問101-117 解説


問117
ヒト細胞における既知遺伝子の発現を
PCR (polymerase chain reaction) 法により
検出するために以下の実験を行った。

実験方法と考察に関する記述のうち
正しいのはどれか。2つ選べ。

【実験】 
ヒト細胞から抽出した RNA を用いて
逆転写反応により
相補的 DNA(cDNA) を合成した。

この cDNA を鋳型として
既知遺伝子の部分的塩基配列を
増幅する特異的なセンスプライマー及び
アンチセンスプライマーを用いて
定法に従い 24,26,29 及び 33 サイクルでの
PCR 法を行った。

得られた増幅 DNA 断片を 
DNA 検出試薬を含む
アガロースゲル電気泳動法にて分離し
図のような結果(レーン 1 ~ 4)を得た。

なお、レーン番号の順序は
サイクル数の順序とは一致しない。

また、各サイクルの DNA 増幅率は
ほぼ 100% であり
上記サイクル数の間では
 DNA は指数関数的に増幅された。



1 PCR とは
DNA の熱変性→プライマーのアニーリング
→DNA 鎖の合成・伸長からなる3段階反応を
同一の温度下において繰り返すことで
目的 DNA を増幅する反応である。

2 本実験で行った逆転写反応では
mRNA の 5'末端に相補的な配列をもつ
プライマーを用いた。

3 レーン1~4のDNA断片のうち
レーン1は26サイクルのDNA断片と考えられる。

4 図の結果より、増幅されたDNA断片は
正の電荷を帯びていると考察できる。

5 図中のレーン2とレーン3では
両者のDNAは理論上約16倍異なると考えられる。


選択肢 1 ですが
PCR 実験を思い出すとよいと思います。

95→55→72 ℃ と温度が変わっていって
それぞれの温度で
一本鎖になって、プライマーくっついて、複製して
という役割があります。
「同一の温度下で」という部分が誤りです。

よって、選択肢 1 は誤りです。


選択肢 2 ですが
DNA 合成は、5' → 3' 方向にしかできません。

んで、核酸が 2 本鎖の時は
5' ------- 3'
3' ------- 5'  という位置関係です。

鋳型である RNA が
5' ------- 3' として存在するなら

3' 末端側にプライマーをつけて
5' ------- 3'
    3'-- 5' 

とすると
5' → 3' 方向というのが左方向となるので
うまく DNA 合成が進行します。

 「5' 末端」に相補的な配列では
ないと考えられます。

よって、選択肢 2 は誤りです。



選択肢 3 は、正しい選択肢です。
明るさ、太さに注目することで
レーン 4 → 24 サイクル
レーン 1 → 26 サイクル
レーン 3 → 29 サイクル
レーン 2 → 33 サイクル と判断できます。



選択肢 4 ですが
泳動方向が、-から+なので
「DNAは、+に引かれていった」
→「DNA は、負電荷を帯びている」と
判断できます。

よって、選択肢 4 は誤りです。



選択肢 5 は、正しい選択肢です。
レーン 2 と 3 は、4サイクル違うので
24 で、16 倍増幅している
と考えられます。



以上より、正解は 3,5 です。