DNA replication, repair and recombination MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for DNA replication, repair and recombination - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

सही उत्तर है - ​समसूत्रण गुणसूत्र संघनन के लिए हिस्टोन रूपान्तरण की आवश्यकता नहीं होती है; यह मुख्य रूप से अंतरावस्था में जीन दमन के एपिजेनेटिक नियंत्रण के लिए आवश्यक है।

अवधारणा​:

• गुणसूत्रों में डीएनए पैकेजिंग एक अत्यधिक जटिल प्रक्रिया है जो यह सुनिश्चित करती है कि संपूर्ण जीनोम केंद्रक के भीतर सघन रूप से पैक हो जाए, तथा साथ ही अनुलेखन, प्रतिकृतिकरण और मरम्मत के लिए सुगमता बनी रहे।
• हिस्टोन, कंडेन्सिन और अन्य क्रोमैटिन-संबद्ध प्रोटीन इस प्रक्रिया में क्रोमैटिन के संरचनात्मक संगठन को सुविधाजनक बनाकर महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
• विभिन्न स्तरों के क्रोमैटिन संगठन के लिए, विशेष रूप से समसूत्री विभाजन के दौरान जब गुणसूत्र पृथक्करण के लिए संघनित होते हैं, हिस्टोन रूपान्तरण और अतिरिक्त कारक जैसे हिस्टोन H1 और कंडेन्सिन आवश्यक हैं।

व्याख्या:

​समसूत्रण गुणसूत्र संघनन के लिए हिस्टोन रूपान्तरण की आवश्यकता नहीं होती है; यह मुख्य रूप से अंतरावस्था में जीन दमन के एपिजेनेटिक नियंत्रण के लिए आवश्यक है​:

• यह कथन गलत है क्योंकि समसूत्रण गुणसूत्र संघनन के साथ-साथ एपिजेनेटिक नियमन के लिए भी हिस्टोन रूपान्तरण महत्वपूर्ण हैं।
• समसूत्री विभाजन के दौरान, सेरीन 10 (H3S10ph) पर हिस्टोन H3 के फॉस्फोरिलीकरण जैसे हिस्टोन रूपान्तरण क्रोमैटिन संघनन और पृथक्करण के लिए आवश्यक हैं।
• ये रूपान्तरण उच्च-क्रम क्रोमैटिन संगठन के लिए आवश्यक कंडेन्सिन और अन्य क्रोमैटिन रीमॉडेलिंग कारकों की भर्ती की सुविधा प्रदान करते हैं।
• जबकि हिस्टोन रूपान्तरण अंतरावस्था के दौरान एपिजेनेटिक नियमन में भी भूमिका निभाते हैं (जैसे, जीन दमन या सक्रियण के लिए मेथिलीकरण और एसिटिलीकरण), यह कहना गलत है कि वे समसूत्रण गुणसूत्र संघनन के लिए आवश्यक नहीं हैं।

अन्य विकल्प:

• कंडेन्सिन I, समसूत्री विभाजन में पैकेजिंग के लिए केन्द्रिकाभ क्रोमैटिन के लूप बनाता है​:
  • यह कथन सही है। समसूत्रण गुणसूत्र संघनन के लिए कंडेन्सिन I एक महत्वपूर्ण प्रोटीन सम्मिश्र है। यह समसूत्री विभाजन के दौरान गुणसूत्रों के संघनन और संगठन की सुविधा प्रदान करते हुए, केन्द्रिकाभ क्रोमैटिन के लूप बनाकर और उन्हें स्थिर करके काम करता है।
• स्तनधारी गुणसूत्रों की उच्चतर क्रम पैकेजिंग के लिए हिस्टोन H1 की आवश्यकता होती है:
  • यह कथन सही है। हिस्टोन H1, जिसे लिंकर हिस्टोन के रूप में भी जाना जाता है, 30 nm क्रोमैटिन तंतु संरचना, क्रोमैटिन के उच्च-क्रम संगठन को स्थिर करने के लिए उत्तरदायी है।
  • हिस्टोन H1 न्यूक्लियोसोम (लिंकर डीएनए) के बीच डीएनए से जुड़ता है और समसूत्री विभाजन के लिए आवश्यक अधिक संघनित रूपों में क्रोमैटिन के संघनन में मदद करता है।
• ​हिस्टोन डीएनए के शर्करा-फॉस्फेट आधार के साथ हाइड्रोजन बंध बनाते हैं:
  • यह कथन सही है। हिस्टोन डीएनए के साथ हाइड्रोजन बंधों के माध्यम से बातचीत करते हैं, मुख्य रूप से शर्करा-फॉस्फेट बैकबोन के साथ।
  • यह कथन सही है। हिस्टोन हाइड्रोजन बंधों के माध्यम से डीएनए के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, मुख्य रूप से शर्करा-फॉस्फेट आधार के साथ।

सही उत्तर ग्लाइकोसाइलेज, AP एंडोन्यूक्लिएज 1, DNA Polδ/ε, फ्लैप एंडोन्यूक्लिएज 1, DNA लाइगेज 1 है।

व्याख्या:

• क्षार उच्छेदी क्षतिसुधार (BER) एक महत्वपूर्ण DNA क्षतिसुधार पथ है जो ऑक्सीकरण, ऐल्किलन, विऐमीनीकरण, या स्वतः जल अपघटन के कारण होने वाले छोटे क्षार घावों को ठीक करता है।
• BER पथ को दो उप-पथ में विभाजित किया गया है:
  • लघु-खंड BER: एकल न्यूक्लियोटाइड की क्षतिसुधार करता है।
  • दीर्घ-खंड BER: 2-10 न्यूक्लियोटाइड के खंड की क्षतिसुधार  करता है।
• दीर्घ खंड BER में क्षतिग्रस्त क्षार को हटाना, एक नए DNA रज्जुक का संश्लेषण और DNA कुंडलन को पुनर्स्थापित करने के लिए संलयन शामिल है।
• दीर्घ खंड BER के दौरान एंजाइम क्रियाओं का सही क्रम सटीक क्षतिसुधार और जीनोमिक स्थिरता के रखरखाव को सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है।
  • चरण 1: ग्लाइकोसाइलेज​: यह एंजाइम N-ग्लाइकोसाइडिक बंध को काटकर क्षतिग्रस्त या रूपांतरित क्षार को पहचानता है और हटाता है, जिससे एक एबेसिक स्थल (AP स्थल) बच जाती है।
  • चरण 2: AP एंडोन्यूक्लिएज 1: AP एंडोन्यूक्लिएज 1 AP स्थल पर फॉस्फोडाइएस्टर बंध को काटता है, जिससे DNA आधार में स्थल के निकट एक निक बन जाता है।
  • चरण 3: DNA पॉलीमरेज δ/ε: DNA पॉलीमरेज δ या ε एक नए DNA रज्जुक का संश्लेषण शुरू करता है, क्षतिग्रस्त रज्जुक को विस्थापित करता है और एक फ्लैप संरचना बनाता है।
  • चरण 4: फ्लैप एंडोन्यूक्लिएज 1: फ्लैप एंडोन्यूक्लिएज 1 (FEN1) विस्थापित DNA फ्लैप को हटाता है, यह सुनिश्चित करता है कि नव संश्लेषित रज्जुक ठीक से संरेखित हो।
  • चरण 5: DNA लाइगेज 1: DNA लाइगेज 1 DNA आधार में शेष निक को सील करता है, क्षतिसुधार प्रक्रिया को पूरा करता है और DNA संरचना को पुनर्स्थापित करता है।

चित्र: एक सरलीकृत योजना यूकेरियोट्स में लघु-खंड और दीर्घ-खंड क्षार  उच्छेदी क्षतिसुधार (BER) पथ को दर्शाती है।

सही उत्तर विकल्प 2 है।

In News

• भारत के रजिस्ट्रार जनरल द्वारा जारी नमूना पंजीकरण प्रणाली (SRS) 2021 रिपोर्ट ने भारतीय राज्यों में प्रजनन दर और बढ़ती आबादी पर प्रमुख जनसांख्यिकीय अंतर्दृष्टि प्रदान की।

Key Points

• कथन 1: कुल प्रजनन दर (TFR) को एक महिला के प्रजनन जीवनकाल में पैदा हुए बच्चों की औसत संख्या के रूप में परिभाषित किया गया है। इसलिए, कथन 1 सही है।
• कथन 2: SRS 2021 रिपोर्ट में कहा गया है कि भारत का TFR 2.0 है, जो 2.1 की प्रतिस्थापन स्तर की प्रजनन दर से कम है। इसलिए, कथन 2 सही है।
• कथन 3: केरल (14.4%), तमिलनाडु (12.9%) और हिमाचल प्रदेश (12.3%) में 60 वर्ष और उससे अधिक आयु की जनसंख्या का उच्चतम प्रतिशत होने की सूचना है। इसलिए, कथन 3 सही है।
• कथन 4: बिहार (6.9%), असम (7%) और दिल्ली (7.1%) में वृद्ध जनसंख्या का सबसे कम, उच्चतम नहीं, प्रतिशत होने की सूचना है। इसलिए, कथन 4 गलत है।

Additional Information

• बिहार में 3.0 पर सबसे अधिक TFR है, जबकि दिल्ली और पश्चिम बंगाल में 1.4 पर सबसे कम है।
• रिपोर्ट में बढ़ती कार्यशील आयु की जनसंख्या (15-59 वर्ष) के साथ एक जनसांख्यिकीय बदलाव का उल्लेख है।
• महिलाओं के लिए विवाह की औसत आयु 1990 में 19.3 वर्ष से बढ़कर 2021 में 22.5 वर्ष हो गई है।
• जनसांख्यिकीय चुनौतियों का समाधान करने के लिए केंद्रीय बजट 2024 में एक उच्च-स्तरीय समिति की घोषणा की गई थी।

सही उत्तर A (iv), B (ii), C (iii), D (i) है।

व्याख्या:

A. DnaB (iv. MCM सम्मिश्र):

• DnaB ई. कोलाई में हेलिकेज़ है, जो प्रतिकृति द्विशाख पर डीएनए कुंडलन को खोलने के लिए उत्तरदायी है।
• यूकेरियोट्स में इसका कार्यात्मक ऑर्थोलॉग MCM (लघुसूत्र  रखरखाव) सम्मिश्र है, जो प्रतिकृति आरंभ और विस्तार के दौरान हेलीकेज़ प्रतिक्रिया की समान भूमिका निभाता है।

B. DnaC (ii. Cdc6):

• DnaC ई. कोलाई में एक लोडर प्रोटीन है जो डीएनए रज्जुक  पर DnaB हेलीकेज़ को लोड करने में मदद करता है।
• इसका यूकेरियोटिक ऑर्थोलॉग Cdc6 है, जो प्रतिकृति के आरंभ के दौरान प्रतिकृति के मूल पर MCM सम्मिश्र को लोड करने में समान भूमिका निभाता है।

C. β क्लैंप (iii. PCNA):

• ई. कोलाई में β क्लैंप एक विसर्पण क्लैंप है जो डीएनए रज्जुक पर इसे पकड़कर डीएनए पॉलीमरेज़ की प्रक्रियात्मकता को बढ़ाता है।
• इसका यूकेरियोटिक प्रतिरूप पीसीएनए (प्रचुरोद्भवी कोशिका  केंद्रकीय प्रतिजन) है, जो प्रतिकृति के दौरान समान कार्य करता है।

D. DnaG (i. Polα/प्राइमेज़):

• DnaG ई. कोलाई में प्राइमेज है, जो डीएनए पॉलीमरेज़ के संश्लेषण के लिए आवश्यक लघु आरएनए प्राइमरों के संश्लेषण के लिए उत्तरदायी है।
• यूकेरियोट्स में इसका कार्यात्मक ऑर्थोलॉग Polα/प्राइमेज़ सम्मिश्र है, जो प्रतिकृति आरंभ के दौरान आरएनए प्राइमरों को भी संश्लेषित करता है।

सही उत्तर प्रकार A > प्रकार B है।

अवधारणा:

• MMR तंत्र एक महत्वपूर्ण डीएनए क्षतिसुधार तंत्र है जो डीएनए प्रतिकृति के दौरान होने वाली त्रुटियों को ठीक करता है, जैसे क्षार कुयुग्मन और छोटे सम्मिलन-विलोपन लूप। यह GATC अनुक्रमों की मेथिलिकरण स्थिति का उपयोग करके नए संश्लेषित रज्जुक और पैतृक रज्जुक के बीच भेदभाव करता है। पैतृक रज्जुक मेथिलित होता है, जबकि नया संश्लेषित रज्जुक अस्थायी रूप से अमेथिलित होता है, जिससे क्षतिसुधार तंत्र को पुत्री रज्जुक में त्रुटियों की पहचान करने और उन्हें ठीक करती है।
• GATC अनुक्रमों में मेथिलिकरण MMR तंत्र के लिए एक महत्वपूर्ण चिह्नक है। यदि मेथिलिकरण पैटर्न बाधित होता है, तो तंत्र नए संश्लेषित रज्जुक की सही पहचान नहीं कर सकता है, जिससे उत्परिवर्तनों का संचय होता है।
• मेथिलिकरण और MMR तंत्र पर इसके प्रभाव के क्षार पर दो प्रकार के उत्परिवर्ती हैं:
  • प्रकार A (अतिमेथिलिकरण उत्परिवर्ती): इस उत्परिवर्ती  में, DNA संश्लेषण के तुरंत बाद GATC अनुक्रम मेथिलित हो जाते हैं, जिससे MMR तंत्र के लिए पैतृक और संतति रज्जुक के बीच अंतर करने का कोई रास्ता नहीं बचता।
  • प्रकार B (अ-मेथिलिकरण उत्परिवर्ती): इस उत्परिवर्ती में, GATC अनुक्रम कभी भी मेथिलित नहीं होते हैं, जिससे मेथिलिकरण स्थिति के संदर्भ में दोनों रज्जुक अप्रभेद्य रह जाती हैं।

व्याख्या:

प्रकार A का MMR पर अधिक प्रभाव क्यों पड़ता है:

• प्रकार A उत्परिवर्ती में, GATC अनुक्रमों का तत्काल मेथिलिकरण उस समय अवधि को समाप्त कर देता है जिसके दौरान MMR तंत्र मेथिलिकरण अंतर के क्षार पर विसंगतियों को पहचान सकता है और उन्हें सुधार सकता है। नतीजतन, तंत्र प्रतिकृति त्रुटियों को ठीक करने में विफल रहता है, जिससे स्वतःस्फूर्त उत्परिवर्तनों का एक महत्वपूर्ण संचय होता है।
• कार्यात्मक MMR तंत्र की अनुपस्थिति में, ये त्रुटियाँ बनी रहती हैं और फैलती रहती हैं, जिससे जीनोम में उत्परिवर्तन दर बढ़ जाती है।

प्रकार B का प्रभाव कम क्यों होता है:

• प्रकार B उत्परिवर्ती में, GATC अनुक्रम कभी भी मेथिलित  नहीं होते हैं, जो पैतृक और पुत्री रज्जुक के बीच अंतर करने की MMR तंत्र की क्षमता को भी कम करता है। हालांकि, प्रकार A के विपरीत, वैकल्पिक क्षतिसुधार तंत्र या प्रतिपूरक मार्ग हो सकते हैं जो प्रभावों को आंशिक रूप से कम कर सकते हैं, जिससे प्रकार A उत्परिवर्ती की तुलना में थोड़ा कम प्रभाव पड़ता है।

निष्कर्ष:

• सही उत्तर है प्रकार A > प्रकार B, क्योंकि प्रकार A उत्परिवर्ती में अतिमेथिलिकरण MMR तंत्र के कार्य को पूरी तरह से बाधित कर देता है, जिससे प्रकार B उत्परिवर्ती की तुलना में स्वतःस्फूर्त उत्परिवर्तनों का अधिक संचय होता है।

सही उत्तर विकल्प 3 अर्थात Cdc45 है।

अवधारणा :

• यूकेरियोट्स में DNA प्रतिकृति को तीन प्रमुख भागों में विभाजित किया जा सकता है:
  • आरंभ
  • बढ़ाव
  • समापन
• DNA प्रतिकृति आरंभ को निम्नलिखित में विभाजित किया जा सकता है:
  • पूर्व-प्रतिकृति कॉम्प्लेक्स
  • आरंभ कॉम्प्लेक्स 
• पूर्व-प्रतिकृति कॉम्प्लेक्स में मुख्य रूप से शामिल हैं
  • ओआरसी (मूल पहचान कॉम्प्लेक्स) +Cdc6 + Cdt + MCM कॉम्प्लेक्स (मिनी-क्रोमोसोम रखरखाव कॉम्प्लेक्स)
• आरंभ कॉम्प्लेक्स में शामिल हैं
  • Cdc45 + MCM 10 + GINS + DDK और CDK काइनेज + Dpb11, Sld3, Sld2 प्रोटीन कॉम्प्लेक्स।

स्पष्टीकरण:

• विकल्पों में दिए गए सभी प्रोटीन यूकेरियोटिक कोशिकाओं से संबंधित हैं और इसलिए हमें यहां केवल यूकेरियोटिक DNA प्रतिकृति पर ही विचार करना चाहिए।

विकल्प 1: ORC - गलत

• DNA प्रतिकृति की शुरुआत प्रतिकृति के मूल से होती है, जिसमें प्रतिकृति आरंभ करने के लिए विशिष्ट अनुक्रम होते हैं।
• ओआरसी एक हेक्सामेरिक DNA बाइंडिंग कॉम्प्लेक्स है जो प्रतिकृति के मूल के साथ बंधता है, इसके बादCdc6 प्रोटीन और उसके बाद Cdt1 की भर्ती होती है।
• ORC डीफॉस्फोराइलेट हो जाता है और बढ़ाव प्रक्रिया से पहले निष्क्रिय हो जाता है।
• अतः यह विकल्प गलत है।

विकल्प 2: जेमिनिन - गलत

• यह DNA प्रतिकृति के पुनःआरंभ को रोकने के लिए Cdt1 से जुड़ता है और इसलिए यह DNA प्रतिकृति के आरंभकर्ता के बजाय नियामक/अवरोधक के रूप में कार्य करता है।
• यह Cdt1 का अवरोधक है ।

विकल्प 3: Cdc45 - सही

• Cdc कोशिका विभाजन नियंत्रण प्रोटीन को संदर्भित करता है जो DNA प्रतिकृति प्रक्रिया के विभिन्न चरणों में शामिल होता है।
• Cdc45 MCM कॉम्प्लेक्स और जीआईएनएस के साथ मिलकर हेलिकेज़ के रूप में काम करता है।
• इस प्रकार, यह DNA प्रतिकृति के आरंभ के साथ-साथ प्रतिकृति कांटे की प्रगति में भी मदद करता है।

विकल्प 4: Cdc6 - गलत

• यह पूर्व-प्रतिकृति कॉम्प्लेक्सों के संयोजन में मदद करता है और ओ.आर.सी. के साथ बातचीत करता है।
• Cdc6 प्रतिकृति कांटे के आरंभ होने से पहले ही क्षीण हो जाता है ।
• DNA विस्तार शुरू होने से पहले cdc6 और Cdt1 दोनों की सांद्रता कम हो जाती है ।

​अतः, सही उत्तर विकल्प 3 है।

प्रोकैरियोट्स में DNA द्वी-रज्जुक ब्रेक (DSB) रिपेयर के दौरान प्रोटीन को स्थानांतरित करने का सही क्रम RecBCD, Ssb, RecA, DNA Pol III, DNA लाइगेस है।

व्याख्या:

प्रोकैरियोट्स, विशेष रूप से ई. कोलाई​ में द्वी-रज्जुक ब्रेक की मरम्मत की प्रक्रिया में कई महत्वपूर्ण चरण और विशिष्ट प्रोटीन शामिल हैं:

1. RecBCD कॉम्प्लेक्स:

   • डीएसबी रिपेयर के पहले चरण में RecBCD कॉम्प्लेक्स शामिल होता है, जो द्वी-रज्जुक ब्रेक को पहचानता है और उससे बंधता है। यह कॉम्प्लेक्स DNA को खोलता है और सिरों को संसाधित करता है ताकि एकल-रज्जुक DNA प्रलंबन बनाया जा सके जो मरम्मत के अगले चरणों के लिए आवश्यक है।

2. Ssb (एकल-रज्जुक बाइंडिंग प्रोटीन):

   • RecBCD द्वारा DNA को संसाधित करने के बाद, Ssb प्रोटीन एकल-रज्जुक DNA (ssDNA) से बंधते हैं ताकि उसे क्षरण से बचाया जा सके और माध्यमिक संरचनाओं के निर्माण को रोका जा सके।

3. RecA:

   • एक बार जब ssDNA को Ssb द्वारा स्थिर कर दिया जाता है, तो RecA को ssDNA में स्थानांतरित किया जाता है। RecA समरूप पुनर्संयोजन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, समरूपता की खोज और मरम्मत के लिए आवश्यक रज्जुक आक्रमण प्रक्रिया को सुविधाजनक बनाता है।

4. DNA Pol III:

   • रज्जुक आक्रमण के बाद, DNA पॉलीमरेज़ III (DNA Pol III) मरम्मत प्रक्रिया के बाद छोड़े गए अंतराल को भरने के लिए नया DNA संश्लेषित करता है।

5. DNA लाइगेस:

   • अंत में, DNA लाइगेस DNA बैकबोन में निक्स को सील कर देता है, मरम्मत प्रक्रिया को पूरा करता है।

​

इस प्रकार, स्थानांतरण का सही क्रम है:

1. RecBCD
2. Ssb
3. RecA
4. DNA Pol III
5. DNA लाइगेस

इसलिए, सही उत्तर RecBCD, Ssb, RecA, DNA Pol III, DNA लाइगेस है।

सही उत्तर है MCM हेलिकेज़ कोशिका चक्र के S-अवस्था में सक्रिय हो जाते हैं।

स्पष्टीकरण :

यूकेरियोटिक कोशिकाओं में, DNA प्रतिकृति दृढ़ता से नियंत्रित होती है और कोशिका चक्र के S-अवस्था तक ही सीमित होती है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि जीनोम प्रति चक्र केवल एक बार प्रतिकृति करता है।

• MCM (मिनी-क्रोमोसोम मेंटेनेंस) हेलीकेस को कोशिका चक्र के G₁ अवस्था के दौरान प्रतिकृति के उत्पत्ति में DNA पर लोड किया जाता है, लेकिन वे निष्क्रिय रहते हैं।
• MCM हेलिकेज़ की सक्रियता, जो प्रतिकृति शुरू करने के लिए DNA को खोलने के लिए जिम्मेदार हैं, केवल S- अवस्था में होती है।
• यह सक्रियण विशिष्ट काइनेजेज (जैसे CDKs और DDKs) द्वारा सक्रिय होता है, जो MCM सम्मिश्र को फॉस्फोराइलेट करते हैं, जिससे प्रतिकृतिकरण शुरू हो जाता है।
• यह विनियमन सुनिश्चित करता है कि प्रतिकृतिकरण केवल S-अवस्था के दौरान ही होता है तथा जीनोम की पुनः प्रतिकृतिकरण को रोकने के लिए इसे दृढ़ता से नियंत्रित किया जाता है।

अन्य विकल्प:

• DNA पॉलीमरेज़ केवल कोशिका चक्र के S-अवस्था में मौजूद होता है: DNA पॉलीमरेज़ हमेशा मौजूद रहता है, लेकिन प्रतिकृति तंत्र के सक्रिय होने के कारण यह S-अवस्था में सक्रिय हो जाता है।
• उत्पत्ति पहचान सम्मिश्र (ORC) केवल S-अवस्था में      उत्पत्ति को पहचानता है: ORC केवल S-अवस्था में ही नहीं, बल्कि G1 चरण में प्रतिकृति उत्पत्ति से जुड़ता है। यह पूरे कोशिका चक्र में बंधा रहता है लेकिन S-अवस्था तक प्रतिकृति को ट्रिगर नहीं करता है।
• MCM हेलीकेसेस कोशिका चक्र के G1-अवस्था​ में सक्रिय हो जाते हैं: MCM हेलीकेसेज़ G₁ अवस्था में लोड होते हैं लेकिन केवल S-अवस्था में सक्रिय होते हैं, जिससे यह कथन गलत हो जाता है।

सही उत्तर विकल्प 4 अर्थात B और C है

अवधारणा:

• DNA पॉलीमरेज़ एंजाइम हैं जो टेम्पलेट-निर्भर तरीके से DNA के संश्लेषण को उत्प्रेरित करते हैं।

प्रोकैरियोट्स में DNA पॉलीमरेज़:

1. DNA पॉलीमरेज़ I - यह मुख्य रूप से सुधार में शामिल है। यह 3'-5' और 5'-3' एक्सोन्यूक्लिएज गतिविधि और ओकाज़ाकी खंड के प्रसंस्करण के साथ छांटने में शामिल है।
2. DNA पॉलीमरेज़ II - इसमें 3'-5' एक्सोन्यूक्लिएज़ होता है जो DNA के सुधार में भाग लेता है। इसे पोल III के लिए बैकअप भी माना जाता है क्योंकि यह होलोएंजाइम प्रोटीन कॉम्प्लेक्स के साथ इंटरैक्ट कर सकता है और इसमें उच्च स्तर की प्रक्रियात्मकता होती है
3. DNA पॉलीमरेज़ III - यह प्राथमिक एंजाइम है जो ई.कोलाई में प्रतिकृतिकरण में शामिल होता है।
4. DNA पॉलीमरेज़ IV - यह एक त्रुटि-प्रवण DNA पॉलीमरेज़ है जो गैर-लक्षित उत्परिवर्तन में शामिल है। एसओएस प्रेरण में पोल IV उत्पादन 10 गुना तक बढ़ जाता है।
5. DNA पोलीमरेज़ वी - यह DNA पोलीमरेज़ का वाई परिवार है जो एसओएस प्रतिक्रिया और अनुवाद संश्लेषण डीए सुधार तंत्र में शामिल है।

स्पष्टीकरण:

कथन A: गलत

• 5' से 3' एक्सोन्यूक्लिऐस 5' छोर पर स्थित न्यूक्लियोटाइड्स को हटाता है, यह प्राइमर्स के राइबोन्यूक्लियोटाइड्स को हटाता है।
• यदि यह गतिविधि दुर्बल हो जाती है तो केवल आरएनए प्राइमर को ही नहीं हटाया जाएगा।
• इसलिए, यह एक गलत कथन है।

कथन B: सही

• DNA पॉलीमरेज़ की 3' से 5' एक्सोन्यूक्लिएज़ गतिविधि आनुवंशिक स्थिरता में केंद्रीय भूमिका निभाती है। यदि यह गतिविधि दुर्बल हो जाती है तो DNA में उच्च त्रुटियाँ आ जाएँगी और कोशिका तनाव प्रतिक्रिया में आ जाएगी।
• अतः यह एक सही कथन है।

कथन C: गलत

• यदि पॉलीमरेज़ बार-बार उन्हें अलग करता है तो सबसे अधिक संभावना है कि इससे DNA के छोटे टुकड़े बन जाएं।
• अतः यह एक सही कथन है।

कथन D: गलत

• DNA प्रतिकृति के दौरान DNA के खुलने के लिए DNA हेलीकेसेस उत्तरदायी होता है।
• अतः यह एक सही कथन है।

अतः सही उत्तर विकल्प 4 है।

सही उत्तर ट्यूब 1 में अधिक T3 DNA होगा और ट्यूब 2 में अधिक T7 DNA होगा।

व्याख्या:

DNA पोलीमरेज़ PolA में होता है:

• उच्च संलग्नता (न्यूक्लियोटाइड जोड़ने में सटीकता)।
• निम्न प्रक्रमता (एंजाइम टेम्पलेट से बार-बार गिर जाता है, जिससे कम DNA संश्लेषण होता है)।

DNA पोलीमरेज़ PolB में होता है:

• निम्न संलग्नता (न्यूक्लियोटाइड जोड़ने में कम सटीक)।
• उच्च प्रक्रमता (एंजाइम टेम्पलेट से लंबे समय तक बंधा रहता है और अधिक DNA संश्लेषित करता है)।

प्रयोग में शामिल है:

• ट्यूब 1: PolA 20 मिनट के लिए T7 DNA का संश्लेषण करता है, उसके बाद 40 मिनट के लिए T3 DNA संश्लेषण करता है।
• ट्यूब 2: PolB 20 मिनट के लिए T7 DNA का संश्लेषण करता है, उसके बाद 40 मिनट के लिए T3 DNA संश्लेषण करता है।

विचार करने योग्य कारक:

• प्रक्रमता : उच्च प्रक्रमता का अर्थ है कि एंजाइम दिए गए समय में अधिक DNA संश्लेषित कर सकता है।
• संलग्नता : उच्च संलग्नता सटीक DNA प्रतिकृति सुनिश्चित करती है, लेकिन प्रश्न संश्लेषित DNA की मात्रा पर केंद्रित है, इसलिए यहां संलग्नता कम प्रासंगिक है।

प्रत्येक ट्यूब में:

• T7 DNA (X μM) 20 मिनट के लिए प्रदान किया जाता है।
• T3 DNA (10X μM) 40 मिनट के लिए प्रदान किया जाता है।

ट्यूब 1 (PolA):

• PolA की प्रक्रमता कम है, जिसका अर्थ है कि यह T7 DNA के लिए 20 मिनट की खिड़की में बहुत अधिक DNA संश्लेषित नहीं करेगा।
• T3 DNA 40 मिनट के लिए प्रदान किया जाता है, और चूंकि PolA काम करना जारी रखता है, इसलिए अधिक T3 DNA संश्लेषित होगा (एंजाइम की कम प्रक्रमता के बावजूद) क्योंकि लंबी समय सीमा और उपलब्ध DNA सब्सट्रेट की बड़ी मात्रा है।

ट्यूब 2 (PolB):

• PolB की प्रक्रमता अधिक है, इसलिए यह PolA की तुलना में 20 मिनट में अधिक T7 DNA संश्लेषित करेगा।
• हालांकि, इसकी उच्च प्रक्रमता के कारण, यह बड़ी मात्रा में T3 DNA का संश्लेषण करना जारी रखेगा, लेकिन संश्लेषित T7 DNA की मात्रा ट्यूब 1 की तुलना में अधिक होने की संभावना है।

निष्कर्ष:

इसलिए, सही उत्तर है ट्यूब 1 में अधिक T3 DNA होगा, और ट्यूब 2 में अधिक T7 DNA होगा।

सही उत्तर विकल्प 3 अर्थात केवल C और D है

अवधारणा:-

• प्रतिकृतियन तीन प्रमुख चरणों में होता है: डबल हेलिक्स का खुलना और डीएनए स्ट्रैंड का अलग होना, टेम्पलेट स्ट्रैंड की प्राइमिंग और नए डीएनए सेगमेंट का संयोजन। 

व्याख्या:

कथन A: गलत

• कैम्पटोथेसिन टोपोआइसोमेरेज़ I को चुनिंदा रूप से विषाक्त करता है, टोपोआइसोमेरेज़ I क्लीवेज कॉम्प्लेक्स को फंसाकर, जो एंजाइम से जुड़े डीएनए ब्रेक के अनुरूप होता है।
• कैम्पटोथेसिन प्रतिकृति-निर्भर डीएनए घावों को प्रेरित करता है, और कोशिका चक्र के एस और जी2 चरण में कोशिकाओं को रोकता है।

• प्रतिकृति डीएनए में स्थानीयकृत डीएनए डबल-स्ट्रैंड ब्रेक (डीएसबी) बनाकर, कैम्पटोथेसिन एस-चरण साइटोटोक्सिसिटी को बढ़ावा देता है।

कथन B:- गलत

• डीएनए प्रतिकृति आरंभ का गतिशील नियंत्रण दो-चरणीय तंत्र द्वारा मध्यस्थ होता है:
  • देर से माइटोसिस और प्रारंभिक G1 में ORC1–6 कॉम्प्लेक्स, Cdc6, Cdt1 और MCM2–7 कॉम्प्लेक्स से युक्त प्री-रेप्लिकेटिव कॉम्प्लेक्स (प्री-RC) का गठन।
  • एस चरण के दौरान मूल फायरिंग और डीएनए प्रतिकृति शुरू करने के लिए एमसीएम 2-7 परिसरों का सक्रियण।
• एक ही कोशिका चक्र के दौरान डीएनए प्रतिकृति के पुनःआरंभ की रोकथाम, कोर प्रतिकृति हेलिकेज़ Mcm2-7 के लोडिंग को विनियमित करके की जाती है, न कि ORC द्वारा।
• इसलिए, कथन B भी गलत है।

कथन C:- सही

• डीएनए पॉलीमरेज़ में, न्यूक्लियोटाइड-बाइंडिंग पॉकेट आने वाले न्यूक्लियोटाइड पर 2' -OH को समायोजित नहीं कर सकता है ।
• यह स्थान दो अमीनो एसिड द्वारा घेरा हुआ है जो शर्करा वलय के साथ वैन डेर वाल्स संपर्क बनाते हैं।
• इन अमीनो एसिड को छोटे साइड चेन वाले अन्य अमीनो एसिड में बदलने से (जैसे, ग्लूटामेट को एलेनिन में बदलकर) डीएनए पॉलीमरेज़ का निर्माण होता है जिसमें डीएनटीपी और आरएनटीपी के बीच काफी कम भेदभाव होता है।
• अतः कथन C सही है।

कथन D:- सही

• टोपोआइसोमेरेज़ के बिना, डीएनए नहीं खुलेगा, और सुपरकोइलिंग तनाव उस बिंदु तक बढ़ जाएगा जहां डीएनए खंडित हो सकता है।
• अतः कथन D सही है।

अतः विकल्प 3 (C और D) सही है।

सही उत्तर विकल्प 4 अर्थात A और D है

अवधारणा:-

• अनुक्रमित किया जाने वाला पहला डीएनए-आधारित जीनोम एकल-स्ट्रैंडेड डीएनए वायरस है जिसे बैक्टीरियोफेज phi x 174 के रूप में जाना जाता है, जो एस्चेरिचिया कोली को संक्रमित करता है। इसके डीएनए में कुल 5386 न्यूक्लियोटाइड होते हैं।
• जब जी प्रोटीन जीवाणु कोशिका की सतह पर लिपोपॉलीसेकेराइड से जुड़ता है, तो संक्रमण शुरू हो जाता है।
• प्रक्षेपित एन-टर्मिनल ट्रांस्मेम्ब्रेन डोमेन हेलिक्स संभवतः वह तरीका है जिससे एच प्रोटीन (जिसे डीएनए पायलट प्रोटीन भी कहा जाता है) ई. कोलाई बैक्टीरिया की जीवाणु झिल्ली के माध्यम से वायरल जीनोम का मार्गदर्शन करता है।
• एक बार मेजबान बैक्टीरिया के भीतर, [+] एसएसडीएनए जीनोम की प्रतिकृति जारी रखने के लिए एक नकारात्मक अर्थ डीएनए मध्यवर्ती का उपयोग किया जाता है।
• ऐसा इसलिए होता है क्योंकि फेज जीनोम की सुपरकोइलिंग द्वारा निर्मित द्वितीयक संरचना एक प्राइमोसोम प्रोटीन कॉम्प्लेक्स को आकर्षित करती है।
• यह जीनोम के चारों ओर एक बार घूमता है और मूल, स्वस्थ सकारात्मक जीनोम से [-]ssDNA बनाता है।
• इसका उपयोग [+]ssDNA जीनोम उत्पन्न करने के लिए किया जाता है, जिन्हें रोलिंग सर्किल प्रक्रिया का उपयोग करके वायरस में पैक किया जाता है।
• यह वह विधि है जिसके द्वारा वायरस-एनकोडेड ए प्रोटीन सकारात्मक स्ट्रैंड पर डबल-स्ट्रैंडेड सुपरकोइल जीनोम को विभाजित करता है, जिससे बैक्टीरिया डीएनए पॉलीमरेज़ (डीएनएपी) को विभाजन के बिंदु पर लाया जाता है। डीएनएपी नकारात्मक स्ट्रैंड को टेम्पलेट के रूप में उपयोग करके सकारात्मक अर्थ डीएनए बनाता है।

व्याख्या:

कथन A - सही

• सुपरकोइल्ड ssDNA को phiX174 जीवाणुभोजी प्रजनन के दौरान पुनरुत्पादित किया जाता है, जिससे DNA का dsRF (प्रतिकृति रूप) बनता है, जो ssDNA (+) उत्पन्न करता है, जो अधिक RF रूप और लगभग 500 या अधिक विषाणु कण उत्पन्न करता है, जिन्हें कोशिका लाइसेस द्वारा निष्कासित कर दिया जाता है।

कथन b- गलत

• [+] ssDNA जीनोम की प्रतिकृति जारी रखने के लिए एक -ve अभिदिशा अभिदिशा डीएनए मध्यवर्ती का उपयोग किया जाता है।

कथन C - गलत

• डीएनएपी, +ve अभिदिशा डीएनए उत्पन्न करने के लिए -ve रज्जूक को टेम्पलेट के रूप में उपयोग करता है।

कथन D - सही

• वायरस-एनकोडेड फ़ाइल की प्रक्रिया एक जीवाणु डीएनए पॉलीमरेज़ (डीएनएपी) को प्रोटीन द्वारा दरार के स्थान पर खींचा जाता है, जो +ve रज्जूक पर द्वि-रज्जूक सुपरकोइल्ड जीनोम को विभाजित करता है।
• डीएनएपी, +ve अभिदिशा डीएनए उत्पन्न करने के लिए -ve रज्जूक को टेम्पलेट के रूप में उपयोग करता है।
• मेजबान बैक्टीरिया के भीतर, [+] एसएसडीएनए जीनोम की प्रतिकृति जारी रखने के लिए एक -ve अभिदिशा डीएनए मध्यवर्ती का उपयोग किया जाता है।

इसलिए, विकल्प 4 (A और D) सही है।

सही उत्तर विकल्प 1 है।

अवधारणा:

• प्रत्यक्ष सुधार, क्षार उच्छेदन सुधार (BER), न्यूक्लियोटाइड उच्छेदन सुधार (NER), मिसमैच सुधार (MMR), होमोलॉगस रीकॉम्बिनेशन (HR) और नॉन-होमोलॉगस एंड ज्वाइनिंग (NHEJ) कुछ प्रकार की सुधार प्रणालियां हैं जो जीव के पूरे जीवन में क्रियाशील रहती हैं।

प्रत्यक्ष सुधार -

• यह सबसे सरल और सबसे कुशल सुधार तंत्र है।
• प्रत्यक्ष सुधार तंत्र में, DNA में क्षतिग्रस्त न्यूक्लियोटाइड को विशिष्ट एंजाइमों की सहायता से रासायनिक प्रत्यावर्तन द्वारा समाप्त किया जाता है।
• इस प्रक्रिया में न्यूक्लियोटाइड टेम्पलेट, फॉस्फोडाइएस्टर बैकबोन को तोड़ने और नए न्यूक्लियोटाइड को जोड़ने की आवश्यकता नहीं होती है।
• इस विधि से केवल कुछ प्रकार की DNA क्षति की सुधार की जाती है।
• पाइरीमिडीन डिमर और O6- मेथिलगुआनिन प्रत्यक्ष सुधार तंत्र द्वारा सुधार की गई क्षति के दो उदाहरण हैं।
• पाइरीमिडीन डिमर UV प्रकाश के संपर्क में आने के परिणामस्वरूप उत्पन्न होते हैं और इनकी सुधार प्रकाश-निर्भर प्रत्यक्ष प्रणाली, जिसे फोटोरिएक्टिवेशन कहा जाता है, द्वारा की जाती है।
• O6 -मेथिलगुआनिन एल्काइलेटिंग एजेंटों के संपर्क के परिणामस्वरूप होता है। इसे प्यूरीन रिंग में O 6 स्थिति पर एथिल या मिथाइल समूह के जुड़ने से संशोधित किया जाता है।

क्षार एक्सीशन सुधार -

• क्षार उच्छेदन सुधार तंत्र में क्षतिग्रस्त क्षार को हटाना और उसके स्थान पर नए न्यूक्लियोटाइड को प्रतिस्थापित करना शामिल है।
• क्षार एक्सीशन सुधार तंत्र में, सबसे पहले ग्लाइकोसिलेस एंजाइम की क्रिया द्वारा क्षतिग्रस्त क्षार को हटा दिया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप एपी-साइट (एपुरीनिक और एपिरिमिडिनिक साइट) उत्पन्न होती है।
• एपी-एंडीन्यूक्लिऐस, एपी स्थल के 5' भाग पर शर्करा-फॉस्फेट क्षार को चीरकर DNA में एकल-रज्जुकीय विखंडन उत्पन्न करता है।
• DNA ग्लाइकोसिलेस घाव विशिष्ट होते हैं और कोशिका में विभिन्न विशिष्टताओं वाले ऐसे अनेक एंजाइम होते हैं।
• अगला चरण, क्षतिग्रस्त न हुए स्ट्रैंड को टेम्पलेट के रूप में उपयोग करते हुए, सुधार DNA पॉलीमरेज़ और DNA लाइगेज एंजाइम द्वारा उसके स्थान पर नए न्यूक्लियोटाइड को जोड़ना है।

स्पष्टीकरण:

• प्रत्यक्ष सुधार तंत्र में, क्षतिग्रस्त क्षार को एंजाइमों की सहायता से रासायनिक प्रत्यावर्तन द्वारा संशोधित किया जाता है।
• उदाहरण के लिए, पिरिमिडीन डिमर्स के मामले में, DNA फोटोलाइज़ प्रकाश ऊर्जा को पकड़ता है और इसका उपयोग आसन्न पिरिमिडीन को जोड़ने वाले बंधन को तोड़ने के लिए करता है।
• इसलिए, प्रत्यक्ष सुधार में, क्षतिग्रस्त क्षार को संशोधित/परिवर्तित किया जाता है, प्रतिस्थापित नहीं किया जाता।
• क्षार उच्छेदन के दौरान, DNA ग्लाइकोसिलेस क्षतिग्रस्त क्षार को हटा देता है।
• नए न्यूक्लियोटाइड को DNA पॉलीमरेज़ और DNA लाइगेज एंजाइम द्वारा , क्षतिग्रस्त स्ट्रैंड को टेम्पलेट के रूप में प्रयोग करके जोड़ा जाता है।
• इसलिए, क्षार उच्छेदन सुधार में क्षतिग्रस्त क्षार को हटा दिया जाता है और प्रतिस्थापित किया जाता है।

अतः सही उत्तर विकल्प 1 है।

Additional Information

• यद्यपि DNA सुधार प्रणालियां सुधार के लिए क्षतिग्रस्त DNA पर तुरंत ध्यान केंद्रित करती हैं, फिर भी कुछ घाव अभी भी मौजूद रहते हैं और कोशिका के प्रतिकृतिकर्ता को जीनोम की प्रतिलिपि बनाने से रोकते हैं।
• कोशिकाओं को क्षति से उबरने के लिए ट्रांस्लेसन पॉलीमरेज़ नामक विशेष पॉलीमरेज़ की आवश्यकता होती है, ताकि रुके हुए प्रतिकृति कांटे के ऋणात्मक प्रभावों को रोका जा सके।
• इस प्रक्रिया के दौरान कोशिका को क्षति को ठीक करने के लिए अधिक समय दिया जाता है, जिसे जीनोम की प्रतिलिपि बनाने से पहले "ट्रांस्लेसन DNA संश्लेषण" (टीएलएस) के रूप में जाना जाता है।
• ट्रांस्लेसन पॉलीमरेज़ की विश्वसनीयता कम होती है तथा यह उत्परिवर्तन और कार्सिनोजेनेसिस के उच्च जोखिम से जुड़ा होता है।

सही उत्तर विकल्प 3 अर्थात Cdc45 है।

अवधारणा :

• यूकेरियोट्स में DNA प्रतिकृति को तीन प्रमुख भागों में विभाजित किया जा सकता है:
  • आरंभ
  • बढ़ाव
  • समापन
• DNA प्रतिकृति आरंभ को निम्नलिखित में विभाजित किया जा सकता है:
  • पूर्व-प्रतिकृति कॉम्प्लेक्स
  • आरंभ कॉम्प्लेक्स 
• पूर्व-प्रतिकृति कॉम्प्लेक्स में मुख्य रूप से शामिल हैं
  • ओआरसी (मूल पहचान कॉम्प्लेक्स) +Cdc6 + Cdt + MCM कॉम्प्लेक्स (मिनी-क्रोमोसोम रखरखाव कॉम्प्लेक्स)
• आरंभ कॉम्प्लेक्स में शामिल हैं
  • Cdc45 + MCM 10 + GINS + DDK और CDK काइनेज + Dpb11, Sld3, Sld2 प्रोटीन कॉम्प्लेक्स।

स्पष्टीकरण:

• विकल्पों में दिए गए सभी प्रोटीन यूकेरियोटिक कोशिकाओं से संबंधित हैं और इसलिए हमें यहां केवल यूकेरियोटिक DNA प्रतिकृति पर ही विचार करना चाहिए।

विकल्प 1: ORC - गलत

• DNA प्रतिकृति की शुरुआत प्रतिकृति के मूल से होती है, जिसमें प्रतिकृति आरंभ करने के लिए विशिष्ट अनुक्रम होते हैं।
• ओआरसी एक हेक्सामेरिक DNA बाइंडिंग कॉम्प्लेक्स है जो प्रतिकृति के मूल के साथ बंधता है, इसके बादCdc6 प्रोटीन और उसके बाद Cdt1 की भर्ती होती है।
• ORC डीफॉस्फोराइलेट हो जाता है और बढ़ाव प्रक्रिया से पहले निष्क्रिय हो जाता है।
• अतः यह विकल्प गलत है।

विकल्प 2: जेमिनिन - गलत

• यह DNA प्रतिकृति के पुनःआरंभ को रोकने के लिए Cdt1 से जुड़ता है और इसलिए यह DNA प्रतिकृति के आरंभकर्ता के बजाय नियामक/अवरोधक के रूप में कार्य करता है।
• यह Cdt1 का अवरोधक है ।

विकल्प 3: Cdc45 - सही

• Cdc कोशिका विभाजन नियंत्रण प्रोटीन को संदर्भित करता है जो DNA प्रतिकृति प्रक्रिया के विभिन्न चरणों में शामिल होता है।
• Cdc45 MCM कॉम्प्लेक्स और जीआईएनएस के साथ मिलकर हेलिकेज़ के रूप में काम करता है।
• इस प्रकार, यह DNA प्रतिकृति के आरंभ के साथ-साथ प्रतिकृति कांटे की प्रगति में भी मदद करता है।

विकल्प 4: Cdc6 - गलत

• यह पूर्व-प्रतिकृति कॉम्प्लेक्सों के संयोजन में मदद करता है और ओ.आर.सी. के साथ बातचीत करता है।
• Cdc6 प्रतिकृति कांटे के आरंभ होने से पहले ही क्षीण हो जाता है ।
• DNA विस्तार शुरू होने से पहले cdc6 और Cdt1 दोनों की सांद्रता कम हो जाती है ।

​अतः, सही उत्तर विकल्प 3 है।