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「科捜研の女」でよく出てくるDNA鑑定はどうするの?DNAとは何

TVドラマ『科捜研の女』を見ていると、DNA鑑定という言葉がよく出てきます。

親子関係の同定にも使われるDNA鑑定はよく聞く言葉だけど、DNAのことはわかって

いるようで、わかっていません。

そもそも髪の毛からどうしてDNAを取り出すことができるのでしょうか。

今日はDNAについて勉強します。

DNA(デオキシリボ核酸)とは

DNAは「デオキシリボ核酸」の略称で遺伝子の本体であり、細胞の核の中に存在する物質

です。

次は、高校でも教わった細胞の構造です。核が細胞の中央にありますね。

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遺伝子の本体はDNAであるということが初めて明確になったのは1944年であり、それが学

会で公認されたのは1952年です。意外と新しいんだ。

DNAの有名な二重らせん構造が、ジェームズ・ワトソンとフランシス・クリックによっ

て発表されたのは1953年です。この発見は分子生物学史上最大の発見の一つと称えられ、

以後DNAの研究は急速に進展しました。

このDNA(デオキシリボ核酸)という分子は、二重構造をしているという発見により、2

人は1962年にノーベル生理学・医学賞を受賞したのです。

そして、1984年になり、レスター大学の遺伝学者アレック・ジェフリーズが、科学雑誌

「ネイチャー」に論文を発表して、「ヒトのDNA型は十分に個性があり不同性がある。そ

して、終生不変である」、なのでDNAで「個人の特定ができる」と主張したのです。

以後、DNA型鑑定は個人特定の切り札として飛躍的に発展していきました。

このように、DNA鑑定ってずいぶん新しい技術・知識なんですね。

次はDNAという分子の二重らせん構造の模型です。

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どのような二重構造になっているかは、下図がわかりやすいです。

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染色体とDNAの違い

体細胞が細胞分裂するときには染色体が現れます。

この染色体の中に遺伝子(DNA)が含まれていると学びましたが、染色体とDNAはど

う違うのでしょうか。

染色体とは、DNAがヒストンというタンパク質によって折りたたまれ、さ

らにその構造が折りたたまれたクロマチン繊維を成したものです。

ただし、細胞分裂時になると、クロマチン繊維はさらに折りたたまれて短

い棒状の形になります。なので、“染色体はDNAとタンパク質が結合した物

質であり、その際DNAは折りたたまれている”と言うことができます。

スライド3:DNAは間期ではクロマチン繊維の状態

〈https://biology-manabiya.net/ch-19/〉

遺伝子とは何

遺伝子というと何か抽象的な概念に聞こえますが、れっきとした物質であって遺伝子の本

体はDNA(デオキシリボ核酸)という大きな分子です。

人の1個の細胞に含まれているDNAをすべて引き伸ばすと、2mほどの長さになるそう

です。

遺伝子は、体の大きさや目の色など、生物の性質を決める“設計図”の働きをするもので、

親から子へ遺伝する形で受け継がれるため「遺伝子」とよばれます。

遺伝子の正体は、デオキシリボ核酸(DNA)という化学物質です。

DNAは、糖とリン酸と塩基からできており、この塩基にはアデニン(A)、チミン(T)、

グアニン(G)、シトシン(C)の4種類が存在しています。

通常、DNAは数珠状に連なって鎖状になっており、2本の鎖がペアとなりいわゆる二重ら

せん構造を作っています。

1本の DNAはきわめて細い糸状ですが、抽出液の中に取り出されたヒトの DNAは、たくさ

ん集まって束になった状態なので、大きくなり肉眼でも白く見えます。

DNA の基本単位は、リン酸、糖、塩基が結合したもので、ヌクレオチドと言われていま

す。DNA を構成する物質があまりにも少なかったため、20 世紀の初め、遺伝子の研究が

始まったばかりのころは、多くの研究者が DNA とともに染色体をつくるタンパク質が遺

伝子の本体だと考えていました。

実際の DNA は極めて細く、その幅は 2nm(1nm は1mm の 1000000 分の 1)、ヒト

の髪の毛のおよそ 4 万分の 1 の太さしかありません。そのため、生きた細胞から取り出し

た細い DNA 1本を直接観察することは難しいいことでした。

しかし近年、京都大学で特別につくられた原子間力顕微鏡によって、その観察に成功しま

した。

では、DNA のどこが遺伝子で、何が設計図になっているのか

DNAの階段部分を構成する塩基の並びを「塩基配列」と呼んでおり、その塩基の配列が遺

伝情報になっており、その遺伝情報のことを「遺伝子」とよんでいるのです。

で、いろいろな塩基配列がそれぞれに対応したいろいろなタンパク質をつくり、このタン

パク質が各個体の違いを表しているのです。

個人を識別する具体的なDNA鑑定

DNAの塩基配列のうち、同じ塩基配列が繰り返して存在する特殊な「縦列反復配列」と呼

ばれる部分を検査し、その繰り返し回数が人によって異なることを利用して個人識別を行

う手法が最も一般的です。

頭髪からDNAがわかるためには、毛根部分が必要

ハサミで切り落とした髪の毛からはDNAは採取できません。

頭髪はDNAによって作られたタンパク質(髪の毛の色など、DNAによる個人差がある)

ですので、このタンパク質から元の設計図(DNA)にたどり着くことはできないので

す。

なので、毛根部分に頭皮組織の一部(毛根鞘)が付着していた場合に限って検査が可能と

なるのです。

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