Linkage and recombination Questions in Gujarati

(D) વિધાન ખોટું છે કારણ કે વ્યતીકરણ એ સમજાત રંગસૂત્રોની નોન-સિસ્ટર ક્રોમેટિડ્સ વચ્ચે થાય છે,અસમજાત રંગસૂત્રો વચ્ચે નહીં.
કારણ પણ ખોટું છે કારણ કે વ્યતીકરણ અસ્તિત્વમાં રહેલી લિંકેજને તોડે છે અને જનીનોના નવા સંયોજનો (પુનઃસંયોજન) બનાવે છે,નવી લિંકેજ ઉત્પન્ન કરતું નથી.
તેથી,વિધાન અને કારણ બંને ખોટા છે.

(C) વિધાન $(A)$ સાચું છે. કેટલાક સજીવોમાં સંપૂર્ણ સહલગ્નતા (complete linkage) જોવા મળે છે,જ્યાં એક જ રંગસૂત્ર પર આવેલા તમામ જનીનો એક બ્લોક તરીકે વારસામાં ઉતરે છે,જેના પરિણામે પુનઃસંયોજન (recombination) થતું નથી.
કારણ $(R)$ ખોટું છે. દ્વિ-સંકરણ કસોટી સંકરણ $(AaBb \times aabb)$ માં સામાન્ય રીતે ચાર સ્વરૂપ પ્રકારો $1:1:1:1$ ના પ્રમાણમાં મળે છે જો જનીનો મુક્ત રીતે વિશ્લેષણ પામતા હોય. જો જનીનો સહલગ્ન હોય,તો પ્રમાણ બદલાય છે,પરંતુ તે હંમેશા માત્ર બે જ સ્વરૂપ પ્રકારો આપે તે જરૂરી નથી,સિવાય કે સહલગ્નતા સંપૂર્ણ હોય.

(C) થોમસ હન્ટ મોર્ગને $Drosophila$ માં લિંગ-સંલગ્ન આનુવંશિકતાનો અભ્યાસ કરવા માટે વિવિધ ક્રોસ કર્યા હતા।
વિધાન સાચું છે કારણ કે મોર્ગને સફેદ આંખના રંગ માટેના જનીનને $X$-રંગસૂત્ર પર સ્થાન આપવા માટે ચોક્કસ ક્રોસ કર્યા હતા।
આપેલું કારણ ખોટું છે કારણ કે વર્ણવેલ ક્રોસ (લાલ આંખવાળી સંકર માદા $\times$ સફેદ આંખવાળો નર) એ ટેસ્ટ ક્રોસ અથવા ચોક્કસ સંકરણ પદ્ધતિ છે, પરંતુ તે તેના પ્રખ્યાત પ્રયોગોના સંદર્ભમાં $X$-રંગસૂત્ર સાથે સફેદ આંખના જનીનની લિંકેજ સ્થાપિત કરવા માટે વપરાયેલા મૂળભૂત ક્રોસનું સચોટ વર્ણન કરતું નથી।
તેથી, વિધાન સાચું છે, પરંતુ કારણ ખોટું છે।

(B) મેન્ડલનો મુક્ત વિશ્લેષણનો નિયમ જણાવે છે કે બે (અથવા વધુ) અલગ-અલગ જનીનોના વિકલ્પી કારકો (alleles) એકબીજાથી સ્વતંત્ર રીતે જન્યુઓમાં વિભાજિત થાય છે.
જો કે,આ નિયમ ફક્ત એવા જનીનોને લાગુ પડે છે જે અલગ-અલગ રંગસૂત્રો પર આવેલા હોય અથવા એક જ રંગસૂત્ર પર ખૂબ દૂર આવેલા હોય.
જ્યારે જનીનો એક જ રંગસૂત્ર પર નજીક આવેલા હોય,ત્યારે તેઓ 'સહલગ્નતા' (linkage) ની ઘટના દર્શાવે છે.
સહલગ્ન જનીનો સાથે વારસામાં ઉતરે છે અને મુક્ત રીતે વિશ્લેષણ પામતા નથી,આમ તેઓ મેન્ડલના મુક્ત વિશ્લેષણના નિયમનું ઉલ્લંઘન કરે છે.
તેથી,વિધાન $(A)$ સાચું છે.
કારણ $(R)$ જણાવે છે કે નજીક આવેલા જનીનો મુક્ત રીતે વિશ્લેષણ પામે છે,જે ખોટું છે કારણ કે નજીક આવેલા જનીનો સહલગ્નતા દર્શાવે છે અને મુક્ત રીતે વિશ્લેષણ પામતા નથી.
આમ,$(A)$ સાચું છે પરંતુ $(R)$ ખોટું છે.

(C) પુનઃસંયોજન આવૃત્તિ એ રંગસૂત્ર પરના જનીનો વચ્ચેના અંતરના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે. તેથી,$1\% \text{ પુનઃસંયોજન આવૃત્તિ} = 1 \text{ મેપ યુનિટ (cM)}$.
આપેલ અંતર:
$a-c = 5 \text{ cM}$
$b-c = 15 \text{ cM}$
$b-d = 9 \text{ cM}$
$a-b = 20 \text{ cM}$
$c-d = 24 \text{ cM}$
$a-d = 29 \text{ cM}$
પગલું $1$: $a$ અને $c$ ને $5 \text{ cM}$ ના અંતરે મૂકો.
પગલું $2$: $a-b = 20 \text{ cM}$ અને $c-b = 15 \text{ cM}$ હોવાથી,$b$ ને એવી રીતે મૂકવું જોઈએ કે જેથી $c$ એ $a$ અને $b$ ની વચ્ચે આવે $(a-c-b = 5 + 15 = 20 \text{ cM})$.
પગલું $3$: $d$ માટે તપાસો. આપણી પાસે $b-d = 9 \text{ cM}$ અને $c-d = 24 \text{ cM}$ છે. $c-b = 15 \text{ cM}$ અને $b-d = 9 \text{ cM}$ હોવાથી,$d$ ને $b$ ની બીજી બાજુએ એવી રીતે મૂકવું જોઈએ કે જેથી $c-b-d = 15 + 9 = 24 \text{ cM}$ થાય.
પગલું $4$: $a-d = 29 \text{ cM}$ સાથે ચકાસો. ક્રમ $a-c-b-d$ છે. અંતર $a-d = a-c + c-b + b-d = 5 + 15 + 9 = 29 \text{ cM}$.
આ આપેલ ડેટા સાથે મેળ ખાય છે. આમ,ક્રમ $a, c, b, d$ છે.

(C) થોમસ હન્ટ મોર્ગનને 'પ્રાયોગિક જનીનવિદ્યાના પિતા' તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તેમણે તેમના પ્રયોગો ફળમાખી,$Drosophila$ $melanogaster$ પર કર્યા હતા.
તેમણે આ સજીવની પસંદગી કરી કારણ કે તેને પ્રયોગશાળામાં સરળ કૃત્રિમ માધ્યમ પર ઉછેરી શકાય છે,તેનું જીવનચક્ર ટૂંકું (આશરે બે અઠવાડિયા) હોય છે અને તે મોટી સંખ્યામાં સંતતિ ઉત્પન્ન કરે છે.
વધુમાં,તેમાં નર અને માદા વચ્ચે સ્પષ્ટ તફાવત જોવા મળે છે અને તેમાં ઘણા પ્રકારના આનુવંશિક તફાવતો હોય છે જે સામાન્ય માઇક્રોસ્કોપ દ્વારા જોઈ શકાય છે.

(C) થોમસ હન્ટ મોર્ગને લિંકેજ (સહલગ્નતા) અને પુનઃસંયોજનનો અભ્યાસ કરવા માટે ડ્રોસોફિલામાં દ્વિસંકરણ પ્રયોગો કર્યા હતા.
સંકરણ $A$ (પીળા શરીર,સફેદ આંખ સાથે વન્ય પ્રકાર) માં,શરીરના રંગ $(y)$ અને આંખના રંગ $(w)$ માટેના જનીનો મજબૂત રીતે જોડાયેલા છે. પિતૃ પ્રકારો $(P)$ $98.7\%$ છે અને પુનઃસંયોજિત પ્રકારો $(Q)$ $1.3\%$ છે.
સંકરણ $B$ (સફેદ આંખ,લઘુપાંખ સાથે વન્ય પ્રકાર) માં,આંખના રંગ $(w)$ અને પાંખના કદ $(m)$ માટેના જનીનો છૂટક રીતે જોડાયેલા છે. પિતૃ પ્રકારો $(R)$ $62.8\%$ છે અને પુનઃસંયોજિત પ્રકારો $(S)$ $37.2\%$ છે.
તેથી,પ્રમાણ $P = 98.7\%, Q = 1.3\%, R = 62.8\%, S = 37.2\%$ છે.
આ વિકલ્પ $C$ સાથે સુસંગત છે.

(B) અલ્ફ્રેડ સ્ટર્ટીવેંટ,જે થોમસ હન્ટ મોર્ગનના વિદ્યાર્થી હતા,તેમણે એક જ રંગસૂત્ર પર રહેલી જનીન જોડ વચ્ચેની પુનઃસંયોજન આવૃત્તિનો ઉપયોગ જનીનો વચ્ચેના અંતરના માપ તરીકે કર્યો અને રંગસૂત્ર પર તેમનું સ્થાન દર્શાવતો નકશો તૈયાર કર્યો. આ પદ્ધતિ જનીનિક નકશા (genetic mapping) નો આધાર છે.

(D) આલ્ફ્રેડ સ્ટર્ટેવેન્ટે એક જ રંગસૂત્ર પર આવેલા જનીન જોડ વચ્ચેના પુનઃસંયોજનની આવૃત્તિને જનીનો વચ્ચેના અંતરના માપ તરીકે ઉપયોગમાં લીધી અને રંગસૂત્ર પર તેમનું 'મેપિંગ' (સ્થાન નક્કી) કર્યું.
સટન અને બોવેરીએ આનુવંશિકતાનો રંગસૂત્રીય વાદ પ્રસ્તાવિત કર્યો હતો.
હેન્કિંગે $X$-રંગસૂત્રની શોધ કરી હતી.
થોમસ હન્ટ મોર્ગને આનુવંશિકતાના રંગસૂત્રીય વાદને સાબિત કર્યો અને સહલગ્નતા (linkage) નો ખ્યાલ આપ્યો હતો.

(A, B) વિધાન $A$ સાચું છે: થોમસ હન્ટ મોર્ગને આનુવંશિકતાની ક્રિયાવિધિ સમજાવવા માટે રંગસૂત્રીય વિશ્લેષણના જ્ઞાનને મેન્ડેલિયન સિદ્ધાંતો સાથે જોડ્યું.
વિધાન $B$ સાચું છે: થોમસ હન્ટ મોર્ગને આનુવંશિકતાના રંગસૂત્રીય સિદ્ધાંત માટે પ્રાયોગિક પુરાવા પૂરા પાડવા માટે $Drosophila$ $\text{melanogaster}$ (ફળમાખી) પર કામ કર્યું.
વિધાન $C$ ખોટું છે: $Drosophila$ $\text{melanogaster}$ ના એક સંવનનથી મોટી સંખ્યામાં સંતતિ ઉત્પન્ન થઈ શકે છે, જે આનુવંશિક અભ્યાસ માટે તેમને પસંદ કરવાનું એક મુખ્ય કારણ હતું.
વિધાન $D$ ખોટું છે: $Drosophila$ $\text{melanogaster}$ માં સ્પષ્ટ જાતીય દ્વિરૂપતા જોવા મળે છે, જેનાથી નર અને માદા માખીઓ વચ્ચે સરળતાથી તફાવત કરી શકાય છે.

(D) સાચો જવાબ $D$ છે.
$T.H.$ મોર્ગન અને તેમના સહકર્મીઓએ $Drosophila$ $melanogaster$ (ફળમાખી) નો ઉપયોગ કરીને વારસાગમનના રંગસૂત્રીય વાદની પ્રાયોગિક ચકાસણી કરી હતી.
આ માખીઓને પસંદ કરવામાં આવી હતી કારણ કે તેમને પ્રયોગશાળામાં સરળ કૃત્રિમ માધ્યમ પર ઉછેરી શકાય છે,તેમનું જીવનચક્ર ટૂંકું (આશરે બે અઠવાડિયા) હોય છે,અને એક સંવનન દ્વારા મોટી સંખ્યામાં સંતતિ ઉત્પન્ન થઈ શકે છે.
વધુમાં,તેઓ ઘણી પ્રકારની આનુવંશિક વિવિધતાઓ દર્શાવે છે જે લો-પાવર માઇક્રોસ્કોપથી જોઈ શકાય છે,'ઓછી' નહીં. તેથી,વિધાન $D$ ખોટું છે.

(D) લિંકેજ જૂથોને સજીવમાં રહેલા સમજાત રંગસૂત્રોની જોડની સંખ્યા તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
કોઈપણ દ્વિતીય (diploid) સજીવમાં,લિંકેજ જૂથોની સંખ્યા રંગસૂત્રોની એકકીય (haploid) સંખ્યા $(n)$ જેટલી હોય છે.
આપેલ છે કે મકાઈમાં $10$ જોડ રંગસૂત્રો છે,તેથી દ્વિતીય સંખ્યા $(2n)$ $20$ છે.
તેથી,એકકીય સંખ્યા $(n)$ $10$ થાય.
આમ,મકાઈમાં લિંકેજ જૂથોની સંખ્યા $10$ છે.

(D) થોમસ હન્ટ મોર્ગનના ડ્રોસોફિલા મેલાનોગેસ્ટર પરના પ્રયોગોએ લિંકેજ (સહલગ્નતા) અને પુનઃસંયોજનનો ખ્યાલ રજૂ કર્યો હતો.
$1$. લિંકેજ એટલે એક જ રંગસૂત્ર પર આવેલા જનીનોનું ભૌતિક જોડાણ.
$2$. ચુસ્ત રીતે જોડાયેલા જનીનો રંગસૂત્ર પર એકબીજાની ખૂબ નજીક આવેલા હોય છે,જેના પરિણામે પુનઃસંયોજનની આવૃત્તિ ખૂબ ઓછી હોય છે.
$3$. છૂટક રીતે જોડાયેલા જનીનો એક જ રંગસૂત્ર પર એકબીજાથી દૂર આવેલા હોય છે,જે તેમની વચ્ચે વ્યતિકરણ (crossing over) થવાની શક્યતા વધારે છે,પરિણામે ઉચ્ચ પુનઃસંયોજન જોવા મળે છે.
$4$. તેથી,'છૂટક રીતે જોડાયેલા જનીનો ઉચ્ચ પુનઃસંયોજન દર્શાવે છે' તે વિધાન વૈજ્ઞાનિક રીતે સાચું છે.

(D) જનીનિક નકશા,જેને લિંકેજ નકશા તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે રંગસૂત્ર પર જનીનોના સાપેક્ષ સ્થાનનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.
આ નકશાઓ જનીન લોકસ વચ્ચે થતા જનીનિક પુનઃસંયોજન (વ્યતિકરણ) ની આવૃત્તિના આધારે બનાવવામાં આવે છે.
બે જનીનો વચ્ચેનું અંતર સેન્ટિમોર્ગન $(cM)$ માં માપવામાં આવે છે,જ્યાં $1 \ cM$ એ $1\%$ પુનઃસંયોજન આવૃત્તિને અનુરૂપ છે.
તેથી,બે જનીનો વચ્ચે પુનઃસંયોજનની આવૃત્તિ જેટલી વધારે,તેટલા જ તેઓ રંગસૂત્ર પર એકબીજાથી દૂર આવેલા હોય છે.

(B) દરેક વિધાનનું વિશ્લેષણ કરીએ:
i. ડ્રોસોફિલા નરમાં ક્રોસિંગ ઓવર થતું નથી,જેના કારણે $X$ રંગસૂત્ર પરના જનીનોમાં સંપૂર્ણ સહલગ્નતા જોવા મળે છે. આ વિધાન સાચું છે.
ii. સહલગ્નતા સમૂહોની સંખ્યા રંગસૂત્રોની એકકીય (haploid) સંખ્યા $(n)$ ને અનુરૂપ હોય છે,દ્વિકીય $(2n)$ સંખ્યાને નહીં. આ વિધાન ખોટું છે.
iii. ડ્રોસોફિલા મેલેનોગેસ્ટરમાં $2n = 8$ રંગસૂત્રો હોય છે,તેથી તેની એકકીય સંખ્યા $n = 4$ છે. આમ,તેમાં $4$ સહલગ્નતા સમૂહો હોય છે. આ વિધાન સાચું છે.
iv. 'ક્રોસિંગ ઓવર' શબ્દ મોર્ગન અને કેટલ દ્વારા આપવામાં આવ્યો હતો. આ વિધાન સાચું છે.
v. ક્રોસિંગ ઓવર એ લિંગી પ્રજનન કરતા સજીવોમાં સાર્વત્રિક ઘટના છે,સિવાય કે ડ્રોસોફિલા નરમાં (જ્યાં તે ગેરહાજર હોય છે). આ વિધાન સાચું છે.
તેથી,સાચા વિધાનો i,iii,iv અને v છે.

(D) વ્યતીકરણ એ અર્ધીકરણના પૂર્વાવસ્થા-$I$ (prophase-$I$) દરમિયાન સમજાત રંગસૂત્રોની અ-સિસ્ટર ક્રોમેટિડ્સ વચ્ચે જનીનિક દ્રવ્યની આપ-લે છે.
તે જનીનિક પુનઃસંયોજન તરફ દોરી જાય છે,જે વસ્તીમાં ભિન્નતાઓની શક્યતા વધારે છે.
આ ભિન્નતાઓ પ્રાકૃતિક પસંદગી અને ઉત્ક્રાંતિ માટે આવશ્યક છે.
જોકે,'નજીક ગોઠવાયેલા સંલગ્ન જનીનો વ્યતીકરણ દરમિયાન હંમેશા અલગ થાય છે' તે વિધાન ખોટું છે.
એક જ રંગસૂત્ર પર એકબીજાની ખૂબ નજીક આવેલા જનીનો મજબૂત સંલગ્નતા દર્શાવે છે અને વ્યતીકરણ દ્વારા ભાગ્યે જ અલગ થાય છે; તેઓ સામાન્ય રીતે સાથે વારસામાં ઉતરે છે.

(A) લિંકેજ ગ્રુપની સંખ્યા ચોક્કસ જાતિના રંગસૂત્રોની એકકીય (haploid) સંખ્યા $(n)$ ને અનુરૂપ હોય છે.
મધમાખી $(Apis \text{ } mellifera)$ માં, માદા (શ્રમિક અને રાણી) માં રંગસૂત્રોની દ્વિકીય (diploid) સંખ્યા $2n = 32$ હોય છે.
તેથી, રંગસૂત્રોની એકકીય સંખ્યા $n = 16$ થાય છે.
લિંકેજ ગ્રુપની સંખ્યા એકકીય રંગસૂત્ર સંખ્યા જેટલી હોવાથી, મધમાખીમાં લિંકેજ ગ્રુપની કુલ સંખ્યા $16$ છે.

(A) લિંકેજ એટલે એક જ રંગસૂત્ર પર આવેલા જનીનોનું ભૌતિક જોડાણ. આ જનીનો સામાન્ય રીતે સાથે વારસામાં ઉતરે છે. જોકે,લિંકેજ ગ્રુપ ક્રોસિંગ ઓવર (વ્યતિકરણ) ની પ્રક્રિયા દરમિયાન અલગ થઈ શકે છે. ક્રોસિંગ ઓવર અર્ધીકરણ-$I$ ની પૂર્વાવસ્થા-$I$ ના પેકીટીન તબક્કા દરમિયાન થાય છે,જેમાં સમજાત રંગસૂત્રોની અ-સિસ્ટર ક્રોમેટિડ્સ વચ્ચે જનીનિક દ્રવ્યની આપ-લે થાય છે. આ પુનઃસંયોજન એક જ રંગસૂત્ર પર આવેલા જનીનો વચ્ચેના લિંકેજને તોડે છે,જેના પરિણામે જનીનોના નવા સંયોજનો બને છે.

(B) $Drosophila$ $melanogaster$ માં સફેદ આંખ અને લઘુ પાંખ માટેના જનીનો શિથિલ રીતે જોડાયેલા (loosely linked) હોય છે.
તેઓ એક જ રંગસૂત્ર પર એકબીજાથી દૂર આવેલા હોવાથી,તેઓ વ્યતિકરણ (crossing over) ની ઊંચી આવૃત્તિ દર્શાવે છે.
મોર્ગન દ્વારા આપવામાં આવેલા પ્રાયોગિક ડેટા મુજબ,આ લક્ષણો માટે જોવા મળતા પુનઃસંયોજિતોની ટકાવારી $37.2\%$ છે.

(C) $T.H. Morgan$ એ લિંકેજ અને પુનઃસંયોજનના સિદ્ધાંતોનો અભ્યાસ કરવા માટે $Drosophila \text{ } melanogaster$ (ફળમાખી) પર તેમના પ્રયોગો કર્યા હતા.
$Drosophila$ ની પસંદગી કરવામાં આવી હતી કારણ કે તેને પ્રયોગશાળામાં સરળ કૃત્રિમ માધ્યમ પર ઉછેરી શકાય છે,તેનું જીવનચક્ર ટૂંકું (આશરે બે અઠવાડિયા) હોય છે અને તે એક જ સંવનનમાં મોટી સંખ્યામાં સંતતિ ઉત્પન્ન કરે છે.
વધુમાં,તેમાં નર અને માદા વચ્ચે સ્પષ્ટ તફાવત જોવા મળે છે અને તેમાં ઘણા પ્રકારના આનુવંશિક તફાવતો હોય છે જે સામાન્ય માઇક્રોસ્કોપ વડે જોઈ શકાય છે.

(C) $Drosophila$ પરના મોર્ગનના પ્રયોગમાં,શરીરના રંગ અને આંખના રંગ માટેના જનીનો સહલગ્ન (linked) છે અને $X$ રંગસૂત્ર પર આવેલા છે.
જ્યારે પીળા શરીરવાળી અને સફેદ આંખવાળી માદાનું સંકરણ ભૂખરા શરીરવાળા અને લાલ આંખવાળા નર સાથે કરવામાં આવે છે,ત્યારે $F_1$ પેઢીમાં ભૂખરા શરીરવાળી,લાલ આંખવાળી માદા અને પીળા શરીરવાળા,સફેદ આંખવાળા નર પ્રાપ્ત થાય છે.
$F_1$ સંતતિનું આંતર-સંકરણ કરાવતા,જનીનિક સહલગ્નતાને કારણે $F_2$ પેઢીમાં અપેક્ષિત $9:3:3:1$ ગુણોત્તરથી નોંધપાત્ર વિચલન જોવા મળે છે.
પિતૃ પ્રકારો પુનઃસંયોજિત પ્રકારો કરતા ઘણા વધારે પ્રમાણમાં જોવા મળે છે.
આ ચોક્કસ સંકરણમાં જોવા મળેલ પુનઃસંયોજિતનું પ્રમાણ $1.3\%$ હતું,જે શરીરના રંગ અને આંખના રંગના જનીનો વચ્ચે ખૂબ જ મજબૂત સહલગ્નતા સૂચવે છે.

(D) સ્ટર્ટેવન્ટ.
થોમસ હન્ટ મોર્ગનના વિદ્યાર્થી આલ્ફ્રેડ સ્ટર્ટેવન્ટે $1913$ માં પ્રથમ આનુવંશિક નકશો (genetic map) વિકસાવ્યો હતો,જે એક જ રંગસૂત્ર પરના જનીન જોડીઓ વચ્ચેના પુનઃસંયોજનની આવૃત્તિ પર આધારિત હતો.

(B) સહલગ્નતા (Linkage) એ એવી ઘટના છે જેમાં એક જ રંગસૂત્ર પર નજીક આવેલા જનીનો સાથે વારસામાં ઉતરે છે કારણ કે તેઓ ભૌતિક રીતે જોડાયેલા હોય છે. આ ભૌતિક નિકટતા તેમને અર્ધસૂત્રીભાજન (meiosis) દરમિયાન સ્વતંત્ર રીતે અલગ થતા અટકાવે છે,આમ સંતતિમાં તેમનું જોડાણ જળવાઈ રહે છે.