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title: "न्यूक्लियोटाइड और न्यूक्लिक अम्ल"
book: "विश्वविद्यालय जीवविज्ञान — वर्ष 1"
subject: biology
language: hi
chapter: 11
exercises: 12
source: https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/11-nucleotides-and-nucleic-acids
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# अध्याय 11 — न्यूक्लियोटाइड और न्यूक्लिक अम्ल

टूटी हुई [कोशिकाओं](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) के किसी विलयन पर ठंडा एथेनॉल उँड़ेलिए और तंतुओं का एक सफ़ेद बादल उभर आता है जिसे किसी काँच की छड़ पर लपेटा जा सकता है: [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain), यानी वह अणु जो [जीव](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/1-the-organism-a-system-in-interaction-with-its-environment#def-b1-organism-environment-organism) का हर निर्देश ढोता है, नंगी आँख से दिखता हुआ। हर मानव केंद्रक में उसके दो मीटर मुड़े हुए हैं; और वह सारा का सारा चार अक्षरों की वर्णमाला में लिखा है, एक ही दिशा में पढ़ा जाता है, और दो ऐसी लड़ियों को अलग करके नक़ल किया जाता है जो एक-दूसरे में हाथ और दस्ताने की तरह बैठती हैं। यह अध्याय [न्यूक्लियोटाइडों](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) का — जो एक ही साथ अक्षर, ऊर्जा-मुद्रा और सहएंजाइम हैं — उनकी बनाई शृंखलाओं का, द्विकुंडली और उसके साक्ष्य का, उसके पिघलने और फिर जुड़ने पर क्या होता है इसका, और उन [RNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) का वर्णन करता है जो उसका संदेश [कोशिका](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) तक ले जाते हैं।

## 11.1 न्यूक्लियोटाइड

**परिभाषा 11.1 (न्यूक्लियोटाइड).**

कोई *न्यूक्लियोटाइड* तीन भागों का बना है: एक नाइट्रोजनी *क्षारक* — कोई *प्यूरीन* (ऐडेनीन A, ग्वानीन G: दो संगलित वलय) या कोई *पिरिमिडीन* (साइटोसीन C, थाइमीन T, यूरैसिल U: एक वलय); पाँच कार्बन की एक शर्करा, [RNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) में *राइबोस* या [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) में *2$'$-डिऑक्सीराइबोस* (जिसमें कार्बन $2'$ पर हाइड्रॉक्सिल नहीं होता); और शर्करा के कार्बन $5'$ पर एक से तीन तक *फ़ॉस्फ़ेट* समूह। क्षारक कार्बन $1'$ से जुड़ता है; और शर्करा के कार्बनों को क्षारक के कार्बनों से अलग दिखाने के लिए अंकों पर प्राइम लगाया जाता है। क्षारक और शर्करा मिलकर कोई *न्यूक्लियोसाइड* (ऐडेनोसिन, ग्वानोसिन, साइटिडीन, थाइमिडीन, यूरिडीन) हैं; और फ़ॉस्फ़ेटों के साथ वह न्यूक्लियोटाइड (AMP, ADP, [ATP](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-atp) और उनके सजातीय)।

![किसी न्यूक्लियोटाइड के भाग: किसी पेंटोस के कार्बन 1' पर एक क्षारक, और कार्बन 5' पर फ़ॉस्फ़ेट। 3' हाइड्रॉक्सिल वह जगह है जहाँ शृंखला का अगला न्यूक्लियोटाइड जुड़ेगा; और 2' स्थान RNA (OH) को DNA (H) से अलग करता है।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-nucleic-acids/fig-ee7e1c1425c7.svg)

*किसी [न्यूक्लियोटाइड](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) के भाग: किसी पेंटोस के कार्बन $1'$ पर एक [क्षारक](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide), और कार्बन $5'$ पर फ़ॉस्फ़ेट। $3'$ हाइड्रॉक्सिल वह जगह है जहाँ शृंखला का अगला [न्यूक्लियोटाइड](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) जुड़ेगा; और $2'$ स्थान [RNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) (OH) को [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) (H) से अलग करता है।*

**प्रतिज्ञप्ति 11.2 (न्यूक्लियोटाइड तीन काम करते हैं).**

[DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) और [RNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) के एकलक होने के अलावा [न्यूक्लियोटाइड](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) [कोशिका](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) की *[ऊर्जा मुद्रा](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-atp)* हैं — [ATP](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-atp) और GTP, जिनके [फ़ॉस्फ़ोऐनहाइड्राइड बंध](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-atp) ([अध्याय 8](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/8-water-and-small-biomolecules#ch-b1-water-small-molecules)) संश्लेषण, अभिगमन और गति की क़ीमत चुकाते हैं; उसके *सहएंजाइम* — $\mathrm{NAD^+}$, $\mathrm{NADP^+}$ और FAD, जो श्वसन तथा प्रकाश-संश्लेषण में इलेक्ट्रॉन ढोते हैं ([अध्याय 15](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/15-cellular-respiration-and-fermentation#ch-b1-respiration-fermentation)), और सहएंजाइम A, जो ऐसिल समूह ढोता है; और उसके *संदेशवाहक* — चक्रीय AMP, जो [कोशिकाओं](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) के भीतर हॉर्मोन के संकेत पहुँचाता है। ये सब ऐडेनीन [न्यूक्लियोटाइड](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) हैं या उन्हीं पर बने हैं: जो अणु संदेश लिखता है वही उसके निष्पादन को शक्ति भी देता है।

## 11.2 बहुन्यूक्लियोटाइड शृंखला

**परिभाषा 11.3 (फ़ॉस्फ़ोडाइएस्टर बंध, ध्रुवता).**

[न्यूक्लियोटाइड](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) *फ़ॉस्फ़ोडाइएस्टर बंधों* से किसी *बहुन्यूक्लियोटाइड* में जुड़ते हैं: किसी एक [न्यूक्लियोटाइड](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) के कार्बन $5'$ का फ़ॉस्फ़ेट अगले के $3'$ हाइड्रॉक्सिल से जुड़ता है। इसलिए शृंखला की एक शर्करा–फ़ॉस्फ़ेट *रीढ़* होती है, जो एकसमान और ऋण-आवेशित है (प्रति फ़ॉस्फ़ेट एक आवेश), और जिससे [क्षारक](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) एक अनुक्रम के रूप में बाहर निकले रहते हैं; और उसकी एक दिशा होती है: एक *$5'$ सिरा* जो मुक्त फ़ॉस्फ़ेट धारण करता है और एक *$3'$ सिरा* जो मुक्त हाइड्रॉक्सिल। अनुक्रम $5' \to 3'$ लिखे और पढ़े जाते हैं, यानी उसी दिशा में जिसमें शृंखलाएँ संश्लेषित होती हैं। *DNA* (डिऑक्सीराइबोन्यूक्लिक अम्ल) डिऑक्सीराइबोस और [क्षारक](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) A, G, C, T काम में लेता है; *RNA* (राइबोन्यूक्लिक अम्ल) राइबोस और A, G, C, U।

![चार न्यूक्लियोटाइडों की एक शृंखला। हर न्यूक्लियोटाइड का 5' फ़ॉस्फ़ेट ऊपर वाले के 3' हाइड्रॉक्सिल से किसी फ़ॉस्फ़ोडाइएस्टर बंध से जुड़ा है; शृंखला किसी 5' सिरे से किसी 3' सिरे तक चलती है और क्षारक एक एकसमान रीढ़ से लटके रहते हैं।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-nucleic-acids/fig-b05ebd4a8ea0.svg)

*चार [न्यूक्लियोटाइडों](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) की एक शृंखला। हर [न्यूक्लियोटाइड](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) का $5'$ फ़ॉस्फ़ेट ऊपर वाले के $3'$ हाइड्रॉक्सिल से किसी [फ़ॉस्फ़ोडाइएस्टर बंध](#def-b1-nucleic-acids-chain) से जुड़ा है; शृंखला किसी $5'$ सिरे से किसी $3'$ सिरे तक चलती है और [क्षारक](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) एक एकसमान रीढ़ से लटके रहते हैं।*

**उदाहरण 11.4 (RNA नाज़ुक है, DNA टिकाऊ).**

राइबोस का $2'$ हाइड्रॉक्सिल पड़ोसी [फ़ॉस्फ़ोडाइएस्टर बंध](#def-b1-nucleic-acids-chain) पर हमला कर सकता है: हल्के क्षार में [RNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) घंटों के भीतर जल-अपघटित होकर [न्यूक्लियोटाइड](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) बन जाता है, जबकि [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain), जिसमें वह हाइड्रॉक्सिल नहीं है, क्षार में उबाल सह लेता है और दसियों हज़ार वर्ष पुरानी हड्डियों से साबुत निकाला जा चुका है। [RNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) का यूरैसिल बिना मेथिल समूह का थाइमीन है; [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) थाइमीन इसलिए काम में लेता है कि साइटोसीन, जो धीरे-धीरे अपना ऐमीनो समूह खोकर यूरैसिल बन जाता है, क्षति के रूप में पहचाना और मरम्मत किया जा सके — [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) में कोई यूरैसिल सदा एक भूल है।

## 11.3 द्विकुंडली

**प्रतिज्ञप्ति 11.5 (चारगाफ़ के नियम).**

किसी भी [जीव](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/1-the-organism-a-system-in-interaction-with-its-environment#def-b1-organism-environment-organism) के [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) में ऐडेनीन की मात्रा थाइमीन की मात्रा के बराबर होती है और ग्वानीन की मात्रा साइटोसीन की ($A = T$, $G = C$, इसलिए [प्यूरीन](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) $=$ [पिरिमिडीन](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide)), जबकि अनुपात $(G + C)/(A + T)$ जाति-दर-जाति बदलता है ($25\,\%$ से $75\,\%$ $G + C$ तक)।

**साक्ष्य.** चारगाफ़ (1950) ने अनेक [जीवों](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/1-the-organism-a-system-in-interaction-with-its-environment#def-b1-organism-environment-organism) का [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) जल-अपघटित किया और क्षारकों को वर्णलेखन से अलग किया, हर एक को उसके पराबैंगनी अवशोषण से मापते हुए। हर [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) के लिए ये समानताएँ प्रायोगिक त्रुटि के भीतर टिकीं; $G + C$ की मात्रा नहीं टिकी, और वह किसी एक [जीव](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/1-the-organism-a-system-in-interaction-with-its-environment#def-b1-organism-environment-organism) के हर [ऊतक](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/4-animal-body-plans-and-tissues#def-b1-body-plans-tissues-tissue) में एक ही थी। ∎

**प्रमेय 11.6 (वॉटसन–क्रिक द्विकुंडली).**

[DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) दो [बहुन्यूक्लियोटाइड](#def-b1-nucleic-acids-chain) शृंखलाएँ हैं जो किसी साझा अक्ष के चारों ओर एक दक्षिणावर्त *द्विकुंडली* में लिपटी हैं: शर्करा–फ़ॉस्फ़ेट रीढ़ें बाहर, और [क्षारक](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) भीतर, चपटे और अक्ष के लंब चिने हुए। शृंखलाएँ *प्रतिसमांतर* हैं (एक ऊपर की ओर $5' \to 3'$ चलती है और दूसरी नीचे की ओर) और *पूरक*: हर A के सामने एक T है, जो दो [हाइड्रोजन बंधों](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-water) से थमा है, और हर G के सामने एक C, जो तीन से; और ऐसा हर *[क्षारक युग्म](#thm-b1-nucleic-acids-helix)* एक ही चौड़ाई का है, इसलिए अनुक्रम कोई भी हो, कुंडली एकसमान रहती है। आम B रूप में कुंडली $2\,\mathrm{nm}$ चौड़ी है, प्रति [क्षारक युग्म](#thm-b1-nucleic-acids-helix) $0.34\,\mathrm{nm}$ और दस युग्मों के प्रति फेरे $3.4\,\mathrm{nm}$ चढ़ती है, और एक चौड़ी *मुख्य खाँच* तथा एक सँकरी *गौण खाँच* दिखाती है, जिनमें क्षारकों के किनारे प्रोटीनों के सामने खुले रहते हैं।

**साक्ष्य.** फ़्रैंकलिन के [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) तंतुओं के X-किरण विवर्तन चित्रों (1952) ने किसी कुंडली का क्रॉस दिखाया, जिसकी अक्ष के सहारे पुनरावृत्ति $3.4\,\mathrm{nm}$ थी, एक प्रबल परावर्तन $0.34\,\mathrm{nm}$ पर (चिनी हुई चपटी इकाइयाँ), और व्यास $2\,\mathrm{nm}$; और फ़ॉस्फ़ेटों को, जो सबसे भारी परमाणु हैं, बाहर होना ही था। वॉटसन और क्रिक (1953) ने पाया कि किसी [प्यूरीन](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) का किसी [पिरिमिडीन](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) से युग्म — और वह भी केवल A का T से और G का C से — बराबर चौड़ाई के ऐसे युग्म देता है जो $2\,\mathrm{nm}$ व्यास में बैठते हैं और जो [चारगाफ़ के नियम](#prop-b1-nucleic-acids-chargaff) समझा देते हैं, और यह भी कि इस तरह युग्मित दो प्रतिसमांतर शृंखलाएँ उस तंतु की मापों वाली एक नियमित कुंडली बनाती हैं। मॉडल ने भविष्यवाणी की कि हर शृंखला दूसरी के लिए साँचा है; और मेसेल्सन तथा स्टाल के अर्ध-संरक्षी प्रतिकृतिकरण के प्रदर्शन (जो लाइसेयी खंड से याद है, और [अध्याय 18](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/18-dna#ch-b1-replication-mitosis) में है) ने उसकी पुष्टि की। ∎

![बाएँ: द्विकुंडली का एक मॉडल; दोनों रीढ़ें चिने हुए क्षारक युग्मों के चारों ओर लिपटती हैं और एक मुख्य तथा एक गौण खाँच छोड़ती हैं। दाएँ: वही दस क्षारक युग्म खोलकर एक सीढ़ी के रूप में: प्रतिसमांतर लड़ियाँ, बराबर चौड़ाई के पूरक युग्म, प्रति युग्म 0.34\, nm और प्रति फेरा 3.4\, nm।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-nucleic-acids/img-5407ac7ed0f4.jpg)

![बाएँ: द्विकुंडली का एक मॉडल; दोनों रीढ़ें चिने हुए क्षारक युग्मों के चारों ओर लिपटती हैं और एक मुख्य तथा एक गौण खाँच छोड़ती हैं। दाएँ: वही दस क्षारक युग्म खोलकर एक सीढ़ी के रूप में: प्रतिसमांतर लड़ियाँ, बराबर चौड़ाई के पूरक युग्म, प्रति युग्म 0.34\, nm और प्रति फेरा 3.4\, nm।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-nucleic-acids/fig-b68914fd2515.svg)

*बाएँ: द्विकुंडली का एक मॉडल; दोनों रीढ़ें चिने हुए [क्षारक युग्मों](#thm-b1-nucleic-acids-helix) के चारों ओर लिपटती हैं और एक मुख्य तथा एक गौण खाँच छोड़ती हैं। दाएँ: वही दस [क्षारक युग्म](#thm-b1-nucleic-acids-helix) खोलकर एक सीढ़ी के रूप में: प्रतिसमांतर लड़ियाँ, बराबर चौड़ाई के पूरक युग्म, प्रति युग्म $0.34\,\mathrm{nm}$ और प्रति फेरा $3.4\,\mathrm{nm}$।*

**उदाहरण 11.7 (किसी लड़ी को पढ़ना).**

यदि एक लड़ी $5'$-ATGGCATTC-$3'$ पढ़ी जाए, तो उसकी साथी, जिसे $5' \to 3'$ लिखा जाता है, $5'$-GAATGCCAT-$3'$ है: हर [क्षारक](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) का पूरक लीजिए, फिर क्रम उलट दीजिए। नौ युग्म, $3.1\,\mathrm{nm}$ कुंडली, बाईस [हाइड्रोजन बंध](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-water) (पाँच G–C, चार A–T)। $2.5 \times 10^{8}$ युग्मों का कोई मानव गुणसूत्र इस रूप में $8.5\,\mathrm{cm}$ लंबा है और किसी केंद्रक में समाने के लिए उसे एक लाख गुना मुड़ना पड़ता है ([अध्याय 17](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/17-genomes-of-cells-and-viruses#ch-b1-genomes))।

**प्रतिज्ञप्ति 11.8 (कुंडली को क्या थामे रखता है).**

युग्मित क्षारकों के बीच के [हाइड्रोजन बंध](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-water) विशिष्टता देते हैं; चपटे क्षारकों का एक-दूसरे पर *स्तरण* — यानी [वान डर वाल्स](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-bonds) संपर्क और वह [जलविरागी प्रभाव](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/8-water-and-small-biomolecules#prop-b1-water-small-molecules-properties) जो क्षारकों को जल से बाहर रखता है — अधिकांश स्थायित्व देता है; ऋण-आवेशित रीढ़ें एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करती हैं, और कुंडली केवल तभी स्थायी है जब ऐसे धनायन उपस्थित हों (शरीरक्रियात्मक $\mathrm{Mg^{2+}}$, $\mathrm{Na^+}$, या क्रोमैटिन के क्षारीय प्रोटीन) जो उस आवेश को परिरक्षित कर दें। तीन [हाइड्रोजन बंधों](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-water) और अधिक प्रबल [स्तरण](#prop-b1-nucleic-acids-stability) वाला कोई G–C युग्म किसी A–T युग्म से बेहतर थामता है।

## 11.4 पिघलना और संकरण

**परिभाषा 11.9 (विकृतीकरण, गलन ताप).**

ऊष्मा, या चरम pH, [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) की दोनों लड़ियाँ अलग कर देती है: *विकृतीकरण* (पिघलना), यानी कुछ ही डिग्री पर होता एक सहकारी संक्रमण, जिसका मध्यबिंदु *गलन ताप* $T_m$ है। उसके साथ *अतिवर्णी प्रभाव* आता है: एकल लड़ियाँ $260\,\mathrm{nm}$ पर उन्हीं क्षारकों से लगभग $40\,\%$ अधिक पराबैंगनी प्रकाश अवशोषित करती हैं जो किसी कुंडली में चिने हों। $T_m$ $G + C$ की मात्रा के साथ बढ़ता है (प्रति प्रतिशत $0.4\,{}^{\circ}\mathrm{C}$), लवण की सांद्रता के साथ, और लंबाई के साथ; $0.15\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ लवण में $50\,\%$ $G + C$ का कोई लंबा [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) $90\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ के पास पिघलता है। धीरे-धीरे ठंडा करने पर लड़ियाँ अपने पूरक ढूँढ़ लेती हैं और कुंडली फिर बना लेती हैं: *पुनर्प्राकृतिकरण*, या *संकरण* जब लड़ियाँ अलग-अलग स्रोतों से आई हों।

![एक ही लवण में दो DNA के गलन वक्र। लड़ियों के अलग होते जाने पर अवशोषकता कुछ ही डिग्री में 40\,\% बढ़ जाती है; और G–C युग्मों से अधिक समृद्ध DNA के लिए मध्यबिंदु T_m ऊँचा है।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-nucleic-acids/fig-dac9312dcf4c.svg)

*एक ही लवण में दो [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) के गलन वक्र। लड़ियों के अलग होते जाने पर अवशोषकता कुछ ही डिग्री में $40\,\%$ बढ़ जाती है; और G–C युग्मों से अधिक समृद्ध [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) के लिए मध्यबिंदु $T_m$ ऊँचा है।*

**विधि 11.10 (अवशोषकता से न्यूक्लिक अम्लों का मापन).**

1. [क्षारक](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) पराबैंगनी प्रकाश अवशोषित करते हैं और उनका अधिकतम $260\,\mathrm{nm}$ पर है। $1\,\mathrm{cm}$ की किसी सेल में $1.0$ की अवशोषकता द्विलड़ी [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) के $50\,\text{µ}\mathrm{g}/\mathrm{mL}$ के बराबर है ( [RNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) के $40\,\text{µ}\mathrm{g}/\mathrm{mL}$ , एकलड़ी [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) के $33\,\text{µ}\mathrm{g}/\mathrm{mL}$ )।
2. अनुपात $A_{260}/A_{280}$ शुद्ध [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) के लिए $1.8$ और शुद्ध [RNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) के लिए $2.0$ है; प्रोटीन $280\,\mathrm{nm}$ पर अवशोषित करते हैं और उसे घटा देते हैं।
3. पिघलने का पीछा करने के लिए धीरे-धीरे गरम करते हुए $A_{260}$ अभिलिखित कीजिए; वक्र का मध्यबिंदु $T_m$ है और उसका ढाल नमूने की समांगता का माप।
4. किसी अनुक्रम को पकड़ने के लिए नमूने को विकृत कीजिए और उसकी पूरक कोई चिह्नित एकल लड़ी मिलाइए (कोई *प्रोब* ); वह केवल वहीं संकरित होती है जहाँ उसका पूरक है, और चिह्न वह जगह बता देता है — किसी जेल पर, किसी गुणसूत्र पर, किसी [ऊतक](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/4-animal-body-plans-and-tissues#def-b1-body-plans-tissues-tissue) में।

![किसी कोशिका-लयनक से ठंडे एथेनॉल द्वारा अवक्षेपित और काँच की छड़ पर लपेटा गया DNA: उस अणु के कुछ मिलीग्राम, जो तंतुओं के रूप में इसलिए दिखते हैं कि हर अणु लाखों क्षारक युग्म लंबा है।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-nucleic-acids/img-0d5f3fd6943a.jpg)

*किसी कोशिका-लयनक से ठंडे एथेनॉल द्वारा अवक्षेपित और काँच की छड़ पर लपेटा गया [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain): उस अणु के कुछ मिलीग्राम, जो तंतुओं के रूप में इसलिए दिखते हैं कि हर अणु लाखों [क्षारक युग्म](#thm-b1-nucleic-acids-helix) लंबा है।*

**उदाहरण 11.11 (कोई प्रोब किसी जीन को खोज लेता है).**

किसी एक जीन की पूरक बीस [न्यूक्लियोटाइडों](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) की कोई प्रोब, अपने ही $T_m$ से $5\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ नीचे, तीन अरब [क्षारक युग्मों](#thm-b1-nucleic-acids-helix) में अपना ठीक पूरक बाँधती है और कुछ नहीं: बीस में एक भी बेमेल $T_m$ को कई डिग्री गिरा देता है और बेमेल संकर पिघल जाता है। बीस स्थानों पर गुणित क्षारक-युग्मन की यही विशिष्टता वह चीज़ है जिस पर पितृत्व से लेकर रोगजनक-पहचान तक हर [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) जाँच टिकी है।

## 11.5 RNA

**परिभाषा 11.12 (RNA के प्रकार).**

[RNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) प्रायः एकलड़ी होता है, और जहाँ कहीं छोटे पूरक खंड अनुमति दें वहाँ अपने ही ऊपर मुड़कर हेयरपिन, फंदे और उभार बना लेता है — यानी एक *द्वितीयक संरचना* — जो फिर किसी आकृति में जम जाती है। तीन वर्ग आनुवंशिक जानकारी का प्रवाह ढोते हैं ([अध्याय 19](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/19-gene-expression-transcription-and-translation#ch-b1-gene-expression)): *संदेशवाहक RNA* (mRNA), जो किसी जीन की वह प्रति है जिसे राइबोसोम पढ़ता है; *अंतरण RNA* (tRNA), जो कोई $75\,$ [न्यूक्लियोटाइड](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) हैं और तिपतिया पत्ती में मुड़े रहते हैं, अपने $3'$ सिरे पर एक ऐमीनो अम्ल ढोते हैं और एक *प्रतिकोडॉन* रखते हैं जो संदेश से युग्म बनाता है; और *राइबोसोमी RNA* (rRNA), जो राइबोसोम का संरचनात्मक तथा उत्प्रेरक अंतर्भाग है और किसी [कोशिका](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) के [RNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) का चार-पाँचवाँ भाग। और भी अनेक [RNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) नियमन, संबंधन तथा पथ-प्रदर्शन करते हैं (वर्ष 3 का खंड)।

![अपनी तिपतिया-पत्ती द्वितीयक संरचना में एक अंतरण RNA: लगभग 75 न्यूक्लियोटाइडों की एक ही लड़ी, जो अपने ही साथ युग्मित होकर चार तने बनाती है। ऐमीनो अम्ल 3' सिरे पर ढोया जाता है; और सामने वाले सिरे का प्रतिकोडॉन संदेश पढ़ता है।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-nucleic-acids/fig-97cbab574786.svg)

*अपनी तिपतिया-पत्ती द्वितीयक संरचना में एक [अंतरण RNA](#def-b1-nucleic-acids-rnas): लगभग 75 [न्यूक्लियोटाइडों](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) की एक ही लड़ी, जो अपने ही साथ युग्मित होकर चार [तने](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) बनाती है। ऐमीनो अम्ल $3'$ सिरे पर ढोया जाता है; और सामने वाले सिरे का प्रतिकोडॉन संदेश पढ़ता है।*

**टिप्पणी 11.13 (RNA उत्प्रेरक भी हो सकता है).**

कुछ [RNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) एंजाइम हैं (*राइबोज़ाइम*): हर प्रोटीन का पेप्टाइड बंध [राइबोसोमी RNA](#def-b1-nucleic-acids-rnas) बनाता है, कोई प्रोटीन नहीं, और कुछ [RNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) स्वयं को काटते और जोड़ते हैं। जो अणु एक ही साथ जानकारी ढोता हो और अभिक्रियाएँ उत्प्रेरित करता हो, उसी से पहला जीवित तंत्र बना हो सकता है; और तब DNA–प्रोटीन का संसार श्रम-विभाजन का कोई बाद का चरण होगा, जिसके केंद्र में [RNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) बना रहा।

## 11.6 अभ्यास

**अभ्यास 11.1 ★.**

किसी [न्यूक्लियोटाइड](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) के तीन भाग बताइए और किसी राइबोन्यूक्लियोटाइड तथा किसी डिऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड के बीच के दो भेद।

**हल — अभ्यास 11.1.**

कोई [नाइट्रोजनी क्षारक](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide), कोई पेंटोस, एक से तीन फ़ॉस्फ़ेट। [RNA](#def-b1-nucleic-acids-chain): राइबोस (एक $2'$ हाइड्रॉक्सिल के साथ) और यूरैसिल; [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain): $2'$-डिऑक्सीराइबोस और थाइमीन।

**अभ्यास 11.2 ★.**

$5'$-GGATCCTA-$3'$ की पूरक लड़ी $5' \to 3'$ दिशा में लिखिए, और उसके [हाइड्रोजन बंध](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-water) गिनिए।

**हल — अभ्यास 11.2.**

$5'$-TAGGATCC-$3'$। युग्म: G–C, G–C, A–T, T–A, C–G, C–G, T–A, A–T: चार G–C (12 बंध) और चार A–T (8): यानी 20 [हाइड्रोजन बंध](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-water)।

**अभ्यास 11.3 ★.**

किसी [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) में $22\,\%$ ऐडेनीन है। T, G और C के प्रतिशत दीजिए, और $G + C$ की मात्रा भी।

**हल — अभ्यास 11.3.**

T $22\,\%$; G और C बची $56\,\%$ बाँटते हैं: हर एक $28\,\%$; $G + C = 56\,\%$।

**अभ्यास 11.4 ★.**

गलन वाले आलेख से बताइए कि उन्हीं परिस्थितियों में किसी ऐसे [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) का $T_m$ क्या है जिसमें $50\,\%$ $G + C$ हो, और पिघलने पर अवशोषकता कितनी बढ़ती है।

**हल — अभ्यास 11.4.**

दोनों वक्रों के बीच, प्रति प्रतिशत $0.4\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ पर: लगभग $85\,{}^{\circ}\mathrm{C}$। अवशोषकता $40\,\%$ चढ़ती है।

**अभ्यास 11.5 ★★.**

*E. coli* गुणसूत्र ($4.6 \times 10^{6}$ [क्षारक युग्म](#thm-b1-nucleic-acids-helix)) की लंबाई मिलीमीटर में निकालिए, उसके फेरों की संख्या, और वह गुणक भी जितना उसे $2\,\text{µ}\mathrm{m}$ की किसी [कोशिका](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) में समाने के लिए संहत होना पड़ता है।

**हल — अभ्यास 11.5.**

$4.6 \times 10^{6}\times 0.34\,\mathrm{nm} = 1.56\,\mathrm{mm}$; $460\,000$ घुमाव; लंबाई में $1560/2 = 780$ गुना (गुणसूत्र फंदों और अधिकुंडलों में मुड़ा होता है)।

**अभ्यास 11.6 ★★.**

शर्करा–फ़ॉस्फ़ेट रीढ़ की ज्यामिति से और इस आवश्यकता से कि हर [क्षारक युग्म](#thm-b1-nucleic-acids-helix) एक ही चौड़ाई का हो, समझाइए कि [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) की दोनों लड़ियों को प्रतिसमांतर क्यों होना चाहिए।

**हल — अभ्यास 11.6.**

क्षार अपने किनारे आमने-सामने करके युग्मित होते हैं, और हर एक की शर्करा युग्म के एक ही ओर तभी जुड़ती है जब दोनों मेरुदंड उलटी दिशाओं में चलें; समांतर लड़ियों के साथ दोनों शर्कराएँ उलटे किनारों पर बैठतीं और युग्म की चौड़ाई तथा मेरुदंड की स्थिति अनुक्रम के साथ बदलती रहती। प्यूरीन–पिरिमिडीन युग्मों वाली प्रतिसमांतर लड़ियाँ वही अचर $2\,\mathrm{nm}$ देती हैं जो तंतु-प्रतिरूप माँगता है।

**अभ्यास 11.7 ★★.**

[DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) के किसी विलयन का $1\,\mathrm{cm}$ सेल में $A_{260} = 0.35$ और $A_{280} = 0.20$ है। सांद्रता निकालिए और शुद्धता पर टिप्पणी कीजिए। यदि किसी युग्म का माध्य द्रव्यमान $650\,\mathrm{Da}$ हो तो $1\,\mathrm{mL}$ में कितने [क्षारक युग्म](#thm-b1-nucleic-acids-helix) हैं?

**हल — अभ्यास 11.7.**

$0.35\times 50 = 17.5\,\text{µ}\mathrm{g}/\mathrm{mL}$। $A_{260}/A_{280} = 1.75$: यानी अनिवार्यतः शुद्ध [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) (1.8), शायद प्रोटीन के एक अंश के साथ। $1\,\mathrm{mL}$ में: $17.5\times 10^{-6}/(650\times 1.66\times 10^{-24}) =
1.6 \times 10^{16}$ [क्षारक युग्म](#thm-b1-nucleic-acids-helix)।

**अभ्यास 11.8 ★★.**

अतिवर्णी प्रभाव समझाइए और यह भी कि किसी शुद्ध [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) का गलन वक्र तीखा क्यों होता है जबकि अनेक जातियों के [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) के मिश्रण का वक्र फैला हुआ।

**हल — अभ्यास 11.8.**

चट्टे में लगे [क्षारक](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) एक-दूसरे को ढाल देते हैं और कम अवशोषित करते हैं; लड़ियाँ अलग करने से हर [क्षारक](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) प्रकाश के सामने खुल जाता है और अवशोषकता $40\,\%$ चढ़ जाती है। कोई शुद्ध [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) अपने एकमात्र $T_m$ से कुछ ही डिग्री के भीतर सहकारी ढंग से पिघलता है; किसी मिश्रण में कई $G + C$ मात्राओं के [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) होते हैं, हर एक का अपना $T_m$, इसलिए उनके वक्रों का योग दसियों डिग्री भर फैल जाता है।

**अभ्यास 11.9 ★★.**

बीस [न्यूक्लियोटाइडों](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) की किसी प्रोब का अपने ठीक पूरक के साथ $T_m = 62\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ है; एक बेमेल $T_m$ को लगभग $5\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ गिरा देता है। ठीक अनुक्रम पकड़ने और एकल बेमेलों को छाँटने के लिए [संकरण](#def-b1-nucleic-acids-melting) किस ताप पर किया जाना चाहिए? $45\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ पर क्या होता है?

**हल — अभ्यास 11.9.**

$62\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ से ठीक नीचे और $57\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ से ऊपर, मान लीजिए $60\,{}^{\circ}\mathrm{C}$: पूरा संकर टिका रहता है, बेमेल वाला पिघल जाता है। $45\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ पर तीन तक बेमेल वाले संकर स्थायी रहते हैं और जाँच संबंधित अनुक्रमों को भी जगा देती है।

**अभ्यास 11.10 ★★★.**

[चारगाफ़ के नियम](#prop-b1-nucleic-acids-chargaff) द्विलड़ी [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) के लिए टिकते हैं, पर [RNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) के लिए नहीं और कुछ छोटे विषाणुओं के [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) के लिए भी नहीं। समझाइए कि हर अपवाद उन न्यूक्लिक अम्लों की संरचना के बारे में क्या बताता है।

**हल — अभ्यास 11.10.**

ये नियम दो पूरक लड़ियों के बीच क्षारक-युग्मन से निकलते हैं। [RNA](#def-b1-nucleic-acids-chain), जो एकलड़ी है, अपनी संरचना बाँधने वाला कोई साथी नहीं रखता, इसलिए आम तौर पर $A \neq U$ होता है; और प्रश्न वाले छोटे विषाणुओं के जीनोम एकलड़ी [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) के हैं, जिन्हें भी इन नियमों को मानना ज़रूरी नहीं — और उनका इन्हें न मानना ही पहले संकेतों में था कि वे एकलड़ी हैं।

**अभ्यास 11.11 ★★★.**

किसी A–T युग्म को दो [हाइड्रोजन बंध](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-water) थामते हैं, फिर भी एक हज़ार A–T युग्मों की कोई कुंडली $60\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ पर स्थायी है जबकि कोई अकेला युग्म बनता ही नहीं। [अध्याय 8](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/8-water-and-small-biomolecules#ch-b1-water-small-molecules) के विचारों (दुर्बल बंध, सहकारिता, [स्तरण](#prop-b1-nucleic-acids-stability)) से समझाइए, और बताइए कि इससे किसी प्रोब की सत्यनिष्ठा के बारे में क्या निकलता है।

**हल — अभ्यास 11.11.**

अकेला हर युग्म प्रति मोल कुछ ही किलोजूल का है, जो तापीय हलचल से कम है, और माइक्रोसेकंडों में बनता तथा टूटता है। किसी कुंडली में युग्म साथ बनते हैं: हर युग्म पिछले पर चट्टा बनाता है और पहले युग्म बाकी को जमा देते हैं, इसलिए ऊर्जाएँ जुड़ जाती हैं और सबके एक साथ टूटने की प्रायिकता नगण्य हो जाती है — यही सहकारिता है। चट्टा-बनना उतना ही योगदान देता है जितना [हाइड्रोजन बंध](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-water)। किसी जाँच के लिए इसका अर्थ यह है कि स्थायित्व लंबाई के साथ बढ़ता है और हर बेमेल के साथ तीखा गिरता है, जो उस सहकारी दौड़ को तोड़ देता है: विशिष्टता समूचे खंड का गुण है।

**अभ्यास 11.12 ★★★.**

“[DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) की संरचना ही आनुवंशिकता की व्याख्या है।” एक अनुच्छेद में चर्चा कीजिए: द्विकुंडली तुरंत क्या समझा देती है (नक़ल, अनुक्रम के परिवर्तन के रूप में उत्परिवर्तन), वह अपने आप क्या नहीं समझाती (अनुक्रम प्रोटीन कैसे बनता है), और वॉटसन तथा क्रिक का मॉडल किसी जैवरासायनिक जाँच से पहले ही क्यों स्वीकार कर लिया गया।

**हल — अभ्यास 11.12.**

कुंडली नकल की व्याख्या तुरंत कर देती है: हर लड़ी दूसरी को तय करती है, इसलिए उन्हें अलग करके हर एक पर नए [न्यूक्लियोटाइड](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) युग्मित करने से दो समरूप अणु मिल जाते हैं; और कोई उत्परिवर्तन एक नकल में जमा कोई गलत क्षार है जिसकी उसके बाद वफ़ादारी से नकल होती रहती है। वह स्वयं यह नहीं बताती कि चार क्षारों का कोई अनुक्रम किसी प्रोटीन को कैसे तय करता है — उसमें एक दशक लगा (कूट, mRNA, tRNA, राइबोसोम)। यह प्रतिरूप इसलिए स्वीकारा गया कि वह हर माप से (शारगाफ़, X-किरण की मापें, घनत्व) बिना कुछ बचे बैठ गया, और इसलिए भी कि आनुवंशिकता की उसकी व्याख्या इतनी मितव्ययी थी कि विकल्प — कोई संयोग — अविश्वसनीय था; फिर मेसेल्सन और स्टाल ने उस नकल की पुष्टि की जिसकी उसने भविष्यवाणी की थी।

## 11.7 समस्या: किसी विषाणु का जीनोम

**समस्या 11.1.**

सप्ताहांत समस्या — फ़ेज $\lambda$ का DNA मापा, तौला, गिना, पिघलाया और उसके कैप्सिड में भरा गया, और अंत में उसका गलन ताप तथा उसकी परिरेखा-लंबाई

जीवाणुभोजी $\lambda$ का जीनोम $48\,502$ [क्षारक युग्मों](#thm-b1-nucleic-acids-helix) का एक रैखिक द्विलड़ी [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) है जिसकी $G + C$ मात्रा $49.9\,\%$ है। वह $55\,\mathrm{nm}$ भीतरी व्यास के किसी बीस-फलकी कैप्सिड में भरा है। प्रति [क्षारक युग्म](#thm-b1-nucleic-acids-helix) $0.34\,\mathrm{nm}$, कुंडली का व्यास $2.0\,\mathrm{nm}$, प्रति [क्षारक युग्म](#thm-b1-nucleic-acids-helix) $650\,\mathrm{Da}$, और $T_m = 81.5 + 16.6\log_{10}[\mathrm{Na^+}]
+ 0.41\,(\%\,G{+}C) - 500/L$ डिग्री सेल्सियस में लीजिए, जिसमें $[\mathrm{Na^+}]$ $\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ में है और $L$ लंबाई [क्षारक युग्मों](#thm-b1-nucleic-acids-helix) में।

**भाग I — मापा और तौला गया।**

1. अणु की परिरेखा-लंबाई माइक्रोमीटर में निकालिए।
2. कुंडली के फेरों की संख्या निकालिए।
3. उसका मोलर द्रव्यमान डाल्टन में निकालिए।
4. एक अणु का द्रव्यमान ग्राम में निकालिए।
5. फ़ॉस्फ़ेट समूहों की संख्या और उससे अणु का शुद्ध आवेश निकालिए।
6. हर [क्षारक](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) (A, T, G, C) के [न्यूक्लियोटाइडों](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) की संख्या निकालिए।
7. दोनों लड़ियों को थामते [हाइड्रोजन बंधों](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-water) की कुल संख्या निकालिए।

**भाग II — पिघलाया गया।**

8. $0.1\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ सोडियम में $T_m$ निकालिए।
9. $0.01\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ सोडियम में $T_m$ निकालिए, और समझाइए कि लवण कुंडली को स्थायी क्यों करता है।
10. $\lambda$ जीनोम में $35\,\%$ $G + C$ का $1000\,$ युग्मों वाला एक क्षेत्र है और $62\,\%$ वाला एक। हर क्षेत्र का $T_m$ $0.1\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ सोडियम में निकालिए और पूरे अणु के गलन वक्र की आकृति का वर्णन कीजिए।
11. $\lambda$ [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) के किसी विलयन का पिघलने से पहले $A_{260} = 0.50$ है। उसकी सांद्रता क्या है, और पूरी तरह पिघलने के बाद $A_{260}$ क्या होगा?
12. उस विलयन के $1\,\mathrm{mL}$ में कितने $\lambda$ अणु हैं?
13. $\lambda$ जीनोम के दोनों सिरे 12 [न्यूक्लियोटाइडों](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) के एकलड़ी उभार हैं, जो एक-दूसरे के पूरक हैं और जिनसे अणु पोषी में वृत्ताकार हो जाता है। उनका $T_m$ निकालिए ( $L = 12$ लीजिए) और बताइए कि फिर भी वह वृत्त [कोशिका](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) के भीतर $37\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ पर क्यों टिका रहता है।

**भाग III — भरा गया।**

14. [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) का आयतन किसी बेलन के रूप में निकालिए।
15. कैप्सिड का भीतरी आयतन निकालिए।
16. [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) कैप्सिड का कितना भिन्न भरता है? समांतर बेलनों के सघनतम जमाव ( $91\,\%$ ) से तुलना कीजिए।
17. [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) $55\,\mathrm{nm}$ के किसी गोले में $97\,000$ ऋण आवेश ढोता है। समझाइए कि [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) के साथ कैप्सिड में क्या घुसना चाहिए, और भरा हुआ [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) खोल पर वह दाब (दसियों वायुमंडल) क्यों लगाता है जो उसे किसी जीवाणु में डालने में मदद करता है।
18. अणु को कैप्सिड की त्रिज्या जितनी त्रिज्या के फंदों में मोड़ना पड़ता है। [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) लगभग $50\,\mathrm{nm}$ से कम त्रिज्या पर मुड़ने का प्रतिरोध करता है। टिप्पणी कीजिए।

**भाग IV — पढ़ा गया।**

19. जीनोम की एक लड़ी $5'$ -GGGCGGCGACCT- $3'$ से शुरू होती है। पूरक लड़ी $5' \to 3'$ लिखिए।
20. यदि $1200$ [क्षारक युग्मों](#thm-b1-nucleic-acids-helix) का कोई जीन किसी mRNA में अनुलेखित हो, तो उस mRNA की लंबाई [न्यूक्लियोटाइडों](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) में और, प्रति [न्यूक्लियोटाइड](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) $330\,\mathrm{Da}$ पर, उसका द्रव्यमान क्या होगा?
21. जीनोम में $48\,502$ युग्मों में $75\,$ जीन हैं। यदि औसत जीन $600$ युग्मों का हो तो जीनोम का कितना भिन्न कूटलेखी है? किसी मानव जीनोम ( $1.5\,\%$ ) से तुलना कीजिए।
22. जीनोम $37\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ पर पोषी के एंजाइमों द्वारा $20\,\mathrm{min}$ में प्रतिकृत होता है। यदि प्रतिकृतिकरण एक ही उद्गम से शुरू होकर दोनों दिशाओं में चले तो दर [क्षारक युग्म](#thm-b1-nucleic-acids-helix) प्रति सेकंड में निकालिए।
23. प्रतिकृतिकरण के दौरान दोनों द्विशाखों पर प्रति सेकंड कितने [हाइड्रोजन बंध](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-water) टूटते हैं (प्रश्न 7 का प्रति युग्म माध्य लीजिए)?
24. कोई उत्परिवर्तन एक G–C युग्म को A–T में बदल देता है। पूरे अणु का $T_m$ कितना बदलता है? क्या पिघलने से उसे पकड़ा जा सकता है?
25. परिणाम बताइए: $0.1\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ सोडियम में $\lambda$ [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) का [गलन ताप](#def-b1-nucleic-acids-melting) और उसकी परिरेखा-लंबाई, तथा वह संहतीकरण जो उसे कैप्सिड में बिठा देता है।

**हल — समस्या 11.1.**

**1.** $48\,502\times 0.34 = 16\,490\,\mathrm{nm} = 16.5\,\text{µ}\mathrm{m}$। **2.** $48\,502/10 = 4850$ घुमाव। **3.** $48\,502\times 650 = 3.15 \times 10^{7}\,\mathrm{Da}$। **4.** $3.15 \times 10^{7}\times 1.66\times 10^{-24} = 5.2 \times 10^{-17}\,\mathrm{g}$। **5.** प्रति युग्म दो: $97\,004$ फ़ॉस्फ़ेट, शुद्ध आवेश $-97\,004\,e$। **6.** $G + C = 0.499\times97\,004 = 48\,405$: $G = C =
24\,203$; $A = T = 24\,299$। **7.** $3\times24\,203 + 2\times24\,299 = 121\,207$। **8.** $81.5 + 16.6\times(-1) + 0.41\times 49.9 - 500/48502 =
81.5 - 16.6 + 20.5 - 0.01 = 85.4\,{}^{\circ}\mathrm{C}$। **9.** $81.5 - 33.2 + 20.5 = 68.8\,{}^{\circ}\mathrm{C}$। धनायन दोनों ऋणावेशित मेरुदंडों के बीच का प्रतिकर्षण ढाल देते हैं; कम लवण के साथ लड़ियाँ अधिक प्रतिकर्षित करती हैं और नीचे तापमान पर अलग हो जाती हैं। **10.** $35\,\%$: $81.5 - 16.6 + 14.4 - 0.5 =
78.8\,{}^{\circ}\mathrm{C}$; $62\,\%$: $81.5 - 16.6 + 25.4 - 0.5 =
89.8\,{}^{\circ}\mathrm{C}$। समूचा अणु चरणों में पिघलता है: A–T-धनी क्षेत्र पहले खुलते हैं, G–C-धनी सबसे बाद में, इसलिए वक्र किसी एक तीखे चरण के बजाय कंधों वाली एक चौड़ी चढ़ाई है। **11.** $0.50\times 50 = 25\,\text{µ}\mathrm{g}/\mathrm{mL}$; पिघलने के बाद $A_{260} = 0.70$। **12.** $25\times 10^{-6}/5.2\times 10^{-17} = 4.8 \times 10^{11}$ अणु। **13.** $81.5 - 16.6 + 0.41\times 50 - 500/12 = 81.5 - 16.6 + 20.5
- 41.7 = 43.7\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ (इतने छोटे खंडों के लिए यह सूत्र मोटा है)। $37\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ पर सिरे युग्मित तो होते हैं पर खुलकर साँस लेते; [कोशिका](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) में कोई एंजाइम (लाइगेज़) दोनों खाँचों को सहसंयोजी ढंग से सील कर देता है, और तब वह वलय उन बारह युग्मों पर निर्भर नहीं रहता। **14.** $\pi\times(1.0)^2\times16\,490 = 5.2 \times 10^{4}\,\mathrm{nm}^{3}$। **15.** $\frac{4}{3}\pi\times 27.5^3 = 8.7 \times 10^{4}\,\mathrm{nm}^{3}$। **16.** $60\,\%$: यानी बेलनों के सबसे कसे संभव जमाव का दो-तिहाई — [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) लगभग क्रिस्टलीय कुंडलों में लिपटा है। **17.** प्रति-आयनों (पॉलिऐमीन, $\mathrm{Mg^{2+}}$) को अधिकांश आवेश उदासीन करना ही पड़ता है वरना प्रतिकर्षण पर पार न पाया जा सकता; बचा प्रतिकर्षण और कसे कुंडलों में संचित मोड़ने की ऊर्जा कवच पर बाहर की ओर ठेलते हैं, और जब पूँछ खुलती है तो यही दाब जीनोम का पहला भाग बैक्टीरियम में ठेल देता है। **18.** $55\,\mathrm{nm}$ के किसी कवच में फंदों की त्रिज्याएँ $10\text{ to }25\,\mathrm{nm}$ हैं, जो उस $50\,\mathrm{nm}$ से नीचे है जिस पर [DNA](#def-b1-nucleic-acids-chain) स्वच्छंद मुड़ता है: उसे मोड़ने में ऊर्जा पड़ती है, जो बाँधने वाला प्रेरक ([ATP](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-atp)) चुकाता है और जो प्रश्न 17 के दाब के रूप में संचित हो जाती है। **19.** $5'$-AGGTCGCCGCCC-$3'$। **20.** $1200$ [न्यूक्लियोटाइड](#def-b1-nucleic-acids-nucleotide); $1200\times 330 = 4.0 \times 10^{5}\,\mathrm{Da}$। **21.** $75\times 600 = 45\,000$ युग्म, $93\,\%$ कूटलेखी — यानी एक सघन जीनोम; मानव जीनोम जीनों में साठ गुना कम सघन है। **22.** दो द्विशाखिकाएँ, हर एक $1200\,\mathrm{s}$ में $24\,251$ युग्म की नकल करती: प्रति द्विशाखिका प्रति सेकंड $20\,$ युग्म (पोषी की पॉलिमरेज़ $1000\,$ कर सकती है; समय समूचे चक्र से तय होता है, पॉलिमरेज़ से नहीं)। **23.** प्रति युग्म $121\,207/48\,502 = 2.5$ बंध; प्रति सेकंड 20 युग्म पर दो द्विशाखिकाएँ: प्रति सेकंड 100 [हाइड्रोजन बंध](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-water) — और उतने ही उनके पीछे फिर से बनते हुए। **24.** $48\,502$ में एक युग्म $G + C$ को $0.002\,\%$ और $T_m$ को $0.001\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ बदलता है: यानी समूचा अणु पिघलाकर उसका पता ही नहीं चलता; केवल उस स्थल पर फैली कोई छोटी जाँच ही उसे दिखाती। **25.** $0.1\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ सोडियम में $T_m = 85\,{}^{\circ}\mathrm{C}$; परिरेखीय लंबाई $16.5\,\text{µ}\mathrm{m}$, यानी कवच के व्यास की तीन सौ गुनी, और उसी में उसके आयतन के $60\,\%$ पर बँधी हुई।