11DNA का प्रतिकृतिकरण

हल — अभ्यास 11.1.

हर लड़ी उस साँचे का काम करती है जिस पर एक नई पूरक लड़ी बनाई जाती है। यह केवल इसलिए चलता है कि A की जोड़ी T से और G की C से बनती है: एक लड़ी का अनुक्रम दूसरी का अनुक्रम तय कर देता है, इसलिए अकेली लड़ी भी पूरी जानकारी ढोती है।

हल — अभ्यास 11.2.

अर्ध-संरक्षी: हर पुत्री अणु जनक की एक लड़ी रखता है और एक नई लड़ी पाता है। संरक्षी: जनक अणु पूरा का पूरा बना रहता है और उसके बग़ल में बिलकुल नई दोहरी लड़ी बनाई जाती है।

हल — अभ्यास 11.3.

कोशिका चक्र की S प्रावस्था में; और प्रति केंद्रक DNA की मात्रा दोगुनी हो जाती है।

हल — अभ्यास 11.4.

DNA पॉलिमरेज़ बढ़ती हुई लड़ी में साँचे के पूरक न्यूक्लियोटाइड एक-एक करके जोड़ता है। प्रतिकृतिकरण द्विशाख वह चलता हुआ बिंदु है जहाँ जनक लड़ियाँ अलग की जा रही हैं और दोनों नई लड़ियाँ बनाई जा रही हैं।

हल — अभ्यास 11.5.

CTAATGTCCG, क्षारक के नीचे क्षारक।

हल — अभ्यास 11.6.

संरक्षी, पहली पीढ़ी: एक भारी और एक हल्की पट्टी, कोई संकर नहीं — पर दिखी अकेली एक संकर पट्टी ही। प्रकीर्ण, दूसरी पीढ़ी: हल्के से भारी की ओर चौथाई रास्ते पर अकेली एक पट्टी — पर दिखीं दो अलग पट्टियाँ। दोनों में से हर मॉडल ऐसी पट्टियों की भविष्यवाणी करता है जो देखी ही नहीं गईं।

हल — अभ्यास 11.7.

$2^5 = 32$ अणु, जिनमें 2 संकर और 30 हल्के: यानी हल्की पट्टी संकर से पंद्रह गुनी, और कोई भारी पट्टी नहीं।

हल — अभ्यास 11.8.

पीढ़ी 0: एक हल्की पट्टी। पीढ़ी 1: एक संकर पट्टी। पीढ़ी 2: बराबर गाढ़ेपन की संकर और भारी पट्टियाँ — यानी मूल प्रयोग की दर्पण-छवि।

हल — अभ्यास 11.9.

$2.5 \times 10^{8}/50 = 5 \times 10^{6}\,\mathrm{s}$, यानी लगभग 58 दिन — 8 घंटे से कहीं अधिक। गुणसूत्र की नक़ल एक साथ बहुत-से प्रारंभ स्थलों से करनी पड़ती है, और हर एक दो द्विशाख खोलता है।

हल — अभ्यास 11.10.

$3.2 \times 10^{9}$ क्षारक-जोड़ों की दोनों लड़ियाँ, दो बार: यानी $6.4 \times 10^{9}$ क्षारक-जोड़े, यानी $6.4 \times 10^{9}$ नए न्यूक्लियोटाइड जोड़े गए (नक़ल किए गए हर क्षारक-जोड़े पर एक)। प्रति न्यूक्लियोटाइड $10^{-9}$ पर लगभग 6 ग़लतियाँ।

हल — अभ्यास 11.11.

कोई बुलबुला खुलने पर प्रारंभ स्थल के दोनों ओर साँचा खुल जाता है; और हर द्विशाख प्रारंभ स्थल से दूर की ओर नक़ल करता है, इसलिए दोनों उल्टी दिशाओं में जाते हैं और मिलकर पूरा क्षेत्र ढँक लेते हैं। जब दो बुलबुले मिलते हैं तो उनके द्विशाख जुड़ जाते हैं और पुत्री लड़ियाँ सिरे से सिरा जुड़कर लगातार अणु बन जाती हैं।

हल — अभ्यास 11.12.

जीवाणु विभाजित होना बंद कर देते हैं (न प्रतिकृतिकरण, न विभाजन)। घाव भरना रुक जाता है, क्योंकि उसकी मरम्मत के लिए कोशिका विभाजन चाहिए। तंत्रिका कोशिका पर कोई असर नहीं: वह अपना DNA अब नक़ल करती ही नहीं। जो दवा तेज़ी से विभाजित होती कोशिकाओं को रोके और न विभाजित होने वालों को बख़्श दे, वह जीवाणुओं के या विभाजित होती कैंसर कोशिकाओं के ख़िलाफ़ किसी इलाज की ओर इशारा करती है।

हल — अभ्यास 11.13.

दोनों मूल लड़ियाँ कभी नष्ट नहीं होतीं: हर पीढ़ी पर उनमें से हर एक फिर किसी नई हल्की लड़ी से जुड़ जाती है, इसलिए ठीक दो संकर अणु हमेशा रहते हैं। 10 पीढ़ियों बाद: $2/2^{10} = 2/1024 \approx 0.2\%$ — यानी मौजूद, पर दिखने के लिए बहुत फीका।

हल — अभ्यास 11.14.

प्रति विभाजन $6.4 \times 10^{9} \times 10^{-5} = 64\,000$ ग़लतियाँ। बीस हज़ार जीनों के साथ हर विभाजन पर सैकड़ों जीन बिगड़ जाते; और कुछ ही विभाजनों के बाद कोशिकाएँ जानलेवा ख़राबियाँ ढो रही होतीं और वह वंशावली मिट जाती।

हल — अभ्यास 11.15.

प्रतिकृतिकरण का नया दौर पिछले दौर के पूरा होने से पहले ही प्रारंभ स्थल पर शुरू हो जाता है: गुणसूत्र एक साथ द्विशाखों के कई एक-दूसरे में धँसे जोड़े ढोता है। तब हर विभाजन को ऐसा गुणसूत्र मिलता है जिसकी अगली बार की नक़ल आंशिक रूप से हो चुकी है, और विभाजन एक-दूसरे के पीछे उससे तेज़ी से आ सकते हैं जितना समय अकेली एक नक़ल लेती है।