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DNAの構造(こうぞう)と塩基(えんき)の相補性(そうほせい)

カワウソ先生DNAの中(なか)では、Aの数(かず)とTの数(かず)、Gの数(かず)とCの数(かず)がそれぞれ同(おな)じになるよ。

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  1. DNA(新しいタブで開きます)は、ヌクレオチドという部品(ぶひん)がたくさんつながってできた分子(ぶんし)(新しいタブで開きます)である。
  2. ヌクレオチドの塩基(えんき)はAとT、GとCの組(くみ)だけで対(たい)になる。これを塩基(えんき)の相補性(そうほせい)という。
  3. 2本(ほん)のヌクレオチド鎖(くさり)がねじれて二重(にじゅう)らせんを作(つく)り、内側(うちがわ)に塩基(えんき)の対(たい)が並(なら)ぶ。

詳しく

ヌクレオチドとDNAの基本(きほん)の骨格(こっかく)

DNAは、ヌクレオチドという部品(ぶひん)がたくさんつながってできた分子(ぶんし)だ。1つのヌクレオチドは、糖(とう)とリン酸(さん)、そして塩基(えんき)という3つの部分(ぶぶん)が結(むす)びついた構造(こうぞう)をもつ。

糖(とう)とリン酸(さん)は交互(こうご)につながって1本(ほん)の長(なが)い骨格(こっかく)を作(つく)る。この骨格(こっかく)から塩基(えんき)が内側(うちがわ)を向(む)いて並(なら)び、もう1本(ほん)の鎖(くさり)の塩基(えんき)と向(む)き合(あ)う形(かたち)になる。

塩基(えんき)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(しゅるい)があり、どの順番(じゅんばん)で並(なら)ぶかがそのDNAの遺伝(いでん)情報(じょうほう)になる。

ヌクレオチドがつながったDNAの骨格Asatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

塩基(えんき)の相補性(そうほせい)と割合(わりあい)の計算(けいさん)

2本(ほん)のヌクレオチド鎖(くさり)は、塩基(えんき)どうしの結(むす)びつきで向(む)かい合(あ)う。塩基(えんき)の相補性(そうほせい)とは、AはTと、GはCとだけ対(たい)になるという、結(むす)びつく相手(あいて)の決(き)まりのことだ。

相補性(そうほせい)があるので、DNAの中(なか)のAとTの数(かず)、GとCの数(かず)はそれぞれ必(かなら)ず等(ひと)しい。あるDNAで全(ぜん)塩基(えんき)のうちAが30%を占(し)めるなら、Tも同(おな)じ30%になる。

残(のこ)りの40%はGとCで分(わ)け合(あ)う。GとCの数(かず)も互(たが)いに等(ひと)しいので、それぞれ20%ずつということになる。

二重(にじゅう)らせんの形(かたち)と正確(せいかく)な遺伝(いでん)情報(じょうほう)

塩基(えんき)の相補性(そうほせい)で結(むす)びついた2本(ほん)の鎖(くさり)は、まっすぐではなくねじれて二重(にじゅう)らせんという形(かたち)を作(つく)る。はしごをねじったような形(かたち)で、外側(そとがわ)に糖(とう)とリン酸(さん)の骨格(こっかく)、内側(うちがわ)に塩基(えんき)の対(たい)が並(なら)ぶ。

相補性(そうほせい)があると、一方(いっぽう)の鎖(くさり)の塩基(えんき)配列(はいれつ)が分(わ)かれば、もう一方(いっぽう)の鎖(くさり)の配列(はいれつ)も自動的(じどうてき)に決(き)まる。この仕組(しく)みは、次(つぎ)のページで学(まな)ぶDNAの複製(ふくせい)(新しいタブで開きます)で、同(おな)じ遺伝(いでん)情報(じょうほう)を正確(せいかく)にコピーする土台(どだい)になる。

塩基(えんき)の並(なら)び方(かた)は生物(せいぶつ)ごとに異(こと)なるが、AとT、GとCという対(たい)の決(き)まりはすべての生物(せいぶつ)で共通(きょうつう)する。この決(き)まりがあるから、DNAは自分(じぶん)と同(おな)じ配列(はいれつ)を正確(せいかく)に写(うつ)し取(と)り、遺伝(いでん)情報(じょうほう)を次(つぎ)の細胞(さいぼう)や子(こ)へ伝(つた)えられるのだ。

二重らせんの中の塩基の対Asatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

確認問題

問題 1 / 4ヌクレオチドを作(つく)る3つの部分(ぶぶん)はどれか。

確認問題(解答用紙)

この問題を端末で解くための QR コード

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

  1. ヌクレオチドを作(つく)る3つの部分(ぶぶん)はどれか。

    • ◯ アミノ酸(さん)・糖(とう)・塩基(えんき)
    • ◯ 糖(とう)・脂肪酸(しぼうさん)・塩基(えんき)
    • ◯ 糖(とう)・リン酸(さん)・塩基(えんき)
    • ◯ リン酸(さん)・アミノ酸(さん)・糖(とう)

    正解:糖・リン酸・塩基
    ヌクレオチドは、糖(とう)とリン酸(さん)、塩基(えんき)という3つの部分(ぶぶん)が結(むす)びついた構造(こうぞう)をもつ。

  2. DNAの塩基(えんき)の相補性(そうほせい)で、正(ただ)しい組(く)み合(あ)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(しゅるい)の塩基(えんき)はどの組(く)み合(あ)わせでも対(たい)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(えんき)の相補性(そうほせい)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(たい)になる。

  3. あるDNAで、全(ぜん)塩基(えんき)のうちアデニン(A)が30%を占(し)めている。チミン(T)の割合(わりあい)は何(なん)%か。

    答え:____________

    正解:30
    塩基(えんき)の相補性(そうほせい)よりA=Tなので、Aが30%ならTも30%になる。

  4. 上(うえ)と同(おな)じDNAで、A=T=30%のとき、グアニン(G)の割合(わりあい)は何(なん)%か。

    答え:____________

    正解:20
    AとTで60%を占(し)めるので、残(のこ)り40%をGとCで等(ひと)しく分(わ)け合(あ)い、Gは20%になる。

単元のポイント

  • ヌクレオチド 糖(とう)・リン酸(さん)・塩基(えんき)が結合(けつごう)した、DNAをつくる基本(きほん)の部品(ぶひん)
  • 塩基(えんき)の相補性(そうほせい) 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(たい)になる性質(せいしつ)
  • 二重(にじゅう)らせん 2本(ほん)のヌクレオチド鎖(くさり)がねじれて作(つく)るDNAの立体(りったい)の形(かたち)
  • DNAの構造(こうぞう) 糖(とう)とリン酸(さん)の骨格(こっかく)に塩基(えんき)が並(なら)んだ2本(ほん)の鎖(くさり)が、らせん状(じょう)に結(むす)びついた構造(こうぞう)
問題を解く
単元のポイント
  • ヌクレオチド 糖(とう)・リン酸(さん)・塩基(えんき)が結合(けつごう)した、DNAをつくる基本(きほん)の部品(ぶひん)
  • 塩基(えんき)の相補性(そうほせい) 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(たい)になる性質(せいしつ)
  • 二重(にじゅう)らせん 2本(ほん)のヌクレオチド鎖(くさり)がねじれて作(つく)るDNAの立体(りったい)の形(かたち)
  • DNAの構造(こうぞう) 糖(とう)とリン酸(さん)の骨格(こっかく)に塩基(えんき)が並(なら)んだ2本(ほん)の鎖(くさり)が、らせん状(じょう)に結(むす)びついた構造(こうぞう)