The Search for Genetic Material Questions in Gujarati

(D) $F.H.C.$ ક્રિક દ્વારા $1958$ માં પ્રસ્તાવિત આણ્વિય જીવવિજ્ઞાનનો સેન્ટ્રલ ડોગ્મા,આનુવંશિક માહિતીના $DNA$ થી $mRNA$ અને ત્યારબાદ પ્રોટીન તરફના એકમાર્ગી પ્રવાહનું વર્ણન કરે છે.
જોકે,$H.$ ટેમિન અને $D.$ બાલ્ટીમોરે શોધ્યું કે અમુક રેટ્રોવાયરસમાં,જેમ કે $HIV$,આનુવંશિક માહિતી $RNA$ થી $DNA$ તરફ વહી શકે છે.
આ પ્રક્રિયાને રિવર્સ ટ્રાન્સક્રિપ્શન અથવા ટેમિનિઝમ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તે રિવર્સ ટ્રાન્સક્રિપ્ટેઝ ઉત્સેચકની હાજરીમાં થાય છે.
તેથી,$HIV$ આણ્વિય જીવવિજ્ઞાનના પ્રમાણિત સેન્ટ્રલ ડોગ્માને અનુસરતું નથી.

(A) એવરી,મેકલીઓડ અને મેકકાર્ટીએ ગરમીથી મૃત $S$ કોષોમાંથી જૈવિક અણુઓ (પ્રોટીન,ડીએનએ,આરએનએ વગેરે) શુદ્ધ કર્યા હતા જેથી જાણી શકાય કે કયો પદાર્થ જીવંત $R$ કોષોને $S$ કોષોમાં રૂપાંતરિત કરી શકે છે.
તેમણે શોધ્યું કે માત્ર $S$ બેક્ટેરિયાનું ડીએનએ જ $R$ બેક્ટેરિયાને રૂપાંતરિત કરી શકે છે.
તેમણે આ અણુઓનું પાચન કરવા માટે ચોક્કસ ઉત્સેચકોનો ઉપયોગ કર્યો હતો:
$1$. પ્રોટીએઝ (જે પ્રોટીનનું પાચન કરે છે) રૂપાંતરણ પર કોઈ અસર કરતું નથી.
$2$. આરએનએઝ (જે આરએનએનું પાચન કરે છે) રૂપાંતરણ પર કોઈ અસર કરતું નથી.
$3$. ડીએનએઝ (જે ડીએનએનું પાચન કરે છે) રૂપાંતરણને અટકાવે છે.
તેથી,તેમણે તારણ કાઢ્યું કે ડીએનએ એ આનુવંશિક દ્રવ્ય છે.

(D) હર્ષે-ચેઝ પ્રયોગ,જે $1952$ માં આલ્ફ્રેડ હર્ષે અને માર્થા ચેઝ દ્વારા કરવામાં આવ્યો હતો,તેણે સાબિત કર્યું કે $DNA$ એ આનુવંશિક દ્રવ્ય છે.
આ પ્રયોગમાં ત્રણ મુખ્ય તબક્કાઓનો સમાવેશ થાય છે:
$1$. ચેપ (Infection): બેક્ટેરિયોફેજને $E. coli$ બેક્ટેરિયાને સંક્રમિત કરવા દેવામાં આવ્યા હતા.
$2$. બ્લેન્ડિંગ (Blending): બ્લેન્ડરમાં હલાવીને બેક્ટેરિયામાંથી વાયરલ કોટ દૂર કરવામાં આવ્યા હતા.
$3$. સેન્ટ્રિફ્યુગેશન (Centrifugation): વાયરસથી સંક્રમિત બેક્ટેરિયાને સેન્ટ્રિફ્યુજ મશીનનો ઉપયોગ કરીને હળવા વાયરલ કણોથી અલગ કરવામાં આવ્યા હતા.
$PCR$ (પોલિમરેઝ ચેઈન રિએક્શન) એ $DNA$ ના ટુકડાઓને એમ્પ્લીફાય (વધારવા) માટે વપરાતી તકનીક છે અને તે હર્ષે-ચેઝ પ્રયોગનો ભાગ નહોતી.

(D) જનીન દ્રવ્ય તરીકે કાર્ય કરતા અણુએ નીચેના માપદંડો પૂર્ણ કરવા આવશ્યક છે:
$1$. તે પોતાની પ્રતિકૃતિ (replication) બનાવવામાં સક્ષમ હોવું જોઈએ.
$2$. તે રાસાયણિક અને બંધારણીય રીતે સ્થિર હોવું જોઈએ.
$3$. તે ઉત્ક્રાંતિ માટે જરૂરી ધીમા ફેરફારો (ઉત્પરિવર્તન) માટે અવકાશ પૂરો પાડતું હોવું જોઈએ.
$4$. તે મેન્ડેલિયન લક્ષણોના સ્વરૂપમાં પોતાની જાતને અભિવ્યક્ત કરવામાં સક્ષમ હોવું જોઈએ.
ગરમી પ્રતિરોધક હોવું એ જનીન દ્રવ્ય તરીકે કાર્ય કરવા માટેની અનિવાર્ય શરત નથી. તેથી,'તે ગરમી પ્રતિરોધક હોવું જોઈએ' તે વિધાન સાચું નથી.

(A) ફ્રેડરિક ગ્રિફિથે $1928$ માં $Streptococcus \text{ } pneumoniae$ (જેને $Pneumococcus$ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) બેક્ટેરિયાનો ઉપયોગ કરીને પ્રયોગોની શ્રેણી કરી હતી.
તેમણે આ બેક્ટેરિયાના બે પ્રકારોનો ઉપયોગ કર્યો હતો: $S$-સ્ટ્રેન (રોગકારક, લીસી, કેપ્સ્યુલ ધરાવતી) અને $R$-સ્ટ્રેન (બિન-રોગકારક, ખરબચડી, કેપ્સ્યુલ વગરની).
ઉંદરો પરના તેમના પ્રયોગો દ્વારા, તેમણે બેક્ટેરિયલ રૂપાંતરણની ઘટનાનું અવલોકન કર્યું, જેમાં ગરમીથી મૃત $S$-સ્ટ્રેન બેક્ટેરિયામાંથી મુક્ત થયેલા 'રૂપાંતરિત સિદ્ધાંત' દ્વારા $R$-સ્ટ્રેન બેક્ટેરિયાનું $S$-સ્ટ્રેન બેક્ટેરિયામાં રૂપાંતર થયું હતું.
તેથી, તેમના પ્રયોગોમાં ઉપયોગમાં લેવાયેલ સાચો સજીવ $Pneumococcus$ છે.

(D) કોઈપણ અણુ જનીનિક દ્રવ્ય તરીકે કાર્ય કરે તે માટે તેણે અમુક માપદંડો પૂર્ણ કરવા પડે છે:
$1$. તે પોતાની પ્રતિકૃતિ બનાવવામાં સક્ષમ હોવું જોઈએ ($DNA$ પ્રતિકૃતિ).
$2$. તે રાસાયણિક અને બંધારણીય રીતે સ્થાયી હોવું જોઈએ.
$3$. તે ઉત્ક્રાંતિ માટે જરૂરી ધીમા ફેરફારો (ઉત્પરિવર્તન) માટે અવકાશ પૂરો પાડતું હોવું જોઈએ.
$4$. તે મેન્ડેલિયન લક્ષણોના સ્વરૂપમાં પોતાની જાતને અભિવ્યક્ત કરવામાં સક્ષમ હોવું જોઈએ.
$DNA$ આ તમામ માપદંડોને સંતોષતું હોવાથી,તે મોટાભાગના સજીવોમાં મુખ્ય જનીનિક દ્રવ્ય છે.

(C) આપેલ આકૃતિ હર્શી-ચેઝ પ્રયોગ દર્શાવે છે,જે એ સાબિત કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો કે $DNA$ એ જનીન દ્રવ્ય છે.
આ પ્રયોગમાં બેક્ટેરિયોફેજ (બેક્ટેરિયાને ચેપ લગાડતા વાયરસ) નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.
આકૃતિ ચેપની પ્રક્રિયા દર્શાવે છે જેમાં બેક્ટેરિયોફેજ બેક્ટેરિયલ કોષની સપાટી પર જોડાય છે અને તેનું જનીન દ્રવ્ય $(DNA)$ યજમાન કોષમાં દાખલ કરે છે.
પ્રોટીનનું આવરણ (કેપ્સિડ) બેક્ટેરિયલ કોષની બહાર જ રહે છે.
તેથી,આ પ્રયોગ બેક્ટેરિયામાં વાયરલ જનીન દ્રવ્યના પ્રવેશને દર્શાવે છે.

(A) મોટાભાગના સજીવોમાં $DNA$ આનુવંશિક દ્રવ્ય તરીકે કાર્ય કરે છે,જ્યારે $RNA$ મુખ્યત્વે સંદેશાવાહક તરીકે કાર્ય કરે છે.
જોકે,અમુક વાયરસમાં $RNA$ આનુવંશિક દ્રવ્ય તરીકે કાર્ય કરે છે.
$TMV$ (ટોબેકો મોઝેક વાયરસ) એ વાયરસનું જાણીતું ઉદાહરણ છે જેમાં આનુવંશિક દ્રવ્ય $RNA$ છે.
સાયનોબેક્ટેરિયા,ક્લેડોફોરા અને ચાલની કોષો એ કોષીય સજીવો છે જેમાં આનુવંશિક દ્રવ્ય તરીકે $DNA$ હોય છે.

(A) કોઈપણ અણુ આનુવંશિક દ્રવ્ય તરીકે કાર્ય કરે તે માટે તેણે નીચેના માપદંડો પૂર્ણ કરવા આવશ્યક છે:
$1$. તે તેની પ્રતિકૃતિ (replication) બનાવવામાં સક્ષમ હોવો જોઈએ.
$2$. તે રાસાયણિક અને બંધારણીય રીતે સ્થિર હોવો જોઈએ.
$3$. તે ઉત્ક્રાંતિ માટે જરૂરી ધીમા ફેરફારો (ઉત્પરિવર્તન) માટે અવકાશ પૂરો પાડવો જોઈએ.
$4$. તે મેન્ડેલિયન લક્ષણોના સ્વરૂપમાં પોતાની જાતને વ્યક્ત કરવામાં સક્ષમ હોવો જોઈએ.
વિકલ્પ $A$ ઉત્પરિવર્તનની જરૂરિયાતને યોગ્ય રીતે દર્શાવે છે,જ્યારે વિકલ્પો $B$ અને $C$ આનુવંશિક દ્રવ્ય માટેના જરૂરી માપદંડોથી વિપરીત છે. તેથી,સાચું લક્ષણ એ છે કે તે ઉત્પરિવર્તનને મંજૂરી આપતું હોવું જોઈએ.

(B) કોષમાંથી $DNA$ ના અલગીકરણ દરમિયાન,શુદ્ધ $DNA$ મેળવવા માટે $RNA$,પ્રોટીન અને લિપિડ્સ જેવી વિવિધ અશુદ્ધિઓને દૂર કરવી જરૂરી છે.
$1$. $RNA$ ને $Ribonuclease$ $(RNase)$ ઉત્સેચક સાથે સારવાર આપીને દૂર કરવામાં આવે છે,જે $RNA$ નું વિઘટન કરે છે.
$2$. પ્રોટીનને $Protease$ ઉત્સેચક સાથે સારવાર આપીને દૂર કરવામાં આવે છે,જે પ્રોટીનને એમિનો એસિડમાં તોડી નાખે છે.
તેથી,ઉત્સેચકોનો સાચો ક્રમ $Ribonuclease$ અને $Protease$ છે.

(B) ઓસ્વાલ્ડ એવરી,કોલિન મેકલીઓડ અને મેકલિન મેકકાર્ટિએ ગ્રિફિથના પ્રયોગમાં 'રૂપાંતરણ સિદ્ધાંત'નું જૈવરાસાયણિક સ્વરૂપ નક્કી કરવા માટે કાર્ય કર્યું હતું.
તેમણે સ્ટ્રેપ્ટોકોકસ ન્યુમોનીના ગરમીથી મૃત $S$ સ્ટ્રેઈનમાંથી જૈવરાસાયણિક પદાર્થો (પ્રોટીન,$DNA$,$RNA$ વગેરે) શુદ્ધ કર્યા હતા.
તેમણે શોધ્યું કે માત્ર ગરમીથી મૃત $S$ સ્ટ્રેઈનનો $DNA$ જ બિન-રોગકારક $R$ સ્ટ્રેઈન બેક્ટેરિયાને રોગકારક $S$ સ્ટ્રેઈન બેક્ટેરિયામાં રૂપાંતરિત કરવા માટે જવાબદાર હતો.
તેમણે એ પણ અવલોકન કર્યું કે પ્રોટીનનું પાચન કરતા ઉત્સેચકો (પ્રોટીએઝ) અને $RNA$ નું પાચન કરતા ઉત્સેચકો $(RNases)$ રૂપાંતરણની પ્રક્રિયાને અસર કરતા નથી,જ્યારે $DNA$ નું પાચન કરતા ઉત્સેચકો $(DNases)$ આ પ્રક્રિયાને અટકાવે છે.
આમ,તેમણે તારણ કાઢ્યું કે આનુવંશિક દ્રવ્ય $DNA$ છે.

(D) આલ્ફ્રેડ હર્ષી અને માર્થા ચેસ $(1952)$ એ બેક્ટેરિયોફેજ (જીવાણુભક્ષી વાયરસ) નો ઉપયોગ કરીને પ્રયોગો કર્યા હતા. તેમણે કેટલાક ફેજને રેડિયોએક્ટિવ ફોસ્ફરસ $(^{32}P)$ ધરાવતા માધ્યમમાં ઉછેર્યા જેથી $DNA$ ને લેબલ કરી શકાય અને અન્યને રેડિયોએક્ટિવ સલ્ફર $(^{35}S)$ ધરાવતા માધ્યમમાં ઉછેર્યા જેથી પ્રોટીનને લેબલ કરી શકાય. તેમણે આ ફેજને $E. coli$ બેક્ટેરિયાને ચેપ લગાડવા દીધા. હલાવ્યા અને સેન્ટ્રીફ્યુગેશન કર્યા પછી,તેમણે અવલોકન કર્યું કે રેડિયોએક્ટિવ ફોસ્ફરસ $(^{32}P)$ બેક્ટેરિયાના કોષોની અંદર જોવા મળ્યું હતું,જ્યારે રેડિયોએક્ટિવ સલ્ફર $(^{35}S)$ સુપરનેટન્ટમાં જ રહ્યું હતું. આ સાબિત કરે છે કે $DNA$,પ્રોટીન નહીં,બેક્ટેરિયામાં પ્રવેશ્યું અને જનીન દ્રવ્ય તરીકે કાર્ય કર્યું.

(A) ન્યુમોકોકસ પ્રયોગ,જે ગ્રિફિથના રૂપાંતરણ પ્રયોગ તરીકે જાણીતો છે,તેણે દર્શાવ્યું કે ગરમીથી મૃત $S$-સ્ટ્રેન બૅક્ટરિયામાંથી કોઈ 'રૂપાંતરણ સિદ્ધાંત' (transforming principle) બિન-ઝેરી $R$-સ્ટ્રેન બૅક્ટરિયાને ઝેરી $S$-સ્ટ્રેન બૅક્ટરિયામાં રૂપાંતરિત કરી શકે છે. ત્યારબાદ,એવરી,મેકલીઓડ અને મેકકાર્ટીએ આ 'રૂપાંતરણ સિદ્ધાંત' $DNA$ હોવાનું ઓળખ્યું હતું. આ પ્રયોગે પ્રથમ મજબૂત પુરાવો આપ્યો કે $DNA$ એ જનીન દ્રવ્ય છે.

(C) ફ્રેડરિક ગ્રિફિથે $1928$ માં $Streptococcus$ $\text{pneumoniae}$ બેક્ટેરિયા પર કામ કરતી વખતે રૂપાંતરણની ઘટના શોધી હતી.
તેમણે અવલોકન કર્યું કે ગરમીથી મૃત થયેલા ઉગ્ર (virulent) બેક્ટેરિયા જીવંત બિન-ઉગ્ર (non-virulent) બેક્ટેરિયાને ઉગ્ર બેક્ટેરિયામાં રૂપાંતરિત કરી શકે છે.
આ પ્રયોગે પ્રથમ પુરાવો આપ્યો કે સજીવના આનુવંશિક લક્ષણો બદલવા માટે સક્ષમ કોઈ 'રૂપાંતરિત સિદ્ધાંત' (transforming principle) અસ્તિત્વ ધરાવે છે.

(NONE) આનુવંશિક દ્રવ્ય તરીકે કાર્ય કરવા માટેના મુખ્ય માપદંડો નીચે મુજબ છે:
$1$. તે પોતાની પ્રતિકૃતિ (replication) બનાવવામાં સક્ષમ હોવું જોઈએ.
$2$. તે રાસાયણિક અને બંધારણીય રીતે સ્થિર હોવું જોઈએ.
$3$. તે ઉત્ક્રાંતિ માટે જરૂરી ધીમા ફેરફારો (ઉત્પરિવર્તન) માટે અવકાશ પૂરો પાડવો જોઈએ.
$4$. તે મેન્ડેલિયન લક્ષણોના સ્વરૂપમાં પોતાની જાતને વ્યક્ત કરવામાં સક્ષમ હોવું જોઈએ.
આપેલા તમામ વિકલ્પો આનુવંશિક દ્રવ્ય માટેના સાચા માપદંડો છે. તેથી,આ પ્રશ્નમાં 'સિવાય' $(EXCEPT)$ લાગુ પડતું નથી કારણ કે તમામ વિકલ્પો સાચા છે.

(B) $DNA$ જનીન દ્રવ્ય છે તેની અસ્પષ્ટ સાબિતી આલ્ફ્રેડ હર્શી અને માર્થા ચેઈઝ $(1952)$ ના પ્રયોગો દ્વારા મળી હતી.
તેમણે બેક્ટેરિયોફેજ (બેક્ટેરિયાને ચેપ લગાડતા વાયરસ) પર કામ કર્યું હતું.
તેમણે કેટલાક વાયરસને રેડિયોએક્ટિવ ફોસ્ફરસ $(^{32}P)$ ધરાવતા માધ્યમમાં અને કેટલાકને રેડિયોએક્ટિવ સલ્ફર $(^{35}S)$ ધરાવતા માધ્યમમાં ઉછેર્યા હતા.
રેડિયોએક્ટિવ ફોસ્ફરસમાં ઉછરેલા વાયરસમાં રેડિયોએક્ટિવ $DNA$ હતું,પરંતુ પ્રોટીન નહોતું,કારણ કે $DNA$ માં ફોસ્ફરસ હોય છે પણ પ્રોટીનમાં હોતું નથી.
તેવી જ રીતે,રેડિયોએક્ટિવ સલ્ફરમાં ઉછરેલા વાયરસમાં રેડિયોએક્ટિવ પ્રોટીન હતું,પરંતુ $DNA$ નહોતું,કારણ કે $DNA$ માં સલ્ફર હોતું નથી.
જ્યારે આ રેડિયોએક્ટિવ ફેજને $E. coli$ બેક્ટેરિયાને ચેપ લગાડવા દેવામાં આવ્યા,ત્યારે જોવા મળ્યું કે માત્ર રેડિયોએક્ટિવ ફોસ્ફરસ $(^{32}P)$ જ બેક્ટેરિયલ કોષોમાં પ્રવેશ્યું હતું,જે સૂચવે છે કે $DNA$ એ જનીન દ્રવ્ય છે જે વાયરસમાંથી બેક્ટેરિયામાં સ્થાનાંતરિત થાય છે.

(C) આલ્ફ્રેડ હર્ષે અને માર્થા ચેઝે $(1952)$ $E. coli$ બેક્ટેરિયાને ચેપ લગાડતા બેક્ટેરિયોફેજ પર પ્રયોગો કર્યા હતા.
તેમણે કેટલાક વાયરસને રેડિયોએક્ટિવ ફોસ્ફરસ $(^{32}P)$ ધરાવતા માધ્યમમાં ઉછેર્યા જેથી $DNA$ ને લેબલ કરી શકાય અને અન્યને રેડિયોએક્ટિવ સલ્ફર $(^{35}S)$ ધરાવતા માધ્યમમાં ઉછેર્યા જેથી પ્રોટીનને લેબલ કરી શકાય.
વાયરસને બેક્ટેરિયાને ચેપ લગાડવા દીધા પછી,તેમણે બ્લેન્ડરનો ઉપયોગ કરીને વાયરલ કોટ્સને બેક્ટેરિયલ કોષોથી અલગ કર્યા અને પછી મિશ્રણને સેન્ટ્રીફ્યુજ કર્યું.
તેમણે અવલોકન કર્યું કે રેડિયોએક્ટિવ ફોસ્ફરસ $(^{32}P)$ બેક્ટેરિયલ કોષોની અંદર જોવા મળ્યું હતું,જ્યારે રેડિયોએક્ટિવ સલ્ફર $(^{35}S)$ સુપરનેટન્ટ (વાયરલ કોટ્સ) માં રહ્યું હતું.
આ સાબિત કરે છે કે $DNA$ એ આનુવંશિક દ્રવ્ય છે જે બેક્ટેરિયામાં પ્રવેશ કરે છે,પ્રોટીન નહીં.

(N/A) $DNA$ એ આનુવંશિક દ્રવ્ય છે તે સાબિત કરવા માટે હર્શી અને ચેઝે બેક્ટેરિયોફેજ અને $E. coli$ પર કામ કર્યું હતું. તેઓએ બેક્ટેરિયોફેજના $DNA$ અને પ્રોટીન કવચને લેબલ કરવા માટે વિવિધ રેડિયોએક્ટિવ આઇસોટોપ્સનો ઉપયોગ કર્યો હતો.
તેઓએ કેટલાક બેક્ટેરિયોફેજને રેડિયોએક્ટિવ ફોસ્ફરસ $(^{32}P)$ ધરાવતા માધ્યમ પર ઉછેર્યા જેથી $DNA$ ને લેબલ કરી શકાય અને કેટલાકને રેડિયોએક્ટિવ સલ્ફર $(^{35}S)$ ધરાવતા માધ્યમ પર ઉછેર્યા જેથી પ્રોટીનને લેબલ કરી શકાય.
ત્યારબાદ,આ રેડિયોએક્ટિવ રીતે લેબલ થયેલા ફેજને $E. coli$ બેક્ટેરિયાને સંક્રમિત કરવા દેવામાં આવ્યા. સંક્રમણ પછી,બેક્ટેરિયોફેજના પ્રોટીન કવચને બ્લૅન્ડિંગ દ્વારા બેક્ટેરિયલ કોષથી અલગ કરવામાં આવ્યું અને પછી સેન્ટ્રિફ્યુગેશન પ્રક્રિયા કરવામાં આવી.
પ્રોટીન કવચ હલકું હોવાથી,તે નિતાર (supernatant) માં જોવા મળ્યું,જ્યારે સંક્રમિત બેક્ટેરિયા સેન્ટ્રિફ્યુજ ટ્યુબના તળિયે બેસી ગયા.
તે અવલોકન કરવામાં આવ્યું હતું કે બેક્ટેરિયલ કોષોમાં રેડિયોએક્ટિવ $(^{32}P)$ હાજર હતું,જ્યારે નિતારમાં રેડિયોએક્ટિવ $(^{35}S)$ જોવા મળ્યું હતું. આમ,તે સાબિત થયું કે $DNA$ એ આનુવંશિક દ્રવ્ય છે કારણ કે તે વાયરસમાંથી બેક્ટેરિયામાં સ્થાનાંતરિત થયું હતું.

(N/A) સંતતિ તેમના પિતૃઓને સમાન લક્ષણો દર્શાવે છે. મોટા ભાગના સજીવો નર અને માદા જન્યુઓના જોડાણથી સર્જાતા ફલિતાંડમાંથી ઉત્પન્ન થાય છે.
શરૂઆતમાં,આનુવંશિક લક્ષણો માટે જવાબદાર દ્રવ્ય વિશે કોઈ સ્પષ્ટતા ન હતી.
મેન્ડલે આ આનુવંશિક દ્રવ્યોને 'કારકો' તરીકે વર્ણવ્યા હતા. લગભગ સો વર્ષ પછી,એ સમજાયું કે આ આનુવંશિક દ્રવ્ય રંગસૂત્રોના સ્વરૂપમાં હોય છે.
રંગસૂત્રો મુખ્યત્વે ન્યુક્લિઓપ્રોટીન ધરાવે છે. ન્યુક્લિઓપ્રોટીનના બે ઘટકો છે: $(1)$ ન્યુક્લિઇક એસિડ અને $(2)$ પ્રોટીન.
આણ્વિક જીવવિજ્ઞાનમાં થયેલા આધુનિક સંશોધનો દ્વારા પુરવાર થયું છે કે રંગસૂત્રોમાં રહેલું ન્યુક્લિઇક એસિડ વારસાગત લક્ષણોના વહન માટે જવાબદાર છે.
જૈવિક તંત્રોમાં બે પ્રકારના ન્યુક્લિઇક એસિડ જોવા મળે છે,જેમ કે ડિઑક્સિરિબોન્યુક્લિઇક એસિડ $(DNA)$ અને રિબોન્યુક્લિઇક એસિડ $(RNA)$.
મોટા ભાગના સજીવોમાં $DNA$ આનુવંશિક દ્રવ્ય તરીકે કાર્ય કરે છે,પરંતુ કેટલાક વાઇરસમાં $RNA$ આનુવંશિક દ્રવ્ય તરીકે જોવા મળે છે.
$RNA$ મોટા ભાગે સંદેશાવાહક તરીકે કાર્ય કરે છે. $RNA$ અન્ય કાર્યો પણ કરે છે; તે અનુકૂલકારક,સંરચનાત્મક અને કેટલીક સ્થિતિમાં ઉદ્દીપક અણુ તરીકે કાર્ય કરે છે.

(N/A) ગ્રેગર મેન્ડલ,સટન,મોર્ગન તેમજ અન્ય વૈજ્ઞાનિકોની પૂર્વ શોધના આધારે સ્પષ્ટ થયું કે કોષકેન્દ્રમાં રહેલા રંગસૂત્રો આનુવંશિક માહિતી ધરાવે છે,પરંતુ આનુવંશિક દ્રવ્યની પ્રકૃતિ વિશે સ્પષ્ટતા નહોતી.
જનીનિક આનુવંશિકતાની ક્રિયાવિધિની શોધ $1926$ સુધીમાં આણ્વિય સ્તરે પહોંચી હતી.
ફ્રેડરિક ગ્રિફિથે $1928$ માં સ્ટ્રેપ્ટોકોકસ ન્યુમોની (ન્યુમોકોકસ) બેક્ટેરિયા દ્વારા શ્રેણીબદ્ધ પ્રયોગો કર્યા.
જ્યારે સ્ટ્રેપ્ટોકોકસ ન્યુમોની બેક્ટેરિયા સંવર્ધન પ્લેટ પર વૃદ્ધિ પામે છે,ત્યારે કેટલાક લીસી અને ચળકતી વસાહત ($S$ સ્ટ્રેઇન) બનાવે છે,જ્યારે કેટલાક ખરબચડી વસાહત ($R$ સ્ટ્રેઇન) બનાવે છે. આનું કારણ એ છે કે $S$ સ્ટ્રેઇન બેક્ટેરિયામાં શ્લેષ્મ (પોલિસેકેરાઇડ)નું આવરણ હોય છે,જ્યારે $R$ સ્ટ્રેઇનમાં આવું આવરણ હોતું નથી. જ્યારે ઉંદરને $S$ સ્ટ્રેઇન (ઝેરી) વડે ચેપગ્રસ્ત કરવામાં આવ્યા ત્યારે ન્યુમોનિયાના ચેપથી તેઓ મૃત્યુ પામ્યા. પરંતુ જ્યારે ઉંદરને $R$ સ્ટ્રેઇન વડે ચેપગ્રસ્ત કરવામાં આવ્યા ત્યારે તેમને ન્યુમોનિયા થયો નહીં.
$S$ સ્ટ્રેઇન $\longrightarrow$ ઉંદરમાં અંતઃક્ષેપણ $\longrightarrow$ ઉંદર મૃત્યુ પામ્યા.
$R$ સ્ટ્રેઇન $\longrightarrow$ ઉંદરમાં અંતઃક્ષેપણ $\longrightarrow$ ઉંદર જીવંત રહ્યા.
ગ્રિફિથે બેક્ટેરિયાને ગરમ કરીને મૃત કર્યા. તેણે જોયું કે ગરમીથી મૃત કરેલ $S$ સ્ટ્રેઇન બેક્ટેરિયા ઉંદરમાં દાખલ કરવાથી ઉંદરનું મૃત્યુ થયું નહીં. જ્યારે તેણે ગરમીથી મૃત કરેલ $S$ સ્ટ્રેઇન અને જીવંત $R$ સ્ટ્રેઇનનું મિશ્રણ ઉંદરમાં દાખલ કર્યું,ત્યારે ઉંદર મૃત્યુ પામ્યા. વધુમાં,આ મૃત ઉંદરમાંથી તેમને જીવંત $S$ બેક્ટેરિયા પ્રાપ્ત થયા.
$S$ સ્ટ્રેઇન (ગરમીથી મૃત કરેલ) $\longrightarrow$ ઉંદરમાં અંતઃક્ષેપણ $\longrightarrow$ ઉંદર જીવંત રહ્યા.
$S$ સ્ટ્રેઇન (ગરમીથી મૃત કરેલ) $+$ $R$ સ્ટ્રેઇન (જીવંત) $\longrightarrow$ ઉંદરમાં અંતઃક્ષેપણ $\longrightarrow$ ઉંદર મૃત્યુ પામ્યા.
ગ્રિફિથે તારણ કાઢ્યું કે $R$ સ્ટ્રેઇન બેક્ટેરિયા ગરમીથી મૃત કરેલ $S$ સ્ટ્રેઇન બેક્ટેરિયા દ્વારા રૂપાંતરિત (transformed) થાય છે.
રૂપાંતરણ સિદ્ધાંત: કોઈક રૂપાંતરણ તત્ત્વ મૃત $S$ સ્ટ્રેઇનમાંથી $R$ સ્ટ્રેઇનમાં વહન પામે છે,જેના કારણે $R$ સ્ટ્રેઇન લીસા પોલિસેકેરાઇડનું આવરણ બનાવે છે અને તે ઝેરી બની જાય છે. આ સૂચવે છે કે જનીનિક દ્રવ્યનું રૂપાંતરણ થયું છે.

(N/A) એવરી,મેક્લિઓડ અને મેકકાર્ટી $(1944)$ ના સંશોધન પહેલાં એવી માન્યતા હતી કે પ્રોટીન આનુવંશિક દ્રવ્ય છે.
આ વૈજ્ઞાનિકોએ ગ્રિફિથના પ્રયોગમાં જોવા મળતા 'રૂપાંતરિત સિદ્ધાંત' (transforming principle)ની જૈવરાસાયણિક પ્રકૃતિ નક્કી કરવા માટે કાર્ય કર્યું.
તેમણે ગરમીથી મૃત $S$ કોષોમાંથી જૈવ રસાયણો ($DNA, RNA$ અને પ્રોટીન) શુદ્ધ કર્યા જેથી જાણી શકાય કે કયું દ્રવ્ય જીવંત $R$ કોષોને $S$ કોષોમાં રૂપાંતરિત કરી શકે છે.
તેમણે શોધ્યું કે $S$ બૅક્ટરિયામાંથી મેળવેલ $DNA$ જ એકમાત્ર એવો પદાર્થ હતો જે $R$ બૅક્ટરિયાનું રૂપાંતરણ કરતો હતો.
તેમણે અવલોકન કર્યું કે પ્રોટીનનું પાચન કરતા ઉત્સેચકો (પ્રોટીએઝ) અથવા $RNA$નું પાચન કરતા ઉત્સેચકો $(RNases)$ દ્વારા પ્રક્રિયા કરવા છતાં રૂપાંતરણ પર કોઈ અસર થતી નથી,જે સાબિત કરે છે કે રૂપાંતરિત પદાર્થ પ્રોટીન કે $RNA$ નથી.
જોકે,$DNase$ દ્વારા પાચન કરવાથી રૂપાંતરણની પ્રક્રિયા અટકી ગઈ હતી. આ બાબતે પુષ્ટિ કરી કે $DNA$ એ રૂપાંતરણ માટે જવાબદાર આનુવંશિક દ્રવ્ય છે.

(N/A) $DNA$ આનુવંશિક દ્રવ્ય છે તેની સાબિતી આફ્રેડ હર્શી અને માર્થા ચેઇઝ $(1952)$ ના પ્રયોગ પરથી મળી. તેઓએ બૅક્ટરિયાને ચેપ લગાડતા વાઇરસ પર કાર્ય કર્યું,જેને બૅક્ટરિયોફેઝ કહે છે.
બૅક્ટરિયોફેઝ બૅક્ટરિયા પર સ્થાપિત થાય છે અને પોતાનું જનીન દ્રવ્ય બૅક્ટરિયામાં દાખલ કરે છે. બૅક્ટરિયા વાઇરસના આનુવંશિક દ્રવ્યનો ઉપયોગ કરીને અનેક વાઇરસ કણોનું નિર્માણ કરે છે.
હર્શી અને ચેઇઝે પ્રયોગો કર્યા કે વાઇરસમાંથી બૅક્ટરિયામાં $DNA$ પ્રવેશે છે કે પ્રોટીન.
તેઓએ કેટલાક વાઇરસને રેડિયોએક્ટિવ ફૉસ્ફરસ $(^{32}P)$ ધરાવતા માધ્યમમાં અને કેટલાકને રેડિયોએક્ટિવ સલ્ફર $(^{35}S)$ ધરાવતા માધ્યમમાં ઉછેર્યા. જે વાઇરસને રેડિયોએક્ટિવ ફૉસ્ફરસયુક્ત માધ્યમમાં ઉછેર્યા હતા,તેમાં રેડિયોએક્ટિવ $DNA$ જોવા મળ્યું,પણ રેડિયોએક્ટિવ પ્રોટીન ન હતું,કારણ કે $DNA$ માં ફૉસ્ફરસ હોય છે પણ પ્રોટીનમાં હોતું નથી.
તે જ રીતે,જે વાઇરસનો રેડિયોએક્ટિવ સલ્ફરયુક્ત માધ્યમમાં ઉછેર કર્યો હતો,તેમાં રેડિયોએક્ટિવ પ્રોટીન હતું પણ રેડિયોએક્ટિવ $DNA$ નહીં,કારણ કે $DNA$ સલ્ફર ધરાવતું નથી.
હવે આ રેડિયોએક્ટિવ બૅક્ટરિયોફેઝને $E. coli$ બૅક્ટરિયા પર સ્થાપિત કર્યા. જેમ જેમ સંક્રમણ (infection) આગળ વધે છે,તેમ તેમ બ્લેન્ડરમાં હલાવવાથી વાઇરસનું આવરણ (capsid) બૅક્ટરિયાથી અલગ થઈ જાય છે. બૅક્ટરિયાને સેન્ટ્રીફ્યુજ કરતાં વાઇરસના કણો અલગ થઈ જાય છે. જે બૅક્ટરિયામાં રેડિયોએક્ટિવ $DNA$ વાળા વાઇરસનો ચેપ લાગ્યો હતો,તે રેડિયોએક્ટિવ જોવા મળ્યા,જે દર્શાવે છે કે $DNA$ એ વાઇરસમાંથી બૅક્ટરિયામાં દાખલ થયેલ દ્રવ્ય છે. જે બૅક્ટરિયામાં રેડિયોએક્ટિવ પ્રોટીન વાળા વાઇરસનો ચેપ લાગ્યો હતો,તે રેડિયોએક્ટિવ ન હતા,જે દર્શાવે છે કે પ્રોટીન બૅક્ટરિયામાં પ્રવેશતું નથી.

(N/A) કોઈપણ અણુ આનુવંશિક દ્રવ્ય તરીકે વર્તવા માટે નીચેના માપદંડો સંતોષવા જોઈએ:
$(i)$ તે પોતાની પ્રતિકૃતિ (replication) બનાવવામાં સક્ષમ હોવો જોઈએ.
$(ii)$ તે રાસાયણિક અને રચનાત્મક રીતે સ્થાયી હોવો જોઈએ.
$(iii)$ તે ઉદ્વિકાસ માટે જરૂરી ધીમા ફેરફારો (mutation) માટેની તક પૂરી પાડી શકે તેવો હોવો જોઈએ.
$(iv)$ તે 'મેન્ડેલિયન લક્ષણો' ના સ્વરૂપમાં પોતાની જાતે અભિવ્યક્ત થવા માટે સક્ષમ હોવો જોઈએ.
જો બેઇઝ જોડ અને પૂરકતાના સિદ્ધાંતને ધ્યાનમાં રાખીને પરીક્ષણ કરવામાં આવે,તો તે જોવા મળે છે કે બંને ન્યુક્લિઇક એસિડ ($DNA$ અને $RNA$) દ્વિકૃત (duplication) થવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. સજીવ તંત્રમાં અન્ય અણુઓ,જેમ કે પ્રોટીન,આ માપદંડો પૂર્ણ કરવામાં નિષ્ફળ જાય છે.

(N/A) $1.$ રૂપાંતરણ : સજીવના જનીનિક લક્ષણોમાં બહારથી પ્રવેશ પામેલા જનીનદ્રવ્ય $(DNA)$ ના કારણે થતા ફેરફારની ઘટનાને રૂપાંતરણ (transformation) કહે છે.
$2.$ સંદેશવાહક $\text{RNA}$ $(m\text{RNA})$ : તે $DNA$ દ્વારા પ્રત્યાંકન પામેલી જનીનિક માહિતીનું પ્રોટીન સંશ્લેષણના સ્થાન (રિબોઝોમ્સ) સુધી વહન કરે છે,જેથી એમિનો એસિડના જોડાણની પ્રક્રિયાનું નિર્દેશન થઈ શકે.

(N/A) $1.$ ફ્રેડરિક મિશરે $1869$ માં કોષકેન્દ્રમાં રહેલા એસિડિક પદાર્થ તરીકે $DNA$ ને સૌપ્રથમ ઓળખ્યું હતું. તેમણે તેને 'ન્યુક્લિન' $(Nuclein)$ નામ આપ્યું હતું.
$2.$ મોરિસ વિલ્કિન્સ અને રોઝાલિન્ડ ફ્રેન્કલિને $DNA$ માટે $X$-રે ડિફ્રેક્શન ડેટા તૈયાર કર્યો હતો, જે તેની રચના સમજવા માટે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ હતો.

(N/A) ફ્રાન્સિસ ક્રિકે આણ્વિક જીવવિજ્ઞાનમાં 'સેન્ટ્રલ ડોગ્મા' (Central Dogma) રજૂ કર્યું, જે દર્શાવે છે કે આનુવંશિક માહિતીનો પ્રવાહ $DNA \rightarrow RNA \rightarrow \text{Protein}$ તરફ વહે છે.
ફ્રેડરિક ગ્રિફિથે $Streptococcus \text{ } pneumoniae$ બેક્ટેરિયા સાથેના તેમના પ્રયોગમાં તારણ કાઢ્યું કે $R$-સ્ટ્રેન બેક્ટેરિયાનું રૂપાંતરણ (transformation) ગરમીથી મૃત $S$-સ્ટ્રેન બેક્ટેરિયા દ્વારા થયું હતું. તેમણે સૂચવ્યું કે ગરમીથી મૃત $S$-સ્ટ્રેનમાંથી કોઈ 'રૂપાંતરિત સિદ્ધાંત' (transforming principle) $R$-સ્ટ્રેનમાં સ્થાનાંતરિત થયો હતો, જેના કારણે $R$-સ્ટ્રેન બેક્ટેરિયાએ લીસું પોલીસેકેરાઈડ કવચ બનાવ્યું અને તે રોગકારક (virulent) બન્યા.

(A) $1928$ માં,ફ્રેડરિક ગ્રીફિથે $Streptococcus$ $pneumoniae$ (ન્યુમોનિયા માટે જવાબદાર બેક્ટેરિયા) સાથેના પ્રયોગોની શ્રેણીમાં બેક્ટેરિયામાં એક ચમત્કારિક રૂપાંતરણ જોયું. તેમના પ્રયોગ દરમિયાન,એક જીવંત સજીવ (બેક્ટેરિયા) એ તેનું ભૌતિક સ્વરૂપ બદલી નાખ્યું હતું.
જ્યારે $Streptococcus$ $pneumoniae$ બેક્ટેરિયાને કલ્ચર પ્લેટ પર ઉછેરવામાં આવે છે,ત્યારે કેટલાક લીસી અને ચમકદાર વસાહતો $(S)$ ઉત્પન્ન કરે છે જ્યારે અન્ય ખરબચડી વસાહતો $(R)$ ઉત્પન્ન કરે છે.
આનું કારણ એ છે કે $S$ સ્ટ્રેન બેક્ટેરિયામાં મ્યુકસ (પોલિસેકરાઇડ) નું આવરણ હોય છે,જ્યારે $R$ સ્ટ્રેનમાં હોતું નથી. $S$ સ્ટ્રેન (રોગકારક) થી ચેપગ્રસ્ત ઉંદરો ન્યુમોનિયાથી મૃત્યુ પામે છે પરંતુ $R$ સ્ટ્રેનથી ચેપગ્રસ્ત ઉંદરોને ન્યુમોનિયા થતો નથી.
$S$ સ્ટ્રેન $\rightarrow$ ઉંદરમાં ઇન્જેક્ટ કરો $\rightarrow$ ઉંદર મૃત્યુ પામે છે
$R$ સ્ટ્રેન $\rightarrow$ ઉંદરમાં ઇન્જેક્ટ કરો $\rightarrow$ ઉંદર જીવંત રહે છે
ગ્રીફિથે બેક્ટેરિયાને ગરમ કરીને મારી નાખ્યા. તેમણે અવલોકન કર્યું કે ઉંદરમાં ઇન્જેક્ટ કરાયેલ ગરમીથી મૃત $S$ સ્ટ્રેન બેક્ટેરિયા તેમને મારતા નથી.
$S$ સ્ટ્રેન (ગરમીથી મૃત) $\rightarrow$ ઉંદરમાં ઇન્જેક્ટ કરો $\rightarrow$ ઉંદર જીવંત રહે છે
જ્યારે તેમણે ગરમીથી મૃત $S$ અને જીવંત $R$ બેક્ટેરિયાનું મિશ્રણ ઇન્જેક્ટ કર્યું,ત્યારે ઉંદરો મૃત્યુ પામ્યા. વધુમાં,તેમણે મૃત ઉંદરોમાંથી જીવંત $S$ બેક્ટેરિયા મેળવ્યા.
$S$ સ્ટ્રેન (ગરમીથી મૃત) $+$ $R$ સ્ટ્રેન (જીવંત) $\rightarrow$ ઉંદરમાં ઇન્જેક્ટ કરો $\rightarrow$ ઉંદર મૃત્યુ પામે છે
તેમણે તારણ કાઢ્યું કે $R$ સ્ટ્રેન બેક્ટેરિયા ગરમીથી મૃત $S$ સ્ટ્રેન બેક્ટેરિયા દ્વારા રૂપાંતરિત થયા હતા. ગરમીથી મૃત $S$ સ્ટ્રેનમાંથી સ્થાનાંતરિત થયેલ કોઈ 'રૂપાંતરિત સિદ્ધાંત' એ $R$ સ્ટ્રેનને લીસું પોલિસેકરાઇડ આવરણ સંશ્લેષણ કરવા અને રોગકારક બનવા સક્ષમ બનાવ્યું હતું. આ આનુવંશિક દ્રવ્યના સ્થાનાંતરણને કારણે હોવું જોઈએ,જોકે તેમના પ્રયોગો દ્વારા આ દ્રવ્યની જૈવરાસાયણિક પ્રકૃતિ વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવી ન હતી.

(N/A) ઓસ્વાલ્ડ એવરી,કોલિન મેકલીઓડ અને મેકલિન મેકકાર્ટી ($1933$-$1944$) એ ગ્રિફિથના પ્રયોગમાં 'રૂપાંતરણ સિદ્ધાંત' ના જૈવરાસાયણિક સ્વરૂપને નક્કી કરવા માટે કાર્ય કર્યું હતું.
તેમણે મૃત $S$ કોષોમાંથી પ્રોટીન,$DNA$,$RNA$ વગેરે જેવા જૈવરસાયણોને શુદ્ધ કર્યા જેથી જાણી શકાય કે તેમાંથી કયું જીવંત $R$ કોષોને $S$ કોષોમાં રૂપાંતરિત કરી શકે છે.
તેમણે શોધ્યું કે માત્ર $S$ બેક્ટેરિયામાંથી મેળવેલ $DNA$ જ $R$ બેક્ટેરિયાને રૂપાંતરિત કરવા માટે જવાબદાર છે.
તેમણે એ પણ જોયું કે પ્રોટીનનું પાચન કરતા ઉત્સેચકો (પ્રોટીએઝ) અને $RNA$ નું પાચન કરતા ઉત્સેચકો $(RNases)$ રૂપાંતરણને અસર કરતા નથી,તેથી રૂપાંતરણ માટે જવાબદાર પદાર્થ પ્રોટીન કે $RNA$ નથી.
$DNase$ સાથે પાચન કરવાથી રૂપાંતરણ અટકી ગયું,જે સૂચવે છે કે $DNA$ જ રૂપાંતરણ માટે જવાબદાર છે.
તેમણે નિષ્કર્ષ કાઢ્યો કે $DNA$ એ આનુવંશિક દ્રવ્ય છે,જોકે તે સમયે બધા જીવવિજ્ઞાનીઓ આ વાતથી સહમત નહોતા.

(N/A) રેટ્રોવાયરસનું જનીનદ્રવ્ય $RNA$ છે।
પ્રોટીન સંશ્લેષણના સમયે, $RNA$ નું સૌપ્રથમ રિવર્સ ટ્રાન્સક્રિપ્ટેઝ ઉત્સેચકની મદદથી તેના પૂરક $DNA$ માં રૂપાંતર થાય છે।
આ પ્રક્રિયા સેન્ટ્રલ ડોગ્મા $(DNA \rightarrow RNA \rightarrow \text{Protein})$ માં વર્ણવેલ માહિતીના પ્રવાહથી વિપરીત છે।
તેથી, રેટ્રોવાયરસ સેન્ટ્રલ ડોગ્માને અનુસરતા નથી તેમ માનવામાં આવે છે।

(N/A) $RNA$ તેના રાઈબોઝ શર્કરામાં $2'-OH$ સમૂહની હાજરીને કારણે $DNA$ ની તુલનામાં રાસાયણિક રીતે વધુ અસ્થિર અને વિઘટન માટે સંવેદનશીલ છે.
વધુમાં,$RNA$ રાઈબોન્યુક્લીએઝ ઉત્સેચકો દ્વારા વિઘટન માટે અત્યંત સંવેદનશીલ છે,જે પર્યાવરણમાં સર્વત્ર જોવા મળે છે.
તેથી,જો $RNA$ આનુવંશિક દ્રવ્ય હોત,તો ઉષ્મા-મૃત $S$-જાતિ પ્રાયોગિક પ્રક્રિયા દરમિયાન વિઘટિત થઈ ગઈ હોત અને તે $R$-જાતિને ઉગ્ર સ્વરૂપમાં રૂપાંતરિત કરવાની તેની ક્ષમતા જાળવી શકી ન હોત.

(B) $^{15}N$ નો ઉપયોગ અયોગ્ય છે કારણ કે $^{32}P$ અને $^{15}N$ ની શોધવાની પદ્ધતિઓ અલગ છે. $^{32}P$ એક કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ છે,જ્યારે $^{15}N$ એ નાઇટ્રોજનનો સ્થિર,ભારે આઇસોટોપ છે,તે કિરણોત્સર્ગી નથી.
જો $^{15}N$ કિરણોત્સર્ગી હોત તો પણ,તે કોઈ નિર્ણાયક પરિણામો આપશે નહીં કારણ કે નાઇટ્રોજન એ $DNA$ (નાઇટ્રોજનયુક્ત બેઝમાં) અને પ્રોટીન (એમિનો એસિડના એમિનો ગ્રુપમાં) બંનેનો મૂળભૂત ઘટક છે.
તેથી,જો $^{15}N$ નો ઉપયોગ કરવામાં આવે,તો તે બેક્ટેરિયલ સેલ પેલેટ અને સુપરનેટન્ટ બંનેમાં જોવા મળશે,જેના કારણે તે નક્કી કરવું અશક્ય બનશે કે સ્થાનાંતરિત થયેલ આનુવંશિક દ્રવ્ય $DNA$ છે કે પ્રોટીન.

(N/A) $DNA$ જ આનુવંશિક દ્રવ્ય છે તેનો સ્પષ્ટ પુરાવો આલ્ફ્રેડ હર્ષે અને માર્થા ચેઈઝ $(1952)$ ના પ્રયોગોમાંથી મળ્યો હતો. તેઓએ બેક્ટેરિયાને ચેપ લગાડતા વાયરસ,જેને બેક્ટેરિયોફેજ કહેવાય છે,તેના પર કામ કર્યું હતું.
$1$. પ્રાયોગિક ગોઠવણી: તેઓએ કેટલાક વાયરસને રેડિયોએક્ટિવ ફોસ્ફરસ $(^{32}P)$ ધરાવતા માધ્યમમાં અને અન્યને રેડિયોએક્ટિવ સલ્ફર $(^{35}S)$ ધરાવતા માધ્યમમાં ઉછેર્યા. $DNA$ માં ફોસ્ફરસ હોય છે પણ સલ્ફર હોતું નથી,તેથી રેડિયોએક્ટિવ ફોસ્ફરસમાં ઉછરેલા વાયરસમાં રેડિયોએક્ટિવ $DNA$ હતું. તેનાથી વિપરીત,પ્રોટીનમાં સલ્ફર હોય છે પણ ફોસ્ફરસ હોતું નથી,તેથી રેડિયોએક્ટિવ સલ્ફરમાં ઉછરેલા વાયરસમાં રેડિયોએક્ટિવ પ્રોટીન હતું.
$2$. ચેપ અને બ્લેન્ડિંગ: આ રેડિયોએક્ટિવ ફેજને $E. coli$ બેક્ટેરિયાને ચેપ લગાડવા દેવામાં આવ્યા. ચેપ પછી,બ્લેન્ડરમાં હલાવીને બેક્ટેરિયાની સપાટી પરથી વાયરલ કોટ દૂર કરવામાં આવ્યા.
$3$. સેન્ટ્રિફ્યુગેશન: સેન્ટ્રિફ્યુજમાં ફેરવીને વાયરસના કણોને બેક્ટેરિયાથી અલગ કરવામાં આવ્યા. ભારે બેક્ટેરિયલ કોષો નીચે બેસી ગયા (પેલેટ),જ્યારે હળવા વાયરલ કોટ ઉપરના પ્રવાહી (સુપરનેટન્ટ) માં રહ્યા.
$4$. નિષ્કર્ષ: રેડિયોએક્ટિવ $DNA$ $(^{32}P)$ ધરાવતા વાયરસથી ચેપગ્રસ્ત બેક્ટેરિયા રેડિયોએક્ટિવ જોવા મળ્યા,જ્યારે રેડિયોએક્ટિવ પ્રોટીન $(^{35}S)$ ધરાવતા વાયરસથી ચેપગ્રસ્ત બેક્ટેરિયા રેડિયોએક્ટિવ નહોતા. આનાથી સાબિત થયું કે $DNA$ એ આનુવંશિક દ્રવ્ય છે જે બેક્ટેરિયામાં પ્રવેશ કરે છે,પ્રોટીન નહીં.
$5$. કાલ્પનિક પરિસ્થિતિ: જો $DNA$ અને પ્રોટીન બંનેમાં ફોસ્ફરસ અને સલ્ફર બંને હોત,તો આ પ્રયોગ બંને વચ્ચે તફાવત કરી શક્યો ન હોત. કયો અણુ કોષમાં પ્રવેશ્યો છે તે જાણવું અશક્ય હોત,તેથી કયું આનુવંશિક દ્રવ્ય છે તે નક્કી કરી શકાયું ન હોત.

(A) આનુવંશિક દ્રવ્ય તરીકે કાર્ય કરતા અણુએ નીચેના માપદંડો પૂર્ણ કરવા જોઈએ:
$(i)$ સ્વયંજનન (Replication) ની ક્ષમતા: બેઝ જોડી અને પૂરકતાના નિયમને કારણે,$DNA$ અને $RNA$ બંને પોતાની નકલ બનાવવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. પ્રોટીન જેવા અન્ય અણુઓ આ માપદંડ પૂર્ણ કરવામાં નિષ્ફળ જાય છે.
$(ii)$ રાસાયણિક અને બંધારણીય સ્થિરતા: આનુવંશિક દ્રવ્ય જીવનના વિવિધ તબક્કાઓ,ઉંમર અથવા શરીરવિજ્ઞાનમાં ફેરફાર સાથે બદલાવું જોઈએ નહીં. $RNA$ ના દરેક ન્યુક્લિયોટાઇડમાં રહેલ $2'-OH$ સમૂહ તેને પ્રતિક્રિયાશીલ અને સરળતાથી વિઘટન પામે તેવું બનાવે છે. $RNA$ ઉદ્દીપકીય (catalytic) પણ છે,તેથી તે વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ છે. $DNA$ માં યુરેસિલને બદલે થાઇમિનની હાજરી તેને વધારાની સ્થિરતા આપે છે.
$(iii)$ ઉત્ક્રાંતિ માટે જરૂરી ધીમા ફેરફારો (ઉત્પરિવર્તન) ની તક: $DNA$ અને $RNA$ બંને ઉત્પરિવર્તન પામી શકે છે. $RNA$ અસ્થિર હોવાથી ઝડપથી ઉત્પરિવર્તન પામે છે,જે ટૂંકા આયુષ્ય ધરાવતા વાયરસ માટે ફાયદાકારક છે.
$(iv)$ મેન્ડેલિયન લક્ષણો તરીકે અભિવ્યક્તિ: $RNA$ સીધું પ્રોટીન સંશ્લેષણ માટે કોડ કરી શકે છે,જ્યારે $DNA$ પ્રોટીન સંશ્લેષણ માટે $RNA$ પર આધાર રાખે છે. $DNA$ વધુ સ્થિર હોવાથી આનુવંશિક માહિતીના સંગ્રહ માટે પસંદ કરવામાં આવે છે,જ્યારે $RNA$ માહિતીના પ્રસારણ માટે વધુ સારું છે. આમ,$DNA$ એ $RNA$ માંથી રાસાયણિક ફેરફારો સાથે વિકસિત થયું છે જે તેને વધુ સ્થિર બનાવે છે.

(N/A) કોઈપણ અણુ આનુવંશિક દ્રવ્ય તરીકે કાર્ય કરી શકે તે માટે તેણે નીચેના માપદંડો પૂર્ણ કરવા જરૂરી છે:
$(i)$ તે પોતાની પ્રતિકૃતિ (replication) બનાવવામાં સક્ષમ હોવું જોઈએ.
$(ii)$ તે રાસાયણિક અને રચનાત્મક રીતે સ્થાયી હોવું જોઈએ.
$(iii)$ તે ઉદ્વિકાસ માટે જરૂરી ધીમા ફેરફારો (mutation) માટેની તક પૂરી પાડી શકે તેવું હોવું જોઈએ.
$(iv)$ તે 'મેન્ડેલિયન લક્ષણો' ના સ્વરૂપમાં પોતાની જાતે અભિવ્યક્ત થવા માટે સક્ષમ હોવું જોઈએ.
જો આપણે દરેક જરૂરિયાતને એક પછી એક તપાસીએ,તો બેઇઝ જોડ અને પૂરકતાના નિયમને કારણે,બંને ન્યુક્લિક એસિડ ($DNA$ અને $RNA$) પોતાની પ્રતિકૃતિ બનાવવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. સજીવ તંત્રમાં અન્ય અણુઓ,જેમ કે પ્રોટીન,આ માપદંડોને પૂર્ણ કરવામાં નિષ્ફળ જાય છે.

(N/A) જનીનિક દ્રવ્ય એ પદાર્થ છે જે જૈવિક માહિતીને એક પેઢીમાંથી બીજી પેઢીમાં વહન કરે છે.
મેન્ડલના સમયમાં,વારસાના પ્રકારોનું નિયમન કરતા 'કારકો'નું સ્વરૂપ સ્પષ્ટ નહોતું.
ત્યારબાદના સો વર્ષોમાં,સંભવિત જનીનિક દ્રવ્યના સ્વરૂપની તપાસ કરવામાં આવી,જે અંતે એ સાબિત થયું કે $DNA$ (ડીઓક્સિરીબોન્યુક્લિક એસિડ) એ મુખ્ય જનીનિક દ્રવ્ય છે.
ન્યુક્લિક એસિડ એ ન્યુક્લિઓટાઇડ્સના પોલિમર છે.
$DNA$ અને $RNA$ (રીબોન્યુક્લિક એસિડ) એ સજીવ તંત્રમાં જોવા મળતા બે પ્રકારના ન્યુક્લિક એસિડ છે.
મોટાભાગના સજીવોમાં $DNA$ જનીનિક દ્રવ્ય તરીકે કાર્ય કરે છે.
$RNA$,જોકે કેટલાક વાયરસમાં જનીનિક દ્રવ્ય તરીકે કાર્ય કરે છે,પરંતુ તે મુખ્યત્વે સંદેશાવાહક $(mRNA)$ તરીકે કાર્ય કરે છે.
$RNA$ અન્ય વધારાની ભૂમિકાઓ પણ ભજવે છે,જેમ કે તે એડેપ્ટર $(tRNA)$,બંધારણીય ઘટક $(rRNA)$ અને કેટલાક કિસ્સાઓમાં ઉદ્દીપકીય અણુ (રાઈબોઝાઈમ) તરીકે કાર્ય કરે છે.

(N/A) જનીન દ્રવ્ય તરીકે કાર્ય કરવા માટે અણુએ નીચેના માપદંડો પૂર્ણ કરવા આવશ્યક છે:
$(i)$ તે પોતાની પ્રતિકૃતિ (replication) બનાવવામાં સક્ષમ હોવું જોઈએ.
$(ii)$ તે રાસાયણિક અને બંધારણીય રીતે સ્થાયી હોવું જોઈએ.
$(iii)$ તે ઉત્ક્રાંતિ માટે જરૂરી ધીમા ફેરફારો (ઉત્પરિવર્તન) માટે અવકાશ પૂરો પાડતું હોવું જોઈએ.
$(iv)$ તે 'મેન્ડેલિયન લક્ષણો' સ્વરૂપે પોતાની અભિવ્યક્તિ કરવામાં સક્ષમ હોવું જોઈએ.
આ માપદંડો અનુસાર,$DNA$ અને $RNA$ બંનેમાં બેઝ જોડીના નિયમ અને પૂરકતાને કારણે ચોક્કસ પ્રક્રિયાઓ દ્વારા તેમના સ્વયંજનનની ક્ષમતા છે,જ્યારે સજીવ તંત્રમાં રહેલા અન્ય અણુઓ પ્રથમ માપદંડ જ પૂર્ણ કરવામાં નિષ્ફળ જાય છે,દા.ત.,પ્રોટીન.

(N/A) જોકે મીશર દ્વારા ન્યુક્લિનની શોધ અને મેન્ડલ દ્વારા આનુવંશિકતાના સિદ્ધાંતોનું પ્રતિપાદન લગભગ એક જ સમયે થયું હતું,પરંતુ $DNA$ આનુવંશિક દ્રવ્ય તરીકે કાર્ય કરે છે તે સાબિત કરવામાં ઘણો સમય લાગ્યો હતો.
$1926$ સુધીમાં,આનુવંશિક વારસાની પદ્ધતિ નક્કી કરવાની શોધ આણ્વિક સ્તરે પહોંચી ગઈ હતી.
ગ્રેગર મેન્ડલ,વોલ્ટર સટન,થોમસ હન્ટ મોર્ગન અને અન્ય અસંખ્ય વૈજ્ઞાનિકોની અગાઉની શોધોએ શોધને મોટાભાગના કોષોના કોષકેન્દ્રમાં આવેલા રંગસૂત્રો સુધી મર્યાદિત કરી દીધી હતી.
રૂપાંતરિત સિદ્ધાંત (Transforming Principle): $1928$ માં,ફ્રેડરિક ગ્રિફિથે $Streptococcus$ $pneumoniae$ (ન્યુમોનિયા માટે જવાબદાર બેક્ટેરિયા) સાથેના પ્રયોગોની શ્રેણીમાં બેક્ટેરિયામાં એક ચમત્કારિક પરિવર્તન જોયું.
તેમના પ્રયોગ દરમિયાન,એક જીવંત સજીવ (બેક્ટેરિયા) એ તેનું ભૌતિક સ્વરૂપ બદલ્યું હતું. જ્યારે $Streptococcus$ $pneumoniae$ બેક્ટેરિયાને કલ્ચર પ્લેટ પર ઉગાડવામાં આવે છે,ત્યારે કેટલાક લીસી અને ચમકદાર વસાહતો $(S)$ ઉત્પન્ન કરે છે જ્યારે અન્ય ખરબચડી વસાહતો $(R)$ ઉત્પન્ન કરે છે.
આનું કારણ એ છે કે $S$ સ્ટ્રેન બેક્ટેરિયામાં મ્યુકસ (પોલિસેકરાઈડ) નું આવરણ હોય છે,જ્યારે $R$ સ્ટ્રેનમાં હોતું નથી.
$S$ સ્ટ્રેન (રોગકારક) થી સંક્રમિત ઉંદરો ન્યુમોનિયાથી મૃત્યુ પામે છે,પરંતુ $R$ સ્ટ્રેનથી સંક્રમિત ઉંદરોને ન્યુમોનિયા થતો નથી.
$S$ સ્ટ્રેન $\longrightarrow$ ઉંદરમાં ઇન્જેક્ટ કરો $\longrightarrow$ ઉંદર મૃત્યુ પામે છે
$R$ સ્ટ્રેન $\longrightarrow$ ઉંદરમાં ઇન્જેક્ટ કરો $\longrightarrow$ ઉંદર જીવંત રહે છે
ગ્રિફિથ બેક્ટેરિયાને ગરમ કરીને મારી શકતા હતા.
તેમણે અવલોકન કર્યું કે ઉંદરમાં ઇન્જેક્ટ કરાયેલા ગરમીથી મૃત $S$ સ્ટ્રેન બેક્ટેરિયા તેમને મારતા નથી.
$S$ સ્ટ્રેન (ગરમીથી મૃત) $\longrightarrow$ ઉંદરમાં ઇન્જેક્ટ કરો $\longrightarrow$ ઉંદર જીવંત રહે છે
$S$ સ્ટ્રેન (ગરમીથી મૃત) $+ R$ સ્ટ્રેન (જીવંત) $\longrightarrow$ ઉંદરમાં ઇન્જેક્ટ કરો $\longrightarrow$ ઉંદર મૃત્યુ પામે છે
જ્યારે તેમણે ગરમીથી મૃત $S$ અને જીવંત $R$ બેક્ટેરિયાનું મિશ્રણ ઇન્જેક્ટ કર્યું ત્યારે ઉંદર મૃત્યુ પામ્યા. વધુમાં,તેમણે મૃત ઉંદરોમાંથી જીવંત $S$ બેક્ટેરિયા મેળવ્યા.
તેમણે નિષ્કર્ષ કાઢ્યો કે $R$ સ્ટ્રેન બેક્ટેરિયા ગરમીથી મૃત $S$ સ્ટ્રેન બેક્ટેરિયા દ્વારા કોઈક રીતે રૂપાંતરિત થયા હતા. ગરમીથી મૃત $S$ સ્ટ્રેનમાંથી સ્થાનાંતરિત થયેલા કેટલાક 'રૂપાંતરિત સિદ્ધાંત' એ $R$ સ્ટ્રેનને લીસું પોલિસેકરાઈડ આવરણ બનાવવામાં અને રોગકારક બનવામાં સક્ષમ બનાવ્યું હતું.
આ આનુવંશિક દ્રવ્યના સ્થાનાંતરણને કારણે હોવું જોઈએ. જો કે,તેમના પ્રયોગો દ્વારા આનુવંશિક દ્રવ્યની જૈવરાસાયણિક પ્રકૃતિ વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવી ન હતી.

(A) જોકે મીશર દ્વારા ન્યુક્લિનની શોધ અને મેન્ડલ દ્વારા આનુવંશિકતાના સિદ્ધાંતોનું પ્રતિપાદન લગભગ એક જ સમયે થયું હતું,પરંતુ $DNA$ આનુવંશિક દ્રવ્ય તરીકે કાર્ય કરે છે તે શોધવામાં અને સાબિત કરવામાં ઘણો સમય લાગ્યો હતો.
$1926$ સુધીમાં,આનુવંશિક વારસાની પદ્ધતિ નક્કી કરવાની શોધ આણ્વિક સ્તરે પહોંચી ગઈ હતી.
ગ્રેગર મેન્ડલ,વોલ્ટર સટન,થોમસ હન્ટ મોર્ગન અને અન્ય અસંખ્ય વૈજ્ઞાનિકોની અગાઉની શોધોએ મોટાભાગના કોષોના કોષકેન્દ્રમાં આવેલા રંગસૂત્રો પર શોધને મર્યાદિત કરી હતી.
$1$. રૂપાંતરિત સિદ્ધાંત (Transforming Principle): $1928$ માં,ફેડરિક ગ્રિફિથે $Streptococcus$ $pneumoniae$ (ન્યુમોનિયા માટે જવાબદાર બેક્ટેરિયા) સાથેના પ્રયોગોની શ્રેણીમાં બેક્ટેરિયામાં એક ચમત્કારિક પરિવર્તન જોયું.
તેમના પ્રયોગ દરમિયાન,એક જીવંત સજીવ (બેક્ટેરિયા) એ તેનું ભૌતિક સ્વરૂપ બદલ્યું હતું. જ્યારે $Streptococcus$ $pneumoniae$ બેક્ટેરિયાને કલ્ચર પ્લેટ પર ઉગાડવામાં આવે છે,ત્યારે કેટલાક લીસી અને ચમકદાર વસાહતો $(S)$ ઉત્પન્ન કરે છે જ્યારે અન્ય ખરબચડી વસાહતો $(R)$ ઉત્પન્ન કરે છે.
આનું કારણ એ છે કે $S$ સ્ટ્રેન બેક્ટેરિયામાં મ્યુકસ (પોલિસેકરાઈડ) નું આવરણ હોય છે,જ્યારે $R$ સ્ટ્રેનમાં હોતું નથી.
$S$ સ્ટ્રેન (રોગકારક) થી ચેપગ્રસ્ત ઉંદર ન્યુમોનિયાના ચેપથી મૃત્યુ પામે છે,પરંતુ $R$ સ્ટ્રેનથી ચેપગ્રસ્ત ઉંદરમાં ન્યુમોનિયા થતો નથી.
$S$ સ્ટ્રેન $\rightarrow$ ઉંદરમાં ઈન્જેક્ટ કરો $\rightarrow$ ઉંદર મૃત્યુ પામે છે
$R$ સ્ટ્રેન $\rightarrow$ ઉંદરમાં ઈન્જેક્ટ કરો $\rightarrow$ ઉંદર જીવંત રહે છે
ગ્રિફિથ બેક્ટેરિયાને ગરમ કરીને મારી શકતા હતા.
તેમણે અવલોકન કર્યું કે ગરમીથી મૃત $S$ સ્ટ્રેન બેક્ટેરિયા ઉંદરમાં ઈન્જેક્ટ કરવાથી તેઓ મૃત્યુ પામતા નથી.
$S$ સ્ટ્રેન (ગરમીથી મૃત) $\rightarrow$ ઉંદરમાં ઈન્જેક્ટ કરો $\rightarrow$ ઉંદર જીવંત રહે છે
$S$ સ્ટ્રેન (ગરમીથી મૃત) $+$ $R$ સ્ટ્રેન (જીવંત) $\rightarrow$ ઉંદરમાં ઈન્જેક્ટ કરો $\rightarrow$ ઉંદર મૃત્યુ પામે છે
જ્યારે તેમણે ગરમીથી મૃત $S$ અને જીવંત $R$ બેક્ટેરિયાનું મિશ્રણ ઈન્જેક્ટ કર્યું,ત્યારે ઉંદર મૃત્યુ પામ્યા. વધુમાં,તેમણે મૃત ઉંદરોમાંથી જીવંત $S$ બેક્ટેરિયા મેળવ્યા.
તેમણે તારણ કાઢ્યું કે $R$ સ્ટ્રેન બેક્ટેરિયા ગરમીથી મૃત $S$ સ્ટ્રેન બેક્ટેરિયા દ્વારા કોઈક રીતે રૂપાંતરિત થયા હતા. ગરમીથી મૃત $S$ સ્ટ્રેનમાંથી સ્થાનાંતરિત થયેલા કોઈ 'રૂપાંતરિત સિદ્ધાંત' એ $R$ સ્ટ્રેનને લીસું પોલિસેકરાઈડ આવરણ સંશ્લેષણ કરવા અને રોગકારક બનવા માટે સક્ષમ બનાવ્યું હતું. આ આનુવંશિક દ્રવ્યના સ્થાનાંતરણને કારણે હોવું જોઈએ. જો કે,તેમના પ્રયોગો દ્વારા આનુવંશિક દ્રવ્યની જૈવરાસાયણિક પ્રકૃતિ વ્યાખ્યાયિત થઈ ન હતી.

(N/A) ઓસ્વાલ્ડ એવરી,કોલિન મેકલીઓડ અને મેકલિન મેકકાર્ટી ($1933$-$1944$) ના કાર્ય પહેલાં,આનુવંશિક દ્રવ્ય પ્રોટીન હોવાનું માનવામાં આવતું હતું.
તેમણે ગ્રિફિથના પ્રયોગમાં 'રૂપાંતરણ સિદ્ધાંત' ની જૈવરાસાયણિક પ્રકૃતિ નક્કી કરવા માટે કામ કર્યું હતું.
તેમણે મૃત $S$ કોષોમાંથી જૈવરાસાયણિક પદાર્થો (પ્રોટીન,$DNA$,$RNA$ વગેરે) શુદ્ધ કર્યા જેથી જાણી શકાય કે કયા પદાર્થો જીવંત $R$ કોષોને $S$ કોષોમાં રૂપાંતરિત કરી શકે છે.
તેમણે શોધ્યું કે માત્ર $S$ બેક્ટેરિયામાંથી મેળવેલ $DNA$ જ $R$ બેક્ટેરિયાને રૂપાંતરિત કરી શકે છે.
તેમણે એ પણ શોધ્યું કે પ્રોટીનનું પાચન કરતા ઉત્સેચકો (પ્રોટીએઝ) અને $RNA$ નું પાચન કરતા ઉત્સેચકો $(RNases)$ રૂપાંતરણને અસર કરતા નથી,તેથી રૂપાંતરણ કરનાર પદાર્થ પ્રોટીન કે $RNA$ નહોતા.
$DNase$ સાથે પાચન કરવાથી રૂપાંતરણ અટકી ગયું,જે સૂચવે છે કે $DNA$ એ રૂપાંતરણ માટે જવાબદાર છે.
તેમણે નિષ્કર્ષ કાઢ્યો કે $DNA$ એ આનુવંશિક દ્રવ્ય છે,પરંતુ બધા જીવવિજ્ઞાનીઓ આનાથી સહમત નહોતા.

(N/A) $DNA$ જ આનુવંશિક દ્રવ્ય છે તેનો સ્પષ્ટ પુરાવો આલ્ફ્રેડ હર્શી અને માર્થા ચેઝ $(1952)$ ના પ્રયોગોમાંથી મળ્યો હતો.
તેમણે બેક્ટેરિયાને ચેપ લગાડતા વાયરસ,જેને બેક્ટેરિયોફેજ કહેવાય છે,તેના પર કામ કર્યું હતું.
$\Rightarrow$ બેક્ટેરિયોફેજ બેક્ટેરિયા સાથે જોડાય છે અને તેનું આનુવંશિક દ્રવ્ય બેક્ટેરિયલ કોષમાં પ્રવેશ કરે છે.
બેક્ટેરિયલ કોષ વાયરલ આનુવંશિક દ્રવ્યને પોતાના દ્રવ્ય તરીકે ગણે છે અને ત્યારબાદ વધુ વાયરસ કણોનું નિર્માણ કરે છે.
હર્શી અને ચેઝે એ શોધવા માટે કામ કર્યું કે વાયરસમાંથી પ્રોટીન કે $DNA$ માંથી શું બેક્ટેરિયામાં પ્રવેશ્યું હતું.
તેમણે કેટલાક વાયરસને રેડિયોએક્ટિવ ફોસ્ફરસ $(^{32}P)$ ધરાવતા માધ્યમ પર અને અન્યને રેડિયોએક્ટિવ સલ્ફર $(^{35}S)$ ધરાવતા માધ્યમ પર ઉછેર્યા હતા.
રેડિયોએક્ટિવ ફોસ્ફરસની હાજરીમાં ઉછરેલા વાયરસમાં રેડિયોએક્ટિવ $DNA$ હતું પરંતુ રેડિયોએક્ટિવ પ્રોટીન નહોતું,કારણ કે $DNA$ માં ફોસ્ફરસ હોય છે જ્યારે પ્રોટીનમાં હોતું નથી.
તે જ રીતે,રેડિયોએક્ટિવ સલ્ફર પર ઉછરેલા વાયરસમાં રેડિયોએક્ટિવ પ્રોટીન હતું પરંતુ રેડિયોએક્ટિવ $DNA$ નહોતું,કારણ કે $DNA$ માં સલ્ફર હોતું નથી.
રેડિયોએક્ટિવ ફેજને $E. coli$ બેક્ટેરિયા સાથે જોડાવા દેવામાં આવ્યા હતા.
ત્યારબાદ,જેમ જેમ ચેપ આગળ વધ્યો,તેમ બ્લેન્ડરમાં હલાવીને વાયરલ કોટને બેક્ટેરિયાથી અલગ કરવામાં આવ્યા હતા.
સેન્ટ્રીફ્યુજમાં ફેરવીને વાયરસના કણોને બેક્ટેરિયાથી અલગ કરવામાં આવ્યા હતા.
જે બેક્ટેરિયા રેડિયોએક્ટિવ $DNA$ ધરાવતા વાયરસથી સંક્રમિત હતા તે રેડિયોએક્ટિવ જોવા મળ્યા,જે દર્શાવે છે કે $DNA$ એ દ્રવ્ય છે જે વાયરસમાંથી બેક્ટેરિયામાં ગયું હતું.
રેડિયોએક્ટિવ પ્રોટીન ધરાવતા વાયરસથી સંક્રમિત બેક્ટેરિયા રેડિયોએક્ટિવ નહોતા. આ સૂચવે છે કે પ્રોટીન વાયરસમાંથી બેક્ટેરિયામાં પ્રવેશ્યા નહોતા.

(N/A) $RNA$ ના દરેક ન્યુક્લિઓટાઇડમાં રહેલ $2'-OH$ સમૂહ તેને રાસાયણિક રીતે સક્રિય અને બંધારણીય રીતે અસ્થિર બનાવે છે. આના કારણે $RNA$ નું વિઘટન ઝડપથી થાય છે અને તે ઉદ્દીપકીય સક્રિયતા દર્શાવે છે. તેનાથી વિપરીત,$DNA$ માં આ $2'-OH$ સમૂહનો અભાવ હોય છે,જે તેને રાસાયણિક રીતે ઓછું સક્રિય અને બંધારણીય રીતે વધુ સ્થિર બનાવે છે. વધુમાં,$DNA$ માં યુરેસિલને બદલે થાઇમિનની હાજરી તેને વધારાની સ્થિરતા પ્રદાન કરે છે. આ પરિબળોને લીધે,$DNA$ આનુવંશિક માહિતીના સંગ્રહ માટે વધુ યોગ્ય છે,તેથી તે મોટાભાગના સજીવોમાં આનુવંશિક દ્રવ્ય તરીકે કાર્ય કરે છે.

(C) $1869$ માં,સ્વિસ રસાયણશાસ્ત્રી $Friedrich$ $Miescher$ એ સૌપ્રથમ માનવ શ્વેત રક્તકણોના કોષકેન્દ્રમાં $DNA$ ની ઓળખ કરી હતી.
તેમણે આ પદાર્થને 'ન્યુક્લિન' $(Nuclein)$ નામ આપ્યું હતું.
પાછળથી,તેનું નામ બદલીને $DNA$ (ડીઓક્સિરીબોન્યુક્લિક એસિડ) રાખવામાં આવ્યું.

(B) $1869$ માં,ફ્રિડરીક મીશરે પરુના કોષો (શ્વેતકણો) ના કોષકેન્દ્રમાંથી એક પદાર્થ અલગ તારવ્યો અને તેને 'ન્યુક્લેઈન' $(Nuclein)$ નામ આપ્યું.
પાછળથી,તેના એસિડિક સ્વભાવને કારણે,તેને ન્યુક્લિક એસિડ તરીકે ઓળખવામાં આવ્યું,જેને આપણે આજે $DNA$ તરીકે જાણીએ છીએ.

(D) બધા જ સજીવોમાં,જેમાં સુકોષકેન્દ્રી અને આદિકોષકેન્દ્રીનો સમાવેશ થાય છે,$DNA$ જનીન દ્રવ્ય તરીકે કાર્ય કરે છે.
જોકે,વાઈરસના કિસ્સામાં,જનીન દ્રવ્ય $DNA$ અથવા $RNA$ હોઈ શકે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,$\phi \times 174$ જેવા બેક્ટેરિયોફેજમાં $DNA$ હોય છે,જ્યારે ટોબેકો મોઝેક વાઈરસ $(TMV)$ અને $Q\beta$ બેક્ટેરિયોફેજ જેવા વાઈરસમાં $RNA$ જનીન દ્રવ્ય તરીકે હોય છે.
તેથી,$DNA$ એ સુકોષકેન્દ્રી,આદિકોષકેન્દ્રી અને કેટલાક વાઈરસમાં જનીન દ્રવ્ય છે.

(C) ફ્રેડરિક ગ્રીફીથે $1928$ માં $Streptococcus$ $pneumoniae$ (જેને $Diplococcus$ $pneumoniae$ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) બેક્ટેરિયાનો ઉપયોગ કરીને શ્રેણીબદ્ધ પ્રયોગો કર્યા હતા.
તેમણે બેક્ટેરિયલ રૂપાંતરણ (bacterial transformation) ની ઘટનાનું અવલોકન કર્યું હતું,જેમાં બિન-રોગકારક બેક્ટેરિયાના સ્ટ્રેનને ગરમીથી મૃત રોગકારક બેક્ટેરિયામાંથી મેળવેલા 'રૂપાંતરિત સિદ્ધાંત' (transforming principle) દ્વારા રોગકારક સ્ટ્રેનમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવ્યા હતા.
આ પ્રયોગે પ્રથમ પુરાવો આપ્યો હતો કે $DNA$ આનુવંશિક દ્રવ્ય હોઈ શકે છે.

(A) ફ્રેડરિક ગ્રીફિથે $Streptococcus \text{ } pneumoniae$ બેક્ટેરિયાનો ઉપયોગ કરીને તેમના પ્રખ્યાત રૂપાંતરણના પ્રયોગો $1928$ માં કર્યા હતા.
આ પ્રયોગોમાં, તેમણે અવલોકન કર્યું હતું કે બિન-રોગકારક બેક્ટેરિયાના સ્ટ્રેનને ગરમ કરીને મૃત કરેલા રોગકારક બેક્ટેરિયામાંથી મેળવેલા 'રૂપાંતરિત સિદ્ધાંત' (transforming principle) દ્વારા રોગકારક સ્ટ્રેનમાં ફેરવી શકાય છે.

(B) $1928$ માં,ફ્રેડરિક ગ્રીફિથે $Streptococcus$ $pneumoniae$ (ન્યુમોનિયા માટે જવાબદાર બેક્ટેરિયા) સાથે પ્રયોગોની શ્રેણી કરી હતી.
તેમણે આ બેક્ટેરિયાની બે જાત (strains) નો ઉપયોગ કર્યો હતો:
$1$. $S$-જાત (Smooth): આ બેક્ટેરિયામાં પોલિસેકેરાઇડનું આવરણ (શ્લેષ્મ) હોય છે અને તે રોગકારક (virulent) હોય છે.
$2$. $R$-જાત (Rough): આ બેક્ટેરિયામાં પોલિસેકેરાઇડનું આવરણ હોતું નથી અને તે બિન-રોગકારક (non-virulent) હોય છે.
તેથી,તેમના પ્રયોગમાં કુલ $2$ જાતનો ઉપયોગ થયો હતો.

(A) ફ્રેડરિક ગ્રિફિથ દ્વારા સ્ટ્રેપ્ટોકોકસ ન્યુમોની (Streptococcus pneumoniae) પર કરવામાં આવેલા પ્રયોગમાં,બે જાતો ઓળખવામાં આવી હતી:
$1$. $S$ જાત (Smooth),જે શ્લેષ્મ પોલિસેકેરાઈડ આવરણ ધરાવે છે. આ આવરણ બેક્ટેરિયાને રોગકારક બનાવે છે અને ઉંદરોમાં ન્યુમોનિયા ફેલાવવા માટે સક્ષમ બનાવે છે.
$2$. $R$ જાત (Rough),જે આ શ્લેષ્મ આવરણ ધરાવતી નથી અને તે બિન-રોગકારક છે.
તેથી,સાચો જવાબ $S$ જાત છે.

(B) ફ્રેડરિક ગ્રિફિથના રૂપાંતરણના પ્રયોગમાં,તેમણે સ્ટ્રેપ્ટોકોકસ ન્યુમોની (Streptococcus pneumoniae) ની બે જાતોનો ઉપયોગ કર્યો હતો:
$1$. $S$ જાત (Smooth): જેની પાસે પોલીસેકેરાઈડનું આવરણ હોય છે અને તે રોગકારક (virulent) છે,જે લીસી વસાહતો બનાવે છે.
$2$. $R$ જાત (Rough): જેની પાસે પોલીસેકેરાઈડનું આવરણ હોતું નથી અને તે બિન-રોગકારક (non-virulent) છે,જે ખરબચડી વસાહતો બનાવે છે.
તેથી,$R$ જાત ખરબચડી વસાહતો બનાવવા માટે જવાબદાર છે.

(D) $Frederick \ Griffith$ દ્વારા $Streptococcus \ pneumoniae$ પર કરવામાં આવેલા પ્રયોગમાં,તેમણે બે પ્રકારના સ્ટ્રેઈન ઓળખ્યા: $S$-સ્ટ્રેઈન (સ્મૂધ) અને $R$-સ્ટ્રેઈન (રફ).
$S$-સ્ટ્રેઈન બેક્ટેરિયા રોગકારક (virulent) હોય છે કારણ કે તેમની પાસે પોલિસેક્કેરાઈડનું બનેલું શ્લેષ્મી આવરણ અથવા કેપ્સ્યુલ હોય છે.
આ પોલિસેક્કેરાઈડ કેપ્સ્યુલ બેક્ટેરિયાને યજમાનની રોગપ્રતિકારક શક્તિથી રક્ષણ આપે છે,જેનાથી તેઓ રોગ (ન્યુમોનિયા) ફેલાવી શકે છે.
$R$-સ્ટ્રેઈનમાં આ કેપ્સ્યુલનો અભાવ હોય છે અને તેથી તે રોગકારક હોતા નથી.