DNA と分子生物学:学習ガイド

重要なポイント

DNA は二重らせんで、塩基対合が単純な数の規則を決める。塩基、長さ、コドン、PCR のコピー数を数えるのが典型的な計算である。

• シャルガフの規則: 二本鎖 DNA では A = T、G = C なので %A + %G = 50 % である。GC 含量は %G + %C である。
• 塩基対 1 つはらせんに沿って 0.34 nm を占め、1 回転は 10 塩基対(3.4 nm)である。
• 3 塩基で 1 つのコドンになるので、n 塩基のコード配列はおよそ n ÷ 3 個のアミノ酸をコードし、m 個のアミノ酸からなるポリペプチドにはペプチド結合が m − 1 個ある。
• PCR は 1 サイクルごとに標的を倍にする。コピー数 = N₀ × 2ⁿ。制限酵素は特定の配列で切るので、k か所の切断で直鎖状の断片は k + 1 個できる。

主な式

• A = T and G = C (Chargaff)
• %A + %G = 50
• length = base pairs × 0.34 nm
• codons = bases ÷ 3
• copies = N₀ × 2ⁿ

例題

DNA 試料の塩基の 30 % が A なら T は 30 % で、G と C はそれぞれ (100 − 60) ÷ 2 = 20 % である。3000 bp の遺伝子は 3000 × 0.34 = 1020 nm の長さで、コドンは 1000 個ある。終止コドンが 1 つなら 999 個のアミノ酸をコードし、ペプチド結合は 998 個、質量はおよそ 999 × 110 ≈ 110 kDa である。

よくある間違い

• シャルガフの規則を一本鎖 DNA や RNA に適用すること。そこでは A が T や U と等しいとは限らない。
• 終止コドンをアミノ酸として数えること。
• 二重らせんの長さを求めるとき、塩基対ではなく塩基の数を使うこと。

練習

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