| English | 意味 |
|---|---|
| PCR/ˌpiː siː ˈɑː/ | PCR（ポリメラーゼ鎖反応） |
| biotechnology/ˌbaɪəʊtekˈnɒlədʒi/ | バイオテクノロジー |
| transformation/trænsfɔːˈmeɪʃn/ | 変換 |
| genetic engineering/dʒɪˈnetɪk ˌendʒɪˈnɪərɪŋ/ | 遺伝子組み換え |
| gel electrophoresis/dʒel ɪˌlektrəʊfɔːˈriːsɪs/ | ゲル電気泳動 |
空のコントロールでもDNAバンドが現れる
- PCR検査でサンプルレーンとDNAテンプレート含まないコントロールレーンの両方にバンドが現れた場合、標的が存在したと主張する前に調査が必要である。
- バイオテクノロジーツールは異なる質問に答える：PCRは領域を増幅し、ゲル分離は断片を分ける、シーケンス解析は塩基配列を読み取り、変換はDNAを細胞内に導入する。
PCR：DNAの増幅
- バイオテクノロジーは、しばしば遺伝子の多数複製から始まる。
- **PCR（ポリメラーゼ鎖反応）**はこの作業を担う。
- 加熱と冷却のサイクルにより、DNAの一部が反復的に増幅される。
- 理想的な反応では各サイクルごとに標的領域が倍増するが、実際の増幅は効率が低い場合がある。
バイオテクノロジーとは…
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バイオテクノロジーは、DNAや酵素などの生物体およびその分子を用いて製品やツールを作ります。
遺伝子組み換え技術
- 遺伝子組換え技術は、ある生物から別の生物へ遺伝子を移すことを指す。
- 有用な遺伝子が切り出され、新しい宿主に挿入される。
- 宿主はその遺伝子を読み取り、タンパク質を合成する。
- これにより、生物に新たな能力を与えられる。
PCR - DNAの複製
1回のPCRサイクルを順を追って確認しましょう：熱で鎖が分離し、プライマーが結合し、各鎖が複製されることで、DNAが倍増します。
PCRは何を行いますか？
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PCR（ポリメラーゼ鎖反応）は、標的となるDNA断片を繰り返し複製し、各サイクルごとに倍増させます。
バイオテクノロジーの応用
- 細菌を組換えて、糖尿病患者用のヒトインスリンを製造する。
- 作物に害虫抵抗性や栄養価向上の遺伝子を与え、品種改良を行う。
- DNAの読み取りにより、疾患の診断や個人の同定が可能である。
- 遺伝子療法は、患者の異常遺伝子の修復を目指している。
ある生物体から別の生物体へ遺伝子移動することを遺伝____と呼びます。
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遺伝子工学は、ある生物体から別の生物体へ遺伝子を移転します。例えば、ヒトの遺伝子を細菌に組み込むことです。
ヒトインスリンを医薬品として作るよう細菌を操作できます。
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ヒトインスリン遺伝子を細菌に組み込み、安価かつ安全にインスリンを生産させます。
バイオテクノロジーに関する正しい記述をすべて選択してください。
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強力なツールは、慎重な考察に値する現実的な倫理的問題を引き起こします。他の3つは正しいです。
PCRは分離、プライマー結合、伸長を行う
- 加熱によりDNAは変性して二本鎖が解ける。冷却すると短いプライマーが標的領域を定義する相補的な配列にハイブリダイズ（結合）する。熱安定性DNAポリメラーゼがプライマーから伸長を開始する。
- 繰り返しのサイクルによりその領域が増幅される。理想的な倍増ではnサイクル後に1つの標的から2ⁿ個のコピーが得られるが、実際の反応は効率が低く、PCRは既存のDNAをコピーするものであり、生物体全体を複製するわけではない。
PCRサイクルを1つ順序立てて示せ。
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加熱により鎖が分離され、プライマーが末端を提供し、ポリメラーゼが伸長する。
从一个目标拷贝开始，经过五个倍增循环后的理想数量是多少？
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2×⁵ = 32。这是一个理想模型，并非保证的实验产量。
ゲルはサイズによって断片を分離する
- ゲル電気泳動では、負電荷を持つDNAが正極へ移動する。同じゲル内で同条件であれば、小さい断片の方が大きい断片よりも通常は遠くまで移動する。
- サイズラダーは参照となる。バンド位置が一致することは断片サイズが類似することを示すだけで、2つの断片の全塩基配列が同一であることを証明するものではない。
同一ゲル内で、200塩基対と800塩基対のDNA断片が同時に始動する。どちらが通常、より遠くまで移動するか？
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较小的片段更容易通过凝胶。
変換とシーケンス解析は異なる質問に答える
- 変換は外来DNAを細菌細胞内に導入する。プラスミドには有用な遺伝子が載せられ得るが、選別は取り込み成功した細胞を見つける手助けをするのみであり、取り込み自体が有用な発現を保証するわけではない。
- DNAシーケンス解析はヌクレオチドの順序を読み取る。DNAフィンガープリンティングはサンプル間の情報的なパターンを比較するものであり、限られたパターンの一致は比較を裏付けるものの、2つの完全なゲノムが同一であることを証明するものではない。
仅凭条带位置相同并不能证明两个DNA样品的核苷酸序列完全一致。
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大小相同的DNA可能具有不同的碱基序列；测序可以区分它们。
演習例：証拠を選ぶ
- サンプルに標的領域が含まれているかを問うには、PCRで増幅し、ゲル上でその産物をコントロールと比較する。ポジティブコントロールは反応が機能することを確認し、ノーテンプレートコントロールは汚染の有無を確認する。
- テンプレートなしコントロールにも標的バンドが検出された場合、そのサンプルのバンドは単独では信頼できる証拠となり得ない。同じサイズの2つの産物における塩基置換を同定するには、ゲル上の位置に依存するのではなく、DNA配列を決定する必要がある。
无模板PCR对照出现了与样品相同大小的条带。你应该调查什么？
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在无模板的情况下出现目标产物表明存在污染或其他检测问题。
これらの技術は強力であり、力には責任が伴います。遺伝子の編集や生物の改変は、安全性、公平性、同意に関する倫理的な問いを提起します。バイオテクノロジーは、単に「できるから」ではなく、慎重に用いられるべきです。
ヒトインスリンを生産する細菌：
- 一部の糖尿病患者にはインスリンが必要であり、従来の製法では動物組織からインスリンが採取されていた。
- 現在は、遺伝子組換え技術によりヒトインスリン遺伝子が細菌に組み込まれている。
- 設計された細胞はインスリンタンパク質を生産するが、医療使用前に加工、精製、品質管理を行う必要がある。
バイオテクノロジーは、生物やその分子を道具として利用する。PCRではDNAの特定の領域を数百万倍複製され、遺伝子組み換えでは遺伝子を生物間で移動させ（例：細菌にヒトインスリンを作らせる）、これらの強力なツールは多大な利益をもたらす一方で、真の倫理的疑問も生じる。