Question

nana

問2の解き方が解説を読んでも全く理解できません…着目する点などを教えていただきたいです。

4.遺伝情報の発現 T07
思考判断作図
791.バイオテクノロジー■次の文章を読み,下の各問いに答えよ。
PCR 法では,DNA ボリメラーゼ,プライマーと呼ばれる短い1本鎖DNA, 鋳型となる
2本鎖 DNA, 4種類の塩基をもつヌクレオチドが必要である。 DNA ポリメラーゼは,プ
ライマーの3末端に鋳型 DNA の塩基配列と相補的な塩基をもつヌクレオチドを付加する。
ただし、
呼ばれる DNA 断片の塩基配列決定法は DNA ポリメラーゼを用いる DNA 複製反応であ
るが、通常の4種類のヌクレオチドに加えて,新たに合成された DNA に取り込まれると
以降の DNA 合成を止める特殊なヌクレオチドを加える必要がある。 たとえば, アデニン
をもつ特殊なヌクレオチドを少量加えた反応液では,さまざまな箇所で特殊なヌクレオチ
ドが取り込まれて DNA 合成が停止する。同様に,他の3種の塩基についても特殊なヌク
レオチドを加えて別々に反応させる。その後,
片の泳動パターンから鋳型 DNA の塩基配列を決定することができる。
問1. PCR で好熱性細菌の DNA ポリメラーゼが使用される理由を30字以内で記せ。
問2. PCR により,次に示したDNA が増幅された。PCR に使用した2種類のプライマー
の塩基配列を5側を左にして記せ。ただし, プライマーは10塩基からなるものとする。
5°-CATAAACCCCGATGCACCCCGATGCACCCCAGTCCAACGGACGATCTCGAGGACTTCA-3"
れ
(a鋳型となる2本鎖 DNA を1本鎖にする変性反応が必要である。サンガー法と
4種類の反応液を電気泳動し,DNA 断
3-GTATTTGGGGCTACGTGGGGCTACGTGGGGTCAGGTTGCCTGCTAGAGCTCCTGAAGT-5'
既3. PCR で2本鎖 DNA を1本鎖にする理由を30字以内で記せ。
問4.下線部(a)について, 図1は, ある DNA 断片
を増幅する際の反応温度の時間変化の一部を示し
たものである。変性反応に相当する部分を図中の
ア~ウから選べ。
問5, 下線部b)について, 図2は, 4種類の反応液
を異なるレーンで電気泳動した結果である。この
DNA 断片の泳動パターンから, 泳動された DNA
の塩基配列を5側を左にして記せ。
問6.図2と同じ塩基配列決定実験
/をくり返したが, ddCだけを加え
るべき反応液に, 誤って ddT も
加えて反応を行った。この失敗に
気づかず,電気泳動した場合, 図
2にはない DNAのバンドが現れ
た。2回目の実験で新たに現れる
バンドを図2に描け。
100
ア
80
60
40
時間
図1
レーン1(ddCを加えた反応液)
レーン2(ddGを加えた反応液)
レーン3(ddTを加えた反応液)
レーン4(ddAを加えた反応液)|
I
電気泳動の向き
図2
(16. 筑波大改題)
セント
問5. ddA, ddC, ddT, ddG が取り込まれると, そこで DNAの合成が止まるので, 付加された最後の
塩基がそれぞれA, C, T, Gであるヌクレオチド鎖ができたことがわかる。
第4章
遺伝情報の発現
ウー
ウー
温度(C)

問1、酵素が高温でも変性しないタンパク質でできているから。 (26字)
問3.プライマーと DNA ポリメラーゼが結合できるようにするため。(29字)
なヌクレオチドは, ジデオキシヌクレオチドと呼ばれる。ジデオキシヌクレオチ
ドでは,デオキシリボースの3の炭素に結合している OH がHに置き換わってお
1. バイオテクノロジー
間2.CATAAACCCC,
TGAAGTCCTC
問4.イ
問5.ACGTCGAATGGA
問6.
レーン1(ddCを加えた反応液)
レーン2(ddGを加えた反応液)
レーン3(ddTを加加えた反応液)
レーン4(ddAを加えた反応液)|||
電気泳動の向き
法のポイント
間1.一般に,酵素を構成するタンパク質は高温では変性し失活してしまう。1か
し、温泉のような高温の環境に生息する好熱性細菌では,高温でも変性しない酸
素をもっている。95℃のような高温にすることが必要な PCR(ポリメラーゼ連館
反応)法では,連続して反応を行うために高温でも失活しない DNA ポリメラー
ゼを用いる。
間2. DNA ポリメラーゼは、DNAのヌクレオチド鎖を5側から3'側の方向にしか
合成できない。したがって, プライマーは, 2本鎖 DNA において増幅したい領
域の3側の端にそれぞれ結合するように作成されている。これは, プライマーが
結合する部分と相補的に結合している DNA のヌクレオチド鎖の塩基配列に相当
する。この問題では10塩基と指定されている。また, 問題文に5側を左にして書
くように指示してあることに注意する。
問3. PCR 法では, 2本鎖DNA それぞれに, プライマーを相補的な塩基配列の部
分に結合させる必要がある。プライマーを相補的に結合させるためには, 2本鎖
DNA の塩基どうしの結合を切って1本鎖にする必要がある。
問4.変性反応とは, DNA の2本鎖が1本鎖に解離する反応のことである。約
95°℃に加熱するとイ), DNA の2本鎖間の水素結合が切れて1本ずつのヌクレオ
チド鎖に解離する。 続いて温度を50℃~60℃に下げて(ウ), プライマーをヌクレオ
チド鎖に結合させる。その後温度を約72℃に上げ(ア), DNA ポリメラーゼの働さ
によって,プライマーに続くヌクレオチド鎖を合成させる。これをくり返し,日
的の DNA を大量に増幅する。
問5.サンガー法では特殊なヌクレオチドを加えて DNAを合成させる。この付が
り,新たに付加されるヌクレオチドのリン酸と結合することができない。 に

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

ねこ

ポイント）DNAを複製する時は新生鎖（新しく作られる鎖）の5'末端側から複製が行われる。

問題の鋳型鎖は二本あります。
ますは上の鎖から考えていきます。
この鎖は左側が5'、右側が3'末端です。
ということは、複製方向は新生鎖の5'末端なので鋳型鎖でいう右側からになります。
プライマーは10塩基対と今回言われています。
だから答えとしては、新生鎖の最初10個を書けばいいです。
今鋳型鎖の右側10塩基は5' GAGGACTTCA 3'なので
新生鎖は3' CTCCTGAAGT 5' となり、これを問題文の指定通り5'末端を左側にして書き表すと解答の下側の答えと一致します。

次に、下の方の鋳型鎖について考えます。
先ほどと同じように考えていきます。
複製の方向は新生鎖の5'から3'の方向であるから、鋳型鎖でいう3'から5'の方向になります。
鋳型鎖の3'末端から10塩基対書き出してみると
3' GTATTTGGGG 5'となるので、
新生鎖は5' CATAAACCCC 3' と分かります。
これは問題文の指示通り5'末端が左側にあるのでこのままで大丈夫です。
これは解答の上側の答えと一致します。

図でイメージした方が分かりやすい場合は添付写真を参考にしてみてください。
分からないところあれば遠慮せずに質問してください！

nana

丁寧な解説をありがとうございます！理解できました！図の2本差の場合も今までよくわかっていなかったので本当にありがたいです！
少し気になることがあるのですが、新生鎖が5‘→3’の方向につくられるのは、ヌクレオチドの伸長方向が一般的に5‘→3’だからということで間違いはないですか？よろしくお願いします。
遅くなり失礼しました…

ねこ

はい、その考えで間違いないと思います！

nana

ありがとうございます！