①DNAの複製、組換え、修復 Flashcards
真核生物のリボソーム上で起こる翻訳反応に 関して誤つているのはどれか。 A：アミノ酸の伸長には ATPの エネルギーが必要である。 B：ペ プチ ド結 合 の形成 はリボザイムによる。 C：mRNAはまずリボソームの小サブユニットに結合する。 D：mRNA上の翻訳開始のコドンはAUGである。 E：AUGにはメチオニンを結合した特殊な開始tRNAが結合する。
×A：ATPのエネルギーはアミノアシル tRNAを作る時点で投入されている。リボソームでの 反応には専らGTPが使用される。
＊E：開始コドンとしてのAUGには開始tRNAが使われる。これは、伸長tRNAとは異なる。
tRNAの 説明として誤つているのはどれか。 A：ア ミノ酸を運ぶ。 B：分 子 中にアンチコドンと呼ぶ部分を含 む。 C：分子中に相補的な塩基間の水素結合を含む。 D：アミノアシル tRNA合成酵素の基質となる。 E：アミノ酸の数 20に対応した数のtRNAが翻訳に使われる。
E
真核生物 mRNAのスプライシングで正しいのはどれか。 A：イントロンが除かれる。 B：エクソンが除かれる。 C：遺 伝子のシャッフルが起こる。 D：キ ャップ構 造 ができる。 E：遺伝子の修復が起こる。
A
DNA分子の伸長に要するエネルギーは次のどれによって得られるか。 A：ATP B：DNAポリメラーゼ C：岡崎フラグメント D：デ オキシリボヌクレオチド三リン酸かピロリン酸の解離 E：ピロリン酸のATPへの結合
D
真核生物で、転写は次の時点まで起こらない: A：DNAの二本鎖が完全に分離してプロモーター部が露出するまで B：転写因子がプロモーター部に結合し終わるまで C：5'キャップ構造が mRNAか ら切り離されるまで D：イントロンが切り出されるまで E：poly Aテ ールが決まった長さに短くなるまで
B
真核生物の機能的なrRNAとmRNAについて誤っているのはどれか。
A：どちらも核で作られるが、mRNAだけがサイトゾールヘ出る。
B：それぞれの rRNAに対応する遺伝子コピーはたくさんあるが、それぞれの mRNAに対応する遺伝子はたくさん存在しない。
C：rRNAは転写されるが翻訳されない。mRNAは転写され翻訳される。
D：mRNAはキャップ構造やテイル構造が付加されるが、rRNAではそのようなことは起こらない。 E：rRNAよりもmRNAの方が多様である。
A
正しいのはどれか。全て選べ。
A：高等真核生物では RNAのほとんどは tRNAではなくmRNAである。
B：高等真核生物では遺伝子の転写制御はcodng regionで行なわれることが多い。
C：DNAとRNAのヘテロダイマーは高等真核生物には存在しない。
D：高等真核生物のDNAは単鎖で存在することが多い。
E：コドンは 3つのヌクレオチドの配列で構成される。
E
転写の説明として誤っているのはどれか。 A：転写は開始コドンから開始する。 B：RNAポリメラーゼがDNAの遺伝情報を転写する。 C：真核生物では転写産物はプロセッシングを受ける。 D：RNAポリメラーゼは鋳型 DNAのプロモーターに結合する。 E：2本鎖 DNAのうちmRNAの鋳型となるのは原則として一方だけである。
A
1塩基置換によリアミノ酸を指定していたコドンが終止コドンに変化した場合、このような変異を何と呼ぶか。 A：インフレーム変異 B：サイレント変異 C：ナンセンス変異 D：フレームシフト変異 E：ミスセンス変異
C
生物でmRNA合成に関わるDNA依存性RNAポリメラーゼはどれか。 A：RNAポ リメラーゼ I B：RNAポリメラーゼII C：RNAポリメラーゼIII D：RNAポリメラーゼIVa E：RNAポリメラーゼIVb
B
RNAポリメラーゼにより鋳型DNAからRNAが合成されることは何と呼ばれるか。
転写
遺伝子の翻訳について誤っているのはどれか。
A：ペプチドの延長反応にはGTPの加水分解が必要である。
B：各アミノ酸に対し1種類のtRNAが 存在する。
C：タ ンパク質合成の開始コドンAUGはメチオニンのコドンでもある。
D：ポリペプチド鎖のリボソームからの解離には GTPの加水分解が必要である。
E：リボソームに結合し細菌等のタンパク質合成 を特異的に阻止する抗菌薬 がある。
B
ある2本鎖DNAを解析したところアデノシンの含量(モル比)は30%であった。このDNAのシチジン含量は何%か。
20％
ヒトの細胞核の遺伝コードにおいて、コドンの種類が最も多いアミノ酸はどれか。 A：バリン B：セリン C：グリシン D：アラニン
B
ヒトのミトコンドリアゲノムに関して誤っているのはどれか。 A：環状である。 B：イントロンがある。 C：30個以上の遺伝子をコードしている。 D：母性遺伝する。
B
＊B：もともと原核生物なのでスプライシングなしで、イントロンはない。
＊C：ヒトの場合、37個のコード領域があり、過半数はrRNAとtRNAをコードしている。
遺伝子発現においてトランス作用性に機能するのはどれか。 A：プロモーター B：リプ レッサー C：サイレンサー D：エンハンサー
B
＊「トランス作用する」とは、自分のコード領域以外の染色体に作用できるという意味。
リプレッサーはタンパク質だからトランスに作用する。
オペレーターはプロモーターに対して( )に作用する。
シス
＊「シスに作用する」とは、自分と同じDNA上の塩基配列に作用するという意味。
イントロンと呼ばれる塩基配列を含むのはどれか。 A：DNA B ：rRNA C：tRNA D：成熟mRNA E：スプライソソーム
A
＊エキソン、イントロンというのは本来はDNAの部分を指す用語であることに注意。
PCRについて。 95°Cに上げると、( 2 )のDNAが( 3 )になる。 その後 55°Cに下げると、小さなDNA断片(プライマー)が( 3 )のDNAに結合する。 さらに、72°Cに上げると耐熱性( 4 )が働き、 プライマーが結合した部位から複製を開始する。
2：2本鎖
3：1本鎖
4：DNAポリメラーゼ
＊この過程を繰り返すことで、 プライマーに挟まれたDNA領域が増幅される。
PCRについて。
DNA領域を増幅させた後、
特定のDNAの塩基配列部分を切断する働きがある( 5 )を用い、上記のDNA断片とプラスミドベクターを切断する。
その後、DNA鎖の末端を連結させる酵素である( 6 ) を用い、プラスミドベクターにDNA断片を連結し、プラスミドを作製する。
これを( 7 )に導 入し、増殖させる。
5：制限酵素
6：DNAリガーゼ
7：大腸菌
極微量のDNAを試験管内で増幅する方法で、
目的のDNAを短時間でクローニングすることのできる革命的な技術を何という？
PCR法
ポリメラーゼ連鎖反応法
染色体構造に重要な3要素について。
①DNA複製が始まる特定塩基配列である( )配列
②細胞分裂する際にDNAを1コピーずつ正確に分配する( )配列
③染色体末端にあって末端を保護 •安定化することによって末端からの崩壊を防いだり、染色体同士の結合を防いだりしている( )配列
①DNA複製起点
②セントロメア
③テロメア
＊テロメアはTTAGGGという配列を繰り返す。
DNA複製の際、( )鎖を形成する側ではテロメア末端のプライマーが合成されないため、
細胞分裂のたびにテロメアが短くなる現象が生じる。
テロメアがある程度短くなると細胞は分裂しなくなるために、
細胞の老化に関与するといわれている。
これを防ぐために、テロメアを長くする( )という酵素が働いて、テロメアの短小化を防いでいる。
ラギング
テロメラーゼ
＊特にがん細胞などでは、テロメラーゼが強く活性化されていることが知られている。
DNAの複製は、( )に特異的な蛋白が結合して2本鎖DNAを 局所的に解離させることから始まる。
複製開始点
DNAの複製において、
2本鎖DNAは( )によってらせん構造がほどかれ 1本鎖になる。
ヘリカーゼ
ほどかれたDNAは、
1つがリーディング鎖、
もう1つがラギング鎖としてDNA複製の鋳型となって、
( )によって新たな2本鎖DNAが合成されていく。
DNAポリメラーゼ
1つの2本鎖DNAから2つの2本鎖DNAが合成されていくY字型をした活動領域のことを( )と呼ぶ。
複製フォーク
間違った塩基を付加してしまった場合、
その塩基は鋳型DNAと正しい塩基対を形成しな いため、その先のDNA合成が出来なくなる。
このような場合、DNAポリメラーゼには間違って付加された塩基を認識して除去する酵素活性があり、これを( )活性という。
エクソヌクレアーゼ
＊これにより、改めて正しい塩基を付加してDNA合成を進めていくことが出来る。
ヒトのゲノムは( )塩基対ある。
30億
3x10^9
DNA合成反応では、ミスインコーポレーションは( )程度の確 率で起こる。
1／10万
10^5-
DNAポリメラーゼはそれ 自身が校正prooteading機能を持っている。
鋳型鎖の塩基と不適合 (mismatch)なdNTPが入ってきた時には(misincorporation)、
DNA合成反応が事実上停止してしまうが、
さらにDNAポリメラーゼは、このミスマッチ塩基 を削って除去する。
核酸を端から除去する酵素を( )という。
エキソヌクレアーゼ
＊DNAポリメラーゼは校正エキソヌクレアー ゼ活 性も持っているということになる。
DNAポリメラーゼのうち、
細胞分裂に際してDNAを複製するのは主たる仕事ではなく、
本来は塩基を切り出し、結果的にDNA修復に貢献している酵素を何という？
DNAポリメラーゼI
DNAポ リメラーゼのうち、
ヌクレアーゼ活性もあるが、
DNA合成酵素活性の方が圧倒的に高いので、
DNA複製の主役となっている酵素を何という？
DNAポリメラーゼIII
＊真核生物の場合、DNA複製はDNAポリメラーゼ αが開始するが、この酵素は反応速度が遅いで、途中で DNAポリメラーゼ δ、εに取って代わられて反 応が続行する。
元の2本鎖DNAがらせん構造をしているため、 新たに出来た2つの2本鎖DNAもらせん状に絡み合ってしまうことになる。 ( )は2本鎖DNAの一方、 または両方を切断して回転できるようにすることにより、 新たに出来た 2つのDNA鎖の間のねじれを解消し、分離させる働きを担っている。
DNAトポイソメラーゼ(I／II)
＊阻害剤は抗がん剤としても用いられている。
別名：DNAジャイレース(gyrase)
Leading鎖とLagging鎖のDNA複製方法が異なることを何という？
半連続的複製
DNA複製が終了した後はプライマーはいらない。
DNAと 2本鎖を形成したRNAを特異的に分解する( )という酵素によって
DNA複製の後にプライマーは分解されている。
RNaseH
DNA複製過程で、
ほぐれた1本鎖DNAはそのままだと立体構造を形成してしまうので、
1本鎖DNAに結合して1本鎖のままで安定化させる( )が存在する。
1本鎖DNA結合タンパク質
SSB：single‐ stranded DNA binding protein
950年 代、( )は大腸菌からDNAポリメラーゼを精製することに成功し、世界で初めて加”っでのDNA複製に成功した。
アーサー・コーンバーグ
＊後、それが分解酵素であるDNAエクソヌクレアーゼだったことがわかった。
DNAポリメラーゼ Iの主な生理的機能とは？
主にDNA修復に働いている。
PCRについて。
( a )のデザイン(塩基配列)は大きな要素となる。
( a )の長さやGC含量はテンプレートDNAと
2本鎖を形成する際の( b )の数に直接影響する。
プライマー
水素結合
個人を特定できるような配列とはどのようなものが考えられるか。
マイクロサテライト
＊HLAが一番良いが、大きすぎる。
インスリンは多型性ほぼゼロ。
ヘモグロビンのα鎖もほぼゼロ(βは多少異なる)。
疾患が見つかる原因になった人のことを何という？
発端者
加齢が異常なスピードで進む、
( )と呼ばれる一群の疾患がある。
早老症
早老症の研究から、
加齢の仕組みが部分的に理解されている。
( )では、ラミン遺伝子の異常が発見されている。
Hutchinsoll‐ GIIfordプロジェリア症候群
＊スプライシング変異
早老症の研究から、
( )ではDNAヘリカーゼの異常があることがわかっている。
Werner症候群
＊スプライシング変異
相同組換えの例を2つ挙げよ。
①減数分裂における相同染色体間の交叉(差)
②肺炎球菌の形質転換
2個の2本鎖DNAの間で、
切断と再結合が起こり、
DNA分子が相互に入れ換わることがある。
その結果、DNAの遺伝情報が相互に交換されたり、あるいは添加されたりするが、これを何という？
遺伝的組換え
genetic recombination
原核細胞でみられる組換えはいつ見られる？
３つ
①接合
②形質転換
③形質導 入
真核細胞でみられる組換えはいつ見られる？(１つ)
①減数分裂
＊減数分裂のときに相同染色体で見られる交叉が組換えの好例。
減数分裂で組換えは見られるが、
体細胞で組換えがみられることが滅多にないことから何がわかる？
減数分裂と体細胞分裂を司る酵素がことなることを示している。
( )は、
100 bpのオーダーで塩基配列が同じか、
あるいは非常に類似した2つのDNA分子間で起きる現象である。
相同組換え
homologous recombination
相同でないDNA間で起こる組換えが( )である。
そのうち最も重要なのは、
特定の塩基配列を認識して起こる組換えである。
非相同組換え
(non-homologous recombination)
＊部位特異的組換え
部位特異的組換えの例を２こ
①λファージ
②免疫グロブリンの遺伝子再構成
鞭毛を構成するタンパク質は？
真核：
原核：
真核：チュブリン
原核：フラジェリン
ある遺伝子の機能を調べるために、
相同組換えによってその遺伝子が発現しないようにすることを何という？
ノックアウト
耐熱性のTaqDNAポリメラーゼを使用して
サンプルDNAを増幅する実験手法：PCRを①〜④で説明せよ。
①増幅したい塩基配列を挟むように相補的なプ ライマーを設計
②加熱によるDNA鎖の解離
③降温によるDNA鎖とプライマーの付着(アニーリング)
④TaqDNAポリメラーゼによるDNA複製のサイクルを繰り返す
ラクトースオペロンについて。
グルコースを含む培地で培養していた大腸菌を、ラクトースのみを含む培地に移す。
そうすると、ラクトースを分解する( )活性が時間の経過とともに次第に強くなり、
これに伴ってラクトースが減る。
β-ガラクトシダーゼ
β-gal
ラクトースオペロンについて。
グルコースを含む培地で培養していた大腸菌をラクトースとグルコースとを含む培地に移すと、
最初に( )が消費されて減少する。
グルコースが存在するうちはβ-gal活性は認められない。ラクトースも減少しない。
しかし、ついにグルコースが枯渇するとβ-gal活性が亢進し、これに伴ってグルコースが分解される。
グルコース
＊ラクトースがβ-galの発現を誘導した。
ラクトース代謝に関連する遺伝子として、lacZ、lacY、lacAがあり、これらの遺伝子産物もラクトース代謝に関わるが、全部共通の( )で一括支配されている。
プロモーター
プロモーターの内部には( )があり、ここにはリプレッサーの結合する。
オペレーター
＊リプレッサーは4量体構造を持つDNA結合タンパク質。
プロモーターの上流には( )というアクチベーター結合部位があり、ここには( )というアクチベーターが結合する。
CAPサイト
CAP
ラクトースの取り込みを行う酵素を( )といい、その遺伝子はlacYにコードされている。
パーミアーゼ
permease
オペレーターに( )が結合すると( )はプロモーターに結合できない。
リプレッサー
RNAポリメラーゼ
ラクトースが細胞内に存在すると、
ラクトースは( )に結合して立体構造を変化させる。
こうなると今度はリプレッサーが( )に結合できない。
そこで、RNAポリメラーゼが( )に結合することができて、オペロンが転写される。
リプレッサー
オペレーター
プロモーター
グルコース＆ラクトースがともにある場合の状態を説明せよ。
ラクトースのある状態では、
ラクトースがリプレッサーに結合して立体構造を変化させるため、リプレッサーはオペレーターに結合できない。
だからオペロンは転写される。
しかし、転写効率は低く、細々としか起きないので、β-gal活性も低い。
＊このプロモーターの配列はコンセンサスではなく、転写効率の低いプロモーターである。
グルコースのみある場合の状態を説明せよ。
リプレッサーがオペレーターに結合して、オペロンの転写は抑制される。
ラクトースのみある場合の状態について。
ラクトースがリプレッサーと結合して立体構造を変化させるため、リプレッサーはオペレーターに結合しないため、オペロンの転写は起こるが、転写活性は低い。
そこで、( )に( )が結合し、転写レベルを活性化する。
CAPサイト
CAP
CAPは2量体のタンパク質で、2量体を形成するにはCAPが( )と結合している必要がある。
細胞内にグルコースが存在するとcAMPの産生が低下し、CAPが2量体を形成できず、CAPサイトに結合できなくなる。
グルコースが枯渇すると( )が増加し、CAPの2量体形成、DNAへの結合が促進される。
cAMP
cAMP
プロモーターとは？
RNAポリメラーゼの結合配列である。
＊転写効率が高いプロモーターが強いプロモーターと呼ばれるため、強さは塩基配列で決まる。
DNAではなくRNAをゲノムとするのは何？
RNAウイルス
RNAウイルスの生物学的な特徴とは？
ゲノムがRNAだから、変異が起こりやすいという特徴を持つ。
RNAウイルスは、
なぜ化学的に不安定なRNAをゲノムとして持っていることができる？
ゲノムRNAは安定なタンパク質の殻の中に収容されているから。
錐体細胞は、光を吸収するタンパク質を3種類発現することができるが、
それらのうち2種類の欠損症は、X連鎖劣性遺伝を示す。
その2種類のタンパク質が吸収する色は？
赤色
緑色
錐体は赤、緑、青の3色を吸収する色素タンパク質を持つが、それぞれコードされているのは？
赤色素：( )
緑色素：( )
青色素：( )
赤色素：(X染色体)
緑色素：(X染色体)
青色素：(第7染色体)
女性で色覚異常になる例を3つ
①変異X染色体を有するTurner症候群
②ヘテロ接合体であるが、Lyon減少で野生型X染色体が有意差を持って不活性化された
③変異X染色体のホモ接合体
ホモゲンチジン酸はアミノ酸( )および( )の代謝産物である。
フェニルアラニン
チロシン
＊フェニルアラニンはチロシンに変換されて代謝される。
チロシンはリン酸化反応の標的となるアミノ酸である。
一般的に、ホモゲンチジン酸はフマル酸とアセト酢酸に分解され、
( )に入って代謝される。
TCA回路
( )症は、常染色体劣性の先天性代謝異常症でホモゲンチジン酸を代謝できない。
つまり、尿中に大量のホモゲンチジン酸が排泄される。
アルカプトン尿
＊ホモゲンチジン酸が空気に触れて酸化されて重合し、尿は黒く着色される。
フェニルアラニンからチロシンへの変換が障害される疾患とは？
フェニルケトン尿症(PKU)
＊常染色体劣性の先天性代謝異常症
＊チロシンが減少すればメラニンも減少するため、毛髪や皮膚の色調が淡色化する。
フェニルケトン尿症ではフェニルアラニンとその誘導体が血液中に蓄積する。
放置すれば離農障害をきたすため、日本では新生児マススクリーニングが行われ、早期発見と治療とが積極的に行われている。
早期発見の方法は？
血中フェニルアラニン濃度を測定する。
＊治療法としては、フェニルアラニン制限食がある。
アセト酢酸はいわゆるケトン体の1つであるが、他のケトン体を2つ。
アセトン
ヒドロキシ酪酸
コアヒストンの修飾パターンはクロマチン構造を決定する。
特に重要なコアヒストンを2つ。
H3
H4
＊リジンのアセチル化
＊リンカーヒストンはH1
ヒストンの修飾パターンは体細胞分裂を経ても正確に再現される。
DNA複製の際、ヌクレオソームはいったん解除されてから、DNAが複製される。
このとき、コアヒストンは
( )量体、( )量体、( )複合4量体に分かれる。
(H2A2)量体
(H2B2)量体
(H3•H4)複合4量体
DNA複製の際に、
(H2A2)量体
(H2B2)量体
これらはどのように振る舞う？
DNAから外れて核のヒストンプールに入る。
DNA複製の際に、
(H3•H4)複合4量体
これらはどのように振る舞う？
複製後の娘DNA鎖のいずれかに直ちに結合し、
ヒストン修飾酵素をリクルートし、親鎖と同じ修飾パターンを再現する。
相同組換えでは、
2本の相同なDNA分子上の相同な部位に( )が入り、
そこでDNAが相同に乗り換えを起こす。
ニック
乗り換えを起こしているDNAの交差を何という？
ホリデー構造
Holiday junction
