युकॅरीऑटीक (eukaryotic) पेशीं संदर्भात गुणसूत्र जनुकीय साहित्य DNA संबंधित खालील विधानांचा विचार करा. (a) युकॅरीऑटीक (eukaryotic) पेशीतील गुणसूत्रांमध्ये जीन साहित्य डी.एन.ए. (DNA) सोबत ''हीस्टोन'' लघु प्रथिने संलग्नित असतात. (b) या प्रथिनांमध्ये आरजेनीन व लायसीन या मूलभूत अमिनो आम्लाचा जास्त प्रमाणात सहभाग असतो. (c) या प्रथिनांमध्ये ट्रोप्टोफॅन या मूलभूत आम्लाचा अभाव असतो.
- (1)फक्त पहिले विधान बरोबर आहे.
- (2)वरील तीन्ही विधाने बरोबर आहेत.
- (3)फक्त पहिले व दुसरे विधान बरोबर आहे परंतु तीसरे चूक आहे.
- (4)फक्त तीसरे विधान बरोबर आहे.
बरोबर उत्तर पर्याय (2) — छापलेली तिन्ही विधाने टिकतात. इथे तीनच विधाने आहेत, म्हणून चौथ्या विधानाचा शोध घेऊ नये. विधान (a) ही हिस्टोनची व्याख्याच आहे. हिस्टोन ही लहान, धनभारित प्रथिने असून ती दृश्यकेंद्रकी गुणसूत्रांचा डीएनए बांधून त्याची घडी घालतात : सुमारे दोन मीटर लांबीचा डीएनए काही मायक्रोमीटर व्यासाच्या केंद्रकात बसवावा लागतो, आणि त्या घडीची पहिली व सर्वांत महत्त्वाची पायरी हिस्टोनच पार पाडतात. पुनरावृत्त होणारे एकक म्हणजे न्यूक्लिओसोम, ज्यात सुमारे 147 क्षारजोड्यांचा डीएनए H2A, H2B, H3 आणि H4 या प्रत्येकी दोन प्रतींनी बनलेल्या अष्टकाभोवती जेमतेम दोनदा गुंडाळला जातो; आणि पाचवे हिस्टोन H1 लागोपाठच्या न्यूक्लिओसोमांना जोडणारा डीएनए बांधून त्यांची माळ अधिक जाड तंतूत ओढून घेते. विजाणू सूक्ष्मदर्शकाखाली उलगडलेले रूप धाग्यावरच्या मण्यांसारखे दिसते, आणि हे प्रारूप 1970 च्या दशकाच्या मध्यावर मुख्यतः रॉजर कॉर्नबर्ग यांनी मांडले. विधान (b) बरोबर आहे, आणि हिस्टोन हे काम मुळात करू शकतात याचे कारणही तेच सांगते. त्यांच्यात आरजिनीन व लायसीन ही क्षारधर्मी अमिनो आम्ले विपुल असतात आणि पेशीतल्या सामू पातळीवर त्यांच्या बाजूच्या शृंखलांवर धन भार असतो; तर डीएनएच्या शर्करा-फॉस्फेट सांगाड्यावर प्रत्येक फॉस्फेटपाशी ऋण भार असतो. या दोहोंमधले विद्युतस्थितिक आकर्षणच डीएनएला हिस्टोनच्या गाभ्याशी धरून ठेवते. विधान (c) हेही बरोबर आहे, आणि उमेदवार नेमके याच विधानावर अडखळतात, कारण ते एखाद्या गोष्टीच्या अनुपस्थितीचा दावा करते. हिस्टोनमध्ये ट्रिप्टोफॅन नसते. हे प्रथिन-भांडारातल्या क्रमवारींशी थेट ताडून पाहता येते : मानवी गाभा-हिस्टोन H2A, H2B, H3.1 आणि H4, तसेच जोडणारी हिस्टोन H1.2 व H1.4 यांच्यात मिळून एकही ट्रिप्टोफॅन अवशेष नाही, तर लायसीन व आरजिनीन मात्र विपुल आहेत — उदाहरणार्थ H4 हे 103 अमिनो आम्लांचे असून त्यात अकरा लायसीन, चौदा आरजिनीन आणि एकही ट्रिप्टोफॅन नाही. तिन्ही विधाने भक्कम असल्याने ती सर्व स्वीकारणारी ओळच उत्तर ठरते — पर्याय (2). छपाईची एक नोंद, जी मराठी स्तंभापुरतीच आहे : विधान (c) मध्ये ट्रिप्टोफॅनला 'मूलभूत आम्ल' असे म्हटले आहे, तर इंग्रजी स्तंभात तसा कोणताही शब्द नाही — तिथे फक्त 'या प्रथिनांत ट्रिप्टोफॅन नसते' एवढेच म्हटले आहे. विधान (b) मध्ये आरजिनीन व लायसीन यांना 'मूलभूत अमिनो आम्ल' म्हटले आहे, म्हणजे तिथे 'मूलभूत' हा शब्द क्षारधर्मी या अर्थाने वापरला आहे. तोच अर्थ विधान (c) ला लावला तर तो चुकीचा ठरतो, कारण ट्रिप्टोफॅन क्षारधर्मी नसून सुगंधी व अध्रुवीय अमिनो आम्ल आहे; आणि 'मूलभूत' हा शब्द 'अत्यावश्यक' या अर्थाने घेतला तर तो बरोबर ठरतो, कारण ट्रिप्टोफॅन ही अत्यावश्यक अमिनो आम्लांपैकी एक आहे. दोन्ही वाचनांत विधानाचा खरा दावा — हिस्टोनमध्ये ट्रिप्टोफॅन नसते — तसाच टिकतो, आणि उत्तरतालिका त्याच दाव्यावर उभी आहे. हा शब्द छापील पेपरातलाच असून कार्ड तो दुरुस्त करत नाही.
- (1)फक्त पहिले विधान बरोबर आहे. — ही ओळ हिस्टोनची व्याख्या स्वीकारते आणि त्यांच्या घटकांविषयीची दोन्ही विधाने नाकारते; दोन्ही नकार पडतात. आरजिनीन व लायसीन यांची विपुलता हिस्टोनचे आनुषंगिक वैशिष्ट्य नसून तीच त्यांच्या कामाचे कारण आहे : त्यांच्या धनभारित बाजू-शृंखला डीएनएच्या ऋणभारित फॉस्फेट सांगाड्याला बांधून ठेवतात, आणि हा भार काढून घेतलेले हिस्टोन डीएनए मुळीच धरू शकणार नाही. ट्रिप्टोफॅनचा अभावही तितकाच नोंदीत आहे, कारण तो प्रथिनांच्या क्रमवारींत प्रत्यक्ष मोजून पाहता येतो. उमेदवार ही ओळ याविरुद्ध काही माहीत असल्यामुळे निवडत नाही, तर पहिले विधान परिचित असते आणि पुढची दोन नसतात म्हणून निवडतो. अपरिचित विधान म्हणजे खोटे विधान नव्हे; विधान-पडताळणीत प्रत्येक वाक्य स्वतंत्रपणे तपासावे लागते आणि परिचितपणा हा पुरावा मानता येत नाही.
- (3)फक्त पहिले व दुसरे विधान बरोबर आहे परंतु तीसरे चूक आहे. — हा प्रश्न ज्या उत्तरासाठी बांधला आहे ती हीच ओळ आहे, आणि इतर कोणत्याही चुकीच्या ओळीपेक्षा तीच अधिक वेळा निवडली जाते. तिचे पहिले दोन भाग बरोबर आहेत आणि मग ती नेमके तेच विधान नाकारते जे बहुतेक उमेदवारांनी कुठेच वाचलेले नसते — हिस्टोनमध्ये ट्रिप्टोफॅन नसते हे. हा दावा अतिशय बारीक तपशिलासारखा वाटतो, आणि ज्याचा आशय कधी भेटलाच नाही अशा वाक्यावर संशय घेणे स्वाभाविक आहे. तरीही तो खरा आहे, आणि तो सर्वांत थेट पद्धतीने तपासता येतो — गाभा-हिस्टोनांच्या अमिनो आम्ल क्रमवारी वाचून; त्यांच्यात एकही ट्रिप्टोफॅन अवशेष नाही. इथून घ्यायचा धडा असा : 'अमुक गोष्ट नाही' असे सांगणारे विधान नुसते ते ऐकले नाही म्हणून खोटे ठरत नाही. तिन्ही विधाने खरी असणे ही रचना उमेदवारांना अवघड जाते, कारण पेरलेली चूक शोधणारा वाचक ती नसतानाही तयार करून घेतो.
- (4)फक्त तीसरे विधान बरोबर आहे. — ही ओळ तिन्हींपैकी सर्वांत अपरिचित विधान स्वीकारते आणि गुणसूत्रांविषयीच्या प्रत्येक मांडणीत येणारी दोन विधाने नाकारते; ही चुकीची दिशा नेहमीच्या चुकीच्या उलट असल्याने विचारपूर्वक तिथवर पोहोचणे अवघड आहे. विधान (a) ही पाठ्यपुस्तकी व्याख्या आहे — दृश्यकेंद्रकी पेशींच्या गुणसूत्रीय डीएनएसोबत संलग्न असलेली लहान प्रथिने म्हणजे हिस्टोन — आणि ती उत्क्रांतीत सर्वाधिक अपरिवर्तित राहिलेल्या प्रथिनांपैकी आहेत; हिस्टोन H4 गाय आणि वाटाणा यांच्यासारख्या दूरच्या सजीवांतही जेमतेम दोन अवशेषांनी वेगळे असते. विधान (b) मध्ये सांगितलेली आरजिनीन व लायसीनची विपुलता हिस्टोन डीएनए कसा धरतात याचे स्पष्टीकरण आहे. या दोन विधानांना नाकारणे म्हणजे गुणसूत्ररचनेचा गाभाच नाकारणे, आणि तेवढ्यासाठी कोणताही आधार पेपरात किंवा पाठ्यपुस्तकात नाही.
गुणसूत्रद्रव्य म्हणजे डीएनए व प्रथिने यांचा संयोग, ज्यातून दृश्यकेंद्रकी गुणसूत्र बनते, आणि हिस्टोन हे त्याचे मुख्य प्रथिन घटक आहेत. हिस्टोनचे पाच वर्ग आहेत : H2A, H2B, H3 आणि H4 ही चार गाभा-हिस्टोन, जी प्रत्येकी दोन प्रतींचे अष्टक बनवतात, आणि H1 हे जोडणारे हिस्टोन. प्रत्येक अष्टकाभोवती सुमारे 147 क्षारजोड्यांचा डीएनए गुंडाळला जाऊन न्यूक्लिओसोम तयार होते; लागोपाठची न्यूक्लिओसोम जोडणाऱ्या डीएनएच्या छोट्या तुकड्यांनी वेगळी होतात, आणि डीएनए जिथे आत शिरतो व बाहेर पडतो तिथे H1 बांधले जाऊन धाग्यावरच्या मण्यांसारख्या रूपाचे घट्ट तंतूत रूपांतर होते; पुढे त्याच्या वेटोळ्यांतून अखेर मध्यावस्थेतले गुणसूत्र बनते. ही घडी टोकाची आहे — प्रत्येक मानवी केंद्रकात सुमारे दोन मीटर डीएनए — आणि ती विद्युतस्थितिक आकर्षणावर चालते : हिस्टोनमधले आरजिनीन व लायसीन अवशेष धनभारित असतात, डीएनए त्याच्या फॉस्फेट सांगाड्यावर ऋणभारित असतो, आणि दोघे एकमेकांना बांधतात. संपूर्ण जीवशास्त्रात सर्वाधिक अपरिवर्तित राहिलेल्या प्रथिनांपैकी हिस्टोन आहेत, आणि यावरून हे काम किती कमी बदल सहन करते ते कळते. शिवाय ती केवळ संरचनात्मक नाहीत. गाभा-हिस्टोनांच्या एन-टोकाकडच्या शेपट्या न्यूक्लिओसोमबाहेर डोकावतात आणि त्यांच्यावर रासायनिक संस्कार होतात — ॲसिटिलीकरण, मिथिलीकरण, फॉस्फोरिलीकरण — आणि त्या संस्कारांमुळे स्थानिक घडी सैल किंवा घट्ट होऊन कोणती जनुके प्रतिलेखनासाठी उपलब्ध राहतील हे ठरते. अधिजनुकशास्त्राचा मोठा भाग याच भौतिक आधारावर उभा आहे. आदिकेंद्रकींमध्ये खरी हिस्टोन नसतात; त्यांचा डीएनए केंद्रकाभ-संलग्न प्रथिनांनी सांभाळला जातो, तर आर्किआमध्ये मात्र हिस्टोनसदृश प्रथिने आढळतात.
रेणवीय जीवशास्त्र एमपीएससीच्या सामान्य विज्ञान विभागात आता नियमित येते, आणि आयोग ते एका ओळीच्या स्मरण-प्रश्नाऐवजी अनेक विधानांच्या प्रश्नांतून तपासतो, कारण विधानांचा संच एकाच विषयाचे अनेक स्तर एकाच वेळी तपासू शकतो — रेणू काय आहे, तो कशाचा बनलेला आहे, तो कुठे असतो, आणि तो काय करतो. हा प्रश्न हिस्टोनच्या बाबतीत नेमके तेच करतो, आणि त्याचे वेगळेपण असे की तिन्ही विधाने खरी आहेत — ही रचना उमेदवारांना मिश्र संचापेक्षा अवघड जाते. दोन विधाने खरी व एक खोटे असतील तर वाचकाला काहीतरी शोधायचे असते; तिन्ही खरी असतील तर पेरलेली चूक शोधणारा वाचक ती स्वतःच तयार करून घेतो, आणि इथे तिसरे विधान अनुपस्थितीचा दावा करत असल्याने संशयाचे पहिले लक्ष्य तेच ठरते. छापलेल्या पानाच्या तीन नोंदी. एक : या प्रश्नात पेपरचा नेहमीचा पर्याय-मथळा वापरलेला नाही; इथे 'खालीलपैकी योग्य पर्यायाची निवड करा :' असा मथळा असून 'योग्य' हा शब्द ठळक अक्षरांत आहे. या पेपरात पर्यायांचे मथळे प्रश्नागणिक बदलतात, त्यामुळे कोणतेही एक रूप प्रमाण मानू नये. दोन : मराठी विधान (a) मध्ये 'हीस्टोन' हा शब्द दुहेरी अवतरणचिन्हांत छापला आहे. तीन : मराठी विधान (c) मध्ये ट्रिप्टोफॅनला 'मूलभूत आम्ल' म्हटले आहे, तर इंग्रजी विधानात तसा शब्द नाही — हा फरक मराठी स्तंभापुरता आहे आणि तो वर स्पष्ट केला आहे. प्रश्न जसा छापला आहे तसाच कार्डमध्ये दिला आहे.
- हिस्टोन ही लहान क्षारधर्मी प्रथिने असून ती दृश्यकेंद्रकी गुणसूत्रांच्या डीएनएची घडी घालतात; सुमारे 147 क्षारजोड्यांचा डीएनए H2A, H2B, H3 व H4 यांच्या प्रत्येकी दोन प्रतींच्या अष्टकाभोवती गुंडाळला जाऊन न्यूक्लिओसोम बनते, आणि जोडणारे हिस्टोन H1 न्यूक्लिओसोमांमधला डीएनए बांधते.
- हिस्टोनमध्ये आरजिनीन व लायसीन ही क्षारधर्मी अमिनो आम्ले विपुल असतात; त्यांच्या धनभारित बाजू-शृंखला डीएनएच्या ऋणभारित फॉस्फेट सांगाड्याला बांधतात, आणि हेच विद्युतस्थितिक आकर्षण गुणसूत्रद्रव्य एकत्र धरून ठेवते.
- हिस्टोनमध्ये ट्रिप्टोफॅन नसते : मानवी H2A, H2B, H3.1, H4, H1.2 व H1.4 या क्रमवारींत मिळून एकही ट्रिप्टोफॅन अवशेष नाही, तर लायसीन व आरजिनीन विपुल आहेत — H4 हे 103 अवशेषांचे असून त्यात अकरा लायसीन, चौदा आरजिनीन आणि एकही ट्रिप्टोफॅन नाही.
- हिस्टोन ही उत्क्रांतीत सर्वाधिक अपरिवर्तित राहिलेल्या प्रथिनांपैकी आहेत; हिस्टोन H4 गाय आणि वाटाणा यांच्यासारख्या दूरच्या सजीवांतही जेमतेम दोन अवशेषांनी वेगळे असते.
- गाभा-हिस्टोनांच्या एन-टोकाकडच्या शेपट्यांवर ॲसिटिलीकरण, मिथिलीकरण व फॉस्फोरिलीकरण असे रासायनिक संस्कार होतात आणि त्यांतून गुणसूत्रद्रव्याची घडी सैल किंवा घट्ट होऊन कोणती जनुके प्रतिलेखित होऊ शकतात हे ठरते — अधिजनुकशास्त्राचा बराच भाग याच आधारावर उभा आहे.
- आदिकेंद्रकींमध्ये खरी हिस्टोन नसतात आणि त्यांचा डीएनए केंद्रकाभ-संलग्न प्रथिनांनी सांभाळला जातो, तर आर्किआमध्ये हिस्टोनसदृश प्रथिने आढळतात.
तिन्ही विधाने टिकतात, म्हणून तिन्हींना स्वीकारणारी ओळ — पर्याय (2). सगळीच विधाने खरी असलेला संच मिश्र संचापेक्षा हाताळायला अवघड असतो : दोन खरी व एक खोटे असेल तर वाचकाला काहीतरी शोधायचे असते, आणि तिन्ही खरी असतील तर पेरलेली चूक शोधणारा वाचक ती स्वतःच तयार करून घेतो — आणि इथे त्याचा पहिला बळी तिसरे विधानच ठरतो, कारण अनुपस्थितीचा दावा स्वीकारणे उपस्थितीच्या दाव्यापेक्षा अधिक धोक्याचे वाटते. अनुपस्थितीचा दावा खोडण्यासाठी नुसती हुरहुर पुरत नाही, त्यासाठी सकारात्मक कारण लागते. प्रश्नाभोवतीचे संदर्भ : हिस्टोन ही आजवर ज्ञात असलेल्या सर्वाधिक उत्क्रांती-स्थिर प्रथिनांपैकी आहेत — गाय आणि वाटाणा इतक्या दूरच्या सजीवांमध्येही H4 मध्ये जेमतेम दोन अवशेषांचा फरक पडतो; गाभा-हिस्टोनांच्या एन-टोकाकडच्या शेपट्यांवर होणारे ॲसिटिलीकरण, मिथिलीकरण व स्फुरदीकरण स्थानिक घडी सैल किंवा घट्ट करून कोणती जनुके लिप्यंतरित होऊ शकतील हे ठरवतात, आणि अधिजनुकशास्त्राचा बराचसा भौतिक आधार तोच आहे; आणि आदिकेंद्रकींना खरी हिस्टोन नसतात — त्यांचा डी.एन.ए. केंद्रकाभ-संलग्न प्रथिनांनी आवरला जातो — तरी आर्कियांमध्ये हिस्टोनसदृश प्रथिने आढळतात. शेवटच्या दोन नोंदी पानावरच्या : या प्रश्नात पेपरचा नेहमीचा पर्याय-मथळा वापरलेला नसून 'खालीलपैकी योग्य पर्यायाची निवड करा :' असा मथळा आहे आणि त्यातला 'योग्य' हा शब्द ठळक अक्षरांत आहे — या पेपरात मथळे प्रश्नागणिक बदलतात, त्यामुळे कोणतेही एक रूप प्रमाण मानू नये; आणि मराठी विधान (a) मध्ये 'हीस्टोन' हा शब्द दुहेरी अवतरणचिन्हांत छापला आहे.
- कधीच वाचलेले नाही म्हणून एखादे विधान खोटे मानणे — इथे ट्रिप्टोफॅनच्या अभावाचे विधान नेमके त्याच कारणाने नाकारले जाते आणि तेच खरे आहे.
- तिन्ही विधाने खरी असू शकतात हे न मानणे आणि पेरलेली चूक नसतानाही ती तयार करून घेणे.
- क्षारधर्मी अमिनो आम्ल आणि अत्यावश्यक अमिनो आम्ल हे दोन वेगळे वर्ग एकत्र करणे; आरजिनीन व लायसीन क्षारधर्मी आहेत, तर ट्रिप्टोफॅन सुगंधी व अध्रुवीय असून अत्यावश्यक आहे.
- हिस्टोन फक्त संरचनात्मक आहेत असे मानणे, तर त्यांच्या शेपट्यांवरचे रासायनिक संस्कार जनुक अभिव्यक्ती ठरवतात.
- आदिकेंद्रकींमध्येही हिस्टोन असतात असे मानणे; त्यांचा डीएनए केंद्रकाभ-संलग्न प्रथिनांनी सांभाळला जातो आणि हिस्टोनसदृश प्रथिने आर्किआमध्ये आढळतात.
रेणवीय जीवशास्त्र एमपीएससीच्या विज्ञान विभागात तीन आकारांत येते. पहिला आकार रचनेचा — डीएनएची घडी, न्यूक्लिओसोम, गुणसूत्राच्या पातळ्या — आणि तो अनेकदा याच प्रश्नासारख्या विधान-संचातून विचारला जातो. दुसरा आकार घटकांचा — कोणत्या रेणूत काय असते आणि काय नसते; इथे अनुपस्थितीचे दावे विशेषतः वापरले जातात, कारण त्यांच्यावर उमेदवाराचा विश्वास बसत नाही. तिसरा आकार कार्याचा — प्रतिलेखन, भाषांतर, जनुक अभिव्यक्ती आणि अधिजनुकीय नियंत्रण. या तिन्ही आकारांसाठी एकच सवय उपयोगी : प्रत्येक रेणूची रचना, घटक आणि कार्य असे तीन स्तंभ असलेला छोटा तक्ता ठेवावा, आणि 'अमुक गोष्ट नाही' अशा नोंदीही त्यात लिहून ठेवाव्यात, कारण नेमक्या त्याच नोंदींवर परीक्षक विधाने बांधतो.
या प्रश्नाशी थेट संबंधित मागील PYQ आढळला नाही.
- सराव प्रश्न — प्रत्यक्ष विचारलेला प्रश्न नाही
न्यूक्लिओसोमच्या गाभ्यातील अष्टक कोणत्या हिस्टोनांनी बनलेले असते ?
- (a)H1, H2A, H2B आणि H3
- (b)H2A, H2B, H3 आणि H4 यांच्या प्रत्येकी दोन प्रती
- (c)फक्त H1 च्या आठ प्रती
- (d)H3 आणि H4 यांच्या प्रत्येकी चार प्रती
उत्तर(b) H2A, H2B, H3 आणि H4 यांच्या प्रत्येकी दोन प्रती — या चार गाभा-हिस्टोनांचे अष्टक बनते आणि त्याभोवती सुमारे 147 क्षारजोड्यांचा डीएनए गुंडाळला जाऊन न्यूक्लिओसोम तयार होते. H1 हे जोडणारे हिस्टोन गाभ्यात नसून लागोपाठच्या न्यूक्लिओसोमांमधला डीएनए बांधते आणि धाग्यावरच्या मण्यांसारख्या रचनेचे अधिक घट्ट तंतूत रूपांतर करते.
- सराव प्रश्न — प्रत्यक्ष विचारलेला प्रश्न नाही
हिस्टोन प्रथिने डीएनएला घट्ट धरून ठेवतात, याचे मुख्य कारण काय ?
- (a)हिस्टोन व डीएनए यांच्यात सहसंयुज बंध तयार होतात
- (b)हिस्टोनमधील धनभारित आरजिनीन व लायसीन अवशेष आणि डीएनएचा ऋणभारित फॉस्फेट सांगाडा यांच्यातले विद्युतस्थितिक आकर्षण
- (c)हिस्टोनमधील ट्रिप्टोफॅन डीएनएच्या क्षारांशी जोडले जाते
- (d)हिस्टोन डीएनएभोवती पटल तयार करतात
उत्तर(b) हिस्टोनमधील धनभारित आरजिनीन व लायसीन अवशेष आणि डीएनएचा ऋणभारित फॉस्फेट सांगाडा यांच्यातले विद्युतस्थितिक आकर्षण — म्हणूनच हिस्टोनमध्ये ही दोन क्षारधर्मी अमिनो आम्ले विपुल असणे हे त्यांचे आनुषंगिक नव्हे तर कार्यकारी वैशिष्ट्य आहे. हिस्टोनमध्ये ट्रिप्टोफॅन मुळात नसतेच, बंध सहसंयुज नसून विद्युतस्थितिक असतात, आणि हिस्टोन कोणतेही पटल तयार करत नाहीत.