７．遺伝子（Gene）

Geneとは？

遺伝子とは何か？ ー　細胞内での遺伝子増幅と分裂　ー

分裂中の細胞

成体

卵細胞

メンデルの遺伝の法則

メンデルはエンドウ豆の中に、その特徴を決める2つの因子があることを数学的に示した。その因子を遺伝子と呼ぶ。

３　　　：　　　１

AA aa

Aa

AA aA Aa aa

マン猫

千葉で見かけた普通の猫 ただのおデブ？

Man Cat（ = マン猫）Man Cat遺伝子はHomo LethalでMan:Manの個体は生まれる前に死ぬ。

マン猫どうしのこどもは 普通の猫:マン猫＝１：２

生殖細胞

精子 雄性配偶子 （ｎ）

卵子 雌性配偶子 （ｎ）

受精卵 （ｎ+ｎ） =２ｎ

雄・雌の生殖細胞はそれぞれの個体の遺伝情報を半分ずつ受け継いで、新たに両者を持つ子孫を作る。

核酸

理研ニュース2008.2より

遺伝子を運ぶ分子は核酸（DNA・RNA)である事が知られている。

核酸の構造

シトシン

チミン

ウラシル リボース

デオキシリボース

リボース 塩基

RNA

DNA

DNAの構造

ｄATP DNAの2重螺旋構造 DNAの合成

一方、RNAの構造は ribozyme

tRNA

形はいろいろだ。そして働きもいろいろだ。

機能的RNA 遺伝子の伝達・発現（RNAウィルス） ウィルスの中にはRNAを遺伝子の伝達に利用するレトロウィルスがある。レトロウィルスは遺伝子を宿主のDNAに写し込み、遺伝子に感染する。 タンパク質合成（mRNA, rRNA, tRNA) タンパク質はRNAとポリペプチドの複合体で合成される。 自己消化、酵素作用。 RNAは自分自身を酵素にして、配列を切断し、新たな機能を与える。 テロメアの生成。 細胞の寿命、分裂回数を決めるテロメア構造はRNAが作っている。 RNA干渉（遺伝子の発現制御、microRNA,circularRNA） いままで無駄な配列と思われていた場所に、遺伝子制御のためのRNA配列情報が入っていることが分かってきた。

DNAの塩基配列

ＤＮＡの塩基の数は1μｍあたり2.9kbp 多細胞生物では遺伝子はそのうちの数％

生物種 塩基対数

ユリ 1.2x10^11bp

肺魚 1.1ｘ10^11bp

ヒト 6x10^9bp

ショウジョウバエ 1.8x10＾8bp

出芽酵母 1.2x10^7bp

大腸菌 3x10^6bp

TMV 6400bp

塩基配列が生物の形と性質をきめる

塩基配列が細胞の働きを制御し

細胞の働きが生物の 性質を決める

ソフトウェアが回路の働きを制御し

コンピューターの動作を決める

細胞分裂

原核生物の分裂

遺伝子がそれぞれの細胞に均等に伝わる。

ｎ+ｎ

ｎ　　　ｎ

真核生物の分裂

2ｎ+2ｎ

2ｎ　　2ｎ

細胞膜の分裂

チューブリンの蛍光像

アクチンの蛍光像 分裂環が見える。

細胞表面の変化。 アクチンに引っ張られて膜が変形している。

DNAの分配 複製された2つの染色体が コヒーシン（タンパク質複合体）によって対になる。

微小管が分解しながら縮み、キネトコアを引きつける。

キネトコア （動原体）

染色体が対を作ることで遺伝子を正確に２分できる。

DNA複製

A+A- A+ A’- A+A- A’+A’-

複製ミス 10-5 修復後

10-8-10-10

染色体DNAの複製

2組のゲノム 1組の ゲノム

バクテリアのDNA複製

複製開始点から複製 複製開始点が移動 染色体も移動 細胞分裂

http://ftp.nig.ac.jp/museum/msg.html　遺伝学電子博物館より

そう簡単には割れませんがな

スイカでも真っ二つに割るのはけっこう難しいこってす。 みんなの細胞はいろいろ工夫してがんばってる！

遺伝子は何を伝え、何を伝えないのか。

大腸菌に人間の遺伝子を組み込んでも人間にはならない。 人間の卵子に大腸菌の遺伝子を組み込んでも大腸菌にはならない。 遺伝子は生命の全てを支配する訳ではない。 遺伝子が伝えられないものは何だろう。