DNA、染色体、遺伝子発現

ニュースでもテレビの最新犯罪番組でも、私たちは常にDNAについて耳にしています。 しかし、DNAとはいったい何なのでしょうか？ どこで発見されるのでしょうか。 なぜそれが重要なのか？

DNAは染色体に格納されている

私たちの体は、何兆もの細胞からできています。

細胞の核は最も重要な小器官で、ここで私たちのDNA（デオキシリボ核酸）が染色体という構造体にしっかりとパッケージされています。 染色体は、DNA分子とタンパク質からなる長い糸のような構造体です。 細胞分裂の際に、染色体はX字型にしっかりと巻かれ、顕微鏡で見やすくなります。

DNAは遺伝子に組織化される

各染色体はDNA分子でできていますが、DNA分子は実際にどのようなもので、どのようにして情報を格納しているのでしょうか。

DNA分子は、梯子のように2本の鎖に並んだヌクレオチドが、ねじれながら二重らせんを形成しています。

ヌクレオチドは、塩基、糖、リン酸から構成されています。 アデニン（A）、グアニン（G）、シトシン（C）、チミン（T）の4つの塩基は互いに対になっています（AはTと、GはCと）。 私たちの体の成長と発達に必要な情報を提供するのは、この塩基対の順序または配列です。 塩基をアルファベットの文字に見立てると、塩基が一定の順番で並んでいるときに単語ができるとイメージしやすいでしょう。

遺伝子発現

ヒトゲノムの配列が決定されたことにより、ヒトには約 25,000 の遺伝子があることが分かっています。 各遺伝子は、固有のタンパク質 (場合によってはそのタンパク質の多くのバージョン) のための命令を提供します。

遺伝子が細胞内でタンパク質を生成するとき、その遺伝子は「発現」していると言います。 まず、特殊な細胞構造が遺伝子を読み取り、この情報を使ってmRNA（メッセンジャー・リボ核酸）分子の形で分子メッセージを生成します。このプロセスは転写と呼ばれます。 このプロセスを転写と呼びます。その後、mRNA分子は核から細胞の細胞質へと移動します。 リボソームがメッセージを読み取り、遺伝子にコード化された指示と正確に一致するタンパク質を生成する。このプロセスを翻訳と呼ぶ

あなたの体のすべての細胞（配偶子を除く）は同じDNAを持っており、結果として同じ遺伝子を持つことになる。 しかし、すべての遺伝子がすべての細胞で発現するわけではありません。 特定の遺伝子が発現しているとき、この遺伝子は「オン」になっていると言います。

遺伝子がオンであるかオフであるかを決定するのは、非常に特殊で複雑なプロセスです。

遺伝子がオンかオフかを決めるのは、非常に特異で複雑なプロセスです。これは、細胞内外の合図によって制御されており、その結果、私たちの体内で見られるような驚くべき多様性を持つ細胞が生まれるのです。 たとえば、アクチンやミオシンなどの筋肉タンパク質をコードする遺伝子は、筋肉細胞でのみ発現し、体内の他の細胞には存在するにもかかわらず、発現しません。