Control of gene expression MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Control of gene expression - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

सही उत्तर अनुलेखन कारकों और RNA पोलीमरेज़ II के बीच परस्पर क्रिया को सुगम बनाना है।

व्याख्या:

• जीन अभिव्यक्ति वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा किसी जीन से जानकारी का उपयोग कार्यात्मक जीन उत्पादों, जैसे प्रोटीन को संश्लेषित करने के लिए किया जाता है।
• यूकेरियोटिक कोशिकाओं में, अनुलेखन में कई आणविक घटकों की असेंबली शामिल होती है, जिसमें अनुलेखन कारक, RNA पोलीमरेज़ II और अन्य नियामक संकुल शामिल हैं।
• मध्यस्थ संकुल एक बहु-प्रोटीन संरचना है जो अनुलेखन कारकों और RNA पोलीमरेज़ II के बीच परस्पर क्रिया को जोड़कर अनुलेखन प्रारंभ को नियंत्रित करने में महत्वपूर्ण है।
• मध्यस्थ संकुल का कार्य:
  • मध्यस्थ संकुल सक्रियक या दमनकारी अनुलेखन कारकों और RNA पोलीमरेज़ II के बीच एक आणविक सेतु के रूप में कार्य करता है।
  • यह अनुलेखन पूर्व-प्रारंभ संकुल के निर्माण की सुविधा प्रदान करता है, जो RNA पोलीमरेज़ II के लिए जीन के प्रमोटर क्षेत्र से जुड़ने के लिए आवश्यक है।
  • इस अंतःक्रिया में सहायता करके, मध्यस्थ संकुल कोशिकीय संकेतों की प्रतिक्रिया में जीन अनुलेखन के सटीक नियमन को सुनिश्चित करता है।
  • यह संकुल अनुलेखन कारकों और अन्य नियामक प्रोटीन से संकेतों को एकीकृत करता है, अनुलेखन स्तरों को उचित रूप से नियंत्रित करता है।

अन्य विकल्प:

• अनुलेखन को बढ़ावा देने के लिए हिस्टोन को रूपांतरित करना:
  • यह गलत है क्योंकि हिस्टोन रूपांतरण हिस्टोन एसिटाइलट्रांसफेरेज़ (HATs) और हिस्टोन डीएसिटाइलेज़ (HDACs) जैसे एंजाइमों द्वारा किया जाता है, न कि मध्यस्थ संकुल द्वारा।
  • हिस्टोन रूपांतरण क्रोमैटिन संरचना और पहुंच को बदलते हैं लेकिन अनुलेखन कारकों और RNA पोलीमरेज़ II के बीच परस्पर क्रिया को सीधे सुविधा नहीं प्रदान करते हैं।
• अनुलेखन प्रारंभ के दौरान DNA को खोलने के लिए हेलिकेज़ प्रतिक्रिया को बढ़ावा देना:
  • यह गलत है क्योंकि हेलिकेज़ प्रतिक्रिया मुख्य रूप से TFIIH जैसे एंजाइमों से जुड़ी होती है, जो अनुलेखन प्रारंभ के दौरान DNA रज्जुक को खोलते हैं।
  • मध्यस्थ संकुल में हेलिकेज़ प्रतिक्रिया नहीं होती है; इसकी भूमिका अनुलेखन प्रारंभ के लिए आवश्यक प्रोटीन-प्रोटीन परस्पर क्रिया को मध्यस्थता करने तक सीमित है।
• अनुलेखन के बाद mRNA को विघटित करना:
  • यह गलत है क्योंकि mRNA का क्षरण एक्सोसोम और राइबोन्यूक्लिज़ जैसे कोशिकीय मशीनरी द्वारा किया जाता है।
  • मध्यस्थ संकुल अनुलेखन प्रारंभ में शामिल है, न कि mRNA विघटन जैसी पश्च-अनुलेखन प्रक्रियाओं में।

सही उत्तर है ​- lacZ, lacY, और lacA के प्रतिप्रवाह में शाइन-डलगार्नो अनुक्रम में भिन्नताएं राइबोसोम के लिए अलग-अलग संबद्धताएं रखती हैं, जो अनुवादन प्रारंभ दरों को प्रभावित करती हैं।

अवधारणा:

• E. coli लैक ऑपेरॉन प्रोकैरियोट्स में जीन विनियमन का एक उत्कृष्ट उदाहरण है। इसमें तीन संरचनात्मक जीन होते हैं: lacZ, lacY और lacA, जो एक एकल पॉलीसिस्ट्रोनिक mRNA में अनुलेखित होते हैं।
• इन जीनों का अनुवादन स्वतंत्र रूप से लेकिन क्रमिक रूप से होता है, क्योंकि राइबोसोम प्रारंभ कोडोन के ऊपर अपने संबंधित शाइन-डलगार्नो अनुक्रमों से जुड़ते हैं।
• शाइन-डलगार्नो अनुक्रम प्रोकैरियोटिक mRNA में एक राइबोसोम-बंधन स्थल है जो राइबोसोम को सही प्रारंभ कोडोन तक ले जाकर अनुवादन प्रारंभ करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
• राइबोसोम के लिए शाइन-डलगार्नो अनुक्रमों की बंधुता में अंतर ऑपेरॉन के भीतर अलग-अलग जीनों की अनुवादन  प्रारंभ दरों को प्रभावित कर सकता है।

व्याख्या:

lacZ, lacY और lacA के ऊपर शाइन-डलगार्नो अनुक्रमों में विविधताएँ अलग-अलग राइबोसोमल बंधन दक्षताएँ देती हैं। यह बताता है कि lacZ का अनुवादन lacY या lacA की तुलना में अधिक बार क्यों होता है।

• lacZ के प्रतिप्रवाह एक मजबूत शाइन-डलगार्नो अनुक्रम उच्च राइबोसोमल बंधन बंधुता सुनिश्चित करता है, जिससे अधिक कुशल अनुवादन प्रारंभ होता है।
• चूँकि अनुवादन प्रारंभ अक्सर प्रोटीन संश्लेषण में दर-सीमित चरण होता है, इसलिए शाइन-डलगार्नो अनुक्रमों में अंतर ऑपेरॉन के भीतर जीनों के अनुवादन की आवृत्ति को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैं।

अन्य विकल्प:

• "​शाइन-डलगार्नो अनुक्रम lacZ के ऊपर उपस्थित है, लेकिन lacY या lacA नहीं है, जो अनुवादन प्रारंभ दर को प्रभावित करता है।" यह गलत है क्योंकि शाइन-डलगार्नो अनुक्रम तीनों जीनों (lacZ, lacY और lacA) के ऊपर उपस्थित होते हैं, क्योंकि वे राइबोसोमल बंधन और अनुवादन प्रारंभ के लिए आवश्यक हैं। अंतर इन अनुक्रमों की शक्ति या बंधुता में है, न कि उनकी उपस्थिति या अनुपस्थिति में।
• "​अवरोधक RNA संरचनाएं lacY और lacA के AUG कोडॉन के ऊपर की ओर उपस्थित होती हैं, परंतु lacZ में नहीं, जो अनुवादन प्रारंभ दर को प्रभावित करती हैं।" यह गलत है क्योंकि कोई सबूत नहीं है कि निरोधात्मक RNA संरचनाएँ विशेष रूप से lacY और lacA के लिए अनुवादन प्रारंभ को अवरुद्ध करती हैं। देखे गए अंतर शाइन-डलगार्नो अनुक्रम बंधुता में विविधताओं के कारण हैं, न कि निरोधात्मक संरचनाओं के कारण।
• "​अवरोधक RNA संरचनाएं lacY और lacA कोडिंग अनुक्रमों में उपस्थित होती हैं, परंतु lacZ में नहीं, जो अनुवादन दीर्घीकरण दर को प्रभावित करती हैं।" यह गलत है क्योंकि अनुवादन आवृत्ति में अंतर प्रारंभ दरों के कारण हैं, दीर्घीकरण दरों के कारण नहीं।

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

व्याख्या:

• E. coli में trp ऑपेरॉन एक दमनकारी ऑपेरॉन का उदाहरण है जो दमन और अवक्षय दोनों द्वारा नियंत्रित होता है। अवक्षय एक ऐसी क्रियाविधि है जहाँ कुछ शर्तों के तहत, जैसे उच्च ट्रिप्टोफैन स्तर, अनुलेखन समय से पहले समाप्त हो जाता है।
• अवक्षय राइबोसोम और अग्रणी अनुक्रम के बीच परस्पर क्रिया पर निर्भर करता है, जिसमें चार क्षेत्र (अनुक्रम 1, 2, 3 और 4) शामिल हैं। क्षेत्रों द्वारा विशिष्ट मूल-लूप संरचनाएँ बनाने की क्षमता यह निर्धारित करती है कि अनुलेखन आगे बढ़ता है या समाप्त होता है।
• उच्च ट्रिप्टोफैन सांद्रता एक अवक्षय लूप (अनुक्रम 3 और 4 के बीच) के निर्माण को बढ़ावा देती है, जिससे अनुलेखन समाप्ति होती है।

A (ii): अग्रणी पेप्टाइड जीन और अनुक्रम 2 के बीच क्षारों को सम्मिलित करना:

• यह हेरफेर अग्रणी क्षेत्र में अनुलेखन और अनुवादन के सामान्य युग्मन को बाधित करता है। राइबोसोम अग्रणी अनुक्रम के साथ ठीक से परस्पर क्रिया नहीं कर सकता है।
• परिणाम कम अवक्षय है क्योंकि अवक्षय लूप कुशलतापूर्वक नहीं बन सकता है, जिससे अनुलेखन अधिक बार जारी रह सकता है।

B (iii): अनुक्रम 2 और 3 के बीच क्षारों को सम्मिलित करना:​

• यहाँ बेस डालने से अनुक्रम 2 और 3 के बीच युग्मन बाधित होता है, जो सामान्य रूप से कम ट्रिप्टोफैन स्थितियों के तहत एक एंटी-टर्मिनेटर लूप बनाता है।
• यह परिवर्तन अवक्षय लूप (अनुक्रम 3 और 4 के बीच) के निर्माण को बढ़ावा देता है, जिससे अधिक अवक्षय होता है।

C (iv): अनुक्रम 4 को हटाना:

• अनुक्रम 4 अवक्षय लूप (3-4 युग्म) बनाने के लिए आवश्यक है। यदि अनुक्रम 4 हटा दिया जाता है, तो अवक्षय लूप नहीं बन सकता है।
• परिणामस्वरूप, कोई अवक्षय नहीं होता है, और ट्रिप्टोफैन के स्तर की परवाह किए बिना अनुलेखन जारी रहता है।

D (i): अग्रणी पेप्टाइड के लिए राइबोसोम-बंधन स्थल का उन्मूलन:

• अग्रणी पेप्टाइड के अनुवान के लिए राइबोसोम-बंधन स्थल आवश्यक है, जो अवक्षय नियमन में एक महत्वपूर्ण कदम है।
• यदि यह साइट समाप्त हो जाती है, तो राइबोसोम अग्रणी  अनुक्रम के साथ जुड़ नहीं सकता है, जिससे पूर्ण अवक्षय होता है क्योंकि एंटी-टर्मिनेटर लूप (2-3 युग्मन) नहीं बन सकता है।

सही उत्तर केवल B और C हैं।

अवधारणा:

• हिस्टोन रुपान्तरण, जैसे एसिटिलीकरण, मेथिलीकरण और फॉस्फोरिलीकरण, क्रोमैटिन संरचना को रूपांतर करके और प्रोटीन अंतःक्रिया को प्रभावित करके अनुलेखन के नियमन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
• ये रुपान्तरण "अनुजात चिह्न" के रूप में कार्य करते हैं जो अंतर्निहित डीएनए अनुक्रम को बदले बिना जीन अभिव्यक्ति को प्रभावित करते हैं।
• "हिस्टोन कोड" परिकल्पना बताती है कि इन रुपान्तरणों का संयोजन विशिष्ट नियामक प्रोटीन के लिए बाध्यकारी स्थल प्रदान करता है, जिससे अनुलेखीय प्रतिक्रिया नियंत्रित होती है।

व्याख्या:

कथन A: "हिस्टोन का एसिटिलीकरण आमतौर पर क्रोमैटिन को अधिक सघन बनाकर अनुलेखीय दमन से जुड़ा होता है।"

• यह कथन गलत है। हिस्टोन का एसिटिलीकरण आमतौर पर अनुलेखीय सक्रियण से जुड़ा होता है, दमन से नहीं। यह हिस्टोन पर धनात्मक आवेश को कम करता है, जिससे ऋणात्मक रूप से आवेशित डीएनए के साथ उनकी अंतःक्रिया कमजोर हो जाती है। इसके परिणामस्वरूप अधिक खुली क्रोमैटिन संरचना होती है, जो डीएनए के लिए अनुलेखीय  मशीनरी की पहुंच की सुविधा प्रदान करती है।

कथन B: "हिस्टोन का मेथिलीकरण या तो सक्रिय या दमन अनुलेखन कर सकता है, यह रूपांतर विशिष्ट अवशेष पर निर्भर करता है।"

• यह कथन सही है। हिस्टोन मेथिलीकरण का अनुलेखन पर संदर्भ-निर्भर प्रभाव पड़ता है। उदाहरण के लिए, लाइसिन 4 (H3K4me) पर हिस्टोन H3 का मेथिलीकरण अनुलेखीय  सक्रियण से जुड़ा होता है, जबकि लाइसिन 9 (H3K9me) या लाइसिन 27 (H3K27me) पर मेथिलीकरण अनुलेखीय दमन से जुड़ा होता है।

कथन C: "हिस्टोन का फॉस्फोरिलीकरण डीएनए क्षति प्रतिक्रिया में होता है और जीन अभिव्यक्ति को प्रभावित कर सकता है।"

• यह कथन सही है। हिस्टोन फॉस्फोरिलीकरण, जैसे सेरीन 139 (γH2AX) पर हिस्टोन H2AX का फॉस्फोरिलीकरण, डीएनए क्षति का एक जाना-माना चिह्नक है।
• फॉस्फोरिलीकरण कोशिकीय तनाव या डीएनए मरम्मत प्रक्रियाओं के दौरान क्रोमैटिन गतिशीलता को भी नियंत्रित कर सकता है और जीन अभिव्यक्ति को प्रभावित कर सकता है।

कथन D: "हिस्टोन रुपान्तरण आरएनए पोलीमरेज़ संकुल की भर्ती को प्रभावित करते हैं लेकिन अनुलेखन कारकों को नहीं।"

• यह कथन गलत है। हिस्टोन रुपान्तरण आरएनए पोलीमरेज़ और अनुलेखन कारकों दोनों की भर्ती को प्रभावित करते हैं। वे विशिष्ट प्रोटीन, जिसमें अनुलेखन कारक, सहसक्रियक और सहदमनकारी शामिल हैं, के लिए बाध्यकारी स्थल बनाते हैं, जो सामूहिक रूप से अनुलेखन को नियंत्रित करते हैं।

सही विकल्प है: 1

व्याख्या:

• (A) लैक्टोज:
  यह सही है। लैक ओपेरॉन को लैक दमनकारी द्वारा ऋणात्मक रूप से नियंत्रित किया जाता है, जो एक प्रोटीन है जो लैक्टोज की अनुपस्थिति में ऑपरेटर अनुक्रम से बंधता है। जब लैक्टोज अनुपस्थित होता है, तो दमनकारी आरएनए पोलीमरेज़ को ओपेरॉन को अनुलेखित करने से रोकता है। हालाँकि, जब लैक्टोज उपस्थित होता है, तो यह एलोलेक्टोज में परिवर्तित हो जाता है, जो दमनकारी से बंधकर एक प्रेरक के रूप में कार्य करता है। यह बंधन दमनकारी में एक संरचनात्मक परिवर्तन का कारण बनता है, जिससे यह ऑपरेटर से बंधने से रोकता है और ओपेरॉन के अनुलेखन करता है।

• (B) ग्लूकोज:
  यह गलत है। ग्लूकोज की उपस्थिति या अनुपस्थिति cAMP के स्तर और CAP (अपचयी उत्प्रेरक प्रोटीन) द्वारा मध्यस्थता अपचयी दमन के माध्यम से लैक ओपेरॉन को प्रभावित करती है। हालाँकि, यह नियमन लैक दमनकारी द्वारा ऋणात्मक  नियमन से अलग है।

• (C) cAMP:
  यह गलत है। cAMP लैक ओपेरॉन के धनात्मक नियमन में भूमिका निभाता है। कम ग्लूकोज के स्तर के परिणामस्वरूप उच्च cAMP होता है, जो CAP से बंधता है, जिससे यह अनुलेखन को बढ़ाने में सक्षम होता है। यह सीधे लैक दमनकारी को प्रभावित नहीं करता है।

• (D) ATP:
  यह गलत है। ATP कोशिकीय ऊर्जा प्रक्रियाओं में शामिल है और सीधे ऑपरेटर से लैक दमनकारी के बंधन को नियंत्रित नहीं करता है।

Key Points

• लैक ओपेरॉन में तीन संरचनात्मक जीन (lacZ, lacY, और lacA) होते हैं और यह एक प्रेरक ओपेरॉन का उदाहरण है। यह E. coli में लैक्टोज के उपापचय में शामिल है।
• नियमन कई स्तरों पर होता है:
  • ऋणात्मक नियमन: लैक्टोज की अनुपस्थिति में लैक दमनकारी द्वारा।
  • धनात्मक नियमन: जब ग्लूकोज का स्तर कम होता है, तो CAP-cAMP सम्मिश्र द्वारा।

सही उत्तर है- लैक्टोज ऑपेरॉन केवल तभी अत्यधिक व्यक्त होता है जब लैक्टोज और ग्लूकोज दोनों अनुपस्थित होते हैं।

व्याख्या:

• लैक्टोज ऑपेरॉन लैक्टोज रिप्रेसर और एक्टिवेटर प्रोटीन, CAP दोनों द्वारा नियंत्रित होता है: यह कथन सही है। लैक्टोज की अनुपस्थिति में लैक्टोज रिप्रेसर ऑपेरॉन को रोकता है, जबकि CAP ग्लूकोज कम होने पर अभिव्यक्ति को बढ़ाता है।
• लैक्टोज ऑपेरॉन केवल तभी अत्यधिक व्यक्त होता है जब लैक्टोज और ग्लूकोज दोनों अनुपस्थित होते हैं: यह कथन गलत है। लैक्टोज ऑपेरॉन अत्यधिक व्यक्त होता है जब लैक्टोज मौजूद होता है और ग्लूकोज अनुपस्थित होता है। लैक्टोज की उपस्थिति में, रिप्रेसर निष्क्रिय हो जाता है, जिससे अनुलेखन होता है। हालांकि, ऑपेरॉन तब सक्रिय नहीं होता है जब लैक्टोज और ग्लूकोज दोनों अनुपस्थित होते हैं क्योंकि CAP ग्लूकोज की अनुपस्थिति के बिना अनुलेखन को उत्तेजित नहीं कर सकता है।
• लैक्टोज ऑपेरॉन केवल तभी अत्यधिक व्यक्त होता है जब लैक्टोज मौजूद हो और ग्लूकोज अनुपस्थित हो: यह कथन सही है। लैक्टोज ऑपेरॉन की अधिकतम अभिव्यक्ति के लिए, लैक्टोज को रिप्रेसर को निष्क्रिय करने के लिए मौजूद होना चाहिए, और CAP को अनुलेखन को बढ़ाने के लिए ग्लूकोज अनुपस्थित होना चाहिए।
• लैक्टोज की उपस्थिति में, रिप्रेसर ऑपरेटर से बंध नहीं सकता है: यह कथन सही है। लैक्टोज लैक्टोज रिप्रेसर से बंधता है, जिससे वह ऑपरेटर से बंधने से रोकता है और अनुलेखन होता है।

इसलिए, गलत कथन वास्तव में लैक्टोज ऑपेरॉन केवल तभी अत्यधिक व्यक्त होता है जब लैक्टोज और ग्लूकोज दोनों अनुपस्थित होते हैं क्योंकि उन परिस्थितियों में लैक्टोज ऑपेरॉन अत्यधिक व्यक्त नहीं होता है; इसे उच्च अभिव्यक्ति के लिए लैक्टोज मौजूद होना और ग्लूकोज अनुपस्थित होना आवश्यक है।

सही उत्तर विकल्प 3 अर्थात ड्रोसोफिला में कोपिया तत्व; मानव में LINES के साथ-साथ SINES भी है।

अवधारणा:

• पश्चतत्व: RNA- और रिवर्स-ट्रांसक्राइब्ड-टू-DNA तत्व जिन्हें जीनोम में एक नए स्थान में डाला जाता है।
• रेट्रोट्रांसपोसोन और रेट्रोवायरस जैसे तत्वों में, लंबे टर्मिनल रिपीट (LTR) मौजूद होते हैं जो रेट्रोवायरस में देखे जाने वाले रिपीट से मिलते जुलते हैं।
• LTR लघु अन्तर्विभाजित न्यूक्लियोटाइड तत्वों और दीर्घ अन्तर्विभाजित न्यूक्लियोटाइड तत्वों जैसे रेट्रोपोसोन से अनुपस्थित होते हैं।
• SINEs और LINEs दो प्रकार के अन्तर्सेरित रेट्रोट्रांसपोजेबल तत्व हैं, जो नए जीनोमिक स्थानों पर आक्रमण करने के लिए RNA मध्यवर्ती का उपयोग करते हैं।
• SINEs और LINEs मानव जीनोम का कम से कम 34 प्रतिशत हिस्सा बनाते हैं और व्यावहारिक रूप से सभी यूकेरियोट्स में मौजूद होते हैं (लेकिन सैक्रोमाइसिस सेरेविसिया में नहीं)।

स्पष्टीकरण:

विकल्प:- ड्रोसोफिला में कोपिया तत्व; मानव में LINES के साथ-साथ SINES भी

• कोपिया तत्व नामक एक रेट्रोट्रांसपोसोन ड्रोसोफिला में मौजूद होता है और ऐसा माना जाता है कि इसे ड्रोसोफिला विलिस्टन की कुछ आबादी से ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर में क्षैतिज रूप से स्थानांतरित किया गया है।
• मनुष्य के जीनोम में LINES और SINES दोनों मौजूद होते हैं।
• P ट्रांसपोजेबल तत्वों को ड्रोसोफिला में आनुवंशिक विशेषताओं के हाइब्रिड डिसजेनेसिस सिंड्रोम का मूल कारण पाया गया है।
• जर्मलाइन-विशिष्ट लघु RNA पिवि-इंटरैक्टिंग (piRNA) मार्ग, संकर डिसजेनेसिस में देखी गई मातृ वंशागति के एक विशिष्ट पैटर्न से जुड़ा हुआ है।

इसलिए, विकल्प B सही है।

सही उत्तर विकल्प 3 है।

व्याख्या:

• cI जीन लैम्ब्डा फेज के लाइसोजेनिक चक्र के लिए महत्वपूर्ण है। इस जीन द्वारा एन्कोड किया गया प्रोटीन, जिसे लैम्ब्डा रिप्रेसर या CI रिप्रेसर के रूप में जाना जाता है, फेज के DNA पर विशिष्ट साइटों पर बंधता है, लाइटिक चक्र को शुरू करने के लिए आवश्यक जीन के अनुलेखन को रोकता है।
• ऐसा करने से, फेज पोषी कोशिका के भीतर निष्क्रिय अवस्था में रहता है, जिसे लाइसोजेनी कहा जाता है।
• लाइसोजेनी के दौरान, फेज का DNA, अब एक प्रोफेज, पोषी के DNA के साथ प्रतिकृति करता है, बिना पोषी कोशिका को नुकसान पहुंचाए, जब तक कि कुछ स्थितियां लाइटिक चक्र में स्विच को ट्रिगर नहीं करती हैं, जहां फेज नए वायरियन का उत्पादन करता है और उन्हें छोड़ने के लिए कोशिका को लाइस करता है।

इसलिए, फेज लैम्ब्डा का cI जीन लैम्ब्डा रिप्रेसर को एन्कोड करता है जो लाइटिक चक्र को दबा देता है।

सही उत्तर विकल्प 1 यानी B और C है।

Key Points

• न्यूक्लियोसोम को क्रोमैटिन की मूल पुनरावृत्ति उपइकाई के रूप में परिभाषित किया गया है जो कोशिका के केन्द्रक के अंदर पैकेजिंग किया जाता है।
• इसमें पाँच हिस्टोन प्रोटीन, कुछ गैर-हिस्टोन प्रोटीन और इसके चारों ओर पैकेजिंग किया गया DNA होता है।
• कोर हिस्टोन से उच्चता से जुड़ा हुआ DNA को कोर DNA कहा जाता है, और यह कोर हिस्टोन के चारों ओर 1.65 बार लिपटा होता है।
• प्रत्येक न्यूक्लियोसोम में कोर हिस्टोन की लंबाई ~ 147 bp होती है।
• दो न्यूक्लियोसोम को जोड़ने वाले DNA को लिंकर DNA कहा जाता है, और दो न्यूक्लियोसोम के बीच DNA की लंबाई ~ 60 bp होती है।
• हिस्टोन प्रोटीन दो प्रकार के होते हैं: कोर हिस्टोन (H2A, H2B, H3 और H4) और लिंकर हिस्टोन (H1)।
• हिस्टोन कोर H2A, H2B, H3 और H4 प्रोटीन का एक ऑक्टामर है।
• DNA पर हिस्टोन असेंबली दो चरणों में होती है -
  • DNA पर H3 और H4 के टेट्रामर का बंध।
  • दूसरा, हिस्टोन H2A और H2B के दो डाइमर न्यूक्लियोसोम कोर बनाने के लिए बंधते हैं।
• 30nm फाइबर DNA पैकेजिंग का दूसरा स्तर है, जहाँ न्यूक्लियोसोम की श्रृंखला हेलिकल सरणी में कुंडलित होती है। इस फाइबर का व्यास 30nm है।

स्पष्टीकरण:

• H3 और H4 हिस्टोन पहले एक हेटेरोडाइमर बनाते हैं और बाद में दो हेटेरोडाइमर एक साथ आते हैं और एक टेट्रामर बनाते हैं। इसके विपरीत H2A और H2B विलयन में हेटेरोडाइमर बनाते हैं लेकिन टेट्रामर नहीं।
  • इसलिए, कथन A गलत है।
• H2A, H3 और H4 की N-टर्मिनल पूंछ आसन्न न्यूक्लियोसोम के साथ अन्योन्य क्रिया करती है। N-टर्मिनल के बिना, कोर हिस्टोन 30-nm फाइबर नहीं बना पाते हैं।
  • इसलिए, कथन B सही है।
• पोस्ट-अनुलेखन रूपांतरण N-टर्मिनल पूंछ और ग्लोबुलर डोमेन में देखे जाते हैं और वे अनुलेखनीय घटनाओं को नियंत्रित करते हैं।
  • इसलिए, कथन C सही है।
• सोलनॉइड मॉडल में, हिस्टोन की सपाट सतह एक दूसरे के निकट होती है और लिंकर DNA केंद्र में दमन होता है लेकिन यह अक्ष से नहीं गुजरता है, बल्कि लिंकर DNA केंद्रीय अक्ष के चारों ओर घूमता है।
• जबकि ज़िग-ज़ैग मॉडल में, लिंकर DNA अपेक्षाकृत सीधे रूप में फाइबर के केंद्रीय अक्ष से गुजरता है।
  • इसलिए, कथन D गलत है।

इसलिए, सही उत्तर विकल्प 1 है।

एस्चेरिचिया कोलाई में ​ट्रिप्टोफैन जैवसंश्लेषण के लिए आवश्यक जीन को एकल अनुलेखीय इकाई, trp ऑपेरॉन के रूप में व्यवस्थित किया जाता है। इस ऑपेरॉन में एक एकल प्रमुख उन्नायक होता है जिस पर अनुलेखन प्रारंभन DNA-बंधित प्रोटीन, L-ट्रिप्टोफैन-सक्रिय trp निरोधक द्वारा नियंत्रित किया जाता है। यह निरोधक trp ऑपेरॉन के उन्नायक क्षेत्र में स्थित तीन कारक स्थलों में से एक या अधिक पर बंधन द्वारा कार्य करता है। trp ऑपेरॉन का एक तत्व अग्रग अनुक्रम (L) है जो trpE जीन के तत्काल 5' में है। यह अनुक्रम (आकार में लगभग 160 bp) क्षीणन नामक प्रक्रिया के माध्यम से ऑपेरॉन की अभिव्यक्ति को भी नियंत्रित करता है। इस अनुक्रम में चार डोमेन हैं (1-4)। mRNA का डोमेन 3 (न्यूक्लियोटाइड 108-121) डोमेन 2 (न्यूक्लियोटाइड 74-94) या डोमेन 4 (न्यूक्लियोटाइड 126-134) के साथ क्षारक युग्म बना सकता है। यदि डोमेन 3, डोमेन 4 के साथ युग्मित होता है, तो mRNA पर एक स्तंभ और लूप संरचना बन जाती है और अनुलेखन रुक जाता है। यह संरचना तब बनती है जब कोशिका में ट्रिप्टोफैन का उच्च स्तर होता है। यदि डोमेन 3, डोमेन 2 के साथ युग्मित होता है, तो स्तंभ और लूप संरचना नहीं बनती है और ऑपेरॉन के माध्यम से अनुलेखन जारी रहता है और ट्रिप्टोफैन जैवसंश्लेषण के लिए आवश्यक सभी एंजाइम उत्पन्न होते हैं। ये घटनाएँ तब घटित होती हैं जब कोशिका में ट्रिप्टोफैन कम होता है।

सही उत्तर B और C है।

व्याख्या:

प्रोकैरियोट्स में जीन नियमन में कई तंत्र शामिल होते हैं ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि जीन केवल तभी व्यक्त होते हैं जब आवश्यक हो।

1. A. प्रोकैरियोटिक ऑपेरॉन में, प्रचालक क्षेत्र प्रमोटर क्षेत्र के ऊपर स्थित होता है:

   • यह कथन गलत है। प्रोकैरियोटिक ऑपेरॉन में, प्रचालक क्षेत्र आमतौर पर प्रमोटर क्षेत्र के नीचे या आंशिक रूप से ओवरलैपिंग होता है, ऊपर नहीं।

2. B. धनात्मक नियंत्रण तंत्र में सक्रियक प्रोटीन शामिल होते हैं जो प्रमोटर के लिए RNA पोलीमरेज़ के बंधन को बढ़ाते हैं:

   • यह कथन सही है। प्रोकैरियोट्स में धनात्मक नियंत्रण तंत्र में सक्रियक प्रोटीन शामिल होते हैं जो प्रमोटर के पास या उस पर विशिष्ट स्थलों से बंधते हैं ताकि RNA पोलीमरेज़ के बंधन को सुविधाजनक बनाया जा सके। RNA पोलीमरेज़ बंधन का यह बढ़ावा अनुलेखन  प्रारंभन की संभावना को बढ़ाता है, जैसा कि लैक्टोज ऑपेरॉन में कैटाबोलाइट उत्प्रेरक प्रोटीन (CAP) जैसे तंत्र में देखा जाता है।

3. C. क्षीणन एक नियामक तंत्र है जो ट्रिप्टोफैन जैसे अमीनो अम्ल के संश्लेषण को नियंत्रित करने वाले ऑपेरॉन में देखा जाता है:

   • यह कथन सही है। क्षीणन एक नियामक तंत्र है जिसका उपयोग कुछ ऑपेरॉन, जैसे कि ई. कोलाई में ट्रिप्टोफैन ऑपेरॉन द्वारा किया जाता है, अमीनो अम्ल की प्रचुरता की प्रतिक्रिया में अनुलेखन को नियंत्रित करने के लिए। यह अमीनो अम्ल (जैसे, ट्रिप्टोफैन) के उच्च स्तर की प्रतिक्रिया में समय से पहले अनुलेखन को समाप्त करके कार्य करता है, जिससे अमीनो अम्ल की उपलब्धता के आधार पर जीन अभिव्यक्ति के ठीक-ठीक नियंत्रण करती है।

4. D. प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं में, एक ऑपेरॉन के सभी जीन अलग-अलग mRNA के रूप में व्यक्तिगत नियामक नियंत्रणों के साथ अनुलेखित किए जाते हैं:

   • यह कथन गलत है। प्रोकैरियोटिक ऑपेरॉन में, एक ऑपेरॉन के भीतर सभी जीन आमतौर पर एक एकल पॉलीसिस्ट्रोनिक mRNA के रूप में एक साथ अनुलेखित किए जाते हैं। इसका मतलब है कि जीन को एकल प्रमोटर और नियामक क्षेत्र द्वारा सामूहिक रूप से नियंत्रित किया जाता है, बजाय अलग-अलग mRNA और व्यक्तिगत नियामक नियंत्रणों के होने के।

Key Points:

• सक्रियक प्रोटीन जीन अभिव्यक्ति के धनात्मक नियंत्रण में महत्वपूर्ण हैं, प्रमोटर के लिए RNA पोलीमरेज़ बंधन को बढ़ाते हैं।
• क्षीणन एक परिष्कृत नियामक तंत्र है जो यह सुनिश्चित करके अमीनो अम्ल के संश्लेषण का प्रबंधन करता है कि जीन अभिव्यक्ति कोशिका की उपापचय आवश्यकताओं के साथ संरेखित हो।
• प्रचालक क्षेत्र प्रमोटर के नीचे या उसके साथ ओवरलैपिंग होता है, ऊपर नहीं।
• प्रोकैरियोटिक ऑपेरॉन एक एकल पॉलीसिस्ट्रोनिक mRNA का उत्पादन करते हैं, अलग-अलग mRNA नहीं।

निष्कर्ष:

सही उत्तर विकल्प B और C है, क्योंकि दोनों कथन प्रोकैरियोट्स में जीन नियमन के तंत्र का सटीक वर्णन करते हैं।

सही उत्तर है - विकल्प 1 अर्थात माध्यम में ट्रिप्टोफैन की स्थिति पर ध्यान दिए बिना ट्रिप्टोफैन का संश्लेषण करता है।

अवधारणा:

• ऑपेरॉन की अवधारणा पॉलीसिस्ट्रोनिक या पॉलीजेनिक-mRNA की उपस्थिति के कारण है।
• ऑपेरॉन को जीन के समूह के रूप में परिभाषित किया जाता है जो गुणसूत्र पर स्थित होते हैं और इसमें एक विशेष उपापचय मार्ग के एंजाइम समुच्चयन के लिए जानकारी होती है।
• बैक्टीरियल ऑपेरॉन में शामिल हैं:
  • प्रमोटर क्षेत्र: यह वह क्षेत्र है जहाँ RNA पोलीमरेज़ एंजाइम अनुलेखन से पहले बंधता है।
  • ऑपरेटर क्षेत्र: यह प्रमोटर और पहले संरचनात्मक जीन के बीच स्थित क्षेत्र है, यह दमनकारी प्रोटीन के लिए बंधन स्थल के रूप में कार्य करता है।
  • संरचनात्मक जीन: इसमें ऐसे जीन होते हैं जो एक विशेष उपापचय मार्ग में एंजाइमों के लिए कोड करते हैं।
  • दमनकारी जीन: यह दमनकारी प्रोटीन के लिए कोड करता है जो ऑपरेटर क्षेत्र से बंधता है और ऑपेरॉन के अनुलेखन का दमन करता है।
• ऑपेरॉन दो प्रकार के हो सकते हैं- प्रेरक ऑपेरॉन और दमनकारी ऑपेरॉन।
  1. प्रेरक ऑपेरॉन: इस ऑपेरॉन में, प्रेरक सक्रिय दमनकारी से बंधता है और इसे निष्क्रिय बना देता है। लैक्टोज ऑपेरॉन प्रेरक ऑपेरॉन का एक उदाहरण है।
  2. दमनकारी ऑपेरॉन: इस ऑपेरॉन में, दमनकारी ऑपेरॉन की अभिव्यक्ति का दमन करता है। ट्रिप्टोफैन ऑपेरॉन दमनकारी ऑपेरॉन का एक उदाहरण है।

Important Points

• ट्रिप्टोफैन ऑपेरॉन E.coli में अमीनो एसिड ट्रिप्टोफैन के संश्लेषण के लिए उत्तरदायी है।
• ट्रिप्टोफैन ऑपेरॉन दमनकारी ऑपेरॉन का एक उदाहरण है, जहाँ ट्रिप्टोफैन ट्रिप्टोफैन ऑपेरॉन का दमनकारी है।
• माध्यम में ट्रिप्टोफैन की उपस्थिति में ट्रिप्टोफैन ऑपेरॉन "बंद" हो जाता है।
• माध्यम में ट्रिप्टोफैन की अनुपस्थिति में ट्रिप्टोफैन ऑपेरॉन "चालू" हो जाता है।
• विषमयुग्मनज अवस्था में trpR+ trpO- trpE+ /trpR+ trpO+ trpE, एपो-दमनकारी का संश्लेषण होता है क्योंकि जीव में दमनकारी जीन की दो वन्य-प्रकार की प्रतियाँ उपस्थित होती हैं।
• ट्रिप्टोफैन की उपस्थिति में, ट्रिप्टोफैन एपो-दमनकारी को ढूँढ़ता है और एक सक्रिय दमनकारी अणु बनाता है जो ऑपरेटर क्षेत्र से बंधेगा और ऑपेरॉन का दमन करेगा।
• लेकिन विषमयुग्मनज अवस्था में, trpO- / trpO+ सक्रिय दमनकारी (एपोरेप्रेसर - ट्रिप्टोफैन) उत्परिवर्ती ट्रिप्टोफैन ऑपरेटर (trpO-) से नहीं बंध सकता है। और इसलिए, जीन E का अनुलेखन सक्रिय है।
• इसलिए, ट्रिप्टोफैन की उपस्थिति में, trp ऑपेरॉन सक्रिय है।
• ट्रिप्टोफैन की अनुपस्थिति में, एपो-दमनकारी सक्रिय दमनकारी में परिवर्तित नहीं होता है क्योंकि ट्रिप्टोफैन अनुपस्थित है। सक्रिय दमनकारी की अनुपस्थिति में, RNA पोलीमरेज़ ऑपरेटर और प्रमोटर क्षेत्र से बंधता है और जीन का अनुलेखन सक्रिय होता है।
• इसलिए, ट्रिप्टोफैन की अनुपस्थिति में, Typ ऑपेरॉन सक्रिय है।
• इसलिए, विषमयुग्मनज माध्यम में ट्रिप्टोफैन की उपस्थिति के बावजूद ट्रिप्टोफैन का संश्लेषण करेगा।

इसलिए, सही उत्तर विकल्प 1 है।

Additional Information लैक्टोज ऑपेरॉन और trp ऑपेरॉन के बीच अंतर इस प्रकार है:

• ट्रिप्टोफैन एक प्रेरक के बजाय एक दमनकारी के रूप में कार्य करता है।
• Try ऑपेरॉन अपघटनकारी मार्ग के बजाय जैवसंश्लेषण मार्ग का संश्लेषण करता है।
• ग्लूकोज और cAMP-CAP ट्रिप्टोफैन ऑपेरॉन में कार्यात्मक नहीं हैं।

सही उत्तर है- लैक्टोज ऑपेरॉन केवल तभी अत्यधिक व्यक्त होता है जब लैक्टोज और ग्लूकोज दोनों अनुपस्थित होते हैं।

व्याख्या:

• लैक्टोज ऑपेरॉन लैक्टोज रिप्रेसर और एक्टिवेटर प्रोटीन, CAP दोनों द्वारा नियंत्रित होता है: यह कथन सही है। लैक्टोज की अनुपस्थिति में लैक्टोज रिप्रेसर ऑपेरॉन को रोकता है, जबकि CAP ग्लूकोज कम होने पर अभिव्यक्ति को बढ़ाता है।
• लैक्टोज ऑपेरॉन केवल तभी अत्यधिक व्यक्त होता है जब लैक्टोज और ग्लूकोज दोनों अनुपस्थित होते हैं: यह कथन गलत है। लैक्टोज ऑपेरॉन अत्यधिक व्यक्त होता है जब लैक्टोज मौजूद होता है और ग्लूकोज अनुपस्थित होता है। लैक्टोज की उपस्थिति में, रिप्रेसर निष्क्रिय हो जाता है, जिससे अनुलेखन होता है। हालांकि, ऑपेरॉन तब सक्रिय नहीं होता है जब लैक्टोज और ग्लूकोज दोनों अनुपस्थित होते हैं क्योंकि CAP ग्लूकोज की अनुपस्थिति के बिना अनुलेखन को उत्तेजित नहीं कर सकता है।
• लैक्टोज ऑपेरॉन केवल तभी अत्यधिक व्यक्त होता है जब लैक्टोज मौजूद हो और ग्लूकोज अनुपस्थित हो: यह कथन सही है। लैक्टोज ऑपेरॉन की अधिकतम अभिव्यक्ति के लिए, लैक्टोज को रिप्रेसर को निष्क्रिय करने के लिए मौजूद होना चाहिए, और CAP को अनुलेखन को बढ़ाने के लिए ग्लूकोज अनुपस्थित होना चाहिए।
• लैक्टोज की उपस्थिति में, रिप्रेसर ऑपरेटर से बंध नहीं सकता है: यह कथन सही है। लैक्टोज लैक्टोज रिप्रेसर से बंधता है, जिससे वह ऑपरेटर से बंधने से रोकता है और अनुलेखन होता है।

इसलिए, गलत कथन वास्तव में लैक्टोज ऑपेरॉन केवल तभी अत्यधिक व्यक्त होता है जब लैक्टोज और ग्लूकोज दोनों अनुपस्थित होते हैं क्योंकि उन परिस्थितियों में लैक्टोज ऑपेरॉन अत्यधिक व्यक्त नहीं होता है; इसे उच्च अभिव्यक्ति के लिए लैक्टोज मौजूद होना और ग्लूकोज अनुपस्थित होना आवश्यक है।