３５.好熱菌に学ぶ生命科学 Ⅱ
「私たち生物にとって、最も重要なものは何か」
この問いの答えの一つとして、必ず挙げられるのはDNAだと思います。
そして、それほど重要なDNAだからこそ、どんな環境であれ最優先で守る必要があるのです。
では、以前に引き続き高熱の環境では、どのようにしてDNAを守るのでしょうか。
これについては、まず初めに少しDNAの構造について触れ、そこから順を追って説明をしていきます。
そもそも、みなさんはDNAが何の略かご存知ですか？
中学で習った生物の知識が頭に残っていれば、デオキシリボ核酸という名前を聞いたことがあるかもしれません。
これは、糖と塩基とリン酸という３つのパーツからできた化合物で、それがいくつも鎖状に連なり、らせんを巻くことで、有名な二重らせん構造を形成しているのです。
画像引用元；受験のミカタ
https://juken-mikata.net/how-to/biology/dna.html
また、二重らせん構造を構成する２本の鎖は、Ｇ－ＣかＡ－Ｔのどちらかの塩基対によって繋がっています。
しかし、これらの塩基対はＧ－Ｃなら３本の水素結合、Ａ－Ｔなら２本の水素結合という風に、間を繋ぐ結合の数が異なっているのです。
つまり、塩基のペアによって、熱への安定性が違うわけです。
Ａ－Ｔのペアなら、２本の水素結合しかなく、比較的低い温度で切れてしまいますが、Ｇ－Ｃのペアなら、３本の水素結合があるので、少し高い温度でも耐えられるんですね。
そうすると、高熱の環境に暮らす生物は、この熱に強いＧ－Ｃの塩基対を多くDNAに含んでいるのかと予想できます。
ただ、事はそう簡単ではないようです。
というのも、熱に強い生物のDNAだからといって、それほど顕著にＧ－Ｃ塩基対を多く含んでいるわけではないと分かったからです。
そうすると、好熱性微生物がDNAを熱から守っている仕組みがますます謎になって来ました。
３６.鍵となるのは「ねじれ」
Ｇ－Ｃ塩基対の含有量が、高熱環境への適応にそれほど寄与していないとなれば、何がDNAを熱から守っているのでしょうか。
これについて、鍵を握っているのは、実はDNAの「ねじれ」なのです。
「ねじれ」だけでは分かりにくいので、より専門的に言うと、「超らせん」と呼ばれるものが重要な役割を担っています。
「超らせん」には、２つの状態があり、それぞれ「正の超らせん」と「負の超らせん」です。
「正の超らせん」では、DNAに余分ならせんが導入され、それによって、熱への安定性が高くなることが分かっています。
一方で、「負の超らせん」の場合は、らせんを巻き戻して、その数を減らしたもののことですね。
このように、DNAのらせんの数を増やすことによって、高熱に対処して来たわけです。