DNAとは何ですか？ その特徴・部位・機能
DNA は、おそらく最もよく知られている生物学的起源の分子です。、これは地球上のすべての生物に見られます。 しかし... なぜDNAはそれほど重要なのですか？
DNA（デオキシリボ核酸）には、生命に必要な指示が含まれています。 DNA には、体内のすべてのタンパク質を作るために必要な情報がコード化されています。 タンパク質は多くの役割を果たし、細胞の構造を決定し、体内のほぼすべての代謝プロセスを指揮します。
遺伝暗号の違いは、私たちが人間や動物で観察する多くの現象の原因となっています。 人は他の人よりも特定の病気を発症する可能性が高い、または犬のしっぽ、異なる目の色、またはグループを持っている理由 楽観的。 環境は私たちの発達に大きな影響を与える可能性がありますが、私たちの身体的および精神的特性はすべて遺伝学によって決定されます.
私たちは皆 DNA について聞いたことがあり、遺伝情報の守護者としての体内での DNA の基本的な役割を知っていますが... 他の機能はありますか？ この記事では、DNA、その構造、およびそのすべての機能について詳しく説明します.
- 関連記事: 「生物学の10の分野：その目的と特徴」
DNAとは正確には何ですか？
DNAはデオキシリボ核酸の頭字語です。 DNAは すべての生物の構成要素であり、すべての遺伝子を含んでいます 私たちの体の機能に不可欠な分子であるタンパク質の製造に必要です。
DNA には遺伝物質が含まれており、それが私たちを形作っています。誰も同じ DNA を持っていません。各人は、長い DNA 分子に固有のコードを持っています。 DNA に含まれる情報は親から子へと受け継がれ、子供の DNA の約半分は父親由来で、残りの半分は母親由来です。
- あなたは興味があるかもしれません: 「遺伝学と行動: 遺伝子は私たちの行動を決定しますか?」
DNA構造
DNAは次のように説明されています ヌクレオチドのポリマー、つまり小さな分子でできた長い鎖.
ヌクレオチドは、デオキシリボ核酸 (DNA) の基本単位です。 各ヌクレオチドは、炭水化物 (2-デオキシリボース)、窒素含有塩基、リン酸基 (リン酸由来) の 3 つの部分に分けることができます。
ヌクレオチドは窒素塩基によって区別されますであり、他の 2 つの構成要素は常に同じであるため、DNA 配列を提示するときに指定されるのは塩基の名前です。 4 つの異なるベースがあります。
- アデニン (A)
- シトシン (C)
- グアニン (G)
- チミン (T)
三次元レベルで見ると、DNA は二重らせんの形をとります。 それは、水素結合によって結合された 2 つの鎖で構成されています。、二本鎖分子を形成します。 塩基対ははしご状のらせんを形成し、糖リン酸骨格は DNA らせんの支持側を形成します。
塩基は鎖に沿って順番に整列し、A-T および G-C という相補性の基準に従って遺伝情報をコード化します。 アデニンとグアニンはチミンとシトシンよりもサイズが大きいため、この相補性基準は DNA が均一に保たれるために必要です。
第二に、 DNA は真核生物の細胞核、葉緑体、ミトコンドリアに見られる. 原核生物では、分子は核様体として知られている不規則な形の体で細胞質に遊離しています。 最後に、原核細胞と真核細胞では DNA の構造が異なることを付け加えておく必要があります。 真核細胞では、それは線形構造を持ち、各鎖の末端は自由です。 しかし、原核細胞では、DNA は長い環状の 2 本鎖に含まれています。
- 関連記事: 「DNAヌクレオチド：その正体と特徴と機能」
DNAは何のためにあるのですか？
DNAには体内で3つの主要な機能があります: 情報の保存 (遺伝子と完全なゲノム)、タンパク質の生成 (転写と翻訳)、 分裂中に娘細胞に情報が確実に渡されるように複製する 携帯電話。
生物の構築と維持に必要な情報は DNA に保存され、親から子へと受け継がれます。 この情報を運ぶ DNA はゲノム DNA と呼ばれ、遺伝情報のセットはゲノムと呼ばれます。 私たちは 2 メートル以上の DNA を持っており、核ははるかに小さい: DNA は、DNA、RNA、およびタンパク質の結合に対応するクロマチンと呼ばれるコンパクトな分子に編成されます。 次に、クロマチンは、細胞分裂を可能にする高度に組織化された構造である染色体に集合します。
- あなたは興味があるかもしれません: 「最も重要な細胞部分とオルガネラ: 概要」
DNAのカテゴリーと部分
DNA は、非コード DNA とコード DNA の 2 つの大きなカテゴリに分けることができます。 その具体的な機能を見てみましょう。
1. コーディングDNA
遺伝子の話をせずに、DNA のコーディングについて話すことはできません。 遺伝子は、生物の形質または特徴に影響を与える DNA の一部です。目の色や血液型など。 遺伝子には、オープンリーディングフレームと呼ばれるコーディング領域と、 コード領域に影響を与えるエンハンサーおよびプロモーターと呼ばれる制御 転記します。 生物のゲノムに含まれる情報の総量は、遺伝子型と呼ばれます。
DNA には、生物の労働者と呼ばれ、多数の機能を果たすタンパク質の製造に関する情報が含まれています。 毛髪や軟骨のタンパク質のように構造的なものもあれば、酵素のように機能的なものもあります。
体は 20 種類のアミノ酸を使って、約 30,000 種類のタンパク質を作っています。. DNA 分子は、アミノ酸が結合されるべき順序を細胞に伝えなければなりません。
遺伝は、DNAを設計図として使用して、どのタンパク質が生成されるかを決定します。 DNAコードの変化（突然変異）により、タンパク質が適切に機能しなくなり、病気を引き起こすことがあります. ただし、場合によっては、コードの変更が個人に有益な変更をもたらし、環境によりよく適応できるようになります。
遺伝子には DNA があり、それが読み取られてメッセンジャー RNA 物質に変換されます。 この RNA は、遺伝子の DNA とタンパク質を作る機構との間で情報を伝達します。. RNA は生産機構の青写真として機能し、アミノ酸が正しい順序で配置および接続されてタンパク質が作成されます。
タンパク質への転写はDNAの基本的な役割ですが。 生物学のセントラル ドグマである DNA → RNA → タンパク質は誤りであることが証明されており、実際には情報に影響を与えて伝達する複数のプロセスが存在します。 一部のウイルスは、RNA を元の材料として使用します (RNA ウイルス)。 RNA から DNA に情報が流れるプロセスは、逆転写または逆転写 DNA として知られています。. また、DNA 配列を RNA に移すことで作られるノンコーディング RNA 配列もあり、これらはタンパク質にならずに機能することができます。
- 関連記事: 「遺伝暗号とは何か、それはどのように機能するのか?」
2. 非コードDNA
人のゲノムの約 90% はタンパク質をコードしていません。. DNA のこの部分は、非コード DNA と呼ばれます。 DNA は、概念的に、タンパク質をコードする遺伝子と非遺伝子の 2 つのカテゴリに分けることができます。 多くの種では、DNA のごく一部 (エクソン) だけがタンパク質をコードしており、それらはヒトゲノムの約 1.5% しか構成していません。
ジャンク DNA とも呼ばれる非コード DNA は、イントロン、ウイルス組換えなどの配列など、タンパク質をコードしない DNA です。 最近まで、この DNA は役に立たないと考えられていましたが、最近の研究でそうではないことが示されました。 これらの配列は、DNA に結合できるタンパク質に親和性があり、調節配列と呼ばれるため、遺伝子発現を調節することができます。
科学者は、既存のすべての調節配列のごく一部しか特定していません. 真核生物のゲノムに大量の非コード DNA が存在する理由 異なる種間のゲノム サイズの違いは、科学の謎のままです。 現在。 非コード DNA の機能がますます多く知られるようになっていますが、次のようなものがあります。
2.1. 反復要素
ゲノムの反復要素は、ゲノムの機能部分でもあります。 全ヌクレオチドの半分以上を構成する. イェール大学の科学者グループが最近、非コード DNA 配列を発見しました。 これは、人間が使用する能力を開発できるようにする役割を果たしていると考えられています ツール。
2.2. テロメアとセントロメア
また、一部の DNA 配列は、染色体の構造に関与しています。 テロメアとセントロメアにはコード遺伝子がほとんどまたはまったく含まれていませんが、 染色体構造を一緒に保持するために重要です.
23. DNAからRNAへ
一部の遺伝子はタンパク質をコードしませんが、リボソーム RNA、トランスファー RNA、干渉 RNA (RNAi) などの RNA 分子に転写されます。
2.4. 代替スプライス
一部の遺伝子配列では、イントロンとエクソンの配置が重要です。 プレメッセンジャーRNAの選択的スプライシングを可能にします、同じ遺伝子から異なるタンパク質を作成します。 この能力がなければ、免疫システムは存在しません。
2.5。 偽遺伝子
いくつかの非コード DNA 配列は、 進化の過程で失われた遺伝子. これらの偽遺伝子は、新しい機能を持つ新しい遺伝子を生み出すことができるため、有用です。
2.6. DNA の小さなセクション
他の非コード DNA 配列は、DNA の小さなセクションの複製に由来します。 また、DNA のこれらの反復セクションを追跡することは、 系統発生。
結論
DNA は、人間の遺伝情報を含む分子です。 DNA に含まれるこの情報により、細胞は、タンパク質を構成するアミノ酸が結合されるべき順序を知ることができます。 タンパク質は体のほとんどの機能を担っており、タンパク質の製造に問題があると、私たちの健康に大きな影響を与える可能性があります. しかし、DNA → RNA → タンパク質について話すとき、DNA の 90% を忘れて、生物学と遺伝子の偉大な定説を参照します。 最近まで、タンパク質をコードしない DNA の役割は役に立たないと考えられていましたが、 最近、これらの非コード配列の機能がますます増えています。 規制。
