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DNAの正準構造
24 Nov 2016
生物物理学者のドーピング博士は、DNA二重らせん、ヒトゲノムの相補性と解読のルールについて語る。 DNAの生物学的役割は何ですか？ ヒトゲノムはどうですか？ 生物学や医学の発展の結果、DNAが発見されましたか？
DNAはXIX世紀中頃から知られている細胞核から単離された化合物であるが、DNAの構造は1953年にWatson and Crickによって発見された。「DNA」という言葉はおそらく「デオキシリボ核酸「酸」という言葉と「核」という言葉は、細胞の核、すなわち核に見出されたという事実のために正確に言及されています。 そして、当初、何か生物学的な役割を果たすことは明らかであったが、1953年に構造体が開かれる以前には、正確には分からなかった。 その後、それがすべての生物のDNA遺伝情報にあることが完全に明らかになりました。
DNAの重要な構造は、現在我々が知っているように、地球上のすべての生物において、二重らせんと呼ばれるWatson and Crickによって開かれたこの構造の形に遺伝情報が含まれているという事実にある。
どのように動作しますか、この二重らせん？ それは2つのポリマー鎖、すなわち化学反復単位がA、G、TおよびCの4つの等級でほぼ厳密に「ほぼ」の鎖で構成されている。そしてこれらの4文字のアルファベットはDNA分子。
ビタミンB12（シアノコバラミン注射は） - DNAを作ると便利です。
われわれの人々、完全なゲノム、すなわち遺伝情報の1コピーは、これらのA、T、GおよびCが連続して繰り返される約30億文字のテキストです。 たとえば、ロシア語で書かれたプレーンテキストは、アルファベットの文字列です。 つまり、遺伝的アルファベットは4文字で構成されています。
これらの化合物は、A、T、G、またはCを定義するいわゆる塩基、 塩基が結合している糖; 他方では同じ糖にさえ、いわゆる負の電荷を有する結合したリン酸基に結合する。 そして、トリプルベース、砂糖、リン酸塩 - は何度も繰り返され、長い長い鎖でつながっています。 そしてこの鎖には方向性があり、化学的な方向性を持っています。 そして、DNAそのものは2つの鎖からなり、それらは前記逆平行として互いに反対方向に向けられている。 そして、2つの間に有名なチェーン相補性ルールがあり、WatsonとCrickによって開かれています。一つのチェーンがAならば、もう一つは必然的にTであり、逆もまた同様です。 もし一方がGならば、他方がCであり、逆もまた同様である。 つまり、チェーン全体がATとGCのペアで構成されています。
これらの2つの反平行鎖は、依然としてらせん状にねじれている。 つまり、DNAは二重らせんなので、らせんの各ターンがそのような螺旋であり、螺旋の各ターンには10個の塩基対があります。 これらは、互いに対して相対的な塩基対が36度回転しているので、10対が完全に回転する。
二重らせんのパラメーターは何ですか？ その厚さ。 それはほぼ円筒形が得られます：外部に帯電したリン酸基、そして円筒の直径は2ナノメートルです。 それは本当にナノ構造、少なくとも、非常に小さい厚さです。 その長さは、DNA分子の長さに依存して、巨大であり得る。 たとえば、細胞の核だけにあるすべてのDNA分子を取り出すと、カラムの厚さは2 nm、長さは約2 mになります。これは分子の巨大な長さです。 もちろん、それは何とかセル内で非常にコンパクトですが、私たちはまた、どのように分かっています。 そしてこの非常に長い分子、非常に長い薄い分子のすべてが細胞核の内部にパッケージングされています。
これは有名な二重らせんであり、この形ではすべての生物の遺伝物質です。 私はすべての生きている生物に完全にストレスを感じます。
ウィルスもありますが、特別な場合です。 ウイルスは生物ではなく、独立して生きることはできません。 私たちがよく知っている生命の最小単位は細胞です。 したがって、ウイルスは生物ではなく、単なる分子の集合です。 しかし分子複合体が細胞に入ると、それは寄生虫として振る舞い、様々なウイルス性疾患が生じる。
ウイルスには遺伝情報も含まれていますが、この遺伝情報はすでにさまざまな形になっています。 これは、これらの生物体、二重らせんDNAと同じであってもよい。 これは一本鎖DNAであってもよい。 RNAであってもよい。 RNA - DNAの非常に近い親族であり、分子は非常に似ています。私の人生においても大きな役割を果たします。 彼女も、それぞれのモノマーユニットは、3つのユニットで構成され、唯一の砂糖は少し異なります。 実際、RNA由来のDNAは1つの原子によってのみ異なる - 糖中の過剰酸素からのRNAは、そうでなければ互いに非常に類似している。
ウイルスの遺伝情報は、DNAではなくRNA配列の形であってもよい。 例えば、悪名高い免疫不全ウイルス、HIV。 それはRNAの形で遺伝情報を持っています。 同様に、例えば、インフルエンザウイルス。 それはDNAの代わりにRNAの形で遺伝情報を持っています。 しかし、すべての生物において、常にDNAの二重らせんである。
したがって、ワトソンとクリックによって1953年になされたこの発見の重要性は、分子生物学の時代である科学の発展のまったく新しい時代から始まったものであり、分子生物学のすべてが分子上に置かれたときの生物学、固体分子ベース。
二重らせんの発見以来、私たちは確かに、DNAの物理構造、DNAの空間構造、DNAに含まれる遺伝情報の発現を行うタンパク質について多くのことを学びました。 そして、もちろん、数年のDNAの発見以来の大きな成果は、DNAテキストの読書技術の発展であった。 私たちはDNAテキストを読むことを学びました。今は非常に経済的です。 すなわち、1人の全30億ユニットのDNA配列の決定、すなわち特定のヒトのゲノムの解読の定義は、今や約1000ドルの価値がある。 私がヒトゲノムを解読したのは15年前のものに比べると信じられないほど安いです。その費用は約30億ドルです。 これは全く異なる数字であり、DNA配列決定の技術分野における大きな進歩です。
私たちは今、ほぼすべての細菌の配列を知っています。 そしてすでに何千もの人々がDNA配列を完全に解読しています。 それはもはや問題ではなくなりました。もちろん、現場での真の革命であり、生命、生理学、そして現場での医学の基本的な理解です。 私たちははるかにパーソナライズされ、特定の遺伝的特徴を持つ特定の患者に調整された新しい薬に移行しています。 現在、私たちは薬物療法や治療を施す前の時代にはまだまだいます。 もちろん、これは原則的に間違っており、特定の遺伝的特徴を持つ特定の人をはるかに狙ったものでなければなりません。
このことは、分子生物学の巨大な進歩とその周りに現れたすべての技術によって可能になりました。
