2008-07-31
7/27なんでや劇場レポート２～生命の基幹システムを探る～
こんにちわ。aincoです。7/27なんでや劇場レポート2として、DNAの二本鎖とRNAの一本鎖の秘密に迫ります。
今回はDNA、RNAの基本を押さえつつ整理したいと思います。基本って重要なんですけど意外に知らなかったりするんですよねえ。
自分も実はそう！という皆さん、ぽちっとおして続きを読んでくださいな。
ちなみに僕は知らなかった一人です。
7/27なんでや劇場レポート１～生命の基幹システムを探る～
生命活動とはそもそも何なのか？その普遍的、基底的な仕組みを解明しよう 
ということで始まった、7/27のなんでや劇場でしたが、いつもの通り気づき満載の劇場でした。 😀
より普遍的な仕組みに迫ろうとするほど、現在の生物学でも解明されていないことだらけになりますが、なんでや劇場ではそこにメスを入れて行くためにも、まず分子生物学の基礎をおさえようということで始まりました。
細胞内での【闘いのすえの】連続共生説
科学者が、論理整合性を堅持するために書く論文に比して、一般の素人向けの書籍は、著者の肩の力が抜けた分、その人となりが見えてきて、面白いことがあります。例えば、福岡 伸一著の「生物と無生物のあいだ」などは、（顔写真とは似つかわしくもない？）美文に読み耽ってしまったりもします（爆）。
同様に、リン・マーギュリス女史の「共生生命体の30億年」の出だし部分も、文章から垣間見れる私生活場面ではオマセで一途で悩み多い出会いと結婚や、息子との自説をめぐる応答の中に、人物像と研究者としての原点が見えてきて、ちょと好感が持てたりします（笑）。でも読み進むと、やっぱり奥付の写真のように、顔は微笑んでいるけど腕を組んで攻撃的ないかり肩が見えてきたりもします（爆）。
一般に認知されつつある共生説との違いや、自説に都合の良い概念や状況証拠（？）が展開されていますので、その内容を紹介したいと思います。
■１世紀を経て、その検証の時期を迎えた、という「共生説」
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◆共生：1873年/アントン・ド=バリは、「異なる名称をもつ生物が一緒に暮らすこと」と定義した。
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◆共生発生：ロシアのコンスタンティン・メレシコフスキー（1855～1921）が提唱した概念。
（＊共存が長期にわたると、場合によっては、新しい体や器官や種が出現するという共生発生が起こる、というもの。）
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ということですから、まさしく、100年以上を経て検証の時期にあるといえるでしょう。
■連続細胞内共生（ＳＥＴ）説：リン・マーギュリス
「連続」という言葉は、一運の合体に順序があることを指しており、「共生発生が真核細胞の起源である」というマーギュリスの説は、四つの過程があります。そして、その四つにはすベて細菌が関係する、といいます。その慨念のあらましとは、
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◆発酵性「古細菌」と呼ばれ、硫黄と熱を好むタイプの細菌が、遊走性の細菌と一緒になり、一体化して、動植物や菌類の細胞の祖先細胞の基本となる核を含む細胞質を構成した。この原初の遊走性プロチスト［狭義の原生生物で、多くは単細胞］は嫌気性である。
◆有糸分裂をするようになった遊走性のプロチストに別のタイプの自由生活微生物である酸素呼吸細菌が組み込まれた。この酸素呼吸性の三者（好熱好酸菌、遊走性細菌、酸素呼吸細菌）の複合体は、微粒子状の食物をのみこめるようになったので、大きくて複雑な細胞が生まれた。〔約20億年前：遊走能と酸素呼吸能をもつ真核細胞の登場〕
この第二の合併体、すなわち酸素呼吸能を獲得した遊走性の嫌気性菌は、三つの構成要素をもち、大気中に蓄積した酸素に対処できる細胞になった。小さな遊走性細菌と耐酸性や耐熱性の嫌気性菌と酸素呼吸細菌の三つからできたこの細胞から、数々の動植物が生まれることになる。
◆複合細胞が生まれた一連の合体の終わりに、真核細胞のうちのあるものが緑色の光合成細菌をのみこみ、消化しそこなって（＝細胞内での闘いのすえに）体内に残した緑色細菌は葉緑体になった。つまり、日光を好み光合成ができる緑色細菌が第四のパートナーとして完全に一体化した。
この最後の合体で生まれた遊走性の緑藻が、今日の植物の祖先である。
真核細胞の細胞質にある遺伝子は「裸の遺伝子」ではなく、細菌の遺伝子に由来するという考えで、細胞の基本となる細胞質は核も含めて嫌気性細菌の子孫だとする。
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マーギュリスは、連続細胞内共生説（ＳＥＴ）が主張する四つのうちの三つまでを同定できる、としています。つまり、
◆ステップ１）：細胞の基本となる細胞質は核も含めて嫌気性細菌のものであり、
とくにタンパク質をつくる代謝の大半は、好熱好酸性細菌に由来する。
◆ステップ２）：『？』
◆ステップ３）：真核細胞内で酸素呼吸をするミトコンドリアは、「紅色細菌」あるいは
「プロテオバクテリア」と呼ばれている細菌が共生したものだ。
◆ステップ４）：葉緑体その他の色素体は、かつては光合成シアノバクテリアだった。
現代人は、たった１５万年前にアフリカにいたわずか数千の母集団から始まった
どうもお久しぶりです。雅無乱です。
先日（２００８年７月２２日）、NHKの爆笑問題のニッポンの教養「どこから来たのか、ニッポンのヒト」を見た。なかなかおもしろかったので、内容を紹介したい。
※画像は、ＮＨＫ「爆笑問題のニッポンの教養ＨＰ」より
ちなみに、ご覧になりたい方は、２９日（火）午前８：３０～＜BS2＞に再放送をやるみたい。エントリーを読んで興味を持った方は、お見逃しなく。
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原核細胞から真核細胞への進化【共生説】
＜原核細胞より引用 リンク＞
真核細胞はどうやって生まれたの 
原核細胞から真核細胞へと進化する際、原核細胞同士の共生が行われたという説が有名ですが、今回は『共生説』について、学説も含めて記事にしたいと想います 🙄
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書籍紹介：タンパク質の一生
今日は生物学の書籍を紹介します。
タンパク質の一生 ―― 生命活動の舞台裏 ――
永田和宏（著）
岩波新書 2008年6月
生命活動の主役ともいうべきタンパク質、その誕生～成長～移動と働き～そして分解されるまでのサイクル（これが秒単位で繰り返されている！）と、それを支える細胞の精巧なメカニズムが解説されている書籍です 😮
タンパク質入門の教科書としておすすめです 
（内容は結構高度ですが面白いですよ ）
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タンパク質には群れる性質がある？
前エントリーに引き続き、「そもそも生物が群れるのは何で？」を考えてゆきます。
タンパク質には自己組織化という性質があるそうです。
今日はタンパク質の性質に着目してみます。ひょっとしたら、そもそもタンパク質には群れる性質があるということが、生物が群れることの土台になっているかも知れません。
＜ミオグロビンの3D構造：ウィキペディアより引用＞
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原始生命と群れ【仮説】
「生物が群れるのはなんで？」「いつから？」・・・といった『群れ(=同類認識)』に対する見解は、生命の誕生という歴史の原点まで遡らないと、明確には分からない。そして、その原点に近づくほどその論拠となる資料・化石群が少ないのが実情だ。
しかし、この『群れ(=同類認識)』は非常に重要な根概念・思考のベースとなるものであり、分からないままではモヤモヤする。今回はここをスッキリする為にも一定の【仮説】を提示・紹介したいと思う。
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認識機能の進化（単細胞から多細胞へ）
認識機能というと、視覚・聴覚・味覚･嗅覚･触覚の五感を思い出します。この五感を詳しく調べていくと、一つ一つの細胞に感覚器としての機能があり、その機能の殆どが単細胞の時代に獲得されていることが分かります。
下の図は視細胞と光受容体の関係を表しています。視細胞が光を感じることが出来るのは、細胞膜にあるロドプシンという光受容体タンパク質のおかげです。
(この図版は京都大学理学研究科七田研究室の詳しい研究内容の紹介からお借りしました）
細胞は進化の過程で、どのようにして認識機能を発達させてきたのでしょうか。興味のある方は、読む前に応援もお願いします。
化学シナプスと電気シナプス
今日は神経細胞の電気信号がどのように細胞間を伝搬するのか、「シナプス」を中心に紹介いたします。
画像は東京都神経研よりお借りしました。
シナプスとはニューロンの軸策の先端と神経細胞の樹状突起や筋細胞などと接する部位のことですが、神経細胞同士の間は20～50nmの隙間があります。多細胞生物には細胞間の隙間を保ちながらくっつくという仕組みがあり神経細胞も同様です。
細胞接着とカドヘリン
に詳しく紹介されていますので参照してください。
軸策を伝わった電気信号は先端で、神経伝達物質を放出し、化学信号に変換されます。細胞間の数十nmの隙間を化学物質で伝達するのです。
そして受け手の神経細胞もしくは筋細胞の受容体で再び電気信号に変換され伝達されます。
これがよく知られている化学シナプスの仕組みです。
画像は細胞生物学から
しかし、わざわざ化学物質に置き換えなくても電気信号を直接伝達すればいいのにと思っていたら、そういうシナプスもありました。
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