演習３は、細胞の複製のしくみについての問題です。

図の複製様式を答える問題です。問題文にあるように図は、DNAを元にDNAが作られていることから複製のプロセスを示したものです。

DNAの複製のプロセスは、まず二重らせん構造をもつDNAが一本鎖ずつに分かれ、 DNAポリメラーゼ がDNAと結合し一本鎖上を移動することで、一本鎖のDNA配列に対して、 相補的なヌクレオチド を生成していきます。このようにして、元の二本鎖のDNAが２セット作られます。

生成された二本鎖のうち一本が元のDNAであるため、このことを 半保存的複製 と呼びましたね。

相補的な新しいDNA鎖を合成する酵素の種類を答える問題です。DNAの複製のプロセスにおいて、DNAと結合し一本鎖上を移動するポリメラーゼのことを、 DNAポリメラーゼ と言いましたね。

実験によって半保存的複製を証明した研究者の名前を答える問題です。DNAの複製について実験を行ったのは、 メセルソン と スタール という二人の研究者でしたね。

メセルソンとスタールは、 窒素の同位体 を用いて重いDNAを生成し、分裂前後のDNAの 質量 を比較して、元のDNAと生成されたDNAを区別しました。細胞は分裂する際に、周りの培養液を取り込んでDNAの複製を行います。メセルソンとスタールはそこに目をつけて、予め重いDNAのヌクレオチドを含む培養液に入れて、何度も分裂をさせました。こうすることで、重いDNAで構成された細胞を生成したのでしたね。そして、軽いDNAのヌクレオチドを含む培養液で、重いDNAを含む細胞を複製させていき、生成された細胞の質量を測ってみました。すると、生成された細胞の質量は「軽いDNAと重いDNAの中間の重さ」であることがわかりました。この結果から、 半保存的複製 が証明されたのですね。