塾講師は歌う

遺伝の分野が苦手と言いますが

センター数学の時間の一部を使って、文系の受験生に生物の遺伝
の分野の授業をしています(*^_^*)

生物選択者で遺伝を苦手としている人は非常に多いのですが、そ
ういった遺伝を苦手としている人は例外なく

体細胞分裂あるいは減数分裂にともなう遺伝情報の分配

と

相同染色体が互いに同形同大である理由

理解していません。結局はその二点がメンデル遺伝の本質なので
すが、それらを無視して一心不乱に算数をしているのです。もち
ろん生命現象そっちのけです（笑）

それで正解できるなら、コッチが教わりたいくらいですよ(^_^;)

我々には何故寿命があるのか１０

実はテロメアがなくなると、その細胞のDNA分子には異常が生じ
やすくなり、染色体の融合をはじめとする様々な異常が生じます。
そしてそのような異常が原因で細胞がガン化する確率が、テロメ
アがある細胞よりも格段に大きくなります。

そのような細胞を放っておけば、個体としてガンにかかる危険性
は大きくなります。しかし生命は非常に上手くできていまして、
DNAに異常が発生した細胞や、異常が発生しやすい状況に陥った
細胞は、その異常が個体を死に至らしめないように積極的に自滅
するのです。これをアポトーシスと言います。



アポトーシスにより個体全体は死を免れることができまが、その
細胞数は確実に減少していくわけです。そしてそれを補うために
他の細胞が分裂し、その細胞のテロメアはより速く失われていく
ことになります。

分裂をする能力を持たない細胞の数が増えることが生命を維持す
ることに対して有利に働くことは一切ありません。



このようにして、我々は少しずつ個体としての死に近づいて行く
のです。

我々が膨大な量の遺伝情報に頼らなければその生命を維持できず、
それ故に環状DNAを諦めて染色体をもち、それと同時にテロメア
という構造を持った時点で、確実な死である寿命が生じたのです。




かつて我々の祖先が原核生物どうしの生存競争に
敗れ絶滅の縁まで追い込まれたときに、全ての子
孫の命の一部を担保として差し出すことで辛くも
命をつないだ。

だから、我々には寿命があるのです。

我々には何故寿命があるのか９

細胞分裂を正しく行うためにはテロメアが
必要であり、細胞分裂を経るたびにテロメ
アは短くなる


ここから当然のように導き出される事実、


真核細胞には細胞分裂の回数に限界が存在する！



そうです。我々真核生物は最初から有限の時間しか与えられてい
なかったのです。最初に私が「寿命を計る時計」の話をしたのを
覚えていますか？テロメアはその時計の役割も果たしているので
す。細胞が分裂するたびに、我々の時計は針を進めるのです。そ
の時計はちょうどいい程度の個体差と正確さをもって私達の寿命
をコントロールします。多くの細胞が分裂する能力を失うことが
我々の死を様々な形で確実なものにします。もちろんテロメアが
無くなることだけが死の原因ではありませんが、全ての細胞のテ
ロメアが無い状態で生命を長時間維持することは不可能でしょう。

上にも書いたように、ある細胞のテロメアが無くなることはその
細胞が所属する個体の死とは直接の関係を持ちません。例え分裂
する能力を失っても、その細胞が死ぬわけではないはずです。




テロメアがなくなると別の不都合が起こるのです。


（つづく）

我々には何故寿命があるのか８

我々真核生物のDNA分子には、端っこがちゃんと端っこであるこ
とが分かるような特別な目印があるのです。そのような目印があ
るお陰で、新しいDNAを作る際に読み始めを間違えるよう事態は
ほとんど発生しないのです。このありがたいDNA分子の目印は


テロメア


と呼ばれています。テロメアは特別な繰り返しを持つDNAです。
その繰り返しにDNAの読み取りと合成を行う酵素がカチャリとは
まり、読み取りが開始されます。

このテロメアが繰り返し構造を持つことは、ちゃんと意味があり
ます。繰り返しがあるお陰で

たとえDNAの読み取りと合成を行う酵素が読み始めを誤ったとし
ても、それがテロメア内部であるならば誤りにはならず、新しい
DNAは正常に合成される

というメリットがあるのです。




え、ええ。メリットですよ(^_^;)




いや、その、仰るとおりです。



確かにテロメアを途中から読んでしまうという
ミスがあっても正常に細胞は分裂しますが、そ
の新しい細胞のDNAが持つテロメアはその分だ
け短くなってしまいます。

そして残念なことにそのミスは、ミスと言うべ
き頻度ではなく、細胞分裂のたびに起こります。



（つづく）

我々には何故寿命があるのか７

原核細胞も真核細胞と同様に分裂によって増殖します。そしてど
ちらも増殖に際して元々持っているDNAをもう一つ作る必要があ
ります。そうです、新しい細胞用のDNAです。

新しいDNAを合成するとき、原核細胞でも真核細胞でも元々ある
DNA分子を一単位ずつ丁寧に読み取って、読み取った情報に合わ
せて一単位ずつ丁寧にくみ上げて行きます。

途中の過程は原核細胞と真核細胞でそれなりに似ているのですが、
読み始めが決定的に異なります。


原核細胞のDNAには端がないに対して、
真核細胞のDNAには端があるからです！


原核細胞が新しいDNA分子を合成するときには、どこから読み始
めようが一周回りさえすれば必ず同じDNAが完成します。しかし
真核細胞が新しいDNA分子を合成するときには、変なところから
読み始めたが最後、それよりも前は読まれることなくしたがって
複製されることなく不完全なDNA分子が出来上がってしまい、細
胞分裂は失敗に終わり、そのようなことが一定確率を超えると種
として存続することは不可能になります。


まあ、しかし実際に我々真核生物がこうして生き残っているので
すから、そのような読み残しが生じないような仕組みはちゃんと
あるのですね(*^_^*)


（つづく）