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核酸とは

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遺伝子レベルで健康を考えるフォーデイズが着目した“核酸”(DNA・RNA)

図1

私達は約60兆個の細胞から成り立っています。一つ一つの細胞の中心には細胞核があり、その中には私達が生存するために必要な情報を有するDNAやDNAの情報に基づいてタンパク質を合成するRNAなど生命活動の基本を担う物質が含まれています。細胞核の中は酸性を示すことから細胞核内に存在する物質は全て“核酸”と言われています。(図1参照)

遺伝情報やタンパク質合成情報を担う「DNA」

DNAは私達が生きていく為に必要な情報が納められている生命の根幹を担う物質です。ひとつひとつの細胞核の中には染色体(図2参照、一番右側)があり、その中に小さく折り畳まれているのがDNAです。DNAはヒストン(図2参照、左から2つ目)という糸巻き様のタンパク質に巻きついた形になっています。ヒストンに巻きついているDNAを拡大すると二本鎖の二重らせん構造(図2参照、一番左)をしています。DNAの二重らせん構造をさらに拡大しイラスト化したものが図3です。DNAは4つの塩基[A=アデニン、T=チミン、G=グアニン、C=シトシン]があり、この塩基の並び方によってどんなたんぱく質をつくるかという情報が組み込まれています。このことからよく設計図に例えられます。また、塩基同士は結合する相手が決まっていて必ずA=TとG=Cと結合します。このことは細胞分裂や遺伝子修復時などに極めて重要な意味をもちます。これらの塩基に糖(S=デオキシリボース)、P(リン酸)の3つがくっついたものは「ヌクレオチド」(図4参照)といわれ、ヌクレオチドが高分子に結合したものがDNAなのです。ひとつの細胞の中にはDNAを構成するヌクレオチドの塩基は約30億対あるといわれています。

図2

図3

図4

DNAの情報によってタンパク質をつくる「RNA」

図5

RNAはDNAと共に生命活動を担う重要な核酸です。DNAとの違いは4つある塩基の中の「T=チミン」が「U=ウラシル」に代わっていること、糖(S)がリボースになっていること、DNAは二本鎖構造をしているのに対してRNAは基本的に一本鎖構造(図5参照、二本鎖のRNAもある)をしていることなどです。RNAにはいくつかの仲間があり、設計図であるDNAのタンパク質を構成するアミノ酸の暗号をm-RNAが転写し、t-RNAがその情報通りのアミノ酸を集め、r-RNAがアミノ酸をつなぎあわせてDNAの情報通りのタンパク質を作っています。このことからRNAは大工さんに例えられています。これまで、タンパク質合成はDNAからRNAに一方通行で行われると考えられていましたが、それは一部に過ぎないこともわかってきました。また、RNAにはタンパク質合成に関わるものだけではなく、DNAの遺伝情報を写し取るmRNAの働きを邪魔することで遺伝子の発現を抑制し、タンパク質の合成を阻害しているものなど実に多くの種類のあることが明らかになってきました。

細胞分裂や細胞が生まれ変わる時に必須の「ヌクレオチド」

図6

細胞が分裂したり、新しく生まれ変わるときには先ず、DNAを構成しているヌクレオチドの塩基結合がはずれて、一本鎖のDNAが2本できます。(図6参照)それぞれのDNAの一本鎖を構成するヌクレオチドの塩基は決まった塩基を持つヌクレオチドと結合します。こうして、元のDNAと全く同じ構造のDNAが二組作られ、細胞は2つに分裂します。このように細胞が分裂したり、古い細胞がこわれて新しい細胞が作られる時にはたくさんのヌクレオチドが必要になるために、体は2つの方法でヌクレオチドを合成しています。

2つの方法で体内合成されているヌクレオチド

細胞が必要とするヌクレオチドを補給するために、体内ではデノボ合成とサルベージ合成というの2つの方法によってヌクレオチドを合成しています。(図7参照)デノボ合成は主に肝臓でヌクレオチドを合成するものですが、デノボ合成は摂取したタンパク質を原料にかなりの過程を経て作られる為にたくさんのエネルギーを必要とし、肝臓に大きな負担をかけると言われています。

図7

サルベージ合成は食事などによって吸収したヌクレオシド(糖と塩基が結合したもの=図4参照)やヌクレオチドを利用する方法です。私達が食物を摂るということはその生物の細胞を食べていることで、生物の細胞の中にも核があり、核の中にはその生物のDNAなどの核酸が含まれています。それらの核酸をヌクレオシドとして吸収し、これを肝臓でヌクレオチドに合成して利用することは肝臓でタンパク質を原料にして合成するよりもエネルギーがはるかに少なくて済むといわれています。しかし、肝機能は加齢と共に衰え、肝臓でのデノボ合成能も低下しますので、サルベージ合成を増やすことがとても大切になります。

核酸とは

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