遺伝子とそのはたらきに関する問題で、ヒトのゲノムのDNAや遺伝子に関する問題は頻出です。計算問題も出題され、数パターンの問題があります。その中でも今日は遺伝子数や塩基対に関する問題を解説します。覚えるべき数字はしっかり覚えていきましょう。
【問題】ヒトのゲノムに関する練習問題
まずは、下の問題に挑戦してみてください。解答は、一番下に掲載しています。
1つのアミノ酸を指定する塩基対は( ケ )塩基対であり、ヒトのタンパク質1個を構成するアミノ酸の平均個数を750個とすると、ヒトのタンパク質のすべてをつくりだすためには( コ )個の塩基対が必要であることにある。これはヒトのゲノムDNAの約( サ )%になる。
本題に入る前に、ゲノムの意味は解っていますか?
忘れている人のために、ここで少し復習しておきましょう。
ゲノムとは、その生物をつくるために必要な遺伝子セットのことをいいます。染色体を構成するDNAにこの遺伝子セットがあります。
ヒトを構成するゲノムを今回は詳しく学習します。
ヒトのゲノムや遺伝子で覚えるべき数字
ゲノムの塩基対や遺伝子数に関する問題では、計算で求める数字もありますが、覚えておくべき数字もあります。次に挙げる数字は覚えておくべき数字です。
ヒトのゲノムを含む染色体の数
ヒトをつくりだすための遺伝子のセット集をゲノムといいます。ヒトのゲノムは23本の染色体の中に収納されており、精子や卵などの生殖細胞にすべて収められています。したがって、受精卵や体細胞などの相同染色体をつくっている細胞中には46本の染色体があるので、ゲノムは2セット含まれていることになります。
ヒトのゲノムを構成する塩基対数
ヒトのゲノムを構成する塩基対数は30億塩基対になります。対数で言うと30億塩基対、塩基の総数で言うと60億個になります。ヒトのような真核生物では、この30億塩基対のうち、実際にタンパク質合成につかっている塩基対はわずか1~1.5%程度になります。
ヒトのゲノム中の遺伝子数
遺伝子とは、一つのタンパク質を指定する塩基対のセットです。30億塩基対の中で、実際にタンパク質合成に使われる領域が20000か所存在するということです。これは、ゲノムを構成するDNAのわずか1~1.5%に相当します。
アミノ酸を指定する領域
遺伝子が翻訳され多数のアミノ酸がつくられ、それらがペプチド結合することでタンパク質が合成されます。このアミノ酸を指定する領域はゲノムの全塩基対のうち1~1.5%程度になります。問題によって計算の答えが1~1.5%とずれますが、おおよその1.5%程度だと覚えておきましょう。
1つのアミノ酸を指定する塩基対
ヒトのDNAが転写され、リボソームで翻訳されるとき3つの塩基対で1つのアミノ酸を指定します。mRNAの塩基の種類は4種類(A、U、G、C)あるので、3つの塩基対で4×4×4=64通りのアミノ酸を指定できます。アミノ酸は全部で20種類存在するので、3つですべてのアミノ酸を指定することが十分に可能です。
【解答】ヒトのゲノムに関する練習問題
- ア…23
- イ…1
- ウ…2
- エ…30億
- オ…20000
- カ…1.5
- キ…4500万
30億塩基対×1.5% - ク…2250
4500万塩基対÷20000遺伝子 - ケ…3
- コ…4500万
3塩基対×750アミノ酸×20000遺伝子 - サ…1.5%
4500万塩基対÷30億塩基対
コメント