核酸

遺伝情報を担う「DNA」

【遺伝情報を伝えるDNA】
DNAは、「親から子へ、細胞から細胞へ」性質を伝える遺伝子の本体として働いています。私たちの体を構成する約60兆個の細胞一つ一つの核内に存在します。ヒトの標準的な細胞核の大きさは0.005~0.008mmですが、この小さな核の中に約2m (約60億塩基対)ものDNAがつまっています。
DNAは、二重らせん構造をしており、図のようなヌクレオチドが結合し高分子化しています。ヌクレオチドを構成している塩基は4種類あり、この塩基の並び方(塩基配列)によって、「どのようなタンパク質をどこでどのくらいつくるか」という情報を規定して、その結果、体質や性質が決定されます。
DNAは、核内でヒストンと呼ばれる小さな糸巻のようなタンパク質に巻き付いて凝集され、染色体へとまとまっています。染色体は、細胞一つの中に母方・父方由来のものがそれぞれ23本ずつ(22本の常染色体と1本の性染色体)あり、対になって存在しています。性染色体にはX染色体とY染色体があり、ヒトの場合ではXXだと女性に、XYだと男性に性が決まります。
染色体として存在するヒトのDNAの塩基配列はおよそ30億にものぼりますが、遺伝情報をもつ部分(遺伝子)は全体の約2%であると言われています。それ以外の部分は、ノンコーディング領域といわれ、大部分は意味を持たない領域であると考えられていましたが、最近の研究ではこの領域にも遺伝子発現制御等の生命活動に必須の情報が含まれている可能性が示唆されました。
遺伝子は、染色体上の決まった場所にあり、染色体全体にわたって「どこに何の遺伝子があるか」を調べる研究(ゲノムプロジェクト)が進められ、ヒトの遺伝子地図である「ヒトゲノムマップ」が作成されました。現在では、それを基にポストゲノムプロジェクトとして様々な研究が始まっています。

遺伝情報を担う「DNA」

【自己複製能】
生命にとって細胞は最小単位であり、生命の連続性や成長は細胞分裂(自己複製)に依存しています。細胞分裂の際、親細胞(もとの細胞)から娘細胞(新しくできる細胞)に遺伝子が伝達されるためにはDNAの複製が必要になります。DNAが複製されるには膨大な量のヌクレオチドが必要とされています。体内では2つの合成経路を使ってヌクレオチドを合成しており、核内にはヌクレオチドが大量にプールされていますが、加齢とともに合成量の低下が報告されており、またそれらの減少量と老化との相関関係が示唆されています。
私たちの体には、30億もの塩基配列を間違いなく複製するために、複製の際に間違った遺伝子配列を除去して正しく直したり、体内の活性酸素などにより傷ついたDNAを修復する「DNA修復機構」が存在します。遺伝子の配列に間違いが起こると、正しいタンパク質をつくることができなくなり病気の原因になったり、細胞が癌化する可能性があるからです。