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理由で解く 作業療法士
QO54A061 生理学
生物のもつすべての遺伝情報（核内DNAの全塩基配列）をゲノムという。DNAの塩基対はA-T、G-C、コドンは3塩基が単位。
分子生物学の基礎を問う。ゲノムは一組の染色体に含まれる全DNAの塩基配列（全遺伝情報）を指し、3が正しい。塩基の相補的結合はアデニン-チミン、グアニン-シトシンで対をなす。遺伝情報はDNA→mRNAへ転写され、mRNA上では連続する3個の塩基（コドン／トリプレット）が1個のアミノ酸を指定する暗号単位となる。rRNAはリボソームを構成しタンパク質合成（翻訳）の場であり、ATP産生はミトコンドリアで行われる。
🔗 関連図（かずひろ解剖学 図解ライブラリ）
遺伝子発現▶ この図の説明を読む
この図の解説
この図は、核に収められた遺伝情報が最終的にタンパク質として働き出すまでを、階層をたどりながら示している。まず右上の核の中には遺伝子の集まりであるゲノムがあり、左へ目を移すと、染色体・染色質・DNAと、同じ物質がほどけて細くなっていく様子が描かれる。染色体は細胞分裂時に染色質が凝集してコンパクトになったもの、染色質はDNAとタンパク質が結合したものである。DNAはらせん状で、これが遺伝情報を記録する本体にあたる。図の下向きの矢印に注目したい。DNAの一区間である遺伝子は「タンパク質の設計情報」であり、その情報をもとに様々なタンパク質が合成され、さらに複数が集まって高度な機能をもつ分子機械となる。核内のDNAに記録された情報からタンパク質がつくられ機能を発揮するまでの過程全体を、遺伝子発現という。
学習の要点
- 遺伝子発現とは、DNAに組み込まれた遺伝子情報に基づいてタンパク質が構成される過程の総称であり、DNAとRNAの2種類の核酸によって行われる。
- 覚え方のコツ: 大きさの入れ子は「核 ⊃ ゲノム ⊃ 染色体 ⊃ 染色質 ⊃ DNA ⊃ 遺伝子」。外から内へ、名前がだんだん細かい単位になると覚える。
- 関連知識: 遺伝子が指定するのはアミノ酸の配列で、20種類のアミノ酸がペプチド結合でつながってタンパク質になる。人体の運動や代謝を支える酵素もタンパク質である。
- よくある間違い: 「染色体」と「染色質」の取り違え。分裂時に凝集して見えるのが染色体、ふだん核内に分散しているのが染色質で、どちらもDNAとタンパク質からなる。
- 臨床応用: 1つの遺伝子は原則1つのタンパク質を決定するため、遺伝子の異常はそのタンパク質(酵素)の欠損や異常につながり、先天性の代謝疾患などの背景となる。
比較表
| 用語 | 図での位置づけ | 意味 |
|---|---|---|
| ゲノム | 核の中 | 一人のヒトがもつ遺伝子の集まり |
| 染色体 | 太く凝集した形 | 分裂時に染色質が凝集しコンパクトになったもの |
| 染色質 | ほどけた形 | DNAとタンパク質が結合したもの |
| DNA | らせん | 遺伝情報を記録する本体 |
| 遺伝子 | DNAの一区間 | タンパク質の設計情報(アミノ酸配列の情報) |
確認問題（その場で確認・記録には残りません）
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遺伝暗号・コドン・アンチコドン▶ この図の説明を読む
この図の解説
この図はDNAの遺伝情報がタンパク質になるまでの流れを、DNA→mRNA→tRNA→アミノ酸の4段の対応として示している。上段のDNA二本鎖(遺伝暗号)から矢印「転写」でmRNAがつくられ、mRNA上を3文字ずつ区切ったGUG・CAU・CUG…の並びがコドンである。その下のtRNAは、コドンと相補的に対合する3文字=アンチコドンを持ち、対応するアミノ酸(V・H・L…)を運ぶ(翻訳)。並んだアミノ酸がつながってタンパク質ができる過程が遺伝子発現である。右下の対応表はどのコドンがどのアミノ酸を指定するかを示し、AUGがメチオニン(開始)、UAA・UAG・UGAが終止を表す点に注目したい。DNAはATCGの4塩基、mRNAではTの代わりにUが使われることも読み取れる。
学習の要点
- mRNA上の連続した3塩基がコドン、それと相補的に対合するtRNAの3塩基がアンチコドンで、この対合を介してDNAの遺伝暗号がアミノ酸配列に翻訳される。
- 覚え方のコツ: 転写はDNA→mRNA(写し取る)、翻訳はmRNA→アミノ酸。コドンはmRNA側、アンチ(=対)コドンはtRNA側で相補、と必ず対で覚える。
- 関連知識: 塩基の相補対はDNAでA-T・G-C、mRNAではチミンの代わりにウラシルを使うためA-Uとなる。タンパク質合成は伝令のmRNA・構成成分のrRNA・運搬のtRNAの3種のRNAが分担する。
- よくある間違い: アンチコドンをmRNA側、コドンをtRNA側と取り違える。コドン=mRNA、アンチコドン=tRNAで固定して覚える。
比較表
| 項目 | DNA | mRNA | tRNA |
|---|---|---|---|
| 図での名称 | 遺伝暗号 | コドン | アンチコドン |
| おもな役割 | 遺伝情報の保存 | 情報を写して運ぶ | アミノ酸の運搬 |
| 3文字単位の呼称 | ― | コドン | アンチコドン |
| 使う塩基 | A・T・G・C | A・U・G・C | A・U・G・C |
確認問題（その場で確認・記録には残りません）
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- ゲノム＝核内DNAの全塩基配列（全遺伝情報）
- 塩基対はA-T・G-C、コドンは3塩基が1単位
- 情報の流れ：DNA→（転写）→mRNA→（翻訳）→タンパク質
| RNA | 役割 |
|---|---|
| mRNA（伝令） | DNAの情報を転写しコドンとして運ぶ |
| tRNA（転移） | コドンに対応するアミノ酸を運搬 |
| rRNA（リボゾーム） | リボソームを構成し翻訳の場となる |
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