第6問 次の文章(A B) を読み, 下の間い(間1~7)に答えよ。(配さ 1 遺伝子X 図 3 A ある生物の遺伝子を含む DNA 断片を別の DNA に組み込む技術を、遺に 組換えとよぶ。遺伝子組換えにより。他の生物の遺伝子を大腸菌に導入して させることができる。 組み込んだ遺伝子を細胞内へ運ぶためのペクターとしてよ く用いられるのが,プラスミドとよばれる小型の環状 DNA である。 プラス3 は大腸菌内で複製を繰り返して増殖できる。ベクターに遺伝子を組み込む際には、 制限酵素で DNA を切断し,DNAリガーゼで DNA断片どうしを連結させる。 プラスミドには様々なものがあり, 図1のようにプラスミドQは、 抗生物質 Sに対する耐性遺伝子Sと抗生物質Tに対する耐性遺伝子Tをもつ。図中のS は遺伝子 S, Tは遺伝子T, PS は遺伝子Sのプロモーター, PT は遺伝子Tの プロモーターを示し, PS と PT の矢印は転写の方向を示す。 プラスミドQには、 制限酵素Iの認議配列 (図2上) と制限酵素Iの認識配列(図2下)が存在し、それ ぞれの位置を図1中のIと目で示している。Pは組み込んだ遺伝子を発現させる プロモーターであり, 矢印は転写の方向を示す。 図3はプラスミドQに組み込 む遺伝子Xを含む DNA 断片であり, 矢印は転写の方向を示し, 1とIは制限 酵素1と制限酵素Iの認識配列の位置を示す。 遺伝子Xが大腸菌内で発現する と正常なタンパク質Xが合成される。 プラスミドQ と遺伝子Xを用いて, 次の 実験1-実験2を行った。 実験1 多数のプラスミドQと遺伝子Xを含む DNA 断片を用意して, それぞ れを制限酵素1と制限酵素Ⅱで処理して完全に切断した後に混合し,その後, DNA リガーゼを加えてしばらく静置した。 これを遺伝子Sと遺伝子Tをとも にもたない大陽菌を含む培養液に加えて, プラスミドQや遺伝子X を含む DNA 断片に由来する環状 DNA (以後,これらをプラスミドQ* とよぶ)を取 り込ませた。この培養液を抗生物質Sを含む寒天培地または抗生物質Tを含む 寒天培地にそれぞれ数演入れて拡げ、適当な時間培養すると, 抗生物質Sを含 む寒天培地では図4a, 抗生物質Tを含む寒天培地では図4bのようにコロ ニー(●で示す)が形成された。なお, 図中のi~田は特定のコロニーを示し ている。 実験2 実験1でコロニーが生じた寒天培地の上からセロハンをかぶせてセロハ ンに大腸菌を付着させ, このセロハンをそのまま新しい寒天培地に接触させる ことで、コロニーの位置関係が保たれた状態で大腸菌を植え継ぐことができる。 この方法で、図4aの大腸菌を抗生物質Tを含む寒天培地に植え継いだところ。 図5aのように新たにコロニーが形成され, 図4bの大腸菌を抗生物質Sを含 む寒天培地に植え継いだところ、 図5bのように新たにコロニーが形成された。 複製起点 PT I PS 制限酵素1の認識配列 5-GAATTC-3 3-CTTAAG-5" b b T プラスミドQ S 制限酵素Iの認配列 5-AAGCTT-3 3-TTCGAA-5 図 5 1/1 図 1 図 2 図 4

問2実験1について, DNA リガーゼで処理した後に生じるプラスミドQ*とし て誤っているものを, 次の0~④のうちから一つ選べ。 なお,選択肢の図中の 矢印は,DNA リガーゼによる結合部位を示している。 26 0 T S T X S T

問4 実験1.実験2を繰り返したところ, 抗生物質Sを含む寒天培地では増殖で きるが,抗生物質Tを含む寒天培地では増殖できない大腸菌のコロニーは現れ なかった。この理由として最も適当なものを, 次の①~④のうちから一つ選べ。 ただし,この実験で生じたプラスミドQ*は, その種類によって大腸菌に取り 込まれる効率に差はないものとする。 また, プラスミドQが制限酵素で切断 されて生じた DNA 断片のうち, 遺伝子Sをもつ方の DNA断片を「断片 SJ, 遺伝子Tをもつ方の DNA 断片を「断片 T」 とし, 遺伝子 Xを含む DNA断片 を「断片 X」とする。 28 0 断片Sが断片 X と結合する際に, P の転写の方向と Xの転写の方向が逆 向きに結合した。 2断片Sが断片 X と結合する際に, 遺伝子Sにフレームシフトが生じた。 ③ 断片 Tを含まないプラスミドは複製ができず, 増殖できなかった。 の プロモーター PSに突然変異が生じ, その機能が失われた。