DNAはどのように複製されるのか

DNA（デオキシリボ核酸）は、生物の設計図として機能し、すべての細胞の核に存在します。二本鎖のらせん構造（ダブルヘリックス）を持ち、はしごの段はA（アデニン）、C（シトシン）、T（チミン）、G（グアニン）の4つの塩基で構成されます。これらの塩基は特定の組み合わせで結合し、遺伝情報をコードします。DNAは細胞分裂のたびに自身をコピーし、次世代の細胞へと受け継がれます。

細胞分裂

人間は一つの受精卵から始まり、細胞分裂を繰り返して成長します。受精卵のDNAは何度も複製され、体内のすべての細胞に伝わります。細胞の置き換え速度は組織によって異なり、出生後数か月で脳や神経細胞はほとんど置き換わりませんが、爪や毛、胃の粘膜などは生涯にわたって絶えず新しいDNAが作られます。

塩基（核酸塩基）

はしごの段を構成するA、C、T、Gはそれぞれアデニン、シトシン、チミン、グアニンと呼ばれる核酸塩基です。塩基は窒素を含む分子で、DNAの各段は2つの塩基が対になって構成されます。塩基は特定の組み合わせでのみ結合し、シトシンは常にグアニンと、チミンは常にアデニンと結合します。この塩基対は必要に応じて解離することもあります。

二本鎖の分離と再合成

DNAが複製される際、二本鎖はまず解けて（分離して）それぞれの鎖が鋳型となります。細胞核内にある余分な遊離塩基がそれぞれの鎖に結合し、新しい相補的な塩基対が形成されます。新しくできた鎖は元の鎖と同一の配列を持ち、再び二本鎖のらせん構造に戻ります。体細胞は有糸分裂（ミトーシス）で、性細胞は減数分裂（減数分裂）で複製されます。

遺伝情報の読み取り

塩基の配列は文字列のように遺伝子情報をコードし、タンパク質合成の指示を与えます。DNAの長い配列（遺伝子）は特定のタンパク質を作る設計図となります。ヒトの体細胞は46本の染色体を持ち、各染色体には1,000〜2,000個の遺伝子が含まれます。これが個々人のユニークな遺伝コードを決定し、同卵性双生児を除く限り、全ての人が同じ遺伝子セットを持つことはありません。