核酸とは何か？

核酸はすべての生物にとって不可欠であり、すべての細胞の中に含まれている。 核酸には、デオキシリボ核酸 (DNA) とリボ核酸 (RNA) という 2 つの天然型があります。

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核酸は、自然に存在する、モノマーの繰り返しセットであるバイオポリマー (ポリマーを作る) から成り、それが核酸を形成するヌクレオチドを作っているのです。

核酸の構造を理解するには、核酸を構成するヌクレオチドの構造を理解することが重要です。

核酸の構造

ヌクレオチドは結合でつながった3つの部分から構成されています。

リン酸基

リン酸基は、リン原子に4個の負電荷酸素原子が結合したものである。 リボースもデオキシリボースも5個の炭素原子と1個の酸素原子を持っている。 8544>

リボース糖では、2番目と3番目の炭素原子にヒドロキシル基が結合している。

窒素塩基

窒素分子は、他の分子に電子を与え、このプロセスによって新しい分子を作ることができるので、核酸の塩基として機能します。 窒素分子は、炭素、水素、酸素分子と結合して環構造を作ることができます。

環構造には、単環（ピリミジン）と二重環（プリン体）があります。 ピリミジンには、チミン、シトシン、ウラシルが含まれます。 プリン体にはアデニン、グアニンなどがある。

核酸結合

リン、糖、窒素の分子をつなぎ合わせる結合はグリコシド結合とエステル結合と呼ばれています。

エステル結合は、炭素数5の糖の5番目の炭素原子とリン酸基の間に作られます。

これらの結合は単一のヌクレオチドをつなぎ合わせるだけでなく、デオキシリボ核酸（DNA）とリボ核酸（RNA）を形成するポリヌクレオチドを作るヌクレオチドの鎖もつなぎ合わせています。

これらの鎖を作るには、炭素数5の糖の5番目の炭素原子に結合しているリン酸基が、次の炭素数5の糖の3番目の炭素原子に結合することになります。

この鎖の中の糖がリボース糖であれば、RNAの鎖が作られます。

DNAを作るには、RNA鎖は、水素結合と呼ばれる結合で、似ているが逆平行構造を持つポリヌクレオチドに結合します。 この水素結合は、窒素塩基に含まれるピリミジンやプリン体を結合させる。 相補的塩基対形成と呼ばれるプロセスで、グアニンはシトシンに、アデニンはチミンに結合する。

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核酸の機能

核酸の種類は、すべての生物の細胞内で異なる機能を果たします。

DNA

DNAは体内で遺伝情報を格納しコードする役割を担っています。 DNAの構造によって、遺伝情報が親から子へと受け継がれます。

DNAのアデニン、チミン、グアニン、シトシンは、特定の順序（アデニンとチミン、グアニンとシトシン）でしかペアにならないため、細胞が複製するたびに、DNA鎖はヌクレオチドがコピーされるべき順序を指定することができます。

RNA

RNA はタンパク質合成に重要な役割を果たし、DNA に格納された情報の発現を調節して、これらのタンパク質を作る。

• RNAのさまざまな機能には次のようなものがあります：
• 体内で新しい細胞を作る
• DNAをタンパク質に翻訳する
• DNAとリボソームの間でメッセンジャーとして働く
• 体内で新しいタンパク質を作るためにリボソームの正しいアミノ酸を選択できるよう支援する

これらの働きは、さまざまな名前のRNAが担っています。

• Transfer RNA (tRNA)
• Ribosomal RNA (rRNA)
• Messenger RNA (mRNA).

ATP

しかし、すべての核酸が細胞に蓄積される情報の処理に関与しているわけではありません。 アデニン窒素塩基、炭素数5のリボース糖、および3つのリン酸基からなる核酸アデノシン三リン酸（ATP）は、細胞のプロセスのためのエネルギー生成に関与している

3つのリン酸基間の結合は高エネルギー結合であり、細胞にエネルギーを供給している。

エネルギーを供給するために、鎖の最後のリン酸基が取り除かれ、エネルギーが解放されます。 この過程でATPはアデノシン二リン酸（ADP）に変化します。 ATPから2つのリン酸基を取り除くと、アデノシン一リン酸（AMP）の生成に必要なエネルギーが発生します。

ATPは、ミトコンドリアでのリサイクルプロセスによって再び生成され、リン酸基を充電して再び鎖に追加することができます。 また、ATPは細胞の細胞骨格の特性を構築するのに役立ち、細胞の全体的な構造を維持するのに重要です。

特定の身体的機能という点では、ATPは筋肉の収縮に重要な役割を担っています。 これは、心臓が鼓動するときの収縮や、より大きな筋肉群によって行われる動きも含みます。

概要

核酸はすべての生物に必須のもので、DNAとRNAの両方の構成単位となっています。 すべての細胞に存在し、またいくつかのウイルスにも含まれています。 核酸は、細胞の生成、遺伝情報の保存と処理、タンパク質の構築、エネルギー細胞の生成など、非常に多様な機能を有しています。

その機能は異なっていても、DNAとRNAの構造は非常によく似ており、分子構造上のわずかな根本的な違いが両者を区別しています。

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