第六部：生化学の基礎　核酸（DNA , RNA)

　核酸
　核酸塩基，五炭糖，リン酸で構成されるヌクレオチドがホスホジエステル結合（ phosphodiester bond ）で枝分かれなしに連続した高分子化合物（ポリヌクレオチド）である。
　ホスホジエステル結合とは，炭素原子の間がリン酸を介した 2 つのエステル結合によって共有結合することをいう。
　リボ核酸（ ribonucleic acid ：RNA ）とデオキシリボ核酸（ deoxyribonucleic acid ：DNA ）との違いは，分子中の五炭糖がリボースか 2-デオキシリボースかの違いである。

　ヌクレオチド（ nucleotide ）
　ヌクレオシドの 3’位の炭素にリン酸基が結合した化合物である。
　ヌクレオシド（ nucleoside ）
　五炭糖（リボース又はデオキシリボース）の 1’位の炭素に，核酸塩基がグリコシド結合（糖分子と他の有機化合物との脱水縮合による結合）した化合物である。

　【参考】
　核酸塩基（ nucleobase ）
　核酸を構成する塩基成分には，下図で紹介するプリン塩基に分類されるアデニン（ A ），グアニン（ G ），ピリミジン塩基に分類されるシトシン（ C ），チミン（ T ），ウラシル（ U ）がある。カッコ内は，一般的に用いられる塩基の略号である。
　プリン塩基（ purine base ）
　プリン体ともいわれ，プリン環を基本骨格とする生体物質で，核酸塩基のアデニン，グアニンの他にビタミン補酵素の NAD ，FAD やカフェイン，テオブロミンなどがある。
　ピリミジン塩基（ pyrimidine base ）
　ピリミジン核を基本骨格とする生体物質で，核酸塩基のシトシン，チミン，ウラシルの他に，5‐メチルシトシン，5‐(ヒドロキシメチル)シトシンがある。
　なお，リボ核酸（ RNA ）には，アデニン，グアニン，シトシン，ウラシルが用いられ，デオキシリボ核酸（ DNA ）には，アデニン，グアニン，シトシン，チミンが用いられる。

　核酸分子の結合
　核酸は，分子中の糖の 1' 位に核酸塩基が結合し，3' 位と隣の糖の 5' 位がリン酸エステル構造で繰り返し結合している。核酸の転写や翻訳では，5' 位から 3' 位の方向へ進む。
　糖鎖の両端のうち，リン酸が結合して切れている側を 5' 末端，反対側を 3' 末端と呼んで区別する。核酸上の領域について， 5' 位側を上流，3' 位側を下流という。

　五炭糖として，リボースが結合したものをリボヌクレオシド，デオキシリボースの結合したものをデオキシリボヌクレオシドと呼ぶ。
　ヌクレオシドの名称と記号は，結合する核酸塩基で決まる。次には，核酸塩基に対応する名称と記号を次の順で紹介する。

　核酸塩基（記号）－リボヌクレオシド（記号）－デオキシリボヌクレオシド（記号）
　アデニン（ A ）　　－アデノシン（ A ）　　　　－デオキシアデノシン（ dA ）
　グアニン（ G ）　　－グアノシン（ G ）　　　　－デオキシグアノシン（ dG ）
　シトシン（ C ）　　－シチジン（ C ）　　　　　－デオキシシチジン（ dC ）
　チミン（ T ）　　　－ 5－メチルウリジン（ T ）－チミジン（ dT ）
　ウラシル（ U ）　　－ウリシン（ U ）　　　　　－デオキシウリジン（ dU ）

　ヌクレオシドの 3’位の炭素にリン酸基が結合した化合物がヌクレオチドである。ヌクレオチドの名称は，4 文字の略号で表される。

　1 文字目　：糖の種類，リボヌクレオチドを r （省略可），デオキシリボヌクレオチドを d
　2 文字目　：塩基の種類，アデニン（A），グアニン（G），シトシン（C），チミン（T），ウラシル（U）
　3 文字目　：結合するリン酸基の数，1つ（M），2 つ（D），3 つ（T）
　4 文字目　：リン酸塩であることを示す P

　次には，核酸塩基に対応するヌクレオチドの名称と記号を紹介する。
　核酸塩基名（記号）
　リボヌクレオチド名（記号 r省略形）
　アデニン（ A ）
　アデノシン一リン酸（ AMP ），アデノシン二リン酸（ ADP ），アデノシン三リン酸（ ATP ）
　グアニン（ G ）
　グアノシン一リン酸（ GMP ），グアノシン二リン酸（ GDP ），グアノシン三リン酸（ GTP ）
　シトシン（ C ）
　シチジン一リン酸（ CMP ），シチジン二リン酸（ CDP ），シチジン三リン酸（ CTP ）
　チミン（ T ）
　通常 RNA には表れない。
　ウラシル（ U ）
　ウリシン一リン酸（ UMP ），ウリシン二リン酸（ UDP ），ウリシン三リン酸（ UTP ）

　ATP などのヌクレオチドは核酸を構成する成分の他に，アミノ酸代謝，糖の代謝，クエン酸回路などの代謝で補酵素として重要役割を演じている。