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藤田保健衛生大2013年度の問題です。

ミトコンドリアDNA(mtDNA)
に関する次の①~⑥の記述のうち、適当と思われるものをすべて選び、その番号を記せ。
① mtDNAは、S期に核内のDNAとともに複製される。
② mtDNAは、ミトコンドリアの中に1個ずつ存在する。
③ mtDNAは、核へ移動し、核内のRNAポリメラーゼによって転写される。
④ mtDNAは、ミトコンドリア内で転写され、翻訳される。
⑤ mtDNAにイントロンは存在しない。
⑥ ミトコンドリアの生存と維持のための遺伝情報は、mtDNAだけでまかなわれている。


 高校生物のレベルなら、正解は④⑤ですね。
 高校生物でmtDNAについて教えられることといえば 【送料無料!】 バイオゴッドゴールド1箱×2 49123、せいぜい「ミトコンドリア独自のDNAを持っている」ということぐらいです。そのゲノムがどんな遺伝子を持っているだとか、ジャンク配列がどのくらいだとか、そういったことまでは学びません。
 ですが、ミトコンドリアと言えば、もともとは独立した原核細胞だったものが別の細胞に共生したものが起源だと考えられていて、そのDNAも原核細胞のDNAと同じ特徴をもつということが、容易に連想されます。つまり「mtDNAは環状のDNAで、遺伝子にはイントロンが無い」ということまでは、

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、生物IIまで学習した生徒ならば理解できるはずです。

 改めて問題を見直してみましょう。
 ①は、ミトコンドリアの複製は細胞周期とは独立しており、mtDNAの複製はS期に限定されるわけではないので、誤りです。
 ②に関しては、ミトコンドリアには複数コピーのDNA分子が存在します。よって、これは誤りなのですが、高校では教わらないことですよね。
 ③は、mtDNAにコードされている遺伝子産物はミトコンドリア内で利用されるものばかりで、すべてミトコンドリア内で転写されます。そもそもDNAのような巨大分子を通す孔がミトコンドリアの膜上には無いので、mtDNAがミトコンドリアの外へ移動できません。よって、これも誤りです。
 ④は文句の付けようがないですね。全くその通りです。
 ⑤をとばして⑥は、リード文(省略)にも書かれている通り、例えばヒトのミトコンドリアにはわずか37個の遺伝子しかコードされていません。その内訳は 、呼吸関連が13個、rRNAが2個、tRNAが22個で、自らの複製に関する酵素の遺伝子を含んでいないので、これも誤りです。ちなみに、生命体として機能するためには最低でも250個程度の遺伝子が必要だと見積もられています。

 で、問題は⑤です。高校生物では習わないことですが、実は 【エントリーで10倍】お得な3個セット Jomoly(ジョモリー)80g パパイン、プロメラインなど自然成分でムダ毛ケア、mtDNAにイントロンは存在します。それも特定の種だけと言った例外的なものではなく、普遍的です。特に植物細胞のミトコンドリアには多く見出されます。ただし、mtDNAのイントロンは真核生物のゲノム中のイントロンとは性質が異なるものです。つまり、高校生が生物IIで学習するものとは違うタイプのイントロンがミトコンドリアに存在するのです。
 では 【まとめ買いがお得!】花王ホワイト リフレッシュ・シトラスの香り 普通サイズ 6コ箱 85g×6個入り×20セットKao White 4901301309266【ラッキーシール対応】、イントロンとはどういうものでしょうか。「RNAに転写されるが、タンパク質に翻訳されない配列のこと」という答えは不適切です。これでは、rRNAやtRNAの遺伝子もイントロンと言うことになってしまいます。
 正確に言うならば、イントロンとは「転写された後、機能的なRNAとなる前にスプライシング反応によって除去される塩基配列のこと」となります。ここで言う機能的なRNAとは、成熟mRNAや、rRNA、tRNAなどのことです。
 スプライシング反応の仕組みによってイントロンはいくつかの種類に分類することができます。最も良く知られているタイプは、生物IIで学習しますが、核内でスプライソソームというタンパク質‐RNA複合体によって切り出されるイントロンで、これをスプライソソーム型イントロンと言い、真核生物にしか見られません。
 一方、ミトコンドリアや葉緑体などで見られるものは、グループIイントロン、グループIIイントロンなどがあります。これらは自己スプライシング型のイントロンで、切り出しに他の因子を必要としません。DNAから転写された一本鎖のRNAは、分子内の部分的な相補的な塩基対によってヘアピン構造を作り、それらが集まって複雑な立体構造を作ります。この立体構造が触媒能力を持ち、自身を切り出すのです。
 また、切り出される配列の中に制限酵素や逆転写酵素をコードする領域があるのも特徴の一つです。
 自己スプライシング型イントロンに関することは、生物学の中でも高度な知識と言えるでしょう。高校生物の範囲を超越しているので、高校生が知らなくても当然です。

 では、この問題はどう答えるべきでしょうか?
 高校生物のレベルならば⑤は「適当」ということになるのだけれど、大学で分子生物学を学んだ人ならば「mtDNAにイントロンが存在する」ことを知っているかもしれません。その人たちにとっては⑤は「不適当」となるでしょう。
 これは医学部の入試問題なんです。ご存じのとおり 【お年玉コフレ・正規品・送料無料】COSMEお年玉グロスコフレSET&ロクシタン ピオニー フェアリーハンドクリーム(30ml)、医学部というところは4年制の大学を卒業した人や、社会人経験者などの受験者が比較的多いところです。つまり、受験生の中には大学レベルの生物学を修めた人も相当数いると思われるわけです。そこで⑤を「適当」として採点してもらわないと、高度な知識を持つことがかえって徒となる結果になってしまいます。これはよろしくない。
 ですが、受験生の大半は高校生物の範囲の学習しかしていないでしょう。しかも、生物IIの真核生物と原核生物のタンパク質発現の違いのところで、「原核生物のDNAにはイントロンが無いのでスプライシングの過程が無い」ということをキッチリと刷り込まれます。元は原核生物であるミトコンドリアも、それに準ずると考えるのは当然です。そもそも、原核生物のDNAにもグループIイントロン、グループIIイントロンが存在するのですが、高校生物では「原核生物のDNAにはイントロンが無い」と教えているのだから、やはり⑤は「適当」とみなされるでしょう。

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 問題を作るのは医学部の偉い先生方で、生物学の最先端に触れている方々です。高校生物の教育事情は専門外のことかもしれませんが、その学習内容が最先端の物ではないことくらいは分かっているでしょう。教科書に載っていないような新しい話題を出題するなとは言いませんが、できれば、この様な高校教育のレベルと最先端科学の狭間に位置する内容を出題するときには少し工夫をしてもらいたいものです。
 そうしないと、

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、出題者(採点者)のサジ加減で正解にも不正解にもされてしまうことになります。それは絶対に好ましい事態ではありません。
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posted by Mayor Of Simpleton at 01:14| Comment(0) | 高校生物 | |
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