遺伝情報とその発現の問題

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。

あるタンパク質は 1 本のポリペプチド鎖からなり、分子量は $33000$ である。このタンパク質を構成するアミノ酸の平均分子量を $110$ とし、タンパク質の分子量はアミノ酸の数 $\times$ アミノ酸の平均分子量で表されるものとする。

このタンパク質を指定する mRNA のうち、開始コドンから終止コドンまで（両端のコドンを含む）の塩基数を求めよ。ただし、開始コドンは 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ものとする。また、翻訳されたポリペプチド鎖からアミノ酸が取り除かれることはないものとする。

次の表は、いくつかのアミノ酸について、そのアミノ酸を指定するコドンの種類の数を示したものである。

あるペプチドのアミノ酸配列は、N 末端側から順に
$$\text{メチオニン}-\text{グリシン}-\text{フェニルアラニン}-\text{リシン}$$
である。このアミノ酸配列を指定する mRNA の塩基配列（4 個のアミノ酸に対応する 12 塩基の部分のみを考え、終止コドンは含めない）は何通り考えられるか。

ある遺伝子から転写された mRNA の塩基配列（35 塩基）は、5' 末端から順に次のとおりである。

5'-GGCACAUGGCUAACCUGACAUACGGAAAGUAAGCA-3'

この mRNA の翻訳について、次のことがわかっている。
- 翻訳は、5' 末端側から見て最初に現れる開始コドン AUG から始まり、そこから 3 塩基ずつ区切って読まれる。AUG はメチオニンを指定する
- 終止コドンは UAA、UAG、UGA の 3 種類で、これらはアミノ酸を指定しない。終止コドンが現れると翻訳は終わる
- 合成されたポリペプチドからアミノ酸が取り除かれることはないものとする（最初のメチオニンも 1 個と数える）

この遺伝子に、次の 2 種類の突然変異が別々に起こった。ただし、塩基の位置は上の mRNA の 5' 末端の G を 1 番目として数えたもので、それぞれの突然変異はこの 1 か所だけで起こり、転写の開始・終了の位置は変わらないものとする。

• 変異 1: mRNA の 23 番目の塩基 C が A に置き換わる（置換）
• 変異 2: mRNA の 12 番目の塩基 A がなくなる（欠失）

変異 1 と変異 2 のそれぞれの mRNA から合成されるポリペプチドのアミノ酸の数を、$(\text{変異 1 の数},\text{変異 2 の数})$ の形でこの順に求めよ。

ある生物の細胞で、次のアミノ酸配列をもつペプチドが合成されている（左が N 末端側）。

メチオニン－アラニン－リシン－セリン－アラニン－トリプトファン－グリシン

このペプチドは、mRNA の開始コドン AUG（メチオニンを指定する）から翻訳が始まり、グリシンを指定するコドンのすぐ次にある終止コドンで翻訳が終わって合成される。この生物の遺伝暗号では、各アミノ酸を指定するコドンの種類の数と終止コドンの種類の数は次の表のとおりである。

この mRNA のうち、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の領域（翻訳領域）について、その塩基数と、その塩基配列として考えられるものの種類の数を、この順に組で求めよ。ただし、翻訳領域の途中に終止コドンは含まれず、コドンは重なりなく 3 塩基ずつ連続して読まれるものとする。