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核酸の機能と構造:DNA(デオキシリボ核酸)とRNA(リボ核酸)はどう違う?

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核酸

核酸(Nucleic acid)は生物が遺伝子情報を一世代から次の世代へ受け継がせることを可能にする分子です。核酸には、デオキシリボ核酸(DNA)リボ核酸(RNA)の2種類があります。それぞれ、どのような構造で、どのような機能を持っているのでしょうか。

核酸はヌクレオチドが結合してできる

 

核酸は結合したヌクレオチドモノマーで構成されています。ヌクレオチドは、窒素塩基、五炭糖、リン酸基の3つのパーツを含んでいます。ヌクレオチドはポリヌクレオチド鎖を形成する為に結合されます。ヌクレオチドは1つのリン酸塩と1つの糖が共有結合によりお互いを結合します。これらの結合は、”ホスホジエステル結合”と呼ばれています。ホスホジエステル結合はDNAとRNA両方の糖-リン酸主鎖を形成します。同じことがタンパク質と炭水化物モノマーにも起こり、ヌクレオチドが脱水合成を通してお互いに結合します。核酸の脱水合成で、窒素塩基はお互いに結合し、水分子はプロセスの間になくなります。

 

デオキシリボ核酸(DNA)

 

DNAは全ての細胞機能のパフォーマンスの為の指示を含む細胞分子です。細胞が分かれると、そのDNAはコピーされ、一つの細胞世代から次の世代へと受け継がれます。DNAは染色体に構成され、わたしたちの細胞の核に存在します。そして”プログラムによる指示”を含んでいます。生物が子を産むと、これらの指示がDNAを通して子に受け継がれます。DNAは通常、ねじれた二重らせん形状の二本鎖分子として存在しています。DNAはリン酸-デオキシリボース糖主鎖と、4つの窒素塩基である、アデニン(A)、グアニン(G)、シトシン(C)、チミン(T)で構成されています。二本鎖DNAでは、アデニンとチミン(A-T)がペアで、グアニンとシトシン(G-C)がペアになっています。

 

リボ核酸(RNA)

 

RNAはタンパク質の合成に必要です。遺伝コードに含まれる情報は通常DNAからRNAへ伝達されます。RNAにはいくつかの異なる種類があります。メッセンジャーRNA(mRNA)は、DNA転写の間に生成されるDNAメッセージのRNA転写物またはRNAコピーです。メッセンジャーRNAは、タンパク質を形成するために変換されます。転移RNA(tRNA)は、三次元形状をしておりタンパク質合成においてmRNAの変換の為に必要です。リボソームRNA(rRNA)はリボソームの構成要素でタンパク質合成にも関係しています。マイクロRNA(miRNA)は、遺伝子発現を管理するのを助ける小さなRNAです。RNAは通常一本鎖分子として存在しています。RNAはリン酸-リボース糖主鎖と窒素塩基であるアデニン(A)、グアニン(G)、シトシン(C)、ウラシル(U)で構成されています。
DNAがDNA転写の間、RNA転写物に写されるとき、グアニンはシトシン(G-C)と、アデニンはウラシル(A-U)とペアなります。

 

DNA

 

DNAとRNAの構成の違い

 

DNA

窒素塩基:アデニン(A)、グアニン(G)、シトシン(C)、チミン(T)

五炭糖:デオキシリボース

 

RNA

窒素塩基:アデニン(A)、グアニン(G)、シトシン(C)、ウラシル(U)

五炭糖:リボース

 

まとめ

 

核酸は、DNAとRNAの2種類があり、窒素塩基、五炭糖、リン酸基の3つのパーツを含むヌクレオチドで構成されていることが分かりました。核酸は体内でも作られますが、サプリメントで摂取したり、食品から核酸の材料を摂取したりすることで作られます。核酸の材料はどのような食品に含まれているのかを次回は調べたいと思います。




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