往々にして、もはや元には戻らない…「見過ごされたエラー」が「突然変異として固定」してしまう衝撃のシナリオ
美しい二重らせん構造に隠された「生命最大の謎」を解く！ DNAは、生物や一部のウイルス(DNAウイルス)に特有の、いわゆる生物の〈設計図〉の一つといわれています。DNAの情報は「遺伝子」とよばれ、その情報によって生命の維持に必須なタンパク質やRNAが作られます。それゆえに、DNAは「遺伝子の本体である」と言われます。 日焼けを突然変異にさせない「いいかげんなヤツ」の、じつは「ありがたい」仕事 しかし、ほんとうに生物の設計図という役割しか担っていないのでしょうか。そもそもDNAは、いったいどのようにしてこの地球上に誕生したのでしょうか。 世代をつなぐための最重要物質でありながら、細胞の内外でダイナミックなふるまいを見せるDNA。その本質を探究する極上の生命科学ミステリー『DNAとはなんだろう』から、DNAの見方が一変するトピックをご紹介しましょう。 *本記事は、講談社・ブルーバックス『DNAとはなんだろう 「ほぼ正確」に遺伝情報をコピーする巧妙なからくり』から、内容を再構成・再編集してお届けします。
誤りを放置しない〈正直者〉
細胞の中でDNA複製がおこなわれる際に、実際にどの程度の割合、あるいはどの程度の頻度で複製エラーが生じているのかは、じつは誰も知らない。前回の記事で紹介した10万回に1回ほどの頻度というのは、試験管内における実験の結果に基づく数値であり、実際の細胞内でも同程度の頻度で生じる可能性はある。ただし、複製エラーの大部分は即座に修復されるから、最終的には10億回に1回くらいの頻度にまで下がると考えられている。 前回同様にピアノ演奏に喩えると、このエラーを起こしたときのDNAポリメラーゼの挙動が、プロのピアニストとは大きく異なるところなのである。 つまり、ピアニストのミスタッチは通常、修復されることはなく、「なかったものとして」そのまま曲は続いていく。コンサートでミスタッチしたからといって、ピアニストがそこでおもむろに立ち上がり、「申し訳ありません、4小節前から弾き直します」といって演奏し直すなんてことは考えられない。 DNAポリメラーゼはその点、〈正直者〉である。 DNAポリメラーゼの場合、鉛筆のお尻についた消しゴムのような「3′→5′エキソヌクレアーゼ」という酵素活性をあわせもっていることがほとんどである。したがってDNAポリメラーゼによる複製エラーは、この酵素活性によって生じた直後に取り除かれ、正確な塩基をもつヌクレオチドがきちんと置き直される。 誤りをそのまま放置しておかないのが、DNAポリメラーゼの良いところである。そのため、ほとんどの複製エラーは、“証拠”としてその後に残ることがない。すごいもんである。
