DNAの複製
このノートの問いがそのまま復習カードになり、忘れかけたころに出題されます。
根拠は高等学校学習指導要領（平成30年告示）「生物」の内容 (3) ア (ｱ) ㋐「遺伝情報とその発現」。
内容の取扱いは「『DNA の複製の仕組み』については、DNA ポリメラーゼに触れること」を求めている。
0. どういう論点か
複製の要点は、もとの鎖を 1 本ずつ残す（半保存的複製）ことと、
合成の向きが決まっていることの 2 つです。
| 内容 | |
|---|---|
| 半保存的複製 | できた 2 本鎖はそれぞれ「もとの鎖 1 本 + 新しい鎖 1 本」 |
| 合成の向き | 新しい鎖は 5′ → 3′ の向きにしか伸ばせない |
| その結果 | 一方は連続（リーディング鎖）、他方は断片的（ラギング鎖） |
引っかけの分かれ目は次の 3 つ。
- DNA ポリメラーゼは何も無いところから鎖を始められない（プライマーが要る）
- 2 本の新生鎖は同じようには作られない（向きが逆なので、片方は断片になる）
- 岡崎フラグメントができるのはラギング鎖のほう
1. 半保存的複製
根拠: 学習指導要領 生物-(3)-ア-(ア)-㋐
DNA の複製で、もとの 2 本鎖はどうなる？
1 本ずつに分かれ、それぞれが鋳型（型）になる
できた 2 組の DNA は、どちらも「もとの鎖 1 本 + 新しい鎖 1 本」になる。
このような複製のしかたを何という？
半保存的複製
メセルソンとスタールが、重い窒素（¹⁵N）を使った実験で証明した。
メセルソンとスタールの実験で、¹⁵N で育てた大腸菌を ¹⁴N の培地に移して 1 回分裂させると、DNA はどうなる？
すべてが中間の重さになる
もとの鎖（重い）と新しい鎖（軽い）が 1 本ずつ組んでいるため。
同じ実験で 2 回分裂させると、DNA の重さの比はどうなる？
中間の重さ : 軽い = 1 : 1
3 回目は 1 : 3 になる。重い DNA は 1 回目以降現れない。
DNA の 2 本鎖がほどけるのは、どんな結合が切れるから？
塩基どうしの水素結合
糖とリン酸の結合（骨格）は切れない。
2. 複製に関わる酵素
根拠: 学習指導要領 生物-(3)-ア-(ア)-㋐
鋳型鎖に相補的なヌクレオチドをつなげていく酵素は？
DNA ポリメラーゼ
新しい鎖を 5′ → 3′ の向きに伸ばす。
DNA ポリメラーゼは、鎖をどちらの向きに伸ばす？
5′ → 3′ の向きにしか伸ばせない
この制約が、リーディング鎖とラギング鎖の違いを生む。
DNA ポリメラーゼが複製を始めるために必要な、短い RNA を何という？
プライマー
何も無いところからは鎖を始められず、既にある鎖の 3′ 末端に続けることしかできない。
2 本鎖をほどく酵素を何という？
DNA ヘリカーゼ
ほどけた部分（複製フォーク）から複製が進む。
断片どうしをつなぐ酵素を何という？
DNA リガーゼ
ラギング鎖の断片をつなぎ、1 本の鎖にする。
3. リーディング鎖とラギング鎖
根拠: 学習指導要領 生物-(3)-ア-(ア)-㋐
2 本の鎖は向きが逆（逆平行）なので、同じ方向に進む複製フォークに対して、
片方は追いかけるように、もう片方は後ろ向きに作るしかありません。
複製フォークの進む向きに合わせて、連続的に合成される鎖を何という？
リーディング鎖
プライマーは 1 つで済む。
短い断片として不連続に合成される鎖を何という？
ラギング鎖
断片ごとにプライマーが必要になる。
ラギング鎖にできる短い DNA 断片を何という？
岡崎フラグメント
あとで DNA リガーゼによってつながれる。
2 本の鎖で合成のされ方が違うのはなぜ？
2 本鎖が逆平行で、DNA ポリメラーゼが 5′ → 3′ にしか伸ばせないから
向きの制約が形の違いを生んでいる。
複製の誤りは、どれくらいの頻度で残る？
きわめて低い
DNA ポリメラーゼには誤りを直す校正のはたらきがあり、さらに修復のしくみも働く。
真核生物の DNA 複製は、1 か所から始まる？
多数の場所から同時に始まる
染色体が長いため、複製起点を多数もつことで短時間で終える。