クエリ: DNAを含有する3種の人間細胞は何ですか
文章: 細胞核 通常、核は細胞に1つある(例外は後述)。核は動物細胞で最大の細胞小器官である。哺乳類の細胞では、核の直径は約 6 μm であり、細胞の総体積の約10%を占める。核の内部の粘性の液体は核質と呼ばれ、その組成は核外の細胞質基質と類似している。外観は、濃密で球形または不定形の細胞小器官である。ある種の白血球細胞、特に顆粒球では、核には切れ込み (lobation) が入っており、二裂、三裂、または多数に分裂した形で存在する。 また、核内には1つ以上の核小体がある。細胞の他の部分(細胞質)とは、核膜と呼ばれる2層の脂質二重膜によって隔てられており、核と細胞質間で物質輸送が行われるときには、核膜に空いた多くの穴(核膜孔)を通って行われる場合が多い。核内には遺伝情報であるDNAのほか、核タンパク質、RNA(リボ核酸)が含まれており、DNAの遺伝情報は核でRNAに転写される。細胞分裂時には、核内のDNAは凝縮し、染色体と呼ばれる棒状の構造をとり、細胞分裂後の2つの細胞に分かれて移動する。このとき、核の表面は二重の核膜で包まれる。その後、それぞれの細胞では、再び核が形成され、染色体が消失、DNAが核内に広がる。 核内には、糸状に連なったDNA分子が結合蛋白質と複合体を構成しながら散らばっており、クロマチン(chromatin)あるいは染色質と呼ばれる。染色質の名前は、ヘマトキシリン染色などの染色を施した細胞を光学顕微鏡で観察すると、核内が濃く染色されることに由来する。クロマチンは大きく2種類に分けられる。
文章: deoxyribonucleic acid deoxyribonucleic acid (不可算) (略語: DNA) 《生物学》デオキシリボ核酸。DNA。 ドイツ語: Desoxyribonukleinsure スペイン語: cido desoxirribonuclico 男性 フランス語: acide dsoxyribonuclique 男性 日本語: デオキシリボ核酸 文章: DNA合成 DNA合成は、デオキシリボ核酸(DNA)分子を自然的または人工的に科学反応により 作り出すことである。DNAは、共有結合と水素結合によって連結されたヌクレオチド単位で構成された高分子であり、繰り返し構造をもっている。DNA合成は、これらのヌクレオチド単位が一緒に結合してDNAを形成するときに行われ、人工的にまたは自然に起こすことができる。ヌクレオチド単位は、窒素塩基(シトシン、グアニン、アデニン、チミン)、ペントース糖(デオキシリボース)、およびリン酸基で構成されている(図を参照)。各ユニットは、そのリン酸基と次のヌクレオチドのペントース糖との間に共有結合が形成されて結合し、糖-リン酸骨格を形成する。ヌクレオチド塩基間に水素結合を形成すると、特定の塩基対(アデニンとチミン、グアニンとシトシン)が自然に生じるため、DNAは相補的な二本鎖構造となっている。 DNA合成にはいくつかの異なる定義がある。それは、DNA複製 = DNA生合成、ポリメラーゼ連鎖反応 (PCR)= 酵素的DNA合成、または遺伝子合成 = 物理的に人工的な遺伝子配列を作成することを指す。それぞれの種類の合成は非常に異なるものの、いくつかの特徴を共有している。ポリヌクレオチドを形成するために結合されたヌクレオチドは、DNA合成の一つの形態であるPCRが起こるためのDNA鋳型(DNAテンプレート)として機能する。DNA複製もまた、DNA鋳型を使用することによって機能し、複製中にDNAの二重らせんがほどけ、新しいヌクレオチドが水素結合するための不対塩基が露出する。ただし、遺伝子合成ではDNA鋳型は必要なく、遺伝子は自発的に組み立てられる。 DNA合成は、すべての真核生物と原核生物、そして一部のウイルスで行われている。DNAの突然変異を避けるために、DNAの正確な合成が重要である。ヒトでは突然変異が癌(がん)などの病気につながる可能性があるため、DNA合成とその生体内での仕組みは、数十年にわたって広範囲に研究が行われてきた。将来的には、これらの研究をもとに、DNA合成に関わる技術を開発し、データ保存に利用することも考えられる。 文章: デオキシリボ核酸 ヌクレオチド及びその結合体であるポリヌクレオチド、DNA、RNAは生物を原料とするほとんどの食品に微量含まれており、魚の白子や動物の睾丸などでは含有率が高い。DNAを摂取すると、体内でいったんヌクレオチドに分解された後、ヌクレオシド3リン酸となり、RNA、DNAを効率的に合成する材料となる。 工業的に効率的に分離するための原料としてサケの白子やホタテガイの生殖巣などが利用されている。 文章: DNA型鑑定 ヒト細胞は2倍体なので、ゲノム(配偶子または生物体を構成する細胞に含まれる染色体の組・またはその中のDNAの総体)あたりは約30億塩基対である。 DNAの塩基配列のうち、同じ塩基配列が繰り返して存在する特殊な「縦列反復配列」と呼ばれる部分を検査し、その繰り返し回数が人によって異なることを利用して個人識別を行う手法が最も一般的であり、世界的に共通した検査法が確立している。2009年現在、同じ型の別人が現れる確率は4兆7000億人に1人とされている。2019年2月28日、警察庁は、新たな検査試薬を導入することを決め、同じDNA型の出現頻度が「4兆7千億人に1人」から「565京人に1人」となり、より精密な個人識別が可能になると発表した。 文章: グルタミン酸ラセマーゼ グルタミン酸ラセマーゼは、murI遺伝子でコードされる細菌の酵素である。この酵素は、細菌の細胞壁合成に必要であることが知られている。実験から、この酵素はラセミ化によってL-グルタミン酸からD-グルタミン酸を合成することによって、細胞壁を組み立てていることが明らかとなっている。D-グルタミン酸は、原核生物の細胞壁において、必須の構成成分であるペプチドグリカン層のモノマーとなる。ペプチドグリカン層は細胞壁の剛性にも関わっている。MurIがグルタミン酸のエナンチオマーの相互変換を触媒する過程は、アロステリック部位に結合して触媒反応を開始させる補因子を必要としない。MurIがグルタミン酸のエナンチオマーをD-グルタミン酸に変換する過程は、2つの段階からなる。第1段階では、基質が脱プロトン化され、アニオンとなる。続いて、基質は再プロトン化される。グルタミン酸が酵素の活性部位に結合すると、ドメインの大きな構造変化が起きる。この変化により、触媒に関与する2つのシステイン残基Cys73とCys184が重ね合わされ、基質の両側に位置する。前述のドメインは対称的であり、この対称性は、このタンパク質が遺伝子重複により進化してきたことを示唆している。この細胞壁生合成の機能により、MurIは抗菌剤としての利用が期待されている。 細胞壁生合成の機能とともに、このタンパク質はジャイレース阻害の機能も独立に持っている。ある種の細菌の持つMurIは、DNAジャイレースのDNAへの結合を阻害し、DNAジャイレースの活性を減少させる。DNAジャイレースがDNAに結合すると、DNAジャイレースはDNAの螺旋をゆるめ、超螺旋の状態にする。これは、細菌細胞の複製に先だって起こるDNA複製に必須のステップである。この過程にグルタミン酸ラセマーゼが存在すると、DNAジャイレースの活性部位を変形させ、DNAに効率的に結合できないようにする。これにより、DNAジャイレースはDNAの螺旋構造をほどくことができなくなる。 MurIのこの機能は、実験的に発見された。DNAジャイレースをMurIと一緒にインキュベートし、DNAのサンプルに加えると、MurIが存在している時に超螺旋活性が阻害された。MurIの細胞壁合成の機能は、このもう一つの機能には直接関わっておらず、独立していた。これは、逆にDNAジャイレースはMurIのラセミ化の作用には影響を及ぼしていないことを意味し、実験でも確かめられている。実験によって、ラセマーゼの基質であるL-グルタミン酸が離れたDNAジャイレース阻害の活性部位に含まれていることが明らかとなり、MurIは2つの機能に対して、2つの異なる活性部位を用いていることが発見された。DNAジャイレース阻害作用は、ラセマーゼの基質が存在しても開始し、全く変わらないことが示された。この発見により、2つの機能は、重なりのない活性部位においてそれぞれ独立に実行され、MurIを真の多機能タンパク質としていることが明らかとなった。ラセマーゼ活性を持たないMurIの変異体が、変異のないMurIと同程度にDNAジャイレース阻害活性を持つことも示された。 文章: ミトコンドリア ミトコンドリア中には、細胞核とは別に、独自のDNAが存在しており、これをミトコンドリアDNA(mtDNA)と呼ぶ。mtDNAは、細胞核とは異なる独自の遺伝情報を持っている。DNA分子の大きさや形状、codeされている遺伝子の数や種類などは、生物種によって大きく異なる。 ただ、通常はGC含量が低く(20-40%)、基本的なmtDNAは、塩基対が数十kb程度のDNAである。mtDNAには、電子伝達系に関わるタンパク質、リボソームRNAやtRNAなど、数十種類の遺伝子がcodeされている。 ヒトを含む脊椎動物のmtDNAは、真核生物の中ではかなり特殊な性質を多く持っており、研究はよく進んでいるものの、安易な一般化は慎まなければならない。 文章: 自然 他の種との競争に敗れた種や変化する環境に順応できなかった種は絶滅していった。化石にはそういった古い種の痕跡も数多く残っている。化石やDNAの研究により、現存する全ての種は最初の原始的生命形態まで系統を遡ることができることが判明している。 原始的植物が光合成の能力を獲得したことで、太陽エネルギーを活用しさらに複雑な生命形態を生み出すことができるようになった。その結果生じた酸素は大気中に蓄積し、オゾン層を形成するようになった。小さい細胞を大きな細胞が取り込むことでさらに複雑な細胞ができ、真核生物が生まれた。細胞群のコロニー内で個々の細胞が役割分担するようになり、真の多細胞生物へと進化していった。オゾン層が危険な紫外線を和らげたことで、生命は陸上へと進出できるようになった。 地球上に出現した最初の生命形態は微生物であり、多細胞生物が出現する約十億年前までは全ての生命形態は微生物だった。微生物の多くは単細胞で、人間の肉眼では見えないほど小さい。真正細菌、菌類、古細菌、原生生物がある。 文章: ラフィド藻 30-100μm程度の比較的大きな単細胞藻類。他の不等毛藻と同様、前鞭毛と後鞭毛の2本の鞭毛を持ち、前鞭毛には管状小毛がある。鞭毛はいずれも長いが、推進力を産んでいるのは進行方向に向かって伸びる前鞭毛である。細胞壁や鱗片などの細胞外被を持たず、細胞膜が露出しているため形態が変化しやすい。眼点はない。 細胞の表層(外質)には多数の円盤型の葉緑体がある。紅藻の二次共生に由来し、4重の膜に囲まれているが、最外膜と核膜との連絡は希にしか認められない。内部にピレノイドが存在する種もある。光合成色素としてはクロロフィルa,c1,c2が含まれる。補助色素としてキサントフィル類を含有するが、生活環境によって色素が異なり、その結果色調も異なる。淡水産の種ではボーケリアキサンチンやヘテロキサンチンなどで、見た目は緑色となる。一方海産の種では若干の例外を除けばフコキサンチンとヴィオラキサンチンを含有し、黄褐色を呈する。 その他、細胞膜の直下にはトリコシスト(Trichocyst、射出装置)やムコシスト(Mucocyst、粘液胞)が存在する場合がある。また微細な脂質の顆粒が散在する種もあり、これは四酸化オスミウムで好染されるため、透過型電子顕微鏡で確認できる。 文章: 遺伝子組換え食品 一部の国では、牛乳生産を増加させるために遺伝子組換えのウシソマトトロピン(rBST、またはウシ成長ホルモンやBGHとも呼ばれる)の投与が承認されている。rBSTはrBST処理をした牛乳に存在する可能性があるが、それは消化器系で破壊され、人体の血流に直接注入されても人体への影響は観察されていない。アメリカ食品医薬品局、世界保健機関、アメリカ医師会、アメリカ栄養士協会、国立衛生研究所は、rBST処理牛の乳製品および肉は人間が摂取しても安全であるとそれぞれ独自に述べている。しかしながら2010年9月30日、第6巡回区連邦控訴裁判所は提出された証拠を分析することでrBGH処理牛の乳と未処理牛の乳との「組成の違い」を発見した。同裁判所はrBGH処理牛の乳にインスリン様成長因子1 (IGF-1) 量の増加があり、牛の泌乳サイクルにおける特定の時点で産生された場合に脂肪含有量が高くてタンパク質含有量が低くなると述べた。そして体細胞数の増加も見られ、これは「牛乳をより急速に酸っぱくさせる」可能性があるとした。 遺伝子組み換え家畜は、人類の消費用に飼育されている牛、羊、豚、山羊、鳥、馬、魚など各種の生物であり、その遺伝子材料 (DNA) は遺伝子工学技術を使って組み換えが行われている。その種には自然発生しない目的の新たな形質を動物に組み入れる、いわゆる遺伝子導入も一部行われている。 オーストラリア・ニュージーランド食品基準を代表者として刊行された2003年の評価書は、陸生家畜種のほか魚や貝といった水生種の遺伝子導入実験も検討した。同評価書は実験に使用された分子技術のほか、動物や製品中の導入遺伝子を追跡する技術および導入遺伝子の安定性に関する問題を検討した。 文章: 生化学 2つのタンパク質が近縁かどうか、換言すれば相同性があるかどうかを判断するために、科学者は配列アラインメントや構造アラインメント(英語版)などの手法を使用する。これらのツールは、関連する分子間の相同性を特定するのに役立ち、タンパク質群の進化パターンを形成する以上の意味を持っている。2つのタンパク質の配列がどの程度似ているかを調べることにより、その構造、さらには機能に関する知識を得ることができる。 核酸は、細胞核に多く存在する生体高分子群の総称であり、すべての生きた細胞やウイルスで遺伝情報の源として使用されている。核酸は、ヌクレオチドと呼ばれるモノマーから構成された、複雑で高分子量の生化学高分子である。各ヌクレオチドは、含窒素複素環塩基(プリンまたはピリミジン)、ペントース糖、およびリン酸基の3つの成分から構成されている。 もっともよく知られている核酸は、デオキシリボ核酸(DNA)とリボ核酸(RNA)の2種類である。これらの生体高分子では、各ヌクレオチドのリン酸基と糖が結合して骨格を形成し、窒素塩基の配列が遺伝情報の保存を担っている。一般的な窒素塩基は、アデニン、シトシン、グアニン、チミン、ウラシルの5種類である。核酸の鎖に含まれる核酸塩基は、水素結合によって互いに結合し、ジッパーのように相補的な窒素塩基の対を作る。アデニンはチミンまたはウラシルと結合し、チミンはアデニンとのみ、シトシンとグアニンとのみ結合する。ことができる。アデニンとチミン、アデニンとウラシルはそれぞれ2つの水素結合を形成し、シトシンとグアニンの間は3つの水素結合を形成する。 文章: DNAバーコーディング DNAに使用される領域は標準化され、多数の配列データベースが利用可能である。また、ほとんどの種や分類群で、種特異的プライマーを利用することなく、短い配列でも、種内変異が少なく種間変異の大きい領域が提案されている(ユニバーサルプライマー)。多くの領域がDNAバーコーディング領域として提唱されているが以下の領域が一般的である。 多くの真核生物はミトコンドリアを持ち、ミトコンドリアDNA (mtDNA) は核に比べると相対的に突然変異率が高い。そのため、原則的にmtDNAは種間では大きな変異があるが種内変異が小さい。しかし、ミトコンドリアは母系遺伝をするため、種間交雑、ボルバキアなどの細胞内共生生物による細胞質不和合等により誤った結果が出る可能性がある。シトクロームオキシダーゼサブユニットI (COI) の648-bp領域がバーコーディング領域として有望視されている。2009年現在、CO1シーケンスのデータベースには58,000種以上の動物の配列が登録されている。 クレスらによると、植物のI遺伝子の進化は動物のシトクロムcに比べはるかに遅いため、ほとんどの植物種への適応は困難である。 文章: 常染色体 常染色体(じょうせんしょくたい)は性染色体以外の染色体のことであり、ヒトの体細胞は22対、44本の常染色体を持つ。常染色体は同じ生物種でも一般に数が多く、中には数百を持つ種もあり、通常アラビア数字あるいはローマ数字で呼ばれる。 どの染色体が何番であるかは本来は大きさ順で決められていたのだが、一部発見時の誤りがあったため実際の大きさとは必ずしも比例しない場合があり、例えばヒトの21番染色体は、22番染色体よりも小さい。 また、内部の遺伝子数と染色体の大きさも比例はせず、下図のように大型の染色体の方が小型のものより遺伝子数が少ない場合もある。 性染色体はX染色体がおよその総塩基対数1億6300万、遺伝子数1098個。Y染色体がおよその総塩基対数5100万、遺伝子数が78個である。 文章: ラミン 動物細胞では、長さと等電点が異なるA型とB型が存在する。ヒトの細胞では3つの異なった調節遺伝子を持つ。 文章: アヒルB型肝炎ウイルス アヒルB型肝炎ウイルス(duck hepatitis B virus;DHBV)とはアヒルB型肝炎の原因となるヘパドナウイルス科アビヘパドナウイルス属(en:Avihepadnavirus)のウイルスの1種。 DHBVは直径40-45nmの小さいDNAウイルスである。ウイルスのエンベロープは宿主細胞の脂質およびウイルス表面抗原(DHBsAg)より形成される。20面体のヌクレオカプシド内にはウイルスの核抗原(DHBcAg)があり、DNAゲノムとウイルスポリメラーゼを取り囲む。ウイルスゲノムは約3000bpの2本鎖環状DNA分子である。ウイルスゲノムには3種類の重複するオープンリーディングフレーム(ORF)が存在する。 ウイルスの宿主細胞への吸着および侵入(en:viral entry)を起こし、ゲノムは翻訳のために核へと移動する。新しいウイルスRNAは翻訳およびタンパク質合成のために細胞質へと移動する。 文章: 小眼球症関連転写因子 小眼球症関連転写因子(しょうがんきゅうしょうかんれんてんしゃいんし、英: microphthalmia-associated transcription factor、MITF)は、ヒトではMITF遺伝子によってコードされるタンパク質である。bHLHe32(class E basic helix-loop-helix protein 32)としても知られる。 MITFは塩基性ヘリックスループヘリックス(bHLH)-ロイシンジッパー(LZ)型転写因子であり、メラノサイト、破骨細胞、マスト細胞など多くの細胞種で細胞系列特異的な経路の調節に関与している。細胞系列特異的とは遺伝子または形質が特定の細胞種のみで発現することを意味する。MITFはこれらの正常な前駆体細胞の生存と生理学的機能に必要なシグナル伝達カスケードの切り替えに関与している可能性がある。 MITFは、TFEB(英語版)、TFE3(英語版)、TFEC(英語版)ともに、bHLH-LZ型タンパク質のサブファミリーである、MiT-TFEファミリーと呼ばれる転写因子ファミリーに属する。これらの因子は、DNAに結合する安定なホモまたはヘテロ二量体を形成する。マウスではMITFをコードする遺伝子はmi遺伝子座に位置し、その標的には、細胞死、DNA複製、DNA修復、有糸分裂、miRNAの産生、膜輸送、ミトコンドリアの代謝などに関与する腫瘍形成促進性因子が含まれる。この遺伝子の変異は、難聴、骨の喪失、小眼球、目や皮膚の色素の不足を引き起こす。ヒトでは、MITFはメラノサイトでの正常なメラニン合成に必要不可欠なさまざまな遺伝子の発現を制御することが知られており、MITFの変異はメラノーマ、ワールデンブルグ症候群、Tietz症候群(英語版)などの疾患の原因となることがある。その機能は、ゼブラフィッシュやXiphophorus属などの魚類を含む、脊椎動物の間で保存されている。