遺伝情報とその発現の問題

長さ $1500$ 塩基対の 2 本鎖 DNA 断片 Z を増幅するため、Z を $3$ 分子含む反応液を用意し、PCR 法を $5$ サイクル行った。PCR では、1 サイクルごとに 2 本鎖 DNA の数がちょうど $2$ 倍になり、得られる 2 本鎖 DNA はすべて Z と同じ塩基配列・同じ長さ（$1500$ 塩基対）であるものとする。

次に、増幅で得られたすべての 2 本鎖 DNA を制限酵素 X で処理した。Z には X の切断部位が $3$ か所あり、Z の一方の末端（左端とする）からの距離は次の表のとおりである。X はすべての切断部位で完全に切断し、それ以外の場所では切断しないものとする。

切断後の DNA 断片をすべてアガロースゲル電気泳動で分離した。電気泳動では断片は長さだけで分かれ、同じ長さの断片は $1$ 本のバンドとして、長さが異なる断片は別のバンドとして検出されるものとする。

制限酵素処理後に反応液中に存在する 2 本鎖 DNA 断片の総数と、電気泳動で検出されるバンドの本数を、この順に求めよ。

ある真核生物の遺伝子について、次のことがわかっている。

• この遺伝子からつくられる成熟 mRNA のうち、翻訳される領域（開始コドンから終止コドンまで）の長さは $1200$ 塩基で、これは成熟 mRNA 全体の長さの $40\%$ にあたる。
• この遺伝子の領域には、長さがそれぞれ $800$ 塩基対のイントロンが $3$ つある。

成熟 mRNA は、この遺伝子のすべてのエキソンを転写した部分がつながってできており、遺伝子の領域はエキソンとイントロンだけからなるものとする。この遺伝子の領域（エキソン $+$ イントロン）の長さは何塩基対か。

ある生物の 2 本鎖 DNA を調べたところ、この DNA に含まれる全塩基のうち、グアニン（G）の数の割合は $18\%$ であった。この DNA に含まれる全塩基のうち、アデニン（A）の数の割合は何 % か。

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。

アデニン（A）とシトシン（C）の 2 種類の塩基だけからなる人工の mRNA を合成した。材料の塩基の量の比は $\text{A}:\text{C}=3:1$ で、mRNA の各位置には、ほかの位置とは無関係に、A が確率 $\frac{3}{4}$、C が確率 $\frac{1}{4}$ で並ぶものとする。

この mRNA を、ある位置から 3 塩基ずつ区切ってコドンとして読むとき、1 つのコドンが $\text{ACA}$（5′ 側から A, C, A の順）である確率を求めよ。