技能一覧 › 高校生物 遺伝情報とその発現

ゲノムの大きさと遺伝子の数

体細胞の DNA 量と核相からゲノムの大きさ(塩基対数)を求め、翻訳領域や遺伝子領域がゲノムに占める割合から、遺伝子の数や遺伝子領域の割合(%)を求められる

前提

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説明

ある生物が生きていくのに必要な遺伝情報の 1 組をゲノムといい、その大きさは DNA の塩基対の数で表します。この技能を使うと、体細胞 1 個に含まれる DNA の量と核相から 1 組のゲノムの大きさを求め、さらに翻訳領域や遺伝子領域がゲノムに占める割合を使って、遺伝子の数や、ゲノムのうち遺伝子領域が占める割合(%)を求められます。ゲノムのうち実際にタンパク質のアミノ酸配列を指定している部分がどれほど少ないかを、数で確かめるときに使います。

なぜそうしてよいのか

体細胞の核相は で、父親由来と母親由来のゲノムを 1 組ずつ、合わせて 2 組もっています。したがって、DNA を複製する前の体細胞 1 個の DNA の塩基対数は、ゲノム 1 組の大きさの 2 倍です。DNA を複製した後(分裂の前)の細胞ではさらに 2 倍の 4 組分になります。卵や精子のような核相 の細胞なら 1 組分です。つまり

で求められます。

ゲノムのうち、ある割合 が翻訳領域(開始コドンから終止コドンまでに対応する DNA)だとすると、翻訳領域の合計は 塩基対です。遺伝子 1 個あたりの翻訳領域の平均の長さがわかれば、合計を 1 個あたりの長さで割って遺伝子の数が求まります。DNA の 1 塩基対は mRNA の 1 塩基に対応するので、mRNA の塩基数で与えられた長さはそのまま塩基対数として使えます。同じように、遺伝子 1 個あたりの遺伝子領域(エキソン イントロン)の長さに遺伝子の数を掛ければ、遺伝子領域の合計がわかり、ゲノムの大きさで割ればその割合が求まります。

手順

  1. 細胞がもつゲノムの組数を確かめる。複製前の体細胞()は 2 組、複製後は 4 組、核相 の細胞は 1 組

  2. 細胞 1 個の DNA の塩基対数を組数で割り、ゲノムの大きさを求める

  3. 翻訳領域(または遺伝子領域)がゲノムに占める割合を掛けて、その合計の塩基対数を求める:

  4. 遺伝子 1 個あたりの平均の長さで割って遺伝子の数を求める。遺伝子領域の割合を求めるときは、

例題

ある動物の体細胞(核相 )で、DNA を複製する前の細胞 1 個の核には 塩基対の DNA が含まれている。この動物のゲノムのうち、タンパク質のアミノ酸配列を指定する翻訳領域は を占め、遺伝子 1 個あたりの翻訳領域の長さは平均 塩基対であるとする。この動物のゲノムに含まれる遺伝子の数を求めよ。ただし、翻訳領域はすべて互いに重ならない別々の遺伝子のものとする。

例題の解答

手順 1: 複製前の体細胞()なので、ゲノムを 2 組もっている。

手順 2: ゲノムの大きさは

手順 3: 翻訳領域の合計は

手順 4: 遺伝子 1 個あたり 塩基対なので、遺伝子の数は

答え:

よくある誤り

この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。

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