令和4年度 I-4-6

解説

この問題で問われていること

二本鎖DNAの一方の鎖(G=25%, A=15%)について、同じ側の鎖(1本鎖内)および相補鎖における塩基の割合や和に関する5つの記述のうち、最も適切なものを選ぶ問題。

解き方

① 相補性: 相手の鎖では A⇔T、G⇔C が入れ替わる。元の鎖の値が個別に分からなくても「和」なら移せる
② 元の鎖: C+T=100−25−15=60%。相補鎖: T=元のA=15%、C=元のG=25%、G+A=元のC+T=60%
③ ⑤(①は60%、③は15%、④は40%。②のCは決まらない)

正解が正しい理由

元の鎖ではG=25%、A=15%なので、残るC+T=100-25-15=60%である(C, Tの内訳は個別には不明)。相補鎖では、塩基の相補性(A⇔T, G⇔C)により、相補鎖のT=元の鎖のA=15%、相補鎖のC=元の鎖のG=25%となる。また相補鎖のG=元の鎖のC、相補鎖のA=元の鎖のTであり、これらは個別には不明だが、その和(相補鎖のG+A)=元の鎖のC+T=60%は確定できる。したがって「相補鎖では、グアニン(G)とアデニン(A)の和が60%である」とする⑤の記述が正しい。

各選択肢について

• ① 同じ側の鎖でのC+Tの和は100-25-15=60%であり、40%ではないため誤り。
• ② 同じ側の鎖でのCの値は個別には特定できず(C+T=60%の内訳が不明)、G(25%)とCの和が90%になると断定することはできないため誤り。
• ③ 相補鎖のTは元の鎖のA(15%)に等しく、25%ではないため誤り。
• ④ 相補鎖のCは元の鎖のG(25%)に等しく、相補鎖のTは元の鎖のA(15%)に等しいため、その和は25+15=40%であり、50%ではないため誤り。
• ⑤ 相補鎖のG(=元の鎖のC)と相補鎖のA(=元の鎖のT)の和は、元の鎖のC+Tの和である60%と一致するため、この記述は正しく、これが正答。

覚えるべきポイント

DNAの相補性(シャルガフの規則の考え方)により、一方の鎖のAは相補鎖のT、一方の鎖のGは相補鎖のCにそれぞれ対応する。個々の塩基の値が不明でも、「G+Aの和」や「C+Tの和」のような組合せであれば、相補鎖に置き換えても値が保存される(元の鎖のC+T=相補鎖のG+A)ことを利用すると、一見情報不足に見える問題でも解を導ける。