第7回 DNAの複製、遺伝子の構造とDNAの転写

先週から来週は「細胞の増殖と分化」を考えるために、また、これから個々の細胞の機能を考えていく上で不可欠な「遺伝子」と「遺伝子の発現」を取り上げています。

まず最初に取り上げたのは「DNAの構造と複製のしくみ」でした。DNAはヌクレオチドのポリマーとして考えることができ、2本の相補的なヌクレオチド鎖=相補的な塩基が向かい合って塩基対をつくっているヌクレオチドどうしで二重らせん構造をつくっています。『生理学のための化学』にもまとめましたが、DNAの構造が明らかになったことが現在の医学・生物学の発展につながっています。今は高等学校の生物でも当たり前のように取り上げられている内容で、生き物、そして生きているということを考える上で基本的な知識の一つです。

DNAは相補的な塩基どうしが向かい合った二本鎖であるがからこそ、半保存的複製によって完全に複製することができます。つまり、構造と複製のしくみは切り離して考えることはできません。授業の説明では、できるだけ簡単に説明するために、二重らせん構造や複製のしくみの詳細は省きました。『生理学のための化学』にある程度詳しくまとめましたので、時間を作って目を通しておくように。

授業中にも触れたように、「〜の遺伝子」とか「〜のDNA」などと、かなり気安く使われているような気がしますが、「遺伝子」という概念は決して分かりやすいものではありません。来週の授業で詳しく説明しますが、DNAの塩基配列(つまり、転写されたRNAの塩基配列)がタンパク質のアミノ酸の配列を決めており、あるタンパク質のアミノ酸配列を決めているDNAの塩基配列部分を「一つの遺伝子」とします。この遺伝子をヒトはおよそ20,000個持っていて、これら遺伝子とその遺伝子の発現を調節する情報をあわせてゲノムといいます。したがって、物質的にはゲノム=DNAと考えていいでしょう。

DNAが染色体をつくっていますから、染色体に遺伝子があるということです。したがって、今日配布したような「ゲノム・マップ(Genome Map)」がつくられました。大判を見たい場合はここ(http://stw.mext.go.jp/series.html)

遺伝子からタンパク質をつくるためのステップに、転写と翻訳があります。今日は転写のみを説明しました。DNAの複製の仕組みが理解できれば、転写はほぼ同様の理屈で分かると思います。DNAとRNAでは含まれている塩基の種類が一つだけ違いますので注意してください。プリントの転写を描いた図をよく見ながら自分で説明してみるといいでしょう。

来週は翻訳のしくみと合成されたタンパク質がどのように目的の場所へ運ばれていくのかを取り上げます。また、後半では細胞膜を介した物質輸送の概略を説明します。