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4 植物育種と育種学:遺伝子としてのDNA, 染色体とゲノム
(4)遺伝子の複製
DNAの構造:DNA,RNA
複製について:5‘、3’の方向性はリン酸を介した伸長反応による
DNAポリメラーゼは,RNAをprimerとして新製鎖を合成する.
7)遺伝子の構造と発現
・セントラルドグマ
遺伝子構造
遺伝子の構造
*真核生物と原核生物の違い
*遺伝子はどこに存在しているか(染色体との関係)
*遺伝子の大きさの変異
*遺伝子の基本構成単位
プロモーター
エキソン(コード領域)
開始コドン
終止コドン
大きさの変異
イントロン(なぜ必要なのか?)
大きさの変異
ポリA付加配列シグナル(真核生物のみ)
遺伝子サイズとイントロン:
最小の遺伝子は,tRNATyr およそ100bp.大きいものでジストロフィン は2400kb(0.6%エ
キソン,1つが平均180bp.この遺伝子は筋肉を構成するので破壊されると筋ジストロ
フィー症になります).
イネにおける遺伝子構造の概要
*センス鎖とアンチセンス鎖
A.
遺伝子A
B.
遺伝子B
DNA
RNA
••••••ATG••••••••••••••センス鎖
••••••TAC••••••••••••••アンチセンス鎖(鋳型となる)
•••••AUG•••••••••
151番目のアミノ酸がSTOPコドンへ
GAA、GTA(Glu)ーTAA,TTAになると
STOPコドンになる
131番目のグルタミン酸がリジンへ
和名
英名
2文字 1文字
和名
英名
3文字
1文字
メチオニン
methionine
Met
M
セリン
serine
Ser
S
アラニン
alanine
Ara
A
トレオニン
threonine
Thr
T
バリン
valine
Val
V
チロシン
tyrosine
Tyr
Y
ロイシン
leucine
Leu
L
アスパラギン
asparagine
Asn
N
イソロイシン
isoleucine
Ile
I
グルタミン
glutamine
Gln
Q
プロリン
proline
Pro
P
アスパラギン酸
aspartic acid
Asp
D
フェニルアラニン
phenylalanine
Phe
F
グルタミン酸
glutamic acid
Glu
E
トリプトファン
tryptophan
Trp
W
リジン
lysine
Lys
K
システイン
cysteine
Cys
C
アルギニン
arginine
Arg
R
グリシン
glycine
Gly
G
ヒスチジン
histidine
His
H
a)転写: センス・アンチセンス
両鎖に情報のあることを説明
b)スプライシング:イントロンの位置とコードとの関係
(phase0,1,2)
Wxa(第1exon/intron,GT型:正常に切り出される),Wxb(TT型,
splicingされれば少量の産物ができる)
培養変異!
北海292号(あぼろづき):あきほx「きらら397」由来の細胞培
養変異個体(北海287号)
・低アミロース品種のアミロース含有率は10〜12%,粘りが
強すぎると感じる人もいる.コシヒカリは18%程度
・培養変異体,その後代の「北海292号」のアミ ロース含有率
は約14%
・Wx座内の欠失はイントロンだが低アミロースに関与.
http://www.cryo.affrc.go.jp/seika/new/h14/056-059.pdf
A1
d1-like
A23 (d1)
Bar=5cm
A1
d1-like
A23 (d1)
Bar=1mm
RGA1 ( Rice G protein αsubunit 1 gene )
・イネのGタンパク質αサブユニット1 をコードする遺伝子
Gタンパク質
・シグナル伝達を媒介
・GTP(GDP)結合タンパク質
・α、β、γサブユニットから成る
GA
細胞伸長など
矮化
塩基配列解析結果
RGA1 chr.5
15,531,758~15,535,427nt (-)
f0
1kb
正常型
d1-like
-146f
r0
f2
r1
1503f
d1-like d1
f3
r2
GGATTCATC
||||| |||
GGATT-ATC
r3
d1座, d1-like座解析
RGA
chr.5 15,531,758~15,535,427nt (-)
enon9 enon12
1kb
正常型 d1 d1-like
正常型 d1 d1-like
アミノ酸配列比較 ( RGA1 cDNA→アミノ酸)
正常型
TGG ATT CAT CTT TTT GAA GGT GTT AAT GCG GTA ATC TTT
--- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --W
I
H
L
F
E
G
V
N
A
V
I
F
1bp欠失
TGG ATT ATC TTT TTG AAG GTG TTA ATG CGG TAA TCT TT
d1-like --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --W
I
I
F
L
K
V
L
M
R
*
STOP
A Ishikawa et al.(1995) Plant Cell Physiol.
βγ結合領域
GTP結合領域
エフェクター結合領域
レセプター結合領域
AGT GTG TGC GAG TGG TTT AAA GAC
正常型 --- --- --- --- --- --- --- --S
V
C
E
W
F
K
D
2bp欠失
d1
AGT GTG CGA GTG GTT TAA AGA C
--- --- --- --- --- --S
V
R
V
V
*
STOP
(8)非メンデル遺伝
a)細胞質ゲノム
・mtDNA 変異遅い,大きさも200-2400kbまでと変異多い,不稔
性に関与
・ctDNA 比較的変異は遅い,mt<ct,種において1kbで3-4ヶ程度
種内で変異あり.大きさは120-160kb
b)母性遺伝:葉緑体ゲノム
雄性不稔性と回復遺伝子
(9)発育過程における遺伝子発現の変化
chl:成長過程において,異なる遺伝子がはたらく
chlorina
+
chlorina

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