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核酸とは何か、DNA、RNAの違いについて


染色体とはなにか

全ての生命にとって生命を維持し、増殖し、次の世代に受け継いでいく上で欠かせないのが遺伝情報です。遺伝情報は染色体によって担われます。染色体は等量のDNAとヒストン(たんぱく質の一種)から構成され、RNAや非ヒストンたんぱく質も少量含まれます。遺伝情報の単位部分、一部分が遺伝子であり、遺伝子が集まった集合体が染色体です。



核酸とは何か、DNA、RNAとは

核酸はもともと細胞の核の中に存在するリン酸を含む酸性の物質として発見されましたが、当初はその働きについて詳しくはわかっていませんでした。後に遺伝情報の伝達や、たんぱく質の合成に関わる生命の根幹物質であることが判明します。また核の中だけでなく細胞質やミトコンドリアにも存在します。核酸はDNAとRNAの2つに大別されます。DNAとはデオキシリボ核酸(deoxyribo nucleic acid)のことで、RNAとはリボ核酸(ribo nucleic acid)のことです。

DNAは遺伝情報を格納している部分で細胞の核内に存在します。RNAは遺伝情報の伝達やたんぱく質の合成などに働き、細胞の核内や細胞質内に存在します。RNAはその働きにより大きく3つの種類があります。

核酸の種類と働き



核酸の構造

核酸は塩基と五炭糖とリン酸が結合したヌクレオチドが基本単位であり、通常核酸とはヌクレオチドがたくさん連なったポリヌクレオチドを指します。DNAとRNAでは構成する塩基と五炭糖の種類が異なります。以下にそれぞれの構成成分の種類を掲載します。なお塩基はその構造からプリン塩基とピリミジン塩基に分類されます。

DNARNA
塩基アデニン、グアニン
(プリン体)
シトシン、チミン
(ピリミジン体)
アデニン、グアニン、ヒポキサンチン
(プリン体)
シトシン、ウラシル
(ピリミジン体)
五炭糖デオキシリボースリボース
リンリン酸リン酸

リン酸が加わらずに塩基と五炭糖のみで結合したものをヌクレオシドといいます。ヌクレオシドは五炭糖と塩基との組み合わせで名称が変わり、例えば塩基のアデニンと五炭糖が結合したヌクレオシドはアデノシンと呼ばれます。

そこにリン酸が結合するとヌクレオチドとなり、アデニル酸もしくはアデノシン一リン酸と呼ばれます。アデノシン一リン酸(Adenosine mono phosphate)は略称でAMPとも表記します。五炭糖がリボースの場合はそのままAMPと表記されますが、デオキシリボースの場合は頭に(deoxy)がついてdAMPと表記されます。以下に組み合わさる塩基によってヌクレオシド、ヌクレオチドとなった場合はどのように名称が変化するのか、その場合の略号はどうなるのかについての一覧表を掲載します。

塩基ヌクレオシドヌクレオチド略号RNA略号DNA
アデニンアデノシンアデニル酸AMPdAMP
グアニングアノシングアニル酸GMPdGMP
ヒポキサンチンイノシンイノシン酸IMP
シトシンシチジンシチジル酸CMPdCMP
チミンチミジンチミジル酸dTMP
ウラジルウリジンウリジル酸UMP

生体内にはヌクレオチドとしてアデノシンにリン酸が2つ結合したアデノシン2リン酸(Adenosine di phosphate, ADP)やリン酸が3つ結合したアデノシン3リン酸(Adenosine tri phosphate, ATP)なども見られます。




RNAの種類について

RNAにはメッセンジャーRNA(mRNA)とトランスファーRNA(tRNA)、リボソームRNA(rRNA)の3種類があります。mRNAは核内で合成され、DNAの遺伝情報を写し取り、細胞質に移動し、たんぱく質の合成工場であるリボソームまで遺伝情報を伝達する働きがあります。

tRNAは20種類のアミノ酸に対応して、それぞれに一種類以上のtRNAが存在します。tRNAはリボソームでたんぱく質が合成される際にmRNAの情報に従って必要なアミノ酸をリボソームまで運搬する働きがあります。

rRNAはたんぱく質の合成の場であるリボソームの構成成分です。rRNAは細胞の核の核小体で作られ、核の中でrRNAにリボソームたんぱく質が付着して、リボソームが途中まで作られます。途中段階にあるリボソームは細胞質に移動してそこで成熟してリボソームとなります。rRNAは全RNAの内の80%とその大部分を占めます。







参考文献
栄養・健康化学シリーズ 生化学
栄養科学シリーズNEXT 生化学
基礎栄養学 健康・栄養科学シリーズ
わかりやすい生化学


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text by 2016/02/10






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