DNAはどのように複製される?

問題

次のうち、DNAの複製方法のしくみとして正しいものはどれでしょうか?

①保存的複製 ②半保存的複製 ③分散的複製

解説

DNAは細胞分裂を行う前に「複製」され、DNA量が2倍になります。

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それでは、どのようなしくみでDNAは「複製」されるのでしょうか?

実際に複製のしくみが明らかになる前には3つの説が考えられていました。

それが「保存的複製」「半保存的複製」「分散的複製」の3つです。

 

「保存的複製」とは「もとのDNAとは別に新しいDNAがつくられる」方式

「半保存的複製」とは、「2本あるDNAが2つに分かれて、それぞれを鋳型として新しいDNAがつくられる」方式

「分散的複製」とは、「部分ごとにもとのDNAと新しいDNAが入り混じる」方式です。

この中で、「半保存的複製」が正しいことが後に明らかになりました。

それではくわしいしくみを説明します。

 

DNAは「ヌクレオチド」という最小単位で構成されており、それぞれの「ヌクレオチド」は4種類の塩基のうち1つをもっています。

そして4種類の塩基のうち「A(アデニン)とT(チミン)」、「G(グアニン)とC(シトシン)」は磁石とS極とN極のように常に対になっています。

例えば下のように1本目の鎖が「A」ならば2本目は「T」となり、1本目の鎖が「T」ならば2本目は「A」となります。

一本目 ATGCATGC

二本目 TACGTACG

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DNAの複製のときには、まず2本鎖のDNAがほどけて1本ずつとなります。

そして下のように、「A」に対しては「T」、「Tに対してはA」、「Gに対してはC」のように「相補的」な塩基が結合していくことで新しいDNAがつくられていき、2本鎖のDNAが2組できるのです。

服やバッグについているファスナーをイメージしてください。

通常、2本のファスナーがくっついて口が閉まっており、2本のファスナーが離れることで口が開きます。

もし、ばらばらになったそれぞれのファスナーに別の金具がくっつけば2組のファスナーができますね。

そんなことをする人はまずいないので例えとしては不適当かもしれませんが、2本鎖がほどけるイメージは非常によく似ています。

 

一本目  ATGCATGC

新しい鎖 TACGTACG

 

二本目  TACGTACG

新しい鎖 ATGCATGC

 

新しく複製されたDNAも、さらに2つに分かれて次の「複製」の鋳型となることができます。

以上から、正解は②半保存的複製となります。

解答

②半保存的複製