東京工科大学　工学部　応用化学科　ブログ

そして，この核酸塩基の並ぶ順番が遺伝情報に対応しています．また，二本のDNA鎖がより合わさって二重らせん構造となり，二重らせん構造の内側では，AとT，GとCがそれぞれ向かい合って相補的な塩基対と呼ばれる対を形成しています．この時，AとTの間には２本，GとCの間には３本の水素結合が形成されています．細胞分裂の際には，二重らせん構造を部分的にほどいて1本鎖状態として，それぞれの鎖の一本鎖部分に対して相補的な塩基対を形成できるように新しいDNA鎖がつくられ，最終的には元と同じ二重らせん構造を持ったDNAが2組できます（おそらく二重らせん構造が水素結合によって形成されているために部分的にほどくことができるのでしょう．もし，共有結合で二重らせんが形成されていたなら違った仕組みを生物は考える必要があったかもしれません）．また，DNAからリボ核酸（RNA）やタンパク質がつくられる際にも，水素結合による相補的な塩基対の形成が重要な役割を担っています．

　ところで，核酸塩基同士で形成することのできる水素結合は図1の様式だけなのでしょうか？核酸塩基の構造を見ているといろいろな可能性が考えられませんか．実際，二重らせん構造形成で用いられていた水素結合とは異なる様式の水素結合から形成される構造も発見されています．例えば，染色体末端にあるテロメアと呼ばれる部分と同じ配列（グアニンを多く含む）を持つDNAでは，グアニンが4つ集まることによって図2に示すような水素結合で平面が形成されることが報告されています．さらに，このグアニン4つからなる平面が積み重なり，4重らせん構造が形成されます．生体内でこのような4重らせん構造を取っているかについては未だ議論の余地も残されていますが，生体内でも4重らせん構造を取っていて，特別な機能を発現していると考えている研究者も数多くいます．

　水素結合は，DNAだけではなくタンパク質などの他の生体分子の構造や機能にも重要です．また，水素結合やその他の分子間相互作用を巧みに利用した機能性の材料なども開発されています．このあたりのことについては，また別の機会に紹介したいと思います．

須磨岡 淳