主な違い – ヌクレオチド vs 核酸
ヌクレオチドと核酸は、細胞の核の中で遺伝情報の保存に関与している。
核酸は、五炭糖にリン酸基と窒素塩基が結合したものです。
ヌクレオチドに含まれる窒素塩基は、アデニン、グアニン、シトシン、チミン、ウラシルの5種類です。
これらのヌクレオチドが異なる順番で重合すると、核酸が生成される。
核酸は、モノマーユニットに含まれる五炭糖の違いにより、RNAとDNAになる。
DNAとRNAは、遺伝子の発現に関わるだけでなく、細胞内の遺伝情報の保存にも関与している。
ヌクレオチドと核酸の主な違いは、ヌクレオチドが核酸の単量体であるのに対し、核酸はヌクレオチドが連なったもので、細胞内に遺伝情報を保存することができる点です。
この記事では、次のことを見ています。
1. 核酸とは
– 定義、構造・構成、機能、例
2. ヌクレオチドとは
– 定義、構造・組成、機能、使用例
3. ヌクレオチドと核酸の違いは何ですか？
核酸とは？
核酸には、ヌクレオチドの重合体であるDNAとRNAがあります。
最初のヌクレオチドの5′リン酸基と2番目のヌクレオチドの3′OH基の間には、結合形成のためのエネルギーを得るために二リン酸を除去してホスホジエステル結合が形成される。
ヌクレオチドの糖がリボースである場合、生成されるポリヌクレオチドはRNAと呼ばれる。
逆に、五炭糖がデオキシリボースである場合、ポリヌクレオチドはDNAと呼ばれる。
RNAの窒素塩基は、アデニン、グアニン、シトシン、ウラシルです。
しかし、DNAでは、ウラシルはチミンに置き換わっている。
DNAは二本鎖で、相補的なヌクレオチドの間で形成される水素結合によって、二本の鎖が結合している。
アデニンはチミンとウラシルに相補的であり、シトシンはグアニンに相補的です。
DNAは2本の鎖のそれぞれに方向性があります。
二本鎖構造の一方の鎖は3′から5′の方向性を持ち、もう一方の鎖は5′から3′の方向性を持っています。
DNAは核の中にあり、細胞の遺伝情報を保存している。
RNAはDNAより短い分子です。
RNAは、RNAポリメラーゼによってゲノム中の遺伝子が転写される際に形成される。
核内には、mRNA、tRNA、rRNA、microRNAなど、数種類のRNAが存在する。
RNAの多くはタンパク質合成に関与している。
図2にDNAとRNAの構造を示す。
ヌクレオチドとは
ヌクレオチドとは、五炭糖（リボースまたはデオキシリボース）に窒素塩基とリン酸基が結合した化合物です。
ヌクレオチドに結合する窒素塩基には、プリン塩基とピリミジン塩基の2種類があります。
プリン塩基はアデニンとグアニン、ピリミジン塩基はシトシン、ウラシル、チミンの3種類です。
五炭糖の5’炭素には、1個、2個、3個のいずれかのリン酸基が結合していることがあります。
dGMPとGMPのヌクレオチドを図1に示す。
図1: dGMPとGMPの構造
ヌクレオチドは核酸を構成するモノマーです。
リボースを糖とするヌクレオチドが重合するとRNAが、デオキシリボースを糖とするヌクレオチドが重合するとDNAが形成される。
また、ヌクレオチドはエネルギー源としての役割も果たしている。
例えば、ATPは多くの生化学的プロセスで広く使われている化学エネルギー源です。
また、GTPはタンパク質合成のエネルギー源として利用されています。
一方、サイクリック AMP は、神経系と内分泌系の両方の信号伝達経路に関与しています。
その他、ジデオキシヌクレオチドは、配列決定において、鎖の終結に使用される。
ヌクレオチドと核酸の違い
関係
ヌクレオチドのこと。
ヌクレオチドは核酸の単量体です。
核酸。
核酸は、ヌクレオチドの重合体です。
組成
ヌクレオチド 五炭糖にリン酸基と窒素塩基が結合したものです。
核酸。
核酸は、ヌクレオチドがリン酸ジエステル結合で鎖状につながったものです。
リン酸基の数
ヌクレオチド ヌクレオチドに含まれるリン酸基の数は1～3個。
核酸。
核酸：1個のリン酸基が存在する。
機能
ヌクレオチド。
ヌクレオチドが重合してDNAやRNAを形成する。
エネルギー源や情報伝達の役割を果たす。
核酸。
核酸：遺伝子の発現に関与し、遺伝情報の保存に関わる。
例
ヌクレオチド。
ATP、ADP、CMP、dGTP、ddATPなどがあります。
核酸。
核酸： DNA、RNAが該当します。
結論
ヌクレオチドは、核酸のモノマーです。
ヌクレオチドは、五炭糖に窒素塩基とリン酸基が結合したものです。
核酸は、核酸骨格に含まれる五炭糖の種類によって2種類に分類される。
ペントース糖がリボースの場合、形成される核酸はRNAです。
一方、五炭糖がデオキシリボースである場合、できる核酸はDNAです。
DNAは、細胞内の遺伝情報の保存に最も広く使われている核酸です。
DNA分子上の塩基配列により、遺伝情報を文字として記憶することができる。
RNAは、遺伝子の発現過程に関与している。
したがって、ヌクレオチドと核酸の主な違いは、互いのモノマーとポリマーの関係にある。
参考までに
1. Lodish, Harvey. “核酸の構造”. 分子細胞生物学. 第4版。
米国国立医学図書館、1970年1月1日。
