核酸とは?

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核酸

同義/類義語:DNAおよびRNA
英訳・(英)同義/類義語:nucleic acid, nucleate

塩基と五単糖DNAではデオキシリポース、RNAではリボースからなるヌクレオシドが、5’と3’水酸基の間をリン酸ジエステル結合でつながった高分子細胞内における遺伝情報保存や、情報伝達に使われる分子1850年頃に、ミーシャーにより発見された。
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化合物名や化合物に関係する事項:  有機化合物  果糖  染料  核酸  植物ホルモン  極性脂質  構造異性体

核酸

ヌクレオチドポリマーポリヌクレオチド)で、一般に、3'位と5'位がリン酸ジエステルで架橋された、分岐しない線状ポリマーを核酸と呼ぶ。DNA(deoxyribonuleic acid), RNA(ribonucleic acid)の二種類がある。

構成

DNA

核酸

核酸

AとTは2つの水素結合対合し、GとCは3つの水素結合対合する。

RNA

核酸

DNA異なるのは、リボース2'位が水酸基であることと、チミンではなくメチル基が無いウラシルであること。

分光測定

濃度決定

DNARNA核酸塩基由来する260nm付近吸収があり、DNA/RNA溶液濃度純度吸光度決定することができる。濃度概算は以下のように計算する。

濃度 μg/mL

[dsDNA] = 50 x A260nm
[ssDNA] = 37 x A260nm
[ssRNA] = 40 x A260nm

濃度 μmol/mL (pmol/μL)

[dsDNA] = 50 x A260nm ÷ (N x 660)
[ssDNA] = 37 x A260nm ÷ (N x 330)
[ssRNA] = 40 x A260nm ÷ (N x 330)

濃度決定(塩基数を指定)

λmax
A 259nm
C 267nm
G 253nm
T 267nm

4つの核酸塩基は、それぞれ吸収スペクトル最大波長max)も吸光係数max)が異なる。特にプリン環(A,G)の吸光度ピリミジン環の吸光度よりも高いため(右表を参照)、正確な濃度決定をするためには各塩基それぞれの数と吸光係数から計算する。

プラスミドDNA断片どのように長い核酸の場合上の簡単な計算法で構わないが、プライマーのような短い断片GC含有量50%から乖離している場合にはそれぞれの塩基数を指定して計算する。

濃度 μmol/mL (pmol/μL)

[c] = A260 x 100 ÷ (1.5NA + 0.71NC + 1.2NG + 0.84NT)

NA,NC,NG,NT:各塩基の数

純度決定

DNARNAなどの核酸の吸収スペクトルとそれ以外の分子タンパク質や残フェノール)の吸収スペクトル違い利用して、純度見積もることができる。

核酸塩基はどの塩基とも260nm付近に吸収極大λmaxを持つ。一方タンパク質チロシン側鎖トリプトファン側鎖の280nm付近に吸収帯を持つ(タンパク質の定量法)。この違い利用し、A260nmとA280nmの比を取ることで、溶液中の核酸の純度見積もることができる。

A260nm/A280nm目安

(UV Spectrophotometry of DNA, RNA, and Proteins)

※実はDNA溶液純度評価よりタンパク質溶液純度評価向いている。> 核酸の濃度評価(英語版Wikipedia)

核酸塩基

修飾塩基

リボース

D-ribosedeoxy-D-ribose
RNA構成するDNA構成する
核酸
核酸

RNA場合は2'位が水酸基リボースであり、DNA場合は2'位が水素脱酸素、deoxy)のデオキシリボースである。

化学

RNAの塩基触媒加水分解

RNADNAより化学的安定性が低いのは、2'位の水酸基存在による。

  1. 塩基触媒によって脱プロトンされた2'位の水酸基が、リン酸を求核攻撃
  2. 3'側で結合していた次のリボヌクレオチドとのリン酸ジエステルが切断される。
  3. 2'位のリン酸ジエステルが加水分解される。
核酸
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核酸

【英】: Nucleic Acid
生物の体を作りあげている細胞中心部分にある大量存在し、酸性高分子物質であることから「核酸」と名付けられた。

核酸には、遺伝情報伝達において機能するDNAデオキシリボ核酸)とタンパク質合成において機能するRNAリボ核酸)の2種類がある。この2つの核酸(DNARNA)は、塩基糖・リン酸3種類の化学物質からなり、この塩基糖・リン酸1つずつ結合した化合物が、連鎖状に、何千、何にもつながっている。

細胞



遺伝

デオキシリボ核酸

リボ核酸

塩基


核酸(カクサン)

核酸は、私たちの体の細胞が正常に働くようにする物質のひとつです。核酸の注目されている機能のひとつが、アポトーシス誘導作用です。

核酸 [Nucleic acid(s)]

 タンパク質脂質多糖とともに生体構成している成分であるが、とくに動植物をはじめ、真菌細菌ウイルスなど全ての生物細胞あるいはプラスミド(ウイルスではコア)に含まれ遺伝子とその情報伝達アミノ酸運搬あるいはリボソーム成分として重要な役割をもっている高分子物質である。最初1868年F.ミーシャー(スイス)によって膿の細胞核から単離されて、ヌクレイン(現在のデオキシリボ核酸DNA)と名づけられ、同じ物質腎臓肝臓赤血球酵母などにも含まれていることが明らかにされた。その後長い間、核酸の機能不明のままであったが、O.T.エイブリら(カナダ)によって遺伝子本体デオキシリボ核酸であることが発見されて以来、核酸は生物にとって最も基本的遺伝物質として注目されるようになったDNA分子構造1952年J.D.ワトソン(アメリカ)とF.H.C.クリック(イギリス)によって解明された。さらにクリックによるDNA遺伝情報に基づいたタンパク質生合成される過程説明するいわゆる"セントラル・ドグマ説"(DNARNAタンパク質)を基本として、多く優れた研究者によって遺伝情報としての核酸の役割次々明らかにされ、タンパク質研究と相まって、従来生物学から分子生物学へと著しく発展した。(RNAウイルス場合RNA遺伝情報DNA転写される。)
 核酸はプリン塩基ピリミジン塩基デオキシリボースまたはリボースおよびリン酸から成り塩基と糖の種類によってデオキシリボ核酸(deoxyribonucleic acid: DNA)とリボ核酸(ribonucleic acid: RNA)の2種類がある。すなわちDNAアデニン、グアニンシトシンチミンの4塩基デオキシリボースおよびリン酸から成る。これに対してRNAは4塩基のうちチミンウラシルに置き代わりリボースおよびリン酸から成っている。
 一般にDNAデオキシリボースの3'位と5'位がリン酸結合して主鎖になっている。その鎖のデオキシリボースの1'位にそれぞれの塩基結合して、対応する2種塩基(アデニンチミングアニンシトシン)が水素結合した二重らせん構造(double strand,double helix)をとっている。部分的には塩基-糖が結合した場合ヌクレオシドといい、塩基-糖-リン酸結合した場合ヌクレオチドという。したがって、核酸はこれらのヌクレオチド多数結合(リン酸ジエステル結合)したポリヌクレオチドである。
 一般にDNA遺伝情報担っている染色体構成し、真核生物では細胞内の核膜に包まれ、ヒストンという塩基性タンパク質結合した核タンパク質として存在する(ただし、精子にはプロタミン存在する)。
 細菌のような原核生物領域には環状の2本鎖DNAのみが存在する。また、細菌細胞質内には染色体とは別に自律的機能するプラスミド(plasmid) とよばれる環状DNA存在している。プラスミド細菌性決定因子薬剤耐性因子そのほか特異的毒素酵素産生する遺伝情報担っている一方RNA通常は1本鎖で細胞質内に存在し、DNA遺伝情報伝達するメッセンジャーRNA(m-RNA)、アミノ酸リボゾームへ運ぶトランスファーRNA(t-RNA)、リボゾーム自体構成しているリボゾームRNA(r-RNA)の3種がある。なお、ウイルスではその粒子(コア)または頭部DNARNAいずれか存在するが、単鎖DNA(ファージφ×174)や2本鎖RNA(レオウイルス)もある。

核酸

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2016/07/15 14:53 UTC 版)

核酸(かくさん)は、塩基リン酸からなるヌクレオチドホスホジエステル結合で連なった生体高分子である。糖の違い(2'位が、水素基(DNA)か水酸基(RNA)であるか)によって、2-デオキシリボースを持つデオキシリボ核酸 (DNA) と 、リボースを持つ リボ核酸 (RNA) とがある。RNAは2'位が水酸基であるため、加水分解を受けることにより、DNAよりも反応性が高く、熱力学的に不安定である。糖の 1'位には塩基(核酸塩基)が結合している。さらに糖の 3'位と隣の糖の 5'位はリン酸エステル構造で結合しており、その結合が繰り返されて長い鎖状になる。転写翻訳は 5'位から 3'位への方向へ進む。




[ヘルプ]
  1. ^ 蛋白質の変性については変性#変性_生体高分子参照
  2. ^ КООПБРАТИВНОСТЬの暫定的和訳。英語ではcooperativeness
  3. ^ I. Tinoco, Jr., O. C. Uhlenbeck, M. D. Levine
[ヘルプ]
  1. ^ N. K. カチェトコフ/E. I. ブドフスキー 編、橋爪たけし 監訳「核酸の有機化学 上」 1974年 講談社出版
  2. ^ 下の図のアイディアは杉本直己「遺伝子化学」2002年 p36 に書かれている図3.9から流用


「核酸」の続きの解説一覧

核酸

出典:『Wiktionary』 (2010/11/03 03:40 UTC 版)

名詞

かくさん

  1. 生物学塩基リン酸からなる生体高分子デオキシリボ核酸 (DNA) とリボ核酸 (RNA) の総称遺伝情報担体

関連語

語源

細胞多量存在するであることから。

翻訳






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