【第110回薬剤師国家試験】問116 シトシンの脱アミノ反応によるDNA変異とアミノ酸配列解説

URLをコピーしました！

第110回問116

理論問題｜生物

シトシンの脱アミノ反応によるDNA変異とアミノ酸配列

問116（理論）

図1に示すDNAの塩基配列は、ある遺伝子のセンス鎖の一部で、転写・翻訳されるときの読み枠は配列の下に示されている。この塩基配列中＊印のシトシン残基2ケ所に脱アミノ反応が生じた。変化したヌクレオチド残基が修復されずに塩基配列の変異が2ケ所とも固定した。ただし、フレームシフト変異は起きていない。変異したDNAが転写・翻訳されてできるタンパク質の当該部分のアミノ酸配列はどれか。1つ選べ。図2にコドン対応表を示す。

図1：DNAセンス鎖の塩基配列5'-ACTGAACGT-3'（＊印のシトシン2ヶ所を含む、コドンごとに区切り）。図2：コドン対応表

図1：DNA塩基配列（＊はシトシン残基）／図2：コドン対応表

Thr-Glu-Arg

—

Ile-Glu-Cys

—

Thr-Glu-Cys

—

Leu-Glu-Trp

—

◯

正解です！

解説でシトシン脱アミノ反応による変異の流れを確認しましょう。

不正解です。正解は 2 です。

解説でシトシン脱アミノ反応による変異の流れを確認しましょう。

解説を見る▼

シトシン（C）は脱アミノ反応（自然発生的な加水分解反応）によって、ウラシル（U）に変化します。DNA中に生じたウラシルは通常DNA修復機構（ウラシルDNAグリコシラーゼなど）により除去・修復されますが、修復されないまま複製が進むと、DNAポリメラーゼはウラシルをチミン（T）と同様に読み、相補鎖にアデニン（A）を挿入します。その結果、次の複製サイクルでC→Tの塩基置換（トランジション変異）が固定されます。

変異の流れ
① 元のセンス鎖：5′-ACT GAA CGT-3′（＊印のCが2ヶ所、それぞれ1番目の位置）
② シトシンの脱アミノ反応：C→U（修復されず）
③ 複製後に固定：C→T（2ヶ所とも）
④ 変異後のセンス鎖：5′-ATT GAA TGT-3′
⑤ mRNA（センス鎖と同じ配列でT→U）：5′-AUU GAA UGU-3′
⑥ コドン表で翻訳：AUU＝Ile、GAA＝Glu、UGU＝Cys

各選択肢の解説
× 1 Thr-Glu-Argは、変異が起こる前の元の配列（ACT-GAA-CGT → ACU-GAA-CGU → Thr-Glu-Arg）に対応するアミノ酸配列であり、変異後のものではない
◯ 2 Ile-Glu-Cysが、2ヶ所のC→T変異後（ATT-GAA-TGT → AUU-GAA-UGU）に対応する正しいアミノ酸配列である
× 3 Thr-Glu-Cysは、1つ目のコドン（1番目のCの変異）を反映せず、Thr（元のまま）としてしまっている誤り
× 4 Leu-Glu-Trpは、コドン表の読み違い、またはあり得ない変異パターンに基づく誤答である

引っかけポイント：
・1番目のコドン（ACT→ATT）と3番目のコドン（CGT→TGT）、両方のC→T変異を見落とさず反映させる必要がある。片方だけ変異を適用すると選択肢3のような誤りに陥る
・「センス鎖＝mRNAと同じ配列（T→Uのみ置換）」という関係を正しく理解していないと、アンチセンス鎖（鋳型鎖）の配列と混同してしまう
・シトシンの脱アミノ反応は「C→U→（修復されなければ）T」という流れであり、直接C→Tになるわけではない点も押さえておく

臨床メモ▼