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問題
2.遺伝子とその働き 55
計算
伝子に関する計算問題■遺伝子とその働きに関する次の文章を読み,下の各問い
に答えよ。
調のアミノ酸からなるタンパク質Kの設計図となる遺伝子Kがある。次に承す塩基
* その遺伝子Kから転写されてつくられた mRNAの一部である。
はアデニン,Gはグアニン、Cはシトシン,Uはウラシルを示す略号である。)
mRNA
DNA と RNA は構造上どのような相違点や共通点があるか。最も適当なものを、
下のD~6から選べ。
DNA を構成する単位はヌクレオチドだが、RNA はスクレオチドではない。
DNA の構成単位には糖やリン酸が含まれるが、RNA には含まれない。
3 DNA は二重らせん構造をもつが、RNA は環状の1本鎮構造である。
DNA 分子に比べると,RNA 分子はかなり長い。
6 DNA も RNAも,構成単位には4種類のものがある。
間2.上に示した mRNA の領域がすべて翻訳されたとすると、この領域が指定するアミ
解答&解説
章
ノ酸は何個か。
間3.(1) DNA も塩蓋3つでアミノ酸1つを指定している。問題文より, タンパク
質Kを構成するアミノ酸数は189個であり, このアミノ酸を指定する塩基は
189×3=567 となり,塩基対の数もこれと等しいので567塩基対である。
(2X1)より遺伝子Kの DNAの塩基対数は567個なので,この DNA からつくられ
る MRNA の塩基の数も同数の567個である。問題文よりこの MRNAに204個の
アデニン, 83個のシトシン, 135個のグアニンが含まれているので, 残りはウラシ
ルとなりその数は567-(204+83+135)=145 とわかる。
このウラシルは鋳型鎖 DNA のアデニンから写し取られているので, その数は
等しく,鋳型鎖 DNA のアデニンの数は145個となる。また, 鋳型鎮 DNA のグア
ニンの数は MRNAのシトシンの数と等しいので, 83個となる。
(3)2本鎖DNA では, 鋳型鎖と対になる鎖の塩基の数も加えなければならない。
まず,鋳型鎖のシトシンの数は MRNA のグアニンの数に等しいので135個である。
鋳型鎖と対になる鎖では,シトシンは鋳型鎖のダアニンと対になっている。鋳型
鎖のグアニンの数は mRNA のシトシンの数 (83個)と等しくなる。したがって2
本鎖 DNAのシトシンの数は, 135+83=218 となる。
問4.(1)ヒトの染色体数は46本であり、ゲノムが2組含まれている。したがって,
ゲノム1組は半分の23本(生殖細胞の染色体数)の染色体に存在する。よって1本
の染色体当たりに含まれる2本鎖 DNA の塩基対数は, 30億-23=1億3千万と
なる。
(2)この問題はヒトの遺伝子の数が約20000個であることを知っていないと解け
ない。間3(1)より,遺伝子Kの塩基対数は567個であるので,これにヒトの遺伝子
数をかけてアミノ酸を指定している領域の塩基対数を計算すると
567×20000-11340000 となる。ゲノムの総塩基対数が30億なので, アミノ酸を指
定している領域の割合は(11340000-30億)×100年0.4(%) となる。
なお,ここでは,およその数値を求めれば答えることができるので,塩基対数。
をおよそ600として計算してもよい。その場合、(600×20000)-30億×100=0.4
(となり, 同じ結果となる。
問3.実際には、上の mRNA の塩基はさらに両側に続いており、アミノ酸を指定してい
る範囲に204個のアデニン, 83個のシトシン、135個のグアニンが含まれている。次の(1)
~(3)に答えよ。
(1) 遺伝子Kのうち、アミノ酸を指定している2本鎮 DNA 領域の塩基対は何個か。
(2) 遺伝子Kのうち,アミノ酸を指定している鋳型鎖 DNA 領域のアデニンとグアニン
はそれぞれ何個か。なお,鋳型鎖 DNA とは2本鎖DNA のうち,転写の時に mRNA
の塩基配列のもとになる鎖である。
(3) 遺伝子Kのうち,アミノ酸を指定している2本鎖 DNA に含まれるシトシンは何個
か。
問4.ヒトの場合.ゲノムには約30億個の塩基対が含まれていることが知られている。こ
こでは、ヒトの遺伝子のアミノ酸を指定している領域がすべて遺伝子Kと同じサイズで
あると仮定する。次の(1), (2)に答えよ。
(1) ヒトの体細胞において,1本の染色体当たりに含まれる2本鎮DNA は、平均する
と何個の塩基対で構成されることになるか。最も適当なものを、下の0~8から選べ。
01千5百万個
2 3千万個
3 4千5百万個
0 6千5百万個
6 1億3千万個6 2億5千万個
の 3億個
8 4億5千万個
(2) 上の仮定にもとづくと,ヒトの2本鎖DNA の全塩基配列のうち,アミノ酸を指定
している領城は何%程度と見積もられるか。
2 0.1%
の 4.5%
0 0.01%
3 0.4%
0 1.0%
6 1.5%
6 3%
8) 15%
9 20%
10 30%
(16.名古屋学芸大改題)
問4.(2)ヒトの道伝子の数は約20000である。
遺伝子とその働き