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生物 高校生

ジデオキシヌクレオチドとジデオキシリボースはどう違うのでしょうか? 下の画像ではジデオキシヌクレオチドでは3’がHとなっているとありますが、ジデオキシリボースの構造を調べると3’の部分があるOHとなっていました。この2つは別物なのでしょうか? お願いいたします🙏

1970年代中頃, DNAの塩基配列を解析する方法が開発された。 そのうちの1つは, ジデオキシヌクレオチドと呼ばれる特殊なヌクレオチドを用いる方法で,次のような 手順で行われる(図6)。 800 1 ①下図のような混合液を準備する。 ※解析したい鎖 5 3' 解析する DNA 3' ②解析したい DNAの相補鎖にプライマーを結合させ, DNA の複製を行う。 この過程でジデオキシヌクレオ チドが結合すると,そこで伸長が停止する。これに より,さまざまな場所で伸長が停止した長さの異な るヌクレオチド鎖が得られる。 5' 伸長停止 DNAポリメラーゼ プライマー 35 5' TT DNA合成の材料となる 混合液 35 ジデオキシヌクレオチド (塩基の種類ごとに異なる 蛍光色素で標識) 35 3' 3' 5' 15' ジデオキシヌクレオチドの構造と特徴 5' 塩基 PPP-O-CH2 O 1、 ③ 合成されたさまざまな長さのDNA断片を電気泳動 法で分離し、長さの順に並べる。 4種類の蛍光色素 を連続的に識別することによって, 塩基配列を読み 取る。 5' 3' 4K 3 H デオキシリボースでは3にOH が結合し ているが,ジデオキシヌクレオチドではH となっているため、 隣のヌクレオナドのリ ン酸と結合できない。 ジデオキシヌクレオチドが取り込まれると, ヌクレオチド鎖の伸長は停止する。 図6 塩基配列の解析法 MOVIE DNAの塩基配列は,シーケンサーと呼ばれる装置で,それぞれの塩基に対応する 4種類の蛍光色素を識別することで解析される。現在では,これとは異なる原理で膨 sequencer 大な量のDNAの塩基配列を高速に解析する装置(次世代シーケンサー)の開発が進み、 利用されている。

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同じ種類の制限酵素で切断とありますが、同じ制限酵素で切断できるということは同じ塩基配列が存在しているということでしょうか? そうであれば、なぜ同じ塩基配列が存在しているのでしょうか?🙏 お願いいたします!

ませ,そのDNA断片を増幅させる操作を行うことが多い。 まず, DNAを制限酵素 遺伝子を操作する際には, 特定のDNA断片をベクターに結合して微生物に取り込 A で切断して目的の遺伝子を含むDNA断片を切り出す。 次に,このDNA断片を じ種類の制限酵素で切断したプラスミドなどのベクターにDNAリガーゼを用いて組 み込み、これを微生物に取り込ませる。 プラスミドを取り込んだ微生物が増殖する。 る。このように, 目的の遺伝子断片を単離して増幅させることをクローニングという ともにプラスミドも微生物内で増殖するため、目的の遺伝子を増幅させることができ (図2)。 DNA S -制限酵素 目的の遺伝子を 含む部分 cloning 目的の遺伝子を含むDNA断片 GAATTC GAATTC CTTAA G CTTAA G DNAリガーゼで結合 GAATTC CTTAAG DNAリガーゼで結合 同じ種類の制限酵素で切断 ( ベクター (プラスミド) プラスミドは微生物内で 増殖する。 増殖 図2 ベクターを利用した遺伝子のクローニング DNAリガーゼ MOVIE 微生物に取り 込ませる。

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図6の静止電位の形成の左のイラストは細胞内でK+の濃度が高くなっていますが、それは活動電位が発生しているということですか? お願いいたしますm(*_ _)m

3 ニューロンによる電気的な信号の生成とそれを伝えるしくみ ニューロンが受け取った情報は,どのようなしくみで伝えられていくのだろうか。 細胞内に微小な電極を挿入すると 細 胞内外の電位差を測定することができ オシロスコープー 記録電極 る(図5)。 細胞膜を隔てたこの電位差 基準電極 まくん を膜電位という。膜電位は,イオンチャ membrane potential ネルの働きによってつくられ, 細胞が刺 ニューロン 激を受けると変化する。 図5 膜電位の測定方法の模式図 A 静止電位 細胞が刺激されていないとき (静止状態)の膜電位を静止電位といい,細胞外を0mV せいでんい resting potential とすると,細胞内は多くの場合70mV程度の値を示す。 このように,細胞膜の内外 で電位差が生じることを, 膜電位における分極という。 静止電位は,細胞内外のイオンの濃度差で生じる。 細胞内と細胞外では,各イオン の組成は異なり、細胞内では細胞外よりもNa+濃度が低く, K+濃度が高くなっている。 この濃度差は,主にナトリウムポンプ(p.118) によって生じている。 細胞膜には に開いているカリウムチャネルがあり, 'K+は濃度勾配に従って細胞外へ拡散しよう とする。 K+の細胞外への移動に伴って, 細胞内は電気的に負になり, K+ を引き戻そ うとする力が生じる。 ある程度K+ が細胞外へ出ると, 拡散しようとする力と引き戻 そうとする力が釣り合い, 見かけ上K+の移動が止まる。 その結果, 細胞膜の外側表 面には陽イオンが, 内側表面には陰イオンが集まる。 この状態の膜電位が静止電位で ある (図6)。 ++) K+以外の陽イオン 低 ( 陰イオン 細胞外 K の 細胞膜 濃 wwwwww K+が細胞外へ 出る量がふえる と,その分K+ 細胞内に引き しだいに力が + 釣り合う 細胞膜の近傍 に、電荷の偏 りができる。 度 細胞内カリウムチャネル 戻そうとする電 気的な力は大き くなる。 ◆ : K+が拡散しようとする力 :K+にかかる電気的な力 (矢印の長さは力の大きさを, 向きは力の向きを表している。) 図6 静止電位の形成 MOVIE しさにも

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チラコイドで起こる反応について質問です。 赤線部に電子を失った水が分解されると書いてありますが、この水は元からチラコイド内腔に存在するということでしょうか?🙇🏻‍♀️ H+とは別ですよね?🙏 お願いいたします

を放出して酸化された反応中心クロロフィルは,他の物質からe を受 イル け取りやすい状態になっている。 この状態にある光化学系Ⅱの反応中心クロロフィ は、水からe を得て還元され,活性化する前の状態に戻る。 eを失った水は分解され ●電子伝達 光化学反応で活性化された光化学系Ⅱから放出されたeは,eの受け 酸素とHが生じる(図3-①)。 でんでんたつけい しをするタンパク質で構成された電子伝達系と呼ばれる反応系内を移動する。 このと electron transport system 同時に,Hがストロマからチラコイド内腔に輸送され, チラコイド膜をはさんで H+の濃度勾配が形成される (図8-②)。 電子伝達系を経たは, 活性化された光化学 系Ⅰの反応中心クロロフィルを還元する。 ●NADPHの合成 活性化された光化学系 I から放出された2個のe- と, 2個のH よってNADPが還元され, NADPHとH が生じる (図8-③)。 ATP synth ●ATPの合成 光化学系IIでの水の分解や,電子伝達系におけるH*の輸送によっ チラコイド内腔のH*の濃度はストロマ側よりも1000倍程度高くなる。こうして, ラコイド膜をはさんでH+の濃度勾配が形成される。この濃度勾配に従ってHA 合成酵素を通ってストロマへ拡散し、これに伴ってATPが合成される(図8-④)。 せいこう そ さんか の過程は光リン酸化と呼ばれる。 photophosphorylation このような過程によって, 光エネルギーに由来するエネルギーがNADPHとA に貯えられる。 これらは, ストロマで起こる反応に利用される。 光 光化学系 Ⅱ チラコイド膜 電子伝達系 (H+ NADP++2H+ NADPH + H+) 光 光化学系 I 光合成色素 ex2 光化学反応 光化学反応 反応中心 クロロフィル 1 (H 反応中心 H+ (H+ (H+) (H H2O 2日+12/02 クロロフィル (H チラコイド内腔: H+濃度高 (H (H+ ストロマ: H+濃度低 図8 チラコイドで起こる反応 MOVIE ATP 合成酵素 (H+) リン酸 (P+ADP (H+) ATP

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ATPをADPとリン酸に分けるのは何のためですか?🙇🏻‍♀️ お願いいたします🙏

C ストロマで起こる反応 (NADPH, ATPの利用) ストロマでは、チラコイドの反応で合成され たNADPHとATPを用いて、 二酸化炭素が固 定され, 有機物が合成される。この反応経路は, 多くの酵素が関与する化学反応からなり,カ Guide ガイド 光 NADPH チラコイドで 起こる反応 ストロマで 起こる反応 ATP 葉緑体 [有機物] ルビン回路と呼ばれる。カルビン回路の反応過程は、二酸化炭素の有機物への固定, PGAの還元, RuBP の再生の3つの段階に分けることができる。 ●二酸化炭素の固定 カルビン回路では、細胞内に取り込まれた二酸化炭素は,まず Cs化合物であるリブロースビスリン酸 (RuBP) と反応し, C3 化合物であるホスホグ ibulose 1.5-bisphosphate- phosphoglycerate リセリン酸(PGA)2分子となる。この反応は, RuBP カルボキシラーゼ/オキシゲナー ゼ (RubisCO, ルビスコ)と呼ばれる酵素によって促進される(図9-1)。 ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase ●PGAの還元 PGA は, ATP によってリン酸化されたのち, NADPHによって還 元され, C3化合物であるグリセルアルデヒドリン酸 (GAP) となる(図9-②)。 glyceraldehyde phosphate ●RuBP の再生 GAPの多くは、いくつかの反応を経たのち, RuBPに戻る (図9-③)。 カルビン回路では, 6分子の二酸化炭素につき, 18分子のATPと12分子のNADPH が消費されて2分子のGAPが同化産物として得られ,光に由来するエネルギーがこれ に貯えられる。このGAPが糖などの有機物に変えられ, 生命活動に利用される。 ①二酸化炭素の固定 PGA ②PGAの還元 ルビスコ ×12 C3 12 ATP 6 CO2 (36) Start RuBP +12 ADP +12 (P) C5 ×630 C3 ×12 6 ADP +6(P カルビン回路 6 ATP 12 NADPH +12 (H+ →12 NADP+ 10 30 C3 ×10 6 H2O C3 ×12 GAP -----C3×2 回路全体で, RuBP 6分子に つき H2O 6分子が生じる。 GAP ③RuBP の再生 有機物 図9 カルビン回路 MOVIE

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