第5回講義の内容.ppt

ハーシェイ?チェイスの実験 取り付いたバクテリオファージが何を注入するかを確かめる実験をおこなった。 まず、外皮のタンパク質を放射性同位元素Sで標識したメチオニンで標識したファージと、DNAを放射性同位元素Pで標識したファージを用意する。 ハーシェイ?チェイスの実験 ハーシェイ?チェイスの実験 ハーシェイ?チェイスの実験は、ファージはDNAを大腸菌内に注入し、これをもとに外皮タンパク質をつくっていることを示している。 遺伝子の本体はDNAだという決定的な証拠が得られた。 * 生物学基礎 和田　勝 東京医科歯科大学教養部 第５回　遺伝子の本体を求めて　 生物学の基本的な枠組み ５．遺伝子の実体 遺伝子の実体はDNAであった。 DNAの構造（二重ラセン）が解明され、遺伝情報の受け渡しが説明できた。 遺伝子とDNA これまではメンデルの要素と遺伝子あるいはDNAを、あまり厳密に区別をせずに使ってきた。また遺伝子が染色体に載っているとも言ってきた。これはどういうことだろうか？ ちょうど今から50年前の1953年に、DNAの構造が明らかになった。ここではDNAと遺伝子について整理しながら理解していこう。 DNAが発見されたのは1869年で、比較的、昔のことである。ただしこのときは物質としてのDNAが発見されたのであって、機能は不明だった。 DNAの発見 ミーシャーが、膿（白血球の死んだもの）から抽出する。 DNAの発見 有名なホッペザイラーは、細胞説の化学的な裏付けをテーマとして、研究室で取り組んでいた。 研究室に入ってきたミーシャーに、白血球の細胞の化学的成分の研究を命ずる。 DNAの発見 白血球を生体から集めるのに苦労したミーシャーは、病院の包帯に付着した膿に注目した。 膿は白血球の死体である。病院通いをして交換して捨てられた包帯を集めた。 DNAの発見 包帯を洗って細胞成分を洗い出し、これにアルカリ溶液を加えて核を集めた。写真は当時の実験室。 集めた核からリンが豊富な物質を得た。これをヌクレインと名づけた。 しかし、その機能は分からなかった。 第4回でお話したように、20世紀に入ってすぐに、減数分裂時の染色体の動きから、染色体と遺伝子の関係が明確になった。 遺伝子と染色体 染色体上に遺伝子が並んでいる？ 遺伝子と染色体 モーガンが、ショウジョウバエを実験材料に使って、実験を開始する。 ショウジョウバエは世代時間が短く、突然変異体を比較的容易に作り出すことができた。 左が野生型、右が白眼の突然変異体 遺伝子と染色体 前のスライドの図は、白眼の突然変異体だが、ここでは二遺伝子雑種についての研究についてふれよう。 体色が黒い突然変異体（b）と痕跡翅（vg）となる突然変異体が得られた。いずれも劣性である。体色の野生型をb+とし、痕跡翅の野生型をvg+とする。 モーガンの実験 メンデルの二遺伝子雑種と同じ実験（優性ホモの個体と劣性ホモの個体を掛け合わせ）をおこなった。 雑種第一代は、すべて優性の形質があらわれた。 雑種第二代では、２つの形質の組み合わせが９：３：３：１にならなかった。 モーガンの実験 そこで、雑種第一代のヘテロの個体と劣性ホモの個体を掛け合わせ（戻し交配）、雑種第一代の２遺伝子の組み合わせを調べた。 もしも２つの遺伝子が別の染色体にあって、独立の法則に従うならば、当然b+vg+、 b+vg、 bvg+、bvgは１：１：１：１となるはずである。 もしも同じ染色体上にあって、完全連鎖をしているなら、 b+vg+とbvgは、１：１のはずである。 モーガンの実験 実験の結果、b+vg+、 b+vg、 bvg+、bvgは965：206：185：944であった。 この結果は、２つの遺伝子が同じ染色体上にあり、遺伝子の組み換えがおこったことを示している。 モーガンの実験 遺伝子の組み換え そこで組み換え率を計算してみた。 組換え体 全体の数 ｘ100＝17% 206+185 965+206+185+944 ２つの遺伝子座が、近ければ組み換えは起こりにくく、遠ければ起こり易いと考えられる。 染色体地図 そこで組み換え率は距離に比例すると仮定し、３つの遺伝子の２つづつを組み合わせて組み換え率を求め、３つの遺伝子の並び方を推定した。 新しく同じ染色体上のcn（眼の色の突然変異体）で実験したところ、bとcnの組み換え率は9%、vgとcnは9.5％だった。 染色体地図 すでにbとvgは17%だと分かっているので、 b vg cn 9% 17% X b vg cn 17% 9.5% X 17% b vg cn 9% 9.5% 染色体地図 こうして、いろいろな突然変異体を使い遺伝子座の配列を調べていった結果、４つの連鎖群（ショウジョ