DNA に関係する数字集

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10-30-2017 updated

  1. 遺伝子関係
  2. 塩基同一率
  3. ゲノムサイズ
  4. 実験系

DNA・遺伝子関係

DNA の構造

真核生物の DNA は、 の中で ヒストン と結合して高度に折りたたまれた構造をとっている。核の直径は約 10 µm、格納されている DNA の長さは約 2 m。


遺伝子の数

  • ヒトゲノムが読まれる前は、遺伝子は 100,000 個程度存在すると考えられていた。実際は 20,000 から 25,000 個程度で、予想よりもかなり少なかった (1)。
  • タンパク質をコードしている遺伝子は、ゲノムの約 3% である (1)。

遺伝子の構造

  • ヒトの遺伝子は平均して 8 個のイントロン intron を含んでいる (1)。多いものは 100 個以上あり、長さは 50 bp から 10,000 bp と様々である。

塩基同一率

  • ヒトでは、DNA 配列の個人差は約 0.1% である (1)。

ゲノムサイズ

1 M = 1 million = 100 万である。


生物 サイズ 備考
文献

φ174 DNA virus

5,386 bp

Sanger らが最初に全ゲノムを読んだウイルス。1977 年。

1

大腸菌
Escherichia coli

4.6 M
1
H. influenzae 1.8 M 1,830,137 bp, encoding 1,740 proteins.
1

酵母
Saccharomyces cerevisiae

12 M

1996 年に最初に全ゲノムが読まれた真核生物。16 chromosomes, 6,000 以上の遺伝子。

1

線虫
Caenorhabditis elegans

97 M

1998 年に最初に全ゲノムが読まれた多細胞動物。19,000 以上の遺伝子。

1

フグ
Takifugu rubripes

< 400 M

ゲノムサイズはヒトの 1/8 以下だが、ほぼ同数の遺伝子を含んでいる。

1

ヒト
Homo sapiens

3000 M = 3 G

20,000 - 25,000 の遺伝子。

ヒトゲノム計画は1984 年に提案され、実際に 1991 年に着手された。ドラフトゲノム解読終了が 2000 年、論文発表は 2004 年。

1

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実験系

電気泳動関係

エチジウムブロマイドによる検出限界 50 ng。文献によっては 10 ng とも 。
1

PCR 関係

プライマー濃度

終濃度が 0.1 - 1 µM (2)。

PCR の溶液が 20 µL のときには、2 - 20 pmol のプライマーが含まれることになる。量はピコ (10-12) オーダーであると覚えておこう。

1

PCR 反応のテンプレート量

PCR 反応の鋳型量は DNA の種類によって異なるが、概ね以下の通り。

  • ヒトゲノム DNA: 5 - 200 ng
  • E. coli ゲノム DNA: 100 pg - 100 ng
  • cDNA library: 1 - 200 ng
  • Plasmid DNA: 10 pg - 1 ng
2

BigDye を使ったサイクルシークエンシング反応のテンプレート量

PCR 産物を鋳型にする場合、必要量は PCR 産物の長さによって異なる。長いほど一定量あたりのコピー数が少なくなるので当然である。

  • 100-200 bp: 1-3 ng
  • 200-500 bp: 3-10 ng
  • 500-1000 bp: 5-20 ng
  • 1000-2000 bp: 10-40 ng
  • > 2000 bp: 20-50 ng

Single-stranded DNA は 25-50 ng, double-stranded DNA は 150-300 ng。Cosmid, BAC は 0.5-1 µg, bacterial genomic DNA なら 2-3 µg である。

4

Sanger sequencing のコスト (1 サンプルあたり)

ABI 3100 を使い定価 (BigDye を希釈せずに使う) と、1 サンプルあたり 1316 円かかる。極限まで節約すると 56 円/sample となるが、これはかなり攻めたプロトコールなので、100 円弱に抑えられれば上等だろう。

BigDye を減らして、かわりに buffer を使うのが重要なようだ。

5,6

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References

  1. Amazon link: Berg et al. Biochemistry, Seventh Edition : 使っているのは 6 版ですが 7 版を紹介しています。
  2. タカラバイオ Q & A. Web.
  3. Amazon link: Pierce 2016. Genetics: A Conceptual Approach: 使っているのは 5 版ですが、6 版を紹介しています。
  4. BigDye terminator v3.1 cycle sequencing kit protocol.
  5. ABI3100 のコスト. Link.
  6. Bio Technical フォーラム BigDye terminator の節約について. Link.