遺伝情報とその発現の問題

次の塩基配列をもつ mRNA がある。
$$5^{\prime }\text{-CGAUGGCUUCACGAUUGCCAUAGCA-}{3}^{\prime }$$
この mRNA が翻訳されるとき、5′ 側から見て最初に現れる AUG を開始コドンとして翻訳が始まり、終止コドン（UAA・UAG・UGA のいずれか）に達すると翻訳が終わるものとする。開始コドン AUG は 1 個のアミノ酸を指定し、終止コドンはアミノ酸を指定しない。このとき合成されるペプチドを構成するアミノ酸の数を求めよ。

ある細胞で、1 本のポリペプチド鎖からなるタンパク質 P が合成されている。タンパク質 P の分子量は 41800 であり、タンパク質 P を構成するアミノ酸 1 個あたりの平均の分子量は 110 とみなせるものとする。ただし、アミノ酸どうしがペプチド結合でつながるときに失われる水の質量は考えず、タンパク質 P の分子量は、構成するアミノ酸の平均の分子量 110 をアミノ酸の数だけ足し合わせたものに等しいとみなす。

タンパク質 P の mRNA について、開始コドンの最初の塩基から終止コドンの最後の塩基までに含まれる塩基の数を求めよ。ただし、次のことを前提とする。

• 遺伝暗号は連続した 3 個の塩基（コドン）で 1 個のアミノ酸を指定し、コドンは重なりなく読まれる
• 開始コドンはメチオニンを指定し、このメチオニンは合成後も取り除かれずにタンパク質 P に含まれる
• 終止コドンは 1 個だけで、アミノ酸を指定しない
• 開始コドンから終止コドンまでの間に、翻訳されない塩基はない

ある遺伝子からつくられる mRNA の一部の塩基配列は、次のとおりである。

$$5^{\prime }\text{-AUGCCAGUAAGCUUCGGAUAGCA-}{3}^{\prime }$$

翻訳は 5′ 末端の $\text{AUG}$（開始コドン）から始まり、3 塩基ずつ読まれて、終止コドン（$\text{UAA}$・$\text{UAG}$・$\text{UGA}$）が現れたところで終わる。開始コドン $\text{AUG}$ はメチオニンを指定し、合成されるポリペプチドのアミノ酸の数に含める。また、終止コドンはアミノ酸を指定しない。

この遺伝子に突然変異が起こり、mRNA の 5′ 末端から数えて $4$ 番目の塩基 $\text{C}$ が 1 つ欠失した。この変異した mRNA から合成されるポリペプチドは、何個のアミノ酸からなるか。

ある植物の体細胞（核相 $2n$）1 個の核に含まれる DNA は $2.4\times 10^8$ 塩基対である。この植物の 1 組のゲノム（核相 $n$ の細胞の核に含まれる DNA）の大きさは、体細胞 1 個の核に含まれる DNA のちょうど半分である。

1 組のゲノムのうち、タンパク質のアミノ酸配列に翻訳される領域は、合計でその 1 組のゲノムの $25\%$ を占めている。また、遺伝子 1 個あたりの翻訳される領域の長さは、平均 $1200$ 塩基対である。

この植物の 1 組のゲノムに含まれる遺伝子の数はおよそ何個か。ただし、ここでいう遺伝子とはタンパク質に翻訳される遺伝子のことで、1 つの遺伝子の翻訳される領域は 1 組のゲノムの中で 1 か所だけに存在し、ほかの遺伝子と重ならないものとする。

ある 2 本鎖 DNA を構成する 2 本のヌクレオチド鎖を、甲鎖・乙鎖とよぶ。この 2 本鎖 DNA 全体の塩基のうち、アデニン（A）の数の割合は $30\%$ である。また、甲鎖の塩基のうち、A の数の割合は $20\%$ である。

甲鎖の全長を鋳型として転写された RNA の塩基のうち、アデニン（A）の数の割合は何 % か。