この記事では、「DNA」という化学物質が生物体内で果たしている役割について、生物学に詳しくない人にもわかりやすく、解説したいです。
前回記事「DNAとはなんぞや。社会との比較もしてみました」と、内容がかぶってしまいますが、もう一度最初から、DNAについての解説から始めます、すみません。自分で内容が納得できなかったので。
きちんとわかりやすく説明できたと思ったら、ブログ記事の回数を重ねるごとに、だんだん話を発展的な内容に深めていって、で、大学でやりたい研究についての話に持ち込んでいきたい。
さて。親と子は似ていることは、はるか昔から知られていましたが、それはなぜなのか、「遺伝」の仕組みが解明されてきたのはそんなに昔のことではありません。結論から言うと、子供は親から「DNA」という化学物質を受け継ぐから、親に似ている大人へと成長するんです。DNAには、身体の設計図データが記録されています。父親にも母親にも似ているのはなぜかと言うと、両親から1セットずつ、計2セット、DNAを受け継ぐからなんですね。
DNAは化学物質ですが、空気中の酸素や窒素などのような小さなものではなく、ものすごく長ーいんです。具体的には、4種類の小さなパーツ、A、T、G、Cがメッチャ並んでくっついてます。で、その配列情報は、3つセットでタンパク質の構成の仕方をそれぞれ指示しています。例えば、AAAとTTTとでは、指定するタンパク質が違います。ウソみたいな話ですが、本当です。より正確には、「アミノ酸」という、タンパク質の構成単位が違ってきます。
で、図書館から本が貸し出され、読まれて、情報が人に伝わっていくように、例えば赤ちゃんがお腹の中で大きくなって、あるタイミングで頭部に目ができる時は、長大なDNA全体の中から、目を作るタンパク質について記載されたDNA部分が選ばれ、読み取られて、クリスタリンというタンパク質、などなどが合成されて、目ができあがっていきます。体の隅々についても、同じことです。また、普段の生活でも、筋トレして筋繊維が傷つき、超回復によってよりたくましく筋肉が大きくなるというのは、DNAの中の、筋肉のタンパク質を記載した部分が大いに読み取られて、たくさん筋肉ができた、ということです。
さて、ここで、DNA情報は、どのように運用されているのか？ということが、問題となります。あまりにも情報量が膨大なので、筋肉の箇所の細胞は筋肉について記載されたDNA部分だけを持っていればいい、だからDNAのその他の部分は失っているはずだ、と、普通ならそう考えちゃいます。しかし、これは間違いで、体中のすべての細胞は、少々例外はあるものの、基本的に、DNA情報の全体を保持しているということが、今までの生物学の研究により確かめられています。具体的には、これは植物の例ですが、ニンジンの実の一部を切り取って培養したところ、また同じニンジンの全体が再生しました。つまり、成長したからといって、DNA情報の一部を失っていくわけではないということです。動物の例も挙げましょう。成長したカエルの腸の細胞からDNAを取り出して、別の種類のカエルの卵細胞に注入したところ、腸の細胞を取り出した種類のカエルへと成長しました。腸という、専門特化した器官の細胞なのにも関わらず、保持しているDNA情報は、一部も失われてはいなかったということになります。だって、ちゃんとしたカエルがまた生まれたわけですから。
もっとも、じゃあ腸じゃなくて、もっと、例えば皮膚とかからDNAを採取しても同じことができるよね？というと、それがなかなか難しい。なんで腸をわざわざ選んだかというと、小腸の上皮細胞というのは、年がら年中栄養分を体内に吸収するところで、消耗が激しい為に、すぐ死ぬ。で、すぐに補充の細胞が再生される。とっても元気な体の部位なんです。だから実験が成功した、とも言える。DNAはすべての細胞で情報の全体が保持されている、ということは、基本、間違いではなさそうですが、例えばテロメアというDNAの最後尾の部分が細胞分裂のたびにだんだん短くなっていって、ここが限界以上に短くなると、その細胞は寿命を迎えて死ぬ、など、いくつかの例外的な事情もあるようです。つまり、DNA情報は、すべての細胞で全く同一、というわけではない。
ちょっと、記事が長くなりすぎてしまうので、今回はここらへんにしておきます。前回記事も、その存在意義はまだあるものと思います。今回記事の方が科学的にはより正確なのでしょうが、前回記事では進化論的な考え方(適者生存の法則)や、DNAと社会の仕組みとの比較の話などにも触れられたので。
次回以降、どういう方針でブログを書き進めていきましょうか。もしかしたら、読者層として生物学に興味のある人にターゲットを絞っていっちゃうかもしれない。生物学にあんまり関心がない人は、もしそうなっちゃったら、ごめんなさい。
