DNAとRNAの違いは?それぞれの機能や特性と構成の差に注目!

こんにちは。岡田です。

「あんたにはお父さんのDNAが流れているからね~」

みたいな話を時々されたり、聞いたりすることはありませんか?

親子が似ているのを「遺伝だね」と言うことがありますが、この「遺伝」を司っているのがDNA(デオキシリボ核酸Deoxyribonucleic Acid)とRNA(リボ核酸Ribonucleic Acid)です。

名前は似ていますが、遺伝情報を保存しているのがDNA、遺伝情報を伝達して処理するのがRNA、とその役割や構造は大きく異なっています。

では、もっと言うと具体的に何が違うのか?ちょっとまとめていきたいと思います。

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DNAとRNAの機能の違い

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DNAはSF映画で良く登場するので耳にしたことがあっても、RNAは耳慣れないかもしれません。

DNAとRNAはともに核酸という物質です。核酸とは生物の細胞の核の中にありますが、発見された当初はどう機能するのかわかりませんでした。

後になって核酸が遺伝情報の伝達やタンパク質の合成に関わっていることが判明したのです。さらに電子顕微鏡を使った研究が進み、DNAは核酸の中で遺伝情報の蓄積・保存を担い、RNAは遺伝情報の処理を担っていることがわかりました。

まさに生物の遺伝を司る根幹物質なのです。

DNAは設計図

よく言われるのは「DNAとは生命の設計図」であるということです。

DNAは後から述べる4種類の化合物(塩基)が並んだ高分子(ポリマー)で、塩基の配列の中に遺伝情報を符号化して格納しています。

そして、このタンパク質の設計図の符号が「遺伝子」で、どの種類のタンパク質をどのぐらい使って身体のどの部分を作るか-などの情報が並んでいます。

生物の体はタンパク質でできているので、タンパク質の設計図の符号(遺伝子)とタンパク質を合成するための符号(発現制御の情報)が必要なのです。

肌の色、目の色、血液型などの形質が親から子に伝わるのは、この「設計図」に書き込まれた情報が伝達された結果です。

地味だけど絶対必要なRNA

DNAという設計図をもとにタンパク質を作るためには助けが不可欠です。その手助けをするのが3種類のRNA。

 

mRNA(メッセンジャーRNA):設計図のコピーを作る。DNAの遺伝情報を信号(アミノ酸配列)として伝える
tRNA(トランスファーRNA):材料の調達。特定の材料(アミノ酸)と結合してリボソームまで運ぶ
rRNA(リボソームRNA):リボソーム(合成に必要な酵素)を構成する

この3つのRNAが揃わないとタンパク質の合成はできません。DNAほどメジャーではありませんが、とても大切な縁の下の力持ちなのです。

DNAとRNAの構造と構成塩基の違い

DNAとRNAは機能だけでなく構造も大きく異なっています。DNAは2本の長い鎖がらせん状に絡まっている2重らせん構造なのに対し、RNAは1本鎖の単鎖構造です。

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この図を見ると「あーこれかあ」と思うかもしれません。ジュラシック・パークのように遺伝子研究をネタにした映画も多いので、どこかで見たことがあるのではないでしょうか。(絵が下手なのはご了承ください)

DNAとRNAの2つの核酸を構成する化学物質(塩基)の種類も異なりますが、その差はなんとたった1つなのです。「え、それだけ?」と言いたくなりますよね。

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構成しているパーツを「塩基(えんき)」というのですが、DNAとRNAではそれぞれの名前も微妙に異なっており、

DNA

  • アデニン
  • シトシン
  • グアニン
  • チミン

RNA

  • アデニン
  • シトシン
  • グアニン
  • チミン

という感じになっています。

英単語の試験で1文字スペルを間違っても「惜しかったぁ、1文字だけなのに」と悔しがる程度でしょう。

しかし、

生物化学の世界ではたった1つの違いは「惜しかった」ではすまされないほどの大きな違いを生みます。コピーミスが致命的に病気の原因になることすらあるのです。

DNAとRNAの働きが全く異なるのも驚きですが、DNAの4つの塩基の並び方の違いが生物の構造から機能、はては個々の特徴までを左右することは驚異ですね!

まとめ

実はDNAの発見は比較的新しく1953年。20世紀最大の発見と言われていますが、たった60年程度の間の遺伝子研究の発展は目覚ましいものがあります。

DNAとRNA、違いはわかりにくいのですが、どちらも生物の生存と遺伝にとってなくてはならないものなので、もう一度ポイントを押さえておきたいと思います。

構成:DNA(デオキシリボ核酸)とRNA(リボ核酸)のどちらも4種類の塩基の組み合わせからなる核酸
構造:DNAは2重らせん、RNAは1本鎖
機能:DNAは生物の遺伝情報を格納し、RNAは遺伝情報の伝達やタンパク質の合成などを担う

 

遺伝の研究はこれからも進んでいきます。今後も生物学・遺伝学・医学・生化学など様々な分野の発展に寄与することでしょう。

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