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5分でわかる!DNA解析① PCR法

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5分でわかる!DNA解析① PCR法

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この動画の要点まとめ

ポイント

DNA解析① PCR法

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これでわかる!
ポイントの解説授業
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DNA解析について詳しく見ていきましょう。
DNA解析は、PCR法と電気泳動法を組み合わせて、DNAの塩基配列を調べるバイオテクノロジーでした。
まずは、PCR法に注目しましょう。

DNA解析⇒DNA配列の変異の有無を解析する

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DNA解析について、ALDH2遺伝子(アルコール分解酵素遺伝子) を例に見ていきます。
次の図は、2種類のALDH2遺伝子を表したものです。

高校 生物 遺伝20 ポイント2 図
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図では、2種類のALDH2遺伝子があります。
 (Ⅰ)欧米人に多く見られるALDH2遺伝子の塩基配列
 (Ⅱ)日本人に多く見られるALDH2遺伝子の塩基配列
どちらも、「ALDH2」と書かれた左側に引かれた直線が、DNAの塩基配列を表しています。

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(Ⅰ)欧米人に多く見られるALDH2遺伝子は、ある部分の塩基配列がGAAとなっていますね。
これはグルタミン酸を指定する塩基配列です。
この配列は、ALDH2活性型遺伝子ともいわれます。

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(Ⅱ)日本人に多く見られるALDH2遺伝子は、(Ⅰ)と少し異なります。
(Ⅰ)ではグルタミン酸を指定していた箇所の塩基配列が、AAAとなっていますね。
先頭のGがAになっています。

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これはリシンを指定する塩基配列です。
この配列は(Ⅰ)が変異したもので、ALDH2不活性型遺伝子ともいわれます。
そのため、(Ⅱ)の遺伝子から合成されるタンパク質およびアルコール分解酵素は(Ⅰ)と異なります

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皆さんは、自分がALDH2活性型遺伝子とALDH2不活性型遺伝子のどちらをもっているか分かりますか?
自分がもっている遺伝情報は、目で見て判断することはできないですよね。
それを判断するための方法が、DNA解析なのです。

DNA配列の変異の有無はPCR法の実験結果に影響

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PCR法を用いたDNA解析を行い、ALDH2活性型遺伝子とALDH2不活性型遺伝子を判別していきましょう。

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まず、(Ⅰ)欧米人に多く見られるALDH2活性型遺伝子をもとに、DNAプライマーを作ります。
図では、GAAを先頭にしてDNAと相補的に結合するDNAプライマーが作成されています。
つまり、CTTから始まる塩基配列をもつDNAプライマーだということです。

高校 生物 遺伝20 ポイント2 図
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DNA解析ではまず、ALDH2活性型遺伝子とALDH2不活性型遺伝子を鋳型のDNAとして、(Ⅰ)の
DNAプライマーを使ってPCR法を行います。

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PCR法にはアニーリングという操作があります。
これは、鋳型のDNAにDNAプライマーを結合させる操作でした。

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(Ⅰ)の遺伝子に対しては、DNAプライマーは結合します。
一方、(Ⅱ)の遺伝子に対してはDNAプライマーが結合しません。
これは、(Ⅱ)の遺伝子には変異があり、DNAプライマーと相補的に結合できないからです。

高校 生物 遺伝20 ポイント2 図
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PCR法を行った結果、(Ⅰ)の遺伝子は複製に成功し、(Ⅱ)の遺伝子は複製に失敗しました。
2つの遺伝子に変異があるかないかは、PCR法の結果に現れるということです。

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最後に、PCR法は試験管の中でDNAを増幅させる方法でした。
そのため、この時点では、PCR法が成功しかたどうかを目で見て判定することはできません。
そこで登場するのが、次に紹介する電気泳動法です。

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Hoshino

この授業の先生

星野 賢哉 先生

高校時代に生物が苦手だった経験をいかし、苦手な生徒も興味をもてるように、生命現象を一つ一つ丁寧に紐解きながら、奥深さと面白さを解説する。

DNA解析① PCR法
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