DNAや遺伝子に関する問題のうち、「DNAの長さは？」と聞かれるような問題があります。今回はそのような問題の解き方を解説していきましょう。
例題
まずはこの例題を見てみてください。
①
ある生物の細胞1個には、5.0×106塩基対のDNAが含まれている。
10塩基対分の長さを3.4×10-9mとした時、
このDNAの長さは何mmか？
②
DNAの二重らせんは10塩基対ごとに一周する。
一周分のらせんの長さは3.4nm(3.4×10-9m)であった。
ヒトの細胞1個に含まれるDNAが5.9×10-12gだとすると、
ヒトの細胞1個に含まれるDNAの長さは何mになるか？
ただし、1gのDNAには1.0×1021塩基対が含まれるものとする。
両方とも典型的な問題ですが、これが全てのベースになります。
①の解き方
この問題は比で考えるとわかりやすいです。
まず、問われているのは「長さ」ですので、その情報から考えていきます。
10塩基対の長さが3.4×10-9mという条件が定められています。
その条件下で、5.0×106塩基対の長さがどれくらいになるのか、ということですね。
これを比の式と図で整理するとこんな感じになります。
これを計算すると、0.0017m、つまり1.7mmということになります。
今回は5.0×106塩基対でしたが、これが5.6×106塩基の場合は答えが0.85mmになります。
これは、DNAが2重らせん、つまり2本鎖であることから、10塩基対には20塩基が含まれるからです。
塩基対なのか、塩基なのかで考え方が異なってくるので気をつけましょう。
②の解き方
この問題は少しばかり単位がごちゃごちゃしていますね。ですが、結局問われているのは「長さ」であることには変わりありません。
10塩基対の長さが3.4×10-9mという条件が定められているのは変わりません。少し言い回しが変わってはいますが、このような表現もあるので慣れておきましょう。
そうすると、あとは何塩基分の長さを求めればいいのか、ということが分かれば良いですね。
1gが1.0×1021塩基対に相当しますので、5.9×10‐12gが何塩基対に相当するかは、
(5.9×10-12)×(1.0×1021)=5.9×109塩基対
これを図に整理するとこんな感じになります。
これを計算すると、2.006mとなります。
DNAの二重らせんが10塩基ごとに一周し、その長さが3.4nm（3.4×10-9m）という事実は覚えておいてもいいかもしれません。
まとめ
DNAの長さの計算問題を紹介しました。
基本的には、塩基数と塩基当たりの長さのデータが分かれば、それを掛け合わせるだけです。
それらのデータがいろいろな用語や表現方法で示されているというところが、強いて言えば難しいところでしょう。
ゲノムの何％が遺伝子？といったたぐいの問題の解き方はこちらをご覧ください。
それでは！
ヒトの細胞1個の中に、2mもの長さのDNAが収納されているということがこの問題からわかります。ヒトの細胞は大きいものや小さいものなどいろいろありますが、平均0.02mmくらいです。
その中に2mのDNAがあるということは、DNAは折り畳まれ、コンパクトに収納されているということでもあります。
この仕組みについては、また別の記事で解説予定です。