生物

質問

1.
次の1）～4）の実験を行った。各問に答えよ。なお、タンパク質合成系とは、翻訳に必要な生体成分を含んだ反応液で、これに人工的に合成したmRNAを加えると、その塩基配列に基づいてタンパク質が合成される。
1）一定の順序に並んだ塩基がくり返し配列するようなmRNAを人工的に合成し、試験管内のタンパク質合成系に入れると、特定のアミノ酸がつながったポリペプチドが合成された。
2）Uのみからなる・・・ＵＵＵＵＵＵ・・・をmRNAとすると、ポリフェニルアラ二ン（フェニルアラニンのみがつながったもの）ができた。
3）・・・ＵＧＵＧＵＧ・・・；（ＵＧ）nをmRNAとすると、バリンとシステインが交互につながったポリペプチドができた。
4）・・・ＵＧＧＵＧＧ・・・；（ＵＧＧ）nをmRNAとすると、ポリグリシン、ポリトリプトファン、ポリバリンの3種ができた。

問1　実験1）から4）の結果からシステイン、バリン、フェニルアラニンのアミノ酸のコドンを答えよ。
答は、左からＵＧＵ，ＧＵＧ，ＵＵＵなのですが、なぜこうなるのでしょうか。

問２　3）と4）の実験は、アミノ酸を指定するコドンはトリプレットであることが分かる。その理由を答えよ。
＜答え＞
実験3）はValとCysが交互につながっているので、コドンの塩基数は偶数ではない。
実験４）は一種のアミノ酸からなるポリアミノ酸ができているので、コドンは3の倍数であり、それ以外の奇数ではない。
実験3）と4）でバリンのコドン（ＧＵＧ）が共通であることを考えると、トリプレットであることが分かる。
とあるのですが、なぜ、「交互につながっていると、塩基数は偶数ではない。」と言えるのですか。
また、なぜ、「一種のアミノ酸からなるポリアミノ酸ができていると、コドンは3の倍数であり、それ以外の奇数ではない。」のですか。

問3　上記の実験と同様の方法で、グリシンとトリプトファンのコドンを区別したい。どのような実験をすれば推測できるか。
なお、トリプトファンのコドンは一通りしかないことが分かっている。
＜答え＞
ＵＧＧとＧＧＵがどちらのアミノ酸のコドンか不明である。Ｇのみからなる・・・ＧＧＧＧＧＧ・・・をｍＲＮＡとして、ポリトリプトファンができなければ（あるいはポリグリシンができれば）、ＧＧＵはGlyのコドンであることが推測できる。
（三番目の塩基が何であっても同一のアミノ酸のコドンである場合が多いことを利用する。ただしすべてのアミノ酸のコドンに当てはまることではないことに注意）
他に、ＵＧＧの3つ目のＧを他のヌクレオチドに変えても推測できる。
とあるのですが、言っていることがよくわかりません。

2.
受精卵から成長する胎児について、次の1）～3）の確率（％）を求めなさい。なおＡＢＯ式血液型を決定する遺伝子は第9染色体にある。
1）男子である確率　答え）50％
2）血液型がＡである確率　答え）25％
3）血液型がＡ型で赤緑色覚異常である確率　答え）6.25％
なのですが、これらはどうやって求めたらいいでしょうか。

3.受精過程について
卵母細胞、第一極体、第二極体中のＤＮＡ量はそれぞれ何Ｃか。

お願いします。

回答No.2

gohtraw · ベストアンサー

（１）コドンの文字数が偶数でない理由
　（ＵＧ）ｎを偶数で区切った場合、生じるコドンは
　二文字の場合、ＵＧあるいはＧＵのうちいずれか一方
　四文字の場合、ＵＧＵＧあるいはＧＵＧＵのうちいずれか一方
　のようにただ一種類になります。従ってここから生じるペプチドはただ一種類のアミノ酸だけを含むことになります。

（２）これは相手の男性の情報が必要ではないでしょうか？例えば血液型でいえば、
　（ａ）相手がＯ型の場合：Ａ型とＢ型が５０：５０
　（ｂ）相手がＡＢ型の場合：Ａ：Ｂ：ＡＢ＝２５：２５：５０
　（ｃ）相手がＡ型（ＡＯタイプ）の場合：Ａ：Ｂ：ＡＢ＝５０：２５：２５
　（ｄ）相手がＡ型（ＡＡタイプ）の場合：Ａ：Ｂ：ＡＢ＝５０：０：５０
となりますので、答えから推測すると相手の男性はＡＢ型ということでしょうか。

　また、赤緑色覚異常についていうと、女性が保因者ということから片方のＸ染色体は正常と推定されます。ここで
　（ａ）相手が色覚正常の場合、子供が男の子だとすると１／２の確率、女の子だと確率ゼロで赤緑色覚異常が出ます。男の子である確率は１／２なので、色覚異常が出る確率は全体では１／４です。
　（ｂ）相手が色覚異常である場合、男の子は１／２、女の子も１／２の確率で色覚異常が出ます。従って全体でも１／２の確率になります。

　答えの記載では血液型がＡ型で赤緑色覚異常である確率が6.25％、血液型がＡである確率が25％ですから、色覚異常の確率が１／４だということが判ります（ＡＢＯ式血液型と赤緑色覚異常は別の染色体に由来するので独立に遺伝するためです）。ということは問題の設定としては相手の男性は色覚正常であると推定されます。

お礼

なるほど！
とても丁寧に説明していただいて、ありがとうございます。
とても参考になりました。

回答No.1

gohtraw

１．
問１＆２
　ポリＵからポリＰｈｅが生じることから、Ｐｈｅに対応するコドンの候補はＵ，ＵＵ，ＵＵＵ，ＵＵＵＵ・・・になります。
　もしコドンが１文字だとすると例えば（ＵＧ）ｎからもＰｈｅを含んだペプチドが生じるはずですが実際はそうではないため、コドンは１文字ではないことが判ります。
　また、コドンの文字数が偶数だとすると、（ＵＧ)ｎからは単一のアミノ酸からなるペプチドが生じるはずですが、実際はそうではないのでコドンの文字数は偶数ではありません。
　以上より、コドンの文字数は３以上の奇数であることが判ります。（ＵＧ)ｎを奇数で区切っていくと
ＵＧＵとＧＵＧ、ＵＧＵＧＵとＧＵＧＵＧ、ＵＧＵＧＵＧＵとＧＵＧＵＧＵＧのような組み合わせができます。このどれかがＶａｌのコドンです。・・・（ア）
　一方、（ＵＧＧ）ｎを同じ奇数で区切っていった場合にも（ア）に含まれるコドンができないといけないわけですが、それは３個で区切っていった場合に限られます（きちんと確認はしていませんのでご確認下さい）。
　以上でコドンがトリプレットであることが判りました。よってＰｈｅのコドンはＵＵＵです。また、（ＵＧＧ）ｎをトリプレットで区切った場合にできるのはＵＧＧ、ＧＧＵ、ＧＵＧの三種ですが、このうち（ア）と共通するのはＧＵＧのみなので、ＶａｌのコドンはＧＵＧです。従って実験３の結果からＣｙｓのコドンはＵＧＵです。

問３
　ポリＧから生じるコドンはＧＧＧで、もしこれからポリＧｌｙができればＧＧＧがＧｌｙに対応しているということであり、３文字目が変わっただけのＧＧＵもＧｌｙに対応している可能性が高いということです。

２．
（１）性別は性染色体の組合せで決まります。男性はＸＹ、女性はＸＸです。男性から生じる配偶子は、Ｘを持つものとＹを持つものが１：１であり、女性から生じる配偶子は全てＸを持っています。これらを組み合わせた場合、ＸＹとＸＸは１：１で生じます。
（２）と（３）は情報不足でしょう。ＡＢＯ血液型を決める遺伝子の発生確率が与えられないと計算不能ではないでしょうか？地域差、民族差もあります。また、赤緑色覚異常がどのように遺伝するのかという情報がなければ解けないとおもうのですが。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%89%B2%E8%A6%9A%E7%95%B0%E5%B8%B8
http://ja.wikipedia.org/wiki/ABO%E5%BC%8F%E8%A1%80%E6%B6%B2%E5%9E%8B

３．
済みません。知りません。

お礼

お早い回答ありがとうございます。

1.なのですが
コドンの文字数が偶数だとすると、（ＵＧ)ｎからは「単一のアミノ酸からなるペプチドが生じるはず」とはどういう意味でしょうか。
2.はおっしゃる通り情報不足でした。すいません。訂正します。
「血液型ＡＢ型で、赤緑色覚異常の保因者の女性から成長する胎児について」の問題です。
赤緑色覚異常は、X染色体にある劣性遺伝子が原因で、Y染色体に対立遺伝子はない。
女性では、ホモ接合体にならないと現れないが、男性は一つ持つだけで現れるので、男性に多い。

また、ご検討よろしくお願いします。