DNAの複製 – 完全攻略ガイド

はじめに

細胞分裂の前には、遺伝情報を正確に伝えるためにDNAの複製が行われます。「半保存的複製」という特徴的な方法で複製され、元のDNA鎖を1本ずつ受け継ぐことで正確性が保たれています。

詳しい解説

DNAの複製とは

DNA複製は、細胞分裂の前にDNAを複製し、遺伝情報を娘細胞に正確に伝える過程です。細胞周期のS期に行われます。

半保存的複製

DNA複製は半保存的複製という方法で行われます。

半保存的複製の特徴

• DNA二重らせんがほどける
• それぞれの1本鎖を鋳型として使用
• 相補的な塩基が結合し、新しい鎖が合成される
• 結果：新旧1本ずつのDNA鎖が組み合わさる

半保存的複製の意義

• 元のDNA鎖を1本受け継ぐことで正確性を保証
• 複製エラーが起きても元の鎖が残る

DNA複製の流れ

• 開始
• 複製起点からDNA二重らせんがほどける
• ヘリカーゼ（酵素）がらせんをほどく

• 伸長
• DNAポリメラーゼが新しいDNA鎖を合成
• 鋳型鎖に相補的な塩基を結合させる
• 5’→3’方向に合成される

• 終了
• 複製完了
• 2本の二重らせんDNAが完成

DNA複製に関わる酵素

酵素	機能
ヘリカーゼ	DNAらせんをほどく
DNAポリメラーゼ	DNA鎖を合成
プライマーゼ	RNAプライマーを合成
リガーゼ	DNA断片をつなぐ

複製の方向

• DNAポリメラーゼは5’→3’方向にのみ合成できる
• リーディング鎖：連続的に合成
• ラギング鎖：断片的に合成（岡崎フラグメント）

複製の正確性

• DNAポリメラーゼには校正機能がある
• 誤った塩基が入ると、除去して正しい塩基を入れる
• エラー率は約10億塩基に1回程度

絶対に覚えるべきポイント

• 半保存的複製：新旧1本ずつのDNA鎖が組み合わさる
• DNAポリメラーゼ：DNA複製を行う酵素
• 複製の方向：5’→3’方向
• 複製の時期：細胞周期のS期

一問一答

Q1. DNA複製が行われる細胞周期はいつですか？

【答え】 A. S期

S期（Synthesis期）でDNAが複製されます。

Q2. 半保存的複製とは何ですか？

【答え】 A. 新旧1本ずつのDNA鎖が組み合わさる複製方法

元のDNA鎖を1本受け継ぐことで正確性が保たれます。

Q3. DNA複製を行う酵素は何ですか？

【答え】 A. DNAポリメラーゼ

鋳型鎖に相補的な塩基を結合させて新しいDNA鎖を合成します。

Q4. DNA合成の方向はどちらですか？

【答え】 A. 5’→3’方向

DNAポリメラーゼは5’→3’方向にのみ合成できます。

Q5. DNAらせんをほどく酵素は何ですか？

【答え】 A. ヘリカーゼ

二重らせんを1本鎖にほどきます。

国家試験対策問題

問題1（選択問題）

DNA複製の特徴として正しいのはどれか。

a. 全保存的複製

b. 半保存的複製

c. 分散的複製

d. 無秩序的複製

【解答と解説】 正解：b

DNA複製は半保存的複製で、新旧1本ずつのDNA鎖が組み合わさります。

問題2（選択問題）

DNA複製に関与する酵素として正しいのはどれか。

a. RNAポリメラーゼ

b. DNAポリメラーゼ

c. リボヌクレアーゼ

d. プロテアーゼ

【解答と解説】 正解：b

DNAポリメラーゼがDNA複製を行います。RNAポリメラーゼは転写に関与します。

問題3（○×問題）

DNA複製は細胞周期のM期に行われる。

【解答と解説】 正解：×

DNA複製はS期に行われます。M期は分裂期です。

問題4（選択問題）

DNAポリメラーゼが合成できる方向として正しいのはどれか。

a. 3’→5’方向

b. 5’→3’方向

c. 両方向

d. 任意の方向

【解答と解説】 正解：b

DNAポリメラーゼは5’→3’方向にのみDNA鎖を合成できます。

問題5（穴埋め問題）

半保存的複製では、新しいDNA分子は（　　　）本の元の鎖と（　　　）本の新しい鎖から構成される。

【解答と解説】 正解：1、1

新旧1本ずつのDNA鎖が組み合わさります。

まとめ

DNA複製の要点

項目	内容
時期	S期
方法	半保存的複製
方向	5’→3′
主な酵素	DNAポリメラーゼ

DNA複製に関わる酵素

酵素	機能
ヘリカーゼ	らせんをほどく
DNAポリメラーゼ	DNA合成
リガーゼ	断片をつなぐ

#解剖学 #遺伝 #国試対策