ワトソンとクリックによるDNAの二重らせん

DNA-basic 核酸

今回はおなじみのDNAの二重らせんである。
ワトソン・クリック構造ともよばれ、DNAの構造の根幹とも言える。

前回の復習
  • 核酸はヌクレオチド中のリボースの3’位とホスホジエステル結合を介してつながっている。
  • 端は5’位と3’位が空いた状態となるので、それぞれ5’末端、3’末端とよぶ。
  • 生物は5’末端→3’末端の順番で核酸を合成していく。

DNAを化学的に見る:つながるヌクレオチド

DNA2本鎖の間のつながり

DNAは基本的に二本鎖である。それぞれの鎖は塩基間の水素結合でつながっている。
塩基同士といっても、どれでも良いわけではなく、相手が決まっている。
G・・・C
A・・・T
のペアである必要がある。

塩基の構造について復習する→

DNAを化学的に見る:つながるヌクレオチド

これを経験的に導いた科学者の名から「シャルガフの法則」とよぶ。
また、塩基はケト・エノール互変異性体をとるが、圧倒的にケト型異性体であることがわかっている。

DNAの二重らせんの発見

DNAがらせん状分子であるという決め手はDNA繊維のX線回折写真である。
クリックはX線結晶学に精通していたことから、以下のように読んだ。

  • DNAはらせん状分子である。
  • 平らな芳香族塩基が繊維方向に重なり合っている。

その後の研究で補足された点はあるものの、大まかにはこの発見がベースとなっている。

まとめると

  • DNAの二本鎖は逆平行で右巻き
  • 塩基はらせんの中心部にある。糖・リン酸基は周辺に来ることでリン酸基の電荷の反発を防ぐ。
  • らせんの表面には幅の違う2つの溝があり、大きい方から主溝、副溝という。

となる。

最後に

シャルガフの法則は一方の鎖の配列が決まれば、もう一方の鎖の配列が決まることから、セントラルドグマの理解に大きかった。
複製はもとより転写、翻訳もこの相補性を利用している面がある。

次はもう一つの核酸であるRNAについて見ていく。

RNA:DNAとは何が違うのか?

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