遺伝子の……記憶容量？

質問

DNAのDの字も知らないような者ですが。
遺伝子って、生物の設計図ですよね……（おおざっぱ過ぎますが）。
人間の遺伝子なら、人間が作れるだけの情報量があると思うんです。
すると、生物の設計図である遺伝子の記憶容量は、何ビットぐらいなんでしょうか？たとえば人間の遺伝子の、数個の中の一小さい物と大きい物（？）の場合でお願いします。
いろいろなHP探しましたが、そういうのはないんです（探し方が悪いのかもしれませんが）。

「ある人物の体の中に、それ自体は何の役にも立たないが、実は秘密情報を書いた遺伝子が……」と言う話を書きたいわけです。
本当にそのようなことができるのかどうかも教えてください。
ほかにも何か役立ちそうな事があったらお願いします。
妙な質問ですいません。

回答No.6

kexe · ベストアンサー

えーっと補足みました。

１本１本の染色体はおよそ
５０００万塩基対から２億５０００万塩基対からなります
こういったほうがわかりやすいようですね(^_^;)
まあこれは３０億の遺伝子量というのは２３種×２本の染色体のもつ
遺伝子の大きさと考えてもらえばおおよそは計算できますよね

遺伝子（染色体）は私たちの身体を構成する物質全ての鋳型だといわれます
つまり遺伝子は２３本のとても長い鎖であり
１本１本それぞれのほんの１部分が設計図上の部品を作り出すんです
それで体がこのように複雑なのは場所や時間によって
様々な調節をうけてるからなんです
もしかしてkannna-Aさんのおっしゃる大きいものとか小さいものっていうのは
物質(正確にはタンパク)の鋳型のことなのかなぁと思ってみました

タンパクの話とかもし始めるときりがないのでこのへんでやめておきます

遺伝子と生物の進化とかこういう話はとても面白いですよね
未知の部分もたくさんあって想像ができますし
新しい事実というのもおもしろいものです

生物の面白さに引かれて生物専攻に転向したkexeでした
なんか答えになっているかどうかわからないですが参考になれば幸いです。

お礼

とんでもない！
答えになってなくても、知らない者にとっては、どんなささいなことでも参考になります。ありがとうございます！

回答No.8

korosuke36

ＤＮＡの２重らせん、隣り合った塩基対の間隔は０．３４ナノメートルです。（ナノ：１０の－９乗のこと）
人の細胞１個に含まれるＤＮＡをつなげると、およそ２メートルの長さになるといわれていますが、これは２本１対の遺伝子をすべてつなげた長さですので、実質の情報はこの半分の１メートル分となります。

１０００００００００÷０．３４を計算すると、
人の細胞１個には、およそ３０億の遺伝情報が書き込まれていることがわかります。
塩基１つを１文字と考えると、百科事典１０００冊分ほどの情報量になるといわれています。

回答No.7

Zincer

面白そうなので、ちょっと覗きついでに
kannna-Aさんは新しいある記録を持った染色体を1本（あるいは１対）追加しようと思われたみたいですが、これだと世代間の情報伝達が不可能になると思います。
もし、世代間の情報伝達を御考えならば、いっそのこと「ミトコンドリアＤＮＡ」を利用されてはいかがでしょうか？こうすると母親側の情報のみを伝えることが可能であったと記憶しています。その代わり女性であることが限定されますけどね。
ご存知のように１００％の精度でコピーされるわけではありませんが、この辺は無視しても構わないと思いますよ！（sarudoshiさんも仰っていますが、逆にこのエラーがストーリー展開に利用できるかも知れません。）
余談ですが、コンピュターが０と１で記録している情報をＤＮＡ上ではＡＴＧＣの４つで記録していると考えればコンピュータで記録出来るものはＤＮＡでも記録可能だと思うんですけどね。逆にＤＮＡでは４つの状態があるので記録能力は倍高いと思いますよ。まあこの場合、受けて側にも翻訳の約束事が伝達されている必要がありますが、これはコンピュータでも一緒です。
この辺は専門家の意見を聞きたいと思いますので、フォロー頂けます？

お礼

回答ありがとうございます。
おかげでいい方法が思いつきました。A=0・C=1・G=2・T=3と言う決め事をしておいて、二進法であるデジタル信号を、四進法に換えて遺伝子に書いてやれば、記録できるじゃないか！と。
101001010010010101110111011　という信号を四進法にすると、11022102232323　になるから、
CCAGGCAGGTGTGT　という配列ができる。
でも、適当な配列になってしまうから、並べられない並び方も出てきちゃうし、反対側（対になっている方）が無駄になってしまってもったいないな。やっぱり誰かに聞いてみよう。

回答No.5

sarudoshi

私はＮＨＫスペシャルの驚異の小宇宙人体シリーズで放送していた番組が好きです。参考になれば幸いです。
http://www.nhk.or.jp/dna/
私は放送されたのを録画しましたが、ビデオテープも販売されています。インターネットでも購入できます。下記のサイトでＮＨＫスペシャルをクリックすると一覧が表示されます。（別にＮＨＫの回し者ではありません）
http://www.nhk-sw.co.jp/

素人の考えですが、例えば不老不死のたんぱく質が発見されて、そのたんぱく質の合成に使うアミノ酸を、受精卵の時点でＤＮＡの未使用部分に隠すなんてのはどうでしょうね。あるとき何らかの条件でその遺伝子が間違って発動してしまい、その人が不老不死になってしまうとか。別に不老不死でなくてもいいんですが、例えばあらゆる病気に対抗できる遺伝子とか、その人の血液を飲むとエイズが治るとか。無理な設定があるかもしれません。勝手な意見で申し訳ありません。

参考URL：

http://www.nhk.or.jp/dna/

お礼

回答ありがとうございます。
その番組は、見ましたよ！面白くてみてました。えーとぉ、ホメオボックス？とかが出てきたやつだったと思うんですが。（違ったかな？）

勝手な意見じゃないですよ。こっちも素人です（小説家でも何でもないんです。そう思ってた方すいません m(-_-)m )。
DNAに使ってない所があるのは聞いたことがあります。
新しい染色体を加えるんじゃなくて、今まで使っていなかったところを加工（取り替えるとか）して（できるかどうかは別として）そこに置いておくということもできるわけか。気付かなかった。

　　　　　　　　　　　　　　って言うか、それ（↑）はそれで、面白い話になりますよ！

回答No.4

m_nkgw

イメージとして比較する、という前提ですが。

DNAを形成している塩基は数えるときbp（Base Pair・塩基対）を単位とします。3ｘ10＾9塩基対は3Gbp（ギガベースペア）もしくは3Gbと表記します。
この表記から簡単に連想されるのがコンピュータの記憶容量Gb（ギガバイト）です。DNAデータをコンピュータ処理する場合、1bp＝1byte（半角文字なので）として扱うことができるので、混乱しがちですが、両者には何の関連性もありません。
コンピュータと決定的に違うところはDNAは空き容量を持たない、また追加・消去・変更できないというところにあります。つまり成体（もしくは多細胞として完成した人体）人為的にDNAに情報を加えることは不可能です。

染色体のお話が出ていましたが、染色体は「DNAの固まり」といった感じのイメージでいいかと思われます。つまり遺伝情報の中味は染色体のサイズではなくDNAに因ります。（この辺を深く突っ込みますといくら書いても足りなくなりますし、私も及ばない部分が出てきますので・・・(^^;）

Kannna-Aさんのお考えの設定を生かすとすると、「秘密情報」はその人物が１つの受精卵であった段階で行われたとか、その人物の血統になんらかの変異が加わってその情報が遺伝として伝わった、などの科学的根拠が必要かもしれません。（面白ければ、その辺があいまいでも全然問題ないと思いますけどね）

まだ、不明なところがあれば、補足してください。

余談ですが、いろんな小説やマンガを読んでいて「これは無理でしょう」と思うのは、「遺伝子の中に○○という機械の設計図（毒薬の作り方とかでも可）を隠す」といったものですね。

お礼

回答ありがとうございます。
……何の関係もないと言うことは、組み合わせ方で決まりを作って…たとえばX進数にするとかして、それを二進法に変えるとかしないと出ないと言うことか。（？）

＞「秘密情報」はその人物が１つの受精卵であった段階で行われたとか、その人物の血統になんらかの変異が加わってその情報が遺伝として伝わった

と言うと、「途中から違う染色体（DNA）は入れられない」と言うことか。（困ったなぁ）
えーと「秘密情報」はと言いますと、もっと妙なものです。

回答No.3

neuro

遺伝子の塩基（AGTC）数ということなら、DNAデータバンク（http://www.ddbj.nig.ac.jp/Welcome-j.html）で適当な遺伝子を見れば検討が付くと思います。ものすごい数の遺伝子（勿論、人以外の生物のものも含まれています）が登録されています。
　ただ、単純に遺伝子の大きさがタンパク質の大きさに反映するのではなく、タンパク質に翻訳される過程で切断されたりして（この切断にも意味があるのですが）一つの遺伝子からも、似ているが異なる機能をもつタンパク質ができたりします。

＞「ある人物の体の中に、それ自体は何の役にも立たないが、実は秘密情報を書いた遺伝子が……」と言う話を書きたいわけです。

　似たような小説がありましたね。「イエスの遺伝子」という小説で、人を癒す遺伝子を探し求める学者のバイオサスペンス（ミステリー？）でした（http://www.amazon.co.jp/exec/obidos/ASIN/419891267X/ref=sr_aps_d_1_1/249-1001995-1488301）。
　バイオ関係が苦手でしたら、この手のバイオ小説が参考になるのではないでしょうか。

　おもしろい話を書いてくださいね！楽しみにしています。

参考URL：

http://www.ddbj.nig.ac.jp/Welcome-j.html

お礼

回答ありがとうございます。
あまり期待されても困るんですが……
いろんな本が出てるんですね～。マンガのたぐいではよく見かけるんですが、小説もあったんですね。
早速探してみます。

回答No.2

nobor3

kannna-Aさん、今日は

参考ＵＲＬによると「ヒトのDNAはA,T,C,Gの文字にして30億文字。これは新聞の約20年分の文字数に相当する。」だそうです。
たしかＡＴＧＣの並び方にも規則があったはずなので、どうやってＢＩＴに換算すれば妥当なのかは僕には分かりません。

参考URL：

http://www.um.u-tokyo.ac.jp/dm2k-umdb/publish_db/books/sl/chapter3/07.html

お礼

回答ありがとうございます。

30億文字ですか！するとA,T,C,Gの塩基が、30億個ならんでるんですか！？ありすぎですね……さらに組み合わせが出てきて……遺伝子をビット換算すると、天文学的数字になりそう！

回答No.1

kexe

確かヒトのＤＮＡは３×１０^９塩基対です。
塩基はA,G,C,Tの４つですから
４の（３×１０^９）乗となるのかと思います。
またこれは全ての細胞一つあたりがもつ遺伝子量ですから、、、

ただその塩基対全てが意味をもっているわけではないですが。

>たとえば人間の遺伝子の、数個の中の一小さい物と大きい物（？）の場合で
>お願いします。

これに関してはよくわかりません。染色体の事を言っていらっしゃられるのでしょうか？
人間に関していえば23種類の染色体が2組ありますが。
ですがこの染色体はどの細胞にも同じ数ありますから・・・
うーん補足おねがいします
ちなみに上の数字はこの全染色体のもつ遺伝子量となってます。

>ある人物の体の中に、それ自体は何の役にも立たないが、
>実は秘密情報を書いた遺伝子が……

そのようなものはたくさんあります。組み合わせによって効果を示すもの、
他の物質に活性化されて初めて効果をもつもの、
特定の条件下でのみ効果を持つ遺伝子など。
書くためには全ての遺伝子の配列のもつ効果がわからないとむずかしいのではないかと思います。
遺伝子自体を組み込む事は可能ですが
もしその情報がなんらかの機能を持った遺伝子配列と同じだった場合
その固体は変異体となりますから。

補足

回答ありがとうございます。

＞人間に関していえば23種類の染色体が2組ありますが。

（遺伝子じゃなくて染色体か……）「人間の遺伝子の染色体の23種類ある中の1種類の…」でわかります？　　あのXの形をしたやつのことが言いたいんです。

＞もしその情報がなんらかの機能を持った遺伝子配列と同じだった場合その固体は変異体となり…

やっぱり一個よけいに持たすだけじゃだめなんですね。「この塩基読み込み禁止」とでも言い聞かせなきゃならないわけですね……。
世界的にやっている遺伝子解析が終わらないと、やはり難しいですね。