ラクトースオペロン・トリプトファンオペロンでのリプレッサーとオペレーターのはたらき、真核生物の基本転写因子・プロモーター・転写調節領域、分化した細胞が同じ遺伝情報をもち発現する遺伝子が異なること（パフなど）について、正しい記述を選べる
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細胞は、もっている遺伝子をいつもすべて使っているわけではなく、必要なときに必要な遺伝子だけを転写しています。この技能では、大腸菌のラクトースオペロン・トリプトファンオペロンで転写のオン・オフが切りかわるしくみ、真核生物で転写が始まるしくみ、そして多細胞生物の細胞が同じ遺伝情報をもちながら別々の細胞に分化するしくみについて、正しい記述を選べるようになります。環境の変化への応答や、発生の過程で細胞がちがう形・はたらきをもつようになる理由を考えるときに使います。
転写は、RNA ポリメラーゼが遺伝子の上流にあるプロモーターという DNA の領域に結合して始まります。したがって、RNA ポリメラーゼがプロモーターに結合できるかどうか、結合したあと転写を進められるかどうかを左右すれば、遺伝子の発現を調節できます。この調節を担うのが、DNA の特定の塩基配列に結合するタンパク質（調節タンパク質）です。
大腸菌では、はたらきの関連する複数の遺伝子が並んでいて、1 つのプロモーターからまとめて転写されます。このまとまりをオペロンといいます。プロモーターの近くにはオペレーターという領域があり、リプレッサー（転写を抑える調節タンパク質）がここに結合すると、RNA ポリメラーゼは転写を進められません。ラクトースオペロンは、ラクトースを分解する酵素などの遺伝子のまとまりです。ラクトースがないとき、リプレッサーはオペレーターに結合していて転写は起こりません。ラクトースがあると、ラクトースからできる物質がリプレッサーに結合し、リプレッサーはオペレーターに結合できなくなるので、転写が始まります。つまり、使う材料が来たときだけ酵素を作ります。トリプトファンオペロンは、トリプトファンを合成する酵素の遺伝子のまとまりです。こちらはトリプトファンが少ないとき、リプレッサーはオペレーターに結合できず転写が進みます。トリプトファンが十分にあると、トリプトファンがリプレッサーに結合し、リプレッサーがオペレーターに結合できるようになって転写が止まります。つまり、作るべき物質が足りているときは酵素を作りません。
真核生物では、RNA ポリメラーゼは単独ではプロモーターに結合できず、基本転写因子というタンパク質といっしょにプロモーターに結合して転写を始めます。さらに、プロモーターから離れたところにある転写調節領域に調節タンパク質が結合し、転写を促進したり抑制したりします。多細胞生物のからだの細胞は、受精卵が体細胞分裂をくり返してできたものなので、基本的にすべて同じ遺伝情報をもっています。それでも細胞によって形やはたらきがちがうのは、細胞ごとにはたらく調節タンパク質がちがい、発現する遺伝子の組合せがちがうからです。これを目で見られる例が、ユスリカやショウジョウバエの幼虫のだ腺にある巨大な染色体（だ腺染色体）のパフです。パフは染色体がふくらんだ部分で、そこでは DNA がほどけて盛んに転写（mRNA の合成）が行われています。パフの位置は発生の時期によって変わり、時期ごとに転写される遺伝子が異なることを示しています。
その記述が原核生物（大腸菌のオペロン）の話か、真核生物（基本転写因子・転写調節領域）の話かを見分ける
オペロンの記述では、リプレッサーがオペレーターに結合しているかどうかを確かめる。結合していれば転写は起こらず、結合していなければ転写が起こる
ラクトースオペロンは「ラクトースがあるとき → リプレッサーがオペレーターから外れる → 転写される」、トリプトファンオペロンは「トリプトファンが多いとき → リプレッサーがオペレーターに結合する → 転写されない」と、物質の有無とリプレッサーの結合を対応させる
真核生物の記述では、RNA ポリメラーゼが基本転写因子とともにプロモーターに結合すること、調節タンパク質が転写調節領域に結合して転写の量を調節することを確かめる
細胞の分化の記述では、「分化した細胞も同じ遺伝情報（同じ遺伝子のセット）をもつ」「ちがうのは発現している遺伝子」という 2 点に合っているかを確かめる（パフは転写が盛んな部位で、その位置は発生の時期で変わる）
大腸菌のラクトースオペロンについて述べた文として正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。
ア 培地にラクトースがないとき、リプレッサーはオペレーターに結合せず、ラクトースを分解する酵素の遺伝子が盛んに転写される。
イ 培地にラクトースがあるとき、ラクトースからできる物質がリプレッサーに結合し、リプレッサーはオペレーターに結合できなくなる。
ウ 培地にラクトースがあるとき、リプレッサーがプロモーターに結合して、RNA ポリメラーゼのはたらきを促進する。
エ ラクトースオペロンに含まれる複数の遺伝子は、それぞれ別々のプロモーターから 1 つずつ転写される。
手順 1：大腸菌のオペロンについての問題なので、リプレッサーとオペレーターのはたらきで考える。
手順 2・3：ラクトースオペロンでは、ラクトースがないとき、リプレッサーはオペレーターに結合していて転写は起こらない。よって、アは誤り。ラクトースがあるとき、ラクトースからできる物質がリプレッサーに結合し、リプレッサーはオペレーターに結合できなくなるので、RNA ポリメラーゼが転写を進められる。よって、イは正しい。
ウ：リプレッサーは転写を抑えるタンパク質で、結合する場所はオペレーターである。ラクトースがあるときはオペレーターから外れるのであって、プロモーターに結合して転写を促進するわけではない。よって、ウは誤り。
エ：オペロンは、複数の遺伝子が 1 つのプロモーターからまとめて転写されるまとまりである。よって、エは誤り。
以上より、正しいものはイである。
答え: イ
ラクトースオペロンとトリプトファンオペロンで、物質とリプレッサーの関係を同じにしてしまう誤り。正しくは、ラクトースオペロンでは「ラクトースがある → リプレッサーがオペレーターから外れる → 転写される」、トリプトファンオペロンでは「トリプトファンが多い → トリプトファンと結合したリプレッサーがオペレーターに結合する → 転写されない」と、向きが逆になる
リプレッサーがプロモーターに結合する、あるいは転写を促進する、としてしまう誤り。正しくは、リプレッサーはオペレーターに結合して、RNA ポリメラーゼによる転写を抑える。プロモーターに結合するのは RNA ポリメラーゼ（真核生物では基本転写因子とともに）である
分化した細胞は、はたらきに必要な遺伝子だけを残し、ほかの遺伝子を失っている、としてしまう誤り。正しくは、からだの細胞はふつう受精卵と同じ遺伝情報をもっていて、細胞ごとにちがうのは発現している遺伝子の組合せである
パフは染色体が凝縮して転写が止まっている部分、あるいはパフの位置は発生の時期によらず一定、としてしまう誤り。正しくは、パフは DNA がほどけて mRNA が盛んに合成されている部分で、その位置は発生の時期によって変わる
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。