DNA の構造 · DNALab

写真 51 番

1952 年、フランクリンは細い繊維に引きのばした DNA に X 線を当て、有名な写真 51 番を撮影した。「X」字形の十字で、上下に強い斑点がある。

右のフィルムの左半分は、あなたが設定したらせんから計算した回折像、右半分は実測像である。ピッチ、1 回転あたりの塩基対数、半径、鎖の数を調節して左右を一致させよう——ワトソンとクリックのように、写真から DNA の形を読みとれる。

X 字形は DNA がらせんであることを示し、上下の強い斑点は隣り合う塩基対の間隔 0.34 nm に対応し、X の開き角からピッチと直径がわかる。

DNA モデルをつくる

DNA の基本単位はデオキシヌクレオチドで、リン酸、デオキシリボース、含窒素塩基が 1 分子ずつからなる。左の鎖 I はできているので、まずデオキシヌクレオチドを 1 つ組み立て、次にもう 1 本の鎖を完成させよう。

2 本の鎖の塩基は相補的塩基対形成のきまりにしたがって水素結合でつながる：A は T と、G は C と対になる。わざとまちがえてみよう——プリンどうしは広すぎ、ピリミジンどうしは狭すぎる。

最後に鎖 II の向きを決め、「はしご」を右巻きの二重らせんにねじる。

DNA 二重らせんの構造

DNA は 2 本の逆平行なデオキシヌクレオチド鎖がねじれた二重らせんである。デオキシリボースとリン酸が交互につながって外側に並び、基本骨格をつくる。塩基は内側に並び、2 本の鎖の塩基が水素結合で塩基対をつくる。

モデルは X 線結晶構造（PDB 1BNA）から生成している。塩基対をクリックすると水素結合が見える：A–T 間は 2 本、G–C 間は 3 本。

右側で配列を書きかえると、読み取り値がシャルガフの規則をその場で確かめる：A = T、G = C、プリンの数 = ピリミジンの数。

確認テスト

3 つの課題をふり返り、下の選択問題に答えよう。