前回は２種類の制限酵素で切断される場合の制限酵素切断地図の求め方を解説しました。
→https://youtu.be/dU2gLiqrNEw

今回はそれより少し難しい「３種類」の制限酵素で切断される場合の制限酵素切断地図の求め方を解説しました！


参考：京都府立大学2014

BIOLOGY

高校生物「制限酵素切断地図　３種類の制限酵素で切断される直鎖状DNAの場合」

「動画一覧表」→https://kembiology.blogspot.com/
コドン表はふつう暗記しません。ただ入試問題によっては覚えているとすぐに問題を解けることもあります。ここではコドン表をすべて覚える方法を説明していますので、時間がある人は是非見て下さい！

覚えるのは少し大変ですが、１回覚えてしまうと意外と忘れませんよ！

コドン表の塩基順はUCAG （覚え方は「牛上げ」）

コドン表にあるアミノ酸の境界線は
224314  　4444 　22222222 　2114224　で分かれている。

１列目の覚え方
「笛パクパク　急いで目バリーン」
フェニルアラニン　ロイシン　ロイシン　
イソロイシン　メチオニン（開始コドン）　バリン

２列目の覚え方
「競りプロ取れん　あら」
セリン　プロリン　トレオニン　アラニン」

３列目の覚え方
「血止めたけどヒステリック　来る明日利子明日来る」
チロシン　終止コドン　ヒスチジン　
グルタミン　アスパラギン　リシン　アスパラギン酸　グルタミン酸

４列目の覚え方
「死す。終わり。　ファンある競りある　グリード」
システイン　終止コドン　
トリプトファン　アルギニン　セリン　アルギニン　グリシン

高校生物基礎&高校生物「コドン表をすべて覚える〜16分ですべてを暗記〜」

RNA干渉の解説動画を作成しました！
センター試験では出題されないと思いますが、難関国公立大学や難関私立、医学部を受験する人はチェックしてみて下さい！！

出題されたとしても「RNA干渉は遺伝子の発現を抑制する」ということを知っていれば解ける問題が多いです。

ちなみに0:00〜2:51までの内容は生物基礎受験者にとっても
ヒトのゲノムは３０億塩基対、ヒトの遺伝子数は２万であることを覚えられるきっかけになると思いますのでオススメです！！

理系生物選択者用に
下に練習問題をつけておきますね！

問１　2016東京農工大学
RNA干渉のしくみを利用した様々な実験方法や技術が考えられている。この例として適当なものすべてを選び記号で答えなさい。
(ア)　細胞の正常な機能を維持する遺伝子の発現をRNA干渉により促進させて，病気の発生を抑える。
(イ)　機能が分からない遺伝子の翻訳をRNA干渉により妨げて，その遺伝子の持つ機能を調べる。
(ウ)　花の老化を誘導する遺伝子の発現をRNA干渉により抑えることにより，花の日持ちを長くする。
(エ)　病気の原因となる遺伝子の塩基配列をRNA干渉により改変して，その病気を治療する。


答えはイとウですね！RNA干渉は遺伝子発現を抑制するということだけ知っていれば解けます。


問２　2019東京医科歯科大学
生物が示す生体防御の１つとしてRNA干渉がある。どのような場合にこれが働くか１つ答えよ。

答えは外部から入り込んだウイルスのRNAとsiRNAが結合し、遺伝子発現を抑制する。のような感じですかね。

問３　2016東京医科歯科大学
RNA干渉はどのような現象か答えよ。

答えは二本鎖RNAがタンパク質と複合体を作り相補的な塩基配列をもつmRNAが分解されることで、遺伝子の発現が抑制される現象。のような感じですかね。

高校生物「RNA干渉（RNAi)」

「動画一覧表」→https://kembiology.blogspot.com/
「コドン表をすべて覚える」   • 高校生物基礎&高校生物「コドン表をすべて覚える〜16分ですべてを暗記〜」  
コドン表は覚えなくても入試問題に書かれていますが、開始コドンと終止コドン程度は覚えておくと便利です。

中には問題を解きながら終止コドンはどれかを求める問題もあるので、覚えておくと問題を読まなくても解けたりします。

開始コドンの覚え方
目合うGで開始コドン（ゴキブリと目が合って、戦いが開始するイメージで）
目→メチオニン　合うG→AUG　

終止コドンの覚え方
（切られて叫ぶイメージで）
うああ〜(UAA)　うあっぐ(UAG)　うぐぁぁ(UGA)

〜おまけ〜
アミノ酸を指定する塩基の種類は２〜４種類のものが多いです。
（中には、ロイシン、アルギニン、セリンは６種類というのもありますが）アミノ酸を指定する塩基が１種類しか無いものは、メチオニンAUGと、トリプトファンUGGのみです。ですのでおまけでトリプトファンの覚え方もつけておきました。

トリプトファンの覚え方
（ファンがアイドルと目が合った時のイメージで）
ファン　うげげ
ファン→トリプトファン　　うげげ→UGG

高校生物基礎「３分シリーズ　開始コドンと終止コドンを覚えよう」

高校生物「ラクトースオペロン（発展）」

高校生物「オートファジー」

高校生物「ラクトースオペロン・トリプトファンオペロン」

今回はPCR法の練習問題を解説しました。これは基本的な問題で入試でもよく出題される問題です。

「nサイクル後にDNAは何本になっているか？」という問題であれば、
１サイクル後→２本
２サイクル後→４本
３サイクル後→８本
・・となっていくので、
２のn乗で計算することができます！

☆発展のPCR法の問題は他の動画で説明していますので、
よければご覧下さい↓
   • 高校生物「PCR法に使う公式（やや難）」  

（第nサイクル後）
「目的の遺伝子領域が何倍に増えるか」2^n（←2のn乗の意味）
「目的の遺伝子領域を持った１本鎖DNAの本数」2^(n＋1) −2n −2
「目的の遺伝子領域を持った２本鎖DNAの本数」2^n −2n 

☆PCR法の基本的な動画はコチラの動画で説明しています。→   • 高校生物「PCR法」  





参考問題:2019獨協医科大

高校生物「PCR法　練習問題（基本）」

高校生物「ゲノム編集 CRISPR-Cas9 」

「遺伝子の発現調節」の原核生物と真核生物に違いについての説明動画を作りました。
「プロモーターにRNAポリメラーゼが結合して転写が起こる」というもはどちらも一緒ですが、原核生物では調節タンパク質がオペレーターに結合して調節をする、真核生物では基本転写因子がRNAポリメラーゼと複合体をつくってプロモーターに結合する、また複数の調節タンパク質が調節しているという点が異なるところです。
ブログはこちら↓
https://kembiology.blogspot.com/

高校生物「遺伝子の発現調節」〜原核生物と真核生物の違い〜

高校生物「原核細胞における転写・翻訳」

メセルソン・スタールの半保存的複製の証明の解説動画を作成しました。「保存的複製」「半保存的複製」「分散的複製」の３つの考え方を理解しましょう。
１回目の実験によって保存的複製が否定、２回目の実験によって分散的複製が否定されたということを必ず覚えておいて下さい。

高校生物「メセルソン・スタールの半保存的複製の証明」

高校生物「ES細胞を利用したノックアウトマウスの作成」

今回はDNAの複製について解説しました！

ポイント
DNAに登場する酵素は４種類！
①DNAヘリカーゼ
②DNAプライマーぜ
③DNAポリメラーゼ
④DNAリガーゼ

リーディング鎖はほどけていく方向と、DNAの合成方向が同じ。
ラギング鎖はほどけていく方向と、DNAの合成方向が逆。

リーディング鎖
プライマーが結合し（DNAプライマーゼのはたらき）、そこから5'→3'方向にDNAの新たな鎖が合成される（DNAポリメラーゼのはたらき）。

ラギング鎖
プライマーが結合し（DNAプライマーぜのはたらき）、そこから5'→3'方向にDNAの新たな鎖（岡崎フラグメント）が合成される（DNAポリメラーゼのはたらき）。そしてどんどんとDNAがほどけていくので（DNAヘリカーゼのはたらき）、「プライマーが結合→岡崎フラグメントが合成」を繰り返して行う。プライマーは分解されてしまうので、岡崎フラグメントどうしはDNAリガーゼのはたらきによって結合される。

高校生物「DNAの複製」

高校生が入試問題を解いているときによく間違うのが「5'→3'の向き」です。特にmRNAやtRNAの5'→3'の向きは要注意！今回は簡単にこの「向き」について解説しました！

参考入試問題：2020北里大学

高校生物「DNA・mRNA・tRNAの5'→3'の向きについて」

今回は制限酵素切断地図について解説しました！
まずは基本的な「制限酵素A、制限酵素Bの２種類の酵素で切断される場合」さらに「直鎖状DNAの場合」です。

これは基本的な問題ですね！！

参考：関西大学２０１２より

高校生物「制限酵素切断地図　２種類の制限酵素で切断される直鎖状DNAの場合」

今回は電気泳動法の練習問題を解説しました！

制限酵素の位置を特定したりする問題では図に多くの制限酵素を書き込んで複雑になってしまうので要注意です。

私は(2)で説明したように、直線を描いて問題を解いたりもします。




参考問題:2018関西医科大

高校生物「電気泳動法　練習問題」

生物基礎&生物の動画一覧表はこちら→https://kembiology.blogspot.com/

今回はバイオテクノロジーの中でも遺伝子発現を網羅的に解析する方法「DNAマイクロアレイ」について説明しました。

動画の中では説明するのを忘れていましたが、ターゲットDNAとプローブDNAを結合させることを「ハイブリ（ハイブリダイゼーション）」と言います。

高校生物（専門）「DNAマイクロアレイ」

高校生物「テロメアとテロメラーゼ」

高校生物「PCR法に使う公式（やや難）」

高校生物「PCR法」

最近では「キメラマウスが生じる確率」のこの問題の出題頻度も低くなった気がしますね。個人的にはこちらのES細胞を利用したノックアウトマウスの作成の方が出題頻度が高い気がします。↓↓
   • 高校生物「ES細胞を利用したノックアウトマウスの作成」  


以下は2003年京都大学の入試問題です。「キメラマウスが生じる確率」の動画を見たあとで是非チャレンジしてみて下さい！

　次の文を読み，問１～問４に答えよ。解答はすべて所定の解答欄に記入せよ。

　卵黄の量と分布は，卵割が起こる部位と割球の大きさに影響をおよぼす。卵黄が多いところでは卵割が　ア　ので，大量の卵黄がかたよって存在する魚類や鳥類の卵の卵割形式は　イ　である。ほ乳類では，胎盤を通して母体から胎児に栄養が供給されるので，受精卵の卵黄量は　ウ　，均一に分布する。このような等黄卵の卵割形式は　エ　である。マウス(ハツカネズミ)の受精卵は８細胞期となった時に，いくつかの割球を破壊しても正常に発生する。このように　オ　能力がそなわった卵を　オ　卵という。これに対して，早期卵割期の割球の一部を破壊した時に不完全な発生をする卵を　カ　卵という。また，二つのマウスの卵割期の胚を凝集させてひとつの胚とし，発生させると１匹の完全なマウス個体となって生まれる。したがって，この時期のマウスの胚では各細胞の予定運命は決まっていない。そこで，以下の実験１，実験２をおこなった。

実験１：茶色と黒色の異なる２系統のマウスからそれぞれ８細胞期の胚を採取し，外側の殻(透明帯)をタンパク質分解酵素で処理して除き，８個の割球からなる細胞塊を取りだした。シャーレの中で２系統に由来する細胞塊を凝集させると，16個の割球からなる細胞塊となった。これを培養すると，この細胞塊は胚盤胞(胞胚期の胚)まで発生が進んだ。このようにして得られた胚盤胞を雌マウスの子宮に移植したところ，17日後にマウスが生まれた。この実験を繰り返し合計100匹のマウスが生まれた。なお，毛色を茶色に決定する遺伝子であるAは対立遺伝子aに対して優性であり，使用した茶色と黒色のマウスの遺伝子型はそれぞれAAとaaだった。

問１　文中の　ア　～　カ　に適切な語句を記入せよ。

問２　
(ｱ)　胚盤胞を構成する細胞のほとんどは，胎盤などの胎児を発育させるために必要な組織となり，胚盤胞内部にある細胞の一部だけが胎児へと発生する。ここで，胚盤胞内部の細胞のうち，１個の細胞だけが胎児に発生すると仮定すると，実験１で生まれるマウスの毛色は何色になると予想されるか，すべて記せ。
(ｲ)　実際に実験１で生まれたマウスの毛色は茶色が12匹，黒色が13匹，茶色と黒色のまだら模様が75匹だった。この結果から，胚盤胞内部の何個の細胞が，発生して胎児になったと考えられるか，記せ。
(ｳ)　(ｲ)のように考えた理由を80字程度で簡潔に述べよ。

問３　茶色と黒色のまだら模様のマウスでは，皮膚以外の全身の器官でも２系統の異なる胚に由来した細胞が混在している。このまだら模様のマウスが成熟したので黒色のマウス(遺伝子型はaa)と交配した。
(ｱ)　この時に生まれてくるマウスの，予想される毛色と遺伝子型を記せ。
(ｲ)　(ｱ)のように考えた理由を30字程度で簡潔に述べよ。

実験２：茶色系統マウスの胚盤胞内部から細胞を無作為に１個取りだし，培養シャーレ内で増殖させ，多数の細胞を得た。このうちの８個の細胞を，黒色系統マウスの８細胞期の胚由来の細胞塊と凝集させ，再び胚盤胞になるまで培養を続けた。このようにして得られた，いくつかの胚盤胞を雌マウスの子宮に移植した結果，17日後に茶色，黒色，および茶色と黒色のまだら模様のマウスがそれぞれ生まれた。

問４　実験２を何度くり返しおこなっても，同じ結果が得られた。このことから，胚盤胞内部の細胞の性質について推察されることを次の語句をすべて用いて簡潔に述べよ。
決定， 運命， 胎児， 発生， 能力




（解答例）
問１ ア　妨げられる イ　盤割 ウ　少なく
 エ　等割(等全割，全等割) オ　調節(調整)
 カ　モザイク
問２ (ｱ)　茶色，黒色 (ｲ)　３個
(ｳ)　１：１に含まれるAAとaaのうちn個が発生すると，n個中の遺伝子型の比率は(AA＋aa)nで求められ，茶色：黒色：茶色と黒色のまだら＝１：１：６によりn＝３とわかる。
問３ (ｱ)　茶色：Aa 黒色：aa
(ｲ)　まだら模様のマウスの卵原細胞や精原細胞にもAAとaaが混在しているから。
問４　胚盤胞内部の細胞の運命は決定されておらず，体細胞分裂を繰り返しても，胚盤胞を経て胎児に発生する能力があると推察される。

高校生物「キメラマウスが生じる確率」

高校生物（専門）「サンガー法（ジデオキシ法）」

前回、前々回の動画に続き、今回は「環状DNAの場合」の問題を１題解説しました！

制限酵素切断地図（２種類の制限酵素で切断される直鎖状DNAの場合）   • 高校生物「制限酵素切断地図　２種類の制限酵素で切断される直鎖状DNAの場合」  

制限酵素切断地図（３種類の制限酵素で切断される直鎖状DNAの場合）   • 高校生物「制限酵素切断地図　３種類の制限酵素で切断される直鎖状DNAの場合」  


参考資料：大阪薬科大学2015

高校生物「制限酵素切断地図　３種類の制限酵素で切断される環状DNAの場合」

今回はブルーホワイトセレクションについて解説しました！

遺伝子組換え実験で、導入したい遺伝子が目的の細胞に導入される可能性って極めて低いですよね？だから遺伝子導入が成功した細胞だけを選びだす必要があります。これがブルー・ホワイトセレクションです！

遺伝子を導入するには運び屋となるベクターを利用します。ベクターとしてはプラスミドやウイルスなどを利用するのでしたよね。今回は大腸菌に目的とする遺伝子を含んだプラスミドを組み込みます。

①まずはプラスミドが取り込まれたかを知りたい。
そこでどうするかと言うと、アンピシリン耐性遺伝子を入れるんです。そしてその後、大腸菌をアンピシリンを含む培地で培養します。アンピシリンは抗生物質なので、普通大腸菌は増殖できず死んでしまいます。でもアンピシリン耐性遺伝子を含んだプラスミドが導入されていればコロニーができます。
→コロニーができていればプラスミドが取り込まれたことが分かります！

②次に導入したい遺伝子&GFP遺伝子が組み込まれたかを知りたい。
導入したい遺伝子を光るタンパク質（GFP）の遺伝子と一緒に組み込みます。このGFPの遺伝子はlacZと呼ばれる遺伝子の間に組み込まれます。lacZはβガラクトシダーゼを合成し、X-galという物質はβガラクトシダーゼが作用すると青くなります。

つまり、
「導入したい遺伝子&GFP遺伝子」が組み込まれたとき
→lacZが破壊される。→βガラクトシダーゼが合成されない。
→X-galに作用しないので青色にならない。（白色のままです。）

「導入したい遺伝子&GFP遺伝子」が組み込まれなかったとき
→lacZが破壊されない。→βガラクトシダーゼが合成される。
→X-galに作用して青色になる。

白色のコロニーが「導入したい遺伝子&GFP遺伝子」が組み込まれたと考えられます！

③最後に「導入したい遺伝子&GFP遺伝子」が働いているかを知りたい。
それを調べるために紫外線を当てます。 導入したい遺伝子はGFP遺伝子と共に組み込んでいるので、紫外線を当てて緑色に光れば、導入した遺伝子が働いていると分かります。

ちなみに「導入したい遺伝子&GFP遺伝子」が組み込まれたのに働いていない時ってどんな時でしょうか？例えば遺伝子が転写方向とは逆向きに組み込まれた時です。この場合、lacZは破壊するので白色のコロニーができますが、GFP遺伝子は働かないので紫外線を当てても緑色に光らないということでした。

高校生物「メセルソン・スタールの半保存的複製の証明」

シリーズ

生物　第３章「遺伝情報の発現」 #7

説明

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