【生物基礎】塩基とアミノ酸の関係を解説

遺伝子はタンパク質の設計図である

ビードルとテータムによるアカパンカビの実験によって、

「遺伝子はタンパク質の設計図」だということがわかった。

では、DNAはどのようにタンパク質を設計しているのだろうか？

DNAの構成単位であるヌクレオチドは４種類の塩基を持っている。

その結果、出来るヌクレオチドも４種類だ。

この４種類の組み合わせで、タンパク質を作らなければならない。

タンパク質は２０種類のアミノ酸によって出来ている。

２０種類のうち何種類を何個使ってタンパク質を作るかは、

それぞれのタンパク質によって違うのだが、

「２０種類全て使ってつくるタンパク質」でも作れるようにしておく必要がある。

つまり、４種類の塩基の組み合わせで、２０種類のアミノ酸を表現できなければならない。

４種類の文字で、２０種類を表現する

そんなことが可能なのだろうか？

だって、４種類しかないのだ。

試しに、（例その１）として、「１つの塩基で１つのアミノ酸を表現する」としてみる。

すると、

「A」があったら「アミノ酸A」

「T」があったら「アミノ酸T」

「G」があったら「アミノ酸G」

「C」があったら「アミノ酸C」

を表現すると考えることができる。

しかし、どうだろう。

これでは表現することが出来るアミノ酸はたったの４種類。まったく２０種類には届いていない。

ここで、ある種の思考の転換をしてみる。

「１つの塩基で１つのアミノ酸を表現」してうまくいかなかったのだから、

「２つの塩基で１つのアミノ酸を表現」に変えてみる。

すると、「AA」だったら「アミノ酸A」、「AT」だったら「アミノ酸B」というように、

その組み合わせは４通り×４通りの１６通りとなる。

実際に書き出してみると

AA　AT　AG　AC　TT　TA　TG　TC　GG　GA　GT　GC　CC　CA　CT　CG

の１６通りだ。

まだ、２０種類には届かない。だが、考えの方向性はこれでよさそうだ。

塩基３つの並びで、１個のアミノ酸を

では、ここまで来たらもうチェックメイトの目前だ。

「２つの塩基でアミノ酸１つを表現」では足りないのならば、

「３つの塩基でアミノ酸１つを表現」してやればいい。

「AAA」だったら「アミノ酸A」、「AAT」だったら「アミノ酸B」というように。

このパターンは４通り×４通り×４通りで６４パターンとなる。

（これを書き出すのはご勘弁。紙とペンを使って実際にやってみても良いかもしれない。）

６４パターン。

これはアミノ酸の２０種類を十分にカバーしている。

実際に、生物はこのように塩基を３つの並びとして遺伝暗号を形成している。

それは続いての「転写・翻訳」の分野にて、「コドン」として登場する。

何故コドンは、３つの塩基の並びで定義されるのか？

もう皆さんはわかるだろう。

３つないといけないのだ。

１つと２つではアミノ酸をカバーすることが出来ないのだから。

以上。

勉強頑張ってくださいね。

いつでも応援しています。