生物・生物基礎｜遺伝子の発現調節
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高等学校範囲の生物・生物基礎の要点を体系にまとめました。概要に加えて、深い理解につながる重要語句の詳細な説明を用意しています。この範囲に限らず、生物は語句の意味の暗記と各々の現象や構造についての理解が必要です。模式図は省略していますが、適宜図説などをご参照ください。
今回は生命現象と物質のうち、遺伝子の発現調節を扱います。
発現調節
基本転写因子
タンパク質がアミノ酸配列を指定するコード領域の上流にはプロモーターと呼ばれるRNAポリメラーゼが結合する領域があります。しかし、恥ずかしがり屋のRNAポリメラーゼは単体ではプロモーターには結合しにくく、基本転写因子というお友達がプロモーターに結合していないとプロモーターに結合できません。
まあ、つまり、真核生物では、RNAポリメラーゼは基本転写因子というタンパク質とともに転写複合体を形成してプロモーターに結合します。
転写調節領域
プロモーターの周辺には転写調節領域があり、この領域に調節タンパク質が結合することで特定の遺伝子の発現が調節されます。基本転写因子とRNAポリメラーゼとは別物です。調節遺伝子が調節領域に結合することで、プロモーター上で基本転写因子とRNAポリメラーゼが結合できるようになったり、できなくなったり、促進されたり、抑制されたりします。つまり、遺伝子によっては翻訳われるまでに２重の壁があるということです。この調節タンパク質もまた調節遺伝子という遺伝子から転写翻訳せれたものです。う～ん。
ラクトースオペロン
ここで遺伝子の発現調節の代表例、大腸菌のオペロン説を解説します。大腸菌では、ラクトースが存在しない条件下では、リプレッサーと呼ばれる調節タンパク質がオペレーターに結合することにより、ラクトースの代謝にはたらく酵素の発現が抑制されます。
もうちょい詳しく。グルコースを含む培地で培養されている大腸菌は、グルコースの代わりにラクトースを含む培地に移されても、すぐにはラクトースを利用できないが、しばらくすると、ラクトースを分解するβガラクトシダーゼやラクトースを細胞内に透過させるガラクトシド透過酵素などをつくり、ラクトースを利用できるようになります。グルコースがあるところではラクトースを利用できないようにしているのです。
①培地にラクトースがないとき
調節遺伝子をもとにつくられた調節タンパク質のリプレッサーがオペレーターに結合する
②培地にグルコースがなく、ラクトースがあるとき
ラクトースから生じた誘導物質とリプレッサーが結合し、オペレーターにリプレッサーが結合できない
ラクトースがないとき、調節遺伝子をもとにつくられた調節タンパク質がくっつくのはどこ？（正しいのは2つだけどあれを選んでほしい）
- リプレッサー
- プロモーター
- 調節領域
- オペレーター
下も読んで！！
オペレーターは調節領域の一種です。なのでどちらも正しいです。ただ、オペレーターは大腸菌のような原核生物の転写調節領域をさします。そしてオペレーターは抑制のみに作用します。転写調節領域は全生物の遺伝子発現の促進と抑制に作用します。いじわる問題。
バイオテクノロジー
PCR法
某ウイルスの検査にも使われているPCRという技術です。
これを繰り返すことでわずかなDNAを多量に増幅することができる。ちなみにPCRはポリメラーゼ連鎖反応のこと。
遺伝子組み換え技術
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プラスミド細菌類がもつ染色体とは独立した小型環状のDNAがプラスミドです。ベクターという遺伝子の運び屋として用いられてます。
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制限酵素特定の塩基配列を認識して、遺伝子の特定の部位を切断する酵素が制限酵素です。
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DNAリガーゼDNA断片同士を共有結合させる酵素です。
ここで活躍する子たち
大腸菌に人の遺伝子を組み込む
バイオテクノロジーは近年かなり注目されている分野で、多くの技術がありますが、テストにでるのはこの2つだけです。
生物 遺伝子の発現調整10問
RNAポリメラーゼと一緒に結合するもの
きほんてんしゃいんし
RNAポリメラーゼと一緒に結合するもの
きほんてんしゃいんし
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上記の内容を完全に理解してから進んでください。
読んでくれてありがとう。図説もみてイメージをつかんでね。
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