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もころぐ

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一道=一共=一齐=一快儿<一起:一緒に 
一定:きっと 
一动:ややもすれば 
一气=一口气=一股劲儿:一気に 
一晃=一转眼:瞬く間に 
一例=一律:一律に 
一下=一时:とっさに 
一直=一经:まっすぐ 
一总=一并:まとめて 
一概=一股脑儿:すべて 
一味=一心:ひたすら 
一向:これまで 

・6族と11族が特別な電子配置を持つ理由

・電子軌道はなぜあの形になる?

 

DNAの構成要素であるヌクレオチドがATPなどになってエネルギー運搬にも使われるのは単なる偶然か?


自分の予想:DNAを作っていたヌクレオチドに、エネルギー運搬を担うものが現れた。


先生の御意見:

ヌクレオチドが最初、触媒作用を持つ分子だったことの名残である。


原始の生命が生まれるころ、様々な化学物質が海に漂っていた。その中には他の化学物質の反応を触媒するようなものも含まれており、その中にヌクレオチドもあった。ところが、ヌクレオチドは重合して自己複製機能を獲得し、他の化学物質より一歩進んだ化学物質となった。この重合したヌクレオチドがRNAである。やがてRNAはタンパク質と手を結び、RNAを核にもちタンパク質を鎧とする生命が誕生した。ヌクレオチドは単量体の時には触媒として使えて、重合すればRNAとして使える便利な物質であった。こうしてエネルギー運搬にもヌクレオチドが採用された。後になって、複製の精度がはるかに高いDNAを遺伝子に使う生物が、RNAを利用する生物にとって代わった。

・項別積分の問題点は?

・ギブス現象はなぜ起こる?

・間隔尺度と比例尺度の違いは?

・ピアソンの相関係数とは?

・調和平均は何のために存在する?


グルコースとベンゼン環を比較してみると、グルコースにはヒドロキシ基が多くついている。また、炭素に対して上下交互にヒドロキシ基はついていて、さらには6位が六員環から飛び出している。これによってベンゼン環よりもとてもややこしい形となっている。なぜグルコースはこのようになっているのか?


自分の予想:

生体内ということを考えてみると、適度に反応性に富んだ化学物質が好んで用いられる傾向があるように思われる。ヒドロキシ基は縮合して他と結合しやすく、反応には便利そうである。頻繁にくっついたり離れたりする糖では、ヒドロキシ基がたくさんついた物質が優先的に使われるようになったのではないか。また、ヒドロキシ基が上下交互についていたり、6位の炭素が飛び出しているのも、高分子をつくるのに便利であるためなのだろう。


おそらく、進化の過程で当初はベンゼン環のような炭化水素が用いられ、徐々にヒドロキシ基の多く着いた物質がつかわれるようになった。程よい反応性をもったユニットとして、グルコースに行き着いたのだろう。

生体内で使われる有機物には、脂肪酸のような直鎖状のものとコレステロールのような環構造をもつものがある。直鎖と環で働きに違いはあるのか?


自分の予想:直鎖状のものは、構造的な特徴を生かして、細胞膜などのハード面での活躍をする。環構造をもつものは、化学的に反応性が高いことを生かし、少量で体内での情報伝達を担当する。


先生の御意見:直鎖状のものも、環状のものも働きの上では違いはない。

細胞膜を例にすると、直鎖上の脂肪酸が主に膜を形成するが、リノール酸などの二重結合をもつ脂肪酸によってできたグリセロリン脂質が混ざっており、細胞膜には流動性がありすぎる。そこで、二重結合によってできた隙間をコレステロールが物理的にふさぐ。これによって、動物細胞は程よい流動性を得るのである。

また、プロスタグランジンは直鎖状だが、炎症などを伝えるシグナル分子として働く。


このように、直鎖状も環状も物理的な役割と情報伝達の役割をになっているのである。


さらに、コレステロールはスクアレンという直鎖状の物質が変化してできたものであり、直鎖状と環状は密接なつながりをもっている。ちなみに、スクアレンはイソブレンが変化してできたものであり、イソブレンはゴムなどの単量体でもある。

生物はエネルギーを蓄えたり、取り出すのに六炭糖を用いる。糖全体では六炭糖が一般的なように思える。しかし核酸では五炭糖がもちいられる。なぜ?


自分の予想:六炭糖は五炭糖に比べて炭素骨格がおおきく、うまくらせん構造をとれない。その点、やや小さな五炭糖がらせん構造をとりやすく、多くの情報をコンパクトに収納できる。



先生のご意見:六炭糖より五炭糖のほうが反応性が高く、頻繁に化学反応を必要とするDNAやRNAの複製には都合がよい。原始の生命の進化では、六炭糖を核酸に用いた生物と五炭糖を核酸に用いた生物が競合し、五炭糖のほうが勝ち残ったのではないか。

ちなみに四炭糖、三炭糖では反応性が高すぎ、不安定であるため、やはり五炭糖が適しているのだろう。

・DNAやたんぱく質は多くらせん構造をとる。なぜらせん構造が好まれるのか?


・核酸にはなぜ糖(リボース)が用いられるのか?


・生物は糖を分解してエネルギーを取り出すが、炭化水素の重合体からエネルギーを取り出すことはできないか?


・脂肪酸はグリセリンによって3つが束ねられる。糖やたんぱく質のように高分子を作ることはできないのか?


・生体内で働く有機物は、直鎖状の炭素骨格をもつもの(ポリイソプレノイドなど)と環構造をもつもの(ステロイドなど)があるが、直鎖と環で働きに違いがあるか?