DNAの複製②（半保存的複製）　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 半保存的複製について講義します。 覚え方「複製をリードするからリーディング鎖。伸びるのが遅くタイムラグがあるからラギング鎖」 ●DNAが複製されるとき、DNAポリメラーゼは5’→3’の方向にヌクレオチド鎖を伸長させる（鎖の3'末端にヌクレオチドを付加する）。 したがって、2本の鋳型鎖の一方では、もとのDNAがほどけていく方向と同じ向きに連続的に新生鎖が伸長する。これをリーディング鎖という。 もう一方の鋳型鎖では、もとのDNAがほどけていく向きと、新生鎖が伸長できる向きが逆となる。そこでは、いくつもの岡崎フラグメントとよばれる短いＤＮＡ断片ができ、その断片がＤＮＡリガーゼという酵素によってつながれながら、不連続的に新生鎖が伸長している。これをラギング鎖という。 ●DNAを扱う問題では、常に５’→３’方向に注目しましょう。 ●５’→３’方向にDNAを伸ばすポリメラーゼが発見されると、これに対応して、３’→５’ 方向にDNAを伸ばすポリメラーゼもすぐに発見されるだろうと思われていた。しかし、自然は、このような当然と思われるやり方をとってはいなかった。精力的な研究が行われたにもかかわらず、３’→５’ 方向にDNAを伸ばすＤＮＡポリメラーゼは見つからなかった（今でも見つかっていません）。自然の仕組みを知る手がかりは、岡崎フラグメントOkazaki fragment（岡崎令治が発見）の発見により得られた。 ●岡崎フラグメントの大きさは、原核生物で１０００～２０００ヌクレオチド、真核生物で１００～２００ヌクレオチド。 ●ラギング鎖は、リーディング鎖に比べて伸長が遅い、つまり伸長にタイムラグがあることからその名が付いた。その原因が「不連続な短いDNA断片をつなげているから」だと示したのが岡崎令治である。 ●岡崎令治は、恒子夫人らの協力を得て、１９６６年、生体内でのDNA合成前駆体である短鎖DNAの生成、伸長、結合を明らかにし、DNAの不連続的複製機構の解明に大きく貢献した。岡崎博士は中学時代に広島郊外で原爆に遭っており、慢性骨髄性白血病となり４４歳で急逝された。 問題：ＤＮＡの複製において、不連続的に合成される方の鎖を何というか。また、その際に生じるＤＮＡ断片を何というか。 答え：ラギング鎖、岡崎フラグメント ＜Q.岡崎フラグメント＝ラギング鎖？…正確には違う。もともと「フラグメント」は「断片」を表す語である。岡崎フラグメントは、ラギング鎖が伸長する際につくられる、「短いDNA断片」を指す。岡崎フラグメントがいくつもつながって、ラギング鎖が伸びていくイメージ。ラギング鎖が発見された時は、どのようにしてラギング鎖が伸びるのかわからなかった（少しリーディング鎖に遅れて[タイムラグがある]合成されることはわかっていた）。やがて、岡崎フラグメント同士がDNAリガーゼで連結されることにより伸びていることが分かった。＞ ●半保存的複製の流れ ① DNAヘリカーゼ（DNAの塩基間の水素結合を開裂する酵素）によって、二重らせんがほどけ、1本鎖になる。 ② 複製起点に、プライマー（「primary＝最初の」が語源）とよばれる短いヌクレオチド鎖が合成される（生体内では短いＲＮＡ鎖がプライマーとなる）。 ＊プライマーの合成はプライマーゼという酵素が行う。DNAポリメラーゼは０からDNAを作り出すことはできず、プライマーを伸長させることしかできない。ＲＮＡでできたプライマーは酵素により後に除去され、ＤＮＡに置き換わる。 ③ 両方の鎖が鋳型になり、DNAポリメラーゼにより新鎖が合成される。鋳型鎖の塩基に相補的な塩基をもつヌクレオシド三リン酸が結合していく。 ＊ヌクレオシド三リン酸＝ヌクレオシドに３個のリン酸が結合したもの。 ＊ヌクレオシドにリン酸が１個以上ついたものをヌクレオチドという。リン酸がいくつ付いているか示すために、ヌクレオシド二リン酸、ヌクレオシド三リン酸などと表現する（ヌクレオチド、と言ってしまうと、その物質が糖＋塩基＋リン酸でできていることはわかるが、リン酸が何個ついているかわからない）。 ＊DNAポリメラーゼ（DNA合成酵素）のはたらきによって、鎖が伸長する（DNAポリメラーゼは、デオキシリボースの３’の炭素に付いた-OHを使って次のヌクレオチドを付加するため、新しい鎖は3’末端方向にしか伸長できない）。 ●DNA複製が開始する染色体上の領域を複製起点（DNA複製開始点）という。 ●一般に、真核細胞のDNAには、複製起点が複数ある。しかし、原核細胞のDNAには、複製起点は１か所しかない。 #DNA #半保存的複製 #高校生物