# 生物化学

## 第1講



生物化学B

A　物質　有機化学　（主要な元素：C,N,O,H,P,S）

**生物を作る物質　4種類＋水**
* 核酸 Nucleic Acid (DNA,RNA)
* タンパク質　アミノ酸（20種類）が単量体として重合した高分子
* 糖質　エネルギー源　生物の構造を作る
* 脂質　エネルギー源　生物の構造を作る

核酸とタンパク質がこの生物化学Bの主題（機能）

**真核細胞について**
DNA 遺伝物質で核内に存在する。
細胞膜　水を貯める役割がある。リン脂質の二重膜によって油の中で水を保持する。

**[生物の分類]**

原核生物・・・核がない（核様体というものはあるが核膜はない）
1. 真性細菌　バクテリア　（例：大腸菌）
2. 古細菌（始原菌）アーキア

真核生物・・・核がある(Eukarya：ユーカリア)

染色体(chromosome)の名前の由来は塩基性色素でよく着色された事から名付けられた。

最初はバクテリアとアーキアに分かれその後バクテリアがアーキアと共生した（例：人間の細胞内にあるミトコンドリア）

これ以降真性細菌の例としては大腸菌を用いることとする

## 第2講

### 核酸の構造（3章と24章）
復習「プリント」覚えていない項目

核酸(Nucleic Acid)
細胞の核の中にある酸性物質
DNA,RNA,低分子のヌクレオチド(DNA,RNAのモノマー以外)

この講義ではDNA,RNAをメインで学んでいく

DNA(Deoxyribo Nucleic Acid)デオキシリボ核酸：遺伝物質(記録：情報の格納)
DNA編集：病気の耐性やDNAが一部おかしいのを正常化することができるが倫理的問題がある。

DNAモノマー$\rightarrow$ ポリマー(ssDNA)$\rightarrow$ 2重らせん(dsDNA)
**具体的には**
ヌクレオシドリン酸がホスホジエステル結合で重合した1本鎖DNA(single-standard DNA)が逆平行に並んで二本鎖DNA(double-standard DNA)を形成している。
dsDNAを安定化するのは
1. 塩基対 A=T,G=Cの相補的関係 ワトソンとクリック型の塩基対
2. スタッキング

RNA(Ribo Nucleic Acid)リボ核酸：遺伝物質(ウイルスの一部)、転写・翻訳
といった読み出し（遺伝子の発現）

ヌクレオチド(=DNA,RNAのポリマー)の化学構造

### DNA,RNAの骨格(主鎖)
ホスホジエステル結合でつながった**糖-リン酸結合**(プリントの１項図3.3)

## 第3講

### セントラルドグマ
DNAから情報が読みだされる流れ
1958　クリック：「分子生物学のセントラルドグマ」中心原理＜教理＞
DNA2重らせんモデル（ワトソンとクリック）

DNA:遺伝子、記録（書き換えられない原本）
RNA:（読みだされるコピー）一時的な記録、機能分子
Protein:機能性分子・構造・酵素（触媒）・ペプチド（アミノ酸20種の重合体）

* 遺伝子（塩基配列）⇒タンパク質の設計図（アミノ酸配列）
遺伝子発現≒機能発現
Gene Expression

DNA→RNA　転写 transcription
DNA→Protein　翻訳 translaten
RNA→DNA　（逆転写）
DNA→DNA　複製 duplication

DNA+RNA=核酸

### 複製
母細胞→娘細胞×2（細胞分裂 2^n）
有糸分裂（Mitosis）↔減数分裂（Meiosis）

### DNAゲノム（生物の核にある1セットの情報全部）

原本：機能性分子の設計図（「遺伝子」）の集合
↓ タンパク質のアミノ酸配列（20種類の並び順）
↓ RNAの塩基配列
↓
1つ（～複数）の設計図ごとに読み出す（転写）
↓
全部の遺伝情報が個々の 　RNA
細胞でいるわけではない
必要な情報は時期や組織（場所）によって変わる。（遺伝子発現の制御）

翻訳



【センス鎖とアンチセンス鎖】
転写においてRNA合成の鋳型となったDNA鎖をアンチセンス鎖、鋳型とならなかった方のDNA鎖をセンス鎖という

【演習問題解き方のポイント】
・（192b）って何→塩基数のこと。ちなみにkbは千単位。
・～dsDNAを答えよ→double-strandedDNA、つまり二本鎖分書く必要がある。
・コドンは前方2文字がわかれば後ろの一文字がわからなくてもわかる場合が多い。
CCとか。

## 第四講
セントラルドグマ、半保存的複製、親dsDNAについて

半保存的複製が「半」であるのは娘細胞のなかの半分が古いDNAであり半分が新しいDNAだからである。

半保存的複製か全保存的複製かを同位体を用いて実験したメセルソン・スタールの実験。

## 第五講
DNAの損傷と変性について
遺伝情報に変化が起こり固定されると 変異（mutation）となる
変異は、一般に、アミノ酸配列の変化(コドンが変わるため)に繋がるため重篤となることがある。
（しかし、実際には、ほとんど影響しない変異が多い）
DNA（遺伝情報の変異）：細胞分裂にともない、親と異なる情報が娘細胞に引継がれる
体細胞分裂→ 個体内での遺伝子の変異の定着：癌などの原因
減数分裂 → 生殖細胞への変異の定着 → 累代の子孫への変異遺伝子が伝わる
・したがって、生物には変異が蓄積しない仕組みが備わっている
→ 【修復系】次回（塩基除去修復 BER；ﾇｸﾚｵﾁﾄﾞ除去修復 NER；ﾐｽﾏｯﾁ修復 MMR）
→ 変異の原因：修復系に見逃された DNA の損傷、【校正機能】と MMR に見逃されたﾐｽﾏｯﾁ等

## 第六講
DNA遺伝情報
* 個体の成長（細胞分裂）
* 生殖細胞（配偶子　卵精子）
「正しく」受け継ぐ
DNA塩基配列が変わると変異（mutation）変異体（mutant）
ほとんど影響しないが一部は有害で稀に有益

変異になる前の状態

DNA損傷：DNAの塩基の化学構造が変わり正しいワトソンクリック塩基対から外れる
物理的あるいは化学的変化
主鎖が切れる、塩基対間の距離が伸びる

ミスマッチ：DNA Polの誤り。間違った塩基対A=C、G=T
→変異して定着する前に修復。生物には修復系がある

DNA損傷の例

変異原
* 化学物質（発がん性物質）
* 物理的なもの（紫外線、電離、放射線）

塩基が変化すると塩基対が正しくなくなる

主鎖が切れる
塩基対間距離がずれる

チミン二量体（チミンダイマー）
ピリミジン二量体（ピリミジンダイマー）→修復系（NER）
200~300nmの紫外線を受けてTT（CT,TC,CC）と隣り合うチミンが
光環化反応でシクロブタン環を作る（歪む）


## 第七講
修復系と組み換え