カエルやイモリ（両生類）は、ヒト（哺乳類）と同じ脊椎動物ということもあり、発生の仕組みがよく研究されてきた。 カエルの発生 哺乳類は体内受精、鳥類や爬虫類は硬い卵殻の中で発生が進むため、発生の様子を観察し難い。 一方、両生類は体外受精で、卵外…

ウニの卵は、ヒトの卵と同じように卵黄が均等に分布する等黄卵で、卵割の進み方もヒトとよく似ている。 ウニの発生 受精卵を地球に見立てると、北極&南極が動物極&植物極、経線に沿った卵割を“経割”、緯線に沿っ卵割を“緯割”という。 経割＆緯割 卵割の進み…

有性生殖においては、違う生物種の卵と精子が受精してはならない（種の識別）。 そして、一つの卵が複数の精子と受精することも許されない（多精拒否）。 先体反応＆表層反応 ウニの場合、卵を取り囲むゼリー層（卵外被）が、同じ種類のウニの精子に対して“…

有性生殖では、両親の配偶子が接合することで、両親の遺伝子を受け継いだ新しい個体が生まれる。配偶子は減数分裂により、両親の体細胞のDNAの半分を受け継いでいる。 動物の配偶子形成 生物のよって、接合する２つの配偶子の”大きさ”や”運動性”の違いの有無…

裸地→草原→低木林→陽樹林→陰樹林 溶岩台地のような土壌も種も根もない土地でも、風雨にさらされて風化が進み、鳥や虫に運ばれてきた種子や胞子が発芽して、植物や菌類が根付くようになる。 生き物が暮らすようになれば、枯葉や遺骸や排泄物などが徐々に分解…

サンガー法（ジ・デオキシ法）を使うと、未知のDNAの塩基配列を明らかにできる。 サンガー法（ジ・デオキシ法）の原理 DNA複製の際、DNAポリメラーゼ（DNA合成酵素）は、鋳型鎖と相補的なヌクレオチド鎖（新生鎖）の3‘末端に、新たなヌクレオチドを”脱水縮合…

ヒトゲノム ヒトの体細胞は、1組23本（23種類）の染色体（ゲノム）を両親から1組ずつ、合わせて2組46本持っている。体細胞が2組のゲノムを持つ状態（複相）になるには、減数分裂で染色体数が半減し、1組のゲノムを持つ状態（単相）の配偶子（卵細胞や精細胞…

砂漠（サハラ砂漠とピラミッドとラクダ？）、サバンナ（灌木とライオン家族とシマウマの群れ？）、ステップ（大草原と遊牧民？）、熱帯多雨林（アマゾン河とジャングル？）・・・など、世界のバイオーム（生物群系）の中でも、硬葉樹林（地中海性気候）と雨…

ヒトの血糖値は、空腹時で約0.1%ほどに保たれている。“血糖”は血液中のグルコース（ブドウ糖）のこと。グルコースは“呼吸”の基質であり、細胞がエネルギーを獲得し続ける（ATPを合成＆分解し続ける）には、常に一定量が血液中に流れていなければならない。 …

『視床下部』は 『間脳』の一部（間脳の視床下部）だけれど、『間脳』から垂れ下がった『脳下垂体』は『間脳』とは別の器官である。 『脳下垂体』からは、多種多様なホルモンが血液中に分泌（内分泌系）されている。 中枢神経系 ヒトの『脳下垂体』は大きく…

真核生物の遺伝子発現は、“大変に複雑”な方法で制御されている。遺伝子発現の第一段階“転写”は、RNAポリメラーゼ（RNA合成酵素）がDNAの“プロモーター”領域に結合することではじまる。けれども、RNAポリメラーゼが“プロモーター”領域に結合したり、結合した…

ラクトース（乳糖）は、ラクトース分解酵素によって、グルコース（ブドウ糖）とガラクトースに分解される。ラクトースを母乳に含む哺乳類も、原核生物の乳酸菌や大腸菌も、ラクトース分解に関わる遺伝子を持っている。 ラクトース＝ガラクトース＋グルコース…

トリプトファン 消化酵素、ホルモン、抗体、サイトカイン、神経伝達物質など...。生物には、“必要な時”に“必要な物質”を用意する仕組みがある。 原核生物の大腸菌も、“トリプトファンが無い時（トリプトファンが欲しい時)”に“トリプトファン合成酵素”を用意…

染色体の複製（間期／S期） 体細胞分裂では、間期（のS期）に複製された染色体が、1本ずつ赤道面に並ぶ。両極から伸びてきた紡錘糸が染色体（の動原体）に付着すると、染色体はそれぞれ縦に引き裂かれ（縦裂）、両極に移動していく。 体細胞分裂 減数分裂で…

DNA複製の際、DNAポリメラーゼが間違った塩基（ヌクレオチド）を付加してしまう誤り（ミスマッチ）や、紫外線や放射線、発癌性物質などの化学物質によって、塩基（ヌクレオチド）が置換や欠失してしまうことがある。 DNAの除去修復 損傷したDNAの修復方法は…

赤血球の中のヘモグロビンは、酸素を結合したり解離したりすることで、肺から全身の組織へ酸素を運んでいる。 血液循環 ヘモグロビン（Hb）の“酸素との結合しやすさ”は、周囲の酸素濃度や二酸化炭素濃度、温度、pHなど様々な条件から影響を受けている。 酸素…

DNAの複製は、“複製起点（レプリケーター）”に結合した２つの“DNAヘリカーゼ”が、それぞれ複製起点の両方向にDNAの二重らせんを“ほどき”ながら進んでいく。 DNAの複製 二重らせんが２本のヌクレオチド鎖にほどかれると、それぞれを鋳型鎖として、DNAポリメラ…

獲得免疫の“はじまり” T細胞は、それぞれ担当する“抗原”が決まっている。感染部位からリンパ節に向かった樹状細胞は、自身が提示している抗原を担当するT細胞を、多くのT細胞の中から探し出さなければならない。樹状細胞が“運命の”T細胞に抗原提示できれば、…

“DNA”を『生命の設計図』として合成された様々な“タンパク質”の種類や組合せよって、実際の生物の形態や性質（形質）が決まる。DNAの塩基配列がmRNAに”転写“され、mRNAの塩基配列がタンパク質のアミノ酸配列に”翻訳“される過程を”遺伝情報の発現“と呼ぶ。 遺…

PCR（ポリメラーゼ連鎖反応）を考案したキャリー・マリスは、ドライブ中にこの画期的なDNA増幅方法のアイデアを思いついたらしい。 キャリー・マリス（1983年） DNAの増幅したい領域の両端の塩基配列が分かっていれば、二重鎖それぞれの5‘末端側に相当する短…

真核生物の直鎖状DNAが複製されるときには、“末端”があるために困った“問題”がおこる。 ラギング鎖は5’末端の“端”までは合成できない。 DNAポリメラーゼは、“すでにある”ヌクレオチド鎖（プライマー）の３‘末端にしか、新たなヌクレオチドを付加できない。そ…

DNAをつくる“ヌクレオチド鎖”には方向がある。２本の“ヌクレオチド鎖”は、互いに逆向きに組み合わさって“二重螺旋構造”をつくっている。 DNAの構造 DNAは、間期のS期（DNA合成期）に”こっそり“と複製されている。間期には染色体（DNA＆タンパク質）が凝集し…

真核生物の染色体（DNA＆タンパク質）は“核膜”で包まれている。遺伝情報をDNAの塩基配列からmRNAの塩基配列に“転写”する核内と、 RNAの塩基配列からタンパク質のアミノ酸配列に“翻訳”する核外とは、“核膜”によって厳密に仕切られている。 真核生物の転写＆翻…

細胞は、MHC（主要組織適合遺伝子複合体分子）を使って、“自分がどんな成分を持っているか？“を免疫細胞に知らせている。 例えば、樹状細胞は食作用で取り込んだ異物の成分を、MHCクラスⅡ分子を使って抗原提示し、リンパ節で待つT細胞に知らせている。 MHCク…

光合成は、葉緑体のチラコイドで「光エネルギーを使って、水を分解＆ATPを合成する」前半と、葉緑体のストロマで「二酸化炭素をグルコースを合成する」後半の２段階に分けられる。 光合成の“2つ”の段階 光合成／前半（チラコイドでの反応）では、チラコイド…

葉緑体の中には、“チラコイド”と呼ばれる偏平な袋が積み重なった構造がある。 葉緑体 チラコイド膜の外側には、クロロフィルaを取り囲むように様々な光合成色素（クロロフィルb、カロテノイド、キサントフィル…）が張り付いていて、それらの“アンテナ色素”が…

ヒトの腎臓では、一日におよそ180ℓもの血漿がろ過されている。ところが、血漿から作られる“尿”は、一日に2ℓ程度しか排出されていない。 尿生成 腎臓の“腎小体”では、”血漿“の一部が糸球体（血管）からボーマン嚢（膀胱につながる管の源）へろ過されて”原尿“…

FAD（Flavin adenine dinucleotide/フラビンアデニンジヌクレオチド）は、コハク酸脱水素酵素（コハク酸デヒドロゲナーゼ）の補酵素として働いている。 コハク酸脱水素酵素＆FAD FADには、コハク酸脱水素酵素の“活性部位”を形作るとともに、コハク酸から奪っ…

タンパク質は、”アミノ酸“が“ペプチド結合”で連結した”ポリペプチド鎖“が、さらに折り畳まれてできている。 タンパク質を作る”アミノ酸“は20種類。ひとつのタンパク質は、数百〜数千個のアミノ酸が連結していて、その“組み合わせ”は膨大！ タンパク質の立体…

電子を伝達する代謝系だから“電子伝達系”。呼吸の”電子伝達系”は、ミトコンドリア内膜にある様々な”膜タンパク質”の間を、電子が受け渡されることで進む。ミトコンドリア内膜が、内側（マトリクス側）に”ひだ”状に張り出して”クリステ（隔壁）”を作っている…