欧州の医学部入試問題を実際に解く：生物、化学の問題と解説 ⑶

• A) DNA replication begins with DNA polymerase directly synthesizing new strands in the 5′ to 3′ direction, without the need for primers or other enzymes.
• B) Helicase unwinds the DNA double helix, followed by primase adding RNA primers. DNA polymerase III then synthesizes new strands continuously on both templates.
• C) Helicase separates the strands, primase adds RNA primers, DNA polymerase III synthesizes new DNA (leading strand continuously, lagging strand discontinuously), and DNA polymerase I removes primers and fills gaps.
• D) DNA replication occurs through direct copying by DNA polymerase II, with no need for primer synthesis or fragment joining.
• E) The process involves only DNA ligase joining pre-existing DNA fragments together to form new double strands.

• A) 1.1 × 10⁻⁹
• B) 1.1 × 10⁻⁸
• C) 1.1 × 10⁻⁷
• D) 1.1 × 10⁻⁶
• E) 1.1 × 10⁻⁵

DNA複製は以下の段階で進行します。

1. 開始段階

• ヘリカーゼがDNA二重らせんを解き、一本鎖にする
• Single-strand binding proteins (SSB)が一本鎖DNAを安定化

2. プライミング

• プライマーゼがRNA primers（約10塩基）を合成
• これが新しいDNA鎖の開始点となる

3. 伸長段階

• DNA ポリメラーゼIIIが5’→3’方向に新しいDNA鎖を合成
• リーディング鎖：連続的に合成
• ラギング鎖：岡崎フラグメントとして不連続に合成

4. 仕上げ段階

• DNA ポリメラーゼIがRNAプライマーを除去し、DNAで置換
• DNAリガーゼが岡崎フラグメントを連結

この過程は高度に正確で、エラー率は約10⁻⁹と極めて低く保たれています。

【解法】

弱酸HAの解離平衡を考えます。

HA ⇌ H⁺ + A⁻

1. 初期条件の整理

   – pH = 5.00 より [H⁺] = 1.0 × 10⁻⁵ M

   – [HA]initial = 0.1 M

2. 電離度の計算

   – [H⁺] = [A⁻] = 1.0 × 10⁻⁵ M

   – [HA]equilibrium = 0.1 – 1.0 × 10⁻⁵ ≈ 0.1 M

3. Kaの計算

   Ka = [H⁺][A⁻]/[HA]

   Ka = (1.0 × 10⁻⁵)(1.0 × 10⁻⁵)/0.1

   Ka = 1.1 × 10⁻⁸