生物基礎でゲノム関係について勉強をしているときにこんな疑問はないですか？
- ゲノムって一体なに？
- ゲノムと遺伝子の違いがわからない。
- ゲノムはどのような感じで入試にでるの？
- おすすめの参考書があったら知りたい！
こんなお悩みを解決できるようにわかりやすく解説します。また、今回は、遺伝子とゲノムについての範囲についてH30年プレテスト生物基礎で出題されていたのでその問題を提示するとともに解説もします。
さらに、遺伝子についてわかりやすい参考書もあげておきます。
- 本記事の内容 ゲノムとは？簡単に解説
- 遺伝子・染色体・DNAとは？ゲノムとの違いを解説
- 遺伝子についての入試問題
- ゲノムと遺伝子の違いについてのおすすめの参考書
よければ最後まで読んでくださいね。
ゲノムとは？簡単に解説
「ゲノム」とはさまざまな意味合いで使われています。
どのような意味合いがあるかというと、以下のとおり。
- 生命活動を行うための必要な最小限の遺伝情報
- 生殖細胞(卵や精子)に含まれる遺伝情報
- 体細胞内の相同染色体の片方に含まれる遺伝情報
細胞周期の分裂期には形と大きさが同じ染色体が2本ずつ含まれていますが、この2本で1組の相同染色体といいます。
この相同染色体の片方のセットに生物が生きていくために必要な遺伝情報が含まれていてこの遺伝情報を「ゲノム」と呼びます。
染色体は、DNAとタンパク質(ヒストン)からできていてます。
そして、DNAの中にはタンパク質をつくるのに必要な塩基配列のある「遺伝子」の部分と、遺伝子以外の部分の情報から構成されています。
「ゲノム」とは、DNAのすべてを読み取った情報で、生命活動をするのに必要な情報が含まれています。
生命の活動とは、具体的に「自己複製」と「物質交代」のことを指し、それぞれ生命の二大特徴です。
「自己複製」と「物質交代」のそれぞれについて深堀していきます。
自己複製とは？
「自己複製」とは、自分のコピーをつくることです。
具体的には、「鳥の親から鳥の子」、「ヒトの親からヒトの子」というように、自分と同じ姿の子孫を残すこと能力のことを自己複製といいます。
この自己複製のおおもとがDNAの複製で、半保存的複製という方法で初めは１つのDNAから全く同じの２つのDNAができていきます。
物質交代とは？
物質交代とは、「代謝」のことで、生物は体外から物質とエネルギーを取り込み、必要な物質を合成したり、生命活動に必要なエネルギーを利用することを言います。
物質交代(代謝)には、大きく分けて「同化」と「異化」の２つあります。
「同化」とは、物質を合成する反応のことで、光合成などがあげられます。
「異化」とは、物質を分解する反応のことで、呼吸などがあります。
このような反応の中心には「酵素」があり、さまざまな分子の切断や結合を行っています。
遺伝子・染色体・DNAとは？ゲノムとの違いを解説
「遺伝子」「染色体」「DNA」について、その特徴や違いをよく混同してしまいますよね。
次に「ゲノム」との違いを踏まえて、「遺伝子」「染色体」「DNA」のそれぞれについて解説していきます。
遺伝子はタンパク質のレシピ
遺伝子とは、タンパク質をつくるために必要な情報のことをいいます。
体の中では、消化酵素や神経伝達物質、免疫の抗体など様々なタンパク質が働いています。
遺伝子は、DNA中にあるタンパク質をつくるのに必要な塩基配列のことをいい、
例えると、DNAはタンパク質をつくる「材料」のことで、遺伝子はタンパク質の「レシピ」のようなものです。
ゲノムは、DNA全ての情報のことを指し、遺伝子はDNAの一部分を指していることもゲノムと遺伝子の違いとして押さえておきましょう。
染色体とは
染色体は、DNAとタンパク質（ヒストン）が巻き付いた棒状の構造物をいいます。
例えると、「料理」のようなイメージ。
染色体という「料理」の中に、遺伝子の「レシピ」やDNAの「材料」があります。
染色体は、細胞分裂をするときにDNAとタンパク質（ヒストン）が凝集して現れてきます。
細胞分裂するときに核膜が消えるので、光学顕微鏡で染色体になったDNAの実態を観察することができます。
核酸・DNAとの違いは？
DNAはデオキシリボ核酸というただの物質のことを指します。
ヌクレオチドという構成単位からできていて、そのヌクレオチドはデオキシリボース（糖）・リン酸・塩基からできています。
DNAは例えると、料理などをつくるときの、にんじんのような「材料」にあたります。
それに対して、ゲノムは「店の料理メニュー」のようなイメージですね。
ゲノムという「店の料理メニュー」中に、DNAというさまざまな「材料」が含まれているというわけです。
しっかりと「DNA」「遺伝子」「染色体」「ゲノム」はイメージとともに、それらの違いを理解しておきましょう。
遺伝子とゲノムについての入試問題
それでは実際の入試問題で出てくる遺伝子とゲノムについて、問題と解答について紹介します。今回紹介する問題は、H30年の共通テスト試行問題で出題されたものです。
まずは、本文をしっかり読み、どの選択肢になるか選んでみましょう。
遺伝子とゲノムについての問題
今回解説した内容で解けるからがんばってね！
解説
それでは、解答・解説します。
どうでしたでしょうか？少し難しかったかもしれませんね。笑
順に追って解説しますね。
ゲノムの中には、遺伝子領域を含むDNAがありますよね。
遺伝子は、タンパク質のレシピでした。この遺伝子は、人によって微妙に異なります。
もし、一緒だったら顔なども似てきますからね。笑
痩せやすかったり、太りやすかったりも遺伝子によって左右されます。
つまり、あるタンパク質をつくるための遺伝子が存在しない、または正常につくれない場合も人によって異なります。
必要なタンパク質が作ることができないと、生命活動がしっかり行うことができず、それが病気として表れてきます。
がん、アルツハイマー病、パーキンソン病など、たくさんの有名な病気はタンパク質の異常から起こっています。
このことからも、ゲノムを調べてどのような遺伝子に問題があるかなどを調べることで、病気のかかりやすさを調べることができるので解答は①になります。
ゲノムと遺伝子の違いについてのおすすめの参考書
「ゲノムと遺伝子がおもしろい！もっと知りたい！」という方におすすめの参考書があります。
それは、「絵で分かるゲノム、遺伝子、DNA」という本です。
この本は、遺伝の専門家によって書かれた本ですが、図がたくさんあり、わかりやすく説明がされています。
ゲノム、遺伝子、染色体のわかりにくいところもしっかりと説明されていて、遺伝形式や病気とのかかわりも大まかに整理することができます。
iPS細胞や、ゲノムの創薬など比較的新しい分野についても勉強することができ、かなり知識を深めることが可能です。
理系の方はもちろん、文系の学生や、生物好きの一般の方でも楽しめる本になっています。
まとめ
というわけで以上です。今回は、「遺伝子とゲノムとの違い」について解説しました。
一口にゲノムと言っても、さまざまな意味があり文脈によって、意味を考えなければいけません。
さらに、DNAと染色体、遺伝子などといった遺伝に関わるものがたくさんあって混同してしまいますよね。
今回の内容であるゲノムについてはゲノムの意味だけでなく、遺伝子や、染色体、DNAの違いも含めてしっかりと押さえておきましょう。
もし忘れたら、またこの講義に戻ってきて、ぜひ今後の勉強に役立てて下さい。
今回も最後までありがとうございました。
コメント