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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