遺伝子の再編成【免疫】　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 遺伝子の再編成に解説します。 語呂「サイ、反省して後退（遺伝子の再編成により抗体の多様性が担保される）」意味ない語呂ですね。すみません。 遺伝子の再編成の仕組みは利根川進先生が解明しました。遺伝子の数より多くの種類の免疫グロブリンをつくることができる仕組みです。 ●免疫グロブリンは、遺伝子の再編成によって多様性を獲得する（B細胞が成熟する過程で、免疫グロブリン遺伝子の再編成が起こる）。 遺伝子断片がＶ、Ｄ、Ｊなどとグループを形成しており、各グループから１つずつ遺伝子断片が選ばれ、残りの断片はＤＮＡの切断により捨てられる。これにより持っているＤＮＡ断片の種類より多くの種類の遺伝子を作り出すことができる。 ＊まるでマクドナルドでセットを注文するように、組み合わせは膨大になる（何種類かの飲み物、何種類かのバーガー、何種類かのサイドメニューから、それぞれ１つずつを選ぶと、その組み合わせは膨大になる）。 なお、生物基礎では、ほぼすべての体細胞は同じゲノムをもつと習うが、B細胞やT細胞などのリンパ球は、成熟の過程で遺伝子の再編成を行うので、ゲノムが他の体細胞と異なる。 ●L鎖・H鎖それぞれの可変部域をコードする遺伝子について、遺伝子の再編成が起こることが知られている。L鎖・H鎖の組み合わせにより、さらに多様な可変部が生じる。 ●宇宙から来た未知のウイルスで人類が滅亡するようなSFがある。しかし、脊椎動物の獲得したこの遺伝子の再編成による抗体の多様化システムは、宇宙に存在するどんな立体構造にも対応し得ると言われている。どんな未知のウイルスが地球の外からやって来ようと、そのウイルスの立体構造にぴったりくっつく抗体が用意されている可能性が高い。 問題：どうして人の遺伝子数は２万ほどしかないのにもかかわらず、それ以上の種類の抗体（免疫グロブリン）をつくることができるのか。空欄を埋めよ。 「抗体の可変部をコードしているＤＮＡ領域について、（　？　）が起きるから。」 答え：遺伝子の再編成 問題：免疫グロブリンの遺伝子のうち、Ｈ鎖の可変部をコードする部分は３つの領域（V、D、J）から、Ｌ鎖の可変部をコードする部分は２つの領域（V、J）からなり、さらにこれらの領域は多数の小領域で構成されている。 可変部をコードする部分では、それぞれの領域において、小領域が１つずつ選択されて連結され、抗体を産生する情報をもつ新たな遺伝子となる。 ある生物で、Ｈ鎖のそれぞれの領域が１００、１０および４種類、Ｌ鎖が３００および５種類の小領域から構成されているとすると、この生物は、理論上何種類の抗体をつくれるか。ただし、遺伝子の再編成によって、各小領域から１つの断片が選ばれ、連結するものとする。なお、多様な抗体ができるしくみには、遺伝子の再編成のみが関わるとしてよい。 答え：６００万種類 Ｈ鎖の可変部を決定する遺伝子は１００種類、１０種類、４種類の断片から１つずつ選ばれるので、 １００×１０×４＝４０００種類 この遺伝子が転写、翻訳されてＨ鎖の可変部のアミノ酸配列（そして立体構造）が決定する。 Ｌ鎖も同様に、３００×５＝１５００種類 したがって理論上４０００×１５００＝６００万種類の可変部をつくることができる。 ＊実際は、遺伝子断片が選択されるということの他にも、抗体の多様性を増やすようなしくみがある（たとえば、遺伝子断片が結合する際、塩基が付加されたり、逆に塩基が削除されたりする）。 問題：多様な抗体が作られる仕組み（遺伝子の再編成）を解明し、１９８７年ノーベル生理学・医学賞を受賞した分子生物学者の名を答えよ。 答え：利根川進 #高校生物 #免疫 #遺伝子の再編成