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『岡崎フラグメント』

これは日本人の名前がついた最も有名な生物学用語でしょう。

岡崎フラグメントは、「DNAの複製は両方向に進む」という事実と、「DNA合成は片方にしか進めない」という事実、この二つの矛盾を解決した大きな発見でした。

まぁ両方向とか片方とか言われても分からない方も多いと思うので、まず、DNAの新しい鎖の作り方を説明します プレミアムデラックス オーダーメイドオリジナルカーマット 車種専用タイプ ミニ(BMW) ミニコンバチブル 2016年03月~ 右ハンドル 選べる2カラー ミニコンバチ-3。

DNAは二本の鎖がらせん状になった構造をしています。それぞれ逆さの方向になってくっついているのですが、複製される時は、

1.『DNAヘリカーゼ』というDNAの二本鎖をほぐす酵素が『複製起点』に呼び込まれます。

2.次に、ヘリカーゼによって開かれた塩基配列に、『プライマーゼ』という酵素で『プライマー』という短い“RNA”が付けられます。

3.そして、そのプライマーがDNAを合成する(伸ばしていく)『DNAポリメラーゼ』を呼び込み、ポリメラーゼがプライマーにDNAをつなげて伸ばしていくのです。


ただ、このDNAポリメラーゼは、一方方向にしか進めないのです。

原因はDNAの非対称性です。






DNAは上図のように非対称に連なっていて、DNAポリメラーゼはそれぞれを5’炭素→3’炭素→リン酸→5’炭素→3’炭素→・・・という一方の方向でつなげていきます。(5’とかいうのは炭素の場所を区別する為の数字です。5’は起点から五番目、という意味です。)



DNAは非対称なので伸張はかならずこの向きに進み、逆には進めないのです テルスター【GDEPF】【87/4~91/10】ディクセルブレーキローター【HSタイプ】フロント・リア1台分。

ところが、さっき出した図のように、ヘリカーゼで二本に分けられたDNAの両方ともが同じ方向に複製されていくのです。

明らかに矛盾していますよね。


これを説明したのが岡崎フラグメントです。

岡崎フラグメントというのは小さなDNA断片です。この岡崎フラグメントが発見されたことで、DNAの複製方法が判明しました。


DNAは次のように複製されていたんです。



そう、片方は順調に5’→3’と複製されていき、もう片方は5’→3’をちょっとずつつなげていって鎖を作っていたのです。

これによってDNA複製の両方向性が説明されたわけです。


※プライマーがRNAである理由
疑問に思われた方も多いと思います。

なぜ“DNA”を合成するのにそのはじまりのプライマーはRNAなのか?

初めからDNAにしておけば取り除く手間が省けます。

これは重要なことです。

そして、実はこれは、プライマーが必要な理由と同じです。

なんでわざわざ別個にプライマーなんてものをつける必要があるのでしょうか。普通に作り始めてもよさそうです。

プライマーを用意しなければならない理由は、DNAを初めから正確に作るのは難しいということです。

つまり、最初の断片はミスが多いのです。

そのため、最初のプライマーは取り除いて、その前のプライマーから伸びてきた断片とつなげた方が確実なのです。

取り除くことを考えれば、DNAという“本物”よりもRNAという“”の方が認識しやすくていいのです CRIMSON(クリムソン) CLUB LINEA L747S (クラブリネア L747S) 19インチ 8.5J PCD:112 穴数:5 inset:37 DISK TYPE:LOW カラー:プレミアムホワイトポリッシュ [ホイール1本単位]/H。

ですから、プライマーはRNAのことが多いのです。勿論、DNAでも不可能ではありません。


※DNAの両方向性
また、次の疑問も現れるでしょう。


何故逆方向からも合成できるDNAポリメラーゼを作らなかったのか?

これは、DNAの元となるデオキシリボヌクレオシド三リン酸に原因があります。

DNAをつなげる時にはデオキシリボヌクレオシド「3」リン酸の3→1に分解することで生じるエネルギーを使います。よって、デオキシリボヌクレオシド三リン酸のリン酸がついている方からエネルギーを得る必要があるのです。

だから、後からつけるほうにリン酸がついている方が得で、非対称な為、一方通行なのです。

ただ、勿論、逆向きを作るだけなら可能です。

作ったDNA鎖にリン酸を残しておけばいいのです。

しかし、この場合、まちがって違うものをつけてしまった場合に、修正が難しいのです。

DNAは3つのリン酸をつけたものから2つのリン酸を取って、そこで生じるエネルギーでくっついています。

しかし、1回くっついてしまうと、もうリン酸はなくなってDNA鎖側には再びくっつく能力はなくなってしまうのです。

よって、エネルギーを出す方(=リン酸を3つ持っている方)が新しく付く方でないといけないのです。

そのため、DNAは一方方向からしか作られません。


勿論、頑張れば、可能です。たとえば、リン酸が逆に3つついている物を別に作ったり、先端をリン酸化する酵素を別に作ればいいのです。

ただ、リン酸の位置が二種類あると識別にまた手間がかかりますし、リン酸化する酵素を作るということは余分にエネルギーを使うということです。

それなら、一方方向だけにして逆方向側には岡崎フラグメントを作ればいいのです。



◇参考図書(amazonへのリンクです)
DNA (上) (ブルーバックス)

DNA (下) (ブルーバックス)

DNA複製の謎に迫る (ブルーバックス)


posted by new_world2 at 04:07| Comment(7) | TrackBack(0) | 生命の科学 | |
この記事へのコメント
分子生物学で去年やったのを少し覚えています。たしかラギング鎖のほうでしたね…それぐらいしか覚えてないんですが_| ̄|○
Posted by keizilou at 2005年07月17日 22:57
ラギング鎖の方です。リーディング鎖の方はすいすい進んでくれます。

私も去年やったことはもうさっぱりです。というか、今期やったことも全然覚えてなくて、試験前は0からスタートです・・・。
Posted by new_world at 2005年07月18日 00:34
 さっき生体高分子の勉強やってたら岡崎フラグメントでたわ
何いってるか理解できないで苦労したよぉ
Posted by でび♪ at 2005年07月19日 23:46
岡崎フラグメントの仕組みは簡単。
分からなかったのなら、教官の説明の仕方が悪いんだと思う。

図を描けば一発。
Posted by new_world at 2005年07月20日 02:15
ごめんなさい。
余計なお世話かもしれませんが、間違いを発見してしまいました。
文章はあっているのですが、3つ目の図は赤と青をいれかえる必要があります。

DNAポリメラーゼは5'から3'の方向にしか動けません。
つまり、ポリメライズが5'から3'の方向にされます。
したがって、鋳型となる鎖に対しては3'から5'の方向にDNAポリメラーゼが動くということになります。
この図において複製開始点をそこだとすると赤い矢印のリーディング鎖は3'から5'側へと複製されてしまいます。
リーディング鎖は複製開始点から複製されるので赤い矢印は向きを変えないで上側の鎖を鋳型にしないといけません。
一方、ラギング鎖は複製開始点の方向に岡崎フラグメントをつくりながら動きますが、これはDNAポリメラーゼが5'から3'側にしか動けないためです。
したがって、矢印の向きはそのままで鋳型は下側の鎖となります。
だから、この図でいうと赤と青を入れ替えるということになります。
もしくは鋳型となる黒の線の5'と3'を入れ替えれば大丈夫です。

よくみたら2つ目の下図も同じ間違いをしているみたいです。
これも黒の線の5'と3'を入れ替えれば大丈夫です。
Posted by miya11 at 2005年07月22日 20:15
あ・・・。本当ですね・・・ ウェッズ WedsSports REVSPEC PRIMES 1台分 フロント/リア CX-5 KFEP 16/12~。
下でデオキシヌクレオシド三リン酸の構造で合成方向を説明しているくせに上では逆に進んでいます・・・。
ほんと馬鹿です・・・有難うございます。
『DNAが5→3の順で合成される』を上の方を書く時には『DNAは5→3の順で読まれる』と勘違いしていました・・・全く逆です。決定的なミスですね・・・。

訂正させていただきました。

こういう事があるから生物系の話は怖いんです 。勉強不足で知識の定着が甘いです・・・。

ご指摘、本当に有難うございました。
Posted by new_world at 2005年07月22日 22:03
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