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バイオインフォマティックス技術者試験、情報処理試験など、IT系の試験を基礎から勉強します。また、Javaなどプログラミングを勉強します。

【BI技術者認定試験対策】特定DNAの大量複製!「クローニング」を攻略

目的とする特定の遺伝子(DNA断片)を取り出し、ベクトルや宿主細胞を利用して増殖・大量生産するバイオテクノロジーの基本操作を整理しましょう。

1. 問題:遺伝子を複製して大量生産する技術

【 問題 】 特定の遺伝子(DNA断片)を取り出し、大腸菌などの宿主細胞やベクター(運搬体)に組み込んで複製させ、全く同じDNAのコピーを大量に生産する操作を何と呼ぶでしょうか?

① 遺伝子クローニング   ② シーケンス   ③ ゲノム編集   ④ スプライシング

2. 正解:DNA大量複製技術に関する正解

正解: ① 遺伝子クローニング(Gene Cloning)

3. 解説:目的DNAを増やして解析・利用可能にする

1つの細胞内にある微量の目的遺伝子をそのまま解析するのは困難です。そのため、プラスミドなどのベクターに目的DNAを組み込み、大腸菌などに導入して増殖させることで、目的のDNAだけを大量に手に入れます。

[ クローニングの基本ステップと手法 ]
ベクターへの挿入:制限酵素で切り取った目的DNAを、ライゲース(接合酵素)でプラスミドベクターに結合。
宿主への導入:大腸菌などの宿主細胞に導入(形質転換)し、菌の増殖とともにDNAを大量に複製。
PCRによるクローニング:現在では細胞を使わず、サーマルサイクラーを用いたPCR(ポリメラーゼ連鎖反応)によって試薬と酵素だけで試験管内で高速に大量複製(イン・ビトロ・クローニング)する手法も一般的です。

1. 試験のポイント: 「遺伝子を複製させて大量に生産すること」という記述が出たら「クローニング(遺伝子クローニング)」が正解です。個体全体をコピーする「クローニング(羊のドリーなど)」と区別するため、特定のDNA断片を増やす場合は「DNAクローニング」「遺伝子クローニング」と呼ばれます。
2. バイオインフォの視点: イン・シリコ(コンピュータ上)でクローニングの設計を行う「分子クローニングシミュレーション」ソフトウェア(SnapGeneやBenchlingなど)が活用されています。制限酵素の切断サイトの探索、目的断片とベクターの結合位置のチェック、PCRプライマーの設計などをデジタル上で事前検証することで、実験の成功率を高めています。


4. まとめ

「遺伝子を複製させて大量に生産すること=クローニング」です。システム開発で言えば、ソースコードやリポジトリを別環境に `git clone` して全く同じ複製を作成し、開発や解析に利用できるように作業スペースを展開するようなイメージですね!


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