विज्ञान और प्रौद्योगिकी क्विज: जीनोमिक्स, डीएनए फिंगरप्रिंटिंग और जीन संपादन (क्रिस्पर)

सही उत्तर है B, एलेक जेफ्रीज। लेस्टर विश्वविद्यालय में 1984 में कार्य करते हुए एलेक जेफ्रीज ने पाया कि कुछ छोटे अनुक्रम, अर्थात मिनीसैटेलाइट या परिवर्तनीय संख्या अनुत्तरिक पुनरावृत्तियां, भिन्न व्यक्तियों में भिन्न संख्या में दोहराई जाती हैं और उनसे बना प्रतिरूप व्यक्ति की पहचान कर देता है। उनकी विधि में डीएनए प्रतिबंधन एंजाइमों से काटा जाता था, टुकड़े जेल वैद्युतकण संचलन से अलग किए जाते थे और सदर्न ब्लॉटिंग से दिखाए जाते थे।

विकल्प A, कैरी मुलिस, ने 1983 में पॉलीमरेज श्रृंखला अभिक्रिया का आविष्कार किया, जिस प्रवर्धन के कारण आगे कुछ कोशिकाओं से भी फिंगरप्रिंटिंग संभव हुई; उन्हें 1993 का रसायन नोबेल मिला। विकल्प C, फ्रेडरिक सैंगर, ने डीएनए अनुक्रमण की श्रृंखला-समापन विधि दी, जो क्षारों का क्रम पढ़ती है, पुनरावृत्ति प्रतिरूप की तुलना नहीं करती। विकल्प D, हैमिल्टन स्मिथ, को प्रतिबंधन एंजाइमों के लिए 1978 का नोबेल मिला। भारत में इस तकनीक की नींव लालजी सिंह ने रखी, जिन्हें भारत में डीएनए फिंगरप्रिंटिंग का जनक कहा जाता है।

सही उत्तर है B, इमैनुएल शारपेंटिए और जेनिफर डूडना। इन दोनों वैज्ञानिकों ने दिखाया कि जीवाणु की क्रिस्पर-कैस9 प्रणाली को बनाए गए गाइड आरएनए से किसी भी चुने हुए डीएनए अनुक्रम पर काटने के लिए निर्देशित किया जा सकता है, जिससे सूक्ष्मजीव की एक प्रतिरक्षा प्रणाली जीनोम संपादन का सामान्य औजार बन गई; इसके लिए उन्हें 2020 का रसायन विज्ञान का नोबेल पुरस्कार मिला।

विकल्प A, वाटसन और क्रिक, ने 1953 में द्विकुंडलिनी प्रतिरूप दिया और मॉरिस विल्किंस के साथ 1962 का चिकित्सा नोबेल साझा किया। विकल्प C, कैरी मुलिस और माइकल स्मिथ, को 1993 का रसायन नोबेल मिला, मुलिस को पॉलीमरेज श्रृंखला अभिक्रिया के लिए और स्मिथ को स्थल-निर्देशित उत्परिवर्तन के लिए। विकल्प D, वर्नर आर्बर और डेनियल नाथन्स, ने हैमिल्टन स्मिथ के साथ 1978 का चिकित्सा नोबेल प्रतिबंधन एंजाइमों के लिए साझा किया। 1962, 1978, 1993 और 2020 के क्रम में इन पुरस्कारों को याद रखना सबसे सरल उपाय है।

सही उत्तर है B, एंडोन्यूक्लिएज, जो डीएनए की दोनों श्रृंखलाएं काटता है। कैस9 वह एंजाइम है जो उस स्थान पर डीएनए की दोनों श्रृंखलाओं की शर्करा-फॉस्फेट रीढ़ तोड़ देता है जहां उसका गाइड आरएनए जुड़ा हो, बशर्ते पास में पैम नामक छोटा संकेत उपस्थित हो। इसके बाद कोशिका इस द्विश्रृंखला विच्छेद की मरम्मत करती है और उसी मरम्मत में जीन निष्क्रिय हो जाता है अथवा साँचा दिए जाने पर सुधरा अनुक्रम लिख दिया जाता है।

विकल्प A डीएनए लाइगेज का वर्णन है, जो खंडों को जोड़ता है और पुनर्योगज डीएनए बनाने में उपयोग होता है। विकल्प C टैक पॉलीमरेज जैसे डीएनए पॉलीमरेज का वर्णन है, जो पॉलीमरेज श्रृंखला अभिक्रिया में नई श्रृंखला बनाता है; कैस9 किसी की प्रतिकृति नहीं बनाता। विकल्प D वाहक का वर्णन है: प्लाज्मिड तथा एग्रोबैक्टीरियम ट्यूमेफेशिएंस का टीआई प्लाज्मिड जीन को कोशिका में ले जाते हैं, जबकि कैस9 स्वयं भेजा जाने वाला भार है। दोनों भाग अलग याद रखें: पता गाइड आरएनए चुनता है और काटने का कार्य कैस9 करता है।

सही उत्तर है B, एनोड की ओर, क्योंकि डीएनए ऋणावेशित है। डीएनए के प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड में फॉस्फेट समूह होता है और यही फॉस्फेट रीढ़ प्रयोगशाला के पीएच पर पूरे अणु को शुद्ध ऋण आवेश देती है। अतः विद्युत क्षेत्र में खंड धनात्मक इलेक्ट्रोड, अर्थात एनोड, की ओर चलते हैं, और एगारोज जेल लंबे खंडों को छोटे खंडों से अधिक रोकता है, जिससे टुकड़े आकार के अनुसार क्रम में आ जाते हैं।

विकल्प A और विकल्प C दोनों डीएनए को कैथोड, अर्थात ऋणात्मक इलेक्ट्रोड, की ओर भेजते हैं, जिसके लिए अणु को धनावेशित या उदासीन होना पड़ेगा; प्रोटीन कुछ पीएच पर ऐसा व्यवहार कर सकते हैं, डीएनए नहीं। विकल्प D गलत है क्योंकि पृथक्करण ही जेल का कार्य है; एथिडियम ब्रोमाइड जैसा रंजक केवल अलग हुई पट्टियों को पराबैंगनी प्रकाश में दृश्य बनाता है। परीक्षा में यह नियम भी पूछा जाता है कि छोटे खंड कुंड से अधिक दूर तक जाते हैं।

सही उत्तर है C, 2003। मानव जीनोम परियोजना 1990 में एक अंतरराष्ट्रीय सार्वजनिक प्रयास के रूप में आरंभ हुई, जिसका समन्वय संयुक्त राज्य अमेरिका में राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान और ऊर्जा विभाग करते थे और जिसमें कई देशों की प्रयोगशालाएं सम्मिलित थीं। वर्ष 2000 में कार्यकारी प्रारूप घोषित हुआ और अप्रैल 2003 में परियोजना पूर्ण घोषित की गई, अर्थात द्विकुंडलिनी के वर्णन के पचासवें वर्ष में। इसी से सिद्ध हुआ कि मानव जीनोम में लगभग तीन अरब क्षार युग्म और करीब बीस हजार प्रोटीन-कोडिंग जीन हैं।

विकल्प A, 1990, परियोजना के आरंभ का वर्ष है और यही सबसे आम गलत चयन है। विकल्प B, 1998, उस वर्ष है जब एक निजी कंपनी ने प्रतिस्पर्धी अनुक्रमण आरंभ किया, जिससे सार्वजनिक परियोजना की गति बढ़ी। विकल्प D, 2010, परियोजना के किसी पड़ाव से संबंधित नहीं है। भारत के अपने जीनोम कार्यक्रम बाद में आए: 2019 से इंडीजेन और जनवरी 2020 से जीनोम इंडिया परियोजना।

सही उत्तर है B, टैक पॉलीमरेज। कैरी मुलिस द्वारा 1983 में आविष्कृत पॉलीमरेज श्रृंखला अभिक्रिया में तीन चरण दोहराए जाते हैं: डीएनए लगभग पंचानबे डिग्री सेल्सियस पर विकृत होता है, छोटे प्राइमर कम ताप पर जुड़ते हैं और श्रृंखला लगभग बहत्तर डिग्री पर बढ़ाई जाती है। साधारण पॉलीमरेज तापन के चरण में नष्ट हो जाता, इसलिए अभिक्रिया में गर्म जलस्रोत के जीवाणु थर्मस एक्वेटिकस से प्राप्त टैक पॉलीमरेज काम आता है, जो इन तापों पर सक्रिय रहता है।

विकल्प A, डीएनए लाइगेज, खंड जोड़ता है और पुनर्योगज डीएनए के कार्य में आता है, प्रवर्धन में नहीं। विकल्प C, इकोआरआई, प्रतिबंधन एंजाइम है जो डीएनए को निश्चित अनुक्रम पर काटता है; काटना इस अभिक्रिया की आवश्यकता के विपरीत है। विकल्प D, रिवर्स ट्रांसक्रिप्टेज, आरएनए से डीएनए बनाता है और जब प्रारंभिक पदार्थ आरएनए हो तब पहले प्रयोग होता है, जैसे आरएनए विषाणुओं की जांच में, पर उसके बाद के प्रवर्धन में भी ताप-सह पॉलीमरेज आवश्यक रहता है।

सही उत्तर है B, दो। वाटसन और क्रिक के प्रतिरूप में दोनों श्रृंखलाएं पूरक क्षारों के बीच हाइड्रोजन आबंधों से जुड़ी रहती हैं: एडेनीन थायमीन से दो हाइड्रोजन आबंधों द्वारा और गुआनीन साइटोसीन से तीन आबंधों द्वारा जुड़ता है। गुआनीन-साइटोसीन युग्म में एक आबंध अधिक होने के कारण इन दो क्षारों से भरपूर डीएनए खंड को अलग करने के लिए अधिक ताप चाहिए, और इस तथ्य का उपयोग पॉलीमरेज श्रृंखला अभिक्रिया की दशाएं तय करने में होता है।

विकल्प A, एक, डीएनए के किसी भी क्षार युग्म के लिए कम है। विकल्प C, तीन, गुआनीन-साइटोसीन युग्म की संख्या है और एडेनीन-थायमीन के लिए इसे रखना इस प्रश्न का सामान्य जाल है। विकल्प D, चार, किसी युग्म से मेल नहीं खाता। साथ के तथ्य भी याद रखें: एडेनीन और गुआनीन प्यूरीन हैं, थायमीन और साइटोसीन पिरिमिडीन हैं, तथा आरएनए में एडेनीन के सामने थायमीन के स्थान पर यूरैसिल आता है।

सही उत्तर है B, हैदराबाद। डीएनए फिंगरप्रिंटिंग एवं निदान केंद्र 1995 में जैव प्रौद्योगिकी विभाग के स्वायत्त संस्थान के रूप में स्थापित हुआ और हैदराबाद में डीएनए फिंगरप्रिंटिंग सेवाओं, आनुवंशिक विकारों के निदान तथा जीनोमिक्स के अनुसंधान का कार्य करता है। हैदराबाद ही वह नगर है जहां लालजी सिंह ने कोशिकीय एवं आणविक जीव विज्ञान केंद्र में बीकेएम प्रोब विकसित किया, इसीलिए भारत में इस तकनीक का आरंभ इस नगर से जोड़ा जाता है।

विकल्प A, पुणे, में राष्ट्रीय कोशिका विज्ञान केंद्र है, जो जैव प्रौद्योगिकी विभाग का भिन्न संस्थान है। विकल्प C, पश्चिम बंगाल का कल्याणी, राष्ट्रीय जैव चिकित्सा जीनोमिकी संस्थान का स्थान है, जो जीनोमिक्स पर कार्य करता है पर फिंगरप्रिंटिंग केंद्र नहीं है। विकल्प D, लखनऊ, में केंद्रीय औषधि अनुसंधान संस्थान तथा भारतीय विषविज्ञान अनुसंधान संस्थान हैं, जो वैज्ञानिक तथा औद्योगिक अनुसंधान परिषद के अंतर्गत आते हैं। संस्थान और नगर की जोड़ी याद रखें, क्योंकि प्रश्नपत्र यही मिलान सीधे पूछते हैं।

सही उत्तर है B, जैव प्रौद्योगिकी विभाग। जीनोम इंडिया परियोजना जनवरी 2020 में विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी मंत्रालय के अंतर्गत कार्यरत जैव प्रौद्योगिकी विभाग ने आरंभ की, जिसमें लगभग बीस शैक्षणिक संस्थान मिलकर भारतीय जीनोम का अनुक्रमण करते हैं और देश की आनुवंशिक विविधता दर्शाने वाला संदर्भ समुच्चय तैयार करते हैं। ऐसा आधार इसलिए आवश्यक है क्योंकि यूरोपीय जनसंख्या में मिले रोग-संबद्ध प्रकार भारतीय रोगियों पर सदा लागू नहीं होते।

विकल्प A, भारतीय आयुर्विज्ञान अनुसंधान परिषद, चिकित्सा अनुसंधान और निगरानी करती है पर इस परियोजना की समन्वयक नहीं है। विकल्प C, भारतीय अंतरिक्ष अनुसंधान संगठन, अंतरिक्ष विज्ञान का कार्य करता है और इसमें उसकी कोई भूमिका नहीं। विकल्प D, केंद्रीय औषधि मानक नियंत्रण संगठन, औषधि नियामक है जो दवाओं और टीकों को स्वीकृति देता है। साथ का कार्यक्रम भी ध्यान रखें: 2019 से वैज्ञानिक तथा औद्योगिक अनुसंधान परिषद का इंडीजेन, जिसने एक हजार भारतीय जीनोम का अनुक्रमण किया।

सही उत्तर है B, बीटी कपास। बीटी कपास में मृदा जीवाणु बैसिलस थुरिंजिएंसिस के जीन होते हैं, जिनसे पौधा वह प्रोटीन बनाता है जो चित्तीदार सूंडी के लार्वा के लिए विषैला है। इसे 2002 में व्यावसायिक खेती की स्वीकृति मिली और यह भारत में किसानों द्वारा व्यावसायिक खेती के लिए अनुमत एकमात्र आनुवंशिक रूपांतरित फसल है। स्वीकृति पर्यावरण, वन और जलवायु परिवर्तन मंत्रालय के अंतर्गत आनुवंशिक इंजीनियरी मूल्यांकन समिति देती है, जबकि अनुसंधान की देखरेख जैव प्रौद्योगिकी विभाग के अंतर्गत आनुवंशिक रूपांतरण समीक्षा समिति करती है।

विकल्प A, बीटी बैंगन, को मिली स्वीकृति 2010 में रोक के कारण स्थगित हो गई और उसकी व्यावसायिक खेती नहीं होती। विकल्प C, गोल्डन चावल, विदेश में विकसित विटामिन ए संवर्धित चावल है और भारत में खेती के लिए अनुमत नहीं है। विकल्प D, जीएम सोयाबीन, कुछ अन्य देशों में उगाया जाता है; भारत उससे प्राप्त कुछ तेलों के आयात की अनुमति देता है, फसल की खेती की नहीं। परीक्षक का लक्ष्य एकमात्र स्वीकृत फसल और नियामक का नाम है।