ダイエット高等学校・生理学（遺伝子）

「遺伝子でＤＮＡとかいじくると食べても、痩せたたままでいられるじゃん」とか
「遺伝子の技術で痩せる薬ができるかもしれないよ」とか
「肥満って、倹約遺伝子、肥満遺伝子、ベータアドレナリン受容体とかが関係するみたいだけど、遺伝子って何？」

　なんて、疑問に思った時、遺伝子とかＤＮＡについて知っておくのも、ダイエットをする上で役に立つと思います。

※１　遺伝子はおおまかには解析されているみたいですが、「遺伝子のこの部分が足のつめと関係している。」みたいに、体の隅々まで詳しくは解明されてないみたいで、詳細は解析中だそうです。

※２　遺伝子が完全に解析されると痩せる薬はできるかもしれません。でも、あらたな問題として「この人はすぐ太るから結婚できない」といった、遺伝子差別が起こる可能性が出てくるそうです。

　ダイエットをするにあたって避けてはとおれない「体の仕組みの理解」、次は遺伝子について調べてみます。

　高校の学習内容（３年生）です。

○　概要

○　詳細

１　ＤＮＡはどこにある？

　遺伝子情報があるＤＮＡはどこにあるのか調べて見ます。

　場所は、細胞→核→染色体にあります。
　染色体をさらに見ると、バネのような細い管でできております。
　細い管をさらにみると、グルグルに糸が巻かれた丸い物体とその糸からなっております。その糸がＤＮＡと呼ばれているそうです。（丸い物体はヒストン、糸が巻かれたヒストンをヌクレオソーム、細い管全体をクロマチンというそうです。）

　さらにＤＮＡを見ると、２本の細い糸がネジれて構成されてます。（このネジレをＤＮＡの２重らせん構造というそうです。）
　ＤＮＡの細い糸は、ヌクレオチドという塩基・糖・リン酸からなる物質でできています。
　ヌクレオチドを構成する塩基は４種類のあり、それぞれグアニン（Ｇ）、シトシン（Ｃ）、アデニン（Ａ）、チトシン（Ｔ）と呼ばれています。
　この４つの塩基の並び方（塩基配列という）が生物の設計図です。

２　ＤＮＡにある情報

　ＤＮＡの塩基配列の読み方は、塩基を３つずつ見ていくことからはじめます。塩基の３つかたまりはトリプレットといい、１つのアミノ酸を表現しています。このアミノ酸を指定する情報の単位をコドンといいます。
　このコドンは４種類の塩基が３つ並んでいますから、４×４×４＝６４通りの情報が表現でき、２０種類あるアミノ酸を指定することができます。

　アミノ酸を指定できたら、アミノ酸からなるタンパク質も指定できます。
　さらに、タンパク質が指定できるということは、タンパク質からなる酵素（この酵素は遺伝形質を支配します）を指定できます。
　さらにさらに、遺伝に関する酵素を指定できたら、動物の遺伝形質を指定でき、動物を作ることができます。

　大雑把いいますと、ＤＮＡはアミノ酸を指定することで動物の設計図としての役割を担っています。

３　ＤＮＡの複製

　何十兆もあるヒトの細胞それぞれが細胞分裂をして、細胞を増やしています。その細胞の中にＤＮＡは存在しており、ＤＮＡも同時に増えています。
　ＤＮＡには結構な遺伝情報がつまっており、複製される過程も複雑です。ずばり簡単に説明します（ていうか簡単にしか説明できません）。

　細胞の細胞分裂の時期は、前述（細胞分裂）のとおり、間期、前期、中期、後期、終期、そして間期にもどります。その間期はさらに、Ｇ_１期(ＤＮＡ合成準備期)、Ｓ期(ＤＮＡ合成期)、Ｍ期(分裂期)、Ｇ_２期(分裂準備期)に分けられます。４つの段階でＤＮＡが複製されます。

　具体的には、

１　２本のヌクレオチド鎖からなるＤＮＡの２重らせん構造を、ＤＮＡボリメラーゼ、ＤＮＡヘリカーゼ、ＤＮＡボイソメラーゼという酵素がほどき、伸ばします。
２　ほどかれたヌクレオチド鎖に、ＤＮＡボリメラーゼ、ＤＮＡリカーゼという酵素が、新たなヌクレオチド鎖をくっつけます。
３　ほどかれたヌクレオチドのそれぞれに新しいヌクレオチド鎖がくっつき、２本のＤＮＡができて複製終了です。

４　ＤＮＡがタンパク質（遺伝関係の酵素）をつくる

　ＤＮＡがもっている遺伝情報によって、タンパク質（遺伝関係の酵素）を作る過程は、転写、翻訳の２つの過程からなります。

　（１）転写について

　　ａ　核内にあるＤＮＡの２重らせん構造がほどかれます。
　　ｂ　ほどかれたＤＮＡの情報をＲＮＡポリメラーゼという酵素が読み取ります。
　　ｃ　ＲＮＡポリメラーゼはさらに、読み取った情報を元にｍＲＮＡというコピー物質を作ります。
　　ｄ　ｍＲＮＡをさらに必要な部分だけに短くします。切り取られる部分をイントロン、残った部分をエキソン、切り取ることをスプライシングといいます。
　　以上ａ、ｂ、ｃ、ｄの流れを転写といいます。

　（２）翻訳について

　　ａ　転写でできたｍＲＮＡが核膜を通り抜けます。
　　ｂ　核外へ出たｍＲＮＡに、リボソームがひっつきます。
　　ｃ　リボソームはｍＲＮＡにとりつき、書かれている情報（アミノ酸の指定）を読み取り、ｍＲＮＡのコピー物質であるｔＲＮＡをつくります。
　　ｄ　過程ｃと同時に、リボソームはｔＲＮＡに指定された１個１個アミノ酸をくっつけていきます。
　　ｅ　ｍＲＮＡとｔＲＮＡが離れます。
　　ｆ　ｔＲＮＡにくっついているアミノ酸がタンパク質になります。
　　以上ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆの流れを翻訳といいます。

　（３）翻訳のあと

　　翻訳後は、ゴルジ体（細胞内や細胞外へ物質を運搬する器官）へ運ばれ、必要なときに使用されます。

５　ヒトのＤＮＡの情報ってどのくらい？

　ＤＮＡにある文字情報は約３０億文字だそうです。

　４種類の塩基（グアニン、シトシン、アデニン、チトシン）が３０億文字羅列されているわけです。つまり、４の３０億乗（４^{３０００００００００}）の情報量であり、ｂｉｔに直すと６０億ｂｉｔであり、約７５０ＭＢ（メガバイト）の情報量となりそうです。
　７５０ＭＢとは、ＣＤ１枚強の情報量です。えー、そんだけでヒトが作れるの？と首を傾げたくなる情報量です。

６　遺伝子関係のいろんなこと

　バイオテクノロジーとは「生物を工学的見地から研究し、品種改良や医薬品・食品の製造に応用する技術。生物工学。バイオ。」（新明解国語辞典 第五版 三省堂）とあります。前述の内容と関連した内容で以下の物があります。

７　チェック問題

８　勉強になる動画、資料