Gene expression - Griffith & Avery, DNA replication, transcription, leading strand and lagging strand, genetic code, codon, anticodon, ribosomes, protein synthesis and its regulation, lac Operon, antibiotics, tumors, cell cycle.

1. 13. SOME IMPORTANT QUESTION - ANSWER FOR IGNOU BIOCHEMISTRY [CHE 9]
GENE EXPRESSION
REPLICATION, TRANSCRIPTION AND PROTEIN SYNTHESIS
Q.1. Describe the experiments of Griffith and Avery & co workers related to transforming
principle and DNA.[Griffith और Avery एवं सहयोगियों का transforming principle और DNA से
सम्बंधित प्रयोग (experiment) का वर्णन करें I]
Ans. Griffith (1928) demonstrated the effect of rough, smooth and heat-killed smooth and
mixture of rough and heat-killed smooth strains of Pneumococci on rats. When the rats were
injected with the virulent form of Pneumococci (smooth or S strain) the rats died because S
strains are covered by a polysaccharide sheath which protects the bacteria from the immune
system of rat. When another strain of pneumococcus without the polysaccharide coating (rough
or R strain) was injected into rats the rats didn't die. Similarly, the rats didn't die when injected
with heat killed S strains. However, the rats died when injected with a mixture of R strain and
heat-killed S strain bacteria. Griffith found that the blood of the dead rats contained live and
virulent S strains only. So he concluded that the harmless R cells must have been transformed
into virulent S cells and this transformation must have been brought about by some principle
(transforming principle) present in the heat-killed S cells. Avery and coworkers (1944) found that
this transforming principle was DNA. Heating might have killed the S strain bacteria but DNA
survived which was somehow taken by the non-virulent R cells and then R cells became
capable of producing protective polysaccharide coating using the gene of heat-killed S strain
and thus transformed into virulent S strain.
[Griffith ने 1928 में Pneumococci क
े rough, smooth, heat-killed smooth तथा rough एवं heat-killed
smooth strains क
े मिश्रण का चूहों पर पड़ने वाले प्रभाव को दर्शाया I उन्होंने पाया कि जब चूहों में
Pneumococci क
े virulent form (smooth या S strain) को inject किया गया तो ये चूहे मर गए क्योंकि S
strain क
े bacteria एक polysaccharide sheath से ढक
े होते हैं जो bacteria को चूहे क
े immune system से
सुरक्षित रखता है I किन्तु जब polysaccharide coating रहित strain (rough or R strain) को inject किया
गया तो चूहे नहीं मरे I इसी प्रकार, जब चूहों को heat killed S strains inject किया गया तो भी वे नहीं मरे I
किन्तु जब उन्हें R strain और heat-killed S strain bacteria inject किये गये तो चूहे मर गये I Griffith ने
पाया कि मरे हुए चूहों क
े रक्त में क
े वल S strain क
े ज़िंदा और संक्रामक (virulent) bacteria थे I इसलिए उन्होंने
यह निष्कर्ष निकाला कि जब R और S strain का मिश्रण inject किया गया तो हानिरहित R cells संक्रामक S
cells में रूपांतरित हो गईं और यह रूपान्तरण heat-killed S cells में उपस्थित कोई परिवर्तनकारी विशिष्ट तत्त्व
(transforming principle) क
े कारण हुआ I बाद में 1944 में Avery और उनक
े सहयोगियों ने पाया कि यह
transforming principle DNA था I Heating से S strain क
े bacteria मर तो गये किन्तु उनका DNA जीवित
रहा जो किसी प्रकार हानिरहित (non-virulent) R cells द्वारा ग्रहण कर लिया गया जिससे R cells भी
heat-killed S की gene का उपयोग करक
े protective polysaccharide coating बनाने में सक्षम हो गईं और S
strain में रूपांतरित होकर संक्रामक हो गईं I]
1

2. Q.2. Describe the process of DNA replication.[DNA रेप्लीक
े शन की प्रक्रिया का वर्णन करें I]
Ans. DNA replication is the process by which DNA makes a copy of itself during cell division.
First the double helix structure of DNA molecule is unzipped or unwinded by the action of
enzyme helicase resulting in separation of two single strands of DNA and formation of a 'Y'
shapped replication fork. SSB protein (single stranded binding protein) binds to the two
separated strands and prevents annealing (reformation of double helix) . The two strands are
oriented in different directions and are therefore replicated differently but replication of both the
strands proceeds from 5' to 3' end. The strand oriented in the 3' to 5' direction (towards the
replication fork) is called leading strand and the replication of this strand proceeds continuously
whereas in the other strand oriented in 5' to 3' direction (away from the replication fork) the
replication is discontinuous and is called the lagging strand.
A primer (a short piece of RNA synthesized by enzyme 'primase') binds to the end of the leading
strand and it serves as the starting point for DNA synthesis. Now new complementary
deoxyribonucleotide bases are added to the strand of DNA in 5' to 3' direction with the help of
enzyme DNA polymerase. The newly incoming nucleoside triphosphate forms a phosphodiester
linkage with the 3'-OH group of the growing polynucleotide chain. The nucleotide precursors
align opposite the strand by virtue of specific base pairing (A-T; G-C). The new strands are proof
read to ensure that there were no mistakes in the new DNA sequence. If there is a wrong
nucleotide incorporated then it is excised by 3'-5' exonuclease activity of DNA polymerase and
then the polymerase function resumes and DNA replication progresses.
When replication of one strand has progressed for some length, replication of the second strand
commences in the lagging strand. However, in the lagging strand numerous RNA primers bind
at various points along the lagging strand. This results in synthesis of short polynucleotide
chains (1000-2000 bases) in a discontinuous manner. These chunks of DNA are called Okazaki
fragments. When this process of DNA synthesis is completed then enzyme exonuclease strips
away the primers and the Okazaki fragments are joined by enzyme DNA ligase and thus making
a continuous strand.
The result of DNA replication is two DNA molecules each consisting of one new and one old
chain of nucleotides. This is why DNA replication is called semiconservative. Following
replication the new DNA automatically winds up into a double helix.
[DNA रेप्लीक
े शन वह प्रक्रिया है जिसक
े द्वारा DNA cell division क
े दौरान अपनी ही एक प्रति (copy) बनाता है
I सर्वप्रथम, DNA molecule का double helix structure helicase enzyme की मदद से खुलता है जिससे
DNA क
े दो single strands अलग होकर एक 'Y' क
े आकार का replication fork बनाते हैं I इन दो पृथक हुए
2

3. strands से SSB protein (single stranded binding protein) जुड़ जाती है जिससे ये पृथक हुए strands फिर
से वापस जुड़कर पुनः double helix न बना पाएं (to prevent annealing) I चूंकि दोनों strands का
अभिविन्यास भिन्न दिशा में होता है इसलिए उनका रेप्लीक
े शन भी भिन्न होता है I दोनों strands का रेप्लीक
े शन
5' छोर से शुरू होता है और 3' छोर पर ख़त्म होता है I जिस strand का अभिविन्यास 3' छोर से 5' की दिशा में
होता है (यानि replication fork की ओर) उसे leading strand कहते हैं और इस strand का रेप्लीक
े शन लगातार
(continuously) होता है जबकि दूसरे strand का अभिविन्यास 5' छोर से 3' दिशा (यानि replication fork से दूर)
में होता है उसमें रेप्लीक
े शन असतत (discontinuous) होता है और इसे lagging strand कहते हैं I
DNA क
े संश्लेषण हेतु एक primer की आवश्यकता होती है जो enzyme ‘primase’ द्वारा संश्लेषित RNA का
एक छोटा टुकड़ा होता है I यह प्राइमर leading strand क
े छोर पर जुड़ जाता है और DNA संश्लेषण क
े लिए
starting point का काम करता है I इसक
े बाद डीएनए strand पर नए समपूरक (complementary)
deoxyribonucleotide bases enzyme डीएनए पॉलिमेरेस (DNA polymerase) की मदद से 5’ से 3’ की दिशा
में जोड़े जाते हैं I नया आने वाला nucleoside triphosphate बढ़ने वाली polynucleotide chain क
े 3’ - OH
group से एक phosphodiester linkage द्वारा जुड़ता जाता है I Nucleotide क
े अग्रदूत (precursors) विपरीत
strand से specific base pairing (A-T; G-C) द्वारा पंक्तिबद्ध हो जाते हैं I नव निर्मित strand की प्रूफ रीडिंग
यह देखने क
े लिए की जाती है कि nucleotide क
े sequence में कहीं कोई गल्ती तो नहीं हुई है I यदि कोई गलत
nucleotide जुड़ गया होता है तो उसे DNA polymerase enzyme की 3'-5' exonuclease activity द्वारा
अलग कर दिया जाता है और फिर DNA polymerase पुनः रेप्लीक
े शन प्रारम्भ कर देता है I
जब एक strand का क
ु छ replication हो जाता है तब दूसरे strand का रेप्लीक
े शन lagging strand में शुरू होता
है I इसक
े लिए lagging strand में कई RNA primers विभिन्न बिंदुओं पर जुड़ते हैं I इस कारण छोटी - छोटी
polynucleotide chains (1000-2000 bases) असतत तरीक
े (discontinuous manner) से संश्लेषित होती हैं
I Polynucleotides की इन छोटी - छोटी chains को Okazaki fragments कहते हैं I जब DNA संश्लेषण की
यह प्रक्रिया पूरी हो जाती है तो enzyme exonuclease primers को अलग कर देता है और Okazaki
fragments enzyme DNA ligase की मदद से आपस में जुड़ जाते हैं और एक सतत strand बन जाता है I
DNA रेप्लीक
े शन क
े परिणामस्वरुप दो DNA molecules बनते हैं और प्रत्येक DNA molecule में nucleotide
की एक नयी संश्लेषित chain और एक पुरानी (मूल) nucleotide chain होती है I इसीलिए DNA रेप्लीक
े शन को
अर्धसंरक्षी प्रतिकृ ति (semiconservative replication) कहा जाता है I रेप्लीक
े शन क
े बाद दोनों strands आपस
में लिपट कर double helix का रूप ले लेते हैं I]
Q.3. Describe DNA directed RNA synthesis (Transcription).[DNA directed RNA synthesis
(प्रतिलेखन,Transcription) का वर्णन करें I]
Ans. Transcription is a process by which a particular segment of DNA is copied into an RNA
strand. For transcription, DNA serves as a template. Enzyme RNA polymerase creates a
transcription bubble at a specific site with the help of one or more transcription factors, which
separates the two strands of DNA helix by breaking the hydrogen bonds between
complementary DNA nucleotides. RNA polymerase adds matching ribonucleotides to the
complementary nucleotides of one DNA strand in presence of precursor RNA nucleotides,
Mg++ and Mn++ resulting in RNA-sugar-phosphate backbone to form an RNA strand. There are
termination signals where RNA polymerase stops and releases the newly synthesized RNA. The
3

4. newly synthesized RNA is further processed by polyadenylation, capping and splicing. This
transcribed gene (RNA) may be a messenger RNA, ribosomal RNA or transfer RNA.
[प्रतिलेखन (Transcription) एक प्रक्रिया है जिसमें DNA क
े एक विशेष हिस्से की एक RNA strand क
े रूप में
एक प्रतिलिपि बनाई जाती है I प्रतिलेखन (ट्रांस्कृ प्शन) की इस प्रक्रिया में DNA एक नमूने या साँचे (template)
का काम करता है I Enzyme RNA polymerase एक या अधिक ट्रांस्कृ प्शन फ
ै क्टर्स की मदद से DNA क
े एक
विशिष्ट स्थान पर एक transcription bubble बनाता है जिससे DNA helix क
े दोनों strands, DNA क
े पूरक
(complementary) nucleotides क
े बीच क
े hydrogen bonds क
े टूटने से, पृथक हो जाते हैं I फिर RNA
polymerase एक DNA strand क
े complementary nucleotides से matching ribonucleotides को जोड़ता
है और इसक
े लिए अग्रदूत (precursor) RNA nucleotides, Mg++ और Mn++ की आवश्यकता पड़ती है I इसक
े
परिणामस्वरुप RNA-sugar-phosphate backbone बनने से एक RNA strand बन जाता है I वांछित
Transcription पूरा होने पर RNA polymerase को रोकने क
े लिए termination signals होते हैं जहाँ RNA
polymerase का काम रुक जाता है और नवसंश्लेषित RNA अलग हो जाता है I यह नवसंश्लेषित RNA का
पॉलीएडीनिलेशन (polyadenylation), क
ै पिंग (capping) और इसप्लाईसिंग (splicing) जैसी प्रक्रियाओं द्वारा
आगे प्रसंस्करण (processing) से गुज़रता है I इस प्रकार बना प्रतिलेखित (transcribed) gene (RNA) एक
messenger RNA, ribosomal RNA या transfer RNA हो सकता है I]
Q.4. Compare DNA replication and RNA transcription.[DNA replication and RNA
transcription की तुलना करें I]
Ans. Similarities (समानता):
● Both DNA replication and RNA transcription require corresponding nucleoside
triphosphates as precursors.
[DNA replication और RNA transcription दोनों ही प्रक्रियाओं में अग्रदूत (precursors) क
े रूप में
समतुल्य (corresponding) nucleoside triphosphates की आवश्यकता होती है I]
● The polynucleotide chain grows from 5' to 3' end side in both the processes.
[दोनों प्रक्रियाओं में polynucleotide chain 5’ छोर से 3’ छोर की ओर वृद्धि करती है I]
● The reaction of polynucleotide synthesis is driven to completion by hydrolytic removal of
pyrophosphate ion.
[दोनों प्रक्रियाओं में polynucleotide क
े संश्लेषण की अभिक्रिया hydrolysis द्वारा pyrophosphate क
े
निष्कासन से प्रेरित होती है I]
● The base sequence in the product in both the processes is determined by the specificity
of base pairing with DNA template.
[दोनों प्रक्रियाओं क
े उत्पाद में base अनुक्रम DNA से base pairing की विशिष्टता द्वारा निर्धारित होता
है I]
Differences (अंतर):
● The precursors in DNA replication are deoxyribonucleotides (ATP, GTP, CTP & TTP)
whereas in RNA transcription the precursors are ribonucleotides (ATP, GTP, CTP &
UTP).
4

5. [DNA रेप्लीक
े शन क
े अग्रदूत (precursors) deoxyribonucleotides (ATP, GTP, CTP & TTP) होते
हैं जबकि RNA transcription क
े अग्रदूत (precursors) ribonucleotides (ATP, GTP, CTP & UTP)
होते हैं I]
● The enzymes involved in DNA replication are DNA polymerases I, II, III whereas in RNA
transcription it is RNA polymerase.
[DNA replication में enzymes DNA polymerases I, II, III शामिल होते हैं, जबकि RNA
transcription में RNA polymerase शामिल होता है I]
● In DNA replication both the strands of DNA are replicated but in RNA transcription only
one strand of DNA is transcribed.
[DNA रेप्लीक
े शन में इसक
े दोनों strands replicate होते हैं, जबकि RNA transcription में DNA क
े
क
े वल एक strand का ट्रांस्कृ प्शन होता है I]
● DNA replication requires a primer but RNA transcription does not.
[DNA replication में एक primer की आवश्यकता होती है, जबकि RNA ट्रांस्कृ प्शन हेतु प्राइमर
आवश्यक नहीं होता I]
● Exonuclease activity is present in DNA polymerase but it is absent in RNA polymerase.
[DNA polymerase enzyme में exonuclease activity भी होती है किन्तु RNA polymerase में
exonuclease activity नहीं होती I]
Q. 5. Compare the leading strand and the lagging strand.[लीडिंग स्ट्रेण्ड और लैगिंग स्ट्रेण्ड की
तुलना करें I]
Ans.
● The leading strand has no gaps as it grows continuously whereas the lagging strand is
formed in short fragments called Okazaki fragments due to discontinuous growth.
[लीडिंग स्ट्रेण्ड में कोई अंतराल (gap) नहीं होता क्योंकि यह निरंतर वृद्धि करता है, जबकि लैगिंग स्ट्रेण्ड
असतत वृद्धि क
े कारण छोटे - छोटे टुकड़ों (ओकाज़ाकी फ्र
ैं गमेंट्स) से बनता है I]
● The leading strand doesn't require DNA ligase but it is required to join the Okazaki
fragments of the lagging strand.
[लीडिंग स्ट्रेण्ड को DNA ligase enzyme की आवश्यकता नहीं होती जबकि लैगिंग स्ट्रेण्ड क
े ओकाज़ाकी
फ्र
ैं गमेंट्स को जोड़ने क
े लिए इसकी आवश्यकता होती है I]
● The direction of growth of the leading strand is 5' to 3' but it is 3' to 5' in the lagging
strand (although it is 5' to 3' in each Okazaki fragment).
[लीडिंग स्ट्रेण्ड की वृद्धि 5’ से 3’ की दिशा में होती है जबकि लैगिंग स्ट्रेण्ड में वृद्धि 3’ से 5’ की दिशा में
होती है (हालांकि प्रत्येक Okazaki fragment में वृद्धि 5’ से 3’ दिशा में होती है) I]
● The leading strand requires only a single RNA primer whereas in the lagging strand each
Okazaki fragment requires a new RNA primer.
[लीडिंग स्ट्रेण्ड को क
े वल एक RNA प्राइमर की आवश्यकता होती है किन्तु लैगिंग स्ट्रेण्ड में प्रत्येक
ओकाज़ाकी फ्र
ैं गमेंट को एक नए RNA प्राइमर की आवश्यकता होती है I]
Q. 6. What is genetic code and what are its characteristics ?[genetic code क्या होता है और
इसकी क्या विशेषताएं होती हैं?]
Ans. The relationship between the sequence of bases in DNA or mRNA and the sequence of
amino acids in proteins specified by them is called genetic code. It is a triplet of bases (codon:
three adjacent nucleotides) which specify an amino acid.
Characteristics:
1. Non-overlapping -- any base can be part of a codon and is not used in another codon and
each base is "read" only once.
5

6. 2. Degeneracy -- means one amino acid is coded for by more than one triplet (e.g. serine is
coded for by UCA, UCG, UCC, UCU, AGU, AGC). Only methionine (AUG) and tryptophan
(UGG) are coded by a single triplet each. Any triplet, however, codes for a single amino acid
only. The code is not universal but applicable to almost all the species.
3. There is a codon called initiation codon (AUG) which initiates the polypeptide synthesis and
there are three termination codons viz. UAA, UAG, UGA which are not read by any aminoacyl
tRNA, hence translation stops at these codons.
[DNA या RNA क
े bases क
े अनुक्रम (sequence) और proteins में उनक
े द्वारा निर्दिष्टित अमीनो एसिड्स क
े
अनुक्रम क
े मध्य का सम्बन्ध genetic code कहलाता है I यह bases का एक त्रिक (triplet) होता है, जिसे
codon कहते हैं (three adjacent nucleotides), जो एक अमीनो एसिड को निर्दिष्ट करता है I
Characteristics (विशेषताएं):
1. Non-overlapping -- कोई भी base एक codon का हिस्सा हो सकता है और एक codon क
े तीनों bases में
से कोई base दूसरे codon में इस्तेमाल नहीं हो सकता I प्रत्येक base क
े वल बार ही "read" किया जा सकता है I
2. Degeneracy -- का मतलब है कि एक अमीनो एसिड एक से अधिक triplet (codon) द्वारा code किया जा
सकता है (जैसे - serine 6 codons UCA, UCG, UCC, UCU, AGU, AGC द्वारा code हो सकता है) I क
े वल
methionine (AUG) और tryptophan (UGG) एक codon द्वारा code होते हैं I हालांकि कोई भी त्रिक (triplet)
क
े वल एक ही अमीनो एसिड का code हो सकता है I यह code सार्वभौंमिक (universal) नहीं होता किन्तु लगभग
सभी species क
े लिए उपयुक्त होता है I
3. एक codon जिसे initiation codon (AUG) कहते हैं और यह polypeptide synthesis की शुरुआत करता है I
इसी प्रकार तीन termination codons या stop codons (UAA, UAG, UGA) होते हैं जो किसी aminoacyl
tRNA द्वारा नहीं पढ़े जाते इसलिए इन codons पर translation प्रक्रिया रुक जाती है I]
Q.7. Give the importance of initiation and termination codons.[इनीशिएशन और टर्मिनेशन
codons का क्या क्या महत्व है?]
Ans. Since mRNA carries messages for the synthesis of several proteins, the initiation codon
(AUG) serves as start signal for translation of a protein. When this AUG is present in the interior
of the mRNA it functions as codon for methionine but when present in the beginning it codes for
N-formyl methionine. In some cases the initiation codon is GUG. When a protein is fully
translated then translation stops due to presence of termination codons UAA, UAG and UGA
because these codons are not read by any aminoacyl-tRNA. These termination codons are
recognised by specific proteins called release factors which release the completed polypeptide.
[चूंकि एक mRNA में कई proteins क
े संश्लेषण हेतु सन्देश (messages) होते हैं इसलिए initiation codon
(AUG) प्रोटीन क
े translation प्रक्रिया हेतु एक शुरुआत संक
े त का काम करता है I जब यह AUG mRNA में कहीं
बीच में होता है तो यह methionine क
े लिए एक codon का काम करता है किन्तु जब यह mRNA क
े शुरुआत में
होता है तो यह N-formyl methionine क
े code का काम करता है I क
ु छ मामलों में initiation codon GUG होता
है I जब एक प्रोटीन पूरी trsnslate हो जाती है तब टर्मिनेशन codons (UAA, UAG और UGA) क
े कारण
ट्रांसलेशन रुक जाता है क्योंकि ये तीन codons किसी भी aminoacyl-tRNA द्वारा नहीं पढ़े जा सकते हैं I ये
6

7. termination codons विशिष्ट प्रोटीन्स (release factors) द्वारा ही पहचाने जाते हैं जो संश्लेषित प्रोटीन को
mRNA से पृथक करने का काम करते हैं I
Q.8. What is the proofreading activity of DNA polymerase.[DNA polymerase की
proofreading activity क्या होती है?]
Ans. DNA polymerases possess some exonuclease activities which are used in proof reading or
double checking of the correctness of the incoming nucleotide. If a wrong nucleotide is
incorporated in the daughter DNA during replication, it will not form proper hydrogen bonding
with the base of the template strand and the polymerase activity of DNA polymerase is inhibited
and the 3'-5' exonuclease activity of polymerase I would cut or excise the wrong nucleotide and
then the polymerase activity resumes and DNA replication continues.
[DNA polymerases में क
ु छ exonuclease activities होती हैं जिसका उपयोग DNA रेप्लीक
े शन क
े दौरान
proofreading या nucleotides की सत्यता (correctness) की दोहरी जाँच (double checking) में होता है I
यदि रेप्लीक
े शन क
े दौरान कोई गलत nucleotide daughter DNA में समाविष्ट (incorporate) हो जाता है तो
यह template strand क
े base से सही hydrogen bonding नहीं कर पायेगा I तब DNA polymerase
enzyme की polymerase activity में अवरोध आ जाता है और polymerase की 3'-5' exonuclease activity
द्वारा गलत समाविष्ट nucleotide को काट कर हटा दिया जाता है I और फिर polymerase activity पुनः
आरम्भ हो जाती है और DNA replication चालू हो जाता है I]
Q.9. Differentiate between codons and anticodons.[codons and anticodons में अंतर बतायें I]
Ans.
● Codons are found in DNA and mRNA whereas anticodons are present in tRNA.
[Codons DNA में और anticodons tRNA में होते हैं I]
● Codon is complementary to a triplet of template strand whereas anticodon is
complementary to a codon.
[Codon template strand क
े एक triplet का समपूरक (complementary) होता है जबकि anticodon
एक codon का समपूरक (complementary) होता है I]
● Codon determines the position of an amino acid in a polypeptide while anticodon helps
in bringing a particular amino acid at its proper position during translation.
[Codon एक polypeptide में एक अमीनो एसिड की position को निर्धारित करता है जबकि anticodon
ट्रांसलेशन क
े दौरान एक निश्चित अमीनो एसिड को उसकी सही position पर लाने में मदद करता है I]
Q. 10. Describe briefly the structure of ribosomes.[ribosomes की संरचना लिखें I]
Ans. Ribosome is a large complex of proteins and ribosomal RNA consisting of a large and a
small subunit which are snuggled together. However, these subunits move apart slightly during
translation. The particle mass of the most extensively studied ribosome of the prokaryotic E. coli
is approximately 2.5 ×106
Dalton with sedimentation coefficient 70S (subunits are 50S and 30S).
Likewise the eukaryotic ribosome (80S) consists of 60S and 40S subunits and their constituent
proteins and RNAs are different from those of E.coli ribosome. However, functionally both
prokaryotic and eukaryotic ribosomes are the same. Each ribosome has an aminoacyl binding
site (A site) which binds an aminoacyl-tRNA, a peptidyl binding site (P site) which binds the
peptidyl-tRNA and an E-site (exit) which binds a free tRNA and each of these extending over
both subunits. These sites are used during the translation process in protein synthesis.
[Ribosome proteins और ribosomal RNA का एक बड़ा समष्टि (complex) होता है जो एक बड़ी और एक
छोटी उपइकाई (subunit) से मिलकर बना होता है जो आपस में चिपक
े होते हैं I हालांकि, ये उपइकाइयाँ ट्रांसलेशन
प्रक्रिया क
े दौरान थोड़ा पृथक हो जाती हैं I सर्वाधिक गहन अध्ययन किये गए prokayotic E. coli क
े ribosome
का particle mass लगभग 2.5 ×106
Dalton और sedimentation coefficient 70S (उपइकाई 50S और
7

8. 30S) होता है I इसीप्रकार, eukaryotic ribosome का sedimentation coefficient 80S (उपइकाई 60S और
40S) होता है और इनक
े घटक प्रोटीन्स और RNAs E.coli ribosome से भिन्न होते हैं I हालांकि, कार्यात्मक रूप
से prokaryotic और eukaryotic ribosomes समान होते हैं I प्रत्येक ribosome में एक aminoacyl binding
site (A site) होती है जो एक aminoacyl-tRNA को bind करती है, एक peptidyl binding site (P site) होती है
जो peptidyl-tRNA को bind करती है और एक E-site (exit) होती है जो एक free tRNA को bind करती है और
ये तीनों binding sites ribosome की दोनों उपइकाइयों पर फ
ै ली होती हैं I इन sites का उपयोग प्रोटीन संश्लेषण
की ट्रांसलेशन प्रक्रिया क
े दौरान होता है I]
Q.11. What are the major steps involved in protein biosynthesis? Describe the whole
process of protein biosynthesis briefly.[प्रोटीन संश्लेषण क
े मुख्य चरण क्या हैं? प्रोटीन संश्लेषण
प्रक्रिया का वर्णन करें I]
Ans. Protein biosynthesis involves four major steps:
1. Activation of amino acid
2. Initiation of polypeptide chain formation
3. Elongation of polypeptide chain
4. Termination of polypeptide chain formation
Activation of amino acid:
This is the first step in which amino acids are attached to their specific tRNAs resulting in the
formation of aminoacyl-tRNA (aa-tRNA; charged RNA). This is catalyzed by specific enzymes
called aminoacyl-tRNA synthetases. The aa-tRNA synthetases are remarkably specific as they
recognise not only the correct amino acid but also the appropriate tRNA molecule from the
whole range of tRNAs
Amino Acid + ATP → Aminoacyl-AMP + PPi
Aminoacyl-AMP + tRNA → Aminoacyl-tRNA + AMP
—-----------------------------------------------------------------------------
Amino Acid + tRNA + ATP → Aminoacyl-tRNA + AMP + PPi
Initiation of polypeptide chain formation:
In the 2nd step the charged tRNAs (aa-tRNAs) diffuse to the ribosome. The initiation of
polypeptide chain begins with the binding of initiator tRNA bearing methionine (Met-tRNA) in
eukaryotes and N-formyl methionine (FMet-tRNA) in prokaryotes, to start codon of mRNA
(AUG) already bonded to the P site of 30S subunit of ribosome which has all the necessary
enzymes for translation. The anticodon of the FMet-tRNA (CAU) binds to the codon AUG on
mRNA. The initiation stage is completed by binding the larger ribosomal unit to the smaller unit
resulting in the formation of the initiation complex. This is followed by binding appropriate
aa-tRNA to the matching codon at site A (aminoacyl binding site) which means the aminoacyl
units lie side by side for the formation of peptide bond in the next step.
8

9. Elongation of polypeptide chain:
In the elongation step the first amino acid (methionine) is joined to the second amino acid on the
second tRNA (aa2-tRNA) on A site. This reaction is catalyzed by peptidyl transferase. The free
tRNA on the P site leaves the mRNA and mRNA moves one codon over. The third charged
tRNA then gets attached to the matching third codon on the A site which was vacated by
leftward movement of one codon. Then again a peptide bond is formed between the Met-aa2
and the aa3 amino acid followed by shifting of mRNA one codon leftward from A site to P site as
the free tRNA2 dissociates. This process is repeated over and over again till the required chain
length is achieved.
Termination of polypeptide chain formation:
In the termination step once the ribosome has moved down to the chain terminating codon
(nonsense codon or STOP codon), the polypeptide is released and the ribosome can be reused
for synthesis of another protein. The polypeptide chain leaves the ribosome to assume its
unique secondary, tertiary and quaternary structures.
[प्रोटीन संश्लेषण में चार मुख्य चरण होते हैं :
1. Activation of amino acid
2. Initiation of polypeptide chain formation
3. Elongation of polypeptide chain
4. Termination of polypeptide chain formation
Activation of amino acid:
इस प्रथम चरण में अमीनो एसिड्स अपने निश्चित tRNA से attach होकर aminoacyl-tRNA (aa-tRNA;
charged RNA) बनाते हैं I यह अभिक्रिया विशिष्ट enzymes aminoacyl-tRNA synthetases द्वारा
catalyze होती है I ये aa-tRNA synthetases उल्लेखनीय रूप से विशिष्ट होते हैं क्योंकि ये न क
े वल उचित
अमीनो एसिड को पहचान लेते हैं बल्कि विभिन्न tRNA क
े समूह से उचित tRNA molecule को भी पहचान लेते
हैं I
Amino Acid + ATP → Aminoacyl-AMP + PPi
Aminoacyl-AMP + tRNA → Aminoacyl-tRNA + AMP
—-----------------------------------------------------------------------------
Amino Acid + tRNA + ATP → Aminoacyl-tRNA + AMP + PPi
Initiation of polypeptide chain formation:
इस दूसरे चरण में charged tRNAs (aa-tRNAs) ribosome में विसरित हो जाता है I Polypeptide chain
बनने की शुरुआत होती है initiator tRNA (methionine -tRNA; Met-tRNA in eukaryotes और N-formyl
methionine ; FMet-tRNA in prokaryotes) क
े ribosome क
े 30S उपइकाई की P site से जुड़े mRNA क
े
start codon (AUG) से bind होने पर I 30S उपइकाई में ट्रांसलेशन हेतु आवश्यक समस्त enzymes उपस्थित
होते हैं I The FMet-tRNA का anticodon (CAU) mRNA क
े codon AUG से bind करता है I यह initiation
stage पूर्ण होती है ribosome की बड़ी उपइकाई क
े छोटी उपइकाई से जुड़ने पर, जिससे initiation complex
बनता है I इसक
े बाद उचित aa-tRNA A site पर matching codon से bind होता है जिससे aminoacyl units
अगले चरण में आपस में पेपटाइड बॉन्ड बनाने हेतु अगल - बगल स्थापित हो जाती हैं I
Elongation of polypeptide chain:
Elongation step में पहला amino acid (methionine) A site पर दूसरे tRNA (aa2-tRNA) क
े द्वितीय
अमीनो एसिड से जुड़ता है I यह reaction peptidyl transferase द्वारा catalyze होता है I इस reaction क
े बाद
9

10. P site का free tRNA mRNA को छोड़ देता है और mRNA एक codon आगे बढ़ जाता है I फिर तृतीय charged
tRNA A site (जो एक codon क
े बायें ओर खिसकने से रिक्त हो चुकी है) पर matching तीसरे codon से जुड़
जाता है I अब Met-aa2 और aa3 क
े बीच एक पेपटाइड बॉन्ड बनता है और इसक
े बाद free tRNA2 क
े अलग होते
ही mRNA one codon बाएं ओर A site से P site को खिसक जाता है l यह प्रक्रिया तब तक बार - बार दोहरायी
जाती है जब तक वांछित पेपटाइड चेन प्राप्त नहीं होती I
Termination of polypeptide chain formation:
प्रोटीन संश्लेषण क
े अन्तिम चरण में (termination step) ribosome क
े chain terminating codon
(nonsense codon or STOP codon) पर पहुंचते ही संश्लेषित polypeptide मुक्त हो जाता है और ribosome
दूसरी प्रोटीन क
े संश्लेषण हेतु पुनः उपयोग हो सकता है I Polypeptide chain ribosome से मुक्त होने क
े उपरांत
अपना विशिष्ट secondary, tertiary और quaternary structure धारण करती है I]
Q.12. Describe the regulation of protein synthesis in bacteria.[बैक्टीरिया में प्रोटीन संश्लेषण क
े
नियंत्रण का वर्णन करें I]
Or
Explain Lac Operon. [Lac Operon को समझायें I]
Ans. In prokaryotes the protein biosynthesis is regulated mostly at the transcriptional level. The
regulation of protein synthesis is based on the principle of "as and when required". Taking the
example of induction of β-galactosidase (lactase) in Escherichia coli. These bacteria synthesize
very small amount of galactosidase in a glucose containing medium but when these bacteria are
transferred to a lactose containing medium they start synthesizing this enzyme so that they
could utilize lactose and grow well. This ability of bacteria to synthesise a particular enzyme as
and when required is regulated by a set of genes and their control elements referred to as "Lac
Operon"(The collection of structural genes and their control elements is called an "Operon").
Lac Operon is responsible for the synthesis of three enzymes, namely β-galactosidase,
galactoside permease and thiogalactoside transacetylase and the corresponding three
structural genes for these enzymes are continuously located and referred to as Z, Y and A
genes respectively. These structural genes are preceded by two control elements, the O
(operator) and the P (promotor) and also a regulatory gene (I). RNA polymerase binds to the P
(promotor) during transcription.
When bacteria are grown in glucose medium the I gene produces I-mRNA which combines with
the ribosome and its translation results in the synthesis of a protein called Repressor. This
Repressor binds to the O gene and this prevents the transcription of Z, Y and A genes.
In presence of an inducer (lactose) the Repressor binds to the inducer (lactose) to form an
inducer - Repressor complex which has no affinity for the O gene. Therefore, the structural
genes Z, Y and A are transcribed to give lac-mRNA and thereby the synthesis of
10

11. β-galactosidase, galactoside permease and thiogalactoside transacetylase occurs. Since the
inducer-Repressor interaction is reversible, when the concentration of inducer (lactose)
decreases the Repressor gets free and binds to the O gene and transcription of lac-operon is
switched off. In this way the protein synthesis is controlled in response to the prevailing
environment.
[Prokaryotes में प्रोटीन संश्लेषण का नियंत्रण अधिकतर transcriptional level पर होता है और यह नियंत्रण
“जब भी आवश्यकता हो” क
े सिद्धांत पर आधारित होता है I उदाहरण - ऐशेरिशिया कोलाई (Escherichia coli) में
β-galactosidase (lactase) का प्रेरण (induction) : ये बैक्टीरिया एक ग्लूकोस medium में बहुत कम मात्रा में
galactosidase का संश्लेषण कर पाते हैं किन्तु जब इन बैक्टीरिया को lactose वाले medium में ट्रांसफर करते हैं
तो वे इस enzyme का संश्लेषण शुरू कर देते हैं ताकि वे (बैक्टीरिया) lactose का उपयोग करक
े अच्छी तरह
वृद्धि कर सक
ें I E. coli द्वारा एक विशिष्ट enzyme की, आवश्यकता पड़ने पर, संश्लेषण की इस क्षमता का
विनिमय (नियंत्रण) genes क
े एक समूह और उसक
े नियंत्रण तत्वों द्वारा होता है जिसे “लैक्टोज़ ऑपेरॉन" या
लैक ऑपेरॉन” (Lactose Operon or Lac Operon) कहते हैं I इन structural genes और उनक
े नियंत्रण तत्वों
को "Operon" कहते हैं I
Lac Operon तीन enzymes β-galactosidase, galactoside permease और thiogalactoside
transacetylase क
े संश्लेषण क
े लिए ज़िम्मेदार होता है I इन तीन enzymes क
े तदनुरूपी तीन structural
genes क्रमशः Z, Y और A genes लगातार स्थित होती हैं I इन structural genes क
े पहले O (operator) और
P (promotor) दो नियंत्रण तत्व (control elements) तथा एक regulatory (l) gene स्थित होती हैं I P
(promotor) से ट्रांस्कृ प्शन क
े दौरान RNA polymerase bind होता है I
जब बैक्टीरिया glucose medium में वृद्धि (grow) करते हैं तो ‘I’ gene I-mRNA बनाती है जो ribosome से
जुड़ती है और इसक
े ट्रांसलेशन द्वारा ‘Repressor’ प्रोटीन बनती है I यह ‘Repressor’ O gene से bind करती है
जिससे Z, Y और A genes का ट्रांस्कृ प्शन रुक जाता है I प्रेरक lactose (inducer) की उपस्थिति में Repressor
bind करता है इस inducer (lactose) से जिससे एक inducer - Repressor complex बनता है जिसका O
gene क
े प्रति कोई आकर्षण नहीं होता I इसलिए, structural genes Z, Y और A का ट्रांस्कृ प्शन हो पाता है और
lac-mRNA बनता है जिससे β--galactosidase, galactoside permease और thiogalactoside
transacetylase का संश्लेषण होता है I चूंकि inducer-Repressor interaction reversible होता है, इसलिए
जब inducer (lactose) का concentration कम होता है तो Repressor free होकर O gene से bind हो जाता
है और lac-operon का transcription switched off हो जाता है I इस प्रकार प्रचलित वातावरण क
े अनुसार
प्रोटीन संश्लेषण नियंत्रित होता है I]
Q.13. What are antibiotics? Name two antibiotics that inhibit protein synthesis in bacteria
and mention their mechanism of action.[एंटीबायोटिक्स क्या हैं? दो एंटीबायोटिक्स का नाम बतायें जो
बैक्टीरिया में प्रोटीन संश्लेषण को रोकते हैं और उनकी mechanism of action भी लिखें I]
Ans. Antibiotics are compounds that inhibit the growth and metabolism of bacteria at small
concentrations.
Streptomycin and Tetracycline are two antibiotics which inhibit protein synthesis in bacteria.
11

12. Streptomycin: It interferes with the binding of fMet-tRNA to the P site of the ribosome and
thereby inhibits the initiation of synthesis of a polypeptide chain in bacteria. It also causes
misreading of mRNA resulting in inhibition of initiation and elongation steps of protein synthesis
in bacteria and thereby inhibits the growth of bacteria. The frequent error incorporated by
streptomycin is the insertion of isoleucine in place of phenylalanine in bacterial protein.
Tetracycline: It binds to the 30S subunit of the ribosome and inhibits the binding of
aminoacyl-tRNA to the ribosome and thereby inhibiting protein synthesis in bacteria. When the
protein synthesis in bacteria is inhibited the bacteria eventually die.
[प्रतिजैविक (antibiotics) वो यौगिक (compounds) हैं जो अपनी अल्प मात्रा में ही बैक्टीरिया की वृद्धि और
चयापचय को रोकते हैं I
Streptomycin और Tetracycline दो antibiotics हैं जो बैक्टीरिया में protein synthesis को रोकते हैं I
Streptomycin: यह ribosome की P site पर fMet-tRNA की binding में हस्तक्षेप करता है जिससे बैक्टीरिया
में polypeptide chain क
े संश्लेषण की शुरुआत बाधित होती है I इसक
े अतिरिक्त यह mRNA को गलत पढ़ने
का कारण भी बनती है जिससे बैक्टीरिया में प्रोटीन संश्लेषण प्रक्रिया क
े initiation और elongation steps
अवरुद्ध होते हैं I Streptomycin क
े कारण बार - बार होने वाली इस त्रुटि से बैक्टीरिया की प्रोटीन में
phenylalanine क
े स्थान पर isoleucine सन्निविष्ट (insert) हो जाती है I
Tetracycline: यह ribosome की 30S subunit से bind हो जाता है जिससे aminoacyl-tRNA की ribosome
से binding बाधित होती है और इस कारण बैक्टीरिया में प्रोटीन संश्लेषण अवरुद्ध होती है I बैक्टीरिया में प्रोटीन
संश्लेषण अवरुद्ध होने पर अंततः बैक्टीरिया मर जाते हैं I]
Q.14. What are tumors? How many types of tumors are found? Describe briefly.[Tumors
क्या होते हैं? कितने प्रकार क
े tumors पाए जाते हैं? संक्षेप में लिखें I]
Ans. When cells lose their developmental controls and continue to grow and multiply in an
unregulated manner resulting in excessive multiplication of the altered cells and growth of a
tumor. Thus the abnormal growth of cells is called tumors. There are two types of tumours:
1. Benign tumors -- grow slowly and its cells stay together. These tumours are often
encapsulated in a layer of connective tissue hence don't spread to other parts of the body. They
are rarely life threatening. Examples: warts and moles.
2. Malignant tumors -- grow in an invasive manner and they are not encapsulated. Because of
being uncapsulated some of these cells may escape from the tumor to colonize other sites in
the body to give secondary tumors which is called metastasis. Malignant tumors are invariably
life-threatening if left untreated. Malignant tumours are termed as cancers.
[जब कोशिकाएं अपने विभाजन और वृद्धि का नियंत्रण खो देती हैं तो वे असामान्य और अनियंत्रित रूप से
विभाजित होती हैं I कोशिकाओं की इस असामान्य वृद्धि को tumor कहते हैं I Tumors दो प्रकार क
े होते हैं :
1. Benign tumors – जिनकी वृद्धि धीमी होती है और इसकी कोशिकाएं एकत्रित रहती हैं I ये tumors अक्सर
connective tissues की एक पर्त से संपुटित (encapsulated) रहते हैं, इसलिए शरीर क
े अन्य हिस्सों में नहीं
फ
ै लते I ये कभी-कभार ही घातक होते हैं I उदाहरण - मस्से और तिल (warts and moles)
2. Malignant tumors -- इन tumors की वृद्धि आक्रामक तरीक
े से होती है और ये संपुटित (encapsulated)
नहीं होते जिसक
े कारण इनकी क
ु छ कोशिकाएं tumor से निकलकर शरीर क
े अन्य हिस्सों में एकत्रित होकर
secondary tumors को जन्म देती हैं और इसे metastasis कहते हैं I Malignant tumors का यदि इलाज नहीं
किया जाए तो ये निरपवाद रूप से घातक होते हैं I Malignant tumours ही cancers कहलाते हैं I]
Q.15. Define cancer and describe the cancer causing agents (carcinogens) briefly.[कैं सर को
परिभाषित करें और कैं सरकारी तत्वों क
े बारे में संक्षेप में लिखें I]
Ans. Cancer is defined as uncontrolled growth and division of certain cells with the potential to
invade or spread to other parts of the body. Immortality and uncontrolled growth are
12

13. characteristic features of cancer cells. Cancer is known to be produced by a variety of agents
called carcinogens. These are :
● Physical carcinogens : such as ionising radiations like ultraviolet rays which may cause
skin cancer and X-rays which may damage cellular DNA resulting in cancer.
● Chemical carcinogens : may combine with DNA or insert between its bases producing
errors in DNA replication and transcription resulting in altered proteins.
Some non-carcinogenic chemicals may promote the activity of chemical carcinogens.
e.g. acetylaminofluorene is a mild hepatocarcinogen when administered alone but the
sequential administration of acetyl aminofluorene and phenobarbital (non carcinogen)
produced more liver tumours. Many chemicals in our environment e.g. cigarette smoke
may contain such cancer promoting factors. Some cellular metabolism may also activate
chemical carcinogens.
● Virus-produced cancers: Several virus produced cancers have been identified. For
example : Ron sarcoma virus which produces sarcoma in chicken. Its genome consists
of four genes. One of these four genes is called V-src which is responsible for cell
transformation of the host cells. It has considerable homology with a normal cellular
gene of the host (C-src). The V-src is called oncogene, the cancer causing gene. The
proteins synthesized by the viral oncogene in the host cells mimic the effect of normal
polypeptide growth factors hormones of the host and thereby possibly causing
uncontrolled growth of the cancer cells. However, the exact mechanism of transformation
is not yet clear. Human papillomavirus, hepatitis B and C viruses are some examples of
cancer causing viruses in humans.
[जब शरीर की क
ु छ कोशिकाएं अनियंत्रित रूप से विभाजित और वृद्धि करती हैं और जो शरीर क
े अन्य भागों पर
भी आक्रमण करती हैं और/या अन्य अंगों में फ
ै ल जाती हैं तो इसे cancer या कर्क रोग कहते हैं I अविनाशिता और
अनियंत्रित वृद्धि कैं सर कोशिकाओं की विशेषणिक विशेषताएं (characteristic features) होती हैं I विभिन्न तत्व
कैं सरकारी (carcinogens) हो सकते हैं :
● Physical carcinogens - Ionising radiations जैसे ultraviolet rays जो त्वचा का cancer करते हैं
और X-rays जो cell क
े DNA को क्षति पहुँचकर कैं सर कर सकती हैं I
● Chemical carcinogens - क
ु छ क
े मिकल्स DNA से जुड़कर या उसक
े bases क
े बीच घुसकर DNA
replication और transcription में त्रुटि करक
े परिवर्तित प्रोटीन्स बनाकर कैं सर करते हैं I
क
ु छ non-carcinogenic chemicals किसी अन्य chemical carcinogen की activity को बढ़ा सकते हैं
जैसे - acetylaminofluorene अक
े ले एक हल्का hepatocarcinogen है किन्तु जब इसे
phenobarbital, जो carcinogen नहीं है, क
े साथ किसी क
े शरीर में दिया जाता है तो liver में और
अधिक tumors उत्पन्न करता है I हमारे वातावरण में कैं सर को बढ़ावा देने वाले ऐसे कई तत्व होते हैं जैसे
- सिगरेट का धुआँ I क
ु छ कोशिकीय चयापचय भी chemical carcinogens को सक्रिय करती हैं I
● Virus-produced cancers - virus द्वारा उत्पन्न कई कैं सर पहचाने गए हैं जैसे - Ron sarcoma
virus जो chicken में sarcoma उत्पन्न करता है l इसक
े genome में चार genes होती हैं जिसमें से
एक को V-src कहते हैं जो host cells क
े कोशकीय रूपान्तरण क
े लिए ज़िम्मेदार होती है I V-src की
host क
े सामान्य cellular gene (C-src) से काफ़ी सजातीयता (homology) होती है I V-src को
oncogene (कैं सरकारी gene) कहते हैं I Host cell में virus की oncogene द्वारा संश्लेषित प्रोटीन
host क
े सामान्य polypeptide growth factors hormones क
े प्रभाव की नकल उतरती है जो संभवतः
कैं सर cells की अनियंत्रित वृद्धि का कारण बनती है I हालांकि, इस रूपान्तरण की बिल्क
ु ल सही
कार्यविधि अभी भी स्पष्ट नहीं है I Human papillomavirus, hepatitis B और C viruses मनुष्यों में
कैं सर उत्पन्न करने वाले viruses क
े क
ु छ अन्य उदाहरण हैं I]
13

14. Q.16. Describe the different phases of growth and multiplication of a normal eukaryotic
cell. What are retroviruses?[एक सामान्य eukaryotic कोशिका की वृद्धि और गुणन की विभिन्न
अवस्थाओं का वर्णन करें I retroviruses क्या होते हैं I]
Ans. The different phases of growth and multiplication of a normal cell are: G1 phase, S phase,
G2 phase, M phase and Go phase. The first stage in the life of the cell is the G1 phase during
which many biomolecules including enzymes are formed. The cell increases in size and gets
ready for DNA synthesis. This is followed by S phase during which DNA replication occurs. Next
phase is G2 which serves as a gap between DNA synthesis and mitosis. Now the cell cycle is
ready to enter the next phase which is M phase. During M phase mitosis occurs resulting in
division of cell into two daughter cells. Then the cell growth stops and another cycle of cell
growth starts. The normal cells can enter a resting phase Go from G1 phase when further
growth and multiplication is not required and they can revert to G1 when growth is needed.
[एक सामान्य कोशिका क
े गुणन और वृद्धि की विभिन्न चरण हैं : G1 phase, S phase, G2 phase, M
phase और Go phase. कोशिका क
े जीवन क
े पहले चरण (G1) में कई biomolecules, enzymes सहित, बनते
हैं I कोशिका की वृद्धि होती है और यह DNA क
े संश्लेषण हेतु तैयार होती है I इसक
े बाद दूसरे चरण (S) में DNA
replication होता है I तीसरा चरण (G2) DNA संश्लेषण और mitosis क
े बीच एक अंतराल होता है I अब कोशिका
चक्र चौथे चरण (M) में प्रवेश क
े लिए तैयार होती है जिसमें mitosis होती है जिससे कोशिका दो संतति कोशिकाओं
(daughter cells) में विभाजित होती है I तब कोशिका वृद्धि रुक जाती है और एक दूसरा कोशिका वृद्धि चक्र शुरू
होता है I जब कोशिका क
े गुणन और वृद्धि की आगे आवश्यकता नहीं होती तो सामान्य कोशिकाएं G1 चरण से
एक निष्क्रिय या शांत चरण (Go) में जा सकती हैं और आवश्यकता पड़ने पर पुनः G1 चरण में जा सकती हैं I
Retroviruses: are RNA viruses which carry genetic information on RNA instead of DNA. When
such a virus enters a host cell it uses its own enzyme called reverse transcriptase to convert its
RNA into DNA which integrates into the host DNA which then transcribes and translates the viral
gene to produce the proteins required for making new copies of the virus. Examples: Ron's
sarcoma virus, HIV.
[Retroviruses: वो viruses होते हैं जिनमें genetic information DNA क
े बजाए RNA में होती है I जब ऐसा
एक virus host cell में प्रवेश करता है तो यह अपना एक enzyme reverse transcriptase की मदद से अपने
RNA को DNA में परिवर्तित करता है और यह DNA host DNA में एकीकृ त हो जाता है और viral gene को
transcribe और translate करक
े virus की नई copies बनाने हेतु आवश्यक प्रोटीन्स संश्लेषित करता है I
उदाहरण - Ron's sarcoma virus, HIV
Q.17. Mention the role of the following:
SSB proteins, DNA- helicase, 3'-5' exonuclease activity and DNA-ligase.[SSB proteins,
DNA- helicase, 3'-5' exonuclease activity और DNA-ligase क
े कार्य लिखें I]
Ans.
SSB proteins: The single stranded binding (SSB) proteins bind to the two separated DNA
strands during replication to prevent the premature annealing to prevent the two separated DNA
14

15. strands from forming the double helix again before the completion of DNA replication. These
SSB proteins are ubiquitous in all living organisms.
DNA-helicase: DNA replication begins with unwinding of its double helix resulting in separation
of the two single strands of DNA. This is done by binding of helicase to specific sites in the DNA
molecule. There are many helicases which function in all processes in which strand separation
must be catalyzed such as DNA replication, DNA repair and recombination, and transcription of
RNA.
3'-5' exonuclease activity: DNA polymerase I also possesses some 3'-5' exonuclease activity
which is important for "proof reading" during during DNA replication. If a nucleotide is wrongly
incorporated during DNA replication it is excised by the 3'-5' exonuclease activity. After excision
of the wrong nucleotide the normal activity of DNA polymerase for DNA replication resumes.
DNA-ligase: This enzyme is used to join the Okazaki fragments formed by the lagging strand
during DNA replication to make a continuous strand.
[SSB proteins: Single stranded binding (SSB) proteins DNA रेप्लीक
े शन क
े दौरान पृथक हुए दो
strands से bind करती है ताकि DNA रेप्लीक
े शन प्रक्रिया पूरी होने से पहले ही पृथक हुए strands की
annealing नहीं होने पाए और दोनों strands मिलकर double helix नहीं बना पाएं I ये SSB प्रोटीन्स सभी
living organisms में पायी जाती हैं I
DNA-helicase: DNA रेप्लीक
े शन शुरू होता है double helix क
े खुलने और दो single strands क
े पृथक होने
से और यह संभव हो पाता है DNA molecule की विशिष्ट sites पर DNA-helicase enzyme क
े bind होने पर I
ऐसे कई helicase होते हैं जिनका उपयोग उन सभी प्रक्रियाओं में होता है जिनमें DNA strand को पृथक करने की
आवश्यकता होती है, जैसे - DNA replication, DNA repair एवं recombination, और RNA का ट्रांस्कृ प्शन I
3'-5' exonuclease activity: DNA polymerase I में क
ु छ 3'-5' exonuclease activity भी होती है जिसका
DNA रेप्लीक
े शन क
े दौरान "proofreading" में उपयोग होता है I DNA रेप्लीक
े शन क
े दौरान यदि कोई गलत
nucleotide समाविष्ट हो जाता है तो DNA polymerase l की 3'-5' exonuclease activity द्वारा उसे हटा
दिया जाता है और फिर DNA polymerase अपनी normal activity द्वारा DNA replication पुनः शुरू कर देता
है I
DNA-ligase: इस enzyme का उपयोग DNA रेप्लीक
े शन क
े दौरान lagging strand द्वारा बने Okazaki
fragments को आपस में जोड़ने में होता है जिससे एक continuous strand बन सक
े I]
Q.18. Fill in the blanks:
(i) Avery and coworkers showed that the ‘transforming principle’ of Griffith's experiment was
_____.
(ii) Parent DNA क
े complementary DNA बनने की इस प्रक्रिया को DNA ______ कहते हैं I
(iii) The action of enzyme ______ resulting in separation of two single strands of DNA and
formation of a 'Y' shapped replication fork.
(iv) _____ protein binds to the two separated strands and prevents annealing (reformation of
double helix) during DNA replication.
(v) The replication of both the DNA strands proceeds from ___ to __ end.
(vi) If there is a wrong nucleotide incorporated during DNA replication then it is excised by 3'-5'
_______ activity of DNA polymerase.
(vii) ________ enzyme का उपयोग DNA रेप्लीक
े शन क
े दौरान lagging strand द्वारा बने Okazaki
fragments को आपस में जोड़ने में होता है I
(viii) DNA रेप्लीक
े शन क
े दौरान lagging strand द्वारा बनी polynucleotides की छोटी - छोटी chains को
________ fragments कहते हैं I
15

16. (ix) The process by which a particular segment of DNA is copied into an RNA strandis called
________.
(x) DNA replication में enzymes ________ _ _ _ शामिल होते हैं, जबकि RNA transcription में
_________ शामिल होता है I]
(xi) DNA replication requires a _____ but RNA transcription does not require any _____.
(xii) _______ activity is present in DNA polymerase but it is absent in RNA polymerase.
(xiii) The relationship between the sequence of bases in DNA or mRNA and the sequence of
amino acids in proteins specified by them is called ________ code.
(xiv) The initiation codon in protein synthesis is _____ and the termination or stop codons are
_____, _____ and _____.
(xv) The two subunits of E. coli ribosome are ___ S and ____ S.
(xvi) The two subunits of eukaryotic ribosome are ___ S and ____ S.
(xvii) The first step of protein synthesis in which charged RNA is formed, is catalyzed by the
enzyme _________.
(xviii) The initiation of polypeptide chain begins with the binding of initiator tRNA bearing
_______.
(xix) The elongation step of protein synthesis is catalyzed by an enzyme ______.
(xx) The collection of structural genes and their control elements is called an ______.
(xxi) Lac Operon is responsible for the synthesis of three enzymes, namely _____, _____, and
______ and the corresponding three structural genes for these enzymes are referred to as __,
___ and ___ genes respectively.
(xxii) The compounds that inhibit the growth and metabolism of bacteria at small concentrations
are called ________.
(xxiii) _________ interferes with the binding of fMet-tRNA to the P site of the ribosome during
protein synthesis in bacteria.
(xxiv) Malignant tumours are termed as ______.
(xxv) The uncontrolled growth and division of certain cells with the potential to invade or spread
to other parts of the body is called ______.
(xxvi) The cancer causing agents are called _______.
(xxvii) Human papillomavirus, hepatitis B और C viruses मनुष्यों में _____ उत्पन्न करने वाले viruses
क
े क
ु छ अन्य उदाहरण हैं I
(xxviii) DNA replication occurs in _____ phase of cell cycle.
(xix) Mitosis occurs in ___ phase of cell cycle.
(xxx) वो viruses जिनमें genetic information DNA क
े बजाए RNA में होती है, उन्हें __________ कहते हैं I
Ans. (i) DNA, (ii) replication, (iii) helicase, (iv) ssb, (v) 5’, 3’, (vi) exonuclease, (vii) DNA-ligase,
(viii) Okazaki, (ix) transcription, (x) DNA polymerase l, ll, lll, RNA polymerase, (xi) primer, primer,
(xii) exonuclease, (xiii) genetic, (xiv) AUG, UAA, UAG, UGA, (xv) 50,30, (xvi) 60,40, (xvii)
aminoacyl-tRNA synthetase, (xviii) methionine, (xix) peptidyl transferase, (xx) operon,
(xxi)β-galactosidase, galactoside permease and thiogalactoside transacetylase, Z, Y, A, (xxii)
antibiotics, (xxiii) streptomycin, (xxiv) cancers, (xxv) cancer, (xxvi) carcinogens, (xxvii) कैं सर,
(xxviii) S, (xix) M, (xxx) retrovirus
16

17. REFERENCES:
1. IGNOU, CHE - 9 Biochemistry, Block 4
2. Lehninger Principles of biochemistry, seventh edition ; David L. Nelson & Michael M. Cox.
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Dr. P. K. Nigam
Ph. D. (Retired Biochemist)
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