令和元年度(再試験) I-4-5

解説

この問題で問われていること

コドンが64通りあるのに対してアミノ酸は20種類しかないという現象について、最も適切な説明を選ぶ問題。

解き方

① 遺伝暗号の縮重: 64個のコドンのうち61個がアミノ酸、3個が終止を指定し、1つのアミノ酸に複数のコドンが対応する
② ①1番目の塩基も意味を持つ、②④コドンが消えたり1対1にまとまったりはしない、⑤修飾は合成後に起こる
③ ③

正解が正しい理由

64種類のコドンのうち、3種類は終止コドン(翻訳の終わりを指定)であり、残りの61種類のコドンが20種類のアミノ酸に対応している。つまり、1種類のアミノ酸に対して複数のコドンが対応している(遺伝暗号の縮重)。この縮重により、64通りのコドンと20種類のアミノ酸の間に矛盾は生じない。したがって「44のコドンのほとんどは20種類のアミノ酸に振り分けられ、1種類のアミノ酸に対していくつものコドンが存在する」とする③が最も適切である。

各選択肢について

• ① コドンの3つの塩基は、いずれもタンパク質合成の際に遺伝情報としての意味を持つ。ただし3番目の塩基は縮重の影響で同じアミノ酸を指定することが多いという傾向はあるが、1つめの塩基に意味がないわけではない。
• ② 生物の進化によって、44のコドンが存在しなくなった事実はない。実際にはほぼすべてのコドンが使われている(61コドンがアミノ酸を、3コドンが終止を指定)。
• ③ 遺伝暗号の縮重により、1種類のアミノ酸に対して複数のコドンが対応しているため、64通りのコドンと20種類のアミノ酸に矛盾はなく、これが正答。
• ④ DNAからRNAが合成される転写の過程で、コドンの配列が変化して1対1に収束することはない。転写ではDNAの塩基配列がそのままRNAに写し取られる。
• ⑤ アミノ酸の修飾体(リン酸化、メチル化など)は、通常タンパク質が合成された後の翻訳後修飾であり、追加のコドンが修飾体に使われているわけではない。

覚えるべきポイント

コドンは3塩基で64通りあり、そのうち61個がアミノ酸を、3個(UAA、UAG、UGA)が終止を指定する。1つのアミノ酸に複数のコドンが対応することを遺伝暗号の縮重(または冗長性)といい、64>20の一見した矛盾は縮重により説明される。