②DNAの変異と細胞ストレス

Question 1

老化赤血球の除去はどのように行われる？

Answer 1

老化赤血球の除去は変形能が低下し、脾臓の毛細血管を通過できなくなる。
このような赤血球はマクロファージに貪食される。
＊赤血球は核が無いのでアポトーシスは起きない。

Question 2

アポトーシスにより細胞膜脂質二重層の外層側に出現するのは何？

Answer 2

ホスファチジルセリン

Question 3

アポトーシスを起こした細胞では、
本来は細胞膜内側面に存在するホスファチジルセリンが外側面に送られるが、
この移動を何という？
触媒は？

Answer 3

フリップフロップ

フリッパーゼ

Question 4

フリッパーゼに触媒されたホスファチジルセリンは
細胞膜外側面にでてきて“Eat me signd”となるので
これを(　　)が認識して貪食する。

Answer 4

マクロファージ

Question 5

紫外線や放射線で DNAが傷害されると、
癌抑制遺伝 子p53の発現が克進し、
p53は下流のCDKインヒビター(　　)の転写を亢進させる。

Answer 5

p21

Question 6

発現が克進したp21は、
CDK2-(　　)複 合体と結合し、
その活性を抑制することで細胞周期を抑制し、
傷害されたDNAが誤ってそのまま複製されないようにしている。

Answer 6

サイクリン

Question 7

細胞内容物が漏出する細胞死とは？

Answer 7

ネクローシス

Question 8

アポトーシスが強く起こることによって、

正常な形態形成の障害や(　　)などの疾患が引き起こされることが知られている。

Answer 8

アルツハイマー病

Question 9

アポトーシスシグナルを伝達する酵素分子としては

(　　)群が重要な役割をすることが知られている。

Answer 9

カスパーゼ

Question 10

物理的・化学的傷害などの外的環境要因が原因となって

細胞が生命活動を行えなくなることで細胞が死ぬことを(　　)という。

Answer 10

ネクローシス

＊ネクローシスを起こした細胞ではミトコンドリアなどの細胞内小器官や細胞自身も膨張し、
最終的に細胞膜が破裂して細胞の内容物が飛散する。

Question 11

アポトーシスを起こした細胞は、
細胞全体が凝縮し、(　　)が変形・断片化したりす る。
さらに細胞の中身が小さな袋に分かれ 、
(　　)という細胞に取り込まれる(貪食)。

Answer 11

細胞骨格

マクロファージ

Question 12

免疫細胞のうち自己の抗原と反応する細胞は

(　　)という臓器中でアポトーシスによって除去される 。

Answer 12

胸腺

Question 13

アポトーシスは癌化した細胞やウイルスに感染した細胞を取り除くためのいわば生体防御機構の１つとしても機能する。
アポトーシスは、細胞内の複数の(　　)と呼ばれるタンパク質分解酵素が順に活性化され、
それに伴うシグナル伝達が起こることにより誘導される。

Answer 13

カスパーゼ

Question 14

ネクローシスでは、
細胞そのものや、細胞内のエネルギー産生の場である(　　)が膨大化す る。
次いで細胞内小器官、
特にミトコンドリアの機能障害が起こり、
細胞膜内外の(　　)制御が 不能になり、
(　　)の破壊と共に細胞が融解する。

Answer 14

ミトコンドリア
浸透圧(イオン濃度勾配)
細胞膜

Question 15

アポトーシスのとき起こるDNAの断片化は核内(　　)のリンカーDNA部分が

酵素で切断されてヌクレオソーム単位の断片化となる。

Answer 15

ヌクレオソーム

＊このため、アポトーシスを起こしている細胞・組織からDNAを抽 出して電気泳動を行うと、規則正しいラダー構造が観察される。

Question 16

ヒトでは1日あたり約5000個の(　　)塩基が脱落しているといわれている。

Answer 16

プリン

Question 17

塩基の脱アミノ化反応が生理的条件で起こる例として、
(　　)の脱アミノ化反応があり、
この反応によって(　　)に変換される。

Answer 17

シトシン

ウラシル

Question 18

DNAがウラシルではなくチミンを利用している理由は？

Answer 18

情報を伝えるうえで、

DNAの方が安定しているから。

Question 19

デオキシリボース骨格はいじらず、

塩基だけ除去して修復する反応を何という？

Answer 19

塩基除去修復
(base excision repair)

＊Cが脱アミノ化してUに変換されたとき。

Question 20

Cが脱アミノ化してUに変換された場合、
塩基除去修復によって(　　)がこのUだけを切り出し、
AP化されたヌクレオチ ドが除去され、
(　　)が正しい塩基Cを入れ直し、(　　)が結合する。

Answer 20

DNAグリコシラーゼ
DNAポリメラーゼ I
DNAリガーゼ

Question 21

デオキシリボーズ骨格ごと複数のヌクレオチドを抜き取り修復することを何という？

Answer 21

ヌクレオチド除去修復
(nucleotide excision repair)

＊チミンダイマーや塩基の大幅な化学修復の際に発動する系である。

Question 22

ヌクレオチド除去修復において、
異常塩基を含む方の鎖を2箇所が切断されて除去される。
核酸を途中のヌクレオ チドから切断する酵素を何という？

Answer 22

エンドヌクレアーゼ
(endonuclease)

＊除去された部分はDNAポリメラーゼ Iが充填し、DNAリガーゼが充填塩基 対を既存鎖につないで DNA鎖を作り直す。

Question 23

ヒトの体細胞：約(　　　)個
　　　　　　：約(　　　)種類
ヒトのゲノム：約 (　　　)塩基対

Answer 23

ヒトの体細胞：約(60兆)個
　　　　　　：約(200)種類
ヒトのゲノム：約 (30億)塩基対

Question 24

DNAには特に変異しやすい部位を何という？

その原因の大部分は(　　　)で説明できる。

Answer 24

ホットスポット

メチル化シトシンの変異

Question 25

紫外線は、よほど波長の短いものを除けば電離作用はない。
しかし、DNAの塩基を励起させて光化学反応を起こさせ、変異を誘発する。
紫外線特有のDNA変異は何？

Answer 25

チミンダイマー

＊その結果、DNAは局所的に変形し、塩基の異常が起こりやすくなる。
＋コラーゲンの変性でシワ

Question 26

放射線に特徴的なDNA損傷は？

Answer 26

２本鎖切断

Question 27

チミンダイマーの修復は何によるもの？

Answer 27

ヌクレオチド除去修復

Question 28

細胞の平均径は？

Answer 28

20μm

Question 29

正常細胞は、
他の細胞と接触すると分裂・増殖が停止する。
これは、必要以上に組織・器官が大きくならないように働く重要な増殖調節機構であるが何という？

Answer 29

接触阻止

＊がん細胞では接触阻止効果が見られない。相互 に接触しても互いに積み重なつて増殖を続ける。
カドヘリン弱

Question 30

細胞を培養するときには、固い培養皿が必要である。
培養細胞は皿の底面などの固体を足場とし て、
その上で伸展しながら増殖する。
生体内の細胞も増殖には足場が必要であるが、
これを何という？

Answer 30

足場依存性
(細胞のインテグリン＆足場のフィブロネクチン)

＊がん細胞はこ のような足場を必要としないので、軟寒天培地で増殖できる。

Question 31

アポトーシスは(　　)方を用いて

(　　)を検出することで発見できる。

Answer 31

Tunel方
分断DNA
＊核が濃縮して分断されていることからもアポトーシスは検出可能。

Question 32

Tensegrityとは？

by Donald Ingber

Answer 32

上皮細胞はそのサイズ全体にわたって

細胞外マトリックスと接着していることが生存に 必須である。

Question 33

真核多細胞生物の 2倍体細胞は、
分裂できる回数に制限があり、
ある程度細胞分裂を重ねると、もはやそれ以上分裂できなくなるがこれを何という？

Answer 33

Hayflick限界

Question 34

細胞分裂できなくなることを(　　)という。

Answer 34

細胞老化

Question 35

Hayflick限界の原因は？

Answer 35

テロメアの短縮

Question 36

テロメアが5000 bp程度の長さになると染色体が不安定化し、
他の染色体と融合したり、
あるいは染色体上の遺伝子に変異が起こりやすくなることを何という？

Answer 36

テロメア•クライシス

＊テロメア•クライシスを迎えた細胞はp53の作用によって分裂を停止する。

Question 37

テロメア・クライシスによって染色体や遺伝子に異常が生じた細胞は、

通常は(　　)の機序が作動して消滅する。

Answer 37

アポトーシス

Question 38

化学物質の変異原性を調べる古典的な検定法に(　　)法がある。

Answer 38

エームズ(Ames)

Question 39

エームズ法では、ヒスチジン要求性のサルモネラ菌株を最小培地に化学物質を含有した培地で増殖させる。
このとき形成されるコロニー数が最小培地でのコロニー数に比較して有意に多い場合、当該化学物質には変異原性があると判断する。
なぜこの方法で検定できるか？

Answer 39

化学物質含有培地で多数のコロニーが形成された場合は、

ヒスチジン要求性株が、化学物質によって野生株に復帰突然変異を起こしたと考えられるから。

Question 40

X線やγ線は標的物質に吸収されると分子をイオン化する作用を持ち、(　　)放射線と呼ばれる。

Answer 40

電離

Question 41

ピリミジンダイマーは(　　)修復反応で修復される。

Answer 41

ヌクレオチド除去

Question 42

ヌクレオチド除去修復反応に必要な酵素の欠損症を何という？

Answer 42

色素性乾皮症

＊欠損酵素の種類に応じて、複数の病型が存在する。

Question 43

細胞には放射線による障害を修復する機構が存在するので、
一定の線量以下の被爆では人体に影響が現れないことがある。
この一定の線量を何という？

Answer 43

閾(しきい)線量

Question 44

放射線の強さは、照射された物質に単位質量あたり与えられたエネルギー量で示すが、これを何という？

単位は？

Answer 44

吸収線量

グレイ(Gy)

Question 45

放射線防護の観点からは、
放射線の種類による生物作用をも考慮した等価線量を用いるが、
等価線量の単位は？

Answer 45

シーベルト(Sv)

Question 46

放射線の影響のうち、

一定以下の線量では起こらない影響を何という？

Answer 46

非確率的影響

＊発癌と遺伝的影響は線量がどんなに少なくても、発生確率がゼロになるとは言えない。

Question 47

放射性物質の集団があるとき、1秒間に崩壊する個数を何という？

Answer 47

ベクレル(Bq)

Question 48

崩壊して放射線を出す性質のことを何という？

Answer 48

放射能

＊単位はベクレル(Bq)

Question 49

Gy、Sv、BqをSI基本単位で表すとどうなる？

Answer 49

[Gy] = [Sv] = J/kg = m^2/s^2
[Bq] = 1/s

Question 50

X線とγ線とはいずれも同程度のエネルギーの電磁波であるが、

両者はどのように異なる？

Answer 50

起源が異なる。
X線：核外電子のエネルギー準位の変遷に伴って放出される電磁波。
γ線：核の壊変に伴って放出される電磁波。

＊医学領域では発生が容易なX線を用いる。

Question 51

紫外線の生体作用の研究と比較して、

X線やγ線の生体作用の研究が遅れた理由は？

Answer 51

紫外線によるDNA損傷はピリミジンダイマーの形成に限定されているが、
X線やγ線のエネルギーが紫外線よりも大きいため、
DNA損傷が多様を示すから。
＊エネルギー：γ＞紫＞可視光線＞赤＞ラジオ
＊X線やγ線のような電離放射線はDNAを切断することができるが、紫外線はDNAを損傷するが切断するほどのエネルギーを持っていない。

Question 52

肝細胞癌の治療としてラジオ波焼灼(ショウシャク)が行われるが、

この原理は？

Answer 52

ラジオ波は水分子の回転エネルギーを増加させ、
温度を上昇させる。
この熱を利用してがん細胞を壊死させる狙い。

＊ラジオ波はDNAを損傷するほどのエネルギーはないので正常細胞のDNAにも損傷を与えない。

Question 53

食道癌の治療としてX線照射が行われるが、

この原理は？

Answer 53

癌細胞はDNA修復能が障害されていることを利用する。
X線を反復照射するとDNAは損傷されて修復されない。
このようにして生存不可能なDNAを蓄積させることを狙いとする。

Question 54

熱エネルギーと比較して

X線の生体への影響がはるかに大きい理由は？

Answer 54

熱エネルギー：分子集団のランダムな分子運動として広範囲に拡散する。

X線のエネルギー：光子として集中して伝達されるため。

Question 55

PETやSPECTは診断に何を用いる？

Answer 55

γ線

＊放射性同位元素を投与して、γ線を診断に使う。

Question 56

放射線治療において、

なぜ癌細胞のみに損傷を蓄積することが可能だと考えるか。

Answer 56

癌細胞はDNA修復能が低く、
アポトーシスを起こす能力を失っているため、
DNAに変異が蓄積しても生存可能である。
つまり、放射線治療ではDNA損傷を与え続けることによって癌細胞すらも生存不可能になるまで損傷を蓄積させることを目的としている。
そこで少量ずつ(2Gy/日)照射し、DNA修復能を持つ正常細胞は修復できると考える。

Question 57

細胞周期を停止させるタンパク質は生存にどのように役立っている？

Answer 57

細胞周期を停止させてDNA修復機構が作動する時間をかせぎ、

娘細胞に異常染色体が継承されないようにしている。

Question 58

色素性乾皮症は常染色体劣性の形式で遺伝する疾患で、

紫外線によるDNA損傷が起きやすいがどのような機能に異常があると考えられる？

Answer 58

ヌクレオチド除去修復機能

＊チミンダイマーのような以上塩基が生じたときに、その塩基を含む範囲のDNA鎖を除去し、改めてDNA鎖を合成するような修復様式。

Question 59

アポトーシスは生化学的には一連のタンパク分解反応であり、
(　　)と総称される酵素が連鎖的に反応を起こし、
最終的に(　　)が分解されて核が崩壊し、
DNA分解が起きる。

Answer 59

カスパーゼ

ラミン

Question 60

アポトーシスを誘導する2つの経路とは？

Answer 60

①ミトコンドリア依存経路：ミトコンドリアから放出されるシトクロムcは、Bcl-2ファミリーのタンパク質によって調節されるが、これがアポトーシスを誘導する。
②Fas経路：細胞膜受容体のFasにリガンドが結合することでアポトーシス反応が誘導される。