DNAの構造と塩基の相補性
カワウソ先生DNAの中では、Aの数とTの数、Gの数とCの数がそれぞれ同じになるよ。
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- DNA(新しいタブで開きます)は、ヌクレオチドという部品がたくさんつながってできた分子(新しいタブで開きます)である。
- ヌクレオチドの塩基はAとT、GとCの組だけで対になる。これを塩基の相補性という。
- 2本のヌクレオチド鎖がねじれて二重らせんを作り、内側に塩基の対が並ぶ。
詳しく
ヌクレオチドとDNAの基本の骨格
DNAは、ヌクレオチドという部品がたくさんつながってできた分子だ。1つのヌクレオチドは、糖とリン酸、そして塩基という3つの部分が結びついた構造をもつ。
糖とリン酸は交互につながって1本の長い骨格を作る。この骨格から塩基が内側を向いて並び、もう1本の鎖の塩基と向き合う形になる。
塩基にはアデニン(A)・チミン(T)・グアニン(G)・シトシン(C)の4種類があり、どの順番で並ぶかがそのDNAの遺伝情報になる。
塩基の相補性と割合の計算
2本のヌクレオチド鎖は、塩基どうしの結びつきで向かい合う。塩基の相補性とは、AはTと、GはCとだけ対になるという、結びつく相手の決まりのことだ。
相補性があるので、DNAの中のAとTの数、GとCの数はそれぞれ必ず等しい。あるDNAで全塩基のうちAが30%を占めるなら、Tも同じ30%になる。
残りの40%はGとCで分け合う。GとCの数も互いに等しいので、それぞれ20%ずつということになる。
二重らせんの形と正確な遺伝情報
塩基の相補性で結びついた2本の鎖は、まっすぐではなくねじれて二重らせんという形を作る。はしごをねじったような形で、外側に糖とリン酸の骨格、内側に塩基の対が並ぶ。
相補性があると、一方の鎖の塩基配列が分かれば、もう一方の鎖の配列も自動的に決まる。この仕組みは、次のページで学ぶDNAの複製(新しいタブで開きます)で、同じ遺伝情報を正確にコピーする土台になる。
塩基の並び方は生物ごとに異なるが、AとT、GとCという対の決まりはすべての生物で共通する。この決まりがあるから、DNAは自分と同じ配列を正確に写し取り、遺伝情報を次の細胞や子へ伝えられるのだ。
確認問題
確認問題(解答用紙)
スマホやタブレットで読み取ると、この問題をその場で解けます。
https://manazoo.com/science/dna-structure-and-base-pairing/?from=print#quiz
ヌクレオチドを作る3つの部分はどれか。
- ◯ アミノ酸・糖・塩基
- ◯ 糖・脂肪酸・塩基
- ◯ 糖・リン酸・塩基
- ◯ リン酸・アミノ酸・糖
正解:糖・リン酸・塩基
ヌクレオチドは、糖とリン酸、塩基という3つの部分が結びついた構造をもつ。DNAの塩基の相補性で、正しい組み合わせはどれか。
- ◯ アデニン(A)とグアニン(G)、チミン(T)とシトシン(C)
- ◯ アデニン(A)とチミン(T)、グアニン(G)とシトシン(C)
- ◯ 4種類の塩基はどの組み合わせでも対になる
- ◯ アデニン(A)とシトシン(C)、チミン(T)とグアニン(G)
正解:アデニン(A)とチミン(T)、グアニン(G)とシトシン(C)
塩基の相補性により、アデニン(A)はチミン(T)と、グアニン(G)はシトシン(C)とだけ対になる。あるDNAで、全塩基のうちアデニン(A)が30%を占めている。チミン(T)の割合は何%か。
答え:____________
正解:30
塩基の相補性よりA=Tなので、Aが30%ならTも30%になる。上と同じDNAで、A=T=30%のとき、グアニン(G)の割合は何%か。
答え:____________
正解:20
AとTで60%を占めるので、残り40%をGとCで等しく分け合い、Gは20%になる。
単元のポイント
- ヌクレオチド 糖・リン酸・塩基が結合した、DNAをつくる基本の部品
- 塩基の相補性 アデニン(A)はチミン(T)、グアニン(G)はシトシン(C)とだけ対になる性質
- 二重らせん 2本のヌクレオチド鎖がねじれて作るDNAの立体の形
- DNAの構造 糖とリン酸の骨格に塩基が並んだ2本の鎖が、らせん状に結びついた構造