生物
高校生
問1から教えてください！
ーーペペ かかわる
大間曽は 革地に談革としてラクトースだけが含まれていると ラクトー ァとpp
3種類の攻素の合成を開始する。 これら 3 種類の本素をコードする遺伝子である 7cグ このよう
この順番で大腸菌ノム上に並んでおり, 1 つの /gcZ724 mRNA として転写される<
的に関連していっしょに転写される遺伝子群を| ⑦ ]とよぶ。 旨 しのが結
/2c2724 mRNA の発現は, 転写開始のレベルで調節されている。7zcグ遺伝子の上流に6 way どす
合して転写を開始する⑦ ]という領域と[回 |が結合して転写を押制する5]という8
る。 ラクトースに由来する誘導物資が回 に結合すると, し回 が 9 ]から離れて,
7用4 mRNA の転写が始まる。
こうして合成される 3 種類の栗素のう ち, /zcZ遺令子がコードする 8-ガラクトシダーゼは, ラク 上
スをグルコースとガラクトースに分解する活性をもつ。
上上に述べたラクトース代放酵素の誘導現象に関して, 以下に述べる 3 つの実験を行った。
問 1 凛章中の|「 のmWー|⑳ に入る適切な語句を答えよ。
実験 野生株の大腸菌にラクトースと類似した構造をもつ人工誘導物質 X を添加すると, それまで柏
出限界以下であった 2-ガラクトシダーゼの活性が検出されるようになる。 野生株を変異原(突然変異
を誘発する化学物質) で処理した細胞集団の中から, X を添加する前から高い 9-ガラクトシダーゼ酒 1
任を示す変異株 A と B が単旅された。これらの変異株にX を添加しても, 8-ガラクトシダーゼ活任
がさらに高まることはなかった。 1
実験2 野生株および変異株人とBに,[如 を発現するプラスミドを導入した。その結果変異株
4のみガラクト シダーゼ活性は野生株と同様に の添加によって初めて検出されるよう になった。
一方 変異株 B の 9-ガラクトシダーゼ 活性は, X の添加の有無にかかわらず高いままであった
実験3 野生株に由来する| ⑦ |と[| ⑳ |!の下流に, オワンクラゲの緑色蛍光タンパク質遺伝子をそつな請訟
いだプラスミドを構築した。このプラスミドを野生株に導入したところ, を添加しない場合には緑
色蛍光な招察されなかったが, そを添加すると緑色蛍光が観察されるようになった。そこでこのプラ
スミ ドを変異株 A と B にも導入して, えを添加しない場合と添加した場合で緑色蛍光の変化を観察
した。
以上の3つの実験の結果をまとめると さよSe
表】のようになった。一は2-ガラクト 実験1 実験2 実験8
シダーゼ活仁あるいは緑色蛍光が検出さ | Xの添加 | なし | ぁり | なし あり | なし
れなかったことを, すは2-ガラクトシ ガラクト 8-ガラクト
ダーゼ活侍あるいは緑色蛍光が検出され | し 人E | ッッ agk |
とを意味している。 野生株 |さこ 上陸に キ 当
瞳較人 徐作天がゲ as4| 1 | + | っ |
たものとする
1 変異株B | + っ + キ 9
]のうちどれであると考えられるか。 ⑰-人9から 1つ選べ。
A の結果を予想して, 表1の[| 切 |と| 国 |にあてはまる符号を-または
ム中の1 か所に起こったものとすると,その影響で機能を失っ
であると考えられるか。 ①)~は3)から 1 つ選べ。
あてはまる符号を一または
の活性が検出されるようになるが, そ
X 添加後の 9-ガラクトシダーゼのタン
秋異株C <
軸 4
そこ っ, 野生株おさ KC と D の間で差は認められなかった。
1のCE び変異株C と D から @-ガラクトシダーゼを精製し, それらを酵素濃度を一定に
でまざまな中度のラッ トース溶液に加えて, ラクトースがグルコースとガラクトースに分解され
る反応 SE
を証した。 その結果をまとめると, 表2 のようになった。表 2 における反応速度は, 野
速 つ最大反応速度を 1.00 と した時の相対値で表示してある。 基質濃度が 0 ~- 50 mM の範囲で反応
度をプロットすると, 図Tのグラフが得られた。
表2 基質濃度と反応速度の関係 100 ーーエーーーナーエーーー
ラクトース ーー] ー 慰 -^-商株 -*護D]| |
濃度(mM) 野生株 | 変異株C| 変異株D
0 0.00 0.00 0.00 | 長 | | 4肌に 還町
1 0.17 0.08 0.05
2 0.29 0.14 0.09 に
5 0.50 0.25 0.20
10 0.67 0.33 0.33
20 0.80 0.40 0.50
50 0.91 0.45 0.71 5
100 0.95 0.48 0.83 0 5 10 15邊20| 25還30主35置20議5議80
200 0.98 0.49 0.91 ラクトース濃度 (mM)
500 0.99 0.50 0.96 図1 基質濃度と反応速度の関係
1000 1.00 0.50 0.98 8
問6 突然変異の影響で2-ガラクトシダーゼと基質との親和性(結合力) が低下したと考えられる変異
株を, C または D で答えよ。また, そのように考えた理由を 80 字以内で述べよ。
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問2から教えていただけますか？