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Ｂ　ＤＮＡの構造

◆ＤＮＡの構造

DNAは分子量100万以上の高分子化合物であるが，その構造は単純なヌクレオ

チドのくり返しにすぎない。DNAを分解するとヌクレオチドとよばれる単位にな

る。ヌクレオチドは塩基＋糖＋リン酸であり，リン酸と糖はどれも同じであるが，

塩基だけ4種類，アデニン・グアニン・シトシン・チミンが関与している。

　DNAの構造の研究は，まずシャルガフ(E. Chargaff)らによる4つの塩基の割合を

調べた結果から始まった。その結果わかったことは，アデニンとチミンの量は常に

等しく，グアニンとシトシンの量は常に等しいということである。その後，ウィル

キンス(M.H.F. Wilkins)はX線回折でDNA内の分子の配列を調べた。これらの結果を

もとにして，ワトソン(J.D. Watoson)とクリック(F.H.C. Crick)は， 1953年DNAの立

体構造のモデルを提案した。

　この構造の特徴は，遺伝情報の担い手である塩基配列が保存されやすいように二

重らせんになっており，常にアデニンとチミン，グアニンとシトシンが結合してい

ることである。この塩基の結合は水素結合という弱い結合で，70℃ぐらいに熱する

と，結合が離れてしまう。再びこれらを静かに冷却すると，もとの二重らせんにも

どるが，急に冷却すると，一重らせんのDNAが得られる。

◆ＤＮＡの複製

核分裂の際，染色体は縦に2つに割れて，それぞれが2つの娘核に入るが，DNA

は分裂前に合成されて倍化し，娘染色体へ分かれていく。このとき，DNAは単に

量が2倍になるだけでなく，正しく複製される。

　DNAが複製される際は，まずAとT，GとCの間の結合が切れて，2つのらせん

が離れる。それぞれのらせんに新しいらせんが加わって，2組みの二重らせんがつ

くられる。このとき，もとのAのところにはT，TのところにはA，Gのところに

はC，CのところにはGをもつヌクレオチドが結合する。したがって，新しく合成

されたDNAの構造(塩基の配列順序)は，もとのDNAの構造とまったく同じである。

　このようにして新たに合成されたDNA2本鎖のヌクレオチド鎖のうち1本は古い

ものとなり，それを手本(鋳型)にして新しいヌクレオチド鎖が合成されたわけであ

る。このような複製の様式を半保存的複製とよんでいる。これも，ワトソンとクリ

ックの考えた仮説であるが，それを裏付ける実験が1958年にメセルソンとスター

ルによって行われた。彼らは，セシウムやショ糖の密度勾配をうまく利用した超遠

心分離法で，¹⁴Nと¹⁵Nをそれぞれ含むDNAのわずかな密度の差を明らかにして，

半保存的複製を証明した。その後，ケインズ(1963)がオートラジオグラフ法によっ

て細胞内でのDNAの複製が半保存的に行われることを明らかにし，また，真核生

物においても，フィルナー(1968)がタバコの培養細胞を用いて確証している。

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