例題 解説動画 ......... 「AとC」 |域のみで構成される2本鎖DNA 断片が多量に 55℃ | 増幅されていくと考えられる。 以降サイクルが進むごとに,この増幅したい領 発展例題7 PCR法による DNA の増幅量 理想的条件下において,PCR法で DNA を増 幅させると, | DNA 断片は2倍ずつふえていく。また,反応 | 開始時の1分子の鋳型2本鎖DNAから増幅さ |れる2本鎖DNA 断片のうち, 増幅したい領域 のみで構成される2本鎖DNA 断片は3サイ クル目の反応終了時には2分子が生じる。これ ② →発展問題 141 サイクルが1つ進むごとに2本鎖 5' 3' 35 増幅したい領域 5' 3' 95°C 3' 5' 増幅したい領域 5' ③ 3' プライマー 3' サイクル せを用い 。しかし、 が、変異 |から合成される2本鎖DNA 断片のうち, 増幅 したい領域のみで構成される2本鎖DNA 断片 の数とサイクル数の関係について考える。 反応開始時の1分子の鋳型2本鎖DNA 断片 増幅したい領域 5' ④ 13' 72°C 3' 5' 増幅したい領域 と考えら 問1.4サイクル目の反応終了時における,増幅したい領域のみで構成される2本鎖 ●崎大改題) DNA 断片の数を答えよ。 問2.nサイクル目の反応終了時における,増幅したい領域のみで構成される2本鎖 数から起 DNA 断片の数を, n を用いて表せ。 21. 名城大改題) A よ。 解答 問1.8分子 問2.2"-2n 分子 第7章 遺伝子を扱う技術とその応用 きたこと Cが相補 解説 から変 変異し 4サイクル後までに生じるDNA 断片を描き出 すと, 右図のようになる。 ここから,図のAは1 サイクル後以降は常に0分子, BとCは1サイク ル後以降は常に1分子であることが分かる。 1 サイクル後 IB IC DNA が 3)や 相補的に 以上のことから,nサイクル後の目的のDNA DとEは,1サイクルごとにそれぞれBとCか ら1分子生じるため, 2サイクル後以降1分子ず つ増加していく。したがって, nサイクル後には それぞれ(n-1) 分子となる。また, DNA 断片の 合計分子数は,1サイクルごとに2倍になるため, nサイクル後には 2” 分子となる。 B 2サイクル後 D E C 3 サイクル後 B D F DE F E C 4 サイクル後 断片であるFの分子数は、合計分子数からA~EBDEDFFFDEFFFEFEC の分子数を引いて, 2-(1+1+(n-1)+(n-1)} =2"-2nとなる。 7. 遺伝子を扱う技術とその応用 181

培地に抗生物質を 思考 論述 計算 132.PCR法によるDNAの増幅 次の文章を読み,以下の各問いに答えよ。 130 クレオチド鎖を伸長させる酵素である(イ), 4種類のヌクレオチド, 鋳型となる PCR法には、増幅させたい DNA 領域の端と相補的な配列をもつ(アDNAの DNAが必要である。これらを混合した水溶液の温度を約95℃に加熱することで,2本鎖 のDNAを(ウ)したのち、約60℃に冷却することで(エ)を結合させる。そして、 約72℃に加熱することで(オ)を行っている。この3段階の温度変化(サイクル)をくり 情報を なく、知らな 返すことで, DNA が多量に増幅される。 問1.文中の空欄に適する語を下の語群から選べ。同じ語をくり返し用いてもよい。 【語群】 解離 複製 転写 プライマー DNAリガーゼ DNAポリメラーゼ 問2. イ (イ)の酵素は哺乳類の細胞にも存在するが,これらの酵素は PCR法での使用 に適していない。 その理由を簡潔に説明せよ。 問3.2サイクル後で,DNAのヌクレオチド鎖は何倍に増幅されるか答えよ。 問4. 1分子の2本鎖のDNAを鋳型とした場合, 2サイクル後には, 増幅したい領域の みからなるDNAのヌクレオチド鎖は何本存在するか答えよ。 問5.1 分子の2本鎖のDNAを鋳型とした場合, 5 サイクル後には、増幅したい領域の みからなるDNAのヌクレオチド鎖は何本存在するか答えよ。 176 3編 遺伝情報の発現と発生

ーゼが合成されず, X-gal が分解されないので, コロニーは白くなる。 片が挿入されている。 したがって, 正常なβ-ガラクトシダ ドでは, LacZ 遺 Check ブルーホワイトセレクション 歌う技術とその応用 目的のDNA断片が組み込まれたプラスミドを取り込んだ大腸菌のみを選別する手法。 プラ スミドのLacZ 遺伝子が正常に働いているとコロニーは青色を呈し、目的のDNA 断片により LacZ 遺伝子が破壊されていると白色を呈する。 132.PCR法による DNA の増幅 解答 問1.ア･･･プライマー イ･･･DNAポリメラーゼ ウ･･･解離エ･･･プライマー オ 問2. 加熱した際に変性し、働きを失ってしまうため 問3.4倍 問4.2本 問5.52本 解法のポイント 問1.PCR法には、プライマー, DNAポリメラーゼ, ヌクレオチド, 鋳型となるDNA が必要になる。 PCR法では約95℃→約60℃→約72℃という温度変化を1サイクルと し、これを30サイクル程度くり返す。 これにより, 理論上は 23 倍に DNA を増幅する ことができる。 2. 哺乳類の細胞に存在する DNAポリメラーゼ鋳型となる 合は高温によって変性してしまい, DNA の増幅を 行うことができない。 PCR法では, 高温でも DNAの増幅が行えるように, 好熱菌由来の耐熱 DNA 増幅したい一 領域 -A プライマー サイ