TEKUTEKU 学び図鑑　理学部　化学・生命科学科

幅広い学びで、
専門を超えた「人間力」を育てる。
城西大学の多彩な学びを紹介します。

細胞は収納上手

スカイツリーを
米粒の中に
ぎゅっと押し込められる？

ヒトのDNAはつなげると約2m。
ヒトの細胞の大きさは約20μm。
巨大なDNA分子を、
小さな細胞に収納できるのはなぜ？

COMENTARY

DNAには生物が生きていくために必要な膨大な情報が書き込まれており、その長さはヒトの細胞ひとつにつき約2mと言われています。細胞の大きさは約20μm。これはスカイツリーと米粒との大きさの比率です。細胞はどうやってこんなに巨大なDNAを詰め込めるのでしょう。細胞は、ヒストンというタンパク質にDNAを巻き付けて、クロマチン構造を形成することで、ぎゅっと小さく折りたたんでいるのです。それを必要な時だけほどいて、情報を取り出しているのです。

【PICK UPキーワード】
ヒストン ● DNAを巻き付けてコンパクトに収納するためのタンパク質。進化的に保存性が高く、ヒトとアメーバで90%以上一致しています。
クロマチン構造 ● ヒストンに巻き付いたDNAがさらに折りたたまれて、細胞の核内に収納された状態の構造。

鏡の世界では別モノに

鏡の世界では別のモノ

鏡合わせの分子同士、
同じはずなのに
同じにならないのはどうして？

同じ原子を同じように組み立てた分子同士のはずなのに、
働きが「くるっ」と
変わってしまうのはどうして？

COMENTARY

その正体は、分子の立体配置にあります。組成が同じでも、右手と左手のように鏡合わせで重ならない立体異性体同士は違う形ととらえます。分子を受け取る体内細胞の受容体は鍵穴のように精密なため、分子の形が少しでもズレるとカチッとはまらず、全く違う変化が起きてしまうのです。分子の中のミクロな配置をクルリと見直すことで、新たな機能を引き出すのがこの学問の面白さです。

【PICK UPキーワード】
立体配置 ● 分子を構成する原子がどのように空間的に配置しているかという３次元的な位置関係のこと。
立体異性体 ● つながっている原子の種類や順番は同じだが、空間的な配置が異なるために別物として扱われる分子。
受容体 ● 感覚器や神経・内蔵の細胞に存在し、外部からの刺激や情報を(時として分子という形で)受け取り、細胞に伝えるための鍵穴のような役割を果たすタンパク質のこと。

秘密の近道への誘い

少しの助けで、
なぜパッと進む？

普段なら時間がかかる化学の反応。
ごくわずかな物質を加えるだけで、
反応が「ぐん」と
速くなるのはなぜでしょうか？

COMMENTARY

その秘密は触媒にあります。通常、反応を進めるには高いエネルギーの壁をヨイショと乗り越えなければなりませんが、触媒はその壁をヒョイと避ける近道を用意してくれます。本来必要なエネルギーを最小限に抑えることで、全体の効率を一気に引き上げるのです。自分自身はすり減ることなく、周りの変化を鮮やかに促すこの仕組みこそ、化学が持つ妙技といえます。

【PICK UPキーワード】
触媒 ● 自らも反応に参加して、まわりの化学反応を速める働きをする物質のこと。自分自身は最終的に元の状態に戻る。