Question

あかり

解説お願いします。

第6問 遺伝情報の発現に関する次の文 A·Bを読み, 以下の問いに答えよ。
<文 A>
目的の遺伝子など同一の塩基配列をもつ DNA 断片を多量に得る操作を, 遺伝子のクローニングという。遺
伝子のクローニングでは, (ア)遺伝子の運び手であるプラスミドを使って目的の DNAを細菌内で増やす方法や,
試験管内で短時間に(イ)目的の DNA 領域だけを増やす PCR 法が用いられている。PCR 法では, 鋳型の DNA,
プライマー, DNAポリメラーゼ, および 4種類のヌクレオチドを混合し, (ウ)1 サイクルに三つのステップ(図1)ご
とに温度を変えながら反応を進める。これを何サイクルもくり返すことで DNAを増幅させることができる。
ある植物の遺伝子 M を大腸菌内に導入し, タンパク質 M を合成させたい。適当な組織から抽出した遺伝子
Mの MRNAに相補的な DNA を合成する酵素である逆転写酵素と DNA ポリメラーゼを用いて, mRNA に相補
的な塩基配列をもつ二本鎖 DNA(CDNA)を合成した。さらに、 (エ)この CDNAを鋳型に, PCR 法によってブラスミド
に組み込むための DNA 断片を多量に増幅する。 これらを適当なプラスミドに組み込んで大腸菌に導入する。
大腸菌内に導入した遺伝子 M が発現すれば, 植物のタンパク質 M を得ることができる。
ステップ1
温度約95℃
目的 DNAを1本ずつのヌクレオチド鎖に解離させる
ステップ2
温度 約2℃
目的
ステップ3
温度 約℃
目的
図1 PCR法のサイクル

<文B>
牛多くのパラの育種家が青いバラをつくることができなかったことから, 英語の BlueRose は「不可能」とい
つ意味で使われるほどであった。一般に、花弁(いわゆる「花びら」)の細胞にある(C)には,アントシアン類の色
素が存在し、含有する色素の違いによりさまざまな色の花弁となる。バラには赤色色素とオレンジ色色素が存
在するが、青色色素の合成に必要な酵素がないことから, 青色色素をもつ青いバラは存在しなかった。
しかし近年,日本の研究グループによって遺伝子組換え技術を用いた「青いバラ」がつくられた。パンジーか
ら単離したオ)青色色素の合成に関わる酵素B の遺伝子 B と薬剤耐性をもつようになる遺伝子 Kを組み込ん
だブラスミドをつくり、 植物細胞に感染するアグロバクテリウムという細菌を用いて, これらの遺伝子をバラの細
胞に導入し,「青いパラ」 をつくりだしたのである。
ただし実際には、 青色色素の合成に関わる遺伝子 B を細胞に導入するだけでは完全な「青いバラ」をつくる
ことはできなかった。バラではアントシアン類前駆物質(無色)から赤色色素やオレンジ色色素をつくる遺伝子 X
が発現し、酵素Xが存在するからである(図 2)。 そこで(かRNAI(RNA 千渉)という手法を用いてバラの遺伝子
Xの発現を抑制し, その代わりに, アントシアン類前駆物質3のみにはたらいて青い花を咲かせるアイリスの遺
伝子 X'を導入した。 「青いバラ」をつくるために必要とされる遺伝子B, 遺伝子 K, アイリスの遺伝子 X', さらに
パラの遺伝子 Xに RNAI を行うための DNA 配列を組み込んだプラスミド(図 3)を作製し,バラの細胞に導入し
た。この手法を用いてつくられたバラの花弁の色は今までにない青色となった。
酵素A
酵素B
と、アントシアン類
色素
前駆物質
アントシアン類
前駆物質1
アントシアン類
前駆物質3
前駆物質2
バラの酵素X
パラの酵素X | バラの酵素Xロ→
1アイリスの酵素X、
レンジ色色素
赤色色素
青色色素
図2 アントシアン類の色素の各種酵素による反応経路
パラの遺伝子に導入される部分
|Pro遺伝子KHProアイリスの遺伝子X' HProRNAL のための工DNA 配列HPro遺伝子B
Pro は後に続く遺伝子のブロモーター領域を指す
図3 遺伝子組換えに用いたプラスミド
間5 文中の空欄(C)に入る。 植物細胞で発達してみられる構造の名称を答えよ。
問6 文中の下線部(オ)について, プラスミドに薬剤耐性をもつようになる遺伝子Kを組み込み,バラの細胞に
導入する理由として最も適当なものを, 次の①~⑤のうちから一つ選べ。
① 植物細胞に感染させた細菌を死滅させるため。
2目的の遺伝子が導入された細胞のみを選択するため。
③ 導入した遺伝子以外の植物の遺伝子を破壊するため。
④ 目的の遺伝子が導入された細胞が花弁になったか否かを確認するため。
⑤ 遺伝子の導入に用いた細菌が感染後も増殖できるようにするため。

問7 文中の下線部(力)の RNAi(RNA 千渉)は, 目的の遺伝子の MRNA の一部に相補的に結合する短い RNA
を合成し,それをタンパク質とともにMRNAに結合させることで標的の rmRNAを分解する手法である。次の
(1)~(3)に答えよ。
(1) 図4は,RNA; で発現を抑制したいバラの遺伝子X の MRNAの塩基配列の一部と この部分に結合する
短い RNA の塩基配列, およびプラスミドに組み込んだその RNA の鋳型鎖となる配列を示している。この
RNAIに関する次の図4中の空欄(D), (E)に入る塩基配記列をそれぞれ答えよ。なお, 解答欄に示す RNA鎖
や DNA 鎖の方向やプロモーターの位置に注意して答えよ。
UGACC AACC
GGTT GGTCA
発現を抑制したい mRNAの塩基配列
5'- ACUGGUUGG -3'
MRNA と相補的に結合する短い RNAの塩基配列
D
RNAI のための DNA 配列
3' 非鋳型鎖(センス鎖)
- 5' 鋳型鎖(アンチセンス鎖)
Pro
5ー
(プロモーター領域)
E
図 4
(2)遺伝子組換えを行っていないバラを用いて, 図2の酵素A の遺伝子 Aの MRNA のみに RNAI を行うと、
花弁の色は何色になるか。 また, 酵素X の遺伝子Xの MRNAだけに RNAI を行うと花弁の色は何色にな
るか。推定できる結果として最も適当なものを,次の①~⑥のうちからそれぞれ一つずつ選べ。
の オレンジ色
2 赤色
③ 朱色(赤色色素+オレンジ色色素)
の 紫色(赤色色素+青色色素)
⑤ 青色
6 白色(無色)
(3) バラの酵素X とアイリスの酵素 Xのように, わずかに機能の異なるタンパク質の間では, アミノ酸配列の
大半が同じであることが多い。 しかし, 2 種類のタンパク質をコー"ドする遺伝子中の同じアミノ酸配列を指
定する部分でも,どちらか一方だけに RNAI が有効であることが多い。その理由を, 次の語群に示された
語をすべて用いて 25字程度で答えよ。
語群 :コドン, アミノ酸

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

安田ヒデ

昨日答えたものには問7がなかったので問7のみを答えます。
1。RNAiの配列はmRNAの配列と相補的であるべき。また5‘からと3’からが対応するので
D; mRNA 5‘ACUGGUUGG に対してのRNAiは3’UGACCAACC となります。
E; このRNAiをつくる鋳型のDNAは3’GGTTGGTCAとなります。RNAはUをDNAはTをもちます。
2。問題の図から遺伝子Aがないと前駆体1はできますが、前駆体2はできない。X遺伝子はあるのでオレンジ色となります。
　同じく遺伝子Xがないとすべての色ができるところに遺伝子Xが必要なので色がでない。色素前駆体のまま。無色。
3。一つのアミノ酸のコドンはほとんど複数個あるので、タンパク質のアミノ酸配列が同じでもmRNAの配列はことなる可能性大なので。
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