核酸とその機能について学ぶ

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核酸は、生物が遺伝子情報をある世代から次の世代に伝達することを可能にする分子です。これらの高分子は、形質を決定し、タンパク質合成を可能にする遺伝情報を保存します。

重要ポイント: 核酸

• 核酸は、遺伝情報を保存し、タンパク質の生産を可能にする高分子です。
• 核酸には、DNAとRNAが含まれます。これらの分子は、ヌクレオチドの長い鎖で構成されています。
• ヌクレオチドは、窒素塩基、五炭糖、およびリン酸基で構成されています。
• DNA は、リン酸-デオキシリボース糖骨格と、アデニン (A)、グアニン (G)、シトシン (C)、およびチミン (T) の窒素塩基から構成されます。
• RNA には、リボース糖と窒素塩基 A、G、C、およびウラシル (U) があります。

核酸の 2 つの例には、デオキシリボ核酸 (としてよく知られている) が含まれます。 DNA ）およびリボ核酸（としてよく知られている RNA ）。これらの分子は、共有結合によって一緒に保持されたヌクレオチドの長い鎖で構成されています。核酸は、 核 と 細胞質 私たちの 細胞 .

核酸モノマー

ヌクレオチドは、窒素塩基、五炭糖、およびリン酸基で構成されています。 OpenStax/ウィキメディア・コモンズ/CC BY-SA

核酸 で構成されています ヌクレオチド モノマー 一緒にリンクされています。ヌクレオチドには次の 3 つの部分があります。

窒素ベース 5炭素（ペントース）糖 リン酸基

窒素塩基 プリン分子 (アデニンとグアニン) とピリミジン分子 (シトシン、チミン、ウラシル) が含まれます。DNA では、5 炭素糖はデオキシリボースですが、リボースは RNA ではペントース糖です。ヌクレオチドが結合してポリヌクレオチド鎖を形成します。

それらは、一方のリン酸と他方の糖の間の共有結合によって互いに結合されています。これらの結合はホスホジエステル結合と呼ばれます。ホスホジエステル結合は、DNA と RNA の両方の糖リン酸骨格を形成します。

で起こることに似ています タンパク質 と 炭水化物 モノマー、ヌクレオチドは脱水合成によって結合されます。核酸脱水合成では、窒素塩基が結合し、その過程で水分子が失われます。

興味深いことに、一部のヌクレオチドは「個々の」分子として重要な細胞機能を果たします。最も一般的な例は、アデノシン三リン酸または ATP 、多くの細胞機能にエネルギーを提供します。

DNA の構造

DNA は、リン酸-デオキシリボース糖骨格と、アデニン (A)、グアニン (G)、シトシン (C)、およびチミン (T) の 4 つの窒素塩基で構成されています。 OpenStax/ウィキメディア・コモンズ/CC BY-SA

DNA は、すべての細胞機能を実行するための指示を含む細胞分子です。とき 細胞分裂 、その DNA は 1 つからコピーされて渡されます 細胞 次の世代へ。

DNAは次のように編成されています 染色体 そして、 核 私たちの細胞の。これには、細胞活動のための「プログラムによる指示」が含まれています。生物が子孫を作るとき、これらの指示は DNA を通じて受け継がれます。

DNA は通常、ねじれのある二本鎖分子として存在します。 二重らせん 形。 DNA は、リン酸-デオキシリボース糖骨格と 4 つの窒素塩基で構成されています。

• アデニン (A)
• グアニン (G)
• シトシン (C)
• チミン (T)

二本鎖 DNA では、アデニンはチミン (A-T) とペアになり、グアニンはシトシン (G-C) とペアになります。

RNA の構造

RNA は、リン酸-リボース糖骨格と窒素含有塩基のアデニン、グアニン、シトシン、ウラシル (U) で構成されています。 クリップ/ウィキメディアコモンズ

RNA は タンパク質の合成 .に含まれる情報 遺伝コード 通常、DNA から RNA に渡され、結果として得られる タンパク質 . RNAにはいくつかの種類があります。

メッセンジャー RNA (mRNA)の間に生成された DNA メッセージの RNA 転写物または RNA コピーです。 DNA転写 .メッセンジャーRNAは 翻訳されてタンパク質になります。 トランスファー RNA (tRNA)立体的な形状をしており、タンパク質合成におけるmRNAの翻訳に必要です。 リボソーム RNA (rRNA) のコンポーネントです。 リボソーム また、タンパク質合成にも関与しています。 マイクロRNA（miRNA）) は、調節を助ける小さな RNA です。 遺伝子 表現。

RNA は、最も一般的には、リン酸-リボース糖骨格と窒素含有塩基のアデニン、グアニン、シトシン、およびウラシル (U) で構成される一本鎖分子として存在します。 DNA 転写中に DNA が RNA 転写物に転写されると、グアニンはシトシンと対になり (G-C)、アデニンはウラシルと対になります (A-U)。

DNA および RNA 組成

この画像は、一本鎖 RNA 分子と二本鎖 DNA 分子の比較を示しています。 スポンク/ウィキメディアコモンズ/ CC BY-SA

核酸 DNA と RNA は組成と構造が異なります。相違点は次のとおりです。

DNA

窒素塩基:アデニン、グアニン、シトシン、チミン五炭糖：デオキシリボース構造：二本鎖

DNA は通常、三次元の二重らせんの形で見られます。このねじれた構造により、DNA がほどけることが可能になります。 DNA複製 そしてタンパク質合成。

RNA

窒素塩基:アデニン、グアニン、シトシン、ウラシル五炭糖：リボース構造：一本鎖

RNA は DNA のような二重らせんの形をとることはありませんが、この分子は複雑な 3 次元形状を形成することができます。これは、RNA 塩基が同じ RNA 鎖上の他の塩基と相補的なペアを形成するために可能です。塩基対形成により、RNA が折り畳まれ、さまざまな形状が形成されます。

その他の高分子

• 生体高分子 : 小さな有機分子が結合して形成される巨大分子。
• 炭水化物: 糖類または糖類およびそれらの誘導体が含まれます。
• タンパク質 : アミノ酸モノマーから形成される高分子。
• 脂質 : 脂肪、リン脂質、ステロイド、ワックスなどの有機化合物。