DNA and RNA Notes PDF: Structure, Differences & 50 MCQs

DNA-AND-RNA

General Science (Molecular Biology & Genetics) | Target Exams: SSC CGL, CHSL, CPO, RRB NTPC, Group D, State PSCs & CDS

Molecular Biology aur Biochemistry ke antargat DNA and RNA (न्यूक्लिक अम्ल: डीएनए और आरएनए) ek aisa core conceptual topic hai jahan se competitive exams me direct factual, structural aur numerical problems puche jaate hain. Friedrich Miescher dwara ‘Nuclein’ ki discovery se lekar Watson aur Crick ka B-DNA double-helix model, Chargaff ke quantitative rules, RNA ke teen mukhya prakar (mRNA, tRNA, rRNA), aur Central Dogma (Replication, Transcription, Translation) tak—is single guide me sabhi high-yield points compile kiye gaye hain.

💡 Exam Pointer: Nucleic Acids (DNA & RNA) nucleotides ke polymers hote hain. Har nucleotide teen components se banta hai: Nitrogenous Base (Purines: A, G; Pyrimidines: C, T, U), Pentose Sugar (Deoxyribose in DNA, Ribose in RNA), aur Phosphate Group ($PO_4^{3-}$).

1. DNA & RNA Core: Structural Models, Differences & Central Dogma

A. Watson & Crick Double-Helix Model of B-DNA (1953)

  • Discovery: James Watson aur Francis Crick ne Rosalind Franklin aur Maurice Wilkins ke X-ray crystallography data ke aadhar par 1953 me DNA ka double-helical model diya (Nobel Prize in 1962).
  • Antiparallel Strands: DNA ke dono strands ek doosre ke anti-parallel run karte hain: ek strand $5′ \rightarrow 3’$ direction me aur doosra $3′ \rightarrow 5’$ direction me.
  • Dimensions of B-DNA:
    • Helix diameter: $20\ \text{Å}$ ($2.0\ \text{nm}$)
    • Pitch of one complete turn: $34\ \text{Å}$ ($3.4\ \text{nm}$)
    • Base pairs per helical turn: 10 base pairs
    • Distance between two adjacent base pairs: $3.4\ \text{Å}$ ($0.34\ \text{nm}$)
  • Hydrogen Bonding: Adenine hamesha Thymine ke sath 2 hydrogen bonds se judta hai ($A = T$), aur Guanine hamesha Cytosine ke sath 3 hydrogen bonds se judta hai ($G \equiv C$).

B. Chargaff’s Equivalence Rules (For dsDNA)

Erwin Chargaff ne double-stranded DNA ke liye quantitative equivalence rules diye:

  • Purines ki kul matra hamesha Pyrimidines ke barabar hoti hai: $[A] + [G] = [T] + [C]$ ya $\frac{[A] + [G]}{[T] + [C]} = 1$.
  • Individual pairs: $[A] = [T]$ aur $[G] = [C]$.
  • Note: $[A + T] / [G + C]$ ka ratio (Base Ratio) alag-alag species me variable hota hai aur phylogenetic relationship show karta hai. Chargaff rule single-stranded DNA (ssDNA) ya RNA par lagu nahi hota.

C. DNA vs. RNA: Structural & Functional Comparison

FeatureDNA (Deoxyribonucleic Acid)RNA (Ribonucleic Acid)
Pentose Sugar2′-deoxyribose (lacks oxygen at 2′ position: $C_5H_{10}O_4$)Ribose sugar (has reactive -OH at 2′ position: $C_5H_{10}O_5$)
Nitrogenous BasesAdenine, Guanine, Cytosine, Thymine (5-methyl uracil)Adenine, Guanine, Cytosine, Uracil
Strand StructureDouble-stranded helix (mostly)Single-stranded (can fold into secondary shapes)
Chemical StabilityHighly stable; less reactive; ideal for genetic storageUnstable and labile; 2′-OH makes it catalytic (Ribozyme)
Primary RoleLong-term storage of hereditary genetic informationProtein synthesis, genetic messenger, and catalytic adapter

D. Types of RNA

  • mRNA (Messenger RNA ~5%): DNA se genetic code lekar ribosomes tak pahunchata hai. Iske 3-nucleotide sequences ko Codons kehte hain. (Start codon: $AUG$, Stop codons: $UAA, UAG, UGA$).
  • tRNA (Transfer RNA ~15%): Isko Soluble RNA (sRNA) ya Adapter molecule kehte hain. Holley ne iska Cloverleaf 2D model aur Kim ne L-shaped 3D structure diya. Iske paas specific amino acid binding site aur anticodon loop hota hai.
  • rRNA (Ribosomal RNA ~80%): Abundant aur structurally stable RNA jo ribosomes ka structural framework aur catalytic role (Peptidyl transferase) nibhata hai.

E. Central Dogma of Molecular Biology

Francis Crick dwara 1958 me proposed: Genetic information ka unidirectional flow:

$$\text{DNA} \xrightarrow[\text{Replication}]{\text{DNA Polymerase}} \text{DNA} \xrightarrow[\text{Transcription}]{\text{RNA Polymerase}} \text{mRNA} \xrightarrow[\text{Translation}]{\text{Ribosome / tRNA}} \text{Protein}$$
Exception: Retroviruses (e.g. HIV) me Reverse Transcription (Teminism) hota hai: $\text{RNA} \xrightarrow{\text{Reverse Transcriptase}} \text{cDNA}$.

3. 50 Practice MCQs: DNA and RNA

Standard Level: SSC CGL Tier 1/2, RRB NTPC & State PSCs | Bilingual (English & Hindi) | Submit at Bottom

Q1. Who proposed the famous Double Helix Model for the structure of DNA in 1953?
1953 में डीएनए की संरचना के लिए प्रसिद्ध डबल हेलिक्स (द्वि-कुंडलिनी) मॉडल किसने प्रस्तावित किया था?
Solution: (B) जेम्स वॉटसन और फ्रांसिस क्रिक ने 1953 में डीएनए का डबल हेलिक्स मॉडल दिया, जिसके लिए उन्हें 1962 में मॉरिस विल्किंस के साथ नोबेल पुरस्कार मिला।
Q2. DNA was first isolated from the pus cells by which Swiss physiological chemist in 1869?
1869 में स्विस रसायनज्ञ फ्रेडरिक मिशर ने मवाद कोशिकाओं के केंद्रक से सबसे पहले डीएनए को किस नाम से पृथक किया था?
Solution: (A) 1869 में फ्रेडरिक मिशर (Friedrich Miescher) ने केंद्रक से एक अम्लीय पदार्थ पृथक किया और उसे ‘न्यूक्लिन’ (Nuclein) नाम दिया, जिसे बाद में रिचर्ड ऑल्टमैन ने ‘न्यूक्लिक एसिड’ कहा।
Q3. Which nitrogenous base is present in RNA instead of Thymine found in DNA?
डीएनए में पाए जाने वाले थाइमिन के स्थान पर आरएनए में कौन सा नाइट्रोजनी क्षार पाया जाता है?
Solution: (C) RNA में थाइमिन (5-methyl uracil) के स्थान पर यूरैसिल (Uracil) पाया जाता है, जो एडेनिन के साथ पूरक हाइड्रोजन बंध बनाता है।
Q4. How many hydrogen bonds join the complementary base pair of Guanine and Cytosine ($G-C$) in DNA?
डीएनए में ग्वानिन और साइटोसिन ($G-C$) के पूरक क्षार युग्म के बीच कितने हाइड्रोजन बंध होते हैं?
Solution: (B) डीएनए में ग्वानिन और साइटोसिन के बीच 3 हाइड्रोजन बंध ($G \equiv C$) होते हैं, जबकि एडेनिन और थाइमिन के बीच 2 हाइड्रोजन बंध ($A = T$) होते हैं।
Q5. What is the fundamental monomeric repeating unit that forms a nucleic acid chain?
न्यूक्लिक एसिड श्रृंखला बनाने वाली मूलभूत पुनरावर्ती मोनोमर इकाई क्या है?
Solution: (D) डीएनए और आरएनए पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाएं हैं। प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड तीन घटकों से बनता है: नाइट्रोजनी बेस + पेंटोज शर्करा + फॉस्फेट समूह। (न्यूक्लियोसाइड में फॉस्फेट नहीं होता)।
Q6. According to Chargaff’s rule, if a double-stranded DNA sample contains 20% Cytosine, what will be the percentage of Adenine?
चारगाफ के नियम के अनुसार, यदि एक द्विरज्जुक डीएनए में 20% साइटोसिन है, तो एडेनिन का प्रतिशत कितना होगा?
Solution: (A) $[C] = 20\% \implies [G] = 20\%$। अतः $G + C = 40\%$। शेष $A + T = 100 – 40 = 60\%$। चूंकि $[A] = [T]$, अतः $[A] = 60/2 = 30\%$।
Q7. What is the pitch (length of one complete helical turn) of standard B-DNA?
मानक बी-डीएनए (B-DNA) के एक पूर्ण कुंडलिनी घुमाव (Pitch) की लंबाई कितनी होती है?
Solution: (C) B-DNA के एक पूर्ण चक्कर (Pitch) की लंबाई $34\ \text{Å}$ ($3.4\ \text{nm}$) होती है, जिसमें 10 क्षार युग्म होते हैं। दो युग्मों के बीच की दूरी $3.4\ \text{Å}$ होती है।
Q8. Which chemical linkage covalently connects adjacent nucleotides in a single polynucleotide strand of DNA?
डीएनए के एक पॉलीन्यूक्लियोटाइड रज्जुक में पास के दो न्यूक्लियोटाइडों को सहसंयोजी रूप से कौन सा बंध जोड़ता है?
Solution: (B) एक न्यूक्लियोटाइड का 3′-OH समूह अगले न्यूक्लियोटाइड के 5′-फॉस्फेट समूह से फॉस्फोडाइस्टर बंध (Phosphodiester bond) द्वारा जुड़कर डीएनए की मुख्य रीढ़ (Backbone) बनाता है।
Q9. Which type of RNA constitutes the highest percentage (~80%) of the total cellular RNA?
कोशिका के कुल आरएनए का सर्वाधिक प्रतिशत (लगभग 80%) किस प्रकार के आरएनए से बना होता है?
Solution: (D) राइबोसोमल आरएनए (rRNA) कोशिका में सबसे प्रचुर (लगभग 80%) और सबसे स्थिर आरएनए है, जो राइबोसोम की संरचना और प्रोटीन संश्लेषण में पेप्टाइड बंध बनाता है।
Q10. The 2D ‘Cloverleaf model’ and 3D ‘L-shaped structure’ are associated with which RNA?
द्विआयामी ‘क्लोवरलीफ मॉडल’ और त्रिआयामी ‘एल-आकार संरचना’ किस आरएनए से संबंधित हैं?
Solution: (A) Transfer RNA (tRNA) को रॉबर्ट हॉली ने क्लोवरलीफ मॉडल और किम ने 3D L-आकार मॉडल के रूप में समझाया। यह अमीनो एसिड को राइबोसोम तक लाने का कार्य (Adapter molecule) करता है।
Q11. The synthesis of an RNA molecule from a DNA template strand is scientifically termed:
डीएनए टेम्पलेट रज्जुक से आरएनए अणु के निर्माण की प्रक्रिया को वैज्ञानिक रूप से क्या कहा जाता है?
Solution: (C) डीएनए से आनुवंशिक सूचना का आरएनए में कॉपी होना अनुलेखन (Transcription) कहलाता है, जिसे RNA Polymerase एंजाइम उत्प्रेरित करता है।
Q12. Which universal codon acts as the primary ‘Start Codon’ during protein translation in eukaryotes?
यूकैरियोट्स में प्रोटीन अनुवाद (Translation) के दौरान कौन सा सार्वभौमिक कोडन प्राथमिक ‘प्रारंभिक कोडन’ के रूप में कार्य करता है?
Solution: (B) AUG प्रारंभिक कोडन (Start Codon) है जो प्रोटीन संश्लेषण शुरू करता है और मिथायोनीन (Methionine) अमीनो अम्ल को कोड करता है।
Q13. Which of the following triplet codons does NOT code for any amino acid and functions as a ‘Stop Codon’?
निम्नलिखित में से कौन सा त्रिक कोडन किसी भी अमीनो अम्ल को कोड नहीं करता और ‘विराम कोडन’ (Stop Codon) कहलाता है?
Solution: (D) UAA, UAG और UGA तीनों नॉनसेंस या स्टॉप कोडन (Stop Codons) कहलाते हैं, जो पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के संश्लेषण को समाप्त करते हैं।
Q14. In retroviruses like HIV, the synthesis of DNA from an RNA genome is catalyzed by which enzyme?
एचआईवी जैसे रेट्रोवायरस में आरएनए जीनोम से डीएनए के निर्माण को कौन सा एंजाइम उत्प्रेरित करता है?
Solution: (A) टेमिन और बाल्टीमोर द्वारा खोजा गया रिवर्स ट्रांसक्रिप्टेज एंजाइम आरएनए से पूरक डीएनए (cDNA) बनाता है, जिसे रिवर्स ट्रांसक्रिप्शन (Teminism) कहते हैं।
Q15. Who experimentally proved that DNA replication in living cells is ‘Semi-Conservative’ using $N^{15}$ isotope?
1958 में $N^{15}$ समस्थानिक का उपयोग करके किसने सिद्ध किया कि डीएनए प्रतिकृति ‘अर्ध-संरक्षी’ (Semi-Conservative) होती है?
Solution: (C) मेसल्सन और स्टाल ने E. coli में भारी नाइट्रोजन ($N^{15}$) और CsCl घनत्व प्रवणता अपकेंद्रण का उपयोग करके सिद्ध किया कि नए डीएनए में एक पुराना और एक नया स्ट्रैंड होता है।
Q16. The chemical difference between Deoxyribose sugar in DNA and Ribose sugar in RNA is:
डीएनए की डीऑक्सीराइबोज और आरएनए की राइबोज शर्करा के बीच मुख्य रासायनिक अंतर क्या है?
Solution: (B) डीऑक्सीराइबोज ($C_5H_{10}O_4$) के 2′ कार्बन पर केवल हाइड्रोजन ($-H$) होता है, जबकि राइबोज ($C_5H_{10}O_5$) में हाइड्रॉक्सिल ($-OH$) समूह होता है जो आरएनए को अधिक प्रतिक्रियाशील और अस्थिर बनाता है।
Q17. Which enzyme is responsible for unwinding the double helix DNA during replication by breaking hydrogen bonds?
डीएनए प्रतिकृति के दौरान हाइड्रोजन बंधों को तोड़कर द्विकुंडलिनी को खोलने का कार्य कौन सा एंजाइम करता है?
Solution: (D) डीएनए हेलीकेस (Helicase) एंजाइम एटीपी का उपयोग करके दोनों स्ट्रैंड्स के बीच के हाइड्रोजन बंधों को तोड़ता है और ‘रेप्लिकेशन फोर्क’ बनाता है।
Q18. Short fragmented segments of DNA synthesized discontinuously on the lagging strand are known as:
लैगिंग स्ट्रैंड पर असतत रूप से संश्लेषित डीएनए के छोटे खंड क्या कहलाते हैं?
Solution: (A) रेइजी ओकाजाकी द्वारा खोजे गए ‘ओकाजाकी खंड’ लैगिंग स्ट्रैंड पर $5′ \rightarrow 3’$ दिशा में बनते हैं, जिन्हें बाद में डीएनए लाइगेज एंजाइम द्वारा जोड़ दिया जाता है।
Q19. Which molecular enzyme acts as biological ‘molecular glue’ to seal nicks in the sugar-phosphate backbone of DNA?
डीएनए के शर्करा-फॉस्फेट बैकबोन में दरारों को सील करने के लिए जैविक ‘आणविक गोंद’ के रूप में कौन सा एंजाइम कार्य करता है?
Solution: (C) डीएनए लाइगेज (DNA Ligase) फॉस्फोडाइस्टर बंध बनाकर कटे हुए डीएनए खंडों (जैसे ओकाजाकी खंडों) को आपस में जोड़ता है।
Q20. An RNA molecule possessing catalytic enzymatic activity (like peptidyl transferase) is termed a:
उत्प्रेरक एंजाइमी गतिविधि प्रदर्शित करने वाले आरएनए अणु (जैसे पेप्टिडिल ट्रांसफरेज़) को क्या कहा जाता है?
Solution: (B) थॉमस सेच और सिडनी ऑल्टमैन ने खोजा कि कुछ आरएनए प्रोटीन के बिना भी रासायनिक उत्प्रेरक का कार्य कर सकते हैं, जिन्हें राइबोजाइम (Ribozyme) कहा जाता है।
Q21. How many total possible triplet genetic codons exist in the universal genetic code chart?
सार्वभौमिक आनुवंशिक कूट (Genetic Code) तालिका में कुल कितने संभावित त्रिक कोडन मौजूद हैं?
Solution: (D) चार नाइट्रोजनी क्षारों के तीन-तीन के संयोजन से कुल $4^3 = 64$ कोडन बनते हैं। इनमें से 61 कोडन 20 अमीनो एसिड को कोड करते हैं और 3 स्टॉप कोडन होते हैं।
Q22. The non-coding intervening sequences removed from precursor mRNA during post-transcriptional splicing are:
अनुलेखन के बाद स्प्लिसिंग (Splicing) प्रक्रिया द्वारा प्री-mRNA से हटाए जाने वाले गैर-कोडिंग खंड क्या कहलाते हैं?
Solution: (A) यूकैरियोटिक hnRNA में गैर-कोडिंग इंट्रॉन (Introns) को काटकर अलग कर दिया जाता है और उपयोगी कोडिंग खंडों यानी एक्सॉन (Exons) को आपस में जोड़ दिया जाता है।
Q23. In a nucleoside, a nitrogenous base is attached to the pentose sugar via which specific covalent bond?
एक न्यूक्लियोसाइड में नाइट्रोजनी क्षार पेंटोज शर्करा के 1′ कार्बन से किस सहसंयोजी बंध द्वारा जुड़ा होता है?
Solution: (C) नाइट्रोजनी क्षार शर्करा के कार्बन-1 से N-ग्लाइकोसिडिक बंध (N-Glycosidic bond) द्वारा जुड़ता है, जिससे न्यूक्लियोसाइड बनता है।
Q24. In the Hershey-Chase blender experiment (1952), which radioactive isotope was used to specifically label the DNA of bacteriophage T2?
1952 के हर्षे-चेस प्रयोग में बैक्टीरियोफेज के डीएनए को विशेष रूप से चिह्नित करने के लिए किस रेडियोधर्मी समस्थानिक का उपयोग किया गया था?
Solution: (B) डीएनए में फास्फोरस होता है (सल्फर नहीं), इसलिए $P^{32}$ से डीएनए को और $S^{35}$ से प्रोटीन कोट को लेबल किया गया था, जिससे अकाट्य प्रमाण मिला कि डीएनए ही आनुवंशिक पदार्थ है।
Q25. Which enzyme relieves the supercoiling tension created ahead of the advancing DNA replication fork?
डीएनए प्रतिकृति के दौरान आगे बढ़ते रेप्लिकेशन फोर्क के आगे बनने वाले अत्यधिक ऐंठन तनाव को कौन सा एंजाइम दूर करता है?
Solution: (D) टोपोइज़ोमेरेज़ (बैक्टीरिया में DNA Gyrase) डीएनए के स्ट्रैंड को काटकर और पुनः जोड़कर हेलिक्स के खुलने से उत्पन्न टॉर्सनल स्ट्रेन और सुपरकॉइलिंग को समाप्त करता है।
Q26. Which nitrogenous bases are classified as double-ringed Purines?
निम्नलिखित में से कौन से नाइट्रोजनी क्षार दो वलय वाले प्यूरिन (Purines) के रूप में वर्गीकृत हैं?
Solution: (A) प्यूरिन में दो वलय (नाइन-मेंबर्ड रिंग) होते हैं, जिनमें एडेनिन (A) और ग्वानिन (G) आते हैं। पिरीमिडीन (C, T, U) में एक छह-सदस्यीय वलय होता है।
Q27. The genetic code is described as ‘Degenerate’ because:
आनुवंशिक कूट को ‘अपभ्रष्ट’ (Degenerate) क्यों कहा जाता है?
Solution: (C) 61 कोडन 20 अमीनो एसिड को कोड करते हैं, अतः अधिकांश अमीनो एसिड (जैसे ल्यूसीन, सेरीन) के लिए एक से अधिक कोडन होते हैं। इस विशेषता को Degeneracy of genetic code कहते हैं।
Q28. The transforming principle experiment proving genetic transfer in Streptococcus pneumoniae was performed in 1928 by:
1928 में Streptococcus pneumoniae जीवाणु में ‘रूपांतरण सिद्धांत’ (Transforming Principle) का ऐतिहासिक प्रयोग किसने किया था?
Solution: (B) फ्रेडरिक ग्रिफिथ ने चूहों पर प्रयोग करके देखा कि हीट-किल्ड स्मूथ (S) स्ट्रेन के संपर्क में आने पर रफ (R) स्ट्रेन विषैले बन गए, जिसे रूपांतरण कहा गया।
Q29. What is the molecular direction of synthesis for both DNA replication and RNA transcription?
डीएनए प्रतिकृति और आरएनए अनुलेखन दोनों के लिए नई श्रृंखला के निर्माण की दिशा क्या होती है?
Solution: (D) सभी ज्ञात न्यूक्लिक एसिड पॉलीमरेज़ (DNA व RNA Polymerases) नए न्यूक्लियोटाइड को केवल बढ़ रही श्रृंखला के 3′-OH सिरे पर जोड़ सकते हैं, अतः संश्लेषण सदैव $5′ \rightarrow 3’$ दिशा में होता है।
Q30. What modification is added to the 5′ end of eukaryotic heterogeneous nuclear RNA (hnRNA) during post-transcriptional capping?
अनुलेखन के बाद यूकैरियोटिक hnRNA के 5′ सिरे पर कैपिंग (Capping) के दौरान क्या जोड़ा जाता है?
Solution: (A) mRNA की स्थिरता और राइबोसोम पहचान के लिए 5′ सिरे पर 7-मिथाइल ग्वानोसिन कैप जोड़ी जाती है, तथा 3′ सिरे पर टेलिंग में 200-300 एडेनिन अवशेष (Poly-A tail) जोड़े जाते हैं।
Q31. In the genetic code, which property ensures that one specific codon strictly codes for only one amino acid?
आनुवंशिक कूट का कौन सा गुण यह सुनिश्चित करता है कि एक विशिष्ट कोडन केवल एक ही अमीनो अम्ल को कोड करता है?
Solution: (C) ‘असंदिग्ध’ (Unambiguous) का अर्थ है कि एक विशेष कोडन केवल और केवल एक ही अमीनो एसिड को कोड करेगा, कभी किसी दूसरे को नहीं।
Q32. How many base pairs are wrapped around a single histone octamer core to form a nucleosome in human chromatin?
मानव क्रोमैटिन में एक न्यूक्लियोसोम बनाने के लिए हिस्टोन अष्टक कोर के चारों ओर डीएनए के कितने क्षार युग्म लिपटे होते हैं?
Solution: (B) एक सामान्य न्यूक्लियोसोम में डीएनए का द्विकुंडली धागा (लगभग 200 bp) धनावेशित हिस्टोन अष्टक (2 molecules of H2A, H2B, H3, H4) के चारों ओर 1.65 चक्कर में लिपटा होता है।
Q33. Which cellular organelle contains non-nuclear circular DNA identical to prokaryotic plasmids?
किस कोशिकांग में प्रोकैरियोटिक प्लाज्मिड के समान गैर-केंद्रकीय गोलाकार डीएनए पाया जाता है?
Solution: (D) माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट अर्ध-स्वायत्त कोशिकांग हैं जिनके पास अपना नग्न, गोलाकार dsDNA और 70S राइबोसोम होता है (Endosymbiont origin)।
Q34. The technique of ‘DNA Fingerprinting’ used for forensic identification was invented in 1984 by:
फोरेंसिक पहचान में प्रयुक्त ‘डीएनए फिंगरप्रिंटिंग’ तकनीक का आविष्कार 1984 में किसने किया था?
Solution: (A) एलेक जेफ्रीज ने VNTR (Variable Number of Tandem Repeats) के आधार पर DNA Fingerprinting विकसित की। भारत में इसका जनक डॉ. लालजी सिंह को माना जाता है।
Q35. The Polymerase Chain Reaction (PCR) technique used to amplify billion copies of a DNA segment was invented by:
डीएनए खंड की अरबों प्रतियां बनाने वाली पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन (PCR) तकनीक का आविष्कार किसने किया था?
Solution: (C) 1983 में कैरी मुलिस (Kary Mullis) ने Taq पॉलीमरेज़ (गर्म पानी के झरने के बैक्टीरिया Thermus aquaticus से प्राप्त) का उपयोग करके PCR तकनीक का आविष्कार किया।
Q36. The anticodon loop is an essential structural element present on which nucleic acid molecule?
एंटीकोडोन लूप (Anticodon Loop) किस न्यूक्लिक एसिड अणु पर उपस्थित एक अनिवार्य कार्यात्मक घटक है?
Solution: (B) tRNA के मध्यवर्ती लूप पर तीन नाइट्रोजनी क्षारों का एंटीकोडोन (Anticodon) होता है जो mRNA के संबंधित कोडन से पूरक हाइड्रोजन बंध बनाकर सही अमीनो एसिड को जोड़ता है।
Q37. Which bond links the amino acid to the 3′ CCA terminal end of a transfer RNA (tRNA) molecule?
ट्रांसफर आरएनए (tRNA) के 3′ CCA सिरे पर अमीनो एसिड किस रासायनिक बंध द्वारा जुड़ता है?
Solution: (D) अमीनोएसिल-tRNA सिंथेटेज एंजाइम की उपस्थिति में अमीनो एसिड का कार्बोक्सिल समूह tRNA के 3′ सिरे के एडेनिन राइबोज शर्करा से एस्टर बंध (Ester bond) द्वारा जुड़ता है।
Q38. Why is DNA chemically and thermodynamically more stable as genetic material compared to RNA?
आरएनए की तुलना में डीएनए आनुवंशिक पदार्थ के रूप में रासायनिक और थर्मोडायनामिक रूप से अधिक स्थिर क्यों है?
Solution: (A) RNA की राइबोज शर्करा में 2′ स्थिति पर उपस्थित मुक्त -OH समूह उसे अत्यधिक क्षारीय-अस्थिर और ऑटो-कैटेलिटिक बनाता है, जबकि DNA में 2′-H और थाइमिन होने से यह अत्यधिक स्थिर रहता है।
Q39. What is the approximate total length of DNA packed inside a single diploid human cell nucleus?
एक एकल द्विगुणित मानव कोशिका के केंद्रक में पैक किए गए डीएनए की कुल लंबाई लगभग कितनी होती है?
Solution: (C) मानव द्विगुणित कोशिका में $6.6 \times 10^9$ बेस पेयर होते हैं। दो बेस पेयर के बीच $0.34 \times 10^{-9}\ \text{m}$ की दूरी से गुणा करने पर कुल लंबाई लगभग 2.2 मीटर आती है, जो हिस्टोन कोर पर अत्यधिक संघनित रहती है।
Q40. The process of converting the nucleotide sequence of mRNA into an amino acid polypeptide chain is:
mRNA के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को अमीनो अम्ल पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में बदलने की प्रक्रिया क्या कहलाती है?
Solution: (B) राइबोसोम पर mRNA की भाषा को पढ़कर प्रोटीन बनाने की क्रिया को अनुवादन (Translation / प्रोटीन संश्लेषण) कहते हैं।
Q41. Restriction Endonucleases, which cut double-stranded DNA at specific palindromic recognition sequences, are called:
विशिष्ट पैलिंड्रोमिक पहचान स्थलों पर डीएनए को काटने वाले रेस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लीएज़ एंजाइमों को क्या कहा जाता है?
Solution: (D) रेस्ट्रिक्शन एंडोन्यूक्लीएज़ (जैसे EcoRI, HindIII) डीएनए को भीतर से विशिष्ट अनुक्रमों पर काटते हैं, इसलिए इन्हें जेनेटिक इंजीनियरिंग की ‘आणविक कैंची’ (Molecular Scissors) कहा जाता है।
Q42. A short single-stranded RNA primer synthesized by Primase is mandatory to initiate DNA replication because:
डीएनए प्रतिकृति शुरू करने के लिए प्राइमेज द्वारा निर्मित एक छोटा आरएनए प्राइमर क्यों आवश्यक होता है?
Solution: (A) DNA Polymerase एंजाइम केवल पहले से मौजूद 3′-OH सिरे पर ही नए न्यूक्लियोटाइड जोड़ सकता है, वह स्वयं नया स्ट्रैंड शुरू नहीं कर सकता। इसलिए आरएनए प्राइमर शुरुआती 3′-OH प्रदान करता है।
Q43. The visual appearance of eukaryotic chromatin under electron microscope described as ‘Beads-on-a-string’ represents:
इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के नीचे ‘धागे पर मोतियों’ (Beads-on-a-string) जैसी दिखने वाली क्रोमैटिन संरचना किसे दर्शाती है?
Solution: (C) न्यूक्लियोसोम (Nucleosome) क्रोमैटिन की दोहराई जाने वाली संरचनात्मक इकाई है जो लिंकर डीएनए और H1 हिस्टोन द्वारा परस्पर जुड़े होने के कारण धागे में पिरोए मोतियों जैसे दिखते हैं।
Q44. Which nucleotide component provides negative electrostatic charge to the entire DNA and RNA molecules?
कौन सा घटक पूरे डीएनए और आरएनए अणु को शुद्ध ऋणात्मक वैद्युत आवेश (Negative charge) प्रदान करता है?
Solution: (B) फॉस्फेट समूह के आयनीकृत ऑक्सीजन परमाणुओं के कारण न्यूक्लिक अम्ल अम्लीय होते हैं और उन पर समग्र ऋणात्मक आवेश होता है, जिससे वे जेल इलेक्ट्रोफोरेसिस में एनोड (+) की ओर गति करते हैं।
Q45. If the base sequence on the template DNA strand is $3′-TAC\ GGC\ TTA-5’$, what will be the transcribed mRNA sequence?
यदि टेम्पलेट डीएनए रज्जुक पर क्षार अनुक्रम $3′-TAC\ GGC\ TTA-5’$ है, तो अनुलेखित mRNA का अनुक्रम क्या होगा?
Solution: (D) पूरक क्षार युग्मन ($T \rightarrow A, A \rightarrow U, C \rightarrow G, G \rightarrow C$) और प्रति-समानांतर दिशा ($5′ \rightarrow 3’$) के अनुसार: $3′-TAC\ GGC\ TTA-5’$ का पूरक $5′-AUG\ CCG\ AAU-3’$ बनेगा।
Q46. Which Indian-born American biochemist shared the 1968 Nobel Prize for deciphering the genetic code and synthesizing artificial RNA?
आनुवंशिक कूट की व्याख्या और कृत्रिम आरएनए संश्लेषण के लिए 1968 का नोबेल पुरस्कार किस भारतीय मूल के बायोकेमिस्ट को मिला था?
Solution: (A) डॉ. हरगोविंद खुराना ने मार्शल निरेनबर्ग और रॉबर्ट हॉली के साथ परिभाषित अनुक्रमों वाले RNA पॉलिमरों का रासायनिक संश्लेषण कर आनुवंशिक कोड की गुत्थी सुलझाई और 1968 का नोबेल पुरस्कार जीता।
Q47. The protective repetitive non-coding DNA caps situated at the terminal ends of eukaryotic chromosomes are called:
यूकैरियोटिक गुणसूत्रों के अंतिम सिरों पर स्थित सुरक्षात्मक गैर-कोडिंग डीएनए कैप को क्या कहा जाता है?
Solution: (C) टेलोमियर (Telomeres) गुणसूत्र के सिरों पर हेक्सा-न्यूक्लियोटाइड दोहराव (TTAGGG) होते हैं जो गुणसूत्रों को आपस में चिपकने और क्षय होने से बचाते हैं। उम्र बढ़ने के साथ ये छोटे होते जाते हैं।
Q48. Which form of DNA is left-handed, has 12 base pairs per turn, and exhibits a zigzag sugar-phosphate backbone?
डीएनए का कौन सा रूप वामावर्ती (Left-handed) होता है, जिसमें प्रति घुमाव 12 क्षार युग्म और टेढ़ी-मेढ़ी (Zigzag) रीढ़ होती है?
Solution: (B) Z-DNA वामावर्ती (Left-handed) हेलिक्स है जिसकी खोज अलेक्जेंडर रिच ने की थी। इसका नाम इसकी ज़िगज़ैग फॉस्फेट बैकबोन के कारण पड़ा और इसमें प्रति घुमाव 12 bp होते हैं। सामान्य B-DNA दक्षिणावर्ती (Right-handed) होता है।
Q49. Which nitrogenous pyrimidine base has the systematic chemical name ‘5-methyluracil’?
किस नाइट्रोजनी पिरीमिडीन क्षार का व्यवस्थित रासायनिक नाम ‘5-मिथाइल यूरैसिल’ (5-methyluracil) है?
Solution: (D) थाइमिन का रासायनिक नाम 5-मिथाइल यूरैसिल है। यूरैसिल के 5वें कार्बन पर मिथाइल ग्रुप ($-CH_3$) जुड़ने से थाइमिन बनता है, जो डीएनए को आरएनए से अधिक रासायनिक स्थिरता देता है।
Q50. Genetic code is termed ‘Universal’ because:
आनुवंशिक कूट (Genetic Code) को ‘सार्वभौमिक’ (Universal) क्यों कहा जाता है?
Solution: (A) आनुवंशिक कूट सार्वभौमिक है, यानी UUU कोडन बैक्टीरिया से लेकर मानव तक सभी में केवल फेनिलएलानिन (Phenylalanine) को ही कोड करता है (कुछ माइटोकॉन्ड्रियल कोडन इसके दुर्लभ अपवाद हैं)।

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5. Frequently Asked Questions (FAQs)

Q1: What is the main structural difference between DNA and RNA?

Ans: DNA contains 2′-deoxyribose sugar (which lacks an oxygen atom at the 2′ carbon position) and the nitrogenous base Thymine, forming a stable double-stranded antiparallel helix. RNA contains Ribose sugar (with a reactive 2′-OH group) and Uracil instead of Thymine, typically existing as an unstable single-stranded molecule.

Q2: What is Chargaff’s Rule and where does it apply?

Ans: Chargaff’s rule applies strictly to double-stranded DNA (dsDNA). It states that the molar amount of purines always equals the molar amount of pyrimidines ($[A] + [G] = [T] + [C]$), and specifically $[A] = [T]$ and $[G] = [C]$. It does not apply to single-stranded DNA (ssDNA) or RNA.

Q3: What are the three primary types of cellular RNA and their functions?

Ans: The three primary types are: (1) mRNA (Messenger RNA ~5%), which carries the transcribed genetic code from DNA to the ribosome; (2) tRNA (Transfer RNA ~15%), which acts as an adapter molecule reading mRNA codons via anticodons and delivering specific amino acids; and (3) rRNA (Ribosomal RNA ~80%), which forms the structural core of ribosomes and catalytically synthesizes peptide bonds.

Q4: What is the Central Dogma of Molecular Biology and its exception?

Ans: Proposed by Francis Crick, the Central Dogma describes the unidirectional flow of genetic information: $\text{DNA} \rightarrow \text{mRNA} \rightarrow \text{Protein}$. The major exception is Reverse Transcription in retroviruses (e.g., HIV), where the enzyme reverse transcriptase synthesizes complementary DNA (cDNA) from an RNA template.

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