遺伝情報とその発現の問題

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。

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。

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。

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。