問1 DNAを短時間に大量に増幅する方法を何というか? ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ 答 PCR法(polymerase chain reaction、ポリメラーゼ連鎖反応) 問2 PCR法の際、容器(マイクロチューブ)に入れる物質をすべて挙げよ。 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ 答 ・増幅したいDNA部分を含むDNA ・DNAprimer2種類(2つの鎖それぞれに相補的な短い一本鎖DNA。20ヌクレオチドぐらいが多い) ・DNA合成の素材(dATP,dCTP,dTTP,dGTP) ・DNApolymerase(DNA合成酵素) 解説 DNAの新しい鎖が伸長する時、それぞれ相補的な塩基(ATGC)とデオキシリボース+3リン酸のものが素材となり、結合する時は2リン酸がとれてリン酸1つのみが組み込まれる。 デオキキシリボース(d)とリン酸3つと、塩基ATGCのいずれかが結合した物質を dATP・dTTP・dGTP・dCTPという。 問3 DNApolymeraseはどのような生物から取り出したどのような性質を持つものか? ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ 答 耐熱性細菌から取り出して、耐熱性があり熱変性しにくいDNApolymerase (実験過程で高温での変化が続くため、通常の生物のDNApolymeraseでは 変性してしまう) 問4 PCR法でのDNA増幅1サイクルでの温度変化の推移も含めて その1サイクルの原理を説明せよ。 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ 図にあるように @95℃で加熱し、二本鎖DNAを一本鎖にほどく A60℃にし、DNAprimerをそれぞれの鎖に結合させる。 B72℃にし、DNApolymeraseによる、DNAprimerの位置を起点にそれぞれの鎖の合成が進む。 @ABあわせて3分ぐらいのサイクル。 問5 PCR1サイクルを3分と考えた場合、理論上は30分でDNAは何倍となるか? ↓ ↓ ↓ ↓ 答 1024倍 解説 1サイクルで倍化するので、30分=10サイクルならば2の10乗で1024倍(約1000倍)になる。 但し、実際は、各プロセスが理論どうり100%にはいかないので収量はもっと少ない。それを差し引いても短時間にDNAを増幅できる画期的な方法である。 |