高校での出前授業（DNA実験）
１日目 細菌から遺伝子であるDNAを取り出してみます。
解説：遺伝子の構造と遺伝子工学の概略について
遺伝子は一本の鎖が二本より合わさってできている。
一本の鎖それぞれはA、G、C、Tという文字（化学構造）が繋がったものである。
二本の鎖になる時、AはTと、GはCとかならず向きあう。
二本の鎖は遺伝子が増える時にはほどける。温度がすごく上がるとやはりほどけてしまう。
遺伝子が増える時はほどけたそれぞれの鎖を鋳型に、それぞれ対になる鎖が合成されて二倍になる。
遺伝子操作は遺伝子を細胞から取り出す、遺伝子を切る、繋げる、細胞に入れる、機械で増幅するなどの過程の組み合わせである。
実験：細菌から遺伝子（DNA）を取り出す
（１）大腸菌を培養液中で増殖させる。
（２）遠心分離により、菌体を回収する。
（３）溶液に懸濁した大腸菌を液体窒素で冷凍する。
（４）手のひらで暖めて解凍する。
（５）（３）−（４）の繰り返し。
【だんだん大腸菌が壊れて粘稠になる。これは大腸菌のDNAが出て来たことを意味する。】
（６）フェノールを加えてタンパク質を除く。
（７）この水溶液に大腸菌のDNAが含まれている。この水溶液に静かにエタノールを重層する。
（８）エタノールと水溶液の境界面をガラス棒ですくうようにすると、ガラス棒に糸状のDNAが巻き付いてくる。これを巻取って回収する。
【どろどろで糸状のDNAを実際に見ることで、DNAの物質としてのイメージを掴んでください。】
（９）ガラス棒に巻き付いたDNAを取り出して実験終了。
ヒトのDNAはA、G、C、Tが約３０億個つながったものです。A、G、C、Tの間の間隔は約0.34 nm、DNAの太さは約2 nmぐらい。
DNAの複製の間に間違いが起こったり、紫外線などによってDNAが傷ついても、修復できるようになっています。
複製される時に鎖がのびる方向が決まっているので、一方の鎖はどんどん長く延ばすことができますが、逆の鎖は少しずつ延ばしては繋いでいく、という方法をとります。
２日目 アガロースゲル電気泳動によるDNA断片の分離と観察
解説：遺伝子の切断と電気泳動による断片の分離について
遺伝子は制限酵素によって特定の場所で切ることができる。
切った遺伝子は連結酵素によって繋げることができる。
遺伝子はマイナスに帯電した糸（鎖）として考えてよく、電場の中に置かれるとプラスの方に向かって流れ出す。これが電気泳動。
遺伝子の断片は電気泳動で長さごとに分離することができる。
実験：電気泳動によりDNA断片を分離してみる
（１）いろいろな制限酵素でいろいろなDNAを切断する。
（２）アガロースゲルを作製する。
（３）電気泳動装置を準備する。
【電気泳動装置に泳動液、ゲルをセットします。泳動が始まったら感電の危険があるので十分に注意すること。】
（４）サンプルをセットして電気泳動を開始。
【感電に注意。色素の流れ具合を参考に、泳動の進みを観察します。泳動の終了まで２０分−３０分です。】
（５）電気泳動を終了する。
（６）ゲルを染色、脱色する。
（７）ゲルを観察していろいろな移動度にわかれたDNAを観察して終了。
この方法を使うと遺伝子を長さごとに分離できるので、制限酵素で切ったDNA断片の中から必要な部分だけを取り出すことができます。
電気泳動にはアガロースゲル電気泳動のほかにポリアクリルアミドゲル電気泳動、キャピラリー電気泳動、パルスフィールド電気泳動などがあります。ポリアクリルアミドゲル電気泳動は非常に短いDNA断片の分離に、パルスフィールド電気泳動は逆に長いDNA断片の分離に使われます。アガロースゲル電気泳動は簡単でよく使う長さのDNA断片の分離に向いているので、一番よく使われる方法です。
