【高校生物】遺伝子の発現についてまとめています。
遺伝子の発現
遺伝子からタンパク質が合成され、そのはたらきが現れる。「1つの遺伝子が1つの酵素の合成を支配する（一遺伝子一酵素説）」とビードルとテータムがアカパンカビを用いた実験から提唱(1945年)
- 物質A→ 物質B→物質C→形質発現物質
＜代謝系の酵素と遺伝病＞
- フェニルケトン尿症…突然変異によってフェニルアラニンを分解する酵素が欠け、尿中にフェニルピルビン酸(フェニルケトン)を排出。
- アルカプトン尿症…突然変異によってアルカプトンを分解する酵素が欠け、アルカプトンが尿中に排出される(尿が酸素に触れると黒く変色)。
＜かま状赤血球貧血症＞
赤血球の形が細長くなり、血管がつまったり、赤血球が壊れるなど重い貧血となる。突然変異遺伝子をホモで持つと発症。
- アミノ酸の変異…ヒトのヘモグロビ ンのポリペプチドB鎖のうち6番目にあるグルタミン酸がバリンに。
- 遺伝子の変異…DNAの塩基がCTT→CATに1塩基変わっただけ。
遺伝子発現の調節
- 細胞の分化…細胞ごとに特定の遺伝子による特定の形質が発現する。
- 分化の全能性…分化した細胞でもすべての遺伝子を持っており、1つの細胞あるいは核から新しい1個体を発生させることができる。
植物細胞の全能性
- 脱分化…植物体から細胞を切り出して、植物ホルモンを加えた培地で培養することで未分化な細胞の塊(カルス)となる。
- 再分化…カルスから根や茎、葉が生じて植物体が形成される。
動物細胞の核の全能性
除核した受精卵に発生が進んだ個体の組織から得た細胞核を移植すると、一部に正常に発生した個体が得られる。
（例）アフリカツメガエル(オタマジャクシの腸上皮、ヒツジ(乳腺細胞)
パフ
染色体のDNAがほどけ, さかんに転写が起こっている部分。発生の過程では各時期ごとに特定の場所にパフが生じる。
調節遺伝子
他の遺伝子の発現を調節する調節タンバク質の遺伝子。
オペロン説
タンパク質のアミノ酸配列の遺伝情報を持つ構造遺伝子と構造遺伝子が発現するかどうかのスイッチの役割をする作所 (オペレーター)がつくるひとまとまりの単位。大腸菌で発見された。
- リプレッサー…作動遺伝子に結合して,構造遺伝子の転写を阻害する調節タンパク質。
- プロモーター…構造遺伝子の転写に必要な、先頭部分の塩基配列、
ホルモンによる遺伝子発現の調節
エストロゲンは、鳥類の卵白を合成する輸卵管上皮細胞の核内に入って受容体と結合し、できた複合体がアルブミン遺伝子のプロモーターに結合することで転写を促進する。
遺伝の問題
エンドウの交雑と自家受粉に関する記述として誤っているものはどれか。 次の1~3のうちから1つ選べ。
1 交雑をするには、雌親となる個体の花のおしべを開花前に 取り除く必要がある。
2 交雑をするには、雄親となる個体の花のめしべを開花前に 取り除く必要がある。
3 交雑をするには、開花前の花に袋をかけ、袋をはずして受粉させた後、ふたたび袋をかけ、昆虫が訪れないようにする。
4 自家受粉をさせるには、めしべもおしべも取り除く必要はない。自家受粉をさせるには、開花前の花に袋をかけ、昆虫が訪れないようにする。
遺伝の問題の解答・解説
解答2
（解説）細かい知識ですが 「交雑とは他系統と交配すること」です。問題文から、自家受粉でないと読み取れれば解答可能だと思います。
交雑をしたい場合、雌親になる個体のおしべを除去しないと交雑する前に自家受粉してしまいます(1は正しい)。 しかし、雄親からは花粉を取り出すだけなので、めしべがあってもなくても関係ないです (2は誤り)。また、目的以外の交配を防ぐために、基本的には花に袋をかぶせておきます (3は正しい)。自家受粉させたい場合はめしべ、おしべ両方必要です (も正しい)。ちなみに、エンドウは自然環境下では自家受粉をします。
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