遺伝子変異

高等学校生物明示的なアラインメント、標準遺伝暗号によるデコード、配列のカテゴリー比較を用いた、短いコード配列の置換・挿入・欠失

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この実験について

DNA上の任意の位置を編集し、変更前後の正確な配列を比較します。アラインメントのギャップから挿入や欠失を確認でき、コドンのデコードによって変化するアミノ酸配列がわかります。プリセット例では、タンパク質の機能を予測すると主張することなく、サイレント変異、ミスセンス置換、早期終止、フレームシフトを区別します。

学習目標

  • 塩基置換と挿入・欠失を区別する。
  • 挿入長を3で割った余りと、読み枠が保持されるかどうかの関係を確認する。
  • コドン照合の限界を認識しながら、配列レベルのカテゴリーを比較する。

使い方

  1. 1サイレント変異の例を適用し、変化したDNAと変化のないアミノ酸の照合結果を比較する。
  2. 2ミスセンス変異と早期終止の例を適用し、変化した残基と終止位置を確認する。
  3. 3塩基を1つ挿入し、3つ挿入した場合と比較する。
  4. 4別の参照位置を選び、編集を適用して、両方の配列とその分類を記録します。

モデル

読み枠を保つ配列長の変化
読み枠をずらす配列長の変化

前提条件

  • 参照配列は、イントロンのない短いコード配列です。すべての翻訳は読み枠1と標準遺伝暗号を用い、最初に現れる読み枠内の終止コドンで停止します。
  • 挿入された塩基は、選択した記号を繰り返します。欠失では、利用可能な塩基が選択した数を上限として削除されます。ギャップはアラインメントにのみ表示され、翻訳に使用する配列には含まれません。
  • 元のATG開始コドンが変化した場合は、別途フラグが立ちます。このデコーダーは、翻訳開始、スプライシング、RNAの安定性、タンパク質の折りたたみや活性、生物個体レベルの影響をモデル化しません。また、読み枠を保つ挿入・欠失でも、局所的なコドンや終止シグナルが変化することがあります。

授業で試してみましょう

  1. Q1DNAの変化によって、翻訳されたアミノ酸配列が変わらないのはなぜですか?
  2. Q2近くのコドンが変化しても、3塩基の追加で下流の読み枠が保たれるのはなぜですか?

よくある質問

同義置換であれば、生物学的な影響がないことは保証されますか?

いいえ。コドンを解読して得られるアミノ酸配列に変化がなくても、調節、プロセシング、その他の配列依存的な影響は考慮されません。

早い位置に終止コドンが現れれば、常にこのモデルが実際のタンパク質を予測しているということですか?

いいえ。これは指定されたデコーダーのもとでの読み枠内の配列変化を示すものであり、実際の翻訳開始や発現を示すものではありません。