BI-BIOTECH-02｜生物 対策問題
PCRで、1本の二本鎖DNA分子を鋳型とし、各サイクルで標的DNAが理想的に2倍になるとする。10サイクル終了時の標的DNA分子数として最も適切なものはどれか。
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正解: 3
解き方
理想条件では標的DNAが各サイクルで2倍になるため、初期1分子からnサイクル後の分子数を1×2ⁿと表し、n＝10を代入する。
正解の根拠
「1024」
初期1分子×2¹⁰＝1024分子となるので正しい。問題文が理想的に2倍と指定しているため効率低下は計算へ入れない。
誤答の理由
- 「20」：20は『2倍』を2×10という線形増加として扱った値だが、実際は前サイクルの全分子がそれぞれ倍になる指数増幅である。
- 「100」：100は10²と計算した値で、サイクル数10を底にしている。PCRでは底は各サイクルの増幅倍率2なので2¹⁰を使う。
- 「512」：512＝2⁹は9サイクル後の理想分子数であり、10サイクル目のもう一度の2倍を数え落としている。
覚えるポイント
理想的なPCRでは初期標的分子数N₀、サイクル数nに対しN＝N₀×2ⁿ。増加は加算ではなく指数関数的である。
共通テストでの解き方
0サイクルで1、1サイクルで2、2サイクルで4と小さく書いて指数のずれを防ぐ。現実の効率低下は、問題が理想条件と指定したときは持ち込まない。