理学部生物系大学院の生物の問題 解答が分からなくて困っています

質問

大学院入試過去問の答えがないため、正解が分からなくて困っています。
生物が得意な方、問題を解いてみてくださいませんか？

『野生型のバクテリアで生育に必要な遺伝子、つまり破壊すると致死になる遺伝子を「必須遺伝子」とします。また、染色体から、生育に必須ではない遺伝子を全て除いたと仮定したときに、残った生育に必須な遺伝子群を「最小必須遺伝子群」とします。「最小必須遺伝子群」は「必須遺伝子群」を集めた遺伝子群とは異なると考えられるが、その理由はなんでしょう』

生育に必須ではない遺伝子群、というのが何を含んでいるのかが特に分かりません。
自分で考えなければならないとは分かっているのですが、行き詰っています。
ヒントでもよろしいので、どうぞよろしくお願いします。

回答No.2

geneticist12 · ベストアンサー

その遺伝子ひとつがつぶれただけで生育・生存が不能になるものを「必須遺伝子（essential gene）」といいます。ただ、そういう定義だということで、「必須遺伝子というものがあるのであれば、そうでない遺伝子はその生物にとって不必要である」ということではありません。

さて問題の解ですが、
必須遺伝子ではない遺伝子は、それだけがつぶれただけでは死にませんが、複数の遺伝子がつぶれると、相加的、相乗的な効果で死ぬことがあります。
生存にかかわる、あるひとつのカスケードに関与する一個の遺伝子が壊れても、部分的にはカスケードが動いて生存可能だとしても、同じカスケードに関与する別の遺伝子もつぶれると死んでしまうとか、複数の経路で生存が保障されていて、どちらか一方だけがつぶれても生き残るけれど、両方同時につぶれると死んでしまうとか。

そのような組あわせの遺伝子は同時に取り除くと生き残れませんので、最小必須遺伝子群の中には残されなければなりません。必然的に最小必須遺伝子群は、一個だけつぶして致死になる必須遺伝子をすべて集めたよりも、ずっと多くの遺伝子を含むことになります。

お礼

とても分かりやすい解説ありがとうございます。
「最小」と付いているので、勝手にこっちの方が少ないのだと思い込んでいました。
すっきり理解できて嬉しいです。
どうもありがとうございます。
また機会がありましたら、お力を貸して下さい。

回答No.3

geneticist12

補足です。
>必須遺伝子ではない遺伝子は、それだけがつぶれただけでは死にませんが、複数の遺伝子がつぶれると、相加的、相乗的な効果で死ぬことがあります。

遺伝学用語で「合成致死　synthetic lethal」といいます。これを使って簡潔に回答するなら、「合成致死を起こす遺伝子群も存在し、同時に取り除けないので、必須遺伝子ではなくとも最小必須遺伝子群には残されなければならないから」

回答No.1

MIYD

A1,A2,A3
という生育に必須で互いに相補する遺伝子があった場合、
それぞれを破壊しても致死にならないため、「必須遺伝子」には含まれません。

ただ、生育に必須な遺伝子群「最小必須遺伝子群」には、この中の少なくとも1つは残ることになります。

お礼

とてもよく分かりました！
勉強不足で恥ずかしい限りです。
答えてくださってありがとうございました。
また機会があったら、お力を貸して下さい。