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'''デオキシリボ核酸(-かくさん、DNA: Deoxyribonucleic acid)は、核酸の一種。

DNA はデオキシリボース(五炭糖)とリン酸、塩基 から構成される核酸である。塩基はアデニン、グアニン、シトシン、チミンの四種類あり、それぞれ A, G, C, Tと略す。デオキシリボースの1'位に塩基が結合したものをデオキシヌクレオシド、このヌクレオシドのデオキシリボースの5'位にリン酸が結合したものをデオキシヌクレオチドと呼ぶ。

ヌクレオチドは核酸の最小単位であるが、DNAはデオキシヌクレオチドの高分子である。核酸が構成物質として用いる糖を構成糖と呼ぶが、構成糖にリボースを用いる核酸はリボ核酸 (RNA) という。ヌクレオチド分子は、リン酸を介したフォスフォジエステル結合で連結し、鎖状の分子構造をとる。DNAには方向性があるという。複製の際、DNAポリメラーゼは5'から開始し、3'の合成で終えるからだ。転写のときもこの方向性に従う。(DNA複製参照)

2本の逆向きのDNA鎖は、シャルガフの法則による相補的な塩基 (A/T, G/C) による水素結合を介して、全体として二重らせん構造をとる。塩基の相補性とは、A、T、G、Cの4種のうち、1種を決めればそれと水素結合で結ばれるもう1種も決まる性質である。2つのヌクレオチド鎖が互いの方向に逆となるよう水素結合で結ばれるために二重らせんとなる。この相補的二本鎖構造の意義は、片方を保存用(センス鎖)に残し、もう片方は、遺伝情報を必要な分だけmRNAに伝達する転写用(アンチセンス鎖)とに分けることである。また、二本鎖の片方をそのまま受け継がせるため、正確なDNAの複製を容易に行うことができるため、遺伝情報を伝えていく上で決定的に重要である。さらにまれに起こる損傷の修復にも役立つ(詳しくは二重らせん)。多くの場合、DNAは環状構造をとっている(詳しくは超らせん参照)。

長さは様々で、塩基の対により形成されているため、長さの単位は二本鎖の場合 bp(base pair:塩基対)またはkbp(1kbp=1000bp)、一本鎖の場合 b または nt(base、nucleotide: 塩基、ヌクレオチド)。

◆ DNAの化学的性質

・穏やかな方法で単離されたDNAは白色のフェルト状繊維で、そのナトリウム塩の水溶液は粘性が高く、流動複屈折を示す。これは熱、酸、アルカリに容易に変性し、粘度は低下し、乾燥すると粉末となり、もはや繊維状になり得ない。この変化から分子量は数百万から2万〜3万程度に下がってしまう。この化学組成はアルカリに対しては安定性が高いが、酸には弱く、容易にプリンを遊離する。この変化に伴い、デソキシペントースのアルデヒド基が遊離し、シッフ試薬を赤紫に変色させる。この呈色反応をフォイルゲン反応と呼び、これを利用して、DNAを含む核や分裂中の染色体を赤紫に着色して観察できる。

・DNAの吸光度は塩基によって紫外線260nmを吸収極大としている。この値は、塩基が接近しているほど小さい。塩基が極めて整然と、かつ接近している二本鎖DNAよりも、不規則に配列しているときの一本鎖DNAのほうが光を吸収する力は強い。例えば、A₂₆₀=1,00である二本鎖DNAと同濃度の一本鎖DNAについて、A₂₆₀=1、37である(詳しくはDNAの巻き戻し参照)。

・変性したDNA溶液から、未変性状態のDNA状態と同じDNAを作ることができる(詳しくは再生_(DNA)参照)。

・異なる分子種から得た一本鎖の試料を混ぜて再結合DNAを形成させる手法をハイブリッド形成という。

◆ DNAとRNA

DNAとRNAはともにヌクレオチドの重合体である核酸であるが、両者の生体内の役割は明確に異なっている。DNAは主に核の中で情報の蓄積・保存、RNAはその情報の一時的な処理を担い、DNAと比べて、必要に応じて合成・分解される頻度は顕著である。DNAとRNAの化学構造の違いの意味することの第一は「RNAはDNAに比べて不安定である」。両者の安定の度合いの違いが、DNAは静的でRNAは動的な印象を与える。

◇ 化学構造の相違

DNAとRNAの化学構造の違いの第一は、構成糖が、RNAはリボースで、リボースから2'位の水酸基で酸素が一つ少ない2'-デオキシリボースであることだ。これにより、構成糖の立体配座が異なる。DNAではリボースがC2'-エンド形構造を取ることが多いが、RNAでは2'位のヒドロキシ基の存在により立体障害が生じ、リボースがC3'-エンド型構造を取る。このためDNAはB型らせん構造を取りやすく、RNAはA型らせん構造を取りやすくなるという違いが生じる。この結果RNAのらせん構造は主溝が深く狭くなり、副溝が浅く広くなる。らせん構造についての詳細は、記事二重らせんに詳しい。

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