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遺伝子（勉強会）
- 1. 植物の遺伝子 ～遺伝子の構造と機能～ ３章 ４月９日 中嶋
- 2. メニュー ・原核生物と真核生物 ・ゲノムの構造とサイズ ・ DNA ・ RNA ・遺伝子の発現調節 ・クローニング ・ PCR ・ RNAi ・遺伝子の発現解析
- 4. ゲノムの構造とサイズ（１） 原核生物 ほぼ全体に遺伝子が存在 真核生物 イントロン配列の存在 葉緑体、ミトコンドリアゲノムは原核生物に似ている 共生説 生き物のゲノムサイズはまちまち！ （高等生物だからといってゲノムサイズが大きいわけではない）
- 5. ゲノムの構造とサイズ（２） ゲノムを解読するには莫大な時間とコストが掛かる 1000bp 読むのに３時間（２００６年） ゲノムが解読されている生物 ヒト、酵母、シロイヌナズナ、オポッサム、イネ、トマト、 キュウリ、メダカ ...... 高速シーケンサだともっと速く解読！ 遺伝的多型＝同じ生物種内での個体間での遺伝的差異
- 7. DNA （設計図） ２－デオキシリボースと塩基とリン酸を１単位（ヌクレオチ ド）とし、それらが鎖状に繋がって二重らせん構造を形成 ヌクレオチド 塩基配列 ATAGCCGTAGGACT ・・・ 塩基の違いで４種類 TATCGGCATCCTGA ・・・ A: アデニン AとT G: グアニン G と C が対をなす。 C: シトシン T: チミン 半保存的複製 二本鎖がほどけ、一本を鋳型と して複製
- 8. RNA 転写（設計図のコピー） DNA を鋳型にして RNA ポリメラーゼⅡが mRNA を合成 ATAGCCGTA ・・・ A→U T→A UAUCGGCAU ・・・ G→C C→C 翻訳（設計図を元に部品を集め組み立て） mRNA を元にアミノ酸配列へと翻訳 塩基 3 つを 1 組とした暗号＝コドン リボソーム内で tRNA とアミノ酸の 複合体が mRNA に結合
- 9. 遺伝子の発現（転写）調節 適切な時空間におけるタンパク質の生産＝転写の調節 ex. 発芽促進する遺伝子、開花調節遺伝子など…… 転写因子（遺伝子発現のスイッチ） ・転写開始点近傍の領域に結合（転写因子ごとに異なる） ・ TATA ボックス…転写開始点の 25bp 程度上流にある配列 基本転写因子 TFⅢD を誘導するとか… 転写因子の結合 RNA ポリメラーゼを誘導 転写
- 10. 遺伝子クローニング クローニングとは… 特定の DNA 断片を増幅させ配列を決めること ・ゲノム DNA を元に塩基配列を解読（イントロンが邪魔） ・ mRNA を元に合成する方法 mRNA を元に合成する方法 mRNA 逆転写 cDNA 大腸菌などに組み込む 増幅 タンパク質が欲しいときは mRNA スタートの方が便利 プロモーター解析やマッピングなどではゲノム DNA を利用
- 11. PCR （ポリメラーゼ連鎖反応） DNA を増幅させる方法 高温（ 95℃ ）で DNA 解離 60℃ くらいで短鎖 DNA （プ ライマー）が結合 72℃ くらいで DNA ポリメ ラーゼが DNA 伸長させる 以後繰り返し… 参考： LAMP 法 http://loopamp.eiken.co.jp/lamp/principle.html
- 12. RNAi 特定の遺伝子発現を抑制する方法 標的遺伝子と同じ配列でヘアピン上 の二重鎖を作るような DNA を導入 ブチブチと切断される DNA 断片と酵素で RISC という複合体 標的 RNA の分解 もともと生物が持っている microRNA による制御を利用
- 13. 遺伝子の発現解析（１） ノーザンブロット ゲル上にて RNA を泳動 （ RNA 鎖の長さで分離） メンブレンに転写 RI や蛍光で標識した特定の DNA 断片 DNA と相補的配列を持つ RNA
- 14. ※ 組成によってはちょっとズレることもある 遺伝子の発現解析（２） ウエスタンブロット（タンパク質検出） タンパク質を SDS 電気泳動 （分子量の大きさで分離※） メンブレンに転写 目的のタンパク質に対する抗体 （本当はここで「目的のタンパク 質に対する抗体」に対する抗体） 蛍光、 RI などで検出
- 15. 遺伝子の発現解析（３） マイクロアレイ ゲノムの解読し終わった生物が対象の発現の網羅的解析法 チップに全ての遺伝子の DNA 配列 ２つのサンプルから RNA を抽出 それぞれ別の色で標識 チップ上 DNA に結合させる 発現の強弱を定量