相補性とDNA二重らせん – 完全攻略ガイド

はじめに

DNAの二重らせん構造と塩基の相補性は、遺伝情報の複製と伝達の基本原理です。A-T、G-Cという塩基対の組み合わせは、DNA複製や転写の理解に不可欠な知識です。

詳しい解説

DNA二重らせん構造

DNAは、ヌクレオチドの鎖が2本向き合い、互いの塩基どうしで結合して二重らせん構造を形成しています。

この構造は1953年にワトソンとクリックによって解明され、ノーベル賞を受賞しました。

二重らせんの特徴

• 2本のヌクレオチド鎖が互いに巻きついている
• 反平行（アンチパラレル）：2本の鎖は逆向き（5’→3’と3’→5’）
• 塩基対：内側で塩基同士が水素結合
• 糖-リン酸骨格：外側を形成

相補性とは

相補性とは、決まった塩基の組み合わせのみで結合するという性質です。

DNA内の相補的塩基対

塩基対	結合
A（アデニン）↔ T（チミン）	2本の水素結合
G（グアニン）↔ C（シトシン）	3本の水素結合

この組み合わせ以外では結合しません。

相補性の重要性

1. DNA複製

• 1本の鎖を鋳型として、相補的な塩基が結合
• 正確に同じDNAが複製される

2. 転写

• DNAを鋳型としてmRNAが合成される
• A-U、G-Cの相補的塩基対（RNAではTの代わりにU）

3. 翻訳

• mRNAのコドンとtRNAのアンチコドンが相補的に結合

シャルガフの法則

DNAの塩基組成には以下の法則が成り立ちます。

• A = T（アデニンの数＝チミンの数）
• G = C（グアニンの数＝シトシンの数）
• (A + G) = (T + C)

これは相補性の結果です。

水素結合の数

塩基対	水素結合の数
A-T	2本
G-C	3本

G-C対が多いDNAは、水素結合が多いため安定性が高くなります。

絶対に覚えるべきポイント

• 相補的塩基対：A-T、G-C
• 水素結合：A-T間は2本、G-C間は3本
• シャルガフの法則：A=T、G=C
• DNAは二重らせん構造
• 2本の鎖は反平行

一問一答

Q1. 相補性とは何ですか？

【答え】 A. 決まった塩基の組み合わせのみで結合する性質

A-T、G-Cの組み合わせでのみ水素結合を形成します。

Q2. アデニン（A）と相補的な塩基は何ですか？

【答え】 A. チミン（T）

A-T間は2本の水素結合で結合します。

Q3. グアニン（G）と相補的な塩基は何ですか？

【答え】 A. シトシン（C）

G-C間は3本の水素結合で結合します。

Q4. A-T間とG-C間ではどちらの水素結合が多いですか？

【答え】 A. G-C間（3本、A-Tは2本）

G-C対が多いほどDNAは安定です。

Q5. シャルガフの法則とは何ですか？

【答え】 A. DNAではA=T、G=Cという法則

相補性により、対になる塩基の数は等しくなります。

国家試験対策問題

問題1（選択問題）

DNAの相補的塩基対として正しいのはどれか。

a. A-G

b. A-C

c. A-T

d. T-C

【解答と解説】 正解：c

DNAの相補的塩基対はA-T（アデニン-チミン）とG-C（グアニン-シトシン）です。

問題2（選択問題）

DNA二重らせんにおいて、G-C間の水素結合の数として正しいのはどれか。

a. 1本

b. 2本

c. 3本

d. 4本

【解答と解説】 正解：c

G-C間は3本、A-T間は2本の水素結合で結合しています。

問題3（○×問題）

DNAではアデニン（A）とシトシン（C）が相補的に結合する。

【解答と解説】 正解：×

アデニン（A）はチミン（T）と、グアニン（G）はシトシン（C）と相補的に結合します。

問題4（選択問題）

シャルガフの法則として正しいのはどれか。

a. A = G

b. A = T

c. A = C

d. T = G

【解答と解説】 正解：b

シャルガフの法則により、DNAではA=T、G=Cが成り立ちます。

問題5（穴埋め問題）

DNAの塩基の相補性により、（　　　）と（　　　）、（　　　）と（　　　）が対を形成する。

【解答と解説】 正解：A、T、G、C

A-T、G-Cの相補的塩基対を形成します。

まとめ

相補的塩基対

塩基対	水素結合
A-T	2本
G-C	3本

DNA二重らせんの特徴

特徴	内容
構造	二重らせん
鎖の向き	反平行（アンチパラレル）
塩基対	A-T、G-C
結合	水素結合

覚え方のポイント

「A-T、G-C」の組み合わせを確実に覚えましょう。「ATとGC」のように4文字で覚えると簡単です。水素結合は「G-Cが3本で安定」と覚えましょう。

#解剖学 #遺伝 #国試対策