही व्याख्या है।
B
यदि कथन और कारण दोनों सही हैं लेकिन कारण कथन की सही व्याख्या नहीं है।
C
यदि कथन सही है लेकिन कारण गलत है।
D
यदि कथन और कारण दोनों गलत हैं।
Solution
(C) कथन सही है क्योंकि $DNA$ ऋणात्मक रूप से आवेशित होता है और हिस्टोन नामक धनात्मक रूप से आवेशित क्षारीय प्रोटीन के साथ जुड़ा होता है।
कारण गलत है क्योंकि हिस्टोन प्रोटीन एक अष्टक (ऑक्टामर) बनाते हैं ($8$ हिस्टोन अणुओं का एक कोर: $H_2A, H_2B, H_3$ और $H_4$ में से प्रत्येक के $2$ अणु),न कि 'पूल'। $DNA$ इस हिस्टोन ऑक्टामर के चारों ओर लिपटकर न्यूक्लियोसोम बनाता है।
कारण गलत है क्योंकि हिस्टोन प्रोटीन एक अष्टक (ऑक्टामर) बनाते हैं ($8$ हिस्टोन अणुओं का एक कोर: $H_2A, H_2B, H_3$ और $H_4$ में से प्रत्येक के $2$ अणु),न कि 'पूल'। $DNA$ इस हिस्टोन ऑक्टामर के चारों ओर लिपटकर न्यूक्लियोसोम बनाता है।
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MediumMCQ
कथन : एक $DNA$ अणु में,$A-T$ समृद्ध भाग $G-C$ समृद्ध भागों से पहले पिघलते हैं।
कारण : $A$ और $T$ के बीच तीन $H-$ बंध होते हैं,जबकि $G$ और $C$ के बीच दो $H-$ बंध होते हैं।
कारण : $A$ और $T$ के बीच तीन $H-$ बंध होते हैं,जबकि $G$ और $C$ के बीच दो $H-$ बंध होते हैं।
A
यदि कथन और कारण दोनों सही हैं और कारण कथन की सही व्याख्या है।
B
यदि कथन और कारण दोनों सही हैं लेकिन कारण कथन की सही व्याख्या नहीं है।
C
यदि कथन सही है लेकिन कारण गलत है।
D
यदि कथन और कारण दोनों गलत हैं।
Solution
(C) एक $DNA$ अणु में,नाइट्रोजनस क्षार हाइड्रोजन बंधों द्वारा एक साथ जुड़े होते हैं।
$A$ (एडेनिन) $T$ (थाइमिन) के साथ दो हाइड्रोजन बंधों के माध्यम से जुड़ता है,जबकि $G$ (गुआनिन) $C$ (साइटोसिन) के साथ तीन हाइड्रोजन बंधों के माध्यम से जुड़ता है।
चूंकि $G-C$ युग्मों में तीन हाइड्रोजन बंध होते हैं,वे अधिक स्थिर होते हैं और उन्हें तोड़ने के लिए $A-T$ युग्मों की तुलना में अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है,जिनमें केवल दो हाइड्रोजन बंध होते हैं।
इसलिए,$A-T$ समृद्ध क्षेत्र $G-C$ समृद्ध क्षेत्रों की तुलना में कम तापमान पर पिघल जाते हैं।
कथन सही है,लेकिन कारण गलत है क्योंकि यह हाइड्रोजन बंधों की संख्या को उल्टा बताता है।
$A$ (एडेनिन) $T$ (थाइमिन) के साथ दो हाइड्रोजन बंधों के माध्यम से जुड़ता है,जबकि $G$ (गुआनिन) $C$ (साइटोसिन) के साथ तीन हाइड्रोजन बंधों के माध्यम से जुड़ता है।
चूंकि $G-C$ युग्मों में तीन हाइड्रोजन बंध होते हैं,वे अधिक स्थिर होते हैं और उन्हें तोड़ने के लिए $A-T$ युग्मों की तुलना में अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है,जिनमें केवल दो हाइड्रोजन बंध होते हैं।
इसलिए,$A-T$ समृद्ध क्षेत्र $G-C$ समृद्ध क्षेत्रों की तुलना में कम तापमान पर पिघल जाते हैं।
कथन सही है,लेकिन कारण गलत है क्योंकि यह हाइड्रोजन बंधों की संख्या को उल्टा बताता है।
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Easy
$DNA$ और $RNA$ के बीच अंतर स्पष्ट कीजिए।
Solution
(N/A)
| $DNA$ | $RNA$ |
| $(1)$ यह एक द्विकुंडलित (double-stranded) पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला है। | $(1)$ यह एक एकल-रज्जुक (single-stranded) पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला है। |
| $(2)$ इसमें $A, C, G$ और $T$ नाइट्रोजन क्षार होते हैं। | $(2)$ इसमें $A, C, G$ और $U$ नाइट्रोजन क्षार होते हैं। |
| $(3)$ यह मुख्य रूप से केंद्रक,हरितलवक और माइटोकॉन्ड्रिया में पाया जाता है। | $(3)$ यह केंद्रक और कोशिका द्रव्य में पाया जाता है। |
| $(4)$ यह आनुवंशिक जानकारी का भंडारण और स्थानांतरण करता है। | $(4)$ यह प्रोटीन संश्लेषण के माध्यम से आनुवंशिक अभिव्यक्ति को नियंत्रित करता है। |
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MediumMCQ
यदि एक द्वि-रज्जुक $DNA$ में $20$ प्रतिशत साइटोसिन है,तो $DNA$ में एडेनिन की प्रतिशत गणना कीजिए। ($\%$ में)
A
$20$
B
$30$
C
$40$
D
$60$
Solution
(B) चारगाफ के नियम के अनुसार,एक द्वि-रज्जुक $DNA$ अणु में प्यूरीन की मात्रा पिरिमिडीन की मात्रा के बराबर होती है।
विशेष रूप से,एडेनिन $(A)$ की मात्रा थाइमिन $(T)$ के बराबर होती है,और ग्वानिन $(G)$ की मात्रा साइटोसिन $(C)$ के बराबर होती है।
यह दिया गया है कि साइटोसिन $(C)$ $20 \%$ है,तो ग्वानिन $(G)$ भी $20 \%$ होगा।
इसलिए,$G + C$ का कुल प्रतिशत $20 \% + 20 \% = 40 \%$ है।
$A + T$ के लिए शेष प्रतिशत $100 \% - 40 \% = 60 \%$ है।
चूंकि $A = T$,इसलिए एडेनिन $(A)$ का प्रतिशत $60 \% / 2 = 30 \%$ है।
विशेष रूप से,एडेनिन $(A)$ की मात्रा थाइमिन $(T)$ के बराबर होती है,और ग्वानिन $(G)$ की मात्रा साइटोसिन $(C)$ के बराबर होती है।
यह दिया गया है कि साइटोसिन $(C)$ $20 \%$ है,तो ग्वानिन $(G)$ भी $20 \%$ होगा।
इसलिए,$G + C$ का कुल प्रतिशत $20 \% + 20 \% = 40 \%$ है।
$A + T$ के लिए शेष प्रतिशत $100 \% - 40 \% = 60 \%$ है।
चूंकि $A = T$,इसलिए एडेनिन $(A)$ का प्रतिशत $60 \% / 2 = 30 \%$ है।
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Medium
यदि $DNA$ की एक रज्जुक (strand) का अनुक्रम इस प्रकार लिखा गया है:
$5'- ATGCATGCATGCATGCATGCATGCATGC-3'$
तो इसकी पूरक रज्जुक का $5' \rightarrow 3'$ दिशा में अनुक्रम लिखिए।
$5'- ATGCATGCATGCATGCATGCATGCATGC-3'$
तो इसकी पूरक रज्जुक का $5' \rightarrow 3'$ दिशा में अनुक्रम लिखिए।
Solution
(D) क्षार युग्मन नियमों ($A$,$T$ के साथ और $G$,$C$ के साथ युग्मित होता है) के कारण $DNA$ रज्जुक एक-दूसरे के पूरक होते हैं।
दी गई रज्जुक $(5' \rightarrow 3')$: $5'- ATGCATGCATGCATGCATGCATGCATGC-3'$
पूरक रज्जुक विपरीत दिशा $(3' \rightarrow 5')$ में होती है:
$3'- TACGTACGTACGTACGTACGTACGTACG-5'$
इस अनुक्रम को $5' \rightarrow 3'$ दिशा में लिखने के लिए,हम पूरक रज्जुक के क्रम को उलट देते हैं:
$5'- GCATGCATGCATGCATGCATGCATGCAT-3'$
दी गई रज्जुक $(5' \rightarrow 3')$: $5'- ATGCATGCATGCATGCATGCATGCATGC-3'$
पूरक रज्जुक विपरीत दिशा $(3' \rightarrow 5')$ में होती है:
$3'- TACGTACGTACGTACGTACGTACGTACG-5'$
इस अनुक्रम को $5' \rightarrow 3'$ दिशा में लिखने के लिए,हम पूरक रज्जुक के क्रम को उलट देते हैं:
$5'- GCATGCATGCATGCATGCATGCATGCAT-3'$
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MediumMCQ
जीवों में $DNA$ की विशेषता बताइए।
A
यह न्यूक्लियोटाइड्स का एक छोटा बहुलक (polymer) है।
B
यह डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड्स का एक लंबा बहुलक (polymer) है।
C
यह राइबोन्यूक्लियोटाइड्स का एक लंबा बहुलक (polymer) है।
D
यह राइबोन्यूक्लियोटाइड्स का एक छोटा बहुलक (polymer) है।
Solution
(B) $DNA$ (डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड) डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड्स का एक लंबा बहुलक (polymer) है।
$DNA$ की लंबाई को उसमें मौजूद न्यूक्लियोटाइड्स की संख्या (या न्यूक्लियोटाइड्स की जोड़ी को बेस पेयर के रूप में जाना जाता है) द्वारा परिभाषित किया जाता है।
यह प्रत्येक जीव की एक विशेषता है।
उदाहरण के लिए:
$1$. $\phi \times 174$ बैक्टीरियोफेज में $5386$ न्यूक्लियोटाइड्स होते हैं।
$2$. लैम्ब्डा $(\lambda)$ बैक्टीरियोफेज में $48502$ बेस पेयर $(bp)$ होते हैं।
$3$. एस्चेरिचिया कोलाई $(E. \ coli)$ में $4.6 \times 10^6$ बेस पेयर $(bp)$ होते हैं।
$4$. मनुष्य (अगुणित सामग्री) में $3.3 \times 10^9$ बेस पेयर $(bp)$ होते हैं।
$DNA$ की लंबाई को उसमें मौजूद न्यूक्लियोटाइड्स की संख्या (या न्यूक्लियोटाइड्स की जोड़ी को बेस पेयर के रूप में जाना जाता है) द्वारा परिभाषित किया जाता है।
यह प्रत्येक जीव की एक विशेषता है।
उदाहरण के लिए:
$1$. $\phi \times 174$ बैक्टीरियोफेज में $5386$ न्यूक्लियोटाइड्स होते हैं।
$2$. लैम्ब्डा $(\lambda)$ बैक्टीरियोफेज में $48502$ बेस पेयर $(bp)$ होते हैं।
$3$. एस्चेरिचिया कोलाई $(E. \ coli)$ में $4.6 \times 10^6$ बेस पेयर $(bp)$ होते हैं।
$4$. मनुष्य (अगुणित सामग्री) में $3.3 \times 10^9$ बेस पेयर $(bp)$ होते हैं।
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Medium
$DNA$ या $RNA$ की पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला की संरचना का वर्णन कीजिए।
Solution
(N/A) एक न्यूक्लियोटाइड एक नाइट्रोजनी क्षार,पेंटोज शर्करा और फॉस्फेट समूह से बना होता है।
पेंटोज शर्करा: नीचे दिए गए अनुसार दो प्रकार की शर्करा मौजूद होती हैं: $(a)$ राइबोज ($RNA$ के मामले में) $(b)$ डीऑक्सीराइबोज ($DNA$ के मामले में)।
नाइट्रोजनी क्षार: यह नाइट्रोजन युक्त कार्बनिक अणु है जिसके भौतिक गुण एक क्षार के समान होते हैं।
नाइट्रोजनी क्षार दो प्रकार के होते हैं: $(a)$ प्यूरीन (एडेनिन और ग्वानिन)। $(b)$ पिरिमिडीन (साइटोसिन,यूरेसिल और थाइमिन)। पिरिमिडीन में से,साइटोसिन $DNA$ और $RNA$ दोनों के लिए सामान्य है,जबकि थाइमिन $DNA$ में मौजूद होता है और यूरेसिल $RNA$ में मौजूद होता है।
एक नाइट्रोजनी क्षार $N$-ग्लाइकोसिडिक लिंकेज के माध्यम से पेंटोज शर्करा से जुड़कर एक न्यूक्लियोसाइड बनाता है,जैसे एडेनोसिन या डीऑक्सीएडेनोसिन,ग्वानोसिन या डीऑक्सीग्वानोसिन,साइटिडिन या डीऑक्सीसाइटिडिन और यूरिडिन या डीऑक्सीथाइमिडिन।
जब एक फॉस्फेट समूह फॉस्फोएस्टर लिंकेज के माध्यम से न्यूक्लियोसाइड के $5^{\prime}-OH$ से जुड़ता है,तो एक संबंधित न्यूक्लियोटाइड (या मौजूद शर्करा के प्रकार के आधार पर डीऑक्सीन्यूक्लियोटाइड) बनता है।
दो न्यूक्लियोटाइड $3^{\prime}-5^{\prime}$ फॉस्फोडाइएस्टर लिंकेज के माध्यम से जुड़कर एक डाइन्यूक्लियोटाइड बनाते हैं।
इस तरह से और अधिक न्यूक्लियोटाइड जुड़कर एक पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला बना सकते हैं।
इस प्रकार बने बहुलक (पॉलिमर) के एक सिरे पर राइबोज शर्करा के $5^{\prime}$-सिरे पर एक मुक्त फॉस्फेट समूह होता है,जिसे पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला का $5^{\prime}$-सिरा कहा जाता है।
इसी तरह,बहुलक के दूसरे सिरे पर राइबोज में एक मुक्त $3^{\prime}-OH$ समूह होता है जिसे पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला का $3^{\prime}$-सिरा कहा जाता है।
पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला में आधार (backbone) शर्करा और फॉस्फेट के कारण बनता है।
शर्करा से जुड़े नाइट्रोजनी क्षार आधार से बाहर की ओर निकले होते हैं।
$RNA$ में,प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड अवशेष में राइबोज के $2^{\prime}$-स्थान पर एक अतिरिक्त $-OH$ समूह मौजूद होता है।
इसके अलावा,$RNA$ में थाइमिन के स्थान पर यूरेसिल पाया जाता है ($5$-मिथाइल यूरेसिल,थाइमिन का एक अन्य रासायनिक नाम है)।
पेंटोज शर्करा: नीचे दिए गए अनुसार दो प्रकार की शर्करा मौजूद होती हैं: $(a)$ राइबोज ($RNA$ के मामले में) $(b)$ डीऑक्सीराइबोज ($DNA$ के मामले में)।
नाइट्रोजनी क्षार: यह नाइट्रोजन युक्त कार्बनिक अणु है जिसके भौतिक गुण एक क्षार के समान होते हैं।
नाइट्रोजनी क्षार दो प्रकार के होते हैं: $(a)$ प्यूरीन (एडेनिन और ग्वानिन)। $(b)$ पिरिमिडीन (साइटोसिन,यूरेसिल और थाइमिन)। पिरिमिडीन में से,साइटोसिन $DNA$ और $RNA$ दोनों के लिए सामान्य है,जबकि थाइमिन $DNA$ में मौजूद होता है और यूरेसिल $RNA$ में मौजूद होता है।
एक नाइट्रोजनी क्षार $N$-ग्लाइकोसिडिक लिंकेज के माध्यम से पेंटोज शर्करा से जुड़कर एक न्यूक्लियोसाइड बनाता है,जैसे एडेनोसिन या डीऑक्सीएडेनोसिन,ग्वानोसिन या डीऑक्सीग्वानोसिन,साइटिडिन या डीऑक्सीसाइटिडिन और यूरिडिन या डीऑक्सीथाइमिडिन।
जब एक फॉस्फेट समूह फॉस्फोएस्टर लिंकेज के माध्यम से न्यूक्लियोसाइड के $5^{\prime}-OH$ से जुड़ता है,तो एक संबंधित न्यूक्लियोटाइड (या मौजूद शर्करा के प्रकार के आधार पर डीऑक्सीन्यूक्लियोटाइड) बनता है।
दो न्यूक्लियोटाइड $3^{\prime}-5^{\prime}$ फॉस्फोडाइएस्टर लिंकेज के माध्यम से जुड़कर एक डाइन्यूक्लियोटाइड बनाते हैं।
इस तरह से और अधिक न्यूक्लियोटाइड जुड़कर एक पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला बना सकते हैं।
इस प्रकार बने बहुलक (पॉलिमर) के एक सिरे पर राइबोज शर्करा के $5^{\prime}$-सिरे पर एक मुक्त फॉस्फेट समूह होता है,जिसे पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला का $5^{\prime}$-सिरा कहा जाता है।
इसी तरह,बहुलक के दूसरे सिरे पर राइबोज में एक मुक्त $3^{\prime}-OH$ समूह होता है जिसे पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला का $3^{\prime}$-सिरा कहा जाता है।
पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला में आधार (backbone) शर्करा और फॉस्फेट के कारण बनता है।
शर्करा से जुड़े नाइट्रोजनी क्षार आधार से बाहर की ओर निकले होते हैं।
$RNA$ में,प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड अवशेष में राइबोज के $2^{\prime}$-स्थान पर एक अतिरिक्त $-OH$ समूह मौजूद होता है।
इसके अलावा,$RNA$ में थाइमिन के स्थान पर यूरेसिल पाया जाता है ($5$-मिथाइल यूरेसिल,थाइमिन का एक अन्य रासायनिक नाम है)।
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Medium
वाटसन और क्रिक द्वारा प्रस्तावित $DNA$ की संरचना का वर्णन कीजिए।
Solution
(N/A) $DNA$ की संरचना $1953$ में जेम्स वाटसन और फ्रांसिस क्रिक द्वारा मौरिस विल्किंस और रोज़ालिंड फ्रैंकलिन द्वारा प्राप्त $X$-रे विवर्तन डेटा के आधार पर प्रस्तावित की गई थी।
डबल हेलिक्स मॉडल की मुख्य विशेषताएं इस प्रकार हैं:
$1$. $DNA$ दो पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं से बना होता है,जिसमें शर्करा-फॉस्फेट की रीढ़ बाहर की ओर होती है और नाइट्रोजनस बेस अंदर की ओर होते हैं।
$2$. दोनों श्रृंखलाओं की ध्रुवता प्रति-समांतर (anti-parallel) होती है। यदि एक श्रृंखला की ध्रुवता $5' \rightarrow 3'$ है,तो दूसरी की $3' \rightarrow 5'$ होती है।
$3$. दोनों श्रृंखलाओं के बेस हाइड्रोजन बॉन्ड के माध्यम से जुड़कर बेस पेयर $(bp)$ बनाते हैं। एडेनिन $(A)$,थाइमिन $(T)$ के साथ दो हाइड्रोजन बॉन्ड द्वारा और ग्वानिन $(G)$,साइटोसिन $(C)$ के साथ तीन हाइड्रोजन बॉन्ड द्वारा जुड़ता है।
$4$. दोनों श्रृंखलाएं दाहिने हाथ की ओर कुंडलित होती हैं। हेलिक्स का एक घुमाव $3.4 \ nm$ $(34 \ \mathring{A})$ लंबा होता है और प्रत्येक घुमाव में लगभग $10$ बेस पेयर होते हैं।
$5$. एक बेस पेयर का तल दूसरे के ऊपर व्यवस्थित होता है,जो हेलिकल संरचना को स्थिरता प्रदान करता है।
डबल हेलिक्स मॉडल की मुख्य विशेषताएं इस प्रकार हैं:
$1$. $DNA$ दो पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं से बना होता है,जिसमें शर्करा-फॉस्फेट की रीढ़ बाहर की ओर होती है और नाइट्रोजनस बेस अंदर की ओर होते हैं।
$2$. दोनों श्रृंखलाओं की ध्रुवता प्रति-समांतर (anti-parallel) होती है। यदि एक श्रृंखला की ध्रुवता $5' \rightarrow 3'$ है,तो दूसरी की $3' \rightarrow 5'$ होती है।
$3$. दोनों श्रृंखलाओं के बेस हाइड्रोजन बॉन्ड के माध्यम से जुड़कर बेस पेयर $(bp)$ बनाते हैं। एडेनिन $(A)$,थाइमिन $(T)$ के साथ दो हाइड्रोजन बॉन्ड द्वारा और ग्वानिन $(G)$,साइटोसिन $(C)$ के साथ तीन हाइड्रोजन बॉन्ड द्वारा जुड़ता है।
$4$. दोनों श्रृंखलाएं दाहिने हाथ की ओर कुंडलित होती हैं। हेलिक्स का एक घुमाव $3.4 \ nm$ $(34 \ \mathring{A})$ लंबा होता है और प्रत्येक घुमाव में लगभग $10$ बेस पेयर होते हैं।
$5$. एक बेस पेयर का तल दूसरे के ऊपर व्यवस्थित होता है,जो हेलिकल संरचना को स्थिरता प्रदान करता है।
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Easy
$DNA$ की संरचना का आनुवंशिक निहितार्थ स्पष्ट कीजिए।
Solution
(N/A) क्षार युग्मन (base pairing) पॉलिन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं को एक विशिष्ट गुण प्रदान करता है।
दोनों पॉलिन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाएं एक-दूसरे की पूरक होती हैं। इसलिए,यदि एक श्रृंखला में क्षारों का क्रम ज्ञात हो,तो दूसरी श्रृंखला में क्षारों के क्रम का अनुमान लगाया जा सकता है।
यदि $DNA$ (जनक $DNA$) की प्रत्येक श्रृंखला एक नई श्रृंखला के संश्लेषण के लिए एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करती है,तो उत्पन्न होने वाले दो द्वि-कुंडली $DNA$ अणु (संतति $DNA$) जनक $DNA$ अणु के समान होते हैं।
$DNA$ की द्वि-कुंडली संरचना की मुख्य विशेषताएं इस प्रकार हैं:
$(1)$ $DNA$ दो पॉलिन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं से बना होता है। इसका आधार शर्करा-फॉस्फेट से बना होता है और नाइट्रोजनस क्षार अंदर की ओर होते हैं।
$(2)$ दोनों श्रृंखलाओं की ध्रुवता प्रति-समांतर (anti-parallel) होती है। इसका अर्थ है कि यदि एक श्रृंखला की ध्रुवता $5' \rightarrow 3'$ है,तो दूसरी की $3' \rightarrow 5'$ होती है।
$(3)$ दोनों श्रृंखलाओं के नाइट्रोजनस क्षार हाइड्रोजन बंधों के माध्यम से जुड़कर क्षार युग्म बनाते हैं। एडेनिन विपरीत श्रृंखला के थाइमिन के साथ दो हाइड्रोजन बंधों द्वारा जुड़ता है और इसके विपरीत। इसी प्रकार,ग्वानिन तीन हाइड्रोजन बंधों द्वारा साइटोसिन के साथ जुड़ता है।
$A = T, G \equiv C$
इसके परिणामस्वरूप दोनों श्रृंखलाओं के बीच समान दूरी बनी रहती है।
$(4)$ दोनों श्रृंखलाएं दाहिने हाथ की ओर (right-handed) कुंडलित होती हैं। कुंडली का पिच $3.4 \ nm$ (एक नैनोमीटर यानी $10^{-9} \ m$) है और प्रत्येक मोड़ में लगभग $10 \ bp$ होते हैं। परिणामस्वरूप,एक कुंडली में दो क्रमिक क्षार युग्मों के बीच की दूरी लगभग $0.34 \ nm$ होती है।
दोनों पॉलिन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाएं एक-दूसरे की पूरक होती हैं। इसलिए,यदि एक श्रृंखला में क्षारों का क्रम ज्ञात हो,तो दूसरी श्रृंखला में क्षारों के क्रम का अनुमान लगाया जा सकता है।
यदि $DNA$ (जनक $DNA$) की प्रत्येक श्रृंखला एक नई श्रृंखला के संश्लेषण के लिए एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करती है,तो उत्पन्न होने वाले दो द्वि-कुंडली $DNA$ अणु (संतति $DNA$) जनक $DNA$ अणु के समान होते हैं।
$DNA$ की द्वि-कुंडली संरचना की मुख्य विशेषताएं इस प्रकार हैं:
$(1)$ $DNA$ दो पॉलिन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं से बना होता है। इसका आधार शर्करा-फॉस्फेट से बना होता है और नाइट्रोजनस क्षार अंदर की ओर होते हैं।
$(2)$ दोनों श्रृंखलाओं की ध्रुवता प्रति-समांतर (anti-parallel) होती है। इसका अर्थ है कि यदि एक श्रृंखला की ध्रुवता $5' \rightarrow 3'$ है,तो दूसरी की $3' \rightarrow 5'$ होती है।
$(3)$ दोनों श्रृंखलाओं के नाइट्रोजनस क्षार हाइड्रोजन बंधों के माध्यम से जुड़कर क्षार युग्म बनाते हैं। एडेनिन विपरीत श्रृंखला के थाइमिन के साथ दो हाइड्रोजन बंधों द्वारा जुड़ता है और इसके विपरीत। इसी प्रकार,ग्वानिन तीन हाइड्रोजन बंधों द्वारा साइटोसिन के साथ जुड़ता है।
$A = T, G \equiv C$
इसके परिणामस्वरूप दोनों श्रृंखलाओं के बीच समान दूरी बनी रहती है।
$(4)$ दोनों श्रृंखलाएं दाहिने हाथ की ओर (right-handed) कुंडलित होती हैं। कुंडली का पिच $3.4 \ nm$ (एक नैनोमीटर यानी $10^{-9} \ m$) है और प्रत्येक मोड़ में लगभग $10 \ bp$ होते हैं। परिणामस्वरूप,एक कुंडली में दो क्रमिक क्षार युग्मों के बीच की दूरी लगभग $0.34 \ nm$ होती है।
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Medium
$DNA$ हेलिक्स की पैकेजिंग द्वारा गुणसूत्र की संरचना कैसे होती है? विस्तार से वर्णन करें।
Solution
(N/A) दो क्रमिक बेस जोड़े के बीच की दूरी को $0.34 \, nm$ $(0.34 \times 10^{-9} \, m)$ मानते हुए,यदि हम एक सामान्य स्तनधारी कोशिका की द्विकुंडलित संरचना वाले $DNA$ की लंबाई की गणना कुल बेस जोड़े को दो आसन्न जोड़ों के बीच की दूरी से गुणा करके करें,यानी $6.6 \times 10^9 \, bp \times 0.34 \times 10^{-9} \, m/bp$,तो यह लगभग $2.2 \, m$ होती है। यह लंबाई एक विशिष्ट केंद्रक (लगभग $10^{-6} \, m$) के आयामों से बहुत अधिक है।
$Escherichia \, coli$ $(E. \, coli)$ में,$DNA$ की लंबाई $1.36 \, mm$ और $4 \times 10^6 \, bp$ होती है।
हालाँकि $E. \, coli$ में एक सुविकसित केंद्रक का अभाव होता है,फिर भी $DNA$ पूरी कोशिका में बिखरा नहीं होता है। ऋणात्मक आवेशित $DNA$ कुछ धनात्मक आवेशित प्रोटीन की मदद से एक विशिष्ट क्षेत्र में व्यवस्थित होता है,जिसे न्यूक्लियोइड (nucleoid) कहा जाता है।
न्यूक्लियोइड में,$DNA$ बड़े लूप के रूप में व्यवस्थित होता है जो प्रोटीन द्वारा जुड़े होते हैं।
यूकेरियोट्स में,यह संगठन बहुत अधिक जटिल होता है। इसमें धनात्मक आवेशित प्रोटीन का एक समूह शामिल होता है जिसे हिस्टोन (histone) कहा जाता है।
प्रोटीन आवेशित पार्श्व श्रृंखलाओं वाले अमीनो एसिड की प्रचुरता के आधार पर अपना आवेश प्राप्त करते हैं।
हिस्टोन प्रोटीन क्षारीय अमीनो एसिड लाइसिन और आर्जिनिन से भरपूर होते हैं,जिनमें से दोनों की पार्श्व श्रृंखलाओं पर धनात्मक आवेश होता है।
आठ हिस्टोन अणुओं की एक संगठित इकाई को हिस्टोन ऑक्टामर कहा जाता है। ऋणात्मक आवेशित $DNA$ धनात्मक आवेशित हिस्टोन ऑक्टामर के चारों ओर लिपटकर एक संरचना बनाता है जिसे न्यूक्लियोसोम (nucleosome) कहते हैं।
न्यूक्लियोसोम केंद्रक में क्रोमैटिन (chromatin) नामक संरचना की पुनरावृत्ति इकाई का गठन करते हैं,जो इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के नीचे 'धागे पर मनके' (beads-on-string) के रूप में दिखाई देते हैं।
$Escherichia \, coli$ $(E. \, coli)$ में,$DNA$ की लंबाई $1.36 \, mm$ और $4 \times 10^6 \, bp$ होती है।
हालाँकि $E. \, coli$ में एक सुविकसित केंद्रक का अभाव होता है,फिर भी $DNA$ पूरी कोशिका में बिखरा नहीं होता है। ऋणात्मक आवेशित $DNA$ कुछ धनात्मक आवेशित प्रोटीन की मदद से एक विशिष्ट क्षेत्र में व्यवस्थित होता है,जिसे न्यूक्लियोइड (nucleoid) कहा जाता है।
न्यूक्लियोइड में,$DNA$ बड़े लूप के रूप में व्यवस्थित होता है जो प्रोटीन द्वारा जुड़े होते हैं।
यूकेरियोट्स में,यह संगठन बहुत अधिक जटिल होता है। इसमें धनात्मक आवेशित प्रोटीन का एक समूह शामिल होता है जिसे हिस्टोन (histone) कहा जाता है।
प्रोटीन आवेशित पार्श्व श्रृंखलाओं वाले अमीनो एसिड की प्रचुरता के आधार पर अपना आवेश प्राप्त करते हैं।
हिस्टोन प्रोटीन क्षारीय अमीनो एसिड लाइसिन और आर्जिनिन से भरपूर होते हैं,जिनमें से दोनों की पार्श्व श्रृंखलाओं पर धनात्मक आवेश होता है।
आठ हिस्टोन अणुओं की एक संगठित इकाई को हिस्टोन ऑक्टामर कहा जाता है। ऋणात्मक आवेशित $DNA$ धनात्मक आवेशित हिस्टोन ऑक्टामर के चारों ओर लिपटकर एक संरचना बनाता है जिसे न्यूक्लियोसोम (nucleosome) कहते हैं।
न्यूक्लियोसोम केंद्रक में क्रोमैटिन (chromatin) नामक संरचना की पुनरावृत्ति इकाई का गठन करते हैं,जो इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के नीचे 'धागे पर मनके' (beads-on-string) के रूप में दिखाई देते हैं।
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आनुवंशिक पदार्थ के रूप में $\rm {RNA}$ की तुलना में $\rm {DNA}$ अधिक स्थायी क्यों है? समझाइए।
Solution
(A) $DNA$ प्रमुख आनुवंशिक पदार्थ है,जैसा कि हर्षे और चेस के प्रयोगों द्वारा स्थापित किया गया है।
किसी अणु के आनुवंशिक पदार्थ के रूप में कार्य करने के लिए निम्नलिखित मानदंडों को पूरा करना आवश्यक है:
$(i)$ इसे अपनी प्रतिकृति (replication) बनाने में सक्षम होना चाहिए।
$(ii)$ इसे रासायनिक और संरचनात्मक रूप से स्थिर होना चाहिए।
$(iii)$ इसे विकास के लिए आवश्यक धीमे परिवर्तनों (mutation) के लिए अवसर प्रदान करना चाहिए।
$(iv)$ इसे 'मेंडेलियन लक्षणों' के रूप में स्वयं को अभिव्यक्त करने में सक्षम होना चाहिए।
यदि हम क्षार युग्मन और पूरकता के सिद्धांत पर विचार करें,तो $DNA$ और $RNA$ दोनों प्रतिकृति बना सकते हैं। प्रोटीन इस मानदंड को पूरा करने में विफल रहते हैं।
आनुवंशिक पदार्थ की स्थिरता आवश्यक है,क्योंकि इसे जीवन चक्र के विभिन्न चरणों,आयु या जीव के शरीर क्रिया विज्ञान में परिवर्तन के साथ नहीं बदलना चाहिए।
यह स्थिरता ग्रिफिथ के 'रूपांतरण सिद्धांत' (Transforming Principle) से स्पष्ट होती है,जिसमें बैक्टीरिया को गर्म करने पर भी आनुवंशिक पदार्थ के गुण नष्ट नहीं होते हैं।
यदि $DNA$ की दोनों श्रृंखलाओं को गर्म करके अलग भी कर दिया जाए,तो भी वे उचित परिस्थितियों में फिर से जुड़ सकती हैं।
$RNA$ में,प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड में $2'-OH$ समूह एक प्रतिक्रियाशील समूह के रूप में मौजूद होता है,जो $RNA$ को अस्थिर और आसानी से विघटित होने वाला बनाता है।
$RNA$ की तुलना में,$DNA$ रासायनिक रूप से कम प्रतिक्रियाशील और संरचनात्मक रूप से अधिक स्थिर है। इसलिए,$DNA$ एक बेहतर आनुवंशिक पदार्थ है।
$DNA$ को यूरेसिल के स्थान पर थाइमिन की उपस्थिति के कारण अतिरिक्त स्थिरता मिलती है।
$DNA$ और $RNA$ दोनों में उत्परिवर्तन (mutation) हो सकता है,लेकिन $RNA$ अस्थिर होने के कारण तेजी से उत्परिवर्तित होता है। परिणामस्वरूप,$RNA$ जीनोम वाले वायरस,जिनका जीवनकाल छोटा होता है,तेजी से विकसित होते हैं।
$RNA$ प्रोटीन संश्लेषण के लिए सीधे संकेत दे सकता है और लक्षणों को आसानी से व्यक्त कर सकता है,जबकि $DNA$ प्रोटीन संश्लेषण के लिए $RNA$ पर निर्भर है।
इस प्रकार,हालांकि $RNA$ और $DNA$ दोनों आनुवंशिक पदार्थ के रूप में कार्य कर सकते हैं,$DNA$ अधिक स्थिर होने के कारण आनुवंशिक जानकारी के भंडारण के लिए अधिक पसंदीदा है,जबकि $RNA$ आनुवंशिक जानकारी के संचरण के लिए अधिक उपयुक्त है।
किसी अणु के आनुवंशिक पदार्थ के रूप में कार्य करने के लिए निम्नलिखित मानदंडों को पूरा करना आवश्यक है:
$(i)$ इसे अपनी प्रतिकृति (replication) बनाने में सक्षम होना चाहिए।
$(ii)$ इसे रासायनिक और संरचनात्मक रूप से स्थिर होना चाहिए।
$(iii)$ इसे विकास के लिए आवश्यक धीमे परिवर्तनों (mutation) के लिए अवसर प्रदान करना चाहिए।
$(iv)$ इसे 'मेंडेलियन लक्षणों' के रूप में स्वयं को अभिव्यक्त करने में सक्षम होना चाहिए।
यदि हम क्षार युग्मन और पूरकता के सिद्धांत पर विचार करें,तो $DNA$ और $RNA$ दोनों प्रतिकृति बना सकते हैं। प्रोटीन इस मानदंड को पूरा करने में विफल रहते हैं।
आनुवंशिक पदार्थ की स्थिरता आवश्यक है,क्योंकि इसे जीवन चक्र के विभिन्न चरणों,आयु या जीव के शरीर क्रिया विज्ञान में परिवर्तन के साथ नहीं बदलना चाहिए।
यह स्थिरता ग्रिफिथ के 'रूपांतरण सिद्धांत' (Transforming Principle) से स्पष्ट होती है,जिसमें बैक्टीरिया को गर्म करने पर भी आनुवंशिक पदार्थ के गुण नष्ट नहीं होते हैं।
यदि $DNA$ की दोनों श्रृंखलाओं को गर्म करके अलग भी कर दिया जाए,तो भी वे उचित परिस्थितियों में फिर से जुड़ सकती हैं।
$RNA$ में,प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड में $2'-OH$ समूह एक प्रतिक्रियाशील समूह के रूप में मौजूद होता है,जो $RNA$ को अस्थिर और आसानी से विघटित होने वाला बनाता है।
$RNA$ की तुलना में,$DNA$ रासायनिक रूप से कम प्रतिक्रियाशील और संरचनात्मक रूप से अधिक स्थिर है। इसलिए,$DNA$ एक बेहतर आनुवंशिक पदार्थ है।
$DNA$ को यूरेसिल के स्थान पर थाइमिन की उपस्थिति के कारण अतिरिक्त स्थिरता मिलती है।
$DNA$ और $RNA$ दोनों में उत्परिवर्तन (mutation) हो सकता है,लेकिन $RNA$ अस्थिर होने के कारण तेजी से उत्परिवर्तित होता है। परिणामस्वरूप,$RNA$ जीनोम वाले वायरस,जिनका जीवनकाल छोटा होता है,तेजी से विकसित होते हैं।
$RNA$ प्रोटीन संश्लेषण के लिए सीधे संकेत दे सकता है और लक्षणों को आसानी से व्यक्त कर सकता है,जबकि $DNA$ प्रोटीन संश्लेषण के लिए $RNA$ पर निर्भर है।
इस प्रकार,हालांकि $RNA$ और $DNA$ दोनों आनुवंशिक पदार्थ के रूप में कार्य कर सकते हैं,$DNA$ अधिक स्थिर होने के कारण आनुवंशिक जानकारी के भंडारण के लिए अधिक पसंदीदा है,जबकि $RNA$ आनुवंशिक जानकारी के संचरण के लिए अधिक उपयुक्त है।
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जीन क्या है? इसकी संरचना और कार्य की व्याख्या कीजिए।
Solution
(N/A) जीन को आनुवंशिकता की कार्यात्मक इकाई के रूप में परिभाषित किया गया है। यह $DNA$ का एक खंड है जो पॉलीपेप्टाइड के लिए कूटलेखन (coding) करता है।
$1$. जीन को उस $DNA$ अनुक्रम के रूप में भी परिभाषित किया जाता है जो $t-RNA$ या $r-RNA$ अणुओं के लिए कूटलेखन करता है।
$2$. अनुलेखन इकाई में $DNA$ का वह भाग जो पॉलीपेप्टाइड के लिए कूटलेखन करता है,सिस्ट्रोन कहलाता है। सुकेंद्रकी (eukaryotes) में जीन मोनोसिस्ट्रोनिक होते हैं,जबकि असीमकेंद्रकी (prokaryotes) में ये पॉलिसिस्ट्रोनिक हो सकते हैं।
$3$. सुकेंद्रकी जीन 'विभाजित जीन' (split genes) होते हैं,जिनमें कोडिंग अनुक्रम बाधित होते हैं। अभिव्यक्त होने वाले अनुक्रमों को एक्सॉन (exons) कहा जाता है।
$4$. एक्सॉन परिपक्व या संसाधित $RNA$ में दिखाई देते हैं और ये इंट्रॉन (introns) द्वारा बाधित होते हैं। इंट्रॉन परिपक्व $RNA$ में नहीं पाए जाते हैं।
$5$. लक्षणों की वंशागति जीन के प्रमोटर और नियामक अनुक्रमों से भी प्रभावित होती है। नियामक अनुक्रम किसी भी $RNA$ या प्रोटीन के लिए कूटलेखन नहीं करते हैं,लेकिन वे संरचनात्मक जीनों की अभिव्यक्ति को नियंत्रित करते हैं।
$1$. जीन को उस $DNA$ अनुक्रम के रूप में भी परिभाषित किया जाता है जो $t-RNA$ या $r-RNA$ अणुओं के लिए कूटलेखन करता है।
$2$. अनुलेखन इकाई में $DNA$ का वह भाग जो पॉलीपेप्टाइड के लिए कूटलेखन करता है,सिस्ट्रोन कहलाता है। सुकेंद्रकी (eukaryotes) में जीन मोनोसिस्ट्रोनिक होते हैं,जबकि असीमकेंद्रकी (prokaryotes) में ये पॉलिसिस्ट्रोनिक हो सकते हैं।
$3$. सुकेंद्रकी जीन 'विभाजित जीन' (split genes) होते हैं,जिनमें कोडिंग अनुक्रम बाधित होते हैं। अभिव्यक्त होने वाले अनुक्रमों को एक्सॉन (exons) कहा जाता है।
$4$. एक्सॉन परिपक्व या संसाधित $RNA$ में दिखाई देते हैं और ये इंट्रॉन (introns) द्वारा बाधित होते हैं। इंट्रॉन परिपक्व $RNA$ में नहीं पाए जाते हैं।
$5$. लक्षणों की वंशागति जीन के प्रमोटर और नियामक अनुक्रमों से भी प्रभावित होती है। नियामक अनुक्रम किसी भी $RNA$ या प्रोटीन के लिए कूटलेखन नहीं करते हैं,लेकिन वे संरचनात्मक जीनों की अभिव्यक्ति को नियंत्रित करते हैं।
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EasyMCQ
मानव कोशिका में $DNA$ की अनुमानित मोलर सांद्रता क्या होती है?
A
$2 \, mg/mL$
B
$5 \, mg/mL$
C
$10 \, mg/mL$
D
$1 \, mg/mL$
Solution
(A) मानव कोशिका में $DNA$ की सांद्रता लगभग $2 \, mg/mL$ कोशिका अर्क (cell extract) होती है। इस मान का उपयोग आमतौर पर मानव कोशिकाओं से $DNA$ को अलग करने की प्रयोगशाला विधियों में किया जाता है।
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Easy
न्यूक्लिक अम्ल द्वितीयक संरचना प्रदर्शित करते हैं। वाटसन-क्रिक मॉडल के माध्यम से वर्णन करें।
Solution
(N/A) $DNA$ का वाटसन-क्रिक मॉडल इसकी द्वितीयक संरचना को द्विकुंडलित (double helix) के रूप में वर्णित करता है।
इस मॉडल की मुख्य विशेषताएं इस प्रकार हैं:
$1$. $DNA$ दो पॉलिन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं से बना होता है जो प्रति-समांतर (anti-parallel) दिशा में चलती हैं, अर्थात एक श्रृंखला $5' \rightarrow 3'$ दिशा में और दूसरी $3' \rightarrow 5'$ दिशा में होती है।
$2$. आधार (backbone) शर्करा-फॉस्फेट लिंकेज द्वारा बनता है। एक फॉस्फेट समूह एक न्यूक्लियोटाइड की शर्करा के $3'$-कार्बन को फॉस्फोडाइएस्टर बंध के माध्यम से अगले न्यूक्लियोटाइड की शर्करा के $5'$-कार्बन से जोड़ता है।
$3$. दोनों श्रृंखलाएं नाइट्रोजनस क्षारों के बीच हाइड्रोजन बंधों द्वारा एक साथ जुड़ी रहती हैं। एडेनिन $(A)$ दो हाइड्रोजन बंधों द्वारा थाइमिन $(T)$ के साथ और ग्वानिन $(G)$ तीन हाइड्रोजन बंधों द्वारा साइटोसिन $(C)$ के साथ जुड़ता है।
$4$. कुंडली दाहिने हाथ की ओर (right-handed) मुड़ी होती है। कुंडली के एक पूर्ण घुमाव में $10$ क्षार युग्म होते हैं।
$5$. कुंडली की लंबाई $3.4 \text{ nm}$ $(34 \text{ Å})$ है और दो क्रमिक क्षार युग्मों के बीच की दूरी $0.34 \text{ nm}$ $(3.4 \text{ Å})$ है।
$6$. $DNA$ के इस विशिष्ट रूप को $B-DNA$ के रूप में जाना जाता है।
इस मॉडल की मुख्य विशेषताएं इस प्रकार हैं:
$1$. $DNA$ दो पॉलिन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं से बना होता है जो प्रति-समांतर (anti-parallel) दिशा में चलती हैं, अर्थात एक श्रृंखला $5' \rightarrow 3'$ दिशा में और दूसरी $3' \rightarrow 5'$ दिशा में होती है।
$2$. आधार (backbone) शर्करा-फॉस्फेट लिंकेज द्वारा बनता है। एक फॉस्फेट समूह एक न्यूक्लियोटाइड की शर्करा के $3'$-कार्बन को फॉस्फोडाइएस्टर बंध के माध्यम से अगले न्यूक्लियोटाइड की शर्करा के $5'$-कार्बन से जोड़ता है।
$3$. दोनों श्रृंखलाएं नाइट्रोजनस क्षारों के बीच हाइड्रोजन बंधों द्वारा एक साथ जुड़ी रहती हैं। एडेनिन $(A)$ दो हाइड्रोजन बंधों द्वारा थाइमिन $(T)$ के साथ और ग्वानिन $(G)$ तीन हाइड्रोजन बंधों द्वारा साइटोसिन $(C)$ के साथ जुड़ता है।
$4$. कुंडली दाहिने हाथ की ओर (right-handed) मुड़ी होती है। कुंडली के एक पूर्ण घुमाव में $10$ क्षार युग्म होते हैं।
$5$. कुंडली की लंबाई $3.4 \text{ nm}$ $(34 \text{ Å})$ है और दो क्रमिक क्षार युग्मों के बीच की दूरी $0.34 \text{ nm}$ $(3.4 \text{ Å})$ है।
$6$. $DNA$ के इस विशिष्ट रूप को $B-DNA$ के रूप में जाना जाता है।
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MediumMCQ
फॉस्फेट समूह और शर्करा के हाइड्रॉक्सिल समूह के बीच के बंध को क्या कहते हैं?
A
ग्लाइकोसिडिक बंध
B
एस्टर बंध
C
पेप्टाइड बंध
D
हाइड्रोजन बंध
Solution
(B) एक न्यूक्लियोटाइड में,फॉस्फेट समूह शर्करा (न्यूक्लियोसाइड) के $5'$-हाइड्रॉक्सिल समूह से फॉस्फोडाइएस्टर बंध के माध्यम से जुड़ा होता है,जो एक प्रकार का एस्टर बंध है। विशेष रूप से,फॉस्फोरिक एसिड और शर्करा के हाइड्रॉक्सिल समूह के बीच की अभिक्रिया से एस्टर बंध का निर्माण होता है।
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Medium
$DNA$ और $RNA$ के बीच अंतर स्पष्ट कीजिए।
Solution
(N/A)
| $DNA$ | $RNA$ |
|---|---|
| $(1)$ यह कुछ वायरस को छोड़कर द्विकुंडलित (double-stranded) होता है। | $(1)$ यह सामान्यतः एकल-रज्जुक (single-stranded) होता है। |
| $(2)$ यह सभी जीवित जीवों में आनुवंशिक पदार्थ है। | $(2)$ यह केवल कुछ वायरस में ही आनुवंशिक पदार्थ है। |
| $(3)$ इसमें उपस्थित शर्करा डीऑक्सीराइबोज है। | $(3)$ इसमें उपस्थित शर्करा राइबोज है। |
| $(4)$ इसमें उपस्थित नाइट्रोजन क्षार एडेनिन,ग्वानिन,थायमिन और साइटोसिन हैं। | $(4)$ इसमें उपस्थित नाइट्रोजन क्षार एडेनिन,ग्वानिन,साइटोसिन और यूरेसिल हैं। |
| $(5)$ यह कम अभिक्रियाशील है और रासायनिक तथा संरचनात्मक रूप से अधिक स्थिर है। | $(5)$ यह अधिक अभिक्रियाशील है और रासायनिक तथा संरचनात्मक रूप से कम स्थिर है। |
| $(6)$ यह सामान्यतः केंद्रक और कुछ कोशिकांगों के भीतर पाया जाता है। | $(6)$ केंद्रक के भीतर बहुत कम $RNA$ पाया जाता है; इसका अधिकांश भाग कोशिकाद्रव्य में होता है। |
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Medium
अंतर स्पष्ट करें: पुनरावृत्ति $DNA$ (Repetitive $DNA$) और सैटेलाइट $DNA$ (Satellite $DNA$)।
Solution
(N/A)
| पुनरावृत्ति $DNA$ | सैटेलाइट $DNA$ |
|---|---|
| $(1)$ इसमें नॉन-कोडिंग $DNA$ अनुक्रम होते हैं जो कई प्रतियों में मौजूद होते हैं,या तो टैंडम में या इंटरस्पर्सड रूप में। | $(1)$ इसमें नॉन-कोडिंग $DNA$ अनुक्रम होते हैं जो टैंडम दोहराव (tandem repeats) के रूप में मौजूद होते हैं। |
| $(2)$ पुनरावृत्ति इकाई की लंबाई कुछ बेस पेयर से लेकर हजारों बेस पेयर तक हो सकती है। | $(2)$ ये आमतौर पर छोटे दोहराव वाले अनुक्रम होते हैं ($60$ बेस पेयर तक)। |
| $(3)$ यह सीज़ियम क्लोराइड घनत्व प्रवणता (density gradient) में हल्के बैंड बनाता है। | $(3)$ यह सीज़ियम क्लोराइड घनत्व प्रवणता में छोटे,स्पष्ट गहरे बैंड (सैटेलाइट पीक्स) बनाता है। |
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Medium
निम्नलिखित शब्दों की परिभाषा/व्याख्या दीजिए: $Nucleosome$ (न्यूक्लियोसोम) और $Euchromatin$ (यूक्रोमैटिन)।
Solution
(N/A) $Nucleosome$ (न्यूक्लियोसोम) एक यूकेरियोटिक गुणसूत्र की संरचनात्मक इकाई है,जो हिस्टोन प्रोटीन के कोर के चारों ओर लिपटे $DNA$ के एक खंड से बनी होती है। ऋणात्मक आवेशित $DNA$ धनात्मक आवेशित हिस्टोन ऑक्टामर के चारों ओर लिपटकर इस संरचना का निर्माण करता है।
$Euchromatin$ (यूक्रोमैटिन) क्रोमेटिन का वह क्षेत्र है जो ढीले ढंग से पैक (loosely packed) होता है और अभिरंजित करने पर हल्का रंग देता है। यह आनुवंशिक रूप से सक्रिय होता है,जिसका अर्थ है कि इन क्षेत्रों में मौजूद $DNA$ जीन अभिव्यक्ति के लिए अधिक सुलभ होता है।
$Euchromatin$ (यूक्रोमैटिन) क्रोमेटिन का वह क्षेत्र है जो ढीले ढंग से पैक (loosely packed) होता है और अभिरंजित करने पर हल्का रंग देता है। यह आनुवंशिक रूप से सक्रिय होता है,जिसका अर्थ है कि इन क्षेत्रों में मौजूद $DNA$ जीन अभिव्यक्ति के लिए अधिक सुलभ होता है।
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Easy
निम्नलिखित के पूर्ण रूप (Full Forms) लिखिए:
$1.$ $\text{DNA}$
$2.$ $\text{RNA}$
$3.$ $\text{hnRNA}$
$4.$ $\text{UTR}$
$1.$ $\text{DNA}$
$2.$ $\text{RNA}$
$3.$ $\text{hnRNA}$
$4.$ $\text{UTR}$
Solution
(N/A) $1.$ $\text{DNA}$: $\text{Deoxyribonucleic acid}$ (डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड)
$2.$ $\text{RNA}$: $\text{Ribonucleic acid}$ (राइबोन्यूक्लिक एसिड)
$3.$ $\text{hnRNA}$: $\text{Heterogeneous nuclear RNA}$ (हेटरोजीनस न्यूक्लियर $RNA$)
$4.$ $\text{UTR}$: $\text{Untranslated region}$ (अनट्रांसलेटेड रीजन / अस्थानांतरित क्षेत्र)
$2.$ $\text{RNA}$: $\text{Ribonucleic acid}$ (राइबोन्यूक्लिक एसिड)
$3.$ $\text{hnRNA}$: $\text{Heterogeneous nuclear RNA}$ (हेटरोजीनस न्यूक्लियर $RNA$)
$4.$ $\text{UTR}$: $\text{Untranslated region}$ (अनट्रांसलेटेड रीजन / अस्थानांतरित क्षेत्र)
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Medium
$DNA$ की संरचना की खोज में निम्नलिखित वैज्ञानिकों की भूमिका स्पष्ट कीजिए:
$1.$ वॉटसन और क्रिक $(1953)$
$2.$ इरविन चारगाफ
$1.$ वॉटसन और क्रिक $(1953)$
$2.$ इरविन चारगाफ
Solution
(N/A) $1.$ वॉटसन और क्रिक $(1953)$ ने $DNA$ की संरचना के लिए एक बहुत ही सरल लेकिन प्रसिद्ध $\text{Double Helix}$ (द्विकुंडलित) मॉडल प्रस्तावित किया,जो एक्स-रे विवर्तन डेटा पर आधारित था।
$2.$ इरविन चारगाफ ने अवलोकन किया कि एक द्विरज्जुक $DNA$ अणु के लिए,$\text{Adenine}$ और $\text{Thymine}$ तथा $\text{Guanine}$ और $\text{Cytosine}$ के बीच का अनुपात स्थिर और एक के बराबर होता है,अर्थात $A = T$ और $G = C$।
$2.$ इरविन चारगाफ ने अवलोकन किया कि एक द्विरज्जुक $DNA$ अणु के लिए,$\text{Adenine}$ और $\text{Thymine}$ तथा $\text{Guanine}$ और $\text{Cytosine}$ के बीच का अनुपात स्थिर और एक के बराबर होता है,अर्थात $A = T$ और $G = C$।
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MediumMCQ
$DNA$ पैकेजिंग में हिस्टोन का कार्य क्या है?
A
$DNA$ को क्षति से बचाने के लिए
B
$DNA$ प्रतिकृति (replication) को सुगम बनाने के लिए
C
$DNA$ को न्यूक्लियोसोम नामक सघन संरचनाओं में व्यवस्थित करने के लिए
D
$DNA$ ट्रांसक्रिप्शन को उत्प्रेरित करने के लिए
Solution
(C) हिस्टोन क्षारीय प्रोटीन होते हैं जो धनात्मक रूप से आवेशित अमीनो एसिड,आर्जिनिन और लाइसिन से भरपूर होते हैं।
हिस्टोन एक अष्टक (octamer) बनाते हैं,जो आठ हिस्टोन अणुओं से मिलकर बना होता है।
ऋणात्मक रूप से आवेशित $DNA$ इस धनात्मक रूप से आवेशित हिस्टोन अष्टक के चारों ओर लिपटकर एक संरचना बनाता है जिसे न्यूक्लियोसोम कहते हैं।
यह प्रक्रिया सुकेंद्रकी (eukaryotic) कोशिका के केंद्रक के भीतर $DNA$ को सघन क्रोमैटिन संरचना में पैक करने के लिए आवश्यक है।
हिस्टोन एक अष्टक (octamer) बनाते हैं,जो आठ हिस्टोन अणुओं से मिलकर बना होता है।
ऋणात्मक रूप से आवेशित $DNA$ इस धनात्मक रूप से आवेशित हिस्टोन अष्टक के चारों ओर लिपटकर एक संरचना बनाता है जिसे न्यूक्लियोसोम कहते हैं।
यह प्रक्रिया सुकेंद्रकी (eukaryotic) कोशिका के केंद्रक के भीतर $DNA$ को सघन क्रोमैटिन संरचना में पैक करने के लिए आवश्यक है।
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Easy
हेटरोक्रोमैटिन और यूक्रोमैटिन के बीच अंतर स्पष्ट कीजिए। इन दोनों में से कौन सा अनुलेखन (transcription) की दृष्टि से सक्रिय है?
Solution
(N/A) यूक्रोमैटिन:
$(i)$ शिथिल रूप से व्यवस्थित (Loosely packed)।
$(ii)$ हल्के रंग का अभिरंजित होता है।
$(iii)$ अनुलेखन (transcription) की दृष्टि से सक्रिय।
हेटरोक्रोमैटिन:
$(i)$ सघन रूप से व्यवस्थित (Densely packed)।
$(ii)$ गहरे रंग का अभिरंजित होता है।
$(iii)$ अनुलेखन (transcription) की दृष्टि से निष्क्रिय।
यूक्रोमैटिन,क्रोमैटिन का अनुलेखन की दृष्टि से सक्रिय रूप है।
$(i)$ शिथिल रूप से व्यवस्थित (Loosely packed)।
$(ii)$ हल्के रंग का अभिरंजित होता है।
$(iii)$ अनुलेखन (transcription) की दृष्टि से सक्रिय।
हेटरोक्रोमैटिन:
$(i)$ सघन रूप से व्यवस्थित (Densely packed)।
$(ii)$ गहरे रंग का अभिरंजित होता है।
$(iii)$ अनुलेखन (transcription) की दृष्टि से निष्क्रिय।
यूक्रोमैटिन,क्रोमैटिन का अनुलेखन की दृष्टि से सक्रिय रूप है।
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MediumMCQ
एक प्रयोग में,$DNA$ को एक ऐसे यौगिक के साथ उपचारित किया जाता है जो नाइट्रोजनस क्षार युग्मों के ढेर के बीच में समा जाता है। इसके परिणामस्वरूप,दो क्रमिक क्षार युग्मों के बीच की दूरी $0.34 \, nm$ से बढ़कर $0.44 \, nm$ हो जाती है। इस यौगिक की संतृप्त मात्रा की उपस्थिति में $DNA$ डबल हेलिक्स (जिसमें $2 \times 10^9 \, bp$ हैं) की लंबाई की गणना करें।
A
$0.44$
B
$0.88$
C
$0.68$
D
$1.32$
Solution
(B) $DNA$ डबल हेलिक्स की कुल लंबाई की गणना कुल क्षार युग्मों $(bp)$ की संख्या को दो क्रमिक क्षार युग्मों के बीच की दूरी से गुणा करके की जाती है।
दिया गया है:
क्षार युग्मों की कुल संख्या = $2 \times 10^9 \, bp$
क्षार युग्मों के बीच की नई दूरी = $0.44 \, nm = 0.44 \times 10^{-9} \, m$
गणना:
लंबाई = $(2 \times 10^9 \, bp) \times (0.44 \times 10^{-9} \, m/bp)$
लंबाई = $2 \times 0.44 \times 10^0 \, m$
लंबाई = $0.88 \, m$
अतः,$DNA$ डबल हेलिक्स की लंबाई $0.88 \, m$ है।
दिया गया है:
क्षार युग्मों की कुल संख्या = $2 \times 10^9 \, bp$
क्षार युग्मों के बीच की नई दूरी = $0.44 \, nm = 0.44 \times 10^{-9} \, m$
गणना:
लंबाई = $(2 \times 10^9 \, bp) \times (0.44 \times 10^{-9} \, m/bp)$
लंबाई = $2 \times 0.44 \times 10^0 \, m$
लंबाई = $0.88 \, m$
अतः,$DNA$ डबल हेलिक्स की लंबाई $0.88 \, m$ है।
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MediumMCQ
यदि हिस्टोन में उत्परिवर्तन (mutation) हो जाए और उसमें लाइसिन और आर्जिनिन जैसे क्षारीय (basic) अमीनो एसिड के स्थान पर एस्पार्टिक एसिड और ग्लूटामिक एसिड जैसे अम्लीय (acidic) अमीनो एसिड की अधिकता हो जाए,तो क्या होगा?
A
$DNA$ अधिक कसकर कुंडलित हो जाएगा।
B
$DNA$ की पैकेजिंग नहीं हो पाएगी।
C
ट्रांसक्रिप्शन में काफी वृद्धि होगी।
D
हिस्टोन $DNA$ के साथ अधिक मजबूती से जुड़ जाएंगे।
Solution
(B) हिस्टोन क्षारीय प्रोटीन होते हैं जो लाइसिन और आर्जिनिन जैसे धनात्मक आवेशित अमीनो एसिड से भरपूर होते हैं।
ये धनात्मक आवेश हिस्टोन को $DNA$ की ऋणात्मक आवेशित फॉस्फेट रीढ़ के साथ जुड़ने में मदद करते हैं।
यदि हिस्टोन में उत्परिवर्तन हो जाए और वे अम्लीय अमीनो एसिड (जैसे एस्पार्टिक एसिड और ग्लूटामिक एसिड) से भरपूर हो जाएं,तो वे ऋणात्मक आवेशित हो जाएंगे।
चूंकि $DNA$ भी ऋणात्मक आवेशित होता है,इसलिए उत्परिवर्तित हिस्टोन और $DNA$ के बीच स्थिर वैद्युत प्रतिकर्षण (electrostatic repulsion) होगा।
परिणामस्वरूप,$DNA$ की न्यूक्लियोसोम में पैकेजिंग नहीं होगी और क्रोमैटिन तंतुओं का निर्माण नहीं हो पाएगा।
ये धनात्मक आवेश हिस्टोन को $DNA$ की ऋणात्मक आवेशित फॉस्फेट रीढ़ के साथ जुड़ने में मदद करते हैं।
यदि हिस्टोन में उत्परिवर्तन हो जाए और वे अम्लीय अमीनो एसिड (जैसे एस्पार्टिक एसिड और ग्लूटामिक एसिड) से भरपूर हो जाएं,तो वे ऋणात्मक आवेशित हो जाएंगे।
चूंकि $DNA$ भी ऋणात्मक आवेशित होता है,इसलिए उत्परिवर्तित हिस्टोन और $DNA$ के बीच स्थिर वैद्युत प्रतिकर्षण (electrostatic repulsion) होगा।
परिणामस्वरूप,$DNA$ की न्यूक्लियोसोम में पैकेजिंग नहीं होगी और क्रोमैटिन तंतुओं का निर्माण नहीं हो पाएगा।
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Medium
$DNA$ का मॉडल विकसित करने के लिए वॉटसन और क्रिक के पास क्या पृष्ठभूमि जानकारी उपलब्ध थी? उनका योगदान क्या था?
Solution
(N/A) वॉटसन और क्रिक ने $DNA$ का द्वि-कुंडली मॉडल विकसित करने के लिए निम्नलिखित जानकारी का उपयोग किया:
$(i)$ चारगाफ का नियम,जो बताता है कि एडेनिन और थाइमिन तथा ग्वानिन और साइटोसिन का अनुपात बराबर होता है ($A=T$ और $C=G$)।
$(ii)$ मौरिस विल्किंस और रोज़ालिंड फ्रैंकलिन द्वारा $DNA$ क्रिस्टल के $X$-रे विवर्तन (diffraction) अध्ययन से प्राप्त डेटा,जिसने $DNA$ की भौतिक संरचना के बारे में जानकारी प्रदान की।
$(iii)$ उनका योगदान इस प्रकार था: $(a)$ द्वि-कुंडली संरचना का प्रस्ताव दिया जिसमें पूरक क्षार हाइड्रोजन बंधों के माध्यम से जुड़ते हैं,$(b)$ अर्ध-संरक्षी (semi-conservative) प्रतिकृति के लिए एक तंत्र का सुझाव दिया,और $(c)$ यह प्रस्तावित किया कि नाइट्रोजनस क्षारों में टॉटोमेरिक बदलाव के माध्यम से उत्परिवर्तन (mutation) हो सकते हैं।
$(i)$ चारगाफ का नियम,जो बताता है कि एडेनिन और थाइमिन तथा ग्वानिन और साइटोसिन का अनुपात बराबर होता है ($A=T$ और $C=G$)।
$(ii)$ मौरिस विल्किंस और रोज़ालिंड फ्रैंकलिन द्वारा $DNA$ क्रिस्टल के $X$-रे विवर्तन (diffraction) अध्ययन से प्राप्त डेटा,जिसने $DNA$ की भौतिक संरचना के बारे में जानकारी प्रदान की।
$(iii)$ उनका योगदान इस प्रकार था: $(a)$ द्वि-कुंडली संरचना का प्रस्ताव दिया जिसमें पूरक क्षार हाइड्रोजन बंधों के माध्यम से जुड़ते हैं,$(b)$ अर्ध-संरक्षी (semi-conservative) प्रतिकृति के लिए एक तंत्र का सुझाव दिया,और $(c)$ यह प्रस्तावित किया कि नाइट्रोजनस क्षारों में टॉटोमेरिक बदलाव के माध्यम से उत्परिवर्तन (mutation) हो सकते हैं।
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Easy
$DNA$ की भौतिक संरचना बताइए।
Solution
(N/A) $DNA$ डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड्स का एक लंबा बहुलक (polymer) है।
$\Rightarrow$ $DNA$ की लंबाई को आमतौर पर इसमें मौजूद न्यूक्लियोटाइड्स (या न्यूक्लियोटाइड्स की एक जोड़ी जिसे बेस पेयर कहा जाता है) की संख्या के रूप में परिभाषित किया जाता है।
यह किसी जीव की एक विशिष्ट विशेषता भी है।
उदाहरण के लिए,$\phi \times 174$ नामक बैक्टीरियोफेज में $5386$ न्यूक्लियोटाइड्स होते हैं,बैक्टीरियोफेज लैम्ब्डा में $48502$ बेस पेयर $(bp)$ होते हैं,Escherichia coli में $4.6 \times 10^{6} \ bp$ होते हैं और मानव $DNA$ की अगुणित मात्रा $3.3 \times 10^{9} \ bp$ होती है।
$\Rightarrow$ $DNA$ की लंबाई को आमतौर पर इसमें मौजूद न्यूक्लियोटाइड्स (या न्यूक्लियोटाइड्स की एक जोड़ी जिसे बेस पेयर कहा जाता है) की संख्या के रूप में परिभाषित किया जाता है।
यह किसी जीव की एक विशिष्ट विशेषता भी है।
उदाहरण के लिए,$\phi \times 174$ नामक बैक्टीरियोफेज में $5386$ न्यूक्लियोटाइड्स होते हैं,बैक्टीरियोफेज लैम्ब्डा में $48502$ बेस पेयर $(bp)$ होते हैं,Escherichia coli में $4.6 \times 10^{6} \ bp$ होते हैं और मानव $DNA$ की अगुणित मात्रा $3.3 \times 10^{9} \ bp$ होती है।
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Medium
$DNA$ की ऐतिहासिक पृष्ठभूमि दीजिए।
Solution
(N/A) $DNA$ को केंद्रक में उपस्थित एक अम्लीय पदार्थ के रूप में सबसे पहले $1869$ में फ्रेडरिक मिशर द्वारा पहचाना गया था। उन्होंने इसे 'न्यूक्लिन' नाम दिया था।
इतने लंबे बहुलक (polymer) को अक्षुण्ण रूप से अलग करने में तकनीकी सीमाओं के कारण,$DNA$ की संरचना का स्पष्टीकरण बहुत लंबे समय तक अस्पष्ट रहा।
यह केवल $1953$ में था कि जेम्स वॉटसन और फ्रांसिस क्रिक ने,मौरिस विल्किंस और रोज़ालिंड फ्रैंकलिन द्वारा उत्पादित $X$-रे विवर्तन डेटा के आधार पर,$DNA$ की संरचना के लिए एक बहुत ही सरल लेकिन प्रसिद्ध डबल हेलिक्स मॉडल प्रस्तावित किया।
उनके प्रस्ताव की एक मुख्य विशेषता इरविन चारगाफ के इस अवलोकन पर भी आधारित थी कि द्वि-रज्जुक (double-stranded) $DNA$ के लिए,एडेनिन और थाइमिन तथा ग्वानिन और साइटोसिन के बीच का अनुपात स्थिर होता है और एक के बराबर होता है।
इतने लंबे बहुलक (polymer) को अक्षुण्ण रूप से अलग करने में तकनीकी सीमाओं के कारण,$DNA$ की संरचना का स्पष्टीकरण बहुत लंबे समय तक अस्पष्ट रहा।
यह केवल $1953$ में था कि जेम्स वॉटसन और फ्रांसिस क्रिक ने,मौरिस विल्किंस और रोज़ालिंड फ्रैंकलिन द्वारा उत्पादित $X$-रे विवर्तन डेटा के आधार पर,$DNA$ की संरचना के लिए एक बहुत ही सरल लेकिन प्रसिद्ध डबल हेलिक्स मॉडल प्रस्तावित किया।
उनके प्रस्ताव की एक मुख्य विशेषता इरविन चारगाफ के इस अवलोकन पर भी आधारित थी कि द्वि-रज्जुक (double-stranded) $DNA$ के लिए,एडेनिन और थाइमिन तथा ग्वानिन और साइटोसिन के बीच का अनुपात स्थिर होता है और एक के बराबर होता है।
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Medium
$DNA$ की द्विकुंडलित (double helix) संरचना का वर्णन कीजिए और समझाइए कि दूसरी रज्जुक (strand) के अनुक्रम की भविष्यवाणी कैसे की जा सकती है।
Solution
(N/A) क्षार युग्मन (base pairing) पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं को एक बहुत ही विशिष्ट गुण प्रदान करता है।
वे एक-दूसरे के पूरक (complementary) कहलाते हैं और इसलिए,यदि एक रज्जुक में क्षारों का अनुक्रम ज्ञात हो,तो दूसरे रज्जुक में अनुक्रम की भविष्यवाणी की जा सकती है।
साथ ही,यदि $DNA$ का प्रत्येक रज्जुक एक नए रज्जुक के संश्लेषण के लिए सांचे (template) के रूप में कार्य करता है,तो इस प्रकार उत्पन्न दो द्विरज्जुक $DNA$ (संतति $DNA$) जनक $DNA$ अणु के समान होंगे। इस कारण से,$DNA$ की संरचना के आनुवंशिक निहितार्थ बहुत स्पष्ट हो जाते हैं।
$DNA$ की द्विकुंडलित संरचना की मुख्य विशेषताएं इस प्रकार हैं:
$(i)$ यह दो पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं से बना है जहाँ आधार (backbone) शर्करा-फॉस्फेट द्वारा निर्मित होता है और क्षार अंदर की ओर प्रक्षेपित होते हैं।
$(ii)$ दोनों श्रृंखलाओं की ध्रुवता प्रति-समांतर (anti-parallel) होती है। इसका अर्थ है,यदि एक श्रृंखला की ध्रुवता $5^{\prime} \rightarrow 3^{\prime}$ है,तो दूसरी की $3^{\prime} \rightarrow 5^{\prime}$ होती है।
$(iii)$ दो रज्जुक में क्षार हाइड्रोजन बंधों ($H$-bonds) के माध्यम से जुड़कर क्षार युग्म $[bp]$ बनाते हैं। एडेनिन $(A)$ विपरीत रज्जुक के थाइमिन $(T)$ के साथ दो हाइड्रोजन बंध बनाता है और इसके विपरीत,जबकि ग्वानिन $(G)$ साइटोसिन $(C)$ के साथ तीन हाइड्रोजन बंध बनाता है और इसके विपरीत।
वे एक-दूसरे के पूरक (complementary) कहलाते हैं और इसलिए,यदि एक रज्जुक में क्षारों का अनुक्रम ज्ञात हो,तो दूसरे रज्जुक में अनुक्रम की भविष्यवाणी की जा सकती है।
साथ ही,यदि $DNA$ का प्रत्येक रज्जुक एक नए रज्जुक के संश्लेषण के लिए सांचे (template) के रूप में कार्य करता है,तो इस प्रकार उत्पन्न दो द्विरज्जुक $DNA$ (संतति $DNA$) जनक $DNA$ अणु के समान होंगे। इस कारण से,$DNA$ की संरचना के आनुवंशिक निहितार्थ बहुत स्पष्ट हो जाते हैं।
$DNA$ की द्विकुंडलित संरचना की मुख्य विशेषताएं इस प्रकार हैं:
$(i)$ यह दो पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं से बना है जहाँ आधार (backbone) शर्करा-फॉस्फेट द्वारा निर्मित होता है और क्षार अंदर की ओर प्रक्षेपित होते हैं।
$(ii)$ दोनों श्रृंखलाओं की ध्रुवता प्रति-समांतर (anti-parallel) होती है। इसका अर्थ है,यदि एक श्रृंखला की ध्रुवता $5^{\prime} \rightarrow 3^{\prime}$ है,तो दूसरी की $3^{\prime} \rightarrow 5^{\prime}$ होती है।
$(iii)$ दो रज्जुक में क्षार हाइड्रोजन बंधों ($H$-bonds) के माध्यम से जुड़कर क्षार युग्म $[bp]$ बनाते हैं। एडेनिन $(A)$ विपरीत रज्जुक के थाइमिन $(T)$ के साथ दो हाइड्रोजन बंध बनाता है और इसके विपरीत,जबकि ग्वानिन $(G)$ साइटोसिन $(C)$ के साथ तीन हाइड्रोजन बंध बनाता है और इसके विपरीत।
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EasyMCQ
निम्नलिखित में से कौन सा कथन सही है?
A
एडेनिन थाइमिन के साथ युग्मित नहीं होता है
B
एडेनिन दो $H$-बंधों के माध्यम से थाइमिन के साथ युग्मित होता है
C
एडेनिन एक $H$-बंध के माध्यम से थाइमिन के साथ युग्मित होता है
D
एडेनिन तीन $H$-बंधों के माध्यम से थाइमिन के साथ युग्मित होता है
Solution
(B) $DNA$ की संरचना में,एडेनिन $(A)$ एक प्यूरीन है जो विशेष रूप से थाइमिन $(T)$ के साथ युग्मित होता है,जो एक पिरिमिडीन है।
यह युग्मन नाइट्रोजनस क्षारों के बीच दो हाइड्रोजन $(H)$ बंधों द्वारा स्थिर होता है।
इसलिए,यह कथन कि एडेनिन दो $H$-बंधों के माध्यम से थाइमिन के साथ युग्मित होता है,सही है।
यह युग्मन नाइट्रोजनस क्षारों के बीच दो हाइड्रोजन $(H)$ बंधों द्वारा स्थिर होता है।
इसलिए,यह कथन कि एडेनिन दो $H$-बंधों के माध्यम से थाइमिन के साथ युग्मित होता है,सही है।
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EasyMCQ
यदि दो क्रमागत क्षार युग्मों (base pairs) के बीच की दूरी $0.34 \, nm$ है और एक विशिष्ट स्तनधारी कोशिका में $DNA$ द्विकुंडलित (double helix) के कुल क्षार युग्मों की संख्या $6.6 \times 10^{9} \, bp$ है,तो $DNA$ की लंबाई लगभग कितनी होगी?
A
$2.7 \, meters$
B
$2.0 \, meters$
C
$2.5 \, meters$
D
$2.2 \, meters$
Solution
(D) $DNA$ की लंबाई की गणना दो क्रमागत क्षार युग्मों के बीच की दूरी को कुल क्षार युग्मों की संख्या से गुणा करके की जाती है।
दिया गया है:
दो क्षार युग्मों के बीच की दूरी = $0.34 \, nm = 0.34 \times 10^{-9} \, m$.
कुल क्षार युग्मों की संख्या = $6.6 \times 10^{9} \, bp$.
$DNA$ की लंबाई = $(\text{दो क्षार युग्मों के बीच की दूरी}) \times (\text{कुल क्षार युग्मों की संख्या})$.
$DNA$ की लंबाई = $(0.34 \times 10^{-9} \, m) \times (6.6 \times 10^{9} \, bp)$.
$DNA$ की लंबाई = $0.34 \times 6.6 \, m = 2.244 \, m$.
अतः,$DNA$ की लंबाई लगभग $2.2 \, meters$ है।
दिया गया है:
दो क्षार युग्मों के बीच की दूरी = $0.34 \, nm = 0.34 \times 10^{-9} \, m$.
कुल क्षार युग्मों की संख्या = $6.6 \times 10^{9} \, bp$.
$DNA$ की लंबाई = $(\text{दो क्षार युग्मों के बीच की दूरी}) \times (\text{कुल क्षार युग्मों की संख्या})$.
$DNA$ की लंबाई = $(0.34 \times 10^{-9} \, m) \times (6.6 \times 10^{9} \, bp)$.
$DNA$ की लंबाई = $0.34 \times 6.6 \, m = 2.244 \, m$.
अतः,$DNA$ की लंबाई लगभग $2.2 \, meters$ है।
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View SolutionMolecular Basis of Inheritance — The DNA · Frequently Asked Questions
1Are these Molecular Basis of Inheritance questions useful for JEE and NEET?
Yes. All questions in this section are mapped to JEE Main and NEET exam patterns. Previous year questions from JEE Main, NEET, GUJCET and state-level exams are included with full solutions.
2Can I switch to Hindi or Gujarati for these questions?
Yes. Use the language tabs in the hero section or the sidebar to view the same questions and solutions in English, Hindi or Gujarati.
3How do I generate a question paper from this subtopic?
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