DNAや遺伝子について学ぼう!

遺伝子への旅

このページのテーマは、これ!
遺伝子って、私たちの体のどこにあるの?
このページの内容は、われわれ人間を含めた真核生物にのみ当てはまります。
細菌などの原核生物には当てはまりません。
本日も引き続き、ダン博士にお越しいただきました。今回もよろしくお願いします。
夜露死苦(よろしく)じゃ!
ところで、博士。DNAって、どのくらいの大きさなのでしょうか?もしかして、ヘビくらいの大きさ?もしそうだとしたら、私の体にはヘビみたいなものが、うようよしてるの?キャー!私って、ヘビ女?
君は、ホラー映画の見過ぎじゃな。
えっ?じゃあ、ウナギくらい?キャー!私って、ウナギ女?
・・・き、君はなぜ私の助手になったの?
だって、博士と遊ぶの楽しいんだもん
よろしい。では、ちゃんと説明してあげよう。遺伝子への旅の始まりじゃ。
は〜い

では行くぞ。それ〜、クルクルバビンチョパペッペポ〜ヒヤヒヤドキッチョナ・・・

(注:このホームページの作者と同じ世代なら絶対知ってると思うんだけど・・・)

・・・

は、恥ずかしい。ではまじめに説明を始めよう。まずは、下のアニメーションを見てくれたまえ。

博士、何のことか全然分かりません。

これから、少しずつ説明していこう。

生物の体を構成する最も小さな単位は、細胞と呼ばれるものじゃ。皮膚も筋肉も神経も内蔵も、すべて細胞が集まって出来ておるんじゃ。髪の毛だって、細胞で出来ておるのだぞ。

上のアニメーションでは、右の絵のようなものが細胞じゃ。中の青いボールが、という部分で、この中にDNAがぎっしり詰まっておるんじゃ。

細胞の中には核しかないのですか?

いや、核以外にも下の絵のようなさまざまな細胞小器官と呼ばれるものが入っておる。これらが協調して働くことによって、細胞は活動しているのじゃ。

例えば、核の中にあるDNA上の設計図をもとに、リボソームでタンパク質が作られ、そのタンパク質がゴルジ体で加工・濃縮・包装されるんじゃ。さらにミトコンドリアでは、酸素呼吸によりこれらの生命活動に必要なエネルギーを作っておる。非常によく出来たシステムじゃのぉ。

あれ?核の中の設計図を、どうやってリボソームで使えるのですか?
それは、核の中で設計図のコピーが作られて、核の外に運ばれるからじゃ。詳しいことは、別なページで説明しよう。
ふ〜ん。じゃあ、細胞って、どのくらいの大きさなんですか?
典型的な人間の細胞で、直径約10-5メートルくらいじゃ。つまり、1ミリ(mm)の100分の1くらいの大きさなんじゃ。
とても小さいんですね。ということは、DNAはさらに小さいんですよね?
ところがじゃ、人間の1個の細胞の中のDNAをまっすぐに伸ばすと、なんと約2メートルにもなるんじゃ。それを細胞の核の中に全部しまっているのだから、すごいのぉ。まさに、生命の神秘じゃ!
どのようにして、2メートルもあるDNAを、そんなに小さくまとめることが出来るのですか?

DNAをコンパクトに折り畳んで、凝縮しておるのじゃよ。そして、下の絵のような染色体を形成しておるんじゃ。

(注:このような染色体の形になるのは、細胞分裂の時だけである。通常は核の中で網目状になっているが、説明の都合上このようにしました。)

ちなみに、われわれ人間の場合、1つの細胞の中に46本(23対)の染色体が入っておる。そのうちの半分(23本)は父親由来で、残りの半分(23本)は母親由来なんじゃ。つまり、同じ形質(性質)に関連する遺伝子を、父親由来と母親由来の染色体の両方に持っているんじゃ。これが、遺伝という現象に非常に重要なんじゃ。この遺伝の話も、機会があったら別なページでしよう。

この染色体の中に、DNAはどのようにして折り畳まれているのですか?

基本的には下の絵のようなヌクレオソーム構造を形成しておるのじゃ。下の絵では、紫色の線がDNAを示しておる。そして、黄色のボールは、4種類のヒストンと呼ばれるタンパク質が2個ずつ(計8個)集まった塊じゃ。 DNAはこのヒストンの塊に規則正しく巻き付くことによってコンパクトにまとめられるんじゃ。

ちなみに、このヌクレオソーム構造は、約200塩基対ごとに形成されておる。そして、ヒストンの塊1個に巻き付くDNAはそのうちの147塩基対で、2回転(正確には1と4分の3回転)巻き付いておる。

DNAを目で見ることは出来ますか?

普通は、見えないのぉ。だが、大量のDNAを集めれば、白い糸状のDNAを肉眼で見ることは出来るよ。染色体であれば普通の光学顕微鏡で見ることが出来るが、1本のDNAは普通の光学顕微鏡では見えんよ。ところが、最近の科学技術は非常に進歩しておって、電子顕微鏡を使えば、たった1本のDNAでも見ることが出来るんじゃ。下の写真が、DNAの電子顕微鏡写真じゃよ。いかがかな?

お、美味しそうです。ラーメンみたいに、ずるずると食べれませんかね?
あの〜、話聞いてた?
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