令和元年度(再試験) I-4-6

解説

この問題で問われていること

組換えDNA技術に関する5つの記述(インスリン合成の時期、PCRの増幅倍率、ゲノムライブラリーとcDNAライブラリー、制限酵素EcoRIの切断、ゲル電気泳動)のうち、最も適切なものを選ぶ問題。

解き方

① cDNAライブラリー=その組織で発現しているmRNAから作る(発現していない遺伝子は入らない)。ゲノムライブラリー=ゲノム全体
② ①インスリン合成は1970年代後半、②30回で約2³⁰倍、④断片の長さは「平均」約4⁶、⑤DNAは負に帯電していて陽極へ動く
③ ③

正解が正しい理由

cDNAライブラリーは、組織で発現しているmRNAを逆転写して作られるDNAの集まりであり、その組織で発現していない遺伝子や、イントロンなどmRNAに含まれない領域は含まれない。一方、ゲノムライブラリーは生物のゲノムDNA全体を断片化して作るため、ある遺伝子の翻訳領域は、その遺伝子が組織で発現していなくても存在する。したがって、ある遺伝子の翻訳領域がゲノムライブラリーには存在するのに、同じ組織由来のcDNAライブラリーには存在しない場合があり、③が適切である。

各選択肢について

• ① 組換えDNA技術による大腸菌でのヒトインスリン合成の成功は1970年代後半(1978年)であり、1990年代後半ではない。
• ② PCRでは、n回の反復増幅により、理論上、最初の鋳型DNAは2のn乗倍(30回で約2³⁰倍、約10億倍)に増幅される。30倍ではない。
• ③ cDNAライブラリーは発現mRNAから作られ、発現していない遺伝子は含まれない。ゲノムライブラリーには全遺伝子が含まれるため、これが正答。
• ④ 6塩基配列を識別する制限酵素の切断断片は平均約4⁶(約4096)塩基対程度と期待されるが、実際の切断位置は配列出現位置次第で正確に4⁶塩基対にはならない。
• ⑤ DNAはリン酸基のために負に帯電しており、ゲル電気泳動では陽極に向かって移動し、断片の大きさに応じて分離される。陰極に向かうわけではない。

覚えるべきポイント

cDNAライブラリーはmRNAを逆転写して作るので、その細胞・組織で発現している遺伝子のエキソン部分のみが含まれる。ゲノムライブラリーは全ゲノムを含む。またDNAは負に帯電しており電気泳動で陽極へ移動すること、PCRは2のn乗倍に増幅することなど、組換えDNA技術の基本事項を押さえる。