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DNAやRNAの核酸塩基の覚え方
薬学部では遺伝子やゲノムの勉強もあり、特に私の母校では1年生の前期であるゲノムは絶対再試に回してはいけない科目と言われてきました。ただこの分野を難しく感じる方もいると思います。今回は核酸塩基についてまとめていきたいと思います。
核酸
核酸とはDNAとRNAの総称です。DNAやRNAについては、また別ページでまとめようと思うので、今回はDNAやRNAについてはよくわからなくていいです。核酸はヌクレオチドを構成単位としています。そしてヌクレオチドは以下のものからできています。
- リン酸
- 糖
- 核酸塩基
このうち糖と核酸塩基の種類によって、色々な核酸の種類ができます。
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核酸の構成する糖
核酸を構成する糖はペントースからなり、RNAの場合はD-リボース、DNAの場合は2-デオキシ-D-リボースとなります。名前の通り、D-リボースが還元されて酸素が抜けたものが、2-デオキシ-D-リボースです。
核酸塩基
核酸塩基はペントースの1位に結合していて、骨格によりプリン塩基とピリミジン塩基にわけられます。プリン塩基にはアデニン(A)、グアニン(G)があります。ピリミジン塩基にはシトシン(C)、チミン(T)、ウラシル(U)があります。まずこれを覚えるゴロですが、
- プリンがピリミジン
- プリン;プリン塩基
- が;GA
- ピリミジン;ピリミジン塩基
勢いで覚えるゴロです。プリン塩基がグアニンとアデニンであることを覚えられれば、残りは消去法でピリミジン塩基を覚える方法になります。
アデニンとグアニンの構造式の覚え方
次にプリン塩基のアデニンとグアニンの違いですが、主にNH2の位置が違います。よく構造式から核酸塩基を答える問題があるので、覚える必要があります。アデニンは6位の位置に、グアニンは7位の位置にNH2があります。これの覚え方ですが、まずアデニンを覚えます。
この記事とかもそうですが、一般的に文字を読むときは左上から読むと思いますが、そこから時計回りにアイウエオカキクとつけます。そうした時にアデニンはアの位置にNH2が来ます。さらに念を押して覚えたい人は
「ア」タマに「ア」ミノ基「ア」デニン!!と呪文のようにとなえると覚えやすいと思います。グアニンは、もう察していると思いますが、「ク」の位置にNH2が来ます。
ウラシル、シトシン、チミンの構造式の覚え方
次にピリミジン塩基を見てみましょう。ウラシルはアミド構造が2つあります。チミンは、ウラシルがメチル化されたものとなっています。ここに着目します。
- アミドアミドウラシルは〜メチル化されてチミンだよ〜
皆さんは浦島太郎の歌(むかしむかしうらしまは〜)は知っているでしょうか?そのリズムに合わせます。これを歌うことで、ウラシルとチミンを覚えることができます。先ほどアデニンとグアニンを覚えたので、消去法でシトシンは選べます。
今回はDNAとRNAについては詳細は述べませんでしたが、糖と核酸塩基との関係をまとめておくと以下のようになります。
- DNA;2-デオキシ-D-リボース。アデニン、グアニン、シトシン、チミン
- RNA;D-リボース。アデニン、グアニン、シトシン、ウラシル
まとめ
- 核酸は、リン酸、糖、核酸塩基からなる
- DNAは、糖が2-デオキシ-D-リボース、核酸塩基はアデニン、グアニン、シトシン、チミンからなる。
- RNAは、糖がD-リボース、核酸塩基はアデニン、グアニン、シトシン、ウラシルからなる。
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- 血液を遠心分離にかけると、血球と血漿にわけられ、血清は血漿の一部ということができます。赤血球は酸素の運搬、白血球は免疫、血小板は血液凝固に関わります。
- セロトニンはトリプトファン、ヒスタミンはヒスチジンから作られる
- セロトニンはトリプトファンから作られます。セロトニンは腸クロム親和性細胞にほとんど存在しています。ヒスタミンはヒスチジンから作られます。ヒスタミンは肥満細胞や好塩基球などに存在しています。
- アンギオテンシン、ブラジキニンの作用
- アンギオテンシンUはレニンなどが関わり作られて、血管収縮作用、アルドステロン分泌などの作用を示します。ブラジキニンを分解するキニナーゼUはアンギオテンシン変換酵素(ACE)と同じです。
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- 糖の代表例としてグルコースをあげて、D体やL体、エピマー(ガラクトース、マンノース)、アノマー(α体、β体)などについてまとめました。
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- ペントースはアラビノース、キシロース、リボースがあります。ヘキソースはグルコース、ガラクトース、マンノース、フルクトースなどがあります。変旋光や還元性に注意が必要です。
- 多糖類、単純多糖と複合多糖
- 単純多糖は1種類の糖からなり、アミロース、セルロース、アミロペクチン、グリコーゲンなどがあります。複合多糖は2種類以上の糖からなり、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、ヘパリンなどがあります。
- グリコーゲンの合成と分解
- グリコーゲンは、UDP-グルコースから作られ、肝臓や筋肉に貯められます。グリコーゲンは、グルコース6-リン酸まで分解された後、肝臓では血糖値の維持、筋肉ではATPの産生に使われます。
- 糖新生の概要
- 糖新生は乳酸、糖原性アミノ酸、グリセロールなどからグルコースが作られます。乳酸、糖原性アミノ酸からはピルビン酸が作られ、不可逆的反応のためぐるっと大回りしてグルコースが作られます。
- タンパク質の高次構造と変性と塩析
- タンパク質は、水素結合などのその他の結合力が働き、一次構造、二次構造、三次構造、四次構造などをとります。タンパク質には変性や塩析などの性質を持ちます。
- 酵素の性質、基質特異性、最適温度、最適pH
- 酵素には、基質特異性、最適温度、最適pHなどの性質があります。アポ酵素に補因子や補酵素が結合して、酵素活性を示すものをホロ酵素と言います。
- 反応速度、ミカエリスメンテン式
- ミカエリスメンテン式が基質が大きい時は、v=Vmaxで頭打ちの曲線を描きます。ミカエリスメンテン式の逆数の式をプロットしたものをラインウィーバーバークのプロットと言います。
- DNAの複製に関わる酵素
- DNAの複製は様々な酵素が関わり、DNAヘリカーゼが二重らせんをほどき、プライマーゼがRNAプライマーを作ります。そこにDNAポリメラーゼが5'→3'方向に岡崎フラグメントを作り、DNAリガーゼでくっつけられます。
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- DNAの変異には、ミスセンス変異、ナンセンス変異、フレームシフト変異などがあり、本来とは異なるタンパク質が作られたり、タンパク質の合成が終わってしまう変異が存在します。
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- DNAはデオキシリボヌクレオチドがホスホジエステル結合でたくさんつながったものです。核酸塩基同士は水素結合でつながっていてアデニンとチミンが水素結合2本、グアニンとシトシンが水素結合3本でつながっています。
- 染色体の構造、クロマチン、ヌクレオソーム、ヒストン
- 染色体はクロマチンがたくさん集まっている。クロマチンはさらにヌクレオソームが連なったものです。ヌクレオソームはDNAがヒストンに巻き付いたものです。
- ヌクレオチドの生合成、denovo経路とサルベージ経路
- ヌクレオチドの生合成はプリンかピリミジンかで異なります。denovo経路は新生経路でサルベージ経路は再利用経路でヌクレオチドの生合成します。
- 転写プロモーター、エンハンサー、サイレンサー、エキソン、イントロンなどのまとめ
- 転写を開始する特定のDNA領域を転写プロモーターという。高める塩基配列をエンハンサー、抑制する塩基配列をサイレンサーという。mRNAにおいて有用な部分をエキソン、不要な部分をイントロンと言う。
- 翻訳の概要、開始コドンと終始コドン
- 開始コドンは、AUGのメチオニンです。終始コドンは、UAA、UAG、UGAの3つです。翻訳ではアミノアシルtRNAによってアミノ酸がリボソームに運ばれて、タンパク質が作られます。
- 遺伝子のクローニングとcDNAライブラリー
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- 補体とは、古典経路、第2経路、レクチン経路のまとめ
- 補体は古典経路、第2経路、レクチン経路などの経路から活性化します。補体が活性化することで、炎症惹起、細胞障害、オプソニン化などの作用をもたらします。
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- 自然免疫とToll様受容体
- 自然免疫は、病原体の発見と初期の防衛を行う免疫で、貪食細胞が関わります。貪食細胞にあるToll様受容体(Toll-like receptor;TLR)は、獲得免疫へとつながります。
- 獲得免疫とMHC
- MHCとは免疫学的な個性を決めるもので、ヒトのMHCはHLAと呼ばれ臓器移植の拒絶反応などに関わる。ヘルパーT細胞のTh1は細胞性免疫に、Th2は体液性免疫に関わる。
- 臓器移植と拒絶反応
- 臓器移植における拒絶反応はHLAによる影響を受けます。拒絶反応は、超急性拒絶反応、急性拒絶反応、慢性拒絶反応の3つにわけられます。
- T型アレルギー、U型アレルギー、V型アレルギー、W型アレルギー
- T型アレルギー、U型アレルギー、V型アレルギーは即時型アレルギーと呼ばれ、W型アレルギーは遅延型アレルギーと呼ばれます。
- 細菌の構造
- 細菌は核様体、プラスミド、リボソーム、細胞膜、細胞壁、鞭毛、線毛、芽胞などからなります。一部の細菌は芽胞を作り、熱、消毒薬、乾燥、紫外線、放射線などに抵抗性を示します。
- 細菌の増殖機構と影響因子
- 細菌は、誘導期、対数期、定常期、死滅期という増殖機構をとります。また水素イオン濃度、温度、酸素分圧、塩濃度などの影響因子によって増殖スピードが変わります。
- グラム染色の手順、グラム陽性菌とグラム陰性菌
- グラム染色は、細菌の細胞壁によって染色が異なり、グラム陽性菌は紫色、グラム陰性菌は赤色に染まります。細菌の細胞壁は厚みの他にも、タイコ酸やリポ多糖などが異なります。
- グラム陽性菌の代表例
- グラム陽性菌の代表例には、ブドウ球菌属、レンサ球菌属、ジフテリア菌、炭疽菌、ボツリヌス菌、破傷風菌、ウェルシュ菌などがあります。特にMRSAが現場では問題になります。
- グラム陰性菌の代表例
- グラム陰性菌の代表例には大腸菌、赤痢菌、サルモネラ属菌、コレラ菌、腸炎ビブリオ、緑膿菌、ヘリコバクターピロリなどがあります。
- ウイルスの構造と増殖
- ウイルスは、コア、カプシド、エンベロープなどの構造があります。ウイルスは、吸着、侵入、脱殻、複製、放出という流れで増殖します。