⑦エピジェネティクス

Question 1

脊髄小脳失調症と呼ばれる遺伝性の中枢神経系変性疾患は、
世代を経るごとに発症年齢が若くなり、症状も重症化することがある。
このような現象を何という？

Answer 1

表現促進

anticipation

Question 2

血友病は凝固因子の欠損症であるが、通常は男児にしか発症しない理由は？

Answer 2

凝固因子の遺伝子はX染色体上にあり、血友病は劣性遺伝だから。

Mendel遺伝

Question 3

ミトコンドリア脳筋症の中には遺伝性の病型があるが、母親からしか遺伝しない理由は？

Answer 3

母性遺伝(母系遺伝、細胞質遺伝)

maternal inheritance

Question 4

Prader-Willi症候群は15番染色体長腕に欠失を認めることが多いが、欠失している遺伝子は必ず父親由来である。
この現象に関連するのは？

Answer 4

genomic imprinting
(刷り込み)

Question 5

両親の一方が家族性大腸ポリポーシスに罹患している場合、子は1/2の確率でこの疾患を発症する。

この疾患の遺伝型は？

Answer 5

常染色体優性遺伝

Mendel遺伝

Question 6

ヒトを含む生物の遺伝情報は、主に核内のDNAにコードされている。

ヒトの場合、個々の細胞核に含まれるDNAを引き延ばすと(　　)mにも達する。

Answer 6

2

Question 7

ヒトの場合、体細胞内には(　　)本の(　　)と呼ばれる構造がある。

そのうちの(　　)対は(　　)、 残りの2本は(　　)と言われる。

Answer 7

46
染色体
22
常染色体
性染色体

Question 8

(　　)はヌクレオソームと呼ばれる構造が集まっており、

個々のヌクレオソームは(　　)と呼ばれるタンパク質の(8)量体による構造にDNAが糸巻きのように巻き付く形態をとっている。

Answer 8

クロマチン

ヒストン

Question 9

個々のヌクレオソームの大きさは概ね(　　)mである。

このヌクレオソームの間期にみら れる形態を(　　)という。

Answer 9

10

ヘテロクロマチン

Question 10

規則正しくヒストンに巻き付いていた DNAの一部がほぐれた状態となり、

その部分の配列に特異的に(　　)が 結合するプロセスを経て、転写やDNA複製 や修復などが行われる。

Answer 10

転写因子(activator)

Question 11

ヒストンの(　　)残基のアミノ基が(　　)化されることにより、

ヒストンの塩基性が低 下 して、ヒストンとDNAの結合が弱くなり、遺伝子発現が促進される。

Answer 11

リシン

アセチル

Question 12

ウイルスゲノムDNAが酵素Rにより特異的な回文塩基配列の場所で切断される場合、

このような現象の原因となっている酵素を総称して何とよぶ？

Answer 12

制限酵素

Question 13

DNAが切断される前に、
特定の酵素Mがある回文塩基配列に作用した場合、
酵素Mの反応によりウイルスゲノムDNAの分子量は増える。
酵素Mが行っている反応とは？

Answer 13

シトシンのメチル化

＊メチル化酵素は自己DNAを制限酵素から保護する作用がある。

Question 14

ほとんどの細胞で構成的に発現している 、細胞活動に必須の遺伝子のことを何という？

Answer 14

ハウスキーピング遺伝子

＊メチル化されていないから常に転写され、よって構成的に発現している。

Question 15

ハウスキーピング遺伝子は構成的に発現している遺伝子であるため、その上流の(　　)のCはメチル化されていない。

Answer 15

CpGアイランド

＊Cがメチル化されると転写因子との結合が障害されるなどの理由で遺伝子発現は抑制されるから。
＊ハウスキーピング遺伝子の上流にあるCpGはメチル化 を免れているため安定に存続してきものと考えられる。

Question 16

メチル化Cが脱アミノ 化されると(　　)に変換され、これは本来DNA中に存在する塩基なので、この変異は修復するのが困難である。

Answer 16

チミン

＊ゆえに、進化の途上でメチル化されたCpG配列は脱落してゆき、現存する生物のDNA中にはメチル化された CpG配列は少ない。

Question 17

(　　)酵素は、CpGまたはGpCと並んだメチル化Cを認識する。

Answer 17

維持メチル化

＊CpGの相補鎖はGpCであり、DNAが複製された場合に、いずれの鎖も一方はメチル化 Cを含んでいるので、維持メチル化酵素の基質となり、新生鎖のCがメチル化される。

Question 18

DNA2本鎖の一方の5’…CpG…3’のシトシンがメチ ル化されているときに、

相補鎖の 3’-CpG-5’のシトシンをメチル化する酵素を何という？

Answer 18

維持メチル化酵素

＊この酵素の働きに よつて、DNA複製の際にメチル化パターンは正確 に維持されることになる。

Question 19

メチル化されていないCpGのシトシンをメチル化する酵素を何という？

Answer 19

新規メチル化酵素

Question 20

ヘテロ接合隊に現れる形質のことを一般に何という？

Answer 20

優性形質

Question 21

父親由来あるいは母親由来の対立遺伝子のうち、

一方しか発現しない現象を何という？

Answer 21

インプリンティング(刷り込み)
genomic　imprinting

＊発現しない方の遺伝子はメチル化によって不活性化を受けていることが多い。インプリンティングを受けるかどうかは配偶子形成の過程で決まる。刷り込みを受ける遺伝子は、ヒトでは約30知られている。

Question 22

毛色を決めるのは(　　)である。

Answer 22

メラニン

Question 23

メラニンはアミノ酸の(　　)を原料として合成される。
メラニンは複数あり、
(　　)：ドーパ経由で合成される
(　　)：ドーパキノン経由で合成される

Answer 23

チロシン
ユーメラニン(黒)
フェオメラニン(黄)

Question 24

毛は表皮が陥入して形成された毛嚢の基部で細胞分裂が起こることによって伸長する。
毛の伸長は周期的に行われる(毛周期)。
毛嚢基部の細胞は、周囲の(　　)からメラニンを受け取ることで着色する。

Answer 24

メラノサイト

Question 25

プロセッシングでは何が起こるか。

主要な過程を3つ

Answer 25

①5’にキャップが付加される。
②イントロンが切り出され る(スプライシングが起 きる)
③3’にポリAが付加される。

Question 26

獲得形質とは？

Answer 26

個体が獲得した後天的な形質を獲得形質という。

Question 27

獲得形質が遺伝しないというのはなぜ？

Answer 27

後天的な形質であるからDNAには変化がなく、

次世代には遺伝しない 。

Question 28

ヒストンの形成について。
(　　)が2分子、(　　)が2分子会合して4量体となってDNAが巻きつく。
この際、(　)溝がヒストンに接するように巻きつく。
巻きついた芯にはH3・ H4の 4量体があるわけであるが、この芯に(　　)の会合した2量体が2個組み込まれてヌクレオソー ムの基本構造が完成する。

Answer 28

H3
H4
副
H2A•H2B

＊ヒストンは結局 8量体 odanlerを 形成することになる。

Question 29

リシンのメチル化は(　　)クロマチンになる方向に作用する。

Answer 29

ヘテロ

Question 30

リシンのアセチル化は遺伝子の(　　)の方向に働く。

Answer 30

発現

Question 31

シトシンのメチル化が起きる2つの機序は？

Answer 31

①転写因子の接近阻害

②メチル化シトシンに結合するリプレッサー

Question 32

遺伝子のメチル化はシトシン塩基の(　)位に生じ、

このメチル化シトシンは(　　)反応により別の塩基チミンに転換される。

Answer 32

5

脱アミノ化

Question 33

生体内では赤血球の形成過程に必須な方酵素である葉酸を欠乏すると(　　)を生じる。

Answer 33

巨赤芽球性貧血

＊血液内科の重要疾患である。

Question 34

ノルアドレナリン→アドレナリンに変換する際に(　　)反応が起こっているが、

それは何という酵素によるもの？

Answer 34

メチル化

SAM(S-アデノシンメチオニン)

Question 35

葉酸は生体内でジヒドロ葉酸還元酵素により2段階の還元を受け、(　　)を生成する。

Answer 35

テトラヒドラ葉酸

Question 36

テトラヒドラ葉酸は、
SAM(S-アデノシルメチオニン)とともに(　　)の担体として、
プリン、ピリミジンなどのアミノ酸代謝に関与している。

Answer 36

C1単位(メチル基)

Question 37

DNAおよびヒストンのメチル基供与体として働くのは何？

Answer 37

SAM(S-アデノシンメチオニン)

＊メチオニン→SAM　bySAM合成酵素

Question 38

脊椎動物細胞では、DNAのメチル化は(　　)によってメチル基供与体からメチル基が(　　)に転移されて起こる。

Answer 38

DNAトランスフェラーゼ

システイン

Question 39

メチル化を供給したSAMは、S-アデノシルホモシステインを経て(　　)に加水分解される。

Answer 39

ホモシステイン

Question 40

ホモシステインは(　　)からメチル基を受け、

メチオニン合成酵素により再びメチオニンとなる。

Answer 40

5-メチルテトラヒドロ葉酸

＊この反応はビタミンB12を補酵素として要する。

Question 41

プリン環もピリミジン環も複雑な構造をしている。
環を構成するNの多くは(　　)に由来する。
一方、Cは(　　)が運んでくることが多い。

Answer 41

アミノ酸

葉酸

Question 42

プリン塩基は(　　)回路において、はじめからリボースに結合した形で合成される。

Answer 42

ペントースリン酸回路

Question 43

リボース骨格の供給源は(　　)であり、

合成の原料となるのはグリシン、アスパラギン酸、二酸化炭素である。

Answer 43

ホスホリボシルピロリン酸(PRPP)

＊ピリミジン塩基はカルバモイルリン酸、アスパラギン酸などから合成される。

Question 44

原料から塩基を合成する経路を何という？

Answer 44

新規de novo合成経路

Question 45

DNAやRNA(特にmRNA)が分解されて生じたヌクレオチド(特にプリン塩基)を

そのまま再生利用して塩基を合成する経路を何という？

Answer 45

salvage回路

＊salvage回路の以上は種々の疾患に関わっている。

Question 46

Ayaマウスは、毛が黄色になるだけではなく、
肥満や(　　)抵抗性による高血糖を示し、さらには悪性腫瘍が好発する。
このことは、Ay遺伝子産物が(　　)以外の細胞にも過剰なシ グナルを送ることを示している。

Answer 46

インスリン

メラノサイト

Question 47

インスリン抵抗性とは？

Answer 47

インスリンが分泌されているのに、
インスリンのシグナル伝達が起きない。
インスリンが受容体に結合して、チロキシンキナーゼが活性化されるときに妨害するタンパク質があるなど。

Question 48

rRNA遺伝子のように、絶えず大量の RNAを転写しなければいけない領域では、
コンセンサス配列よりも強いプロモーターが必要である。
このようなプロモーターの持つ塩基配列として(　　)がある。

Answer 48

アップエレメ ント

up element

Question 49

コンセンサス配列やアップエレメントのような塩基配列があるだけでは
RNAポリメラーゼは DNAに結合しない。
RNAポリメラーゼ がDNAに結合するためには
(　　)というタンパク質が必要である。

Answer 49

σ因子(シグマ)

＊σ因子は-35、 -10付近の塩基 配列を認識してDNAに結合する。
＊転写が始まるとσ因子はRNAポ リメラーゼから離れる。

Question 50

RNAポリメラーゼはDNAの上を滑っていき転写を進行させるが、
この酵素には、
転写の終わった鋳型鎖の出口：(　　)
転写の終わった非鋳型鎖の出口：(　　)
ヌクレオチドのはいてくる入口がある。

Answer 50

転写の終わった鋳型鎖の出口：(Tチャネル)

転写の終わった非鋳型鎖の出口：(Mチャネル)

Question 51

原核生物では、転写反応が転写終結領域 (タ ーミネーター)に至ると①または②の機構で転写が終了する。
①(　　)という転写を終結させるタンパク質が転写を終結させる。
②転写された mRNAが(　　)構造を形成して、転写終結のシグナルになる。

Answer 51

①ρ因子(ロー)
②ステムループ

＊②mRNAの3’側にはUが並ぶことが多い。

Question 52

真核生物の転写において。
ポリメラーゼIIがDNAに結合するために最低限必要な塩基配列は4箇所にある。
①-35付近:BRE
②-30付近:TATAボックス
③0付近:イニシエーターエレメント(Inr)、転写開始部位を含む。
④+30付近:DPE
これらの塩基配列を(　　)という。

Answer 52

コアプロモーター

Question 53

真核生物の転写において。
pol IIがDNAに結合するために必要なタンパク質は原核生物のσ因子と異なって、
沢山の種類があるため総称は(　　)である。

Answer 53

基本転写因子

Question 54

遺伝暗号表を決定する実験では開始コドンがないのになぜペプチドの合成が起きた？

Answer 54

Mgイオン濃度が非常に高い条件で行ったため、開始コドンや開始因子がなくても翻訳が開始した。

詳細不明

Question 55

エピジェネティクスとは？

Answer 55

DNAの塩基配列以外の遺伝情報で、

体細胞分裂を経ても再現される情報。

Question 56

エピジェネティックな遺伝情報としては、
アセチル化をはじめとするヒストン修飾のパターン、
DNAのシトシンのメチル化パターン、
およびそれらによって規定される(　　)の発現パターンが挙げられる。

Answer 56

非コードRNA

Question 57

非コードRNAによる転写後制御のうち、

動物では特に(　　)による転写後制御が重要である。

Answer 57

microRNA

＊長鎖非コードRNAもヒストン修飾やシトシンメチル化を制御し、転写制御に関与している。

Question 58

X染色体の不活性化は(　　)によって起こる。

Answer 58

Xist

Question 59

ヒストンがアセチル化される際、

アセチル基の供与体となるのは何？

Answer 59

アセチルCoA

Question 60

ヒストンやシトシンがメチル化される際、

メチル基の供与体となるのは何？

Answer 60

SAM

＊SAM(S-アデノシルメチオニン)はメチオニンから生成される。