セントラルなドグマⅡ [生命の誕生＋進化]
今日は、DNAからRNAの生成部分ですね。
図示すると下のようになりますか。
RNAポリメラーゼという酵素がDNAに結合し、DNAの螺旋をほどきDNAの鋳型からRNAを結合させていきます。
(上のGIF画像はDNAの巻が逆かもしれません、ご注意を)
図示すると簡単ですが、うまいことを考えた？ものです。
RNAより、もっと安定しているDNAに遺伝情報を蓄えておき必要な時にその情報を解きほぐし、
利用するのです。
さて昨日、３組のお話をしましたが、遺伝の暗号は３文字で１つのアミノ酸を表します。
通常はここで、６４種の暗号で、２０種のアミノ酸を示すので３文字必要ですと言ったお話なのですが、
本当のところどうなのでしょう。
（１文字が４種あるので４×４×４＝６４種ですね）
ここのところはいろんな方がいろんな解説をしているので、興味的な部分をかいつまんでみましょう。
アミノ酸の数を２０種と仮定すると、１文字が４種では、２文字で１６種しか表現できませんが、
１文字が６種という組み合わせを考えた方がいるのですね。
この場合６×６＝３６種でOKですよね。
この組み合わせの場合、イソグアニンとイソシトシンを加えるとうまくいくそうです。
（アデニン(A)、グアニン(G)、シトシン(C)、チミン(T)＋イソグアニンとイソシトシンの６種）
さらに、１文字が４種のままで４文字で暗号を作ることも可能なのだそうです。
（最大４×４×４×４＝２５６種のアミノ酸を使用できます、実際は開始と停止も入れるので少し少なくなりますね）
いやあ皆さん色々考えるものです。
ひょっとするとそんな遺伝子を持った生物がいるかもしれませんね。
では、このへんで。
Nat Methods. 3:923-929 (2006) .と
生化学 第 87 巻第 1 号（2015) 101-111.からのお話でした。
図示すると下のようになりますか。
RNAポリメラーゼという酵素がDNAに結合し、DNAの螺旋をほどきDNAの鋳型からRNAを結合させていきます。
(上のGIF画像はDNAの巻が逆かもしれません、ご注意を)
図示すると簡単ですが、うまいことを考えた？ものです。
RNAより、もっと安定しているDNAに遺伝情報を蓄えておき必要な時にその情報を解きほぐし、
利用するのです。
さて昨日、３組のお話をしましたが、遺伝の暗号は３文字で１つのアミノ酸を表します。
通常はここで、６４種の暗号で、２０種のアミノ酸を示すので３文字必要ですと言ったお話なのですが、
本当のところどうなのでしょう。
（１文字が４種あるので４×４×４＝６４種ですね）
ここのところはいろんな方がいろんな解説をしているので、興味的な部分をかいつまんでみましょう。
アミノ酸の数を２０種と仮定すると、１文字が４種では、２文字で１６種しか表現できませんが、
１文字が６種という組み合わせを考えた方がいるのですね。
この場合６×６＝３６種でOKですよね。
この組み合わせの場合、イソグアニンとイソシトシンを加えるとうまくいくそうです。
（アデニン(A)、グアニン(G)、シトシン(C)、チミン(T)＋イソグアニンとイソシトシンの６種）
さらに、１文字が４種のままで４文字で暗号を作ることも可能なのだそうです。
（最大４×４×４×４＝２５６種のアミノ酸を使用できます、実際は開始と停止も入れるので少し少なくなりますね）
いやあ皆さん色々考えるものです。
ひょっとするとそんな遺伝子を持った生物がいるかもしれませんね。
では、このへんで。
Nat Methods. 3:923-929 (2006) .と
生化学 第 87 巻第 1 号（2015) 101-111.からのお話でした。
セントラルなドグマ、遺伝子暗号(genetic code) [生命の誕生＋進化]
反応が勝手に進むかどうかは私の妄想として、今日はたんぱく質の合成を見てみましょう。
たんぱく質の合成は、
tRNAにアミノアシルtRNA合成酵素 (aminoacyl-tRNA synthetase)が結合することから始まります。
この酵素は、決まったtRNAに決まったアミノ酸を結合させます。
この決まりは遺伝暗号表に沿って行われています。
アミノ酸が結合したtRNAはmRNAに結合したリボゾーム上へと移動します。
この際mRNAの三つのコード（コドン：codon）と対のものだけが結合できます。
そんなこんなで、結合したtRNA上のアミノ酸は、mRNAのコードに沿って選ばれるというわけです。
このメカニズムがいわゆるセントラルドグマ(central dogma)のきもで、
mRNAはさらに上のDNAの配列をコピーされたものが使用されるのですね。
ところで、ｍRNAはどうして三つのコードなのでしょうね？
（実際にはアデニン (A)、グアニン (G)、シトシン (C)、ウラシル (U) のリボ核酸四種の組み合わせ）
言いかえれば、DNAもどうして三つのコードなのでしょう？
（こちらはアデニン(A)、グアニン(G)、シトシン(C)、チミン(T)のデオキシリボ核酸四種の組み合わせ）
４種が３っつ組合わさるので合計で６４種ってことですね。
ちなみに生命のアミノ酸は２０種でしたでしょうか？
さて、この３つのコードは、遺伝子暗号(genetic code)といって全生物で共通の暗号表となっています。
アミノ酸の方が種類が少ないので、ダブったところがあるのはご愛敬ですよね。
これは全生物で共通らしいのですが、微妙に違っていることがあって、ミトコンドリアや葉緑体では異なっているのだそうです。
下の様な感じですね。(上のGIF動画の黄色い●がコードを示します。左から１、２、３ですね。)
ミトコンドリアや葉緑体は、ほかの生物を取り込んだものとして知られていますので、
より古いコードの可能性もあるのですが、新たに変化したものと考えられています。
しかし面白いことに、下の段には変異がないのですね。
ひょっとすると原始生命体は４つのアミノ酸からなっていたのかもしれませんね。
（すなわち、表の２のコードでのみ形成されていたのかもしれません。）
どうなのでしょう？
今日は、Proc. Jpn. Acad., Ser. B 84 (2008).からのお話でした。
たんぱく質の合成は、
tRNAにアミノアシルtRNA合成酵素 (aminoacyl-tRNA synthetase)が結合することから始まります。
この酵素は、決まったtRNAに決まったアミノ酸を結合させます。
この決まりは遺伝暗号表に沿って行われています。
アミノ酸が結合したtRNAはmRNAに結合したリボゾーム上へと移動します。
この際mRNAの三つのコード（コドン：codon）と対のものだけが結合できます。
そんなこんなで、結合したtRNA上のアミノ酸は、mRNAのコードに沿って選ばれるというわけです。
このメカニズムがいわゆるセントラルドグマ(central dogma)のきもで、
mRNAはさらに上のDNAの配列をコピーされたものが使用されるのですね。
ところで、ｍRNAはどうして三つのコードなのでしょうね？
（実際にはアデニン (A)、グアニン (G)、シトシン (C)、ウラシル (U) のリボ核酸四種の組み合わせ）
言いかえれば、DNAもどうして三つのコードなのでしょう？
（こちらはアデニン(A)、グアニン(G)、シトシン(C)、チミン(T)のデオキシリボ核酸四種の組み合わせ）
４種が３っつ組合わさるので合計で６４種ってことですね。
ちなみに生命のアミノ酸は２０種でしたでしょうか？
さて、この３つのコードは、遺伝子暗号(genetic code)といって全生物で共通の暗号表となっています。
アミノ酸の方が種類が少ないので、ダブったところがあるのはご愛敬ですよね。
これは全生物で共通らしいのですが、微妙に違っていることがあって、ミトコンドリアや葉緑体では異なっているのだそうです。
下の様な感じですね。(上のGIF動画の黄色い●がコードを示します。左から１、２、３ですね。)
ミトコンドリアや葉緑体は、ほかの生物を取り込んだものとして知られていますので、
より古いコードの可能性もあるのですが、新たに変化したものと考えられています。
しかし面白いことに、下の段には変異がないのですね。
ひょっとすると原始生命体は４つのアミノ酸からなっていたのかもしれませんね。
（すなわち、表の２のコードでのみ形成されていたのかもしれません。）
どうなのでしょう？
今日は、Proc. Jpn. Acad., Ser. B 84 (2008).からのお話でした。
集まって、集まって、集まって、かくして生まれた [生命の誕生＋進化]
広がっていった重い物質たちは、やはりその重力により集合していきました。
我々を形作っている物質がファーストスターからのものかは別として、
恒星の中で核融合することによって出来たことは間違いないでしょう。
集合した物質はその量や種類によって様々な星となり、太陽、水星、・・・が形成されます。
そして、我々が住んでいる地球は大きさ、位置、含まれている物質がちょうどよかったために、
生命の生じる土壌（海？）を生まれながらにして持つこととなりました。
（隕石などにより生命が他からやってきたにせよ、この幸運がなければ生物は育たなかったことでしょう）
その後の生命に必要な物質の生成はいろいろなところで述べられていますね。
前にお話ししたDNAの変異と同じく、熱、光、電気・・・ですね。
今一番有力視されているのは、海底の熱水鉱床らしいです。
こんな感じの煙突状の噴出坑から、温泉がわき出ているそうです。
さて、現在の生物はDNAからRNAを複製し、蛋白質を合成し生活をいとなんでいます。
それぞれの反応をつかさどるものが酵素と呼ばれ特徴的な形状をしています。
この酵素たちもまた、DNA上にその構造が記されています。
DNA→RNA(酵素≒リボゾーム)→蛋白(酵素)→DNA→・・・
どこが始まりなのでしょう？？？ まるで、卵が先か？親が先か？みたいですね。
しかし化学反応ですのでどこかに始まりがあるはずって思いません？
試しに酵素がないと反応が進まないのでしょうか？
答えは「進む」でしょうね。
何しろ、酵素が行うのは活性化エネルギーを低くするってことですから。でもすごくゆっくりですけど。
時間はい～っぱいありましたしね。
すると
DNA→RNA。ってことで、生命の始まりはDNAですねって、言いたいところですが・・・
皆さんはレトロウイルスってご存知ですよね。
このウイルスは逆転写酵素っていうものを持っていてRNA→DNAを行うことで一躍有名です。
逆転写酵素って聞いてピンときません？そう酵素なのです。
なのでRNA→DNAってのも自然に反応するのですね。
さらに今のところ確認されていないようですが、同様に蛋白→RNAや、蛋白→DNAってのも出来そうですよね。
結局生命の起源はそのすべてかもしれませんね。
「生命は生まれるべくして生まれた。」のでしょう？
「I was born.」ですね
（化学物質が勝手に反応していった結果だと解釈していますがいかがでしょう●×△）
禅問答みたいでしたね。では。
追加）I was born.って題名の詩がありましたね。いい詩です。ご存知？
我々を形作っている物質がファーストスターからのものかは別として、
恒星の中で核融合することによって出来たことは間違いないでしょう。
集合した物質はその量や種類によって様々な星となり、太陽、水星、・・・が形成されます。
そして、我々が住んでいる地球は大きさ、位置、含まれている物質がちょうどよかったために、
生命の生じる土壌（海？）を生まれながらにして持つこととなりました。
（隕石などにより生命が他からやってきたにせよ、この幸運がなければ生物は育たなかったことでしょう）
その後の生命に必要な物質の生成はいろいろなところで述べられていますね。
前にお話ししたDNAの変異と同じく、熱、光、電気・・・ですね。
今一番有力視されているのは、海底の熱水鉱床らしいです。
こんな感じの煙突状の噴出坑から、温泉がわき出ているそうです。
さて、現在の生物はDNAからRNAを複製し、蛋白質を合成し生活をいとなんでいます。
それぞれの反応をつかさどるものが酵素と呼ばれ特徴的な形状をしています。
この酵素たちもまた、DNA上にその構造が記されています。
DNA→RNA(酵素≒リボゾーム)→蛋白(酵素)→DNA→・・・
どこが始まりなのでしょう？？？ まるで、卵が先か？親が先か？みたいですね。
しかし化学反応ですのでどこかに始まりがあるはずって思いません？
試しに酵素がないと反応が進まないのでしょうか？
答えは「進む」でしょうね。
何しろ、酵素が行うのは活性化エネルギーを低くするってことですから。でもすごくゆっくりですけど。
時間はい～っぱいありましたしね。
すると
DNA→RNA。ってことで、生命の始まりはDNAですねって、言いたいところですが・・・
皆さんはレトロウイルスってご存知ですよね。
このウイルスは逆転写酵素っていうものを持っていてRNA→DNAを行うことで一躍有名です。
逆転写酵素って聞いてピンときません？そう酵素なのです。
なのでRNA→DNAってのも自然に反応するのですね。
さらに今のところ確認されていないようですが、同様に蛋白→RNAや、蛋白→DNAってのも出来そうですよね。
結局生命の起源はそのすべてかもしれませんね。
「生命は生まれるべくして生まれた。」のでしょう？
「I was born.」ですね
（化学物質が勝手に反応していった結果だと解釈していますがいかがでしょう●×△）
禅問答みたいでしたね。では。
追加）I was born.って題名の詩がありましたね。いい詩です。ご存知？
タグ：生命の起源 I was born.
すべては爆発から始まった。ビッグバン (Big Bang) [生命の誕生＋進化]
生命の誕生と宇宙の誕生は切っても切り離せないので、
今日は紙芝居風に始めましょう。
宇宙の始まりの始まりは、謎に満ちています。
しかし大方の人たちによってビッグバンは認められるようです。
多次元空間から縦横前後の３方向に次元が広がります。
これがビッグバンということのようです。
以前は点から始まったと考えられていましたが、ひもから始まったということがだんだんと支持されるようですね。
ようは多次元を少ない次元へと変換するってことで、まあそんな感じって考えていますがどうでしょうか。
（紙を横から見るとまっすぐですよね、２Dも１Dに変換出来るってことですね、同じように３Dを２Dに・・・）
ビッグバンの後は物質が生成されます。
初めはもやもやと水素やヘリウムです。
水素とヘリウムは分布むらに伴って集合していきます。
そしてめでたく初めての星、ファーストスターが誕生します。
この星の内部では核融合により様々な物質が形成されたと考えられます。
以前はかなり大きな星が出来たのだろうと考えられていましたが、
太陽の40倍程度の質量をもった星たちが出来たそうです。
当然この星々は太陽より速い寿命ですからすぐに（といっても億年の単位ですが）超新星爆発を起こします。
そんなこんなで、今私たちを形作っている物質が形成されたというわけですね。
Science 2 December 2011: Vol. 334 no. 6060 pp. 1250-1253.に始まりの星のお話がありますね。
では、今日はこのへんで。
今日は紙芝居風に始めましょう。
宇宙の始まりの始まりは、謎に満ちています。
しかし大方の人たちによってビッグバンは認められるようです。
多次元空間から縦横前後の３方向に次元が広がります。
これがビッグバンということのようです。
以前は点から始まったと考えられていましたが、ひもから始まったということがだんだんと支持されるようですね。
ようは多次元を少ない次元へと変換するってことで、まあそんな感じって考えていますがどうでしょうか。
（紙を横から見るとまっすぐですよね、２Dも１Dに変換出来るってことですね、同じように３Dを２Dに・・・）
ビッグバンの後は物質が生成されます。
初めはもやもやと水素やヘリウムです。
水素とヘリウムは分布むらに伴って集合していきます。
そしてめでたく初めての星、ファーストスターが誕生します。
この星の内部では核融合により様々な物質が形成されたと考えられます。
以前はかなり大きな星が出来たのだろうと考えられていましたが、
太陽の40倍程度の質量をもった星たちが出来たそうです。
当然この星々は太陽より速い寿命ですからすぐに（といっても億年の単位ですが）超新星爆発を起こします。
そんなこんなで、今私たちを形作っている物質が形成されたというわけですね。
Science 2 December 2011: Vol. 334 no. 6060 pp. 1250-1253.に始まりの星のお話がありますね。
では、今日はこのへんで。
放射線で進化？Ⅱ [生命の誕生＋進化]
放射線でDNAが変化するのは疑う余地はありません。
どの程度かについては諸説あるのでここでは深く考えないことにしましょうか？
（どの報告を引用するかによって、それこそどんな見解でも示すことが出来ますので・・・
しかし、おそらく人のDNAを変異する線量は１００ミリシーベルトあたりに落ち着くのでしょうかね）
さて、放射線育種場というのをご存知でしょうか？
（2014年4月1日に依頼照射の再開という見出しがありますね）
ここではガンマ線を照射して農作物の育種（品種改良）を行っています。
したがって、放射線で進化するって言うのは間違いありません。
その他にDNAを変化させるものには紫外線があります。
こちらも浴びすぎると皮膚がんとか・・・ってご存知ですよね。
この紫外線でもDNAが変化するので進化に関わるのでしょう。
これらはガンマ線と同じく光子ですので電磁波ですね。
電波は？どうなのでしょう？？？
前日のアルファ線はヘリウム原子核、ベーター線は電子ですので物質です。
なので、物質の衝突や、放電でもDNAが変化するかもしれません。
例のEPS細胞事件？では温度変化（物質の衝突）で進化？って言うのもどうなのでしょうか？
うーん難しい問題なのでしょうね。
さて、やはりキーワードはDNAの変異ってことなのでしょう。
実際は、DNA変異の殆どが異常となるのですが、そのほんの一部が進化に関わるのでしょう。
追加）いわゆる高等生物にはDNAの修復機能がありますので、
放射線、その他の物理的刺激、化学的刺激に対して非常に強くなっています。
一説によると活性酸素によるDNA損傷は２００ミリシーベルトに匹敵すると言われますので、
その程度の線量では簡単？に修復されてしまいます。
かえって修復能が活性化する事によりその他の病気を治してしまうという報告さえあります。
なので結構、放射線には耐えられるのですね。
しかし、古代の生物はそこまで進化していませんので十分に変異できたのでしょう。
われわれ人間がニュータイプ？とかに進化しないのはそんな理由もあるのでしょう。
どちらかというと人間が意図的に変異させているのです。
では、今日はお話だけですが、この辺で。
どの程度かについては諸説あるのでここでは深く考えないことにしましょうか？
（どの報告を引用するかによって、それこそどんな見解でも示すことが出来ますので・・・
しかし、おそらく人のDNAを変異する線量は１００ミリシーベルトあたりに落ち着くのでしょうかね）
さて、放射線育種場というのをご存知でしょうか？
（2014年4月1日に依頼照射の再開という見出しがありますね）
ここではガンマ線を照射して農作物の育種（品種改良）を行っています。
したがって、放射線で進化するって言うのは間違いありません。
その他にDNAを変化させるものには紫外線があります。
こちらも浴びすぎると皮膚がんとか・・・ってご存知ですよね。
この紫外線でもDNAが変化するので進化に関わるのでしょう。
これらはガンマ線と同じく光子ですので電磁波ですね。
電波は？どうなのでしょう？？？
前日のアルファ線はヘリウム原子核、ベーター線は電子ですので物質です。
なので、物質の衝突や、放電でもDNAが変化するかもしれません。
例のEPS細胞事件？では温度変化（物質の衝突）で進化？って言うのもどうなのでしょうか？
うーん難しい問題なのでしょうね。
さて、やはりキーワードはDNAの変異ってことなのでしょう。
実際は、DNA変異の殆どが異常となるのですが、そのほんの一部が進化に関わるのでしょう。
追加）いわゆる高等生物にはDNAの修復機能がありますので、
放射線、その他の物理的刺激、化学的刺激に対して非常に強くなっています。
一説によると活性酸素によるDNA損傷は２００ミリシーベルトに匹敵すると言われますので、
その程度の線量では簡単？に修復されてしまいます。
かえって修復能が活性化する事によりその他の病気を治してしまうという報告さえあります。
なので結構、放射線には耐えられるのですね。
しかし、古代の生物はそこまで進化していませんので十分に変異できたのでしょう。
われわれ人間がニュータイプ？とかに進化しないのはそんな理由もあるのでしょう。
どちらかというと人間が意図的に変異させているのです。
では、今日はお話だけですが、この辺で。
タグ：放射線
アルファ、ベータ、ガンマ、放射線で進化？ [生命の誕生＋進化]
進化の原動力はいろいろあるのでしょうが、突然変異が関係していることは間違いないでしょう。
突然変異の原因は・・・
放射線が関係しているのでしょうか？
放射線は例の事故で話題になりましたがいつでもどこでも飛んでいます。
普通、放射線は目にすることは出来ないのですが、特殊な装置？を使うと目に見えるように出来ます。
よく知られている霧箱(cloud chamber)です。
上は放射線が飛んでいる様子のGIF画像ですね。
濃い白いのがアルファ線で、細い線がベータ線、あるいはミュー粒子？とのことです。
まっすぐのがミューでしたでしょうか？
この箱は建物の中に置いてあるのですが、
みているといたる所から飛んでくるのが解ります。
こちらに作り方がありました。ご興味がある方はどうぞ。
当然、体を通りぬけているものがあるでしょうから、ガンの原因っていうこともあるのかもしれませんね、全く痛みも感じませんので解りませんが。
アルファ線は色が濃いので力が強いってのが実感できるでしょうかね？
ではまた。
突然変異の原因は・・・
放射線が関係しているのでしょうか？
放射線は例の事故で話題になりましたがいつでもどこでも飛んでいます。
普通、放射線は目にすることは出来ないのですが、特殊な装置？を使うと目に見えるように出来ます。
よく知られている霧箱(cloud chamber)です。
上は放射線が飛んでいる様子のGIF画像ですね。
濃い白いのがアルファ線で、細い線がベータ線、あるいはミュー粒子？とのことです。
まっすぐのがミューでしたでしょうか？
この箱は建物の中に置いてあるのですが、
みているといたる所から飛んでくるのが解ります。
こちらに作り方がありました。ご興味がある方はどうぞ。
当然、体を通りぬけているものがあるでしょうから、ガンの原因っていうこともあるのかもしれませんね、全く痛みも感じませんので解りませんが。
アルファ線は色が濃いので力が強いってのが実感できるでしょうかね？
ではまた。
タグ：放射線 cloud chamber
