GSEB Class 12 Biology Solutions Chapter 6 આનુવંશિક્તાનો આણ્વિય આધાર

GSEB Solutions Class 12 Biology Chapter 6 આનુવંશિક્તાનો આણ્વિય આધાર

 

Question 1. નીચે આપેલને નાઇટ્રોજન બેઇઝ અને ન્યુક્લિઓસાઇડમાં વર્ગીકૃતકરો. એડેનીન, સાઇટિડીન, થાઇમિન, ગ્વાનોસિન, યુરેસીલ અને સાયટોસીન.
Answer: ઘટકોને તેમની રચના મુજબ વર્ગીકૃત કરતાં, નાઇટ્રોજન બેઇઝમાં એડેનીન, થાઇમિન, યુરેસીલ અને સાયટોસીનનો સમાવેશ થાય છે. જ્યારે ન્યુક્લિઓસાઇડ્સમાં સાઇટિડીન અને ગ્વાનોસિનનો સમાવેશ થાય છે.
In simple words: નાઇટ્રોજન બેઇઝ એ DNA/RNA ના મૂળભૂત ઘટકો છે, જ્યારે ન્યુક્લિઓસાઇડ એ નાઇટ્રોજન બેઇઝ અને શર્કરાનું સંયોજન છે.

🎯 Exam Tip: આ પ્રશ્ન બેઇઝ અને ન્યુક્લિઓસાઇડ વચ્ચેનો તફાવત ઓળખવાની વિદ્યાર્થીની ક્ષમતાનું મૂલ્યાંકન કરે છે, જે આણ્વિક જીવવિજ્ઞાનનો પાયો છે.

 

Question 2. જો બેવડી શૃંખલામય DNAમાં 20% સાયટોસીન હોય, તો DNAમાં રહેલ એડેનીનની ટકાવારીની ગણતરી કરો.
Answer: ચારગાફના નિયમ મુજબ, બેવડી શૃંખલામય DNAમાં, સાયટોસીનની ટકાવારી ગ્વાનીનની ટકાવારી જેટલી હોય છે, અને એડેનીનની ટકાવારી થાઇમિનની ટકાવારી જેટલી હોય છે.
આપેલ છે કે સાયટોસીનનું પ્રમાણ = 20%
તેથી, ગ્વાનીનનું પ્રમાણ પણ = 20%
DNAમાં કુલ બેઇઝનું પ્રમાણ 100% હોય છે.
થાઇમિન + એડેનીનનું પ્રમાણ = 100 - (સાયટોસીન + ગ્વાનીનનું પ્રમાણ)
થાઇમિન + એડેનીનનું પ્રમાણ = 100 - (20 + 20) = 60%
ચूंकि એડેનીન અને થાઇમિનનું પ્રમાણ સમાન હોય છે,
માટે એડેનીનનું પ્રમાણ = 60 / 2 = 30%
In simple words: DNA માં, સાયટોસીન હંમેશા ગ્વાનીન સાથે જોડાય છે અને એડેનીન હંમેશા થાઇમિન સાથે જોડાય છે; તેથી, જો સાયટોસીન 20% હોય, તો ગ્વાનીન પણ 20% હશે, અને બાકીના 60% માં એડેનીન અને થાઇમિન સરખા ભાગે એટલે કે 30% એડેનીન હશે.

🎯 Exam Tip: આવા ગણતરી આધારિત પ્રશ્નોમાં ચારગાફના નિયમનો યોગ્ય ઉપયોગ કરીને સાચા જવાબ સુધી પહોંચવું મહત્ત્વનું છે.

 

Question 3. જો DNAની એકશૃંખલાનો અનુક્રમ નીચે મુજબ છેઃ 5'-ATGCATGCATGCATGCATGCATGCATGC-3' તો પૂરક શૃંખલાના અનુક્રમને 5' -> 3' દિશામાં લખો.
Answer: આપેલ DNA શૃંખલાનો અનુક્રમ 5'-ATGCATGCATGCATGCATGCATGCATGC-3' છે.
તેની પૂરક શૃંખલા (complementary strand) ચારગાફના નિયમ મુજબ બનશે, જ્યાં A એ T સાથે અને G એ C સાથે જોડાય છે, પરંતુ તેની દિશા વિપરીત હશે:
3'-TACGTACGTACGTACGTACGTACGTACG-5'
આ પૂરક શૃંખલાને 5' -> 3' દિશામાં લખવા માટે તેને ઉલટાવી દેવી પડશે:
5'-GCATGCATGCATGCATGCATGCAT-3'
In simple words: આપેલ DNA શૃંખલા માટે, પૂરક શૃંખલા T ને A, A ને T, C ને G, અને G ને C સાથે જોડીને બને છે, અને 5' થી 3' દિશામાં લખવા માટે તેને ઉલટાવી દેવામાં આવે છે.

🎯 Exam Tip: DNA અનુક્રમોને ઓળખવા અને પૂરક શૃંખલાઓને યોગ્ય દિશામાં લખવા માટે બેઇઝ પેરિંગના નિયમો અને શૃંખલા ધ્રુવીયતાનું જ્ઞાન આવશ્યક છે.

 

Question 4. જો પ્રત્યાંકન એકમમાં સાંકેતિક શૃંખલાના અનુક્રમને નીચે પ્રમાણે લખવામાં આવેલ છેઃ 5'-ATGCATGCATGCATGCATGCATGCATGC-3' તો m-RNA નો અનુક્રમલો.
Answer: પ્રત્યાંકન એકમમાં સાંકેતિક શૃંખલાનો અનુક્રમ 5'-ATGCATGCATGCATGCATGCATGCATGC-3' છે.
પ્રત્યાંકન પ્રક્રિયામાં, m-RNA નો અનુક્રમ સાંકેતિક શૃંખલા જેવો જ હોય ​​છે, ફક્ત તેમાં થાઇમિન (T) ને બદલે યુરેસીલ (U) હોય છે.
તેથી, m-RNA નો અનુક્રમ નીચે મુજબ જોવા મળે છે:
5'-AUGCAUGCAUGCAUGCAUGCAUGCAUGC-3'
In simple words: m-RNA ટેમ્પ્લેટ શૃંખલામાંથી બને છે પરંતુ સાંકેતિક શૃંખલાને સમાન હોય છે, ફક્ત તેમાં થાઇમિન (T) ને બદલે યુરેસીલ (U) હોય છે.

🎯 Exam Tip: m-RNA અનુક્રમ નક્કી કરતી વખતે, થાઇમિન (T) ને યુરેસીલ (U) માં બદલવાનું યાદ રાખો અને સાંકેતિક શૃંખલાના અનુક્રમનો સીધો ઉપયોગ કરો.

 

Question 5. બેવડી કુંતલમય DNA ની કઈ વિશિષ્ટતાએ વોટ્સન અને ક્રિકને DNA સ્વયંજનનના અર્ધરૂઢિગત સ્વરૂપને કલ્પિત કરવામાં સહયોગકર્યો? સમજાવો.
Answer: વોટ્સન અને ક્રિકે અવલોકન કર્યું કે DNA માં નાઇટ્રોજન બેઇઝ બે પોલીન્યુક્લિઓટાઇડ શૃંખલાઓ વચ્ચે પૂરક જોડી બનાવે છે. X-રે વિવર્તનના ડેટાના આધારે, તેઓએ સૂચવ્યું કે DNA માં બેવડી કુંતલયુક્ત બે શૃંખલાઓ છે. આ શૃંખલાઓમાં, શર્કરા અને ફોસ્ફેટ બહારની તરફ હોય છે જ્યારે નાઇટ્રોજન બેઇઝ અંદરની તરફ ગોઠવાયેલા હોય છે. તેઓએ એમ પણ જણાવ્યું કે બંને શૃંખલાઓ 5' -> 3' દિશામાં એકબીજાને પ્રતિસમાંતર હોય છે. બંને શૃંખલાઓ કુંતલાકારે સીડીની જેમ વળાંકવાળી હોય છે, જેમાં પગથિયાં વલયાકારે ગોઠવાયેલા હોય છે.
DNA મોડેલના આ ગુણધર્મોએ તેઓને DNA સ્વયંજનનની અર્ધરૂઢિગત પ્રણાલીની કલ્પના કરવા પ્રેર્યા. આ પ્રણાલીમાં, બે શૃંખલાઓ અલગ પડે છે અને નવી પૂરક શૃંખલાઓના નિર્માણ માટે ટેમ્પ્લેટ તરીકે કાર્ય કરે છે.
In simple words: DNA ની બેવડી કુંતલ રચના, જ્યાં પૂરક બેઇઝ જોડ અને પ્રતિસમાંતર શૃંખલાઓ હોય છે, એ દર્શાવે છે કે દરેક જૂની શૃંખલા નવી શૃંખલા બનાવવા માટે ટેમ્પ્લેટ તરીકે કાર્ય કરી શકે છે, જેને અર્ધરૂઢિગત સ્વયંજનન કહેવાય છે.

🎯 Exam Tip: અર્ધરૂઢિગત સ્વયંજનનની વિભાવના સમજાવતી વખતે, DNA ની બેવડી કુંતલ રચના, પૂરક બેઇઝ જોડ અને પ્રતિસમાંતર શૃંખલાઓના મહત્ત્વ પર ભાર મૂકો.

 

Question 6. ટેબ્લેટ (DNA અથવા RNA)ની રાસાયણિક પ્રકૃતિ અને તેમાંથી (DNA અથવા RNA) સંશ્વેષિત ન્યુક્લિઇક એસિડની પ્રકૃતિના આધારે ન્યુક્લિઇક એસિડ પોલિમરેઝના વિવિધ પ્રકારની યાદી બનાવો.
Answer: ન્યુક્લિઇક એસિડ પોલિમરેઝના વિવિધ પ્રકારો તેમની ટેમ્પ્લેટ અને સંશ્લેષિત ન્યુક્લિઇક એસિડની પ્રકૃતિ પર આધાર રાખીને નીચે મુજબ છે:
1. DNA આધારિત DNA પોલિમરેઝ: આ ઉત્સેચક ડીઓક્સિન્યુક્લિઓટાઇડ્સના પોલિમરાઇઝેશન માટે DNA ટેમ્પ્લેટનો ઉપયોગ કરે છે.
2. DNA આધારિત RNA પોલિમરેઝ: આ ઉત્સેચક બેક્ટેરિયામાં તમામ પ્રકારના RNA (rRNA, tRNA, mRNA) ના પ્રત્યાંકન માટે કાર્ય કરે છે.
3. DNA આધારિત RNA પોલિમરેઝ I: આ ઉત્સેચક r-RNAs નું પ્રત્યાંકન કરે છે.
4. DNA આધારિત RNA પોલિમરેઝ II: આ ઉત્સેચક m-RNA ના પૂર્વસૂચક (precursor) hnRNA નું પ્રત્યાંકન કરે છે.
5. DNA આધારિત RNA પોલિમરેઝ III: આ ઉત્સેચક t-RNA નું પ્રત્યાંકન કરે છે.
છેલ્લા ત્રણ પોલિમરેઝ સુકોષકેન્દ્રીમાં જોવા મળે છે.
In simple words: પોલિમરેઝ ઉત્સેચકો DNA અથવા RNA ને ટેમ્પ્લેટ તરીકે ઉપયોગ કરીને નવા DNA અથવા RNA અણુઓ બનાવે છે, અને તેમના કાર્યોને આધારે વિવિધ પ્રકારોમાં વહેંચાયેલા છે.

🎯 Exam Tip: વિવિધ પોલિમરેઝ ઉત્સેચકોના નામ અને તેમના દ્વારા સંશ્લેષિત થતા ન્યુક્લિક એસિડના પ્રકારો યાદ રાખવા અગત્યના છે.

 

Question 7. DNA આનુવંશિક દ્રવ્ય છે તેને સિદ્ધ કરવા માટે પોતાના પ્રયોગ દરમિયાન હર્શી અને ચેઝ DNA અને પ્રોટીન વચ્ચે કેવી રીતે ભેદ સ્થાપિત કર્યો?
Answer: આનુવંશિક દ્રવ્યનું બંધારણ નક્કી કરવા માટે, હર્શી અને ચેઝે બેક્ટેરિયોફેઝ પર પ્રયોગ કર્યો.
સામાન્ય રીતે, T2 બેક્ટેરિયોફેઝ E. coli ની દીવાલ સાથે તેના પૂંછડી તંતુ દ્વારા જોડાય છે અને બેક્ટેરિયાની કોષદીવાલને તોડવા લાઇસોઝાઇમનો સ્ત્રાવ કરે છે.
કેટલાક બેક્ટેરિયોફેઝને રેડિયોએક્ટિવ ફોસ્ફરસ (32P) ધરાવતા માધ્યમમાં ઉછેરવામાં આવ્યા. જે બેક્ટેરિયોફેઝ 32P ની હાજરીમાં ઉછર્યા, તેઓ રેડિયોએક્ટિવ DNA ધરાવે છે, કારણ કે DNA માં ફોસ્ફરસ હોય છે અને પ્રોટીનમાં હોતું નથી.
તે જ રીતે, અન્ય બેક્ટેરિયોફેઝને રેડિયોએક્ટિવ સલ્ફર (35S) ધરાવતા માધ્યમમાં ઉછેરવામાં આવ્યા. જે 35S માધ્યમમાં ઉછર્યા, તેઓ રેડિયોએક્ટિવ પ્રોટીન ધરાવે છે પરંતુ રેડિયોએક્ટિવ DNA ધરાવતા નથી, કારણ કે સલ્ફર એમિનો એસિડનો બંધારણીય ઘટક છે.
આ બે પ્રકારના ફેજીસનો ઉપયોગ સામાન્ય બેક્ટેરિયલ કોષોને ચેપગ્રસ્ત કરવા માટે થયો. અવલોકન દર્શાવે છે કે રેડિયોએક્ટિવિટી બાળકોષોમાં રૂપાંતરિત થઈ શકે છે. જ્યારે જે ફેજીસ રેડિયોએક્ટિવ સલ્ફર ધરાવે છે, તેમની રેડિયોએક્ટિવિટી બાળકોષોમાં રૂપાંતરિત થઈ શકતી નથી.
આમ, હર્શી અને ચેઝે DNA અને પ્રોટીન વચ્ચે ભેદ કરીને સાબિત કર્યું કે DNA જ આનુવંશિક દ્રવ્ય છે.
In simple words: હર્શી અને ચેઝે રેડિયોએક્ટિવ ફોસ્ફરસ (DNA માટે) અને સલ્ફર (પ્રોટીન માટે) નો ઉપયોગ કરીને દર્શાવ્યું કે ચેપગ્રસ્ત બેક્ટેરિયામાં ફક્ત DNA જ દાખલ થાય છે અને આગલી પેઢીમાં પસાર થાય છે, જેનાથી DNA આનુવંશિક દ્રવ્ય હોવાનું સાબિત થયું.

🎯 Exam Tip: હર્શી અને ચેઝના પ્રયોગની પદ્ધતિ, ઉપયોગમાં લેવાયેલા રેડિયોએક્ટિવ આઇસોટોપ્સ અને તેનાં તારણોને ધ્યાનપૂર્વક યાદ રાખો.

 

Question 8. નીચેના વચ્ચે ભેદ સ્પષ્ટકરોઃ
(a) પુનરાવર્તિત DNA અને સેટેલાઇટ DNA
(b) m-RNA અને t-RNA
(c) ટેમ્પ્લેટ શૃંખલા અને કોડિંગ શૃંખલા
Answer:
(a)

પુનરાવર્તિત DNA	સેટેલાઇટ DNA
1. તે નોન-કોડિંગ DNA છે જે એકસમાન અનુક્રમોની ઘણી નકલો ધરાવે છે જે ટેન્ડમમાં અથવા ઇન્ટરસ્પેર્સ્ડ રીતે જોવા મળે છે.	1. તે નોન-કોડિંગ ટેન્ડમ પુનરાવર્તિત અનુક્રમ દર્શાવે છે.
2. તે થોડીક બેઇઝ જોડથી હજારો બેઇઝ જોડ ધરાવતી હોઈ શકે છે.	2. તે સામાન્ય રીતે ટૂંકા પુનરાવર્તિત અનુક્રમો છે. (60 બેઇઝ જોડ સુધીના)
3. સિઝિયમ ક્લોરાઇડ ઘનતા ઢોળાંશમાં તે આછા પટ્ટાઓ દર્શાવે છે.	3. તેઓ નાના ઘેરા પટ્ટા તરીકે જોવા મળે છે.

(b)

m-RNA	t-RNA
1. પ્રોટીન સંશ્લેષણ અંગેની માહિતી કોષકેન્દ્રમાંથી કોષરસ તરફ વહન કરે છે.	1. વિવિધ એમિનો એસિડ સાથે જોડાઈ, તેને રિબોઝોમની સપાટી પર લાવે છે.
2. જનીનોની સક્રિયતાના આધારે અસંખ્ય m-RNA એકમો અલગ-અલગ સમયે કોષમાં કાર્યરત હોય છે.	2. વિવિધ પ્રકારના એમિનો એસિડના વહન માટે 61 પ્રકારના t-RNA સંભવિત છે. (જનીન સંકેત 61 છે.)
3. કાર્ય પૂરું કર્યા પછી m-RNA વિઘટન પામે છે.	3. t-RNA વિઘટન પામતા નથી.
4. m-RNAની ચોક્કસ અનુક્રમ એમિનો એસિડના સ્થાન નક્કી થાય છે.	4. t-RNA કોઈ એક ચોક્કસ પ્રકારના એમિનો એસિડના એકમનું વહન કરે છે.

(c) કોડિંગ શૃંખલા DNAની તે શૃંખલા છે જે RNA પ્રત્યાંકનથી ઉત્પન્ન થતી સમાન બેઇઝ શૃંખલા ધરાવે છે. (જોકે થાઇમિનને બદલે યુરેસીલ જોવા મળે છે.) આ શૃંખલા કોડોન (સંકેત) ધરાવે છે, જ્યારે નોનકોડિંગ શૃંખલા પ્રતિસંકેત ધરાવે છે. જે શૃંખલા કોડોન ધરાવે છે તેને ટેમ્પ્લેટ શૃંખલા કહે છે જે ટેમ્પ્લેટ પૂરું પાડે છે, જેના આધારે નવો RNA બને છે.
In simple words: આ પ્રશ્ન DNA ના પુનરાવર્તિત અને સેટેલાઇટ ભાગો, m-RNA અને t-RNA વચ્ચેના કાર્યો, અને DNA ની કોડિંગ અને ટેમ્પ્લેટ શૃંખલાઓ વચ્ચેનો તફાવત સમજાવે છે.

🎯 Exam Tip: આવા ભેદ સ્પષ્ટ કરો પ્રકારના પ્રશ્નોમાં, દરેક મુદ્દાને સ્પષ્ટ અને સંક્ષિપ્ત રીતે રજૂ કરવો, અને જો શક્ય હોય તો, કાર્યાત્મક તફાવતો પર ભાર મૂકવો.

 

Question 9. ભાષાંતર દરમિયાન રિબોઝોમની બે મુખ્ય ભૂમિકાઓ જણાવો.
Answer: ભાષાંતર દરમિયાન રિબોઝોમની બે મુખ્ય ભૂમિકાઓ નીચે મુજબ છે:
1. જ્યારે રિબોઝોમનો નાનો પેટા એકમ m-RNA ના સંપર્કમાં આવે છે, ત્યારે m-RNA દ્વારા પ્રોટીન સંશ્લેષણની ક્રિયાની શરૂઆત થાય છે.
2. રિબોઝોમ ઉત્સેચક તરીકે પણ કાર્ય કરે છે. 23S rRNA બેક્ટેરિયામાં રિબોઝાઇમ ઉત્સેચક છે જે પેપ્ટાઇડ બંધનું નિર્માણ કરે છે.
In simple words: રિબોઝોમ m-RNA સાથે જોડાઈને પ્રોટીન સંશ્લેષણ શરૂ કરે છે અને પેપ્ટાઇડ બંધ બનાવીને એમિનો એસિડને જોડવાનું ઉત્સેચકીય કાર્ય પણ કરે છે.

🎯 Exam Tip: રિબોઝોમની બંને કાર્યાત્મક ભૂમિકાઓ - પ્રારંભક અને ઉત્સેચક - યાદ રાખવી, ખાસ કરીને 23S rRNA ના રિબોઝાઇમ કાર્યનું ઉદાહરણ.

 

Question 10. ઇ. કોલાઈ (E. coli) જે સંવર્ધનમાં વૃદ્ધિ પામી રહ્યા છે તેમાં લેક્ટોઝ ઉમેરવાથી લેક-ઓપેરોન પ્રેરિત થાય છે, તો પછી શા માટે સંવર્ધનમાં થોડા સમય બાદ લેકટોઝ ઉમેરવાથી લેક-ઓપેરોન કાર્ય કરવાનું કેમ બંધ કરી દે છે?
Answer: લેક-ઓપેરોન થોડા સમય પછી બંધ થઈ જાય છે કારણ કે ઉમેરવામાં આવેલો લેક્ટોઝ માધ્યમમાંથી વપરાઈ જાય છે. આનું કારણ એ છે કે નિગ્રાહક પ્રોટીન, ઓપેરોનના ઓપરેટર વિસ્તાર સાથે ફરીથી જોડાઈ જાય છે અને RNA પોલિમરેઝને ઓપેરોનનું પ્રત્યાંકન કરતા અટકાવે છે, જેના પરિણામે લેક-ઓપેરોન કાર્ય કરવાનું બંધ કરી દે છે.
In simple words: લેક-ઓપેરોન ત્યારે જ કાર્ય કરે છે જ્યાં સુધી લેક્ટોઝ હાજર હોય; જ્યારે લેક્ટોઝ સમાપ્ત થઈ જાય છે, ત્યારે નિગ્રાહક પ્રોટીન ફરીથી ઓપરેટર સાથે જોડાઈને પ્રત્યાંકનને અટકાવે છે.

🎯 Exam Tip: લેક-ઓપેરોનની કાર્યપ્રણાલીમાં લેક્ટોઝની ભૂમિકા અને નિગ્રાહક પ્રોટીન દ્વારા પ્રત્યાંકન નિયંત્રણની સમજ સ્પષ્ટ રાખો.

 

Question 11. નીચેનાનાં કાર્યોનું વર્ણન કરો.(એક અથવા બે વાક્યમાં):
(a) પ્રમોટર
(b) t-RNA
(c) એક્સોન
Answer:
(a) પ્રમોટર: તે પ્રારંભિક સંકેત તરીકે કાર્ય કરે છે, જે RNA પોલિમરેઝ માટે ઓળખ કેન્દ્ર છે અને ઓપરેટર જનીનને ખુલ્લું પાડે છે.
(b) t-RNA: તે અનુકૂલક અણુ તરીકે કાર્ય કરે છે જે પોલિપેપ્ટાઇડના સંશ્લેષણ માટે એમિનો એસિડને રિબોઝોમ તરફ વહન કરે છે.
(c) એક્સોન: તે કોડિંગ અનુક્રમ અથવા અભિવ્યક્ત અનુક્રમ છે, જે સુકોષકેન્દ્રીના જનીનમાં જોવા મળે છે અને પુખ્ત અથવા પરિવેશિત RNAના અનુક્રમોમાં જોવા મળે છે.
In simple words: પ્રમોટર પ્રત્યાંકન શરૂ કરે છે, t-RNA એમિનો એસિડનું વહન કરે છે, અને એક્સોન પ્રોટીન બનાવવા માટેના કોડિંગ ભાગો છે.

🎯 Exam Tip: પ્રત્યાંકન અને ભાષાંતરમાં આ દરેક ઘટકોના ચોક્કસ કાર્યોને યાદ રાખો, કારણ કે તે જનીન અભિવ્યક્તિના મૂળભૂત ઘટકો છે.

 

Question 12. શામાટે હ્યુમન જીનોમ પ્રોજેક્ટ મેગા પ્રોજેક્ટ તરીકે ઓળખાય છે?
Answer: હ્યુમન જીનોમ પ્રોજેક્ટને નીચેના કારણોસર મેગા પ્રોજેક્ટ કહેવામાં આવે છે:
1. મનુષ્યના જીનોમમાં લગભગ \(3 \times 10^9\) બેઇઝ જોડ (bp) જોવા મળે છે. જો અનુક્રમ જાણવા માટે બેઇઝ જોડ દીઠ 3 US ડોલર ખર્ચ થાય, તો સંપૂર્ણ પ્રોજેક્ટ માટે લગભગ 9 બિલિયન US ડોલર ખર્ચ અંદાજાય.
2. પ્રાપ્ત અનુક્રમોને ટાઇપ કરીને અક્ષરોની જેમ પુસ્તકમાં સંગ્રહિત કરવામાં આવે તો, પ્રત્યેક પેજમાં 1000 અક્ષર અને 1000 પેજવાળા પુસ્તકમાં માનવકોષના DNAની માહિતી ભેગી કરવા માટે 3300 ચોપડીઓ (Books) ની જરૂર પડે છે.
3. આમ, મોટી સંખ્યામાં આંકડાઓની પ્રાપ્તિ માટે ખૂબ જ ઝડપી સંગ્રહણ સાધનની જરૂરિયાત ઊભી થશે, જે આંકડાઓના સંગ્રહ, વિશ્લેષણ અને પુનઃઉપયોગમાં મદદરૂપ થશે.
4. HGP દ્વારા જીવવિજ્ઞાનમાં બાયોઇન્ફોર્મેટિક્સનાં નવા ક્ષેત્રની શરૂઆત થઈ.
In simple words: હ્યુમન જીનોમ પ્રોજેક્ટને 'મેગા' કહેવાય છે કારણ કે તેમાં વિશાળ માત્રામાં ડેટા (અબજો બેઇઝ જોડ) નું અનુક્રમણ, સંગ્રહ અને વિશ્લેષણ સામેલ છે, જેને અતિશય સમય અને સંસાધનોની જરૂર પડે છે.

🎯 Exam Tip: હ્યુમન જીનોમ પ્રોજેક્ટને 'મેગા પ્રોજેક્ટ' તરીકે શા માટે ઓળખવામાં આવે છે તે સમજાવવા માટે નાણાકીય ખર્ચ, ડેટા સંગ્રહની જરૂરિયાત અને બાયોઇન્ફોર્મેટિક્સના વિકાસ જેવા મુખ્ય મુદ્દાઓ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરો.

 

Question 13. DNA ફિંગરપ્રિન્ટિંગ શું છે? તેનું પ્રયોજન જણાવો.
Answer: DNA ફિંગરપ્રિન્ટિંગ:
• DNA ફિંગરપ્રિન્ટિંગ તકનીક દ્વારા DNA પર આવેલા ન્યુક્લિઓટાઇડના અનુક્રમોને નિશ્ચિત કરવામાં આવે છે, જે પ્રત્યેક વ્યક્તિમાં ચોક્કસ (વિશિષ્ટ) હોય છે. તેનો અર્થ એ છે કે પ્રત્યેક વ્યક્તિ તેના ન્યુક્લિઓટાઇડની આગવી ભાત ધરાવે છે. આ પદ્ધતિને DNA ફિંગરપ્રિન્ટિંગ કહે છે.
• આનો હેતુ, પિતૃત્વ કે માતૃત્વના વિવાદાસ્પદ કેસોના સમાધાન માટે કરાય છે.
• ફોરેન્સિક ક્ષેત્રે ગુનેગારોની ઓળખ માટે થાય છે. વસ્તી અને જનીનિક તફાવતો નિશ્ચિત કરવા માટે થાય છે.
In simple words: DNA ફિંગરપ્રિન્ટિંગ એ વ્યક્તિના અનન્ય DNA અનુક્રમોને ઓળખવાની તકનીક છે, જેનો ઉપયોગ પિતૃત્વ નિર્ધારણ, ફોરેન્સિક તપાસ અને આનુવંશિક વિવિધતાના અભ્યાસ જેવા ક્ષેત્રોમાં થાય છે.

🎯 Exam Tip: DNA ફિંગરપ્રિન્ટિંગની વ્યાખ્યા અને તેના મુખ્ય ત્રણ ઉપયોગો - પિતૃત્વ, ફોરેન્સિક અને જનીનિક વિવિધતા - સ્પષ્ટપણે યાદ રાખો.

 

Question 14. નીચે આપેલને સંક્ષિપ્તમાં વર્ણવો.
(a) અનુલેખન
(b) બહુરૂપકતા
(c) ભાષાંતર
(d) બાયોઇન્ફોર્મેટિક્સ
Answer:
(a) અનુલેખન (Transcription): DNA અનુક્રમ પરથી RNAની નકલ નિર્માણ કરવાની પ્રક્રિયાને અનુલેખન કહે છે.
(b) બહુરૂપકતા (Polymorphism): જ્યારે એક જ જાતિમાં વિવિધ પ્રકારના દેખાવ સ્વરૂપ ઉત્પન્ન થાય તો તેવી સ્થિતિને બહુરૂપકતા કહે છે.
(c) ભાષાંતર (Translation): પ્રત્યાંકન દ્વારા ઉકેલાયેલા જનીન સંકેતો વડે પ્રોટીન નિર્માણ કરવાની પ્રક્રિયાને ભાષાંતર કહે છે.
(d) બાયોઇન્ફોર્મેટિક્સ: આણ્વિક જીવવિજ્ઞાન સાથે માહિતીનું જોડાણ ધરાવતી જીવવિજ્ઞાનની શાખા છે, જે વિશાળ માત્રામાં ડેટાનો સંગ્રહ કરે છે.
In simple words: અનુલેખન DNA માંથી RNA બનાવે છે, બહુરૂપકતા એ જાતિમાં વિવિધ સ્વરૂપો છે, ભાષાંતર RNA માંથી પ્રોટીન બનાવે છે, અને બાયોઇન્ફોર્મેટિક્સ જૈવિક માહિતીના સંગ્રહ અને વિશ્લેષણ માટે કમ્પ્યુટરનો ઉપયોગ કરે છે.

🎯 Exam Tip: દરેક શબ્દની વ્યાખ્યા સ્પષ્ટ અને સંક્ષિપ્ત રીતે આપો, અને આણ્વિક જીવવિજ્ઞાનમાં તેમની ભૂમિકાને સમજવાનો પ્રયાસ કરો.

 

બહુવિકલ્પ પ્રશ્નો (MCQs)

 

Question 1. DNAની શૃંખલામાં ન્યુક્લિઓટાઇલ્સનું જોડાણ કોના દ્વારા થાય છે?
(A) ગ્લાયકોસિડિક બંધ
(B) ફૉસ્ફોડાયેસ્ટરબંધ
(C) પેપ્ટાઇડબંધ
(D) હાઇડ્રોજન બંધ
Answer: (B) ફોસ્ફોડાયેસ્ટરબંધ
ડીએનએની શૃંખલામાં, ન્યુક્લિઓટાઇડ્સ 3'-5' ફોસ્ફોડાયેસ્ટર બંધ દ્વારા જોડાય છે, જે ડાઇન્યુક્લિઓટાઇડ બનાવે છે. વધુ ન્યુક્લિઓટાઇડ્સ જોડાતાં પોલીન્યુક્લિઓટાઇડ શૃંખલા બને છે.
In simple words: DNA માં, ન્યુક્લિઓટાઇડ્સ એકબીજા સાથે ફોસ્ફોડાયેસ્ટર બોન્ડ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે, જે લાંબી શૃંખલા બનાવે છે.

🎯 Exam Tip: DNA શૃંખલામાં ન્યુક્લિઓટાઇડ્સને જોડતા બંધનું નામ અને તેની રચના યાદ રાખવી અગત્યની છે.

 

Question 2. ન્યુક્લિઓસાઇડ એ ન્યુક્લિઓટાઇડથી અલગ છે. તે કોનો અભાવ ધરાવે છે?
(A) બેઝ
(B) શર્કરા
(C) ફૉસ્ફટ જૂથ
(D) હાઇડ્રોક્સિલ જૂથ
Answer: (C) ફૉસ્ફટ જૂથ
જ્યારે નાઇટ્રોજન બેઇઝ પેન્ટોઝ શર્કરા સાથે N-ગ્લાયકોસિડિક બંધથી જોડાય છે, ત્યારે ન્યુક્લિઓસાઇડ બને છે (દા.ત., નાઇટ્રોજન બેઇઝ + પેન્ટોઝ શર્કરા). જ્યારે ફોસ્ફેટ જૂથ ન્યુક્લિઓસાઇડના 5' OH જૂથ સાથે ફોસ્ફોડાયેસ્ટર બંધથી જોડાય છે, ત્યારે ન્યુક્લિઓટાઇડ બને છે (દા.ત., પેન્ટોઝ શર્કરા + નાઇટ્રોજન બેઇઝ + ફોસ્ફેટ). આમ, ન્યુક્લિઓસાઇડમાં ફોસ્ફેટ જૂથનો અભાવ હોય છે.
In simple words: ન્યુક્લિઓસાઇડ એ નાઇટ્રોજન બેઇઝ અને શર્કરાનું સંયોજન છે, જ્યારે ન્યુક્લિઓટાઇડમાં ફોસ્ફેટ જૂથ પણ ઉમેરાયેલું હોય છે.

🎯 Exam Tip: ન્યુક્લિઓસાઇડ અને ન્યુક્લિઓટાઇડ વચ્ચેનો મુખ્ય તફાવત ફોસ્ફેટ જૂથની હાજરી અથવા ગેરહાજરીમાં રહેલો છે.

 

Question 3. ડિઓક્સિરિબોઝ અને રિબોઝ બંને શર્કરાઓના એક વર્ગ સાથે સંકળાયેલ છે. તે વર્ગને શું કહે છે?
(A) ટ્રાયોઝીસ
(B) હેક્સોઝીસ
(C) પેન્ટોઝીસ
(D) પોલીસેક્ટરાઇટ્સ
Answer: (C) પેન્ટોઝીસ
ℹ️ चित्र व्याख्या (Diagram Explanation): આકૃતિ ડિઓક્સિરિબોઝ અને રિબોઝ શર્કરાની રાસાયણિક રચના દર્શાવે છે. બંને શર્કરાઓ પાંચ કાર્બન અણુઓ ધરાવે છે અને તેમના CH2OH અને OH સમૂહોની ગોઠવણી દર્શાવે છે.
ડિઓક્સિરિબોઝ અને રિબોઝ બંને પેન્ટોઝ શર્કરા છે. તેઓ પાંચ કાર્બન અણુ ધરાવે છે.
In simple words: ડિઓક્સિરિબોઝ અને રિબોઝ બંને પાંચ કાર્બન પરમાણુ ધરાવતી શર્કરાઓ છે, તેથી તેમને પેન્ટોઝીસ કહેવામાં આવે છે.

🎯 Exam Tip: રિબોઝ અને ડીઓક્સિરિબોઝ શર્કરામાં કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યા (પાંચ) યાદ રાખો, જે તેમને પેન્ટોઝ વર્ગમાં મૂકે છે.

 

Question 4. DNAની દ્વિકુંતલીય રચનામાં પ્યુરિન નાઇટ્રોજન બેઝ હાઇડ્રોજન બંધ દ્વારા પિરિમિડિન નાઇટ્રોજન બેઝ સાથે જોડાય છે. આથી તેમની રચના...
(A) પ્રતિસમાંતર પ્રકૃતિ ધરાવે છે.
(B) અર્ધરૂઢિગત પ્રકૃતિ ધરાવે છે.
(C) સમગ્ર DNAની પહોળાઈ એકસરખી હોય છે.
(D) સમગ્ર DNAની લંબાઈ એકસરખી હોય છે.
Answer: (C) સમગ્ર DNAની પહોળાઈ એકસરખી હોય છે.
શૃંખલાનો વ્યાસ હંમેશા સતત જોવા મળે છે, કારણ કે પ્યુરિન (એડેનીન, ગ્વાનીન) હંમેશા પિરિમિડીન (સાયટોસીન, થાઇમિન) સાથે જોડાય છે. આ વિશિષ્ટ જોડાણ DNAને એકસમાન પહોળાઈ આપે છે.
In simple words: DNA માં, પ્યુરિન હંમેશા પિરિમિડિન સાથે જોડાઈને બેઇઝ જોડ બનાવે છે, જે દ્વિકુંતલની સમગ્ર લંબાઈ પર સતત અને એકસરખી પહોળાઈ જાળવી રાખે છે.

🎯 Exam Tip: DNA ની એકસમાન પહોળાઈ પ્યુરિન અને પિરિમિડિનના નિયમિત જોડાણનું પરિણામ છે તે યાદ રાખો, જે દ્વિકુંતલની સ્થિરતા માટે મહત્ત્વપૂર્ણ છે.

 

Question 5. DNA વાસ્તવિક વીજભાર
(A) બંને ધનવીજભારિત
(B) બંને ઋણવીજભારિત
(C) અનુક્રમે ઋણવીજભારિત અને ધન વીજભારિત
(D) શૂન્ય (Zero)
Answer: (C) અનુક્રમે ઋણવીજભારિત અને ધનવીજભારિત
• DNA, ફોસ્ફેટ \((PO_4^{3-})\) જૂથની હાજરીને કારણે ઋણ (-ve) વીજભારિત હોય છે.
• હિસ્ટોનમાં બેઝિક એમિનો એસિડ લાયસીન અને આર્જિનીન હોય છે, તેથી તેની પાર્શ્વ શૃંખલા ધન (+ve) વીજભારિત હોય છે, માટે હિસ્ટોન ધન (+ve) વીજભારયુક્ત છે.
In simple words: DNA તેના ફોસ્ફેટ જૂથોને કારણે નકારાત્મક ચાર્જ ધરાવે છે, જ્યારે હિસ્ટોન પ્રોટીન, તેમના બેઝિક એમિનો એસિડને કારણે હકારાત્મક ચાર્જ ધરાવે છે, જેનાથી ન્યુક્લિઓસોમ રચાય છે.

🎯 Exam Tip: DNA અને હિસ્ટોન પરના વીજભારને યાદ રાખો (DNA ઋણ, હિસ્ટોન ધન), જે ન્યુક્લિઓસોમની રચના અને DNA પેકેજિંગ માટે મહત્ત્વપૂર્ણ છે.

 

Question 6. પ્રત્યાંકન માટે પ્રમોટર સ્થાન અને ટર્મિનેટર સ્થાન ક્યાં હોય છે?
(A) પ્રત્યાંકિત એકમમાં 3' (અધોગામી છેડો) અને 5' (ઊર્ધ્વગામી છેડો) અનુક્રમે
(B) પ્રત્યાંકિત એકમના 5' (ઊર્ધ્વગામી છેડો) અને 3' (અધોગામી છેડો) છેડા પર હોય
(C) 5' (ઊર્ધ્વગામી છેડો) છેડા તરફ હોય
(D) 3' (અધોગામી છેડો) છેડા તરફ હોય
Answer: (B) પ્રત્યાંકિત એકમના 5' (ઊર્ધ્વગામી છેડો) અને 3' (અધોગામી છેડો) છેડા પર હોય
પ્રત્યાંકનની શરૂઆત માટે, પ્રમોટર RNA પોલિમરેઝનું જોડાણ સ્થાન છે. પ્રમોટર કોડિંગ શૃંખલાના બંધારણીય જનીન પર 5' (ઊર્ધ્વગામી છેડો) છેડા પર આવેલ છે અને RNA પોલિમરેઝ માટે જોડાણ સપાટી પૂરી પાડે છે. ટર્મિનેટર પ્રત્યાંકિત એકમના 3' (અધોગામી છેડા) પર આવેલું હોય છે, જે પ્રત્યાંકન સમાપ્ત કરે છે.
In simple words: પ્રમોટર એ પ્રત્યાંકન એકમના 5' છેડા પર હોય છે જ્યાં RNA પોલિમરેઝ જોડાય છે, જ્યારે ટર્મિનેટર પ્રત્યાંકન એકમના 3' છેડા પર હોય છે અને પ્રત્યાંકનનો અંત લાવે છે.

🎯 Exam Tip: પ્રમોટર (5' છેડે) અને ટર્મિનેટર (3' છેડે) નું સ્થાન અને પ્રત્યાંકન પ્રક્રિયામાં તેમની ભૂમિકા સ્પષ્ટપણે યાદ રાખો.

 

Question 7. નીચે આપેલ પૈકી કર્યું એક વિધાન સિકલ-સેલ એનીમિયા માટે વધુ યોગ્ય છે?
(A) તે આયર્ન પૂરક દ્વારા સારવાર પામતો નથી.
(B) તે આણ્વીય રોગછે.
(C) તે મેલેરિયા સામે અવરોધકતા આપે છે.
(D) ઉપર્યુક્ત બધા જ
Answer: (D) ઉપર્યુક્ત બધા જ
સિકલ-સેલ એનીમિયા એક દૈહિક પ્રચ્છન્ન લક્ષણ છે. આ જનીનિક અનિયમિતતા B - ગ્લોબિન શૃંખલામાં પોઇન્ટ મ્યુટેશન દર્શાવે છે, જેના પરિણામે ગ્લુટામિક એસિડના સ્થાને 6th સ્થાન પર વેલાઇન જોવા મળે છે.
ફક્ત \(Hb^s Hb^s\) સમયુગ્મી વ્યક્તિઓ રોગનાં દેખાવ સ્વરૂપ લક્ષણ દર્શાવે છે. વિષમયુગ્મી વ્યક્તિઓમાં બંને પ્રકારના હિમોગ્લોબિન હોય છે અને મેલેરિયાના ચેપ સામે પ્રતિકારકતા દર્શાવે છે, કારણ કે શરીર ચેપી \(P. falciparum\) (પ્રજીવ) ને રક્તકણના કોષોના નાશ માટે લક્ષ્ય બનાવે છે. આમ, તે આયર્ન પૂરક દ્વારા સારવાર પામતો નથી, તે આણ્વીય રોગ છે અને મેલેરિયા સામે પ્રતિકારકતા આપે છે, તેથી ઉપર્યુક્ત બધા વિધાનો સાચા છે.
In simple words: સિકલ-સેલ એનીમિયા એક જનીનિક રોગ છે જે હિમોગ્લોબિનમાં ફેરફાર કરે છે, તેને આયર્ન સપ્લિમેન્ટ્સથી સારવાર આપી શકાતી નથી, અને તે મેલેરિયા સામે રક્ષણ પણ આપે છે.

🎯 Exam Tip: સિકલ-સેલ એનીમિયાના વિવિધ પાસાં - તે આનુવંશિક રોગ છે, તેની સારવાર, અને મેલેરિયા પ્રતિકારકતા સાથે તેનો સંબંધ - યાદ રાખવા મહત્વપૂર્ણ છે.

 

Question 8. AUGના સંદર્ભે નીચે આપેલ પૈકી કર્યું એક વિધાન સત્ય છે?
(A) તે માત્ર મિથિયોનીન માટેનો સંકેત છે.
(B) તે પ્રારંભિક સંકેત છે.
(C) તે આદિકોષકેન્દ્રી અને સુકોષકેન્દ્રી બંનેમાં મિથિયોનીન માટેનો સંકેત છે.
(D) ઉપર્યુક્ત બધા જ
Answer: (D) ઉપર્યુક્ત બધા જ
પોલિપેપ્ટાઇડ સંશ્લેષણનો સંકેત સામાન્ય રીતે AUG અથવા ક્યારેક GUG (વેલાઇન) સંકેત દ્વારા મળે છે. ફક્ત ટ્રિપ્ટોફેન (UGG) અને મિથિયોનીન (AUG) એક જ જનીન સંકેત ધરાવતા એમિનો એસિડ છે. AUG આદિકોષકેન્દ્રી અને સુકોષકેન્દ્રી બંને માટે સંકેત ધરાવે છે.
In simple words: AUG એ પ્રોટીન સંશ્લેષણ શરૂ કરતો કોડ છે, જે મિથિયોનીન એમિનો એસિડ માટે સંકેત આપે છે અને આદિકોષકેન્દ્રી તેમજ સુકોષકેન્દ્રી બંને જીવોમાં જોવા મળે છે.

🎯 Exam Tip: AUG કોડોન પ્રારંભક કોડોન તરીકેની તેની ભૂમિકા, મિથિયોનીન માટેનો સંકેત અને સાર્વત્રિકતા (આદિકોષકેન્દ્રી અને સુકોષકેન્દ્રી બંનેમાં) ને કારણે મહત્ત્વપૂર્ણ છે.

 

Question 9. પ્રથમ જનીનિક દ્રવ્ય કયું છે?
(A) પ્રોટીન
(B) કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ
(C) DNA
(D) RNA
Answer: (D) RNA
• RNA પ્રથમ જનીન દ્રવ્ય હતું. હવે એવા પૂરતા પુરાવા છે કે જરૂરી જૈવિક ક્રિયાઓ (ચયાપચય, ભાષાંતર, સ્પ્લાઇસિંગ) RNA ની આસપાસ વિકસિત થઈ છે.
• RNA જનીન દ્રવ્ય તેમજ ઉત્સેચક તરીકે કાર્ય કરે છે, પરંતુ RNA ઉત્સેચક હોવાને કારણે સક્રિય છે અને તેથી અસ્થાયી છે. તેથી રાસાયણિક રૂપાંતર દ્વારા RNA માંથી DNAનો વિકાસ થયો.
In simple words: RNA ને પૃથ્વી પરનું પ્રથમ આનુવંશિક દ્રવ્ય માનવામાં આવે છે કારણ કે તે આનુવંશિક માહિતી સંગ્રહિત કરી શકે છે અને રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓને પણ ઉત્પ્રેરિત કરી શકે છે.

🎯 Exam Tip: RNA ને પ્રથમ આનુવંશિક દ્રવ્ય તરીકે ઓળખવાના કારણો - તેની ઉત્સેચકીય પ્રકૃતિ અને DNAના વિકાસમાં તેની ભૂમિકા - યાદ રાખવી.

 

Question 10. સુકોષકેન્દ્રીમાં પુખ્ત m-RNA ના સંદર્ભે કયું વિધાન સંગત છે?
(A) પુખ્ત m-RNA માં એકઝોન્સ અને ઇન્ટ્રૉન્સ જોવા મળતાં નથી.
(B) પુખ્ત m-RNA માં એકઝોન્સ જોવા મળે છે, પરંતુ ઇન્ટ્રૉન્સ જોવા ન મળે.
(C) પુખ્ત m-RNA માં ઇન્ટ્રૉન્સ જોવા મળે છે, પરંતુ એકઝોન્સ જોવા ન મળે.
(D) પુખ્ત m-RNA માં એકઝોન્સ અને ઇન્ટ્રૉન્સ બંને જોવા મળે.
Answer: (B) પુખ્ત m-RNA માં એકઝોન્સ જોવા મળે છે, પરંતુ ઇન્ટ્રૉન્સ જોવા ન મળે.
સુકોષકેન્દ્રીમાં મોનોસિસ્ટ્રોનિક બંધારણીય જનીનમાં કોડિંગ અનુક્રમ વિભાજિત હોય છે. દા.ત., સુકોષકેન્દ્રીમાં જનીન વિભાજિત છે. અભિવ્યક્ત થતાં અનુક્રમ એક્સોન્સ તરીકે ઓળખાય છે. તે પુખ્ત કે પરિવેશિત RNAમાં જોવા મળે છે. ઇન્ટ્રોન્સને સ્પ્લાઇસિંગ પ્રક્રિયા દ્વારા દૂર કરવામાં આવે છે.
In simple words: પુખ્ત m-RNA માં, ફક્ત કોડિંગ ભાગો (એક્સોન્સ) હોય છે, જ્યારે નોન-કોડિંગ ભાગો (ઇન્ટ્રોન્સ) ને પ્રક્રિયા દ્વારા દૂર કરવામાં આવે છે.

🎯 Exam Tip: સુકોષકેન્દ્રીમાં m-RNA ના પરિપક્વકરણની પ્રક્રિયા (સ્પ્લાઇસિંગ) અને એક્સોન્સ તથા ઇન્ટ્રોન્સની ભૂમિકાને સમજવું મહત્વપૂર્ણ છે.

 

Question 11. માનવ રંગસૂત્ર સૌથી વધારે અને સૌથી ઓછાં જનીનો ધરાવતાં રંગસૂત્રો અનુક્રમે:
(A) રંગસૂત્ર 21 અને Y
(B) રંગસૂત્ર 1 અને X
(C) રંગસૂત્ર 1 અને Y
(D) રંગસૂત્ર X અને Y
Answer: (C) રંગસૂત્ર 1 અને Y
મનુષ્યમાં રંગસૂત્ર 1 સૌથી વધુ જનીનો (લગભગ 2968) ધરાવે છે અને Y રંગસૂત્ર સૌથી ઓછા જનીનો (231) ધરાવે છે.
In simple words: માનવ રંગસૂત્રોમાં, રંગસૂત્ર 1 માં સૌથી વધુ જનીનો હોય છે, જ્યારે Y રંગસૂત્રમાં સૌથી ઓછા જનીનો હોય છે.

🎯 Exam Tip: માનવ જીનોમ પ્રોજેક્ટના તારણોમાંથી, કયા રંગસૂત્રમાં સૌથી વધુ અને કયામાં સૌથી ઓછા જનીનો છે તે યાદ રાખો.

 

Question 12. નીચે આપેલા વૈજ્ઞાનિકોમાં કયા વૈજ્ઞાનિકોએ DNAની સંરચના માટેના દ્વિકુંતલીય મોડલના વિકાસમાં યોગદાન આપેલ નથી?
(A) રોસાલિન્ડ ફ્રેન્કલિન
(B) મૌરીસ વિલ્કિન્સ
(C) ઇરવિન ચારગાફ
(D) મેસેલસન અને સ્ટેહલ
Answer: (D) મેસેલસન અને સ્ટેહલ
• 1953 માં વૉટ્સન અને ક્રિકે, X-રે વિવર્તનના ડેટા (ફ્રેન્કલિન અને વિલ્કિન્સ દ્વારા રજૂ કરાયેલા) ના આધારે DNAનું પ્રખ્યાત બેવડી કુંતલમય રચનાનું મોડેલ રજૂ કર્યું. ચારગાફે, પ્યુરિન અને પિરિમિડિનના પ્રમાણ બેવડી DNAની રચના માટે રજૂ કર્યા.
• મેસેલસન અને સ્ટેહલે DNA સ્વયંજનન અર્ધરૂઢિગત છે તેની સાબિતી આપી, પરંતુ DNAની બેવડી કુંતલમય રચનાના વિકાસમાં તેમનો કોઈ ફાળો નહોતો.
In simple words: મેસેલસન અને સ્ટેહલ DNA ના સ્વયંજનનના અર્ધરૂઢિગત મોડેલને સાબિત કરવા માટે જાણીતા છે, પરંતુ DNA ની દ્વિકુંતલ રચના શોધવામાં તેઓએ યોગદાન આપ્યું ન હતું.

🎯 Exam Tip: DNA ની રચના અને તેના સ્વયંજનનના અભ્યાસમાં વિવિધ વૈજ્ઞાનિકોના યોગદાનને અલગ પાડીને યાદ રાખો.

 

Question 13. DNA ન્યુક્લિઓટાઇડ્સનો પોલિમર છે કે જે એકબીજા સાથે 3' - 5' ફોસ્ફોડાયેસ્ટર બંધ દ્વારા જોડાણ દર્શાવે છે. ન્યુક્લિઓટાઇડ્સના પોલિમરાઇઝેશનને અવરોધવા માટે નીચેનામાંથી તમે કોને પસંદ કરશો?
(A) યુરિનનું પિરિમિડિન્સ વડે પ્રતિસ્થાપન
(B) ડિઓક્સિરિબોઝમાં 3' પરથી -OH જૂથ દૂર કરવું/પ્રતિસ્થાપિત કરવું.
(C) ડિઓક્સિરિબોઝમાંથી 2' પરથી અન્ય જૂથ ધરાવતા -OH જૂથ દૂર કરવા/પ્રતિસ્થાપિત કરવા.
(D) (B) અને (C) બંને
Answer: (B) ડિઓક્સિરિબોઝમાં 3' પરથી -OH જૂથ દૂર કરવું/પ્રતિસ્થાપિત કરવું.
DNA પોલિમરેઝ ઉત્સેચક, મુક્ત 3' છેડા પર ક્રમશઃ ડિઓક્સિ રિબોન્યુક્લિઓટાઇડ્સ ઉમેરે છે. તેથી, 3' - 5' શૃંખલાનું સ્વયંજનન સતત હોય છે (નવી શૃંખલાનો વિકાસ 5' - 3' દિશામાં). ન્યુક્લિઓટાઇડ્સના બહુલીકરણને રોકવા માટે, 3' OH જૂથને ડિઓક્સિરિબોઝમાંથી દૂર કરવા જોઈએ.
In simple words: ન્યુક્લિઓટાઇડ્સના પોલિમરાઇઝેશનને રોકવા માટે, ડીઓક્સિરિબોઝ શર્કરાના 3' સ્થાન પરથી OH જૂથ દૂર કરવું પડશે, કારણ કે આ OH જૂથ જ નવા ન્યુક્લિઓટાઇડ્સના જોડાણ માટે આવશ્યક છે.

🎯 Exam Tip: DNA પોલિમરેઝની 3'-OH જૂથ પર આધારિત પ્રવૃત્તિ અને પોલિમરાઇઝેશનને અવરોધિત કરવાની પદ્ધતિઓનું જ્ઞાન આ પ્રશ્ન માટે મહત્ત્વપૂર્ણ છે.

 

Question 14. DNAમાં એક શૃંખલા પર અસતત સંશ્લેષણ જોવા મળે છે, કારણકે,
(A) સંશ્લેષિત DNA અણુ બહુ લાંબો છે.
(B) DNA આધારિત DNA પોલિમરેઝ ઉદીપક (ઉત્સેચકો દ્વારા પોલિમરાઇઝેશન માત્ર એક જ દિશામાં થાય છે. (5' -> 3').
(C) તે વધારે ક્ષમતાપૂર્ણ ક્રિયા છે.
(D) DNA લાગેઝ ટૂંકી DNA શૃંખલાઓને જોડે છે.
Answer: (B) DNA આધારિત DNA પોલિમરેઝ ઉદીપક (ઉત્સેચકો દ્વારા પોલિમરાઇઝેશન માત્ર એક જ દિશામાં થાય છે. (5' -> 3').
• DNA પોલિમરેઝ, વિકસતી પોલીન્યુક્લિઓટાઇડ શૃંખલાના મુક્ત 3' છેડા પર ડિઓક્સિરિબોન્યુક્લિઓટાઇડ્સ ઉમેરે છે, તેથી 3' -> 5' DNA શૃંખલાનું સ્વયંજનન સતત થાય છે.
• જોકે, DNA આધારિત DNA પોલિમરેઝ ફક્ત 5' -> 3' ની દિશામાં પોલિમરાઇઝેશનનું ઉત્પ્રેરણ કરી શકે છે. તેથી, બીજી શૃંખલા પર DNAનું અસતત સંશ્લેષણ જોવા મળે છે.
In simple words: DNA પોલિમરેઝ ફક્ત 5' થી 3' દિશામાં જ નવા DNA શૃંખલાનું સંશ્લેષણ કરી શકે છે, જેના કારણે ટેમ્પ્લેટ DNA ની બે પ્રતિસમાંતર શૃંખલાઓમાંથી એક પર સતત અને બીજી પર અસતત સંશ્લેષણ થાય છે.

🎯 Exam Tip: DNA પોલિમરેઝની 5' -> 3' દિશામાં કામ કરવાની વિશિષ્ટતા અને તેના કારણે થતા અસતત સંશ્લેષણની પ્રક્રિયાને સમજવી આ પ્રશ્ન માટે મહત્વપૂર્ણ છે.

 

Question 23. જો DNAની સાંકેતિક શૃંખલા પર નાઇટ્રોજન બેઝનો ક્રમ પ્રત્યાંકન એકમમાં આ પ્રમાણે છે : 5' – ATGAATG – 3' તો પ્રત્યાંકન પામેલા RNAમાં નાઇટ્રોજન બેઝનો ક્રમ કયો હોય?
(A) 5' – AUGAAUG – 3'
(B) 5′ – VACUUAC – 3′ .
(C) 5' – CAUUCAU – 3'
(D) 5′ – GUAAGUA – 3'
Answer: (A) 5'- AUGAAUG – 3'
In simple words: When transcribing from the coding strand (which is identical to mRNA except for T becoming U), the mRNA sequence will directly reflect the coding strand, with thymine (T) replaced by uracil (U).

🎯 Exam Tip: Remember that the coding strand sequence is nearly identical to the mRNA sequence, with the key difference being uracil (U) in mRNA replacing thymine (T) found in DNA.

 

Question 24. RNA પોલિમરેઝ હોલોએન્ઝાઇમ કોનું પ્રત્યાંકન કરે છે?
(A) પ્રમોટર, બંધારણીય જનીન અને સમાપ્તિ પ્રદેશનું
(B) પ્રમોટર અને સમાપ્તિ પ્રદેશનું
(C) બંધારણીય જનીન અને સમાપ્તિ પ્રદેશનું
(D) માત્ર બંધારણીય જનીનનું :
Answer: (C) બંધારણીય જનીન અને સમાપ્તિ પ્રદેશનું
In simple words: The RNA polymerase holoenzyme is responsible for transcribing the structural genes and the terminator region, but not the promoter itself, as the promoter is where it binds to initiate transcription.

🎯 Exam Tip: Distinguish between the binding site (promoter) and the regions that are actually transcribed (structural gene and terminator) by RNA polymerase.

 

ℹ️ चित्र व्याख्या (Diagram Explanation): આ રેખાંકિત સંરચના પ્રત્યાંકન એકમ દર્શાવે છે જેમાં પ્રમોટર, બંધારણીય જનીન અને સમાપક પ્રદેશનો સમાવેશ થાય છે. સાંકેતિક શૃંખલા 5' થી 3' દિશામાં છે, જ્યારે ટેમ્પ્લેટ શૃંખલા 3' થી 5' દિશામાં છે. આકૃતિમાં બેક્ટેરિયામાં પ્રત્યાંકન પ્રક્રિયાના પ્રારંભ, પ્રલંબન અને સમાપ્તિ તબક્કાઓ દર્શાવવામાં આવ્યા છે, જેમાં RNA પોલિમરેઝ અને Rho કારકની ભૂમિકા સમજાવવામાં આવી છે.

Question 25. જો mRNA પર સંકેત-શ્રેણી 5'-AUG-3' હોય, તો તેની સાથે જોડાણ બનાવવા t-RNA પર કઈ શ્રેણી હોય?
(A) 5'- UAC – 3'
(B) 5'- CAU – 3'
(C) 5' – AUG – 3′
(D) 5′ – GUA – 3'
Answer: (A) 5'- UAC – 3'
In simple words: The tRNA molecule carries an anticodon that is complementary to the mRNA codon, following base pairing rules (A with U, G with C), but in an antiparallel orientation.

🎯 Exam Tip: For complementary base pairing, remember A pairs with U (in RNA) or T (in DNA), and G pairs with C. Also, the anticodon sequence should be written in the 3'-5' direction to properly align with the 5'-3' mRNA codon.

 

ℹ️ चित्र व्याख्या (Diagram Explanation): આકૃતિ mRNA પરના કોડોન (AGU) અને t-RNA પરના પ્રતિસંકેત (UCA) વચ્ચેના પૂરક જોડાણને દર્શાવે છે, જે અનુક્રમે Serine એમિનો એસિડને અનુરૂપ છે. બીજી આકૃતિમાં mRNA પરનો કોડોન (AUG) અને t-RNA પરનો પ્રતિસંકેત (UAC) વચ્ચેનું જોડાણ દર્શાવવામાં આવ્યું છે, જે Tyrosine એમિનો એસિડને અનુરૂપ છે. આ t-RNA અનુકૂલક અણુ તરીકે કાર્ય કરે છે, જે યોગ્ય એમિનો એસિડને રાઇબોઝોમ સુધી પહોંચાડે છે.

Question 26. એમિનો એસિડ t-RNA સાથે કયા છેડે જોડાય છે?
(A) 5' છેડે
(B) 3′ છેડે
(C) પ્રતિસાંકેતિક સ્થાને
(D) DHU લુપ સ્થાને
Answer: (B) 3′ છેડે
In simple words: The amino acid attachment site on a tRNA molecule is always located at its 3' end, which typically has a CCA-OH sequence.

🎯 Exam Tip: The 3' end of tRNA, specifically the CCA-OH group, is crucial for amino acid attachment, a process essential for protein synthesis.

 

Question 27. ભાષાંતરનો પ્રારંભ કરવા માટે m-RNA પ્રથમ કોની સાથે જોડાય છે?
(A) રિબોઝોમના નાના ઉપએકમ સાથે
(B) રિબોઝોમના મોટા ઉપએકમ સાથે
(C) સમગ્ર રિબોઝોમ સાથે
(D) કોઈ વિશિષ્ટતા અસ્તિત્વમાં નથી.
Answer: (A) રિબોઝોમના નાના ઉપએકમ સાથે
In simple words: For translation to begin, the mRNA molecule first associates with the smaller ribosomal subunit, which then facilitates the binding of the initiator tRNA.

🎯 Exam Tip: The binding of mRNA to the small ribosomal subunit is the crucial first step in initiating protein synthesis (translation).

 

Question 28. ઇ.કોલાઈમાં લેક ઓપેરોન ક્યારે સ્વિચ ઓન દર્શાવે છે?
(A) લેક્ટોઝની હાજરી હોય છે અને તે નિગ્રાહક સાથે જોડાય.
(B) નિગ્રાહક ઑપરેટર સાથે જોડાય.
(C) RNA પોલિમરેઝ ઑપરેટર સાથે જોડાય.
(D) લેક્ટોઝની હાજરી હોય છે અને તે RNA પોલિમરેઝ સાથે જોડાય.
Answer: (A) લેક્ટોઝની હાજરી હોય છે અને તે નિગ્રાહક સાથે જોડાય.
In simple words: The lac operon turns on when lactose is present because lactose acts as an inducer, binding to the repressor protein and preventing it from blocking RNA polymerase, allowing transcription to proceed.

🎯 Exam Tip: Remember that lactose's role as an inducer is key to understanding lac operon regulation; it inactivates the repressor, enabling gene expression.

અતિ ટૂંકજવાબી પ્રશ્નો (VSQs)

 

Question 1. DNA પેકેજિંગમાં હિસ્ટોન્સનું કાર્ય શું છે?
Answer:
DNA પેકેજિંગમાં હિસ્ટોન નીચે મુજબ કાર્ય કરે છે:
1. હિસ્ટોન આઠ અણુઓના બનેલા એકમો છે જે DNAના પ્રાથમિક પેકેજિંગમાં મદદ કરે છે.
2. હિસ્ટોન પ્રોટીનનો મૂળભૂત ગુણધર્મ DNA અણુની એસિડિટીને તટસ્થ કરે છે.
In simple words: Histones are basic proteins that form octamers, around which negatively charged DNA wraps, helping to compact and neutralize the DNA during packaging into chromosomes.

🎯 Exam Tip: Understanding the basic nature of histones and their role in neutralizing DNA's negative charge is crucial for explaining DNA packaging.

 

Question 2. હેટરોક્રોમેટીન અને યુક્રોમેટીન વચ્ચેનો ભેદ આપો. બેમાંથી કયું પ્રત્યાંકન માટે સક્રિય છે?
Answer:
1. ગાઢા અભિરંજિત થયેલા, ઘટ્ટતાથી પૅક થયેલા ક્રોમેટિન વિસ્તારોને હેટરોક્રોમેટિન કહે છે જ્યારે શિથિલ રીતે જોડાયેલા અને આછા અભિરંજિત વિસ્તારોને યુક્રોમેટિન કહે છે.
2. યુક્રોમેટિન, પ્રત્યાંકન માટે સક્રિય હોય છે અને m-RNAમાં પ્રત્યાંકન પામે છે. ખૂબ વધુ સખત ગૂંચળાને કારણે હિટેરોક્રોમેટીન પ્રત્યાંકિત થતા નથી.
In simple words: Euchromatin is loosely packed, lightly stained, and transcriptionally active, while heterochromatin is densely packed, darkly stained, and generally inactive in transcription.

🎯 Exam Tip: The key distinction between euchromatin and heterochromatin lies in their packaging density and, consequently, their transcriptional activity. Euchromatin is the "active" form.

 

Question 3. ઇ.કોલાઈમાં આવેલ ઉત્સુચક DNA પોલિમરેઝ એક DNA આધારિત પોલિમરેઝ છે અને તે DNAની જે શૃંખલાનું સંશ્લેષણ કરવાનું હોય છે તે શૃંખલા પરનું વાચન કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. આ વિધાનની સમજૂતી આપો.
Answer:
• બેવડું કાર્ય કરતાં પોલિમરેઝની ચર્ચા કરો. બેક્ટેરિયામાં ત્રણ પ્રકારના DNA પોલિમરેઝ જોવા મળે છે. તે બધા જ 5' - 3'ની દિશામાં ન્યુક્લિઓટાઇડ ઉમેરી શકે છે. તેઓ બાહ્ય કોષકેન્દ્રીય કાર્ય પણ કરી શકે છે. DNA પોલિમરેઝ III નવનિર્મિત DNA શૃંખલાનું વાચન કરી શકે છે.
• તે DNAને UVના કારણે થતાં નુકસાનનું રિપેર કરી શકે છે. વિકૃતિને ઓળખી શકે છે. અસંગત જોડીને ઓળખી, દૂર કરી શકે છે.
In simple words: E. coli's DNA polymerase is DNA-dependent, meaning it synthesizes DNA using a DNA template, and it possesses proofreading ability to correct errors during synthesis, thus maintaining genome integrity.

🎯 Exam Tip: Highlight the dual functions of DNA polymerase: synthesis in the 5' to 3' direction and proofreading activity for error correction, which are vital for accurate DNA replication.

 

Question 4. DNAની પિતૃ શૃંખલામાંથી એક શૃંખલા પરથી DNA અસતત રીતે સંશ્લેષણ પામવાનું કારણ શું છે ? આ સંશ્લેષિત DNAના ટૂંકા લંબાયેલા ભાગોનું શું થાય છે?
Answer:
• DNAનું સંશ્લેષણ હંમેશાં 5' - 3'ની દિશામાં થાય છે. બેવડી શૃંખલાયુક્ત DNAમાં બંને શૃંખલાઓ પ્રતિસમાંતર અને પૂરક હોય છે. DNAના સંશ્લેષણ દરમિયાન બંને શૃંખલાઓ ટેમ્પ્લેટ તરીકે વર્તે છે. ફક્ત એક જ શૃંખલા દા.ત., 3' - 5' દિશામાં સંશ્લેષણ કરી શકે છે.
• બીજી શૃંખલા 3' - 5' નાના ભાગમાં વિરુદ્ધ દિશામાં સંશ્લેષિત થાય છે, જેમ સ્વયંજનન ચીપિયો જમણી બાજુ છે. તેથી DNA સંશ્લેષણ એકપિતૃશૃંખલા પર અસતત રીતે થાય છે.
• નિર્મિત નાના ટુકડાઓ ઓકાઝાકી ટુકડાઓ હોય છે. DNA લીગેઝ ઉત્સચક દ્વારા જોડાઈ સળંગ શૃંખલા બનાવે છે.
In simple words: DNA synthesis is discontinuous on one strand (the lagging strand) because DNA polymerase can only add nucleotides in the 5'-3' direction, leading to the formation of short Okazaki fragments that are later joined by DNA ligase.

🎯 Exam Tip: Focus on the unidirectional nature of DNA polymerase activity (5'-3') and the antiparallel nature of DNA strands to explain the discontinuous synthesis of Okazaki fragments on the lagging strand.

 

Question 5. પ્રત્યાંકન એકમમાં આવેલ DNAની સાંકેતિક શૃંખલાની શ્રેણી નીચે આપેલ છે: 3' AATGCAGOTATTAGG-5′ નીચેમાટે શ્રેણી લખો
(a) પૂરકશૃંખલા
(b) m-RNA
Answer:
બેઇઝ પૂરકતાના નિયમ પ્રમાણે –
1. (a) પૂરકશૃંખલા: 5' - TTACGTCGATAATCC – 3′
(b) m-RNA: 5'-CGAUUAUCGACGUAA – 3' RNA
2. થાઇમિન (T)ના સ્થાને યુરેસીલનો ઉપયોગ કરે છે તેથી RNAમાં બેઇઝ જોડ Aસાથે Uજોડાયછે.
In simple words: For the given coding strand, the complementary strand is formed by standard base pairing (A-T, G-C), and the mRNA sequence is identical to the coding strand but with uracil (U) replacing thymine (T).

🎯 Exam Tip: Remember that the coding strand's sequence is (almost) identical to the mRNA sequence, with T replaced by U. The template strand would be complementary to the coding strand.

 

Question 6. DNA પોલિમોર્ફિઝમ એટલે શું? તેના અભ્યાસનું મહત્ત્વ શું છે?
Answer:
• DNAનું પોલિમોર્ફિઝમ DNAમાં જોવા મળતી ભિન્નતા જે વિકૃતિ દ્વારા નોનકોડિંગ અનુક્રમમાં પ્રવેશે છે તે દર્શાવે છે.
• વિશિષ્ટ પ્રકારનું પોલિમોર્ફિઝમ (બહુલીકરણ) જેને VNTR (વેરિયેબલ નંબર ઑફ ટેન્ડમ રિપિટ્સ) કહે છે, તે DNA અનુક્રમોની પુનરાવર્તિત નકલો ધરાવે છે જે રંગસૂત્રમાં એકબીજાની પાસપાસે આવેલા હોય છે. બહુલીકરણ હ્યુમન જીનોમમાં જીનેટિક મેપિંગનો પાયો છે, તેથી તે DNA ફિંગરપ્રિન્ટિંગ માટેનો પણ આધાર છે.
• એક ન્યુક્લિઓટાઇડ બહુલકતા રોગના સ્થાન અને માનવ ઇતિહાસ અને પિતૃત્વની કસોટીમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે.
In simple words: DNA polymorphism refers to variations in the DNA sequence among individuals, especially in non-coding regions. Studying it is important for genetic mapping, DNA fingerprinting, identifying disease locations, and understanding human ancestry.

🎯 Exam Tip: Emphasize that DNA polymorphism, particularly VNTRs, forms the basis of DNA fingerprinting and is crucial for forensic science and genetic studies.

 

Question 7. જનીન સંકેતના તમારા જ્ઞાનને આધારે, કોઈ પણ અનિયમિત હિમોગ્લોબિન અણુના નિર્માણની સમજૂતી આપો. આવા પરિવર્તનનાં પરિણામો કયા નામે ઓળખાય છે?
Answer:
પૉઇન્ટ મ્યુટેશનના કારણે હિમોગ્લોબિન અણુની B-ગ્લોબિન શૃંખલાના 6" સ્થાને ગ્લુટામિક ઍસિડના સ્થાને વેલાઇન સ્થાપિત થાય છે. તાણની પરિસ્થિતિમાં રક્તકણો તેનો ગોળાકાર ગુમાવી દાતરડા આકારના બને છે. પરિણામે સાંકડી રુધિરવાહિનીઓમાંથી કોષો પસાર થઈ શકતા નથી. રુધિરવાહિનીઓ જામી જાય છે. તેથી વિવિધ અંગોના રુધિરના પુરવઠાને અસર થાય છે. આવા પરિવર્તનનાં પરિણામો "સિકલ-સેલ એનિમિયા" તરીકે ઓળખાય છે.
In simple words: A point mutation can change one amino acid in hemoglobin's beta-globin chain (glutamic acid to valine), causing red blood cells to become sickle-shaped, leading to blockages and reduced blood supply to organs, a condition known as sickle-cell anemia.

🎯 Exam Tip: Sickle-cell anemia is a classic example of a point mutation's impact, where a single nucleotide change drastically alters protein function and causes a severe disease.

 

Question 8. કેટલાક સજીવો પણ એવાં બચ્ચાંને જન્મ આપે છે કે જેઓ મૂળભૂત પ્રાણી કરતાં ભિન્ન અંગોધરાવે છે. જેવાં કે ઉપાંગો/ આંખોનું સ્થાન વગેરે. તેની ચર્ચા કરો.
Answer:
આમ થવાનું કારણ સુઆયોજિત જનીન અભિવ્યક્તિઓમાં અનિયમિતતા હોય છે જે અંગોના વિકાસ સાથે સંકળાયેલ હોય છે.
In simple words: Variations in offspring's basic body plans, like limb or eye placement, arise from irregularities in the highly regulated gene expression pathways that control organ development.

🎯 Exam Tip: Abnormalities in developmental processes often stem from disruptions in precisely timed and spatially controlled gene expression patterns, emphasizing the importance of genetic regulation.

 

Question 9. કોષકેન્દ્રમાં રિબોન્યુક્લિઓસાઇડ ટ્રાયફોસ્ફટ, ડિઓકિસ \( \times 10 \) રિબોન્યુક્લિઓસાઇટ્સ ટ્રાયફોફેટ્સની સંખ્યા ધરાવે છે, પરંતુ માત્ર એક ડિઑક્સિ રિબોન્યુક્લિઓટાઇસ DNAના રેપ્લિકેશન દરમિયાન ઉમેરાય છે. આ ક્રિયાવિધિ વિશે સૂચન કરો.
Answer:
DNA પોલિમરેઝ ઉત્સચક, ફક્ત ડિઑક્સિરિબોન્યુક્લિઓટાઇડને ઓળખવાની વિશિષ્ટતા ધરાવે છે. તેથી તેઓ રિબોન્યુક્લિઓટાઈડને ધારણ કરી શકતા નથી. માટે DNA સ્વયંજનનમાં ફક્ત ડિઑક્સિ રિબોન્યુક્લિઓટાઇડનો જ ઉમેરો થાય છે.
In simple words: During DNA replication, only deoxyribonucleotides are incorporated because DNA polymerase specifically recognizes and adds them, excluding ribonucleotides despite their abundance, ensuring the correct sugar backbone for DNA.

🎯 Exam Tip: The specificity of DNA polymerase in selecting deoxyribonucleotides over ribonucleotides is crucial for maintaining the structural integrity and stability of the DNA molecule during replication.

 

Question 10. DNA પોલિમરેઝ અને લાગેઝ સિવાયના DNA રેપ્લિકેશનમાં સંકળાયેલા અન્ય ઉત્સચકોનાં નામ આપો. તે પ્રત્યેકના ચાવીરૂપ કાર્યો જણાવો.
Answer:
1. હેલીકેઝ-ચીપિયાનું નિર્માણ
2. ટોપોઆઇસોમરેઝ-DNAના વલનને દૂર કરે
3. પ્રાઈમેઝ-RNA પ્રાઇમર સંશ્લેષિત કરે
4. ટેલોમરેઝ-રંગસૂત્રોના ટેલોમેરિક છેડાના DNAનું સંશ્લેષણ
In simple words: Besides DNA polymerase and ligase, helicase unwinds DNA, topoisomerase relieves supercoiling, primase synthesizes RNA primers, and telomerase replicates chromosome ends during DNA replication.

🎯 Exam Tip: Know the specific roles of helicase, topoisomerase, primase, and telomerase as they are essential accessory enzymes facilitating various stages of DNA replication.

 

Question 11. ત્રણ વાઇરસનાં નામ આપો કે જેનું જનીનદ્રવ્ય RNAનું બનેલું હોય છે.
Answer:
કેટલાક વાઇરસમાં RNA જનીનદ્રવ્ય હોય છે. ઉદાહરણ: ટોબેકો મોઝેઇક વાઇરસ, QB બૅક્ટરિયોફેઝ, HIV, ઇન્ફલુએન્ઝા વાઇરસ.
In simple words: Viruses like Tobacco Mosaic Virus (TMV), QB bacteriophage, HIV, and Influenza virus use RNA as their genetic material instead of DNA.

🎯 Exam Tip: Be aware that not all organisms use DNA as their genetic material; several viruses, including HIV, are RNA-based, which is important for understanding their replication cycles.

ટૂંકજવાબી પ્રકારના પ્રશ્નો

 

Question 1. રૂપાંતરણને વ્યાખ્યાયિત કરો. DNAને જનીનદ્રવ્ય તરીકે ઓળખવામાં કેવી રીતે મદદરૂપ થાય છે તેની ચર્ચા કરો.
Answer:
• ગ્રિફિથના પ્રયોગમાં રૂપાંતરણ એટલે સજીવના જનીનિક બંધારણમાં થતો ફેરફાર (બાહ્ય વાતાવરણમાંથી DNAના મેળવવાને કારણે મૃત સજીવ)).
• રૂપાંતરણ દ્વારા DNA જનીન દ્રવ્ય છે તેની ઓળખ મળે છે. જ્યારે હાનિકારક બેક્ટરિયાને મારવા ગરમ કરાય છે ત્યારે તે મૃત્યુ પામે છે, (DNA) જનીન દ્રવ્ય જળવાઈ રહે છે. આ જનીન દ્રવ્ય (DNA) જ્યારે બિનહાનિકારક વાઇરસ દ્વારા મેળવાય છે, તેઓ ચેપી બને છે. તેથી, ચેપ ઉત્પન્ન કરવાની ક્ષમતા આ સજીવો દ્વારા તેમની સંતતિમાં પણ ઊતરે છે. તેથી નિશ્ચિત થાય છે કે DNA આનુવંશિક દ્રવ્ય છે.
In simple words: Transformation is the process where a cell takes up foreign genetic material (DNA) from its surroundings, changing its genetic makeup. Griffith's experiments showed that heat-killed virulent bacteria could transform non-virulent bacteria into virulent ones, indicating that DNA, the stable genetic material, was transferred.

🎯 Exam Tip: Griffith's transformation experiment is a foundational study. Focus on how the transfer of a "transforming principle" (later identified as DNA) led to heritable changes, proving DNA's role as genetic material.

 

Question 2. રૂપાંતરણના સિદ્ધાંતની જૈવરાસાયણિક લાક્ષણિકરણને કોણે છતું કર્યું હતું? તે કેવી રીતે કરવામાં આવ્યું?
Answer:
એવરી, મેકક્લોઈડ અને મેકકાર્ટીએ રૂપાંતરણ સિદ્ધાંતનો જૈવરાસાયણિક ગુણધર્મ સ્પષ્ટ કર્યો. તેઓએ દર્શાવ્યું કે ગરમીથી મારી નંખાયેલા S-પ્રકારના બૅક્ટરિયા, બિનચેપી R-પ્રકારના બૅક્ટરિયાનું રૂપાંતરણ કરી તેને ગ-પ્રકારના ચેપી બૅક્ટરિયામાં ફેરવે છે. તેઓએ એ પણ શોધ્યું કે પ્રોટીએઝિસ અને RNAase રૂપાંતરણને અસર કરતાં નથી પણ DNAase પ્રક્રિયાને અવરોધે છે. તેથી તેમણે નિશ્ચિત કર્યું કે DNA જનીન દ્રવ્ય છે.
In simple words: Avery, MacLeod, and McCarty identified DNA as the transforming principle. They showed that only DNAse (an enzyme that degrades DNA) could prevent the transformation of non-virulent bacteria, while proteases and RNAse had no effect, thereby confirming DNA as the genetic material.

🎯 Exam Tip: Remember the experimental setup of Avery, MacLeod, and McCarty: selective degradation of macromolecules to pinpoint DNA as the active agent in transformation, an essential step in molecular biology.

 

Question 3. મેસેલ્સન અને ટેહલના પ્રયોગમાં નાઇટ્રોજનના ભારે આઇસોટોપની અગત્ય વિશે ચર્ચા કરો.
Answer:
તેઓએ E-coli પર પ્રયોગ કરી સાબિત કર્યું કે DNA સ્વયંજનન અર્ધરૂઢિગત છે. તેમણે સૌપ્રથમ \( ^{15}NH_4Cl \) સંવર્ધન માધ્યમમાં ઘણી પેઢી સુધી બૅક્ટરિયાને ઉછેર્યાં. (જેમાં \( ^{15}N \) ભારે સમસ્થાનિક છે.).
પછી તેમણે કોષોને સામાન્ય \( ^{14}NH_4Cl \) વાળા માધ્યમમાં મૂક્યા. જયાં \( ^{14}N \) હલકો સમસ્થાનિક છે. કોષોનાં ગુણનના વિવિધ તબક્કા દરમિયાન તેમણે નમૂના એકત્ર કર્યા. છૂટા પડાયેલા DNAને સેન્ટ્રિક્યુઝ કરી તેની ઘનતાનું માપન કરાયું. 20 મિનિટ પછી લેવાયેલા DNAમાં મધ્યવર્તી સંકર ઘનતા દર્શાવે છે. (\( ^{15}N^{14}N \)) તે DNAની અર્ધરૂઢિગત પ્રકૃતિ દર્શાવે છે.
In simple words: Meselson and Stahl used heavy nitrogen (\( ^{15}N \)) to label DNA, allowing them to distinguish between old and newly synthesized DNA strands based on density. This experiment elegantly demonstrated that DNA replication is semi-conservative.

🎯 Exam Tip: The use of \( ^{15}N \) and \( ^{14}N \) isotopes combined with density gradient centrifugation was groundbreaking, proving the semi-conservative model of DNA replication; clearly describe the density bands observed in each generation.

 

Question 4. સિસ્ટ્રોનની વ્યાખ્યા આપો. મોનોસિસ્ટ્રોનિક અને પોલિસિટ્રોનિક પ્રયાંકન એકમવચ્ચે ઉદાહરણો દ્વારા ભેદ જણાવો.
Answer:
સિસ્ટ્રોન બેઇઝ અનુક્રમનો ભાગ છે જે પોલિપેપ્ટાઇડ શૃંખલા માટે સંકેત કરે છે. જેમાં પાસેનાં નિયામિકી વિસ્તારનો પણ સમાવેશ થાય છે. તે t-RNA, T-RNA અણુ માટે પણ સંકેત ધરાવી શકે અથવા અન્ય વિશિષ્ટ કાર્યો જેવાં કે અન્ય સિસ્ટ્રોનનું નિયમન પણ કરી શકે છે. મોનોસિસ્ટ્રોનિક પ્રત્યાંકન એકમ, એક પોલિપેપ્ટાઇડ માટે બધા નિયામિકી અને કોડિંગ અનુક્રમો ધરાવે છે. જ્યારે પોલિસિસ્ટ્રોનિક એકમ એક કરતાં વધુ પોલિપેપ્ટાઇડમાટે કોડિંગ અનુક્રમ ધરાવે છે.
સુકોષકેન્દ્રી કોષોમાં બધાં જ m-RNA મોનોસિસ્ટ્રોનિક છે. આદિકોષકેન્દ્રમાં લેક ઑપેરોન પોલિસિસ્ટ્રોનિક DNA વિસ્તાર ધરાવે છે.
In simple words: A cistron is a segment of DNA that codes for a single polypeptide. Monocistronic transcription units produce mRNA that codes for one polypeptide (common in eukaryotes), while polycistronic units produce mRNA that codes for multiple polypeptides (common in prokaryotes like the lac operon).

🎯 Exam Tip: The key difference lies in the number of polypeptides encoded by a single mRNA: one for monocistronic (eukaryotes) and multiple for polycistronic (prokaryotes).

 

Question 5. માનવજીનોમના કોઈપણ છ લક્ષણો જણાવો.
Answer:
માનવ જીનોમની લાક્ષણિકતાઓ નીચે પ્રમાણે છે:
1. માનવ જીનોમ 3164.7 મિલિયન ન્યુક્લિઓટાઇડ બેઇઝ ધરાવે છે.
2. સરાસરી જનીન 30,000 ન્યુક્લિઓટાઇડ ધરાવે છે. મનુષ્યમાં સૌથી મોટો જાણીતો જનીન ડિસ્ટ્રોફિન છે. 2.4 મિલિયન બેઇઝ ધરાવે છે.
3. જનીનોની અંદાજિત સંખ્યા 30,000 છે. 99.9 % ન્યુક્લિઓટાઇડ બેઇઝીસ બધા વ્યક્તિઓમાં સમાન હોય છે.
4. શોધાયેલા જનીનોમાંથી 50% જનીનોના કાર્યની માહિતી નથી.
5. 2%થી ઓછા જીનોમ પ્રોટીન માટે સંકેત ધરાવે છે.
6. મનુષ્યના જીનોમ, મોટા પુનરાવર્તિત અનુક્રમો ધરાવતા હોય છે.
In simple words: The human genome is vast (3.16 billion base pairs), contains approximately 30,000 genes with an average size of 3,000 nucleotides (Dystrophin being the largest), is 99.9% identical across individuals, and a large portion consists of repetitive sequences, with less than 2% coding for proteins.

🎯 Exam Tip: Memorize these key statistics and characteristics of the human genome, as they highlight the complexity and unique features uncovered by the Human Genome Project.

 

Question 6. DNA રેપ્લિકેશન દરમિયાન એકસાથે સમગ્ર DNAનો અણુ શા માટે ખૂલતો નથી? સ્વયંજનન ચીપિયા વિશે વર્ણવો. મોનોમર્સના (dNTPs)નાં બે કાર્યો જણાવો.
Answer:
• સ્વયંજનન દરમિયાન આખા DNAના અણુને સ્થાયી રાખી એક સાથે ખોલવો શક્ય નથી. કારણ તે શક્તિની દૃષ્ટિએ ખૂબ ખર્ચાળ છે.
• તેના સ્થાને હેલિકેઝ ઉત્સચક, સ્વયંજનનના સ્થાને બેવડા કુંતલ પર કાર્ય કરી નાનો ભાગ ખુલ્લો કરે છે. તરત જ તે એકલ શૃંખલાયુક્ત પ્રોટીનથી સ્થિર થાય છે. ધીરે ધીરે ઉત્સચકોની મદદથી કરાયેલ શૃંખલાઓની નકલબને દિશા તરફ થાય છે.
• ત Yઆકારની રચના બનાવે છે. જેને સ્વયંજનન ચીપિયો કહે છે.
• dNTPsના મોનોમર એકમ નીચેના કાર્ય કરે છે:
1. તેઓ ટેબ્લેટના ખુલ્લા થયેલા બેઇઝ સાથે બંધ દ્વારા જોડાણ કરે છે અને પાયરોફૉસ્ફેટ મુક્ત કરે છે.
2. પાયરોફૉસ્ફટેઝ ઉત્સચક દ્વારા આ પાયરોફૉફેટના જળવિભાજનથી શક્તિ મુક્ત થાય છે જે બંધના નિર્માણમાં મદદ કરે છે.
In simple words: The entire DNA molecule doesn't unwind simultaneously during replication because it's energetically expensive and unstable; instead, a replication fork forms. Deoxyribonucleoside triphosphates (dNTPs) serve as both energy sources and building blocks for new DNA strands.

🎯 Exam Tip: Focus on the concept of the replication fork as the localized site of DNA unwinding and synthesis. Understand that dNTPs provide the energy (via pyrophosphate cleavage) and the raw materials (nucleotides) for DNA synthesis.

 

Question 7. રિટ્રોવાઇરસ સેન્ટ્રલ ડોગ્મા પદ્ધતિ અનુસરતા નથી. ચર્ચા કરો.
Answer:
રિટ્રોવાઇરસ જીવવિજ્ઞાનની સેન્ટ્રલ ડોગ્મા પદ્ધતિને અનુસરતું નથી. (DNA \( \rightarrow \) RNA \( \rightarrow \) પ્રોટીન) કારણ તેમનું જનીનદ્રવ્ય DNA નથી. તેના સ્થાને તેમનો RNA, રિવર્સ ટ્રાન્સક્રિપ્ટેઝ ઉત્સચકની મદદથી DNAમાં ફેરવાયછે.
In simple words: Retroviruses deviate from the central dogma of molecular biology because their genetic material is RNA, which they convert into DNA using reverse transcriptase before integrating it into the host genome.

🎯 Exam Tip: The presence of reverse transcriptase and the RNA-to-DNA conversion step are the defining characteristics that make retroviruses an exception to the classical central dogma.

 

Question 8. એક પ્રયોગમાં DNAને એક એવા સંયોજનની સારવાર આપવામાં આવે છે જે પોતે (સંયોજન) નાઇટ્રોજન બેઝની જોડના જથ્થાની વચ્ચે ગોઠવાઈ જાય છે. જેના પરિણામે બે ક્રમિક બેઝ વચ્ચેનું અંતર 0.34 nm થી 0.44 nm થાય છે. આ સંયોજનના સંતૃપ્ત પ્રમાણની હાજરીમાં દ્વિકુંતલીય DNAની લંબાઈ (જે \( 2 \times 10^9 \) bp ધરાવે છે.)ની ગણતરી કરો.
Answer:
DNA બેવડા કુંતલની લંબાઈ \( 2 \times 10^9 \times 0.44 \times 10^{-9} \) Pb = \( 0.88 \) m
In simple words: If a compound intercalates between DNA base pairs, increasing the distance from 0.34 nm to 0.44 nm, then for a DNA molecule with \( 2 \times 10^9 \) base pairs, the new length would be \( 2 \times 10^9 \times 0.44 \times 10^{-9} \) meters, which equals 0.88 meters.

🎯 Exam Tip: This problem tests your understanding of DNA structure and how intercalating agents can alter its physical dimensions. Remember to use the modified base pair distance for calculation.

 

Question 9. જ હિસ્ટોનને વિકૃત બનાવવામાં આવે અને લાયસીન અને આર્જીનીન જેવા આલ્કલી એમિનો એસિડના સ્થાને એસિડિક એમિનો એસિડ જેવાકે એસ્પાર્ટિક એસિડ અને ગ્લટેમિક એસિડથી સમૃદ્ધ કરવામાં આવે, તો શું થશે?
Answer:
• જો હિસ્ટોનને વિકૃત કરી ઍસિડિક એમિનો ઍસિડસભર બનાવાય તો તેઓ DNAને કુંતલને તેના ફરતે વીંટાળી નહિ શકે, કારણ DNA નકારાત્મક ભારિત અણુ છે અને હિસ્ટોન બેઝિક એમિનો ઍસિડના કારણે +ve ભાર ધરાવતો અણુ છે.
• હવે જો હિસ્ટોન -ve ભારિત થઈ જાય તો જોડાવાને બદલે DNAને અપાકર્ષિત કરે. DNAનું પેકેજિંગ ના થાય અને પરિણામે રંગસૂત્રિકાનું નિર્માણ નહીંથાય.
In simple words: If histones, normally positively charged due to basic amino acids, were mutated to become acidic (negatively charged), they would repel the negatively charged DNA. This repulsion would prevent DNA from wrapping around histones, thereby inhibiting chromatin formation and proper DNA packaging.

🎯 Exam Tip: The positive charge of histones is critical for their electrostatic interaction with the negatively charged DNA. Any change making histones acidic would disrupt this fundamental interaction, leading to packaging failure.

 

Question 10. ફ્રેડરિક ગ્રિફિથ, એવરી, મેક્તિઓડ અને મેક્કાર્ટીના પ્રયોગો દ્વારા પ્રસ્થાપિત કર્યું કે DNA જનીનદ્રવ્ય છે. જ DNAના સ્થાને, RNA જનીન દ્રવ્ય હોય, તો શું ગરમી દ્વારા મારી નાંખેલ ન્યુમોકોકસ R-સ્ટેન, બેક્ટરિયાનું વિષકારી સ્વરૂપમાં રૂપાંતરણ કરી શકશે ? સમજાવો.
Answer:
RNA વધુ ઝડપથી વિઘટન પામે છે. (2′ OH જૂથની રિબોઝમાં હાજરીના કારણે) તેથી ગરમીથી મારી નાખેલા S-સ્ટેન તેના R-સ્ટેનમાં રૂપાંતર થવાની ક્ષમતા ગુમાવી બેસે, જો જનીન દ્રવ્ય તરીકે RNA હોયતો.
In simple words: If RNA were the genetic material, heat-killed S-strain Pneumococcus might not transform R-strain into a virulent form because RNA is less stable than DNA and would likely degrade more easily upon heating, losing its ability to carry genetic information.

🎯 Exam Tip: The relative instability of RNA compared to DNA (due to the 2'-OH group) means it would be more susceptible to degradation by heat, making it less effective as a transforming principle in such an experiment.

 

Question 11. તમે હર્શી અને ચેઈઝના પ્રયોગને સુધારી બેસો, અને \( ^{15}N \) – એ આઇસોટોપનો ઉપયોગ કરીને પુનરાવર્તિત કરી રહ્યા છો. (મૂળ પ્રયોગમાં \( ^{35}S \)ના સ્થાને). તમે આ પ્રયોગમાં કેવી રીતે ભિન્ન પરિણામની અપેક્ષા રાખો છો?
Answer:
• \( ^{15}N \)નો ઉપયોગ અયોગ્ય રહેશે કારણ \( ^{32}P \) અને \( ^{15}N \)ની ઓળખ પદ્ધતિ અલગ છે. \( ^{32}P \) રેડિયોઍક્ટિવ સમસ્થાનિક છે જ્યારે \( ^{15}N \) રેડિયોઍકિટવ આઇસોટોપ નથી પણ નાઇટ્રોજનનો ભારે સમસ્થાનિક છે.
• તેથી જો \( ^{15}N \) રેડિયોઍકિટવ હોય તો તેની હાજરી જણાઈ જાય (\( ^{15}N \) DNAમાં નાઈટ્રોજન બેઇઝ તરીકે જોડાય છે) તે ઉપરાંત \( ^{15}N \) પ્રોટીનના એમિનો ઍસિડમાં એમિનો ગ્રૂપ તરીકે જોડાય છે. તેથી \( ^{15}N \)નો ઉપયોગ કોઈ નિર્ણયાત્મક પરિણામ નહીંદર્શાવે.
In simple words: Using \( ^{15}N \) instead of \( ^{35}S \) in the Hershey-Chase experiment would yield inconclusive results because \( ^{15}N \) labels both DNA and proteins, making it impossible to differentiate which molecule enters the bacterial cell to transmit genetic information.

🎯 Exam Tip: The brilliance of Hershey-Chase was using isotopes specific to either DNA (\( ^{32}P \)) or protein (\( ^{35}S \)). Using an isotope that labels both (like \( ^{15}N \)) would defeat the purpose of differentiating the genetic material.

 

Question 12. આપેલ એક ન્યુક્લિઓટાઇલ્સમાંથી એમિનો એસિડ્મની એક જ શ્રેણીને તારવી શકાય છે. પરંતુ, એમિનો એસિડની એક જ શ્રેણીમાંથી ન્યુક્લિઓટાઇટ્સની ઘણીબધી શ્રેણી તારવી શકાય છે. આ ઘટનાને સમજાવો.
Answer:
• કેટલાંક એમિનો ઍસિડ એક કરતાં વધારે કોડોનથી સંકેત પામે છે, તેથી એમિનો ઍસિડ અનુક્રમમાંથી ન્યુક્લિઓટાઇડ શૃંખલા બાદ કરતાં બહુવિધ ન્યુક્લિઓટાઇડ અનુક્રમ મળે છે. દા.ત., આઇસોલ્યુસીનના ત્રણ સંકેત છે : AUU, AUC, AUA. તેથી ડાયપેપ્ટાઇડ met આઇસોલ્યુસીન નીચેના ન્યુક્લિઓટાઇડ અનુક્રમ બનાવે છે.
• (i) AUG – AUU (ii) AUG-AUC (iii) AUG-AUA 24A તેથી જો આપણે ઓમનો મેસિડ અનુક્રમને ઉપરના ન્યુક્લિઓટાઇડ અનુક્રમમાંથી બાદ કરીએ તો ત્રણેય Met-II (આઇસોલ્યુસિન) માટે સંકેત દર્શાવશે.
In simple words: This phenomenon, known as degeneracy of the genetic code, means that a single amino acid can be specified by more than one codon. Therefore, if you know an amino acid sequence, there could be multiple nucleotide sequences that encode it.

🎯 Exam Tip: Understand that while each codon codes for only one amino acid, an amino acid can be coded by multiple codons. This degeneracy explains why a single amino acid sequence can correspond to several possible nucleotide sequences.

 

Question 13. એક બેઝની વિકૃતિ જનીનમાં હંમેશાં તેની કાર્યક્ષમતાને ગુમાવવાના કે મેળવવામાં પરિણમતું નથી. શું તમે આ વિધાનને સાચું વિચારો છો? તમારા જવાબના બચાવમાં રજૂઆત કરો.
Answer:
• આ સાચું વિધાન છે. સંકેતના ત્રીજા બેઇઝની વિકૃતિ સામાન્ય રીતે દેખાવ સ્વરૂપમાં કોઈ ફેરફારદર્શાવતી નથી. તેને સાઇલન્ટ વિકૃતિ કહે છે.
• બીજી બાજુ, જો સંકેતમાં ફેરફાર થાય તો તે બીજા એમિનો ઍસિડને સંકેત કરે છે જે બીજું પ્રોટીન કાર્ય કરે છે. ઉદા., હિમોગ્લોબિનના B-ગ્લોબ્યુલીનમાં ગ્લટામિનના સ્થાને વેલાઇન સ્થાપિત થતાં તે રચના અને કાર્યમાં ફેરફાર કરે છે. જે સિકલ સેલ એનીમિયામાં પરિણમે છે.
In simple words: This statement is true due to silent mutations, where a base change in a codon, often at the third position, still codes for the same amino acid, thus not altering protein function. However, other mutations can lead to different amino acids, affecting protein function, as seen in sickle-cell anemia.

🎯 Exam Tip: Differentiate between silent mutations (no change in amino acid) and missense mutations (change in amino acid) to explain why not all base mutations lead to a loss or gain of gene function, highlighting the degeneracy of the genetic code.

 

Question 14. હેમશી એક ઓપેરોન નીચા સ્તરે અભિવ્યક્તિ દર્શાવે છે. આ ઘટનાની પાછળનો તર્કતમે શું સમજાવી શકો છો?
Answer:
લેક ઑપેરોનની અભિવ્યક્તિની સંપૂર્ણ ગેરહાજરીમાં પરમિએઝનું સંશ્લેષણ નથી થતું જે લેક્ટોઝના માધ્યમથી કોષોના વહન માટે જરૂરી છે અને જો લેકટોઝનું કોષમાં વહન ના થાય તો તે પ્રેરક તરીકે કાર્ય નહીં કરી શકે તેથી લેક પેરોનને તેની નિગ્રાહક સ્થિતિમાંથી મુક્ત નહીં કરી શકે.
In simple words: An operon might show low-level expression if the inducer (like lactose for the lac operon) is absent or at low concentration, preventing complete inactivation of the repressor, which results in minimal transcription.

🎯 Exam Tip: Even in the absence of a strong induer, some basal level of expression can occur due to weak binding of the repressor. However, full expression requires the inducer to completely inactivate the repressor.

 

Question 15. માનવ જીનોમ હવે વિવિધ જનીનિક અનિયમિતતાની સારવાર આપવા માટેની નવી દિશાઓ ખોલી નાખી છે. આ વિધાનની તમારા સહાધ્યાર્થીઓ સાથે ચર્ચા કરો.
Answer:
• હ્યુમન જીનોમના અનુક્રમણથી જનીનવિદ્યા અને અનેક અનિયમિતતા માટે પાયાની જાણકારી પ્રાપ્ત થાય છે. અનેક જનીનો જે જનીનિક અનિયમિતતા પ્રેરે છે. આ પ્રોજેક્ટની મદદથી ઓળખી શકાયા છે.
In simple words: The Human Genome Project has provided a detailed map of human genes, which is crucial for identifying genes responsible for genetic disorders, paving the way for targeted therapies and new treatment strategies.

🎯 Exam Tip: The Human Genome Project's main contribution to medicine is identifying disease-causing genes, which facilitates the development of diagnostics, personalized medicine, and gene therapies.

 

Question 16. અગાઉ અંદાજિત (1,40,000 જનીનો) કરેલ સંખ્યા કરતાં મનુષ્યમાં જનીનોની સંખ્યા ઘણી ઓછી (25,000) છે. ચર્ચો.
Answer:
• મનુષ્યમાં અંદાજિત જનીનની સંખ્યા 25,000 જેટલી છે જે પૂર્વ અનુમાનિત 1,40,000થી ઘણી ઓછી છે. જેનો આધાર જનીન સમૃદ્ધ વિસ્તારો અને તેથી વિરુદ્ધ જનીન-ઊણપ ધરાવતા વિસ્તારના વધુ ગણતરી દ્વારા લેવાયેલો હતો.
• બધી જ વ્યક્તિઓમાં 99.9 % ન્યુક્લિઓટાઇડ બેઇઝીસ સરખા છે. શોધાયેલા જનીનમાંથી 50%નાં કાર્યો વિશે હજુ માહિતી મેળવી શકાઈ નથી. વૈજ્ઞાનિકોએ 1.4 મિલિયન સ્થાન ઓળખ્યા છે, જ્યાં એક બેઇઝ DNA તફાવત મનુષ્યમાં જોવા મળે છે.
In simple words: The actual number of human genes is much lower (around 25,000) than initially estimated, mainly because of more accurate computational analysis and better understanding of gene-rich versus gene-poor regions.

🎯 Exam Tip: The revised gene count highlights the efficiency of the human genome, where a relatively small number of genes can produce a complex organism, often through alternative splicing and post-transcriptional modifications.

 

Question 17. હાલમાં, કુલ જનીન-ક્રમ મેળવવાની પદ્ધતિ દિવસે ને દિવસે ઓછી ખર્ચાળ બની રહી છે. હવે તરત જ તે સામાન્ય માણસને પરવડી શકે તેવી થઈ જશે તેથી તે પોતાનો જનીન-ક્રમ સરળતાથી જાણી શકે. તમારા મતે આવિકાસ ફાયદાકારક છે કે નુકસાનકારક?
Answer:
• હ્યુમન જીનોમ સંપૂર્ણ જીનોમ અનુક્રમ જાણવામાં મદદ કરે છે તેના ઘણા લાભ અને ગેરલાભ જોવા મળે છે.
કેટલાક અગત્યના લાભ: તે મનુષ્યમાં થતા કેટલાક રોગોના નિદાન, સારવાર અને અટકાવવા માટે ક્રાંતિકારી રીતે ભાગ ભજવે છે. તે ઉત્ક્રાંતિ સમજવામાં મદદરૂપ છે. ફોરેન્સિક ક્ષેત્રે પણ અગત્યનો ભાગ ભજવે છે.
• કેટલાક ગેરલાભ: HGP દ્વારા મળતાં જ્ઞાનનો દુરુપયોગ કરી શકે છે. જનીનિક ટેસ્ટનાં પરિણામો પર અને હ્યુમન જનીન અને DNAના પેટેસ્ટિંગની સમસ્યા ઉત્પન્ન થઈ શકે છે.
In simple words: While knowing one's genome sequence offers immense benefits for disease diagnosis, personalized medicine, and understanding evolution, it also poses ethical concerns regarding privacy, discrimination, and potential misuse of genetic information.

🎯 Exam Tip: When discussing genetic sequencing, balance the medical and scientific advantages with the ethical, legal, and social implications (ELSI) to provide a comprehensive answer.

 

Question 18. બેક્ટરિયોફેઝના DNA ફિંગર પ્રિન્ટિંગમાં VNTR જેવા DNA પ્રોબનો ઉપયોગશું યોગ્ય છે? સમજાવો.
Answer:
1. બૅક્ટરિયોફેઝ પુનરાવર્તિત અનુક્રમો જેવાં કે VNTR તેના જીનોમમાં ધરાવતું નથી. તેનું જીનોમ નાનું અને બધાજ કોડિંગ અનુક્રમ ધરાવે છે.
2. DNA ફિંગરપ્રિન્ટિંગ બેક્ટરિયોફેઝ માટે થતું નથી.
In simple words: Using VNTR probes for bacteriophage DNA fingerprinting is not appropriate because bacteriophages have small genomes with mostly coding sequences and typically lack the repetitive VNTR regions found in larger eukaryotic genomes, which are the basis of DNA fingerprinting.

🎯 Exam Tip: VNTRs are highly variable, non-coding regions primarily found in eukaryotic genomes, making them unsuitable for organisms like bacteriophages which have compact, largely coding genomes.

 

Question 19. in vitro DNA સંશ્લેષણ દરમિયાન સંશોધક 2', 3' ડાય ડિઓક્સિ સાયટિડીનના ટ્રાયફોફેટની ન્યુક્લિઓઇડની હરોળનો ઉપયોગ 2' – ડિઓક્સિ સાયટિદીનના સ્થાને કરે છે. તેનું પરિણામ શું હોઈ શકે?
Answer:
આગળનું બહુલીકરણ નહિ થાય. કારણ 3′ OH શર્કરા ત્યાં નવા ન્યુક્લિઓટાઇડ ઉમેરવા, (એસ્ટરબોન્ડ શર્કરા) હોતી નથી.
In simple words: Using 2',3'-dideoxycytidine triphosphate instead of 2'-deoxycytidine triphosphate in in vitro DNA synthesis would terminate DNA strand elongation because the absence of a 3'-hydroxyl group prevents the formation of phosphodiester bonds with subsequent nucleotides.

🎯 Exam Tip: The 3'-OH group of the deoxyribose sugar is essential for the formation of phosphodiester bonds during DNA synthesis. Dideoxy nucleotides lack this group, acting as chain terminators, a principle used in Sanger sequencing.

 

Question 20. DNAના મોડલના વિકાસ માટે વોટ્સન અને ક્રિકે શું માહિતી આપી?
Answer:
• વૉટ્સન અને ક્રિકને DNAનું મૉડલ વિકસાવવા માટે નીચે પ્રમાણે માહિતી પ્રાપ્ત થઈ હતી:
• ચારગાફનો નિયમ A = T, C= G
• વિલ્કિન્સન અને ફ્રેન્કલીનનું DNAનું X-રે વિવર્તન દ્વારા DNAના ભૌતિક બંધારણની રચનાનો અભ્યાસ.
• વૉટ્સન અને ક્રિકે પ્રતિપાદન કર્યું કે-
1. પૂરક બેઇઝ જોડની ભાત
2. અર્ધ-રૂઢિગત સ્વયંજનન
3. ટ્યુટોમેરિઝમ દ્વારા વિકૃતિ
In simple words: Watson and Crick utilized Chargaff's rules (A=T, C=G) and Rosalind Franklin's X-ray diffraction data to deduce the double helix structure of DNA, proposing complementary base pairing and semi-conservative replication.

🎯 Exam Tip: The contributions of Chargaff (base pairing rules) and Franklin/Wilkins (X-ray diffraction data) were critical pieces of evidence that enabled Watson and Crick to formulate their groundbreaking DNA double helix model.

 

Question 21.
(i) મિથિલેટેડ ગ્વાએનોસાઇન કૅપનો અર્થ સમજાવો.
(ii) પોલી- A “પૂંછડી”ના પરિપક્વ RNAમાં શું કાર્ય છે?
Answer:
(i) મિથિલેટેડ ગ્વાએનોસાઇન કૅપ m-RNAનું નાના રિબોઝોમલ પેટા એકમ સાથે ભાષાંતરની શરૂઆતમાં જોડાણ માટે મદદ કરે છે.
(ii) પોલિ A-પૂંછડી m-RNAને લાંબુ આયુષ્ય પૂરું પાડે છે. પૂંછડીની લંબાઈ અને m-RNAનું આયુષ્ય પરસ્પર સંબંધિત છે.
In simple words: (i) A methylated guanosine cap (5' cap) on mRNA helps initiate translation by binding to the small ribosomal subunit. (ii) The poly-A tail at the 3' end of mRNA increases its stability and lifespan, and its length correlates with mRNA longevity.

🎯 Exam Tip: The 5' cap and 3' poly-A tail are crucial modifications in eukaryotic mRNA, protecting it from degradation and facilitating translation initiation and overall stability.

 

Question 22. શું તમે વિચારી શકો છો કે એકઝોનનું એકાંતરે સ્પીલિસિંગ કરવાથી, એક અને સમાન જનીનના રચનાકીય જનીનનું કેટલાક સમપ્રોટીન્સ (isoproteins)માં સંકેતન થાય ? જો હા, તો કેવી રીતે? જોના, તો શા માટે?
Answer:
• કાર્યકારી m-RNA બંધારણીય જનીનને તેના બધા જ એકઝાન્સનો સમાવેશ નથી કરતું.
એકઝોન્સનું આવું એકાંતરિત સ્પીલિસિંગ લિગવિશિષ્ટ, પેશી વિશિષ્ટ અને વિકાસના તબક્કા માટે પણ વિશિષ્ટ હોય છે. આવા એકઝાન્સના એકાંતરિત સ્પીલિસિંગથી એક જનીન કેટલાક આઇસો પ્રોટીન કે સમાન વર્ગના પ્રોટીન માટે સંકેતન કરી શકે છે.
• આ પ્રકારના સ્પીલિસિંગની ગેરહાજરીમાં પ્રત્યેક પ્રોટીન માટે નવા જનીનની જરૂર પડે છે. આને એકાંતરિત સ્પીલિસિંગથી ટાળી શકાય છે.
In simple words: Yes, alternative splicing of exons allows a single gene to produce multiple isoforms of proteins (isoproteins) by selecting different combinations of exons, thereby increasing protein diversity and functional complexity from a limited set of genes.

🎯 Exam Tip: Alternative splicing is a vital post-transcriptional mechanism in eukaryotes that allows one gene to code for multiple protein products, expanding the functional repertoire of the genome.

 

Question 23. DNA ફિંગરપ્રિન્ટિંગ દરમિયાન વેરીએબિલિટી ઇન નંબર ઓફ ટેન્ડમ રિપિટ (VNTR)ની ઉપયોગિતા પર ચર્ચા કરો.
Answer:
પુનરાવર્તિત ટેન્ડમ અનુક્રમોની ઘણી નકલો ફિંગરપ્રિન્ટિંગ માટે પૂરી પાડે છે અને નાઇટ્રોજન બેઇઝ અનુક્રમની વિવિધતા તેમાં જોવા મળે છે. તે વ્યક્તિ વિશિષ્ટતા ધરાવે છે જે DNA ફિંગરપ્રિન્ટિંગ પ્રક્રિયામાં ભાગ ભજવે છે.
In simple words: VNTRs (Variable Number of Tandem Repeats) are highly polymorphic, repetitive DNA sequences that vary greatly among individuals. These variations are unique to each person, making VNTRs invaluable as genetic markers for DNA fingerprinting, paternity testing, and forensic identification.

🎯 Exam Tip: Emphasize that VNTRs are the backbone of DNA fingerprinting due to their high degree of variability and unique patterns in individuals, allowing for strong identification. The term RFLP should be linked to VNTRs.

 

Question 1. હર્શી અને ચેઝના પ્રયોગ વિશે જણાવો. તે શું સાબિત કરે છે ? જો DNA અને પ્રોટીન્સ બંને ફોસ્ફરસ અને સલ્ફરયુક્ત હોય તો તેનાં પરિણામસમાન હોઈ શકે?
Answer: હર્શી અને ચેઝે (1952) તેમના પ્રયોગો દ્વારા સાબિત કર્યું કે DNA આનુવંશિક દ્રવ્ય છે. તેમણે બેક્ટેરિયોફેજ નામના વાયરસનો ઉપયોગ કર્યો જે બેક્ટેરિયાને ચેપ લગાડે છે.

ℹ️ चित्र व्याख्या (Diagram Explanation): આ રેખાકૃતિ હર્શી અને ચેઝના પ્રયોગને દર્શાવે છે. તે દર્શાવે છે કે કેવી રીતે રેડિયોએક્ટિવ સલ્ફર (³⁵S) અને ફોસ્ફરસ (³²P) નો ઉપયોગ કરીને DNA ને જનીન દ્રવ્ય તરીકે સ્થાપિત કરવામાં આવ્યું. પ્રયોગના ત્રણ મુખ્ય તબક્કા - ચેપ (Infection), મિશ્રણ (Blending) અને સેન્ટ્રીફ્યુગેશન (Centrifugation) - સ્પષ્ટપણે દર્શાવવામાં આવ્યા છે, જેના પરિણામે સ્પષ્ટ થાય છે કે માત્ર DNA જ બેક્ટેરિયલ કોષમાં પ્રવેશે છે.
હર્શી અને ચેઝે કેટલાક વાયરસને રેડિયોએક્ટિવ ફોસ્ફરસ (³²P) અને કેટલાકને રેડિયોએક્ટિવ સલ્ફર (³⁵S) ધરાવતા માધ્યમમાં ઉછેર્યા.
જે વાયરસને રેડિયોએક્ટિવ ફોસ્ફરસયુક્ત માધ્યમમાં ઉછેરવામાં આવ્યા હતા, તેમાં રેડિયોએક્ટિવ DNA જોવા મળ્યું કારણ કે DNAમાં ફોસ્ફરસ હોય છે, પરંતુ પ્રોટીનમાં નથી.
જે વાયરસને રેડિયોએક્ટિવ સલ્ફરયુક્ત માધ્યમમાં ઉછેરવામાં આવ્યા હતા, તેમાં રેડિયોએક્ટિવ પ્રોટીન હતું કારણ કે પ્રોટીનમાં સલ્ફર ધરાવતા એમિનો એસિડ હોય છે, પરંતુ DNAમાં સલ્ફર હોતું નથી.
ત્યારબાદ, આ રેડિયોએક્ટિવ બેક્ટેરિયોફેજને E. coli બેક્ટેરિયા પર ચેપ લગાડવામાં આવ્યો.
જેમ જેમ ચેપ આગળ વધ્યો, તેમ વાયરસના આવરણ (કેપ્સિડ)ને બેક્ટેરિયાથી અલગ કરવા માટે મિશ્રણ (Blending) કરવામાં આવ્યું.
સેન્ટ્રીફ્યુગેશન દ્વારા વાયરસના કણોને બેક્ટેરિયાથી અલગ કરવામાં આવ્યા.
જે બેક્ટેરિયા રેડિયોએક્ટિવ DNA ધરાવતા વાયરસથી ચેપી થયા હતા, તે બેક્ટેરિયા રેડિયોએક્ટિવ રહ્યા. આ સૂચવે છે કે બેક્ટેરિયામાં પ્રવેશતું દ્રવ્ય DNA છે.
જે બેક્ટેરિયા રેડિયોએક્ટિવ પ્રોટીનયુક્ત વાયરસથી ચેપી થયા હતા, તે રેડિયોએક્ટિવ ન થયા.
આમ, વાયરસમાંથી બેક્ટેરિયામાં પ્રવેશ કરતું દ્રવ્ય DNA છે, પ્રોટીન નહીં.
જો DNA અને પ્રોટીન બંને ફોસ્ફરસ અને સલ્ફર ધરાવતા હોત, તો પ્રયોગના પરિણામો બદલાત.
પ્રથમ કિસ્સામાં (i) રેડિયોએક્ટિવ ³⁵S લેબલવાળા પ્રોટીન કેપ્સ્યુલ ધરાવતા બેક્ટેરિયોફેજ અને ³²P લેબલવાળા બેક્ટેરિયોફેજ બંનેને જોવામાં આવે, તો રેડિયોએક્ટિવ ³⁵S જોવા ન મળે, જ્યારે રેડિયોએક્ટિવ ³²P કોષોમાં દેખાય.
બીજા કિસ્સામાં (ii) જો બંને, ³⁵S અને ³²P, કોષોમાં હાજર હોત, તો રેડિયોએક્ટિવ ³²P અને ³⁵S બંને દ્રાવણમાં અને કોષોમાં જોવા મળત.
રેડિયોએક્ટિવ ³⁵S અને ³²P લેબલવાળા DNA અને બેક્ટેરિયોફેજને જોવામાં આવે, તો રેડિયોએક્ટિવ ³²P અને ³⁵S બંને કોષોમાં જોવા મળત, પરંતુ દ્રાવણમાં રેડિયોએક્ટિવિટી ગેરહાજર હોત.
In simple words: હર્શી અને ચેઝે રેડિયોએક્ટિવ DNA અને પ્રોટીનનો ઉપયોગ કરીને સાબિત કર્યું કે વાયરસ જ્યારે બેક્ટેરિયાને ચેપ લગાડે છે ત્યારે માત્ર DNA જ અંદર પ્રવેશે છે, પ્રોટીન નહીં, જે દર્શાવે છે કે DNA જ આનુવંશિક દ્રવ્ય છે. જો બંને દ્રવ્યોમાં ફોસ્ફરસ અને સલ્ફર હાજર હોત, તો પ્રયોગના પરિણામો ગૂંચવણભર્યા બનત, કારણ કે કયું દ્રવ્ય વાસ્તવમાં જનીન સામગ્રી છે તે નક્કી કરવું મુશ્કેલ થાત.

🎯 Exam Tip: આ પ્રયોગના તબક્કાઓ (ચેપ, મિશ્રણ, સેન્ટ્રીફ્યુગેશન) અને તેમાં ઉપયોગમાં લેવાયેલા રેડિયોઆઇસોટોપ્સ (³⁵S અને ³²P) ની ભૂમિકા સમજવી મહત્વપૂર્ણ છે. જો DNA અને પ્રોટીન બંનેમાં ફોસ્ફરસ અને સલ્ફર હોય તો શું પરિણામ આવે તેની ધારણા કરવી પણ ગુણવત્તા વધારી શકે છે.

 

Question 2. ઉર્વિકાસ દરમિયાન DNAને RNAની સાપેક્ષે જનીનદ્રવ્ય તરીકે શા માટે સ્વીકારવામાં આવ્યું ? સૌપ્રથમ જનીનદ્રવ્ય તરીકે કાર્ય કરવા માટેના માપદંડોની ચર્ચા કરો અને DNA અને RNA વચ્ચેના જૈવરાસાયણિકતફાવત પર પ્રકાશપાડી, કારણો આપો.
Answer: ઉત્ક્રાંતિ દરમિયાન DNAને RNAની તુલનામાં આનુવંશિક દ્રવ્ય તરીકે સ્વીકારવામાં આવ્યું, કારણ કે તે વધુ સ્થિર અને કાર્યક્ષમ છે.

આનુવંશિક દ્રવ્ય તરીકે કાર્ય કરવા માટેના માપદંડો નીચે મુજબ છે:
1. તે પોતાના જેવી જ પ્રતિકૃતિ (replication) બનાવવામાં સક્ષમ હોવો જોઈએ.
2. તે રાસાયણિક અને સંરચનાત્મક રીતે સ્થિર હોવો જોઈએ.
3. ઉત્ક્રાંતિ માટે જરૂરી ધીમા ફેરફારો (mutation) માટેની તક પૂરી પાડવી જોઈએ.
4. "મેન્ડેલિયન લક્ષણો"ના સ્વરૂપમાં તે પોતાની જાતને અભિવ્યક્ત કરી શકતો હોવો જોઈએ.
જો બેઝ જોડ અને પૂરકતાના સિદ્ધાંતને ધ્યાનમાં રાખવામાં આવે, તો DNA અને RNA બંને પ્રતિકૃત થઈ શકે છે. પ્રોટીન આ માટે અસફળ છે.
આનુવંશિક પદાર્થનું સ્થાયીપણું જરૂરી છે. જીવનચક્રની વિવિધ અવસ્થાઓ, ઉંમર અથવા સજીવની શારીરિક ક્રિયામાં પરિવર્તન થાય તે છતાં તે અપરિવર્તનીય રહેવું જોઈએ.
આ સ્થાયીપણું ગ્રિફિથના "રૂપાંતરણ સિદ્ધાંત"થી સ્પષ્ટ થાય છે, જેમાં ગરમીથી બેક્ટેરિયાનું મૃત્યુ થાય છે, પરંતુ આનુવંશિક દ્રવ્યના કેટલાક ગુણધર્મો નાશ પામતા નથી.
DNAની બંને શૃંખલાઓને ગરમીથી અલગ કરાય તો પણ યોગ્ય પરિસ્થિતિમાં એકબીજા સાથે જોડાઈ જાય છે.
RNAના પ્રત્યેક ન્યુક્લિટાઇડ પર 2'-OH પ્રતિક્રિયાશીલ સમૂહ જોવા મળે છે, જે RNAને અસ્થિર અને સરળતાથી વિઘટિત બનાવે છે.
RNAની સાપેક્ષે DNA રાસાયણિક દૃષ્ટિએ ઓછો સક્રિય અને સંરચનાત્મક દૃષ્ટિએ વધુ સ્થાયી છે. આમ, DNA વધુ સારું આનુવંશિક દ્રવ્ય છે.
DNAમાં યુરેસીલના સ્થાને થાઇમિન હોવાથી તેને વધુ સ્થાયીત્વ મળે છે.
DNA અને RNA બંને વિકૃતિ પામી શકે છે, પરંતુ RNA અસ્થાયી અને ઝડપથી વિકૃતિ પામે છે. પરિણામે, RNA જીનોમ ટૂંકી જીવન અવધિ ધરાવતા વાયરસમાં ઝડપથી વિકાસ અને વિકૃતિ પામે છે.
પ્રોટીન સંશ્લેષણ માટે RNA સીધો જ સંકેત કરે છે, તેથી તે સરળતાથી લક્ષણો અભિવ્યક્ત કરે છે. DNAને પ્રોટીન સંશ્લેષણ માટે RNA ઉપર આધાર રાખવો પડે છે.
આમ, RNA અને DNA બંને જનીન દ્રવ્ય તરીકે કાર્ય કરે છે, પરંતુ DNA વધારે સ્થાયી અણુ હોવાથી જનીનિક માહિતીના સંગ્રહ માટે વધુ પસંદગીપાત્ર છે. જનીનિક માહિતીના સ્થળાંતરણ માટે RNA વધુ સુયોગ્ય છે.
In simple words: DNAને ઉત્ક્રાંતિ દરમિયાન RNA કરતાં વધુ સ્થિર અને કાર્યક્ષમ આનુવંશિક દ્રવ્ય તરીકે પસંદ કરવામાં આવ્યું, કારણ કે તે પોતાની પ્રતિકૃતિ બનાવી શકે છે, રાસાયણિક રીતે સ્થિર છે, પરિવર્તનો માટે તક પૂરી પાડે છે અને લક્ષણો અભિવ્યક્ત કરી શકે છે. RNA તેની 2'-OH સમૂહને કારણે ઓછું સ્થિર હોય છે અને ઝડપથી વિઘટિત થાય છે, જ્યારે DNAમાં થાઇમિનની હાજરી તેને વધુ સ્થાયી બનાવે છે, જે લાંબા ગાળાના જનીન માહિતી સંગ્રહ માટે ઉત્તમ છે.

🎯 Exam Tip: DNA અને RNA વચ્ચેના રાસાયણિક અને સંરચનાત્મક તફાવતો, ખાસ કરીને 2'-OH સમૂહ અને થાઇમિન/યુરેસીલની હાજરી પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરો. આનુવંશિક દ્રવ્યના ચાર મુખ્ય માપદંડોને યાદ રાખો અને બંને કેવી રીતે તેમને પૂર્ણ કરે છે તે સમજાવો.

 

Question 3. યુકેરિયોટિક mRNAનાપશ્ચપ્રત્યાંકિત રૂપાંતરણ વિશે જણાવો.
Answer: સુકોષકેન્દ્રીમાં પ્રત્યાંકન પ્રક્રિયામાં જટિલતા જોવા મળે છે, જેમાં mRNAના પશ્ચ-પ્રત્યાંકન રૂપાંતરણ (post-transcriptional modification)નો સમાવેશ થાય છે.

(i) કોષકેન્દ્રમાં ત્રણ પ્રકારના RNA પોલિમરેઝ જોવા મળે છે:
- RNA પોલિમરેઝ I: t-RNA, 28s, 18s, અને 5.8s RNAનું પ્રત્યાંકન કરે છે.
- RNA પોલિમરેઝ II: t-RNA, 5 Sr-RNA અને Sn-RNAs (small nuclear RNAs)ના પ્રત્યાંકન માટે જવાબદાર છે.
- RNA પોલિમરેઝ IIm-RNA: પૂર્વસ્વરૂપ હીટરોજીનસ ન્યુક્લિઅર RNA (hn-RNA)નું પ્રત્યાંકન કરે છે.
(ii) પ્રાથમિક પ્રત્યાંકન (hn-RNA) એક્સોન અને ઇન્ટ્રૉન્સ બંને ધરાવે છે, જે બિનકાર્યકારી હોય છે. તે સ્પ્લિસ્સિંગ (splicing) પ્રક્રિયામાંથી પસાર થાય છે, જેમાં ઇન્ટ્રૉન્સ દૂર થાય છે અને એક્સોન એક નિશ્ચિત ક્રમમાં એકબીજા સાથે જોડાઈ જાય છે. hnRNA કેપિંગ (capping) અને ટેઇલિંગ (tailing)માંથી પણ પસાર થાય છે.
- કેપિંગમાં: એક વિલક્ષણ ન્યુક્લિઓટાઇડ, મિથાઇલ ગ્વાનોસિન ટ્રાયફૉસ્ફેટ, hnRNAના 5' છેડા પર જોડાય છે.
- ટેઇલિંગમાં: એડિનાઇલેટેડ સમૂહ (200-300) સ્વતંત્ર રીતે 3' છેડા પર ઉમેરાય છે.
પૂર્ણ સંસાધિત hnRNAને હવે mRNA કહેવાય છે, જે ભાષાંતરણ માટે કોષકેન્દ્રમાંથી સ્થળાંતરણ પામે છે.
In simple words: યુકેરિયોટિક કોષોમાં, પ્રાથમિક mRNA (hn-RNA) સંપૂર્ણપણે કાર્યરત નથી. તેને કાર્યક્ષમ mRNA બનાવવા માટે "કેપિંગ" (5' છેડે ખાસ ટોપી ઉમેરવી), "ટેઇલિંગ" (3' છેડે લાંબી એડિનાઇન પૂંછડી ઉમેરવી) અને "સ્પ્લિસ્સિંગ" (બિન-કોડિંગ ભાગો, ઇન્ટ્રૉન્સ, દૂર કરીને કોડિંગ ભાગો, એક્સોન્સ, જોડવા) જેવા ફેરફારોમાંથી પસાર થવું પડે છે.

🎯 Exam Tip: પોસ્ટ-ટ્રાન્સક્રિપ્શનલ મોડિફિકેશન્સ (કેપિંગ, સ્પ્લિસ્સિંગ, ટેઇલિંગ) ના દરેક તબક્કા અને તેમાં સંકળાયેલા RNA પોલિમરેઝના પ્રકારોને યાદ રાખવા જરૂરી છે. આ પ્રક્રિયાઓનું યોગ્ય ક્રમમાં વર્ણન કરવું ગુણવત્તા વધારી શકે છે.

 

Question 4. ભાષાંતરણની ક્રિયાવર્ણવો
Answer: ભાષાંતરણ એ એક પ્રક્રિયા છે જેમાં એમિનો એસિડના પોલીમરાઇઝેશન દ્વારા પોલિપેપ્ટાઇડ શૃંખલાનું નિર્માણ થાય છે.

ℹ️ चित्र व्याख्या (Diagram Explanation): આ આકૃતિ ભાષાંતરણની પ્રક્રિયા દર્શાવે છે, જ્યાં mRNA કોડોન વાંચવામાં આવે છે અને t-RNA દ્વારા લાવવામાં આવેલા એમિનો એસિડ્સ એકબીજા સાથે જોડાઈને પોલિપેપ્ટાઇડ શૃંખલા બનાવે છે. રિબોઝોમ્સ (નાના અને મોટા ઉપએકમ) mRNA અને t-RNAને યોગ્ય રીતે ગોઠવીને પેપ્ટાઇડ બંધના નિર્માણને ઉત્તેજિત કરે છે.
એમિનો એસિડનો ક્રમ mRNA પર આવેલા બેઝના અનુક્રમ પર આધાર રાખે છે.
એમિનો એસિડ્સ પેપ્ટાઇડ બંધ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે. પેપ્ટાઇડ બંધના નિર્માણ માટે શક્તિની આવશ્યકતા હોય છે, તેથી પહેલા તબક્કામાં એમિનો એસિડ ATPની હાજરીમાં સક્રિય થાય છે.
વિશેષ જાણકારી (More Information):
(a) એમિનો એસિડની સક્રિયતા એમિનો એસાઇલ-t-RNA સિન્થટેઝ ઉત્સેચક દ્વારા થાય છે.
\( \text{AA + ATP } \xrightarrow{\text{AA-AMP Enz.}} \text{ એમિનો એસિડ એડિનાયલેટ + PPi} \)
(b) એમિનો એસિલેશન/t-RNA આવેશીકરણ: આ સંકુલ વિશિષ્ટ t-RNA સાથે જોડાઈ એમિનો એસાઇલ-t-RNA સંકુલ બનાવે છે.
\( \text{AA-AMP } \sim \text{ EnZ + t-RNA } \rightarrow \text{ AA-t-RNA + AMP + EnZ} \)
આ પ્રક્રિયાને t-RNAનું આવેશીકરણ (charging of t-RNA) અથવા t-RNA એમિનો એસિલેશન કહે છે.
આ બે આવેશિત t-RNA એકબીજાની નજીક આવવાથી તે અણુઓની વચ્ચે પેપ્ટાઇડ બંધનું નિર્માણ થાય છે. ઉત્સેચકની હાજરીમાં પેપ્ટાઇડ બંધ બનવાનો દર ઝડપી થાય છે.
કોષીય ફેક્ટરી જે પ્રોટીન સંશ્લેષણ માટે જવાબદાર છે તે રિબોઝોમ છે. તે સંરચનાત્મક RNAs અને 80 વિભિન્ન પ્રોટીનથી બનેલું છે. તે તેની નિષ્ક્રિય અવસ્થામાં બે પેટા એકમો ધરાવે છે: મોટો પેટા એકમ અને નાનો પેટા એકમ.
જ્યારે નાનો પેટા એકમ mRNA સાથે સંકળાય છે ત્યારે mRNAમાંથી પ્રોટીન બનવાની ભાષાંતરણ પ્રક્રિયાની શરૂઆત થાય છે. મોટા પેટા એકમમાં બે સ્થાન હોય છે, જેનાથી એમિનો એસિડ જોડાઈને નજીક આવે છે અને પોલિપેપ્ટાઇડ બંધ બનાવે છે.
રિબોઝોમ પેપ્ટાઇડ બંધના નિર્માણમાં ઉત્સેચક (23 S r-RNA બેક્ટેરિયામાં ઉત્સેચક-રિબોઝાઇમ) તરીકે કાર્ય કરે છે.
mRNAમાં ભાષાંતરણ એકમ (translational unit) RNAનો અનુક્રમ છે, જેના છેડા પર પ્રારંભિક સંકેત (AUG) તથા સમાપ્તિ સંકેત (stop codon) જોવા મળે છે જે પોલિપેપ્ટાઇડનું સંકેતન કરે છે.
mRNAમાં કેટલાંક વધારાના અનુક્રમ આવેલા હોય છે જે ભાષાંતરિત નથી થતા તેને ભાષાંતર રહિત વિસ્તાર (untranslated region UTR) કહે છે.
UTR 5' છેડા (પ્રારંભિક સંકેત પહેલા) અને 3' છેડા (સમાપ્તિ સંકેત પછી) બંને પર આવેલ હોય છે જે ભાષાંતર પ્રક્રિયા માટે જરૂરી છે.
પ્રારંભ માટે રિબોઝોમ mRNAના પ્રારંભિક સંકેત (AUG) સાથે જોડાય છે. જેની ઓળખ ફક્ત પ્રારંભિક t-RNA દ્વારા કરવામાં આવે છે. રિબોઝોમ ત્યારબાદ પ્રોટીન સંશ્લેષણની પ્રલંબન પ્રક્રિયા તરફ આગળ વધે છે.
આ દરમિયાન એમિનો એસિડ-t-RNA સાથે જોડાઈને જટિલ રચનાનું નિર્માણ કરે છે. જે આગળ વધીને t-RNAના પ્રતિસંકેત સાથે પૂરક બેઝ બનાવીને m-RNAના ઉચિત સંકેત સાથે જોડાય છે. રિબોઝોમ m-RNAની પર એક સંકેતથી બીજા સંકેત તરફ ખસે છે.
એક પછી એક એમિનો એસિડ ઉમેરાવાથી પોલિપેપ્ટાઇડ અનુક્રમોમાં ભાષાંતરણ થાય છે, જે DNA દ્વારા નિર્દેશિત અને mRNA દ્વારા નિરૂપિત હોય છે. અંતમાં વિમોચક કારક (release factor) સમાપ્તિ સંકેત સાથે જોડાવાથી ભાષાંતરણ-પ્રક્રિયાનો અંત આવે છે અને રિબોઝોમમાંથી સંપૂર્ણ પોલિપેપ્ટાઇડ મુક્ત થઈ જાય છે.
In simple words: ભાષાંતરણ એ પ્રોટીન બનાવવાની પ્રક્રિયા છે, જ્યાં mRNA પરના આનુવંશિક કોડને રિબોઝોમ્સ દ્વારા વાંચીને એમિનો એસિડની લાંબી શૃંખલા બનાવવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયામાં એમિનો એસિડ સક્રિય થાય છે, t-RNA તેમને mRNA પર લાવે છે, અને રિબોઝોમ્સ પેપ્ટાઇડ બંધ બનાવીને શૃંખલાને લંબાવે છે, જ્યાં સુધી સમાપ્તિ સંકેત આવે અને પ્રોટીન મુક્ત થાય.

🎯 Exam Tip: ભાષાંતરણના મુખ્ય તબક્કાઓ (આરંભ, પ્રલંબન, સમાપ્તિ) અને તેમાં t-RNA, m-RNA, રિબોઝોમ્સ, અને વિવિધ ઉત્સેચકોની ભૂમિકાને વિગતવાર સમજવી જરૂરી છે. UTRs અને કોડોન-એન્ટિકોડોન જોડાણ પર ખાસ ધ્યાન આપો.

 

Question 5. ઓપેરોનની વ્યાખ્યા આપો. ઉદાહરણ આપી, પ્રેરક ઓપેરોન વિશે વર્ણવો.
Answer: ઓપેરોન એ નિયમનકારી જનીન અને એક કે તેથી વધુ માળખાકીય જનીનોનો સમુહ છે જે એક જ પ્રોમોટર અને ઓપરેટર દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે, જેના પરિણામે સંબંધિત પ્રોટીનનું સંશ્લેષણ એકસાથે થાય છે.

ℹ️ चित्र व्याख्या (Diagram Explanation): આ આકૃતિ લેક ઓપેરોનના નિયમનને દર્શાવે છે. "પ્રેરકના અભાવમાં" વિભાગમાં, i જનીન દ્વારા ઉત્પન્ન થતો નિગ્રાહક ઓપરેટર સાથે જોડાય છે અને RNA પોલિમરેઝને પ્રત્યાંકન કરતા અટકાવે છે, જેથી માળખાકીય જનીનો (z, y, a) અભિવ્યક્ત થતા નથી. "પ્રેરકની હાજરીમાં" વિભાગમાં, પ્રેરક (લેક્ટોઝ) નિગ્રાહક સાથે જોડાઈને તેને નિષ્ક્રિય બનાવે છે, જેનાથી RNA પોલિમરેઝ ઓપરેટર પરથી પસાર થઈ શકે છે અને માળખાકીય જનીનોનું પ્રત્યાંકન થઈ શકે છે, જેના પરિણામે β-ગેલેક્ટોસાઇડેઝ, પર્મિએઝ અને ટ્રાન્સએસિટાઇલેઝ ઉત્સેચકો ઉત્પન્ન થાય છે.
લેક ઓપેરોનની માહિતી જેકોબ અને મોનાડ દ્વારા અપાઈ હતી. તેઓએ સૌપ્રથમ પ્રત્યાંકન નિયંત્રિત તંત્રનો ખ્યાલ આપ્યો.
લેક-ઓપેરોન (લેક-લેક્ટોઝ)માં પોલિસિસ્ટ્રોનિક બંધારણીય જનીનનું નિયમન એક સામાન્ય પ્રમોટર અને નિયમનકારી જનીન દ્વારા થાય છે, આને ઓપેરોન કહે છે. આનાં અન્ય ઉદાહરણ ટ્રિપ ઓપેરોન (ટ્રિપ્ટોફેન ઓપેરોન), એરા (ara) ઓપેરોન, હિસ (હિસ્ટીડીન) ઓપેરોન, વેલ (વેલાઇન) ઓપેરોન છે.
લેક ઓપેરોન એક નિયમનકારી જનીન (i) અને ત્રણ માળખાકીય જનીનો (z, y, a)થી બનેલું છે.
(a) i જનીન લેક ઓપેરોનના નિગ્રાહક (repressor)નું સંકેતન કરે છે.
(b) z જનીન β-ગેલેક્ટોસાઇડેઝનું સંકેતન કરે છે, જે લેક્ટોઝના જળવિભાજનથી ગ્લુકોઝ અને ગેલેક્ટોઝનું નિર્માણ કરે છે.
(c) y જનીન પર્મિએઝ માટેનું સંકેતન કરે છે, જે કોષમાં β-ગેલેક્ટોસાઇડેઝની પ્રવેશશીલતા વધારે છે.
(d) a જનીન ટ્રાન્સએસિટાયલેઝનું સંકેતન કરે છે. આ રીતે લેક ઓપેરોનના ત્રણેય જનીનના ઉત્પાદનો લેક્ટોઝ ચયાપચય માટે આવશ્યક હોય છે.
લેક્ટોઝ, β-ગેલેક્ટોસાઇડેઝ માટે પ્રક્રિયકનું કામ કરે છે, જે ઓપેરોનની સક્રિયતાનો આરંભ અને સમાપ્તિનું નિયમન કરે છે, તેને પ્રેરક (inducer) કહેવાય છે.
લેક્ટોઝની ગેરહાજરીમાં, જો બેક્ટેરિયાના સંવર્ધન માધ્યમમાં લેક્ટોઝ ઉમેરવામાં આવે તો પર્મિએઝની ક્રિયા દ્વારા લેક્ટોઝ કોષમાં પ્રવેશે છે.
ઓપેરોનના i જનીન દ્વારા નિગ્રાહક સંશ્લેષિત થાય છે. નિગ્રાહક પ્રોટીન ઓપેરોનના ઓપરેટર સ્થાને જોડાઈ RNA પોલિમરેઝને પ્રત્યાંકન કરતાં અટકાવે છે.
લેક્ટોઝની હાજરીમાં, નિગ્રાહક પ્રેરક સાથે પ્રક્રિયા કરી નિષ્ક્રિય થાય છે. તેથી RNA પોલિમરેઝને પ્રત્યાંકન સાથે જોડાઈ પ્રત્યાંકનની શરૂઆત કરે છે.
નિગ્રાહક દ્વારા લેક ઓપેરોનના નિયમનને નકારાત્મક નિયમન કહે છે.
જ્યારે પ્રોટીનની જરૂરિયાત ન હોય ત્યાં સુધી, નિયંત્રક જનીન લેક ઓપરેટરની ક્રિયા માટે નકારાત્મક નિયંત્રણની કાર્યવાહી કરે છે, કારણ કે રચનાત્મક જનીન દ્વારા પેદા થતો ઉત્સેચક ઓપેરોનની સ્વીચ ઓફ રાખે છે.
કેટલાક પદાર્થો હકારાત્મક નિયંત્રણની કાર્યવાહી કરે છે. જ્યારે આવા પદાર્થોને માધ્યમમાં ઉમેરવામાં આવે છે ત્યારે તે નિયંત્રક જનીનને ઉત્તેજક ઘટક પેદા કરવા પ્રેરિત કરે છે જે ઓપરેટર જનીન દ્વારા પેદા થતા ઉત્સેચકને ઉત્તેજે છે.
In simple words: ઓપેરોન એ જનીનોનો એક સમૂહ છે જે એક સામાન્ય પ્રમોટર અને ઓપરેટર દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે, અને તે સંબંધિત પ્રોટીન ઉત્પન્ન કરવા માટે એકસાથે કામ કરે છે. લેક ઓપેરોન તેનું ઉદાહરણ છે, જ્યાં લેક્ટોઝની હાજરી "પ્રેરક" તરીકે કામ કરીને નિગ્રાહક પ્રોટીનને નિષ્ક્રિય કરે છે, જેનાથી લેક્ટોઝ પાચન માટે જરૂરી ઉત્સેચકો ઉત્પન્ન થાય છે; લેક્ટોઝની ગેરહાજરીમાં, આ પ્રક્રિયા બંધ રહે છે.

🎯 Exam Tip: લેક ઓપેરોનના ઘટકો (i, z, y, a જનીનો, પ્રમોટર, ઓપરેટર) અને તેમની ભૂમિકા સ્પષ્ટપણે સમજાવવી. પ્રેરકની હાજરી અને ગેરહાજરીમાં નિયમન કેવી રીતે થાય છે તેનું વર્ણન કરવું અને આકૃતિને સમજાવવી મહત્વપૂર્ણ છે.

 

Question 6. બાળક માટે પિતૃત્વની સમસ્યા છે. આ સમસ્યાનું સમાધાન કઈ ટેનિક દ્વારા થશે? આ સાથે સંકળાયેલ સિદ્ધાંતની ચર્ચાકરો. DNA ફિંગરપ્રિન્ટિંગથી બાળકના પિતૃત્વ માટેની સમસ્યાનો ઉકેલ લાવી શકાય છે.
Answer: પિતૃત્વની સમસ્યાનો ઉકેલ DNA ફિંગરપ્રિન્ટિંગ પદ્ધતિ દ્વારા લાવી શકાય છે. આ પદ્ધતિ DNAના ચોક્કસ વિસ્તારના ન્યુક્લિઓટાઇડ અનુક્રમની માહિતી મેળવે છે જે દરેક વ્યક્તિમાં વિશિષ્ટ હોય છે.

DNA ફિંગરપ્રિન્ટિંગનો પાયો DNAની બહુલકતા (polymorphism) છે. જુદી જુદી વ્યક્તિઓના DNAમાં ભિન્નતા કરતાં સમાનતા વધુ હોય છે, પરંતુ મનુષ્યના રંગસૂત્રના કેટલાક વિસ્તારો પુષ્કળ ભિન્નતા દર્શાવે છે. આવા ભિન્નતાવાળા અનુક્રમો બહુલક (Polymorphic) સ્વરૂપો છે.
વિશિષ્ટ પ્રકારના VNTR (Variable Number of Tandem Repeats) DNA અનુક્રમોની પુનરાવર્તિત નકલો ધરાવે છે જે રંગસૂત્રો પર પાસપાસે આવેલા હોય છે. બહુલકતા જનીનિક મેપિંગ માટે પાયારૂપ છે અને તેનો ઉપયોગ પિતૃત્વ અને માતૃત્વના વિવાદાસ્પદ કેસોના સમાધાન માટે થાય છે. ફોરેન્સિક ક્ષેત્રે ગુનેગારોની ઓળખ માટે પણ તેનો ઉપયોગ થાય છે.
In simple words: DNA ફિંગરપ્રિન્ટિંગ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને બાળકના પિતૃત્વની સમસ્યા ઉકેલી શકાય છે. આ પદ્ધતિ DNAના અનન્ય વિસ્તારો, ખાસ કરીને "VNTRs" (Variable Number of Tandem Repeats) પર આધારિત છે, જે દરેક વ્યક્તિમાં અલગ હોય છે અને માતા-પિતા પાસેથી વારસામાં મળે છે, જેથી બાળકના જનીનો માતા-પિતા સાથે મેચ કરીને પિતૃત્વ નક્કી કરી શકાય.

🎯 Exam Tip: DNA ફિંગરપ્રિન્ટિંગના સિદ્ધાંત (પોલિમોર્ફિઝમ અને VNTRs) અને પિતૃત્વના કેસોમાં તેની એપ્લિકેશનને સ્પષ્ટપણે સમજાવો. VNTRs ની વિશિષ્ટતા અને આનુવંશિકતા પર ભાર મૂકવો.

 

Question 7. માનવ જનીન-ક્રમમાં ઉપયોગી પદ્ધતિઓ વિશે જણાવો.
Answer: માનવ જીનોમ પ્રોજેક્ટ (HGP) ના કેટલાક મહત્વના લક્ષ્યાંકો નીચે મુજબ છે:

1. માનવ DNAમાં લગભગ 20,000-25,000 બધા જ જનીનોની ઓળખ કરવી.
2. હ્યુમન જીનોમ બનાવતી 3 બિલિયન રાસાયણિક બેઝ જોડના ક્રમને ઓળખવો.
3. મળતી માહિતીનો ડેટાબેઝ સ્વરૂપે સંગ્રહ કરવો.
4. માહિતીના વિશ્લેષણ માટે ઉપકરણોમાં સુધારો કરવો.
5. સંબંધિત માહિતીને ઇન્ડસ્ટ્રીઝ જેવા ખાનગી સેક્ટરમાં ફેરવવી.
6. પ્રોજેક્ટ સંબંધિત નૈતિક, કાયદાકીય અને સામાજિક સમસ્યાઓ (ELSI - Ethical, Legal and Social Issues) ને સમજવી.
વ્યક્તિઓમાં જોવા મળતી DNAની ભિન્નતા વિશે મળતી માહિતીથી માનવમાં જોવા મળતી અનિયમિતતાઓની ઓળખ, સારવાર અને અમુક હદ સુધી અટકાવવામાં મદદ મળે છે.
માનવેતર (મનુષ્ય સિવાયના) સજીવોના DNA ક્રમોની પ્રાપ્ત જાણકારીના આધારે તેની ક્ષમતાના ઉપયોગ વડે સ્વાસ્થ્ય સુરક્ષા, કૃષિ, ઊર્જા-ઉત્પાદન અને પર્યાવરણ સુધારની દિશામાં પ્રગતિ થઈ શકે છે.
આપણને કેટલાંક બેક્ટેરિયા, યીસ્ટ, સૂત્રકૃમિ, ડ્રોસોફિલા, ડાંગર અને એરાબીડોપ્સિસના અનુક્રમો વિશે જાણકારી મળી શકી છે.
In simple words: માનવ જીનોમ પ્રોજેક્ટના મુખ્ય લક્ષ્યોમાં માનવ DNAના તમામ જનીનો અને બેઝ જોડીઓ ઓળખવી, ડેટાબેઝ બનાવવો, વિશ્લેષણના સાધનો સુધારવા, ટેકનોલોજીનું સ્થાનાંતરણ કરવું અને નૈતિક મુદ્દાઓ ઉકેલવા શામેલ હતા. આનાથી રોગોની સારવાર, કૃષિ અને પર્યાવરણીય સુધારાઓમાં મદદ મળી છે અને અન્ય જીવો વિશે પણ માહિતી પ્રાપ્ત થઈ છે.

🎯 Exam Tip: HGP ના મુખ્ય લક્ષ્યો અને તેના ફાયદાઓ તેમજ ELSI જેવા સામાજિક-નૈતિક પાસાઓને યાદ રાખવા. HGP માંથી મળેલા જ્ઞાનનો ઉપયોગ કેવી રીતે થાય છે તે સ્પષ્ટપણે સમજાવો.

 

Question 8. DNA ફિંગર પ્રિન્ટિંગમાં ઉપયોગી વિવિધરેખકોની નોંધ લખો.
Answer: DNA ફિંગરપ્રિન્ટિંગમાં ઉપયોગી વિવિધરેખકો (markers) નીચે મુજબ છે:

1. ડૉ. એલેક જેફરીએ આનુવંશિક રોગો માટે DNA માર્કરની ઓળખ દરમિયાન DNA ફિંગરપ્રિન્ટિંગની પદ્ધતિ વિકસાવી.
2. DNA ફિંગરપ્રિન્ટિંગમાં ટૂંકા ન્યુક્લિઓટાઇડ પુનરાવર્તકો (VNTRs - Variable Number of Tandem Repeats) નો માર્કર તરીકે ઉપયોગ થાય છે.
VNTRs પ્રત્યેક વ્યક્તિમાં અલગ હોય છે અને એક પેઢીથી બીજી પેઢીમાં આનુવંશિકરીતે ઊતરે છે. આથી, તેઓ પિતૃત્વ, ફોરેન્સિક તપાસ અને વ્યક્તિગત ઓળખ માટે ખૂબ જ ઉપયોગી છે.
In simple words: DNA ફિંગરપ્રિન્ટિંગમાં, "VNTRs" (Variable Number of Tandem Repeats) જેવા ટૂંકા પુનરાવર્તિત DNA અનુક્રમોનો ઉપયોગ મુખ્ય માર્કર તરીકે થાય છે. આ VNTRs દરેક વ્યક્તિમાં અનન્ય હોય છે અને વારસામાં મળે છે, જે તેમને પિતૃત્વના પરીક્ષણ, ફોરેન્સિક તપાસ અને વ્યક્તિઓની ઓળખ માટે ખૂબ જ અસરકારક બનાવે છે.

🎯 Exam Tip: VNTRs (Variable Number of Tandem Repeats) ની વ્યાખ્યા અને તેની અનન્યતા તેમજ આનુવંશિકતા પર ભાર મૂકવો. DNA ફિંગરપ્રિન્ટિંગમાં તેમની કાર્યપદ્ધતિનું સંક્ષિપ્તમાં વર્ણન કરવું.

 

Question 9. ઇ.કોલાઇમાં રેડિયો એકિટવ ડિસઓક્સિન્યુક્લિઓટાઇલ્સની હાજરીમાં રેપ્લિકેશન થાય છે, જે DNA લાયગેઝ માટે વિકૃત છે. નવો સંશ્લેષિતરેડિયો એકિટવDNA શુદ્ધ કરવામાં આવે છે અને વિનૈસર્ગીકરણ દ્વારા શૃંખલાઓને અલગ પાડવામાં આવે છે. ધનતાના ઢોળાંશને આધારે સેન્દ્રિયુગેશનનો ઉપયોગ કરવાથી તે સેન્ટિફયુજ થાય છે. નીચેનામાંથી કયું એકસારું પરિણામ છે?
(a) ઊંચી
આણ્વીય નીચી
આણ્વીય
(b) ઊંચી
આણ્વીય નીચી
આણ્વીય
(c) ઊંચી
આણ્વીય નીચી
આણ્વીય
(d) ઊંચી
આણ્વીય નીચી
આણ્વીય
Answer: (a) ઊંચી આણ્વીય નીચી આણ્વીય

ℹ️ चित्र व्याख्या (Diagram Explanation): આ આકૃતિઓ E. coli DNA રેપ્લિકેશન પછી ઘનતાના ઢોળાંશને આધારે સેન્ટ્રીફ્યુગેશનના પરિણામો દર્શાવે છે. વિકલ્પ (a) એક ઊંચી અને એક નીચી આણ્વીય ઘનતાવાળા બેન્ડ દર્શાવે છે. આ પરિણામ સૂચવે છે કે DNA લિગેઝની ખામીને કારણે ઓકાઝાકી ફ્રેગમેન્ટ્સ જોડાઈ શકતા નથી, જેના પરિણામે અગ્રણી શૃંખલા સંપૂર્ણ અને ભારે હોય છે, જ્યારે પશ્ચગામી શૃંખલા નાના, હલકા ટુકડાઓની બનેલી હોય છે.
ઉપરના કિસ્સામાં E. coli DNA લિગેઝ માટે વિકૃત છે તે લેગિંગ કુંતલમાં ઓકાઝાકી ટુકડાઓને જોડશે નહીં.
તેના પરિણામે, બંને ઊંચી આણ્વિક વજન ધરાવતા ટુકડાઓ (અગ્રણી કુંતલ પર) અને નીચી આણ્વિક વજન ધરાવતા ટુકડા (લેગિંગ શૃંખલા) પર બનાવશે. માટે ગ્રાફ (a) સેન્ટ્રીફ્યુગેશન પછીનું યોગ્ય પરિણામ છે.
In simple words: જો DNA લિગેઝ ખામીયુક્ત હોય, તો DNA રેપ્લિકેશન દરમિયાન ઓકાઝાકી ફ્રેગમેન્ટ્સ (નાના DNA ટુકડાઓ) જોડાઈ શકશે નહીં. આનાથી અગ્રણી શૃંખલા સંપૂર્ણ અને ભારે બનશે, જ્યારે પશ્ચગામી શૃંખલા નાના, હલકા ટુકડાઓની રહેશે. તેથી, સેન્ટ્રીફ્યુગેશન પછી એક ઊંચી અને એક નીચી આણ્વીય ઘનતાનો બેન્ડ જોવા મળશે.

🎯 Exam Tip: DNA લિગેઝની કાર્યપદ્ધતિ અને ઓકાઝાકી ફ્રેગમેન્ટ્સનું મહત્વ સમજો. DNA રેપ્લિકેશન પ્રક્રિયામાં લિગેઝની ગેરહાજરીમાં શું થાય છે અને તેનાથી ઘનતાના ઢોળાંશ સેન્ટ્રીફ્યુગેશનમાં કેવી રીતે બેન્ડિંગ થાય છે તે સ્પષ્ટ હોવું જોઈએ.