遺伝情報とその発現の問題

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。

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。