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2006年4月20日 (木)

【Q】どうしてDNAだけが遺伝子なのか

 先日、コメント欄でgiさんから質問をいただきました。そのうちの前半にお答えしてみたいと思います。

Q: 遺伝に関係している物質は、本当にDNAだけなのでしょうか?それ以外の物質が遺伝に関係している可能性は無いのでしょうか?もし無いとすると、どうしてDNAだけが「選ばれた」のでしょうか?(gi)

A: なかなかよい質問ですね。さすが「身内」だけあります。さて、「遺伝に関係している物質」と言ってしまうとちょっと幅が広くなってしまいますので、遺伝子は本当にDNAというのはDNAだけなのでしょうか、というふうに書き換えさせてもらいます。遺伝子というものの定義にもよるのですが、現時点までに地球上で確認されている遺伝子は核酸だけです。核酸にはDNA(デオキシリボ核酸)とRNA(リボ核酸)があります。地球上のほとんどの生物はDNAを遺伝子として使っていますが、エイズウイルスであるHIVなど一部のウイルスではRNAを遺伝子として使っています。逆にいうと、核酸以外が遺伝子である例は未だに発見されていません。おそらく地球上では核酸以外の物質を遺伝子とする生物が発見されることはないだろうと思われますが、もしも他の星で生命体が発見された場合には核酸以外のものが遺伝子となっている可能性は否定できません。

 では、なぜ核酸が遺伝子として使われるようになったのでしょうか(遺伝子以外の核酸もあります)。遺伝子DNAは二本鎖がからまりあった二重らせんになっていることは「【Q】なんでDNAは二重らせんなの?」で説明してありますのでお読み下さい。そこで書かれたようにDNAの二重らせんは簡単に自分と同じものを複製することができる物質なのです。この同じものが複製されるという性質が親の性質が子どもに伝わる遺伝という現象を保証することになっています。RNAも一時的に二重らせんを作って複製しますが、普段はらせんがほどけた1本鎖の状態になっています。つまりRNAが複製してできたものは、もとのRNAを鋳型としてできたネガフィルムのようなもので、もとと同じものを作るためにはもう一度複製を繰り返さなくてはなりません。こういう手続きの煩雑さとDNAと比べると物質として壊れやすいということから、多くの生物ではDNAを遺伝子として使っていると考えられています。

 地球上に最初に現れた生命体は遺伝子としてRNAを使っていたという説があります。RNAは時として酵素の働きを持つことがあります。我々のからだの中ではほとんどの酵素はDNAの設計図から作られたタンパク質です。RNAが遺伝子DNAと酵素タンパク質の両方の働きをしていた原子生命体が進化するにつれ、遺伝子としてはRNAよりも安定なDNAを使い、酵素などの働く分子としてはRNAよりも効率よく働くタンパク質を使うようになったというストーリーです。RNAだけが働いていた時代をRNAワールドと呼ぶこともあります。もちろん仮説ですが、その時の名残で未だに遺伝子の設計図を読みとる時にRNAを必要としているのという話は、なかなかおもしろいと思いませんか。(栃内)

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2006年4月16日 (日)

【Q】DNAは人間の体重の何パーセントぐらい?(あるいは何グラム?)

 割とありそうな疑問なのですが、最近の本には意外と載っていない情報なのです。川本さんが苦労して探し出してくださるとともに、おもしろいエッセイに仕上げてくれました。お楽しみください。

Q: DNAは人間の体重の何パーセントぐらい?(あるいは何グラム?)(ミヤチチ)

A: 最近流行りの「成分解析 on WEB」で調べてみました。

 それによると、

人間の74%は食塩で出来ています
人間の23%は気の迷いで出来ています
人間の3%はお菓子で出来ています

だそうです。どうやらDNAはかなり少ないようです。冗談はさておき、ちょっと古い本なのですが、『遺伝子についての50の基礎知識 分子遺伝学への招待』(川上正也 講談社ブルーバックスB504 1982年)に以下のように書いてあります。

『私たち人間の細胞核の中に含まれているDNAの量を測定すると、核一個当たりのDNAの重さは、4.8×10-12グラムであった。』

 どのように割り出したのかわかりませんが、これが正しいとして計算してみましょう。
それにはヒトの細胞の数と、ヒトの体重がどれくらいか知らなくてはなりません。

ヒトのすべての細胞の数を実際に数えた人はいませんが、細胞の平均的な大きさと、ヒトの体積の計算などから、約60兆個の細胞からできていると言われています(こちらのサイトもご覧になると大変参考になります)ということで、

4.8×10-12 グラム× 60×1012個=288グラム となります。

 厳密な数字ではありませんが、多いような少ないような量ですね。さらにこれから、厚生労働省のサイトにある、身長・体重の平均値のデータを参考に、体重の何%かを計算してみましょう。平成12年における、20歳以上の日本国籍男子の平均体重は64.5kgですので、体重に占めるDNAの割合は、

288÷(64.5×103)=0.0045 となり、約0.45%とでます。

ということで最終的お答え(笑)は、

人間の74%は食塩で出来ています
人間の23%は気の迷いで出来ています
人間の3%はお菓子で出来ています
人間の0.45%はDNAで出来ています

となります。(川本@おもしろDNA)

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