核酸

デジタル大辞泉

かく‐さん【核酸】

読み方：かくさん

生物の細胞核中に多く含まれる、塩基・糖・燐酸(りんさん)からなる高分子物質。糖がデオキシリボースであるデオキシリボ核酸（DNA）と、リボースであるリボ核酸（RNA）とに大別される。

生物学用語辞典

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の保存や、情報の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。

「生物学用語辞典」の他の用語

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

分子生物学用語集

核酸

ヌクレオチドのポリマー（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

核酸の化学構造は、リボース部分、塩基部分、リン酸部分からなる。

DNA

AとTは2つの水素結合で対合し、GとCは3つの水素結合で対合する。

RNA

DNAと異なるのは、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

DNAやRNAは核酸塩基に由来する260nm付近の吸収があり、DNA/RNA溶液の濃度や純度を吸光度で決定することができる。濃度の概算は以下のように計算する。

濃度 μg/mL

[dsDNA] = 50 x A_260nm
[ssDNA] = 37 x A_260nm
[ssRNA] = 40 x A_260nm

濃度 μmol/mL (pmol/μL)

[dsDNA] = 50 x A_260nm ÷ (N x 660)
[ssDNA] = 37 x A_260nm ÷ (N x 330)
[ssRNA] = 40 x A_260nm ÷ (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の最大波長(λ_max)も吸光係数(ε_max)が異なる。特にプリン環(A,G)の吸光度は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。

プラスミドやDNA断片などのように長い核酸の場合は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やGC含有量が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 ÷ (1.5N_A + 0.71N_C + 1.2N_G + 0.84N_T)

N_A,N_C,N_G,N_T:各塩基の数

純度決定

DNAやRNA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）の吸収スペクトルの違いを利用して、純度を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λ_maxを持つ。一方、タンパク質はチロシン側鎖や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)。この違いを利用し、A_260nmとA_280nmの比を取ることで、溶液中の核酸の純度を見積もることができる。

A_260nm/A_280nmの目安

• 純度の高いRNA溶液：2.0
• 純度の高いDNA溶液：1.8
• タンパク質溶液：0.6

(UV Spectrophotometry of DNA, RNA, and Proteins)

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

核酸塩基

プリン(R)		ピリミジン (Y)
アデニン(A)	グアニン(G)	シトシン(C)	チミン(T)	ウラシル(U)

修飾塩基

5-メチルシトシン	6-メチルアデニン

ゲノムにおけるメチル化塩基は塩基対を形成するための水素結合を阻害しない。

リボース

D-ribose	deoxy-D-ribose
RNAを構成する	DNAを構成する

RNAの場合は2'位が水酸基のリボースであり、DNAの場合は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

RNAがDNAより化学的安定性が低いのは、2'位の水酸基の存在による。

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。

Bio Wikiの記事を複製・再配布した「分子生物学用語集」の内容は、特に明示されていない限り、次のライセンスに従います：
CC Attribution-Noncommercial-Share Alike 3.0 Unported

バイテク用語集

核酸

【英】： Nucleic Acid

生物の体を作りあげている細胞の中心部分にある核に大量に存在し、酸性の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、遺伝情報の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（DNA、RNA）は、塩基・糖・リン酸の３種類の化学物質からなり、この塩基・糖・リン酸が１つずつ結合した化合物が、連鎖状に、何千、何万にもつながっている。

・ 細胞

・ 核

・ 遺伝

・ デオキシリボ核酸

・ リボ核酸

・ 塩基

健康関連用語辞典

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。

微生物の用語解説

核酸 [Nucleic acid(s)]

　タンパク質、脂質、多糖とともに生体を構成している成分であるが、とくに動植物をはじめ、真菌、細菌やウイルスなど全ての生物の細胞の核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、アミノ酸の運搬あるいはリボソームの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、同じ物質が腎臓、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、核酸の機能は不明のままであったが、O.T.エイブリら(カナダ)によって遺伝子の本体が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な遺伝物質として注目されるようになった。DNAの分子構造は1952年に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の遺伝情報に基づいたタンパク質が生合成される過程を説明するいわゆる"セントラル･ドグマ説"(DNA→RNA→タンパク質)を基本として、多くの優れた研究者によって遺伝情報としての核酸の役割が次々に明らかにされ、タンパク質の研究と相まって、従来の生物学から分子生物学へと著しく発展した。(RNAウイルスの場合はRNAの遺伝情報がDNAへ転写される。)
　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はアデニン、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塩基のうちチミンが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はデオキシリボースの3'位と5'位がリン酸と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が結合して、対応する2種の塩基(アデニンとチミン、グアニンとシトシン)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-糖が結合した場合はヌクレオシドといい、塩基-糖-リン酸が結合した場合を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が多数結合(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は遺伝情報を担っている染色体を構成し、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と結合した核タンパク質として存在する(ただし、精子の核にはプロタミンが存在する)。
　細菌のような原核生物の核領域には環状の2本鎖DNAのみが存在する。また、細菌の細胞質内には核染色体とは別に、自律的に機能するプラスミド(plasmid) とよばれる小環状のDNAが存在している。プラスミドは細菌の性決定因子、薬剤耐性因子、そのほか特異的な毒素や酵素を産生する遺伝情報を担っている。一方、RNAは通常は1本鎖で細胞質内に存在し、DNAの遺伝情報を伝達するメッセンジャーRNA(m-RNA)、アミノ酸をリボゾームへ運ぶトランスファーRNA(t-RNA)、リボゾーム自体を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の芯(コア)または頭部にDNAかRNAのいずれかが存在するが、単鎖DNA(ファージφ×174)や2本鎖RNA(レオウイルス)もある。

ウィキペディア

核酸

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/10/20 04:30 UTC 版)

核酸（かくさん、英: nucleic acid）は、リボ核酸 (RNA)とデオキシリボ核酸 (DNA)の総称で、塩基と糖、リン酸からなるヌクレオチドがホスホジエステル結合で連なった生体高分子である。糖の部分がリボースであるものがRNA、リボースの2'位の水酸基が水素基に置換された2-デオキシリボースであるものがDNAである。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。転写や翻訳は 5'位から 3'位への方向へ進む。

ウィキペディア小見出し辞書

核酸

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/05/13 07:36 UTC 版)

「生体高分子」の記事における「核酸」の解説

核酸の配列は、高分子鎖の5'末端から3'末端までに存在するヌクレオチドを列挙する慣習となっている。ここで、5'および3'は、鎖のリン酸ジエステル結合の形成に関与するリボース環の周囲の炭素の番号付けを示す。このような配列は生体高分子の一次構造と呼ばれる。

核酸

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/05/18 05:49 UTC 版)

「主鎖」の記事における「核酸」の解説

デオキシリボ核酸（DNA）とリボ核酸（RNA）は、すべての細胞タンパク質の産生をコードしているため、非常に重要である。それらはヌクレオチドと呼ばれるモノマーで構成されており、有機塩基（A、G、C、TまたはU）、ペントース糖、およびリン酸基からなる。それらは、リボース糖の3'炭素がリン酸基とホスホジエステル結合で結合している骨格を持つ。この結合は、ポリメラーゼと呼ばれる細胞酵素の助けを借りて形成される。この酵素の働きによる縮合反応では、入ってくるすべてのヌクレオチドは、ピロリン酸基を失って固有のホスホジエステル結合を形成する三リン酸リボースを持っている。この反応は、ピロリン酸の放出に伴う大きな負の自由エネルギー変化によって引き起こされる。また、核酸骨格の塩基配列は一次構造としても知られている。核酸は何百万ヌクレオチドの長さになる可能性があるので、生命の遺伝的多様性をもたらしている。塩基は、DNAのペントースリン酸ポリマー骨格から突き出ており、それらの相補的パートナーとペアで水素結合している（AとT、GとC）。これにより、両側にペントースリン酸骨格を持つ二重らせんが作成され、二次構造が形成される。

核酸

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/05/09 01:00 UTC 版)

「固体脂質ナノ粒子」の記事における「核酸」の解説

LNPを核酸の送達担体として使用する際の大きな障害は、自然界では、脂質と核酸はともに負の電荷を帯びており、互いに混ざり合いにくいことである。Philip Felgnerは、シンテックス（英語版）社に在籍していた1980年代半ばに、人工的に作られたカチオン性脂質（正に帯電した脂質）を用いて、脂質と核酸を結合させ、核酸を細胞内にトランスフェクションする技術を開発した。しかし、1990年代後半までに、このカチオン性脂質の使用が細胞膜に好ましくない副作用をもたらすことが生体外実験で明らかになった。 1990年代後半から2000年代にかけて、ブリティッシュ・コロンビア大学のPieter Cullisは、「酸性のpHでは正に帯電し、血液中では中性になる」イオン化可能なカチオン性脂質を開発した。Cullisはまた、生体の細胞膜を安全に通過できるLNPを作成するために、材料を混ぜる際にpHを慎重に調整する技術の開発を主導した。2021年現在、このようなイオン化可能なカチオン性脂質で製剤化されたLNPは、受容体介在性エンドサイトーシス（英語版）を経て細胞内に入り、エンドソーム内に到達すると理解されている。エンドソーム内の酸性度により、LNPのイオン化可能なカチオン性脂質が正電荷を帯びることで、LNPがエンドソームから脱出し、RNAのペイロードを放出すると考えられている。 2005年から2010年代初頭にかけて、低分子干渉RNA（siRNA）薬剤のドラッグデリバリーシステムとしてLNPが研究された。2009年、Cullisは自身のLNP研究を商業化するために、アキュイタス・セラピューティックス（英語版）社を共同設立した。アキュイタス社では、アルナイラム・ファーマシューティカルズ（英語版）社のsiRNA医薬品用のLNPの開発に取り組んだ。2018年、FDAは、ドラッグデリバリーシステムとしてLNPを使用した最初の医薬品であるアルナイラム社のsiRNA医薬品オンパトロ（パチシラン（英語版））を承認した。 その時点で、アルナイラム社のようなsiRNA医薬品開発企業は、複合型医薬品のような将来の医薬品のために他の選択肢をすでに検討していた。しかし、2010年代には、siRNAにLNPを使用する以前の研究が、mRNAにLNPを使用する新たな研究の基盤となった。短いsiRNAを対象とした脂質は、はるかに長いmRNAではうまく働かなかったため、2010年代半ばには、mRNAに適した新しいイオン化可能なカチオン性脂質の研究が盛んに行われた。2020年後半の時点で、SARS-CoV-2用のいくつかのmRNAワクチンは、モデルナCOVID-19ワクチンとファイザー-バイオンテックCOVID-19ワクチンの両方を含め、LNPをドラッグデリバリーシステムとして使用している。モデルナ社はSM-102（英語版）という独自のイオン化可能なカチオン性脂質を使用し、ファイザー社とバイオンテック社はアキュイタス社からライセンスを受けたALC-0315（英語版）というイオン化可能なカチオン性脂質を使用している。

核酸

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2020/12/06 10:00 UTC 版)

「天然状態」の記事における「核酸」の解説

核酸は、塩基対を介して天然状態になるが、それよりも少ない程度ではあるものの、同軸的スタッキングなどの他の相互作用によっても天然状態になる。生物学的DNAは通常、クロマチン中のタンパク質と結合した長い直線状の二重らせんとして存在し、tRNAなどの生物学的RNAは、折り畳まれたタンパク質に近い複雑な天然構造を形成していることがよくある。さらに、DNAナノテクノロジーで使用される人工核酸構造は、複数の核酸鎖が単一の複合体に組み合わされた特定の天然構成を持つように設計されている。場合によっては、生物学的DNAの天然状態は、他の調節ユニットによって制御されることなく機能を実行する。

核酸

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/06/21 06:12 UTC 版)

「ゲル電気泳動」の記事における「核酸」の解説

詳細は「核酸のゲル電気泳動（英語版）」を参照 核酸の場合、負電極から正電極への移動の方向は、糖-リン酸主鎖が持つ自然の負電荷によるものである。 二本鎖DNAフラグメントは本来長い棒のように振るまうので、ゲル内での移動はその大きさに比例し、環状フラグメントの場合はその断面回転半径に比例する。ただし、プラスミドのような環状DNAは複数のバンドを示すことがあり、移動速度は、弛緩しているか高次コイルであるかによって異なる。一本鎖のDNAやRNAは、複雑な形状の分子に折りたたまれ、その三次構造に基づいて複雑な挙動でゲル内を移動する傾向がある。そこで、水酸化ナトリウムやホルムアミドなどの水素結合を破壊する薬剤を用いて核酸を変性させ、再び長尺の棒として振るまえるようにする。 大きなDNAまたはRNAのゲル電気泳動は、通常、アガロースゲル電気泳動によって行われる。ポリアクリルアミド製のDNAシークエンシングゲルの例は、サンガー法（英語版）の「鎖切断法」を参照のこと。核酸またはフラグメントのリガンド相互作用による特性評価は、移動度シフトアフィニティー電気泳動（英語版）によって行うことができる。 RNAサンプルを電気泳動することで、ゲノムDNAの混入や、RNAの分解を確認することができる。真核生物のRNAは、28sおよび18s rRNAの明瞭なバンドを示し、28sバンドは18sバンドの約2倍の強度を示す。分解したRNAは、バンドが鮮明ではなく、外観が不鮮明で、強度比は2:1未満である。

核酸

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/04/17 05:24 UTC 版)

「生体物質」の記事における「核酸」の解説

詳細は「核酸」を参照 核酸（Nucleic acids）は生物の遺伝情報の伝達に関わる。核酸は、モノマーであるヌクレオチドが重合（ホスホジエステル結合）して生成する。核酸塩基と呼ばれる化合物がリボースまたはデオキシリボース（ともに糖類）に結合してヌクレオシドを構成し、さらにヌクレオシドにリン酸基が結合したものがヌクレオチドとなり、核酸の最小単位となる。一方、アデニンからなるヌクレオシド（アデノシン）に3つのリン酸基が結合したものはアデノシン三リン酸（ATP）と呼ばれ、生体維持に必要なエネルギーの産出に関わる（ATPには遺伝情報は含まれない）。 核酸にはリボ核酸（RNA）とデオキシリボ核酸（DNA）の２種類が知られている。リボースを基盤とするものがRNA、デオキシリボースを基盤とするものがDNAである。核酸塩基には5種類が知られており、それぞれアデニン(A)、グアニン(G)、シトシン(C)、チミン(T)、ウラシル(U)と呼ばれる。この中でチミンはDNA中に存在が限定されており、逆にウラシルはRNA中に存在が限定されている。他の3つの塩基はRNAおよびDNAに普遍的に存在する。A・G・C・TまたはA・G・C・Uから成る塩基配列の配列パターンは個々の生物間で異なるため、塩基配列の類似性でもって生物の系統関係、進化の過程を調べることができる（分子系統解析）。 DNAがもつ塩基配列中には遺伝子情報が記述されている領域（コーディング領域）がある。１つの遺伝子には１つのタンパク質（次項）が対応しており、その遺伝子がもつ塩基配列に基づいて対応するタンパク質が合成される。実際には、遺伝情報はDNAからまずRNAに転写され、その後RNAからタンパク質に翻訳される（セントラル・ドグマ）。

核酸

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/05/21 05:24 UTC 版)

「立体配座」の記事における「核酸」の解説

DNAについては二重らせん構造、クロマチン構造、染色体を参照。なお、DNAの高次構造は複製、転写、トポロジーなどにきわめて重要であると言われている。

核酸

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/05/17 22:00 UTC 版)

「逆平行 (生化学)」の記事における「核酸」の解説

核酸分子には、ホスホリル基末端（5'末端）とヒドロキシル末端（3'末端）がある。この表記法は、有機化学の命名法に基づくもので、DNA鎖に対するDNAポリメラーゼ酵素などの相対的な動きを、恣意的にならないように定義するために用いることができる。

Wiktionary日本語版（日本語カテゴリ）

核酸

出典:『Wiktionary』 (2021/07/14 12:27 UTC 版)

名詞

核 酸（かくさん）

1. （生物学）塩基、糖、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。遺伝情報の担体。

関連語

• 類義語: リボ核酸, デオキシリボ核酸
• その他: ヌクレオチド

語源

細胞の核に多量に存在する酸であることから。

翻訳

• ウクライナ語: нуклеїнові кислоти ^(uk)
• 英語: nucleic acid ^(en)
• オランダ語: nucleïnezuur ^(nl) 中性
• スウェーデン語: zukleinsyra ^(sv) 通性
• 中国語: 核酸 ^(zh)
• ドイツ語: Nukleinsäure ^(de) 女性
• フランス語: acide nucléique ^(fr) 男性
• ポーランド語: kwas nukleinowy ^(pl) 男性

Weblio日本語例文用例辞書

「核酸」の例文・使い方・用例・文例

• コドンとは3つの核酸のつながりである。
• リボザイムはリボ核酸の分子である。
• デオキシリボ核酸は、遺伝子を作っている複雑な化学物質である。
• ウイルスの核酸を囲むタンパク質の外側の覆い
• アルゼンチン出血熱を引き起こすリボ核酸ウイルス
• 核酸をパッケージできる人工的に作られた顕微鏡の小嚢
• ウイルスと同様であるが核酸を欠いている感染性のタンパク質粒子
• 核酸の単位
• 米国の生化学者（スペイン生まれ）で、核酸の生物学的合成を研究した（1905年−1993年）
• スコットランドの化学者で、核酸の構造の研究で知られる（1907年生まれ）
• B型肝炎からは臨床的に区別できないが、一本鎖のリボ核酸ウイルスにより引き起こされるウイルス性肝炎
• 内部の化学結合において核酸を開裂し、様々な大きさの残留物質を生産するヌクレアーゼ
• 核酸の一つで発生し一度に（連続的に）1つのヌクレオチドを放出するヌクレアーゼ
• リボ核酸の構成要素として重要な五炭糖
• 核酸の構成要素であるヌクレオシド
• リボ核酸の加水分解に触媒作用を及ぼす転移酵素
• リボ核酸はあるウイルスの遺伝物質である
• 細胞の核小体で見つかるリボ核酸
• 核酸の構成要素である糖
• ヌクレオチドの鎖をより小さい単位に分解することにより、核酸の加水分解に触媒作用を及ぼす酵素の一般用語