पार्किंसंस रोग और तंत्रिका विज्ञान: सामान्य विज्ञान के महत्वपूर्ण प्रश्न
परिचय: प्रतिस्पर्धी परीक्षाओं में सफलता के लिए सामान्य विज्ञान की गहरी समझ अत्यंत महत्वपूर्ण है। चाहे वह भौतिकी, रसायन विज्ञान हो या जीव विज्ञान, हर विषय से पूछे जाने वाले प्रश्न आपकी विश्लेषणात्मक क्षमता को परखते हैं। प्रस्तुत हैं पार्किंसंस रोग से संबंधित हालिया वैज्ञानिक अध्ययनों से प्रेरित, भौतिकी, रसायन विज्ञान और जीव विज्ञान के 25 महत्वपूर्ण बहुविकल्पीय प्रश्न, जो आपकी तैयारी को नई दिशा देंगे।
सामान्य विज्ञान अभ्यास प्रश्न (General Science Practice MCQs)
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तंत्रिका कोशिकाओं (neurons) में अति-कार्य (overwork) के कारण होने वाली कौन सी बीमारी मस्तिष्क में डोपामाइन (dopamine) उत्पादन करने वाली कोशिकाओं के धीरे-धीरे नष्ट होने से संबंधित है?
- (a) अल्जाइमर रोग (Alzheimer’s Disease)
- (b) पार्किंसंस रोग (Parkinson’s Disease)
- (c) हंटिंग्टन रोग (Huntington’s Disease)
- (d) मल्टीपल स्केलेरोसिस (Multiple Sclerosis)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): पार्किंसंस रोग एक न्यूरोडीजेनेरेटिव (neurodegenerative) विकार है जो मुख्य रूप से मस्तिष्क के एक विशिष्ट क्षेत्र, सबस्टैंशिया निग्रा (substantia nigra) में डोपामाइन-उत्पादक न्यूरॉन्स के नुकसान से जुड़ा है। डोपामाइन एक न्यूरोट्रांसमीटर है जो आंदोलन, स्मृति और भावना को नियंत्रित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
व्याख्या (Explanation): पार्किंसंस रोग में, तंत्रिका कोशिकाएं अति-कार्य के कारण क्षतिग्रस्त हो जाती हैं, जिससे डोपामाइन का उत्पादन कम हो जाता है। इससे शरीर की गति और समन्वय में समस्याएँ आती हैं। अल्जाइमर मुख्य रूप से स्मृति हानि से जुड़ा है, हंटिंग्टन एक वंशानुगत विकार है, और मल्टीपल स्केलेरोसिस केंद्रीय तंत्रिका तंत्र को प्रभावित करता है, लेकिन पार्किंसंस की तरह डोपामाइन न्यूरॉन्स के विशिष्ट नुकसान से नहीं।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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पार्किंसंस रोग से संबंधित एक प्रमुख जैविक समस्या, अल्फा-साइन्यूक्लिन (alpha-synuclein) प्रोटीन का असामान्य रूप से मुड़ना (misfolding) और एकत्रीकरण (aggregation) क्या कहलाता है?
- (a) Amyloid formation
- (b) Prion formation
- (c) Lewy body formation
- (d) Neurofibrillary tangles
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): पार्किंसंस रोग के रोग विज्ञान में Lewy bodies नामक असामान्य प्रोटीन जमाव एक प्रमुख विशेषता है। ये जमाव मुख्य रूप से अल्फा-साइन्यूक्लिन नामक प्रोटीन से बने होते हैं, जो असामान्य रूप से मुड़ जाता है और कोशिकाओं के भीतर एकत्रित हो जाता है।
व्याख्या (Explanation): Alpha-synuclein का misfolding और aggregation Lewy bodies बनाता है, जो पार्किंसंस रोग वाले व्यक्तियों के न्यूरॉन्स में पाए जाते हैं। Amyloid formation अल्जाइमर रोग से जुड़ा है, Prion protein संक्रामक रोग पैदा करते हैं, और Neurofibrillary tangles भी अल्जाइमर रोग की विशेषता हैं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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ऊर्जा उत्पादन के लिए कोशिकाएँ मुख्य रूप से किस प्रक्रिया का उपयोग करती हैं, जो अति-कार्यरत (overworked) न्यूरॉन्स में समस्याएँ पैदा कर सकती है?
- (a) प्रकाश संश्लेषण (Photosynthesis)
- (b) श्वसन (Respiration)
- (c) किण्वन (Fermentation)
- (d) उपापचय (Metabolism)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): कोशिकाएँ, विशेष रूप से न्यूरॉन्स जैसी ऊर्जा-गहन कोशिकाओं को, अपने कार्यों को करने के लिए निरंतर ऊर्जा की आवश्यकता होती है। यह ऊर्जा मुख्य रूप से कोशिकीय श्वसन (cellular respiration) के माध्यम से उत्पन्न होती है, जिसमें ग्लूकोज जैसे कार्बनिक अणुओं को ATP (एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट) में परिवर्तित किया जाता है।
व्याख्या (Explanation): यदि कोशिकाएं अति-कार्यरत होती हैं, तो ऊर्जा की मांग बढ़ जाती है। श्वसन प्रक्रिया में गड़बड़ी या माइटोकॉन्ड्रियल (mitochondrial) डिसफंक्शन, जो न्यूरॉन्स में आम है, ऊर्जा उत्पादन को बाधित कर सकता है, जिससे कोशिकाएं क्षतिग्रस्त हो सकती हैं। प्रकाश संश्लेषण पौधों में होता है, किण्वन कम ऊर्जा पैदा करता है और ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में होता है, और उपापचय एक व्यापक शब्द है जिसमें सभी रासायनिक प्रक्रियाएं शामिल हैं।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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निम्नलिखित में से कौन सा रासायनिक तत्व पार्किंसंस रोग के उपचार में उपयोग की जाने वाली दवा लेवोडोपा (Levodopa) का एक महत्वपूर्ण घटक है?
- (a) सोडियम (Sodium)
- (b) पोटेशियम (Potassium)
- (c) आयरन (Iron)
- (d) लेवोडोपा का कोई घटक नहीं
उत्तर: (d)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): लेवोडोपा (L-DOPA) एक एमिनो एसिड (amino acid) व्युत्पन्न (derivative) है, जो सीधे तौर पर किसी विशिष्ट रासायनिक तत्व से निर्मित नहीं होता, बल्कि एक जटिल कार्बनिक अणु है। यह मस्तिष्क में डोपामाइन में परिवर्तित हो जाता है।
व्याख्या (Explanation): लेवोडोपा का रासायनिक नाम 3,4-डाइहाइड्रॉक्सीफिनाइलालेनिन (3,4-dihydroxyphenylalanine) है। यह स्वयं एक कार्बनिक अणु है, न कि किसी एकल तत्व पर आधारित। जबकि शरीर के कामकाज में कई तत्व महत्वपूर्ण हैं, लेवोडोपा का निर्माण स्वयं किसी विशिष्ट धातु या तत्व पर निर्भर नहीं करता है।
अतः, सही उत्तर (d) है।
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किस प्रकार की कोशिकाएं, जो पार्किंसंस रोग में मुख्य रूप से प्रभावित होती हैं, मस्तिष्क में न्यूरोट्रांसमीटर डोपामाइन का उत्पादन करती हैं?
- (a) एस्ट्रोसाइट्स (Astrocytes)
- (b) ओलिगोडेंड्रोसाइट्स (Oligodendrocytes)
- (c) डोपामिनर्जिक न्यूरॉन्स (Dopaminergic Neurons)
- (d) माइक्रोएग्लिया (Microglia)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): पार्किंसंस रोग का मुख्य पैथोफिजियोलॉजिकल (pathophysiological) परिवर्तन मस्तिष्क के सबस्टैंशिया निग्रा पार्स कॉम्पैक्टा (substantia nigra pars compacta) में डोपामिनर्जिक न्यूरॉन्स का नुकसान है। ये न्यूरॉन्स डोपामाइन का संश्लेषण और स्राव करते हैं, जो मोटर नियंत्रण के लिए आवश्यक है।
व्याख्या (Explanation): एस्ट्रोसाइट्स और ओलिगोडेंड्रोसाइट्स तंत्रिका तंत्र में सहायक कोशिकाएं हैं, जबकि माइक्रोएग्लिया प्रतिरक्षा कोशिकाएं हैं। डोपामिनर्जिक न्यूरॉन्स विशेष रूप से डोपामाइन का उत्पादन करते हैं, और उनके क्षय से पार्किंसंस रोग के लक्षण उत्पन्न होते हैं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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न्यूरॉन्स में ऊर्जा उत्पादन के लिए जिम्मेदार कोशिकांग (organelle) कौन सा है, जिसकी शिथिलता (dysfunction) पार्किंसंस रोग से जुड़ी हो सकती है?
- (a) लाइसोसोम (Lysosome)
- (b) एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (Endoplasmic Reticulum)
- (c) राइबोसोम (Ribosome)
- (d) माइटोकॉन्ड्रिया (Mitochondrion)
उत्तर: (d)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): माइटोकॉन्ड्रिया को “कोशिका का पावरहाउस” कहा जाता है, क्योंकि वे कोशिकीय श्वसन के माध्यम से अधिकांश ATP ऊर्जा का उत्पादन करते हैं। न्यूरॉन्स, अपनी उच्च ऊर्जा आवश्यकताओं के कारण, माइटोकॉन्ड्रियल फ़ंक्शन पर अत्यधिक निर्भर होते हैं।
व्याख्या (Explanation): पार्किंसंस रोग में, माइटोकॉन्ड्रिया की शिथिलता पाई गई है, जो ऊर्जा की कमी और कोशिका मृत्यु में योगदान कर सकती है। लाइसोसोम अपशिष्ट को तोड़ते हैं, एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम प्रोटीन संश्लेषण और लिपिड चयापचय में शामिल है, और राइबोसोम प्रोटीन संश्लेषण के स्थल हैं।
अतः, सही उत्तर (d) है।
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पार्किंसंस रोग के निदान में उपयोग की जाने वाली इमेजिंग तकनीक, जो मस्तिष्क में डोपामाइन ट्रांसमीटर सिस्टम की गतिविधि को मापती है, क्या कहलाती है?
- (a) MRI (Magnetic Resonance Imaging)
- (b) CT Scan (Computed Tomography Scan)
- (c) PET Scan (Positron Emission Tomography)
- (d) EEG (Electroencephalography)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): PET स्कैनिंग एक इमेजिंग तकनीक है जो शरीर में जैव रासायनिक प्रक्रियाओं को दर्शाती है। डोपामाइन ट्रांसमीटर सिस्टम की शिथिलता का अध्ययन करने के लिए, विशेष ट्रेसर (tracers) का उपयोग किया जाता है जो डोपामाइन रिसेप्टर्स या ट्रांसपोर्टर्स से बंधते हैं।
व्याख्या (Explanation): PET स्कैन का उपयोग पार्किंसंस रोग में डोपामिनर्जिक न्यूरॉन्स की कार्यात्मक स्थिति का आकलन करने के लिए किया जा सकता है। MRI और CT स्कैन मस्तिष्क की संरचनात्मक जानकारी प्रदान करते हैं, जबकि EEG मस्तिष्क की विद्युत गतिविधि को मापता है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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निम्नलिखित में से कौन सा डोपामाइन के उत्पादन के लिए जिम्मेदार एंजाइम है, जो पार्किंसंस रोग में महत्वपूर्ण है?
- (a) Monoamine Oxidase (MAO)
- (b) Tyrosine Hydroxylase (TH)
- (c) Catechol-O-Methyltransferase (COMT)
- (d) Dopamine Beta-Hydroxylase (DBH)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): टायरोसिन हाइड्रॉक्सिलेज (TH) डोपामाइन संश्लेषण के लिए दर-सीमित एंजाइम (rate-limiting enzyme) है। यह टायरोसिन (tyrosine) को L-DOPA में परिवर्तित करता है, जो डोपामाइन का अग्रदूत (precursor) है।
व्याख्या (Explanation): पार्किंसंस रोग में डोपामिनर्जिक न्यूरॉन्स की हानि के कारण TH की गतिविधि कम हो जाती है। MAO और COMT डोपामाइन के टूटने में शामिल हैं, और DBH डोपामाइन को नॉरपेनेफ्रिन (norepinephrine) में परिवर्तित करता है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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पार्किंसंस रोग में, मस्तिष्क के किस प्रमुख मोटर पथ (motor pathway) में डोपामाइन की कमी विशेष रूप से प्रभावित करती है?
- (a) सेरिबेलर पाथवे (Cerebellar Pathway)
- (b) बेसल गैन्ग्लिया-थैलेमस-कॉर्टेक्स सर्किट (Basal Ganglia-Thalamus-Cortex Circuit)
- (c) स्पाइनल कॉर्ड रिफ्लेक्स आर्क (Spinal Cord Reflex Arc)
- (d) कॉर्टिकोस्पाइनल ट्रैक्ट (Corticospinal Tract)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): बेसल गैन्ग्लिया (basal ganglia) मस्तिष्क के वे क्षेत्र हैं जो स्वैच्छिक गति के नियोजन और निष्पादन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। डोपामाइन इन बेसल गैन्ग्लिया के कामकाज के लिए आवश्यक है, विशेष रूप से थैलेमस और कॉर्टेक्स से उनके कनेक्शन में।
व्याख्या (Explanation): पार्किंसंस रोग में डोपामाइन की कमी से बेसल गैन्ग्लिया का कार्य बाधित होता है, जो मोटर नियंत्रण को गंभीर रूप से प्रभावित करता है, जिससे कंपकंपी (tremor), अकड़न (rigidity), और धीमी गति (bradykinesia) जैसे लक्षण दिखाई देते हैं।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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कोशिका के भीतर प्रोटीन का असामान्य जमाव (abnormal protein accumulation) किस प्रक्रिया के माध्यम से होता है, जो पार्किंसंस रोग में एक समस्या है?
- (a) प्रोटीन संश्लेषण (Protein Synthesis)
- (b) प्रोटीन फोल्डिंग (Protein Folding)
- (c) प्रोटीन का क्षरण (Protein Degradation)
- (d) प्रोटीन परिवहन (Protein Transport)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): प्रोटीन के सामान्य कार्य के लिए उनका सही त्रि-आयामी आकार (three-dimensional shape) में मुड़ना (folding) आवश्यक है। जब प्रोटीन गलत तरीके से मुड़ जाते हैं (misfolding), तो वे एक-दूसरे से चिपक कर जमाव (aggregates) बना सकते हैं।
व्याख्या (Explanation): पार्किंसंस रोग में अल्फा-साइन्यूक्लिन जैसे प्रोटीन का misfolding Lewy bodies का निर्माण करता है। हालांकि प्रोटीन संश्लेषण, क्षरण और परिवहन भी महत्वपूर्ण प्रक्रियाएं हैं, यह misfolding है जो जमाव की ओर ले जाता है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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पार्किंसंस रोग के उपचार में प्रयोग की जाने वाली दवा ‘सेलेगिलीन’ (Selegiline) किस एंजाइम को बाधित करके काम करती है, जिससे डोपामाइन का स्तर बढ़ जाता है?
- (a) Tyrosine Hydroxylase
- (b) Monoamine Oxidase B (MAO-B)
- (c) Acetylcholinesterase
- (d) Dopamine Receptor Agonist
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): मोनोमाइन ऑक्सीडेज बी (MAO-B) एक एंजाइम है जो डोपामाइन जैसे न्यूरोट्रांसमीटर को तोड़ता है। MAO-B को बाधित करके, डोपामाइन का क्षरण धीमा हो जाता है, जिससे मस्तिष्क में उसका स्तर बढ़ जाता है।
व्याख्या (Explanation): सेलेगिलीन एक MAO-B अवरोधक है। टायरोसिन हाइड्रॉक्सिलेज डोपामाइन का उत्पादन करता है। एसिटाइलकोलाइनएस्टरेज़ एसिटाइलकोलाइन को तोड़ता है। डोपामाइन रिसेप्टर एगोनिस्ट सीधे डोपामाइन रिसेप्टर्स को उत्तेजित करते हैं।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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निम्नलिखित में से कौन सा अणु, डोपामाइन के संश्लेषण के लिए अग्रदूत (precursor) के रूप में कार्य करता है?
- (a) सेरोटोनिन (Serotonin)
- (b) टायरोसिन (Tyrosine)
- (c) एसिटाइलकोलाइन (Acetylcholine)
- (d) ग्लूटामेट (Glutamate)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): डोपामाइन के जैवसंश्लेषण (biosynthesis) में पहला महत्वपूर्ण कदम टायरोसिन नामक एमिनो एसिड का टायरोसिन हाइड्रॉक्सिलेज एंजाइम द्वारा L-DOPA में रूपांतरण है। L-DOPA तब डोपामाइन में परिवर्तित हो जाता है।
व्याख्या (Explanation): सेरोटोनिन, एसिटाइलकोलाइन और ग्लूटामेट अन्य महत्वपूर्ण न्यूरोट्रांसमीटर हैं, लेकिन वे डोपामाइन संश्लेषण के सीधे अग्रदूत नहीं हैं।
अतः, सही उत्तर (b) है.
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पार्किंसंस रोग में, न्यूरॉन्स के भीतर एक विशिष्ट प्रकार का साइटोस्केलेटल (cytoskeletal) प्रोटीन जो जमा हो सकता है और कोशिका के सामान्य कामकाज को बाधित कर सकता है, क्या है?
- (a) एक्टिन (Actin)
- (b) ट्यूबुलिन (Tubulin)
- (c) इंटरमीडिएट फिलामेंट्स (Intermediate Filaments)
- (d) अल्फा-साइन्यूक्लिन (Alpha-synuclein)
उत्तर: (d)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): हालांकि एक्टिन, ट्यूबुलिन और इंटरमीडिएट फिलामेंट्स सामान्य साइटोस्केलेटल प्रोटीन हैं, पार्किंसंस रोग के पैथोलोजी में अल्फा-साइन्यूक्लिन, जो एक सामान्य न्यूरोनल प्रोटीन है, का असामान्य एकत्रीकरण (aggregation) प्रमुख है। यह जमाव Lewy bodies बनाता है।
व्याख्या (Explanation): अल्फा-साइन्यूक्लिन मुख्य रूप से सिनैप्स (synapses) के पास पाया जाता है और माना जाता है कि यह न्यूरोट्रांसमीटर रिलीज में शामिल है। जब यह गलत तरीके से मुड़ता है, तो यह जमा हो जाता है और साइटोस्केलेटल संगठन को भी बाधित कर सकता है।
अतः, सही उत्तर (d) है।
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तंत्रिका कोशिकाओं में झिल्लियों (membranes) के पार आयनों (ions) के प्रवाह को नियंत्रित करने वाली संरचनाएं कौन सी हैं, जो न्यूरोनल सिग्नलिंग के लिए महत्वपूर्ण हैं?
- (a) एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (Endoplasmic Reticulum)
- (b) गॉल्जी उपकरण (Golgi Apparatus)
- (c) आयन चैनल (Ion Channels)
- (d) पेरोक्सिसोम (Peroxisomes)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): आयन चैनल झिल्ली में प्रोटीन होते हैं जो विशिष्ट आयनों को कोशिका झिल्ली के पार जाने की अनुमति देते हैं। यह प्रक्रिया न्यूरॉन्स में विद्युत संकेतों (action potentials) को उत्पन्न करने और प्रसारित करने के लिए मौलिक है।
व्याख्या (Explanation): न्यूरोनल अति-कार्य या शिथिलता में आयन चैनलों का कार्य प्रभावित हो सकता है। एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम, गॉल्जी उपकरण और पेरोक्सिसोम अन्य कोशिकांग हैं जिनके अलग-अलग कार्य हैं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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पार्किंसंस रोग के अध्ययन में, ‘ऑक्सीडेटिव स्ट्रेस’ (Oxidative Stress) एक महत्वपूर्ण कारक माना जाता है। निम्न में से कौन सा अणु ऑक्सीडेटिव स्ट्रेस से जुड़ा है?
- (a) ATP (Adenosine Triphosphate)
- (b) Reactive Oxygen Species (ROS)
- (c) NAD+ (Nicotinamide Adenine Dinucleotide)
- (d) NADH (Nicotinamide Adenine Dinucleotide)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): ऑक्सीडेटिव स्ट्रेस तब होता है जब प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों (ROS) का उत्पादन शरीर की उन्हें निष्क्रिय करने की क्षमता से अधिक हो जाता है। ROS अत्यधिक प्रतिक्रियाशील अणु होते हैं जो कोशिकाओं के घटकों, जैसे डीएनए, प्रोटीन और लिपिड को नुकसान पहुंचा सकते हैं।
व्याख्या (Explanation): पार्किंसंस रोग में, माइटोकॉन्ड्रियल शिथिलता और अन्य कारक ROS के उत्पादन को बढ़ा सकते हैं, जिससे न्यूरॉन्स को नुकसान पहुंचता है। ATP ऊर्जा मुद्रा है, जबकि NAD+ और NADH ऊर्जा चयापचय में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, वे सीधे तौर पर ROS से जुड़े नहीं हैं।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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कोशिका झिल्ली के पार किसी पदार्थ की गति, जो ऊर्जा का उपयोग करती है, वह कौन सी परिवहन प्रक्रिया है?
- (a) विसरण (Diffusion)
- (b) सुगम विसरण (Facilitated Diffusion)
- (c) सक्रिय परिवहन (Active Transport)
- (d) परासरण (Osmosis)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): सक्रिय परिवहन एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें कोशिका झिल्ली के पार किसी पदार्थ को उसकी सांद्रता प्रवणता (concentration gradient) के विरुद्ध ले जाने के लिए ऊर्जा (आमतौर पर ATP के रूप में) की आवश्यकता होती है।
व्याख्या (Explanation): न्यूरॉन्स में आयनों और अन्य अणुओं का सक्रिय परिवहन उनके कार्य और अस्तित्व के लिए महत्वपूर्ण है। विसरण और सुगम विसरण ऊर्जा का उपयोग नहीं करते हैं, और परासरण पानी की गति से संबंधित है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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निम्नलिखित में से कौन सा कोशिकांग, कोशिका में अतिरिक्त या क्षतिग्रस्त प्रोटीन को तोड़ने और रीसायकल करने के लिए जिम्मेदार है?
- (a) एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (Endoplasmic Reticulum)
- (b) राइबोसोम (Ribosome)
- (c) लाइसोसोम (Lysosome)
- (d) सेंट्रोसोम (Centrosome)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): लाइसोसोम कोशिका के ‘पुनर्चक्रण केंद्र’ के रूप में कार्य करते हैं। वे एंजाइमों से भरे होते हैं जो प्रोटीन, लिपिड, कार्बोहाइड्रेट और अप्रचलित कोशिकांगों सहित मैक्रोमोलेक्यूल्स (macromolecules) को तोड़ सकते हैं।
व्याख्या (Explanation): पार्किंसंस रोग में, गलत तरीके से मुड़े हुए प्रोटीन को तोड़ने की क्षमता में कमी से ये प्रोटीन जमा हो सकते हैं। जबकि एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम और राइबोसोम प्रोटीन निर्माण में शामिल हैं, और सेंट्रोसोम कोशिका विभाजन में, लाइसोसोम प्रोटीन के क्षरण और रीसाइक्लिंग के लिए मुख्य रूप से जिम्मेदार हैं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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“न्यूरॉन्स का अति-कार्य (overworked neurons)” वाक्यांश से भौतिकी का कौन सा सिद्धांत प्रासंगिक हो सकता है, जो ऊर्जा की खपत और प्रणाली के तनाव से संबंधित है?
- (a) ऊष्मप्रवैगिकी का दूसरा नियम (Second Law of Thermodynamics)
- (b) न्यूटन का गति का तीसरा नियम (Newton’s Third Law of Motion)
- (c) ओम का नियम (Ohm’s Law)
- (d) आर्किमिडीज का सिद्धांत (Archimedes’ Principle)
उत्तर: (a)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): ऊष्मप्रवैगिकी का दूसरा नियम कहता है कि एक पृथक प्रणाली (isolated system) में एन्ट्रॉपी (entropy) हमेशा बढ़ती है। जटिल प्रणालियों, जैसे कि न्यूरॉन्स, को कार्य करने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है, और इस प्रक्रिया में वे अक्सर अव्यवस्था (disorder) उत्पन्न करते हैं या अपनी आंतरिक व्यवस्था बनाए रखने के लिए लगातार काम करते हैं। ‘अति-कार्य’ ऊर्जा की बढ़ी हुई खपत और प्रणाली पर तनाव को दर्शाता है, जो दक्षता में कमी या अव्यवस्था में वृद्धि से जुड़ा हो सकता है।
व्याख्या (Explanation): न्यूरॉन्स को कार्य करने के लिए लगातार ऊर्जा का उपभोग करना पड़ता है (जैसे आयन पंप चलाना), और यह ऊर्जा व्यय, जब अत्यधिक हो जाता है, तो प्रणाली को तनाव में डाल सकता है, जो दूसरे नियम के अनुसार अव्यवस्था को बढ़ाने की प्रवृत्ति से जुड़ा हो सकता है। न्यूटन के नियम गति से संबंधित हैं, ओम का नियम विद्युत प्रवाह से, और आर्किमिडीज का सिद्धांत उत्प्लावकता से।
अतः, सही उत्तर (a) है।
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पार्किंसंस रोग में, न्यूरॉन्स के बीच संकेत पारगमन (signal transduction) में कौन सा न्यूरोट्रांसमीटर (neurotransmitter) विशेष रूप से कम हो जाता है?
- (a) एसिटाइलकोलाइन (Acetylcholine)
- (b) सेरोटोनिन (Serotonin)
- (c) डोपामाइन (Dopamine)
- (d) ग्लूटामेट (Glutamate)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): पार्किंसंस रोग की मुख्य पैथोफिजियोलॉजिकल विशेषता डोपामाइन-उत्पादक न्यूरॉन्स का नुकसान है, विशेष रूप से मध्य मस्तिष्क के सबस्टैंशिया निग्रा में। इससे डोपामाइन के स्तर में महत्वपूर्ण कमी आती है।
व्याख्या (Explanation): डोपामाइन की कमी से मोटर नियंत्रण, प्रेरणा और अन्य कार्यों में समस्याएँ आती हैं। हालांकि अन्य न्यूरोट्रांसमीटर भी प्रभावित हो सकते हैं, डोपामाइन का नुकसान पार्किंसंस रोग का हॉलमार्क है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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कोशिका में ऊर्जा उत्पादन (ATP synthesis) के लिए श्वसन श्रृंखला (respiratory chain) में इलेक्ट्रॉन वाहक (electron carriers) के रूप में कौन सा धातु आयन (metal ion) महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है?
- (a) सोडियम (Na+)
- (b) पोटेशियम (K+)
- (c) कैल्शियम (Ca2+)
- (d) आयरन (Fe2+/Fe3+)
उत्तर: (d)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): श्वसन श्रृंखला में इलेक्ट्रॉन परिवहन के लिए आयरन-सल्फाइड क्लस्टर (iron-sulfur clusters) और हीम समूह (heme groups) महत्वपूर्ण घटक हैं, जो इलेक्ट्रॉन वाहक के रूप में कार्य करते हैं। ये दोनों ही यौगिकों में लौह (iron) आयन महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
व्याख्या (Explanation): पार्किंसंस रोग में माइटोकॉन्ड्रियल शिथिलता के संदर्भ में, लौह चयापचय (iron metabolism) का भी अध्ययन किया जा रहा है। सोडियम, पोटेशियम और कैल्शियम आयन झिल्ली क्षमता और सिग्नलिंग के लिए महत्वपूर्ण हैं, लेकिन श्वसन श्रृंखला में सीधे इलेक्ट्रॉन वाहक नहीं हैं।
अतः, सही उत्तर (d) है।
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पार्किंसंस रोग के आनुवंशिक अध्ययनों में, कौन सा जीन अक्सर उत्परिवर्तित (mutated) पाया जाता है, जो प्रोटीन समावेशन (protein inclusions) और न्यूरोडीजेनरेशन (neurodegeneration) से जुड़ा है?
- (a) APP (Amyloid Precursor Protein)
- (b) SNCA (Synuclein Alpha)
- (c) TAU (Tau Protein)
- (d) PRNP (Prion Protein)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): SNCA जीन अल्फा-साइन्यूक्लिन प्रोटीन के लिए कोड करता है, जो पार्किंसंस रोग में Lewy bodies का मुख्य घटक है। इस जीन में उत्परिवर्तन (mutations) पार्किंसंस रोग के वंशानुगत रूपों से जुड़े हुए हैं।
व्याख्या (Explanation): APP जीन अल्जाइमर रोग से, TAU जीन भी अल्जाइमर रोग से, और PRNP जीन प्रियोन रोगों से जुड़ा है। SNCA जीन का सीधा संबंध पार्किंसंस रोग के पैथोलोजी से है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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जब न्यूरॉन्स अत्यधिक सक्रिय (over-activated) होते हैं, तो वे न्यूरोट्रांसमीटर की रिहाई को बढ़ाते हैं। इस प्रक्रिया में कोशिका झिल्ली से न्यूरोट्रांसमीटर युक्त पुटिकाओं (vesicles) का विलीनीकरण (fusion) क्या कहलाता है?
- (a) एंडोसाइटोसिस (Endocytosis)
- (b) एक्सोसाइटोसिस (Exocytosis)
- (c) पिनोसाइटोसिस (Pinocytosis)
- (d) फैगोसाइटोसिस (Phagocytosis)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): एक्सोसाइटोसिस एक कोशिकीय प्रक्रिया है जिसमें कोशिका झिल्ली के साथ पुटिकाओं का विलीनीकरण होता है, जिससे उनके अंदर मौजूद पदार्थ (जैसे न्यूरोट्रांसमीटर) कोशिका के बाहर स्रावित होते हैं।
व्याख्या (Explanation): न्यूरॉन्स सिनैप्टिक फांक (synaptic cleft) में न्यूरोट्रांसमीटर छोड़ने के लिए एक्सोसाइटोसिस का उपयोग करते हैं। एंडोसाइटोसिस कोशिका के बाहर से सामग्री को अंदर ले जाना है, पिनोसाइटोसिस और फैगोसाइटोसिस एक्सोसाइटोसिस के विपरीत हैं।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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पार्किंसंस रोग में, गलत तरीके से मुड़े हुए प्रोटीन (misfolded proteins) का संचय कोशिका के किस महत्वपूर्ण कार्य को बाधित कर सकता है?
- (a) माइटोकॉन्ड्रियल श्वसन (Mitochondrial Respiration)
- (b) प्रोटीन क्षरण (Protein Degradation)
- (c) न्यूरोट्रांसमीटर संश्लेषण (Neurotransmitter Synthesis)
- (d) ये सभी (All of the above)
उत्तर: (d)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): गलत तरीके से मुड़े हुए प्रोटीन, जैसे कि Lewy bodies में पाए जाने वाले, कोशिका के विभिन्न महत्वपूर्ण कार्यों को बाधित कर सकते हैं। वे कोशिका के सामान्य प्रोटीन गुणवत्ता नियंत्रण तंत्र (जैसे प्रोटीन क्षरण), ऊर्जा उत्पादन (माइटोकॉन्ड्रियल फ़ंक्शन में बाधा डालकर), और न्यूरोट्रांसमीटर के उत्पादन और परिवहन को प्रभावित कर सकते हैं।
व्याख्या (Explanation): Lewy bodies का संचय लाइसोसोमल और यूबिकिटिन-प्रोटीसोम (ubiquitin-proteasome) प्रणाली जैसे प्रोटीन क्षरण मार्गों को बाधित कर सकता है। यह माइटोकॉन्ड्रिया को भी प्रभावित कर सकता है, जिससे ऊर्जा उत्पादन कम हो जाता है। इसके अतिरिक्त, यह न्यूरोनल स्वास्थ्य को सामान्य रूप से खराब कर सकता है, जिससे न्यूरोट्रांसमीटर संश्लेषण सहित अन्य कार्य प्रभावित हो सकते हैं।
अतः, सही उत्तर (d) है।
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कोशिका के भीतर, प्रोटीन को क्षय के लिए ‘टैग’ करने हेतु इस्तेमाल की जाने वाली एक छोटी प्रोटीन अणु कौन सा है, जिसकी कमी पार्किंसंस रोग में पाई जा सकती है?
- (a) AP-1
- (b) Ubiquitin
- (c) SUMO
- (d) NEDD8
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): यूबिकिटिन (Ubiquitin) एक छोटा प्रोटीन है जिसे क्षतिग्रस्त या अनावश्यक प्रोटीन से जोड़ा जाता है। यह टैग प्रोटीन को प्रोटियोसोम (proteasome) नामक एक सेलुलर मशीनरी द्वारा क्षय के लिए लक्षित करता है।
व्याख्या (Explanation): पार्किंसंस रोग के अध्ययनों में यूबिकिटिन-प्रोटीसोम प्रणाली की शिथिलता का पता चला है। यदि यूबिकिटिन का संयुग्मन (conjugation) या प्रोटियोसोम की कार्यक्षमता प्रभावित होती है, तो गलत तरीके से मुड़े हुए प्रोटीन जमा हो सकते हैं। AP-1, SUMO और NEDD8 अन्य पोस्ट-ट्रांसलेशनल मॉडिफिकेशन (post-translational modifications) में शामिल हैं, लेकिन यूबिकिटिन क्षय के लिए सबसे प्रमुख टैग है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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यदि तंत्रिका कोशिकाएं अति-कार्यरत (overworked) हैं, तो वे ATP का अधिक मात्रा में उपभोग करेंगी। ATP उत्पादन के लिए कौन सी मूलभूत प्रतिक्रिया (fundamental reaction) होती है?
- (a) ADP + Pi → ATP
- (b) ATP → ADP + Pi
- (c) ADP + Pi + ऊर्जा → ATP
- (d) ATP + ऊर्जा → ADP + Pi
उत्तर: (a)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (ATP) का संश्लेषण एडेनोसिन डाइफॉस्फेट (ADP) और अकार्बनिक फॉस्फेट (Pi) से ऊर्जा का उपयोग करके होता है। यह प्रक्रिया कोशिकीय श्वसन और प्रकाश संश्लेषण के दौरान होती है।
व्याख्या (Explanation): जब कोशिकाएं अति-कार्यरत होती हैं, तो ATP का उपयोग बढ़ जाता है (ATP → ADP + Pi)। इस ऊर्जा व्यय की भरपाई के लिए, ADP और Pi को मिलाकर ATP का संश्लेषण (ADP + Pi → ATP) अधिक गति से होता है।
अतः, सही उत्तर (a) है।
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