Question

わ。

マーカーを引いた部分で、
0.2~8、2~30塩基程度はどのような計算をして出てきた値ぬか教えてください

患者 47 ヒトの拡散に関する次の文章を読み、以下の問いに答えよ。
現生人類の共通の祖先がいつ頃アフリカで誕生し,各大陸へ拡散したかを推定する
ため,各大陸の現生人類 (ヨーロッパ人, 東アジア人, アフリカ人)とアフリカ大陸内
の2地域 (カメルーンとガーナ)に生息するチンパンジーのミトコンドリアDNAの塩
基置換数を比較した。 現生人類とチンパンジーのミトコンドリアDNA は,約16500
塩基対の環状 DNA で, 遺伝子が連続して並ぶコード領域 (約16000 塩基対) と,非コ
ード領域 (約500 塩基対) からなる。 表は各領域における塩基置換数を示す。
THER
ヨーロッパ人
東アジア人
コード領域の比較
|アフリカ人
チンパンジー
(カメルーン)
チンパンジー チンパンジー
(カメルーン) (ガーナ)
1288
1277
1300
1291
1294
1280
414
(1) 表から求めた100 塩基対当たりの塩基置換数に基づいて、 非コード領域をコード
領域と比べた次の文の空欄に当てはまる語の組み合わせとして最も適切なものを,
あとの①~⑤から選べ。
東アジア人 アフリカ人
38
72
80
非コード領域の比較
東アジア人 アフリカ人|
10
リード C
21
25
チンパンジー チンパンジー
(カメルーン) (ガーナ)
146
151
146 ht
149
153
152
88
塩基の置換が蓄積 (a),分子進化の速度が(
① (a) しやすく (b) 小さい
② (a) しやすく (b) 大きい
④ (a) しにくく (b) 大きい
500万年前
③ (a) しにくく (b) 小さい
⑤ (a) する程度は等しく (b) 等しい
(2) 図のように, 現生人類とチンパンジー (カメル
レーン) が共通祖先から分岐した時期を500万年
前としたとき,現生人類が共通祖先から分岐し
た時期として最も近い値を、次の①~⑤から選
べ。 ただし, 分子時計の考え方に基づき, 計算
には表のコード領域での塩基置換数を用いる。
① 15万年前 ② 30万年前 ③60万年前 ④90万年前
(3) 表のコード領域の塩基置換数を用い, 2地域のチンパンジーが共通祖先から分岐
した時期を推定して (2)の時期と比較した結果をもとに, チンパンジーと現生人類
のそれぞれの種内での遺伝的多様性を比べた次の文章の空欄に当てはまる文の組
み合わせとして最も適切なものを,あとの① ~ ⑤から選べ。
⑤ 120万年前
2 地域のチンパンジーが共通祖先から分岐した時期は、 現生人類のそれ (a)
ので、遺伝的多様性はチンパンジー (b)。
① (a)より新しい (b) のほうが大きい ② (a) より古い (b) のほうが大きい
ヨーロッパ人 |
東アジア人
アフリカ人
チンパンジー
(カメルーン)
現生人類
第1章
生物の進化③

47
ここで, (エ)の生物Mと生物Kの塩
の位置では7番目の塩基でT→Cの置換が起こったと判
また, (ア)は, iとiiの位置の2か所の置換が起こっているので, 表から生物
きる。
Lakas
残る (イ)と(ウ)は, 生物Lと生物N である。 ivの位置の置換は生物Lと生物Nに共通に
見られる置換であることから、 9番目の塩基がC→Aに置換したと判断できる。 また,
Vの位置では7番目の塩基でT→Aの置換が起こったと判断でき, その置換が起こった
生物Nが(ウ), 置換が起こらなかった生物Lが(イ)となる。
(TU7
(1) 2
(2) 2
(3) 2
説
(1) 問題の表の左側のコード領域は、約16000 塩基対中の塩基置換数であり,表の右側の
~
塩基対中の塩基置換数を示している。 それぞれを比較するた
非コード領域は、約500
100塩基対当たりに換算すると,コード領域では0.2~8塩基程度なのに対し,非
コード領域では2~30塩基程度となり、どの値を比較しても非コード領域のほうが塩
基置換数は多くなっている。よって、非コード領域のほうが塩基の置換が蓄積しやす
一一いと判断できる。この場合, 分子進化とは塩基配列の変化なので,塩基の置換が蓄積
S
しやすいほうが分子進化の速度は大きいと判断できる。つまり,非コード領域はコー
ド領域と比べて,塩基の置換が蓄積しやすく, 分子進化の速度が大きい。(E)
■二 (2) 現生人類であるヨーロッパ人・東アジア人・アフ
リカ人とチンパンジー (カメルーン) の間では,コ
ド領域の塩基置換数が平均で (1288 + 1300 +
(1294)÷3=1294 となる。 よって,両者が分岐し
て, それぞれで1294÷2 = 647ずつ置換が起
こったと考える。問題文より, 現生人類とチンパ
ンジー (カメルーン) が共通祖先から分岐した時期
500万年前であるから,1塩基が置換するのに,500万年 647≒ 7728年かかると
こう計算できる。つまり,塩基置換は7728 年に1か所の速度で起こると計算できる。もの
現生人類の共通祖先からの分岐は, ヨーロッパ人・東アジア人とアフリカ人とが分
岐したところだと考えられる。 ヨーロッパ人・東アジア人とアフリカ人の間では,塩
基置換数が平均 (72+80) ÷ 2 = 76 となる。よって,両者が分岐してから,それぞれ
で76÷2 = 38 ずつ置換が起こったと考える。 1塩基置換するのに 7728 年かかるの
で, 38 塩基置換するには, 7728年×38293664年かかることになる。
(3) チンパンジーが共通祖先から分岐したデータについてはチンパンジー (カメルーン)と
チンパンジー(ガーナ) のコード領域における塩基置換数 414 を用いる。 これは現生人
類が共通祖先から分岐してからの塩基置換数76を上回るので, 2地域のチンパンジ
一が共通祖先から分岐した時期は現生人類のそれより古いと考えられる。また,塩基
の置換数が多いということから,現生人類よりもチンパンジーのほうが遺伝的多様性
り」が大きいと推察される。最大の
werden
DORA
(6)
609
38
38
・ヨーロッパ人 ]
東アジア人
アフリカ人
現生人類
500万年前ータの比較に
チンパンジー
( カメルーン)