デオキシリボ核酸
DNAとRNAの物理化学的性質について。DNAとRNAはともに紫外線である波長260nm付近に吸収極大を持ち、230nm付近に吸収極小を持つ。この吸光度はタンパク質の280nmよりもずっと大きいが、これはDNAとRNAの塩基はプリンまたはピリミジンに由来するためである。ただし、二重らせん構造のDNAの場合、溶液を加熱するとその吸光度は増す(濃色効果)。これは、DNAは規則正しい二重らせん構造ゆえ、全体の吸光度は個々の塩基の吸光度の総和より小さい(淡色効果)が、熱によって水素結合が切れ、二重らせん構造が解け(核酸の変性)、個々の塩基が自由になり、独自に光を吸収するためである。また、DNAとRNAはアルカリ溶液中で挙動が異なる。RNAは弱塩基でも容易に加水分解するが、DNAは安定して存在する。
DNAとRNAはともにヌクレオチドの重合体である核酸であるが、両者の生体内の役割は明確に異なっている。DNAは主に核の中で情報の蓄積・保存、RNAはその情報の一時的な処理を担い、DNAと比べて、必要に応じて合成・分解される頻度は顕著である。DNAとRNAの化学構造の違いの意味することの第一は「RNAはDNAに比べて不安定」である。両者の安定の度合いの違いが、DNAは静的でRNAは動的な印象を与える。
1869年: フリードリッヒ・ミーシャー(スイス)が白血球の核中からリン酸塩からなる化学物質(のちにDNAとされる)の抽出に成功。1871年にヌクレインという名で発表したが、彼はその役割を細胞内におけるリンの貯蔵と考えていた(後にリヒャルト・アルトマン(ドイツ)によってヌクレインは核酸と改称される)。
1885年: A.コッセルがアデニンを発見。86年にグアニン、93年にチミン、94年にシトシンも発見。
1909年: フィーバス・レヴィーンがリボースを構成糖とする核酸・RNAを発見。
1929年: 上述のフィーバス・レヴィーンがDNAの構成糖はデオキシリボースで、核酸にはDNAとRNAの2種類あることを発見。
1944年: オズワルド・アベリーらによって肺炎双球菌を用いて DNA が形質転換の原因物質であることが証明される。これはDNAが遺伝子本体であることを強く示唆したものであると理解された(当時、遺伝子の正体がDNAかタンパク質か論争が起こっていた)。
1952年: A.D.ハーシーとM.チェイスは、バクテリオファージを用いて、DNAが遺伝物質であることを直接に確認(ハーシーとチェイスの実験)。
遺伝子治療やオーダメイド医療という、一人ひとりの個性に合った治療が可能になる。
DNAはデオキシリボース(五炭糖)とリン酸、塩基 から構成される核酸である。塩基はプリン塩基であるアデニン(A)とグアニン(G)、ピリミジン塩基であるシトシン(C)とチミン(T)の4種類がある。2-デオキシリボースの1'位に塩基が結合したものをデオキシヌクレオシド、このヌクレオシドのデオキシリボースの5'位にリン酸が結合したものをデオキシヌクレオチドと呼ぶ。
ヌクレオチドは核酸の最小単位であるが、DNAはデオキシヌクレオチドのポリマーである。核酸が構成物質として用いる糖を構成糖と呼ぶが、構成糖にリボースを用いる核酸はリボ核酸 (RNA) という。ヌクレオチド分子は、糖の3’位OH基とリン酸のOH基から水が取れる形でホスホジエステル結合を形成して結合し、これが連続的に鎖状の分子構造をとる。ヌクレオチドが100個以上連結したものをポリヌクレオチド(またはポリヌクレオチド鎖)と言うが、これがDNAの1本鎖の構造である。DNAには方向性という概念が存在し、複製の際、DNAポリメラーゼは5'→3'末端の方向でDNAを合成する。RNAの転写もこの方向性に従う。
DNA が遺伝物質であることが決定的になる。
1953年: J.ワトソン、F.クリックがロザリンド・フランクリンやモーリス・ウィルキンスの研究データの提供によって DNA の二重らせん構造を明らかにした。
1956年: A.コーンバーグによってDNAポリメラーゼが発見される。コーンバーグはDNAポリメラーゼの精製にも成功している。
1957年: M.メセルソンとF.W.スタールによって DNA の半保存的複製が明らかにされる。
1962年: J.ワトソン、Fクリックとモーリス・ウィルキンスが、ノーベル賞を受賞した。ロザリンド・フランクリンは、その前に亡くなった。
1967年: 岡崎令治らによって岡崎フラグメントが発見される。
1970年: H.スミスによって制限酵素 HindIIIが分離される。
1971年: ポール・バーグによって史上初の組み替えDNA実験を行った。発ガンウイルスの1種SV40のDNAを、ある種のバクテリオファージに組み替えることに成功。その後、実験室から漏れ出した大腸菌の危険性を指摘され、4年後アシロマ会議を主催する。
1975年: 上述のバーグの呼びかけでアシロマ会議開催。詳細は「遺伝子#歴史」および「遺伝子」を参照