Linkage and recombination Questions in Gujarati

(A) સહલગ્નતા અને વ્યતિકરણને એકબીજાના વિકલ્પો માનવામાં આવે છે કારણ કે તેઓ એક જ રંગસૂત્ર પર આવેલા જનીનોના વારસા પર વિરોધી અસરો કરે છે.
સહલગ્નતા એ એવી ઘટના છે જેમાં એક જ રંગસૂત્ર પર નજીક આવેલા જનીનો સાથે વારસામાં ઉતરે છે,જેનાથી પુનઃસંયોજનની આવૃત્તિ ઘટે છે.
વ્યતિકરણ એ અર્ધીકરણ દરમિયાન સમાન રંગસૂત્રોની નોન-સિસ્ટર ક્રોમેટિડ્સ વચ્ચે જનીનિક દ્રવ્યની આપ-લેની પ્રક્રિયા છે,જે સહલગ્ન જનીનોને અલગ કરે છે અને જનીનિક પુનઃસંયોજનમાં વધારો કરે છે.
તેથી,જ્યારે સહલગ્નતા એલીલ્સના પિતૃ સંયોજનને પ્રોત્સાહન આપે છે,ત્યારે વ્યતિકરણ નવા સંયોજનો (રિકોમ્બિનન્ટ્સ) ના નિર્માણને પ્રોત્સાહન આપે છે,જે તેમને સહલગ્ન જનીનોની વારસાની ભાત નક્કી કરવામાં કાર્યાત્મક વિકલ્પો બનાવે છે.

(N/A) એક જ રંગસૂત્ર પર આવેલા જનીનો સાથે વારસામાં ઉતરવાની વૃત્તિ ધરાવે છે; આવા જનીનોને સહલગ્ન જનીનો (linked genes) કહેવામાં આવે છે અને આ ઘટનાને સહલગ્નતા (linkage) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(A) થોમસ હન્ટ મોર્ગને સહલગ્નતા અને પુનઃસંયોજનના સિદ્ધાંતોનો અભ્યાસ કરવા માટે $Drosophila$ $melanogaster$ પર તેમના પ્રયોગો કર્યા હતા.
તેમણે પીળું શરીર અને સફેદ આંખ ધરાવતા નરનું સંકરણ બદામી શરીર અને લાલ આંખ ધરાવતી માદા સાથે કર્યું હતું.
આ સંકરણમાં,બદામી શરીરનો રંગ અને લાલ આંખનો રંગ એ વન્ય પ્રકારના (wild-type) લક્ષણો (પ્રભાવી) છે,જ્યારે પીળું શરીર અને સફેદ આંખ એ વિકૃત (mutant) લક્ષણો (પ્રચ્છન્ન) છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(C) રંગસૂત્ર પર જનીનોનું ચોક્કસ સ્થાન નક્કી કરવા માટે જનીનિક નકશા (Genetic mapping) પદ્ધતિનો ઉપયોગ થાય છે.
આ પદ્ધતિ જનીનોની જોડી વચ્ચે થતા પુનઃસંયોજનની આવૃત્તિ પર આધાર રાખે છે,જેના દ્વારા તેમની વચ્ચેનું અંતર માપી શકાય છે.
સહલગ્નતા અને પુનઃસંયોજનની આવૃત્તિ એ જનીનિક નકશા તૈયાર કરવા માટેના પાયાના સિદ્ધાંતો છે.
તેથી,આપેલ તમામ વિકલ્પો રંગસૂત્ર પર જનીનોના સ્થાન નિર્ધારણ માટે મહત્વપૂર્ણ છે.

(C) મેન્ડેલનો મુક્ત વિશ્લેષણનો નિયમ જણાવે છે કે બે (અથવા વધુ) અલગ-અલગ જનીનોના વિકલ્પો (એલીલ્સ) જન્યુઓમાં એકબીજાથી સ્વતંત્ર રીતે વહેંચાય છે.
આ નિયમ ત્યારે જ સાચો ઠરે છે જ્યારે જનીનો અલગ-અલગ (બિન-સમધર્મી) રંગસૂત્રો પર આવેલા હોય અથવા એક જ રંગસૂત્ર પર ખૂબ દૂર આવેલા હોય.
જો જનીનો સંલગ્ન હોય (એક જ રંગસૂત્ર પર નજીક આવેલા હોય),તો તેઓ સાથે વારસામાં ઉતરે છે,જે મુક્ત વિશ્લેષણના નિયમનું ઉલ્લંઘન કરે છે.
તેથી,સમધર્મી રંગસૂત્રો પર સંલગ્ન જનીનોની હાજરી આ નિયમનું સમર્થન કરતી નથી.

(B) જનીન નકશા,જેને લિંકેજ નકશા તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે રંગસૂત્ર પર જનીનોની રેખીય ગોઠવણી દર્શાવે છે.
તેઓ અર્ધીકરણ દરમિયાન જનીન જોડીઓ વચ્ચેના પુનઃસંયોજન (recombination) ની આવૃત્તિના આધારે બનાવવામાં આવે છે.
જનીન નકશા પર જનીનો વચ્ચેનું અંતર મેપ યુનિટ અથવા સેન્ટિમોર્ગન $(cM)$ માં માપવામાં આવે છે,જે તેમની વચ્ચે થતા વ્યતિકરણ (crossing over) ની ટકાવારીને અનુરૂપ છે.

(D) બે જનીનો વચ્ચેનું વ્યતિકરણ પ્રમાણ તે રંગસૂત્ર પર તેમના વચ્ચેના અંતરના સમપ્રમાણમાં હોય છે.
આપેલ છે:
$p$ અને $q$ વચ્ચેનું વ્યતિકરણ $= 10 \% \implies$ અંતર $= 10 \text{ મેપ યુનિટ}$.
$q$ અને $r$ વચ્ચેનું વ્યતિકરણ $= 20 \% \implies$ અંતર $= 20 \text{ મેપ યુનિટ}$.
$p$ અને $r$ વચ્ચેનું વ્યતિકરણ $= 10 \% \implies$ અંતર $= 10 \text{ મેપ યુનિટ}$.
અહીં $q$ અને $r$ વચ્ચેનું અંતર $(20 \text{ યુનિટ})$ એ $p$ અને $q$ $(10 \text{ યુનિટ})$ તથા $p$ અને $r$ $(10 \text{ યુનિટ})$ વચ્ચેના અંતરનો સરવાળો છે,જે સૂચવે છે કે જનીન $p$ એ $q$ અને $r$ ની વચ્ચે આવેલું છે.
તેથી,રંગસૂત્ર પર જનીનોનો સાચો ક્રમ $q-p-r$ અથવા $r-p-q$ છે.

(D) થોમસ હન્ટ મોર્ગને ડ્રોસોફિલા મેલેનોગેસ્ટર પર પ્રયોગો કર્યા હતા.
તેમણે અવલોકન કર્યું કે સફેદ આંખો અને પીળા શરીર માટેના જનીનો સંલગ્ન હતા અને સ્વતંત્ર રીતે વિશ્લેષણ પામતા નહોતા,જેને સંલગ્નતા (Linkage) કહેવામાં આવે છે.
તેમણે એ પણ અવલોકન કર્યું કે વ્યતિકરણ (Crossing over) ને કારણે અર્ધીકરણ દરમિયાન આ જનીનો અલગ થઈ શકે છે,જે પ્રક્રિયાને પુનઃસંયોજન (Recombination) કહેવાય છે.
આ અવલોકનોએ જનીનો કેવી રીતે સાથે વારસામાં મળે છે અથવા અલગ થાય છે તે સમજવા માટેનો આધાર પૂરો પાડ્યો,જે મેન્ડેલના સ્વતંત્ર વિશ્લેષણના અવલોકનો સાથે સામ્યતા ધરાવે છે,જે અંતે વારસાના રંગસૂત્રીય સિદ્ધાંત તરફ દોરી જાય છે.

(C) બેટસન અને પ્યુનેટ સ્વીટ પી (sweet pea) છોડમાં જનીનિક લિંકેજ (genetic linkage) પરના તેમના કાર્ય માટે જાણીતા છે. સ્વીટ પી છોડનું વૈજ્ઞાનિક નામ $Lathyrus$ $odoratus$ છે. ગ્રેગર મેન્ડલે તેમના આનુવંશિકતાના પ્રયોગો માટે $Pisum$ $sativum$ (ગાર્ડન પી) નો ઉપયોગ કર્યો હતો,જ્યારે બેટસન અને પ્યુનેટે કપલિંગ અને રિપલ્શન (લિંકેજ) ની ઘટના દર્શાવવા માટે $Lathyrus$ $odoratus$ નો ઉપયોગ કર્યો હતો.

(C) પુનઃસંયોજન એ એવી પ્રક્રિયા છે જેના દ્વારા જનીનિક દ્રવ્ય તૂટીને અન્ય જનીનિક દ્રવ્ય સાથે જોડાય છે,જેના પરિણામે જનીનોના નવા સંયોજનો બને છે.
સંલગ્ન જનીનોના સંદર્ભમાં,અર્ધીકરણ દરમિયાન સમજાત રંગસૂત્રોની નોન-સિસ્ટર ક્રોમેટિડ્સ વચ્ચે વ્યતિકરણ (crossing over) થવાને કારણે પુનઃસંયોજન થાય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં,આપણે એવી ગોઠવણી શોધી રહ્યા છીએ જે પિતૃ સંલગ્નતાની તુલનામાં પુનઃસંયોજિત જનીન પ્રકાર (recombinant genotype) દર્શાવે છે.
વિકલ્પ $C$ એક એવી ગોઠવણી દર્શાવે છે જ્યાં જનીન $A$ અને $b$ એક રંગસૂત્ર પર છે અને $a$ અને $B$ બીજા રંગસૂત્ર પર છે,જે જનીનો $A$ અને $B$ વચ્ચે વ્યતિકરણની ઘટનાનું પરિણામ છે,જે મૂળભૂત રીતે $AB$ અને $ab$ જેવી સ્થિતિમાં હતા.
તેથી,વિકલ્પ $C$ માં આપેલી ગોઠવણી પુનઃસંયોજનનું પરિણામ દર્શાવે છે.

(B) અર્ધીકરણ (Meiosis) દરમિયાન,ખાસ કરીને પૂર્વાવસ્થા-$I$ ની પેકીટીન અવસ્થામાં,સમજાત રંગસૂત્રોની અ-સિસ્ટર ક્રોમેટિડ્સ વચ્ચે વ્યતિકરણ (Crossing over) ની પ્રક્રિયા થાય છે.
આ પ્રક્રિયા જનીનિક દ્રવ્યની આપ-લે તરફ દોરી જાય છે,જેના પરિણામે જનીનોના નવા સંયોજનો બને છે,જેને પુનઃસંયોજન (Recombination) કહેવામાં આવે છે.
પુનઃસંયોજન એ જનીનિક વિવિધતા અને પિતૃઓની સરખામણીમાં સંતતિમાં નવી લાક્ષણિકતાઓ ઉદભવવા માટે જવાબદાર મુખ્ય પ્રક્રિયા છે.
સંલગ્નતા એ જનીનોના સાથે વારસામાં ઉતરવાની વૃત્તિ છે જે વિવિધતા ઘટાડે છે,અને વિયોજન એ જનીનોના અલગ થવાની ખાતરી કરે છે,પરંતુ પુનઃસંયોજન એ ચોક્કસ ઘટના છે જે નવા જનીનિક સંયોજનો બનાવે છે.

(D) વ્યતિકરણની આવૃત્તિ એ રંગસૂત્ર પર રહેલા જનીનો વચ્ચેના ભૌતિક અંતરના સમપ્રમાણમાં હોય છે.
જેમ રંગસૂત્રની લંબાઈ વધે છે,તેમ રંગસૂત્ર પર આવેલા જનીનો વચ્ચેનું ભૌતિક અંતર સામાન્ય રીતે વધે છે.
પરિણામે,આ જનીનો વચ્ચે વ્યતિકરણ થવાની સંભાવના વધે છે.
વ્યતિકરણ એ એવી પ્રક્રિયા છે જે પુનઃસંયોજન તરફ દોરી જાય છે,તેથી વ્યતિકરણની આવૃત્તિમાં વધારો થવાથી પુનઃસંયોજનની આવૃત્તિમાં પણ સીધો વધારો થાય છે.
તેથી,રંગસૂત્રની લંબાઈ વધવાની સાથે વ્યતિકરણ અને પુનઃસંયોજન બંનેમાં વધારો થાય છે.

(C) સહલગ્નતા અને પુનઃસંયોજન પરનો પ્રથમ પ્રયોગ વિલિયમ બેટસન અને રેજિનલ્ડ સી. પ્યુનેટ દ્વારા $1906$ માં કરવામાં આવ્યો હતો, જ્યારે તેઓ વટાણાની એક જાત $(Lathyrus \text{ odoratus})$ પર કામ કરી રહ્યા હતા. તેમણે અવલોકન કર્યું કે લક્ષણોના પિતૃ સંયોજનો સ્વતંત્ર વિશ્લેષણ દ્વારા અપેક્ષા કરતા વધુ વારંવાર સાથે જોવા મળે છે, જેને તેમણે 'કપલિંગ' (coupling) અને 'રિપલ્શન' (repulsion) તરીકે ઓળખાવ્યું હતું. જોકે થોમસ હન્ટ મોર્ગને પાછળથી $Drosophila$ નો ઉપયોગ કરીને સહલગ્નતા અને પુનઃસંયોજન માટે રંગસૂત્રીય આધાર પૂરો પાડ્યો હતો, પરંતુ તેની પ્રાથમિક શોધ અને પ્રાયોગિક પુરાવા બેટસન અને પ્યુનેટ દ્વારા સ્થાપિત કરવામાં આવ્યા હતા.

(B) લેથાઈરસ ઓડોરેટસ (સ્વીટ પી) માં સંલગ્નતા અને પુનઃસંયોજનનો પ્રયોગ વિલિયમ બેટસન અને આર.સી. પ્યુનેટ દ્વારા કરવામાં આવ્યો હતો.
તેમણે અવલોકન કર્યું કે સ્વરૂપ પ્રકારનું પ્રમાણ મેન્ડેલના અપેક્ષિત દ્વિ-સંકરણના $9:3:3:1$ ના પ્રમાણથી નોંધપાત્ર રીતે અલગ હતું.
તેના બદલે,તેમને $F_2$ પેઢીમાં $11:7:7:1$ નું પ્રમાણ મળ્યું હતું.
આ વિચલન એટલા માટે જોવા મળ્યું કારણ કે પુષ્પનો રંગ અને પરાગરજનો આકાર નક્કી કરતા જનીનો સંલગ્ન હતા,જેનો અર્થ છે કે તેઓ મેન્ડેલના મુક્ત વિશ્લેષણના નિયમ મુજબ સ્વતંત્ર રીતે વિશ્લેષણ પામતા ન હતા.

(A) લિંકેજ (સહલગ્નતા) માટેનો કપ્લિંગ અને રિપલ્શનનો સિદ્ધાંત $William$ $Bateson$ અને $Reginald$ $Punnett$ દ્વારા આપવામાં આવ્યો હતો.
તેમણે અવલોકન કર્યું હતું કે જ્યારે બે પ્રભાવી જનીનો (alleles) એક જ રંગસૂત્ર પર હાજર હોય,ત્યારે તેઓ સાથે વારસામાં ઉતરે છે (કપ્લિંગ),અને જ્યારે તેઓ અલગ-અલગ સમજાત રંગસૂત્રો પર હોય,ત્યારે તેઓ અલગ રહેવાનું વલણ ધરાવે છે (રિપલ્શન).

(A) થોમસ હન્ટ મોર્ગન ($T.H.$ Morgan) એ ફળમાખી,ડ્રોસોફીલા મેલેનોગેસ્ટર પર વ્યાપક પ્રયોગો કર્યા હતા.
તેમણે સહલગ્નતા અને પુનઃસંયોજનનો સિદ્ધાંત શોધ્યો,જેમાં તેમણે અવલોકન કર્યું કે એક જ રંગસૂત્ર પર આવેલા જનીનો હંમેશા સ્વતંત્ર રીતે વિશ્લેષણ પામતા નથી.
તેમણે જોયું કે જે જનીનો રંગસૂત્ર પર એકબીજાની નજીક આવેલા હોય છે,તેઓ સાથે વારસામાં ઉતરી આવવાની વૃત્તિ ધરાવે છે,જેને તેમણે સહલગ્નતા (Linkage) તરીકે ઓળખાવી.
તેમણે એ પણ સમજાવ્યું કે એક જ રંગસૂત્ર પર આવેલા જનીનોની જોડ વચ્ચે પુનઃસંયોજનની આવૃત્તિ એ તેમની વચ્ચેના અંતરનું માપ છે.

(B) સહલગ્નતા એ એક જ રંગસૂત્ર પર આવેલા જનીનોનું ભૌતિક જોડાણ છે. જ્યારે જનીનો મજબૂતીથી જોડાયેલા હોય છે,ત્યારે તેઓ સાથે વારસામાં ઉતરે છે,જે પુનઃસંયોજનની આવૃત્તિમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કરે છે. વ્યતિકરણ એ એવી પ્રક્રિયા છે જે પુનઃસંયોજન તરફ દોરી જાય છે. તેથી,જો સહલગ્નતા હાજર હોય,તો પુનઃસંયોજનની આવૃત્તિમાં ભારે ઘટાડો થાય છે અથવા તે જોવા મળતું નથી,જે તેને એવી લાક્ષણિકતા બનાવે છે જે મુક્ત વિશ્લેષણની તુલનામાં સંતતિમાં સામાન્ય રીતે જોવા મળતી નથી.

(C) સંલગ્ન સમૂહ (linkage group) એટલે સજીવમાં રહેલી એકીય રંગસૂત્રોની સંખ્યા.
મનુષ્યમાં $22$ જોડ દૈહિક રંગસૂત્રો અને $1$ જોડ લિંગી રંગસૂત્રો ($XX$ અથવા $XY$) હોય છે.
તેથી,કુલ સંલગ્ન સમૂહની સંખ્યા રંગસૂત્રોની એકીય સંખ્યા $(n)$ જેટલી હોય છે.
મનુષ્ય માટે,$n = 23$ ($22$ દૈહિક રંગસૂત્રો + $1$ લિંગી રંગસૂત્ર).
આમ,સંલગ્ન સમૂહની સંખ્યા $23$ છે.

(C) વ્યતિકરણ એ અર્ધીકરણ-$I$ (પૂર્વાવસ્થા-$I$) દરમિયાન થતી જૈવિક પ્રક્રિયા છે,જેમાં સમજાત રંગસૂત્રો જનીનિક દ્રવ્યની આપ-લે કરે છે.
$Drosophila$ (ફળમાખી) માં,નર માખીઓમાં વ્યતિકરણ સંપૂર્ણપણે ગેરહાજર હોય છે.
આ એક સુસ્થાપિત જનીનિક ઘટના છે જેમાં નર $Drosophila$ શુક્રકોષજનન દરમિયાન સમજાત રંગસૂત્રો વચ્ચે પુનઃસંયોજન દર્શાવતા નથી.
તેથી,સાચો જવાબ નર $Drosophila$ માખી છે.

(B) જ્યારે બે સહલગ્ન જનીનો એક જ રંગસૂત્ર પર હાજર હોય,ત્યારે તે ગોઠવણીને $Cis$ ગોઠવણી કહેવામાં આવે છે. જ્યારે સમજાત રંગસૂત્રો વચ્ચે વ્યતીકરણ (crossing over) થાય છે,ત્યારે તે એક નવી ગોઠવણી તરફ દોરી શકે છે જેમાં એક જનીનનો પ્રભાવી વિકલ્પ અને બીજા જનીનનો પ્રચ્છન્ન વિકલ્પ એક જ રંગસૂત્ર પર હોય છે. વ્યતીકરણ દરમિયાન રંગસૂત્રના ખંડોની આપ-લે થવાથી ઉદ્ભવતી આ વિશિષ્ટ ગોઠવણીને $Trans$ ગોઠવણી (અથવા અપાકર્ષણ તબક્કો) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(B) આનુવંશિકતામાં,સમાનધર્મી રંગસૂત્રો પર જોડાયેલા જનીનોની ગોઠવણી નીચે મુજબ સમજાવી શકાય છે:
$1$. $Cis$-ગોઠવણી: જ્યારે બે પ્રભાવી જનીનો એક જ રંગસૂત્ર પર હોય અને તેમના અનુરૂપ પ્રચ્છન્ન જનીનો બીજા સમાનધર્મી રંગસૂત્ર પર હોય (દા.ત.,$AB/ab$).
$2$. $Trans$-ગોઠવણી: જ્યારે એક જનીનનું પ્રભાવી જનીન અને બીજા જનીનનું પ્રચ્છન્ન જનીન એક જ રંગસૂત્ર પર આવેલા હોય (દા.ત.,$Ab/aB$).
પ્રશ્નમાં જણાવ્યા મુજબ,જ્યારે પ્રભાવી જનીનો એક રંગસૂત્ર પર અને પ્રચ્છન્ન જનીનો બીજા રંગસૂત્ર પર હોય,ત્યારે તેને $Trans$-ગોઠવણી કહેવામાં આવે છે.

(D) રંગસૂત્ર પર બે જનીનો વચ્ચેના પુનઃસંયોજનની આવૃત્તિ તેમની વચ્ચેના અંતરના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
વિધાન $I$ ખોટું છે કારણ કે ચુસ્ત રીતે જોડાયેલા જનીનો ખૂબ ઓછા પુનઃસંયોજન દર્શાવે છે,વધુ નહીં.
વિધાન $II$ ખોટું છે કારણ કે એક જ રંગસૂત્ર પર દૂર આવેલા જનીનો વધુ વ્યતિકરણ (crossing-over) ની ઘટનાઓને કારણે ઉચ્ચ પુનઃસંયોજન આવૃત્તિ દર્શાવે છે.
વિધાન $III$ ખોટું છે કારણ કે છૂટક રીતે જોડાયેલા જનીનો ચુસ્ત રીતે જોડાયેલા જનીનોની તુલનામાં વધુ પુનઃસંયોજન આવૃત્તિ દર્શાવે છે,અને આ સંદર્ભમાં 'સમાન પુનઃસંયોજન' શબ્દ અસ્પષ્ટ અને વૈજ્ઞાનિક રીતે ખોટો છે.
તેથી,ત્રણેય વિધાનો ખોટા છે.

(A) જનીનો આનુવંશિક માહિતીના વાહકો છે અને આનુવંશિકતાના કાર્યાત્મક એકમો તરીકે કાર્ય કરે છે,જે રંગસૂત્રો પર આવેલા હોય છે.
જ્યારે બે કે તેથી વધુ જનીનો એક જ રંગસૂત્ર પર હાજર હોય છે,ત્યારે તેઓ એકબીજા સાથે ભૌતિક રીતે જોડાયેલા હોય છે.
આ ઘટના,જેમાં એક જ રંગસૂત્ર પર આવેલા જનીનો સાથે વારસામાં ઉતરી આવવાની વૃત્તિ ધરાવે છે,તેને સહલગ્નતા (Linkage) કહેવામાં આવે છે.
તેથી,એક જ રંગસૂત્ર પર આવેલા જનીનોને સહલગ્ન જનીનો (Linked genes) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(B) એક જ રંગસૂત્ર પર આવેલા જનીનોનું પુનઃસંયોજન વ્યતીકરણ દ્વારા થાય છે,જે એક એવી પ્રક્રિયા છે જેમાં સમજાત રંગસૂત્રોની નોન-સિસ્ટર ક્રોમેટિડ્સના ભાગોની અદલાબદલી થાય છે.
વ્યતીકરણ અર્ધીકરણ-$I$ ની પૂર્વાવસ્થા-$I$ ના પેકીટીન તબક્કા દરમિયાન થાય છે.

(A) પુનઃસંયોજન (recombination) ની આવૃત્તિ રંગસૂત્ર પરના બે જનીનો વચ્ચેના અંતરના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે. $1\%$ પુનઃસંયોજન આવૃત્તિ એટલે $1$ મેપ યુનિટ અથવા $1\; cM$ (સેન્ટી મોર્ગન) અંતર.
આપેલ અંતર:
$a$ અને $b$ વચ્ચેનું અંતર = $20\; cM$
$b$ અને $c$ વચ્ચેનું અંતર = $28\; cM$
$a$ અને $c$ વચ્ચેનું અંતર = $8\; cM$
અહીં $b$ અને $c$ વચ્ચેનું અંતર $(28\; cM)$ એ $b$ અને $a$ $(20\; cM)$ તથા $a$ અને $c$ $(8\; cM)$ ના અંતરનો સરવાળો છે,જે સૂચવે છે કે જનીન $a$ એ જનીન $b$ અને $c$ ની વચ્ચે આવેલું છે.
તેથી,રંગસૂત્ર પર જનીનોનો રેખીય ક્રમ $b - a - c$ છે.

(A) લિંકેજ ગ્રુપ એટલે એવા જનીનોનો સમૂહ જે સમાન રંગસૂત્ર પર ભૌતિક રીતે આવેલા હોય છે અને સાથે વારસામાં ઉતરે છે.
આ જનીનો રંગસૂત્રની લંબાઈ પર રેખીય રીતે ગોઠવાયેલા હોય છે.
તેથી,સાચી વ્યાખ્યા લિંક્ડ જનીનોનો રેખીય રીતે ગોઠવાયેલો સમૂહ છે.

(A) અપૂર્ણ લિંકેજ ત્યારે થાય છે જ્યારે એક જ રંગસૂત્ર પર આવેલા જનીનો વ્યતિકરણ (crossing over) દ્વારા અલગ પડે છે,જેના પરિણામે પિતૃઓથી અલગ જનીન સંયોજનો પ્રાપ્ત થાય છે. મોટાભાગના સજીવોમાં આ એક સામાન્ય ઘટના છે.
સંપૂર્ણ લિંકેજ ત્યારે થાય છે જ્યારે જનીનો એક જ રંગસૂત્ર પર એટલી નજીક આવેલા હોય છે કે તેઓ વ્યતિકરણ પામતા નથી અને હંમેશા સાથે વારસામાં ઉતરે છે. પ્રકૃતિમાં આ એક દુર્લભ ઘટના છે.
તેથી,અપૂર્ણ લિંકેજ સામાન્ય $(A)$ છે અને સંપૂર્ણ લિંકેજ દુર્લભ $(B)$ છે.

(A) વ્યતિકરણ એ એક જૈવિક પ્રક્રિયા છે જે અર્ધીકરણ (meiosis) દરમિયાન,ખાસ કરીને પૂર્વાવસ્થા-$I$ (prophase-$I$) ની પેકીટીન અવસ્થામાં થાય છે.
તેમાં સમજાત રંગસૂત્રોની અ-સિસ્ટર ક્રોમેટિડ્સ વચ્ચે જનીનિક દ્રવ્યની આપ-લે થાય છે.
આ પ્રક્રિયા જનીનોના નવા સંયોજનોના નિર્માણ તરફ દોરી જાય છે,જેને પુનઃસંયોજન (recombinations) કહેવામાં આવે છે.
આ પુનઃસંયોજનો,વિકૃતિઓ (mutations) ની સાથે,લિંગી પ્રજનન કરતા સજીવોમાં જનીનિક ભિન્નતાના મુખ્ય સ્ત્રોત છે,જે ઉત્ક્રાંતિ અને અનુકૂલન માટે જવાબદાર છે.

(B) મેન્ડલ વારસાના સિદ્ધાંતો શોધવામાં સફળ રહ્યા કારણ કે તેમણે ધ્યાનમાં લીધેલા લક્ષણોના જનીનો વચ્ચે તેમને સહલગ્નતા (linkage) જોવા મળી ન હતી.
તેમના મુખ્ય સિદ્ધાંતોમાંનો એક,મુક્ત વિશ્લેષણનો નિયમ (Law of Independent Assortment),ત્યારે જ લાગુ પડે છે જો જનીનો અલગ-અલગ બિન-સમજાત રંગસૂત્ર જોડીઓ પર સ્થિત હોય અથવા એક જ રંગસૂત્ર પર એટલા દૂર હોય કે જે પુનઃસંયોજન (recombination) કરી શકે.
મેન્ડલે વટાણાના છોડમાં જે સાત લક્ષણોનો અભ્યાસ કર્યો હતો તે કાં તો અલગ-અલગ રંગસૂત્રો પર હતા અથવા તેમાં કોઈ સહલગ્નતા જોવા મળી ન હતી,તેથી તેમના પરિણામોએ તેમના પ્રસ્તાવિત નિયમોને સતત સમર્થન આપ્યું હતું.

(C) લિંકેજ ગ્રુપની સંખ્યા સજીવમાં રહેલા રંગસૂત્રોની એકકીય (haploid) સંખ્યા $(n)$ જેટલી હોય છે.
$Pisum \text{ } sativum$ (વટાણા) માં દ્વિકીય રંગસૂત્ર સંખ્યા $2n = 14$ છે.
તેથી, રંગસૂત્રોની એકકીય સંખ્યા $n = 7$ થાય.
લિંકેજ ગ્રુપની સંખ્યા રંગસૂત્રોની એકકીય સંખ્યાને અનુરૂપ હોવાથી, $Pisum \text{ } sativum$ માં $7$ લિંકેજ ગ્રુપ હોય છે.

(A) $TH$ મોર્ગન હતા જેમણે ફળમાખી ($Drosophila$ $melanogaster$) પરના સંકરણ પ્રયોગોના આધારે લિંકેજ (સહલગ્નતા) ને સ્પષ્ટપણે સાબિત કરી અને વ્યાખ્યાયિત કરી.
$1911$ માં,મોર્ગન અને કેસલે લિંકેજનો 'રંગસૂત્રીય' સિદ્ધાંત પ્રસ્તાવિત કર્યો,જેણે સ્થાપિત કર્યું કે જનીનો રંગસૂત્રો પર આવેલા હોય છે અને લિંકેજ એ એક જ રંગસૂત્ર પરના જનીનોનું ભૌતિક જોડાણ છે.

(A) લિંકેજનો રંગસૂત્રીય સિદ્ધાંત જણાવે છે કે:
$(i)$ લિંક્ડ જનીનો એક જ રંગસૂત્ર પર હાજર હોય છે.
$(ii)$ તેઓ રંગસૂત્ર પર રેખીય ક્રમમાં ગોઠવાયેલા હોય છે.
$(iii)$ તેઓ પિતૃ સંયોજનને જાળવી રાખવાની વૃત્તિ ધરાવે છે.
$(iv)$ બે જનીનો વચ્ચેની લિંકેજની મજબૂતી તેમની વચ્ચેના અંતરના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.

(D) જ્યારે અલગ-અલગ લક્ષણો માટેના જનીનો એક જ સમાનધર્મી રંગસૂત્ર પર આવેલા હોય,એટલે કે લિંક્ડ જનીનો હોય,ત્યારે મુક્ત વિશ્લેષણનો નિયમ લાગુ પડતો નથી.
જનીનો $R$ અને $Y$ એકબીજાની ખૂબ નજીક આવેલા હોવાથી,તેઓ પ્રબળ લિંકેજ દર્શાવે છે.
પ્રબળ લિંકેજને કારણે જનીનો વચ્ચે વ્યતિકરણ (crossing over) થવાની આવૃત્તિ ખૂબ ઓછી હોય છે.
પરિણામે,$F_{2}$ પેઢીમાં પુનઃસંયોજિત પ્રકારોની તુલનામાં પિતૃ પ્રકારોની સંખ્યા નોંધપાત્ર રીતે વધારે જોવા મળે છે.

(C) જનીનિક નકશો એ એક આકૃતિ છે જે રંગસૂત્ર પર રહેલા જનીનો વચ્ચેના પુનઃસંયોજનની આવૃત્તિના આધારે તેમના સાપેક્ષ સ્થાનને દર્શાવે છે.
આલ્ફ્રેડ સ્ટર્ટેવેન્ટે $1911$ માં ફળમાખી ($Drosophila$ $melanogaster$) ના રંગસૂત્રો પર જનીનોના સ્થાનને દર્શાવીને પ્રથમ જનીનિક નકશો તૈયાર કર્યો હતો.

(D) લિંકેજ (સહલગ્નતા) એ એક જ રંગસૂત્ર પર આવેલા જનીનોનું ભૌતિક જોડાણ છે.
જ્યારે જનીનો સહલગ્ન હોય છે,ત્યારે તેઓ સાથે વારસામાં ઉતરે છે,જેના પરિણામે બિન-પિતૃ (પુનઃસંયોજિત) સંયોજનોની તુલનામાં $F_{2}$-પેઢીમાં પિતૃ સંયોજનોની આવૃત્તિ વધુ જોવા મળે છે.
વિધાન $I$ ખોટું છે કારણ કે સહલગ્નતા પુનઃસંયોજિતોની આવૃત્તિ ઘટાડે છે.
વિધાન $II$ સાચું છે કારણ કે સહલગ્ન જનીનો પિતૃ પ્રકારોની ઉચ્ચ આવૃત્તિ દર્શાવે છે.
વિધાન $III$ સાચું છે કારણ કે $F_{1}$ સંકરિતમાં હાજર પિતૃ જનીન સંયોજનો સહલગ્નતાને કારણે જળવાઈ રહે છે અને તેથી $F_{2}$ સંતતિમાં ઉચ્ચ આવૃત્તિમાં ફરીથી દેખાય છે.
વિધાન $IV$ ખોટું છે કારણ કે સહલગ્નતા એ રંગસૂત્ર પર જનીનોના જોડાણને દર્શાવે છે,ન કે બે સંપૂર્ણ રંગસૂત્રોના જોડાણને.
તેથી,વિધાન $II$ અને $III$ સાચા છે.

(B) $Mendel$ ના આનુવંશિકતાના નિયમો મુજબ, સ્વતંત્ર વિશ્લેષણ ચોક્કસ પ્રમાણમાં પુનઃસંયોજિત સંતતિની આગાહી કરે છે। જ્યારે જનીનો એક જ રંગસૂત્ર પર આવેલા હોય છે, ત્યારે તેઓ સાથે વારસામાં ઉતરે છે, જેને સહલગ્નતા (linkage) કહેવાય છે।
$\text{અપૂર્ણ}$ $\text{સહલગ્નતા}$ (Incomplete linkage) માં, વ્યતિકરણ (crossing over) થાય છે, જેના પરિણામે કેટલીક પુનઃસંયોજિત સંતતિ મળે છે, પરંતુ આ પુનઃસંયોજિત સંતતિની આવૃત્તિ સ્વતંત્ર વિશ્લેષણની અપેક્ષિત આવૃત્તિ કરતા ઘણી ઓછી હોય છે।
તેથી, જ્યારે પુનઃસંયોજિત સંતતિની સંખ્યા અપેક્ષિત મૂલ્ય કરતા ઓછી હોય, ત્યારે તે સહલગ્નતા, ખાસ કરીને $\text{અપૂર્ણ}$ $\text{સહલગ્નતા}$ સૂચવે છે।

(A) લિંકેજ (સહલગ્નતા) સૌપ્રથમ $1903$ માં સટન અને બોવેરી દ્વારા સૂચવવામાં આવ્યું હતું જ્યારે તેમણે આનુવંશિકતાનો રંગસૂત્રીય વાદ રજૂ કર્યો હતો.
તેમણે અવલોકન કર્યું કે એક જ રંગસૂત્ર પર આવેલા જનીનો સાથે વારસામાં ઉતરે છે, જે લિંકેજનો આધાર છે।
ત્યારબાદ, બેટસન અને પ્યુનેટ $(1906)$ એ વટાણા $(Lathyrus \text{ odoratus})$ પર કામ કરતી વખતે આ ઘટના માટે પ્રાયોગિક પુરાવા આપ્યા હતા, જ્યાં તેમણે જોયું કે અમુક લક્ષણો મેન્ડલના મુક્ત વિશ્લેષણના નિયમનું પાલન કરતા નથી।

(B) જ્યારે બે જનીનો એક જ રંગસૂત્ર પર એકબીજાની ખૂબ નજીક આવેલા હોય,ત્યારે તેઓ લિંકેજ (સહલગ્નતા) દર્શાવે છે. લિંકેજ સ્વતંત્ર વિશ્લેષણને અટકાવે છે,જે મેન્ડેલિયન દ્વિ-સંકરણ ગુણોત્તર $9: 3: 3: 1$ માટે જરૂરી છે.
કારણ કે જનીનો $R$ અને $Y$ મજબૂત રીતે જોડાયેલા (linked) છે,તેઓ એક એકમ તરીકે વારસામાં ઉતરે છે.
આ સંકરણમાં,$F_{1}$ પેઢી $(RrYy)$ મુખ્યત્વે પિતૃ પ્રકારના જન્યુઓ ($RY$ અને $ry$) ઉત્પન્ન કરે છે કારણ કે વ્યતિકરણ (crossing over) થતું નથી.
પરિણામે,$F_{2}$ પેઢી એક-સંકરણ (monohybrid cross) જેવો જ સ્વરૂપ પ્રકારનો ગુણોત્તર દર્શાવશે,જે $3: 1$ છે.

(D) જનીનો વચ્ચેનું અંતર એ પુનઃસંયોજન (recombination) ની આવૃત્તિ (વ્યતિકરણ) ના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે.
જનીનો $A$ અને $B$ એ $A$ અને $C$ કરતા વધુ નજીક હોવાથી,$A$ અને $C$ વચ્ચેની પુનઃસંયોજન આવૃત્તિ $A$ અને $B$ કરતા વધારે હોય છે.
આનો અર્થ એ છે કે $B$ એ $A$ અને $C$ ની વચ્ચે સ્થિત હોવું જોઈએ (ક્રમ: $A-B-C$).
વિધાન $I$ સાચું છે કારણ કે $A$ એક છેડે છે.
વિધાન $II$ સાચું છે કારણ કે $B$ એ $A$ અને $C$ ની વચ્ચે છે.
વિધાન $III$ ખોટું છે કારણ કે $C$ બીજા છેડે છે.
વિધાન $IV$ સાચું છે કારણ કે $A$ અને $C$ વચ્ચેનું અંતર વધુ હોવાથી ત્યાં વધુ વ્યતિકરણ થાય છે.
તેથી,વિધાનો $I, II$ અને $IV$ સાચા છે.

(C) આનુવંશિકતામાં,જ્યારે બે વિકૃત (mutant) જનીન પ્રકારો એકરૂપ રંગસૂત્રની જોડીના અલગ-અલગ રંગસૂત્રો પર સ્થિત હોય,ત્યારે આ ગોઠવણીને $trans$ ગોઠવણી કહેવામાં આવે છે.
તેનાથી વિપરીત,જો બંને વિકૃત જનીન પ્રકારો એક જ રંગસૂત્ર પર હાજર હોય,તો તેને $cis$ ગોઠવણી તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તેથી,જ્યારે સામાન્ય અને વિકૃત જનીન પ્રકારો એકરૂપ રંગસૂત્રની જોડીના વિરુદ્ધ રંગસૂત્રો પર હાજર હોય,ત્યારે તે વિષમયુગ્મીને $trans$ વિષમયુગ્મી કહેવામાં આવે છે.

(C) બિન-પિતૃ જનીન સંયોજનોના નિર્માણને $\text{પુનઃસંયોજન}$ $(Recombination)$ કહેવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા $\text{અર્ધસૂત્રીભાજન}$ $(meiosis)$ દરમિયાન $\text{વ્યતિકરણ}$ $(crossing-over)$ દ્વારા થાય છે, જેમાં સમજાત રંગસૂત્રો જનીનિક દ્રવ્યની આપ-લે કરે છે, જેના પરિણામે પિતૃઓ કરતા અલગ એવા જનીનોના નવા સંયોજનો ઉત્પન્ન થાય છે.

(A) થોમસ હન્ટ મોર્ગને લિંગ-સંલગ્ન જનીનોનો અભ્યાસ કરવા માટે ડ્રોસોફિલા મેલાનોગેસ્ટર પર પ્રયોગો કર્યા હતા. તેણે પીળા શરીરવાળી,સફેદ આંખવાળી માદાઓનું કથ્થઈ શરીરવાળી,લાલ આંખવાળા નર સાથે સંકરણ કરાવ્યું અને તેમની $F_{1}$ સંતતિનું આંતર-સંકરણ કરાવ્યું.
$1$. શરીરના રંગ અને આંખના રંગ માટેના જનીનો એક જ $X$ રંગસૂત્ર પર આવેલા હોવાથી,તેઓ ભૌતિક રીતે સંલગ્ન (linked) છે.
$2$. આ સંલગ્નતાને કારણે,જનીનો સ્વતંત્ર રીતે વિશ્લેષણ પામતા નથી,જેના પરિણામે $F_{2}$ પેઢીમાં અપેક્ષિત મેન્ડેલિયન દ્વિ-સંકરણ ગુણોત્તર $9 : 3 : 3 : 1$ થી નોંધપાત્ર વિચલન જોવા મળે છે.
$3$. વ્યતિકરણ (crossing over) ને કારણે પુનઃસંયોજન થાય છે,તેથી પુનઃસંયોજિત પ્રકારો પ્રાપ્ત થાય છે,જોકે તે પિતૃ પ્રકારો કરતા ઓછી આવૃત્તિમાં હોય છે.
તેથી,વિધાનો $(a)$ અને $(b)$ સાચા છે.

(D) આલ્ફ્રેડ સ્ટર્ટેવન્ટ,જે થોમસ હન્ટ મોર્ગનના વિદ્યાર્થી હતા,તેમણે સમાન રંગસૂત્ર પરના જનીન જોડ વચ્ચેના પુનઃસંયોજનની આવૃત્તિનો ઉપયોગ જનીનો વચ્ચેના અંતરના માપ તરીકે કર્યો અને રંગસૂત્ર પર તેમનું સ્થાન દર્શાવ્યું.
આ પદ્ધતિને જિનેટિક મેપિંગ અથવા લિંકેજ મેપિંગ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તેથી,$(B)$ એ સ્ટર્ટેવન્ટ છે અને $(A)$ એ સમાન રંગસૂત્ર છે.

(B) રંગસૂત્ર નકશાઓ જનીનો વચ્ચેના પુનઃસંયોજનની આવૃત્તિ પર આધારિત હોય છે. જો કે,'interference' (દખલગીરી) ની ઘટનાને કારણે તે સંપૂર્ણપણે સચોટ હોતા નથી. જ્યારે રંગસૂત્રના કોઈ ચોક્કસ પ્રદેશમાં એક વ્યતિકરણની ઘટના થાય છે,ત્યારે તે નજીકના પ્રદેશમાં અન્ય વ્યતિકરણ થવાની સંભાવનાને ઘટાડે છે. વધુમાં,બે જનીનો વચ્ચે એક કરતા વધુ વ્યતિકરણ થઈ શકે છે,જે પુનઃસંયોજન તરીકે ઓળખાઈ શકતા નથી,જેના પરિણામે રંગસૂત્ર પરના જનીનો વચ્ચેના વાસ્તવિક ભૌતિક અંતરનું ઓછું અનુમાન થાય છે.

(C) $Lathyrus$ $odoratus$ (સ્વીટ પી) માં,ફૂલના રંગ ($B$ વાદળી માટે,$b$ લાલ માટે) અને પરાગરજના આકાર ($L$ લાંબા માટે,$l$ ગોળ માટે) ના જનીનો લિંકેજ દર્શાવે છે.
$cis$ ગોઠવણીમાં,પ્રભાવી જનીનો એક રંગસૂત્ર પર $(BL)$ અને પ્રચ્છન્ન જનીનો બીજા રંગસૂત્ર પર $(bl)$ હોય છે.
ટેસ્ટ ક્રોસ $BbLl \times bbll$ છે.
પિતૃ સંયોજનો (નોન-રિકોમ્બિનન્ટ્સ) $BL$ અને $bl$ છે,જ્યારે રિકોમ્બિનન્ટ પ્રકારો $Bl$ અને $bL$ છે.
આ ક્રોસ માટેના લિંકેજ ડેટાના આધારે,સંતતિનો ગુણોત્તર $7$ (વાદળી-લાંબા) : $1$ (વાદળી-ગોળ) : $1$ (લાલ-લાંબા) : $7$ (લાલ-ગોળ) છે.
પિતૃ પ્રકારો વાદળી-લાંબા $(BbLl)$ અને લાલ-ગોળ $(bbll)$ છે,જે કુલ $16$ સંતતિમાંથી $7 + 7 = 14$ છે.
પિતૃ પ્રકારોની ટકાવારી = $(14 / 16) \times 100 = 87.4\%$.

(D) મેન્ડલે વટાણાના છોડમાં $7$ જોડ વિરોધાભાસી લક્ષણોનો અભ્યાસ કર્યો હતો. સહલગ્નતા એટલે એક જ રંગસૂત્ર પર જનીનોનું ભૌતિક જોડાણ. વટાણાના છોડના કિસ્સામાં,પાછળથી જાણવા મળ્યું કે મેન્ડલે જે લક્ષણોનો અભ્યાસ કર્યો હતો તેમાંથી કેટલાક જનીનો એક જ રંગસૂત્ર પર આવેલા હતા. ખાસ કરીને,છોડની ઊંચાઈ અને સીંગના આકાર માટેના જનીનો રંગસૂત્ર $4$ પર આવેલા છે,અને પુષ્પના રંગ અને પુષ્પના સ્થાન માટેના જનીનો રંગસૂત્ર $1$ પર આવેલા છે. જોકે,આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$Plant \ height$ (છોડની ઊંચાઈ) અને $Pod \ shape$ (સીંગનો આકાર) નું સંયોજન એ $Pisum \ sativum$ માં સહલગ્નતા અંગેના આનુવંશિક અભ્યાસોમાં વારંવાર ટાંકવામાં આવતું એક ઉત્તમ ઉદાહરણ છે.

(B) પુનઃસંયોજન (Recombination) ને લિંગી પ્રજનન કરતી વસ્તીમાં એલીલિક વિવિધતાનો પ્રાથમિક સ્ત્રોત માનવામાં આવે છે.
અર્ધીકરણ દરમિયાન,વ્યતિકરણ (crossing over) ની પ્રક્રિયા સમજાત રંગસૂત્રો વચ્ચે જનીનિક દ્રવ્યની આપ-લે તરફ દોરી જાય છે.
આના પરિણામે જનનકોષોમાં એલીલ્સના નવા સંયોજનો બને છે,જે વસ્તીમાં જનીનિક વિવિધતામાં વધારો કરે છે.

(A) નર ડ્રોસોફિલામાં,લિંગી રંગસૂત્રો $XY$ હોય છે. જનીનો $y$ અને $w$ એ $X$-રંગસૂત્ર પર આવેલા હોય છે,જ્યારે $Y$-રંગસૂત્ર પર આ જનીનોના વૈકલ્પિક કારકો (alleles) હોતા નથી.
નર આ જનીનો માટે હેમિઝાયગસ (hemizygous) હોવાથી,અર્ધીકરણ દરમિયાન તે બે પ્રકારના જન્યુઓ ઉત્પન્ન કરશે:
$1$. $y$ અને $w$ જનીનો ધરાવતું $X$-રંગસૂત્ર ધરાવતા જન્યુઓ.
$2$. $Y$-રંગસૂત્ર ધરાવતા જન્યુઓ (જેમાં આ જનીનો હોતા નથી).
તેથી,ઉત્પન્ન થતા જન્યુઓના પ્રકારોની કુલ સંખ્યા $2$ છે.

(D) વ્યતિકરણ એ એવી ઘટના છે જેમાં એક વ્યતિકરણની ઘટના નજીકના વિસ્તારમાં બીજી વ્યતિકરણની ઘટના થવાની સંભાવના ઘટાડે છે.
ગાણિતિક રીતે, કોએફિશિયન્ટ ઓફ કોઇન્સિડન્સ $(C)$ એ અવલોકિત દ્વિ-વ્યતિકરણ અને અપેક્ષિત દ્વિ-વ્યતિકરણના ગુણોત્તર તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે.
વ્યતિકરણ $(I)$ ની ગણતરી $I = 1 - C$ તરીકે કરવામાં આવે છે.
જો વ્યતિકરણ સંપૂર્ણ હોય $(I = 1)$, તો $1 = 1 - C$, જેનો અર્થ છે કે $C = 0$.
કારણ કે $C = (\text{અવલોકિત દ્વિ-વ્યતિકરણ} / \text{અપેક્ષિત દ્વિ-વ્યતિકરણ})$, જો $C = 0$ હોય, તો અવલોકિત દ્વિ-વ્યતિકરણ $0$ હોવા જોઈએ.