DNAの塩基組成の問題「シャルガフの規則」2本鎖200%で解く!

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遺伝子の本体であるDNAは、ヌクレオチドという基本単位が多数結合してできています。このヌクレオチドを構成する物質として塩基があります。今日はこのDNAの塩基対に関する問題「シャルガフの規則」をマスターしましょう。

DNAの塩基組成の問題

問題

ある2本鎖DNAを持つ生物のDNAでは、4種類の塩基のうちAが23%を占め、またこのDNAを構成する2本鎖(H鎖とL鎖)のうち、H鎖だけで見ると4種類の塩基のうちAは40%、Cは15%であった。H鎖におけるTとGの割合を求めよ。

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2本鎖で200%で解く

このDNAの塩基組成に関する問題では、割合の考え方が重要になってきます。H鎖やL鎖の1本鎖だけで考えるときも、H鎖とL鎖を合わせた2本鎖で考えるときも、全体で100%としてしまうと割合がごちゃごちゃになってしまいます。

したがって、1本鎖の全塩基対を100%とし、2本鎖で合計200%で考えると解きやすくなります。実際には、下のような簡単な図を書き解いていくとスムーズに解答することができます。

dna

次に、DNA2本鎖の合計を200%にします。DNA全体でAの割合が23%だったので、これを200%に換算すると46%になります。

dna2

下準備が整ったのでシャルガフの規則を使って実際に各割合を計算していきます。

  • ❶H鎖のAと、L鎖のTが相補的に結合しているので、L鎖のTは40%。H鎖のCと、L鎖のGも相補的に結合しているので、L鎖のGは15%になります。
  • ❷Aの2本鎖の合計は200%で考えると46%で、H鎖が40%なので、L鎖のAは6%とわかります。
  • ❸L鎖のAが6%とわかったので、これと相補的に結合するH鎖のTも6%になります。
  • ❹H鎖の塩基の合計は100%なので、残りのGは、100-(40+6+15)=39%だとわかります。

dna3

ちなみに、すべての塩基の割合を求めてみると次のようになります。

dna4

解答

  • H鎖のT…6%
  • H鎖のG…39%

まとめ

このように、図を書き、2本鎖の合計を200%にすると求めやすくなります。このシャルガフの規則に関する問題は、センター試験でもDNAやRNAの問題で頻繁に登場します。慣れれば確実に得点できる問題ですので、必ずマスターしておきましょう。

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