定義

名詞
複数：核酸
ヌクレ酸、ヌˈクɪ。
リン酸、糖、窒素塩基からなる単量体ヌクレオチドの直鎖からなる複合化合物の一種。

詳細

概要

生体分子とは、生物が作り出すあらゆる分子を指します。 そのため、そのほとんどが有機分子である。 生体分子には、アミノ酸やタンパク質、炭水化物（特に多糖類）、脂質、核酸の4大グループがある。 核酸は、単量体のヌクレオチドが直鎖状につながった複合化合物群のいずれかを指します。 ヌクレオチドは、リン酸、糖、窒素塩基から構成されている。 核酸は、遺伝情報の保存、複製、発現に関与している。 核酸には大きく分けて、デオキシリボ核酸（DNA）とリボ核酸（RNA）があります。 彼は白血球の核から、タンパク質でもなく、糖質でもなく、脂質でもない生体分子を単離することに成功した。 この化合物の酸性の性質は、ドイツの化学者アルブレヒト・コッセル（1853 -1927）によって発見された。 コッセル氏は、アデニン、シトシン、グアニン、チミン、ウラシルという核酸塩基を最初に同定したことでも知られている。 ミーシャーによって発見されたヌクレインは、その後、特にDNAと同定されるようになった。 DNAの二重らせんモデルは、1953年に分子生物学者のジェームス・ワトソン（アメリカ）とフランシス・クリック（イギリス）によって提唱された。 彼らのDNAの二重らせんモデルは、Rosalind Franklin 1920 – 1958とRaymond Gosling 1952によるX線回折像（写真51と呼ばれる）を主な根拠としている。 核酸を構成する各ヌクレオチドは、リン酸、糖（炭素数5）、窒素塩基から構成されています。 核酸中のヌクレオチドの鎖は、3′、5′のホスホジエステル結合で結ばれている。

種類

核酸の主な種類はDNAとRNAの2つである。 DNAは生物の遺伝情報を含む二本鎖の核酸である。 生物の細胞の成長、分裂、機能に不可欠である。 RNAは、一部のウイルスRNAやsiRNAが二本鎖である以外は一本鎖の核酸です。

DNA	RNA
構造	DNA は2本鎖が螺旋状にねじれた、梯子状の構造をしている。 それぞれの鎖はリン酸（PO4）と五炭糖（2-デオキシリボース）が交互に並んでおり、糖の上にはアデニン、チミン、グアニン、シトシンのいずれかの窒素塩基が付着しています。 DNAでは、アデニンはチミンと、グアニンはシトシンと対になっている。 すべてのDNAが二本鎖であるわけではない。 例えば、一群のウイルスは一本鎖のDNAゲノムを有している。	RNAは長い直鎖状のヌクレオチドから構成されている。 各ヌクレオチドユニットは、糖、リン酸基、窒素塩基から構成されている。 DNAとの違いは、糖がリボース（DNAはデオキシリボース）、塩基がアデニン、グアニン、シトシン、ウラシルの4種類であることです。 RNAでは、アデニンはウラシル、グアニンはシトシンと対になっている。 RNAは、ゲノムが二本鎖のRNAからなる一部のウイルスを除き、一本鎖である。
位置	真核生物では、ほとんどのDNAは核小体に、染色体は核の中にある。 全DNAのごく一部はミトコンドリア、葉緑体、細胞質などに存在する。 原核生物とウイルスでは、DNAは細胞質内に存在する。	真核生物では、RNAは核と細胞質内に存在する。 原核生物とウイルスでは、細胞質内に存在する。
機能	DNAは、タンパク質合成の際にアミノ酸の配列をコードするためのヌクレオチドの長いポリマーである。 DNAは、タンパク質やRNAのような細胞成分を構築するのに必要な指示や情報（遺伝子と呼ばれる）を含んでいるので、遺伝子の「青写真」を担っています。	いくつかのウイルスでは、RNAが遺伝物質である。 ほとんどの生物において、RNAは、タンパク質合成（mRNA、tRNA、rRNAなど）、転写後の修飾またはDNA複製（snRNA、snoRNAなど）、遺伝子調節（miRNA、siRNA、tasiRNAなど）に関与している。

共通の生体反応

DNA 複製は、二重らせんの元の（親）DNA 鎖を分離して、それぞれをコピーして新しい（娘）鎖を生成するプロセスである。 この過程は、それぞれの親鎖の1本が保存され、複製が行われた後もそのまま残っていることから、半保存的であると言われています。 DNAの複製には、DNAポリメラーゼなどいくつかの酵素が関与している。 DNA分子の親鎖の1つは、新しく合成された鎖が元の鎖または親鎖と相補的になるように、塩基対形成によって複製される。 つまり、プリン核酸塩基（すなわちアデニンおよびグアニン）とピリミジン核酸塩基（すなわちシトシンおよびチミン）が対になる。 特にアデニンはチミンと対になり、グアニンはシトシンと対になる。 細胞分裂には、DNAの複製が必要である。 有糸分裂の初期（プロフェーズ）と減数分裂の後期（プロフェーズI）では、DNAは複製され、細胞が分裂して同じDNAのコピーを持つ2つの細胞を生み出すための準備となる。 複製後、DNA分子のコピーは校正機構によってチェックされる。

一般的な生物学的反応

DNA は、特定のタンパク質をコードする遺伝情報を担っています。 したがって、タンパク質の翻訳時には、まずRNA（具体的にはmRNA）にタンパク質の遺伝コードがコピーされます。 このように、RNAポリメラーゼという酵素の力を借りて、DNAのコピーをmRNAに作ることを転写といいます。 RNAポリメラーゼはDNAの鋳型鎖を3′→5′と縦断するが、通常はコーディング鎖（鋳型でない鎖）を基準としている。 従って、DNA複製のように、5′→3′の方向に進行する。 原核生物では転写は細胞質で起こるが、真核生物では主に核で起こり、mRNAは翻訳やタンパク質合成のために細胞質へ輸送される。

一般的な生物学的反応

核酸の分解により、プリン、ピリミジン、リン酸、および五糖（D-リボースまたはD-デオキシリボース）が生成されます。 遺伝暗号に変異があると、代謝異常や病気につながる可能性があります。 そのような障害の多くは、機能的であるはずのタンパク質が、それをコードする遺伝子（複数可）の変異により、明らかに生成不足になったり、機能不全になったりすることに起因している。 代謝異常や病気の多くは、遺伝子が世代を超えて受け継がれるため、遺伝性があります。 一方、突然変異もまた、進化上必要なものである。 突然変異は、生物の多様性を増大させ、同様に変化する環境によりよく適応することを可能にする。

補足

派生語

• deoxyribonucleic acid
• ribonucleic acid
• Minus- （英語）

Minus- （英語） Minus- （英語鎖核酸

• 反復配列核酸
• In situ核酸ハイブリダイゼーション

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• 生体分子
• ヌクレオチド
• ヌクレオシド
• 塩基
• 遺伝子
• 染色体
• 核タンパク質

も参照ください。