DNA Replication

DNA複製とは？

DNA複製とは、あなたの細胞が遺伝コードの正確なコピーを作成するプロセスのことをいいます。 これを行うために、あなたの細胞はDNAを構成するヌクレオチドに依存しています。 ヌクレオチドは、リン酸基、炭素数 5 の糖、およびアデニン、チミン、シトシン、グアニン (しばしば A、T、C、G と短縮されます) という 4 つの窒素塩基の 1 つからなります。これらの塩基には特定の結合パターンがあり、A は T、C は G と結合してヌクレオチドの対を形成します。 5041>

DNAを複製するためには、ヌクレオチド塩基間の結合を切断し、二重らせんを二つに分割する。 DNA ポリメラーゼと呼ばれる酵素の助けを借りて、各塩基は新しい相手と結合し、新しい DNA 鎖を形成します。 この特定の結合パターンによって、元のDNA分子から2つのDNA分子が作られる。

時々DNAポリメラーゼは、TではなくAとCを結合させるなど、誤って間違った塩基を結合させてしまうことがある。 これを避けるために、DNAポリメラーゼは「プルーフリーディング」を行い、エラーを検出した場合は複製を停止する。 他の酵素がミスを修正すると、DNAポリメラーゼは再開し、DNA複製プロセスが完了するまで続けることができる。 この校正活動は非常に効果的で、平均して1億塩基に1つの突然変異しか起こりません。

なぜDNAは複製されるのか

DNA複製は、細胞の成長と更新に重要な役割を果たしています。 成長する生物は、より大きな体に発展するために、常に新しい細胞を作り出しています。 そして時間が経つにつれて、いくつかの細胞は損傷したり、老いたり、死んだりすることがあります。 体の機能を正常に保つには、これらの細胞が速やかに新しいものと入れ替わることが重要です。 細胞は、1つの細胞が半分に分裂して2つの新しい細胞を形成する細胞分裂のプロセスを通じて、この再生と成長を達成します。 細胞が分裂するためには、まず自分のDNAのコピーを作らなければなりません。これは、細胞が正しく機能するために必要な遺伝暗号です。 5041>

DNA 複製プロセスはどのように発見されたのか

長い間、科学者は細胞がどのように DNA を複製するのかわかりませんでした。 3つの競合する理論が提案されました。 保守的モデルとして知られる最初の理論は、元のDNA二重らせんは完全に無傷のままであり、新しいコピーは元のものからいかなる分子も借りないと仮定しました。 一方、「半保守的モデル」は、DNAが複製される際に巻き戻され、それぞれの鎖が新しい合成の鋳型になるとするものである。 5041>

この論争は1958年、マシューとフランクリン・スタールという二人の科学者によって最終的に解決されました。 今では有名な生物学の実験で、彼らは特殊な溶液の中でバクテリアを育て、細胞のすべてのDNAをマーカーで標識したのです。 次に、新たに合成されたDNAだけを別のマーカーで標識しました。 すると、複製されたDNAには、必ず元のDNA分子と新しく作られたDNAの鎖が1本ずつ含まれていることが分かりました。 このことから、DNA複製の半保存的モデルが正しいことが証明されました。