水溶液中のときDNAはなぜ負に帯電しているのか?まとめはじめにDNAは生理的な条件(=中性条件)では、DNAに含まれるほとんんどのリン酸が電離して負電荷を帯びています。これは、酸に固有の定数である酸解離定数pKaについて学ぶことで、理解することができます!pKaについて知ることで、教科書に書かれているアミノ酸のカルボキシ基(-COOH)とアミノ基(-NH2)が、電離した形(-COO–と-NH3+)で書かれている理由についてもお分かりいただけると思います。緩衝液(バッファー)の原理を学ぶ上でも重要な知識です。)を指しており、式1で表します。水素イオンそのものではなく、水素イオンの常用対数にマイナスをつけたものかというと、水溶液中に含まれる水素イオンは微量(10-0~10-14M)であり、そのままだと扱いづらいからです。1pHは0~14までの値をとります。これはどんな水溶液でも1気圧、25°Cにおいて式2の関係が成り立つからです。式2のように、水素イオン濃度[H+]と水酸化イオン濃度[OH–]を掛け合わせたものを水のイオン積と言い、Kwで表します。2酸解離定数pKa酸が式3のように水溶液中で電離しているとき、酸解離定数Kaは式4で表されます。Kaは物質ごとに一定の値をとる定数であり、酸の強さを表す指標となります。4Kaも値が小さいのでpHと同様に、常用対数にマイナスをつけて式5のように表します。強酸ほど水素イオンを放出しやすいので、pKaは小さくなります。5pHとpKaの関係式ここで式4を式変形して、pHとpKaの関係式を導出します。6式6はヘンダーソン・ハッセルバル式と呼ばれ、水溶液中のpHを予想できる重要な関係式です。次に式6をさらに変形して、[HA]と[A–]の存在比についての関係式を導出します。7式7より、式3で表した反応がどの程度起きているかわかります。HAのpKaを2だとして、溶液中のpHが変化したとき、HAの電離状態がどのように変化するか見ていきましょう。$のようになり、HAはほぼ100%電離してA–とH+の状態であることがわかります。$のようになり、ちょうど半分電離していることがわかります。pKaのとき、50%のHAがA–とH+に電離しています。$のようになり、HAの約10%が電離していることがわかります。このように酸解離定数pKaが2であるHAの解離状態を、溶液のpHが0から14まで調べてグラフにプロットすると、図1のようになります。図1からもわかるように、生理的な条件(=中性付近のpH)では、ほぼ100%のHAがHA–とH+に解離していることがわかります。0で100%になっています。式6と図1より、pHを1変化させるためには、HAとA–の比率を10倍変化させる必要があります。したがって、酸または塩基を加えても水溶液中のpHはあまり変化しません。このように溶液中のpHを保つような性質を緩衝作用といいます。pKaとpHが近いほど、緩衝作用が大きくなります。2の酸の電離状態が、溶液中のpHによってどのように変化するのかを見ていきました。ここで、DNAの構造を見て見ましょう。DNAに含まれているヌクレオチドはリン酸基を介してつながっています(図2)。この結合様式をホスホジエステル結合と呼びます(図2)。8DNA中の糖-リン酸骨格のリン酸は水素ではなく、炭素原子と結合しているので、上記とは少しpKaの値が異なりますが、pKaはだいたい2程度になります。したがって、生理的な条件(=中性条件)では、DNA中のリン酸基はほぼ100%電離しており、常に負に帯電しています(図2)。$)から電離状態を計算できる。糖-リン酸骨格中のリン酸基は生理的な条件(=中性条件)では、ほぼ100%電離している。本ブログは「にほんブログ村」のランキングに参加しています。運命を変える!?RNAの転写調節機構を詳しく解説!はじめにRNAの転写調節は細胞の運命決定に関わる非常に重要なものです。転写される遺伝子群が変化すれば細胞の種類が変化してしまうほどです。2012年のノーベル医学生理学賞で有名なiPS細胞もRNAの転写を人工的に変化させることで作製されます。ついて詳しく解説!はじめにヒトゲノムは30億塩基対もの大きさがあり、かなり凝縮して核内に収納されています。この時、染色体は無秩序に核内に詰め込まれている訳ではなく、ヒストンというタンパク質に巻きついて収納されています。moreRNAの基礎知識RNAはなぜ存在しているのか?RNAの構造、機能を詳しく解説!はじめに生物の主要構成要素であるタンパク質は、DNAから直接合成されるのではなく、RNAが中間体として使われます。核内で染色体はどんな構造をしているのか?染色体の構造を詳しく解説!はじめに核の直径はわずか5~20μmであるのに対し、ヒトゲノムは約2mの長さがあります。したがって、DNAは核の中にかなり凝縮して存在しています。生命の設計図を表す用語は複数あります。染色体はDNA複製の度に短くなる!?岡崎フラグメントの問題点とは?はじめに今回は岡崎フラグメントの問題点について解説していきます。DNAポリメラーゼはその正確性を維持するために、5’から3’方向へしかDNAを合成できません。一般的な医学知識から、最新論文の知見をわかりやすく解説しています。defined.")}))})();タイトルとURLをコピーしました。