生物史から、自然の摂理を読み解く

RNAの不思議①　～基礎知識編～

こんにちは、NISHIです。
ここ数日、「ＤＮＡ」「ＲＮＡ」に関する記事が続き、盛り上がっているので、僕も続きたいと思います。テーマは「ＲＮＡの不思議」
7月31日のaincoさんの記事に対するコメントでＲＮＡ議論が盛り上がっている 😀 ＋今後の劇場への予習 も兼ねて、ＲＮＡの不思議に迫ってみようと思います。

画像はこちらから頂きました：http://www2.edu.ipa.go.jp/gz2/a-cg/a-100/a-130/IPA-acg300.htm

　

■ＲＮＡの基礎知識
既に過去の投稿でも触れられていますが、今一度ＲＮＡの基礎知識について整理します。
○ＲＮＡってどんな構造？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
ＲＮＡは４種の塩基＝アデニン（Ａ）、グアニン（Ｇ）、シトシン（Ｃ）、ウラシル（Ｕ）とリン酸基を持つ糖＝リボースが結合した物質（リボヌクレオチド）が、次々と鎖状に結合（ホスホジエステル結合と言います）した物質です。（一本鎖構造）
　リボヌクレオチド同士の結合は、20種類のアミノ酸同士がペプチド結合して、タンパク質を作るのと同じような構造です。
　このような簡単な有機化合物同士が結合（このような結合を重合と言う）して作る多量体（平たく言うと、たくさんの有機化合物が合体したもの）をポリマー（重合体）と言います。
　タンパク質が20種類のアミノ酸のペプチド結合からなる、ポリマー（ポリペプチド）であるのに対し、ＲＮＡは、4種類のリボヌクレオチドのホスホジエステル結合からなる、ポリマー（ポリヌクレオチド）と言うことになります。（これはＤＮＡも同じ構造です）
○ＲＮＡはどのような働きをするの？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　これは7月31日のaincoさんの投稿などが詳しいですね。
一応もう一度整理しておきましょう。
生体化学反応におけるＲＮＡの働きは３つあり、それぞれ機能分化した３つのＲＮＡが働いています。

　①原設計図であるＤＮＡを部分コピーしてｍＲＮＡが作られる。（ＤＮＡの転写）
　②ｔＲＮＡが、タンパク質の元となるアミノ酸をリボソームに運ぶ。
　　（リボソームとは、ｒＲＮＡとタンパク質の複合体）
　③リボソーム内でｒＲＮＡがｍＲＮＡの設計図をもとに、ｔＲＮＡが運搬してきたアミノ酸
　　を結合させてタンパク質を合成する。

言うなれば、ＲＮＡは
　mＲＮＡ＝情報伝達係　
　ｔ ＲＮＡ＝運送係
　ｒ ＲＮＡ＝製造工場
と機能分化して、タンパク質を合成しているのです。
ＤＮＡが原設計図を保存するだけで全く働かないのに対して、ＲＮＡは生体化学反応の中心的働きを担っているとも言えます。

○ＤＮＡがＡ・Ｇ・Ｃ・Ｔからなるのに対して、ＲＮＡがＡ・Ｇ・Ｃ・Ｕなのは何で？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　ＤＮＡの塩基とＲＮＡの塩基は、殆ど同じ構造ですが、ＤＮＡのＴ（チミン）は、ＲＮＡではＵ（ウラシル）に置き換えられています。ＴとＵは実は極めて似た構造で、どちらも塩基Ａ（アデニン）と結合できますが、以下の２点が異なっています。
　
　①ＵはＴよりも結合エネルギー的に有利である。
　②ＵはＣ（シトシン）から化学分解によって生成する。
　
②の特徴から、ＤＮＡはＣの分解により誤って生成してしまったＵを検出することで、塩基配列を修復することに利用しています。つまり、このＣ→Ｕの分解を塩基配列のチェック機構の一つとして利用しているのです。この時、同じ塩基配列上にＵが存在した場合、チェックができません。間違ってＣから生成されたＵなのか、正しいＵなのか見分けがつかないからです。
　「原設計図」であるＤＮＡにとって、何よりも重要なのは、半永久的にその配列を間違いなく保存することです。それに対して、ＲＮＡは各種反応に利用する結合エネルギーの方が重要で、（寿命が短いので）配列の保存性はそれほど重要にはなりません。（例え配列が壊れてもまたＤＮＡからコピーすれば終い）
　このような理由で、ＲＮＡは結合エネルギー的に有利なＵ（ウラシル）を利用し、ＤＮＡは配列保存の観点からＴ（チミン）を利用しているのです。

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List　   投稿者 crz2316 ｜ 2008-08-05 ｜ Posted in ①進化・適応の原理 ｜ 3 Comments »　

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