遺伝子複製の物理学

質問

遺伝子複製にまつわる物理学についてご存知の方がいらっしゃったら、ご教授願います。

例えば、
東大駒場の金子研が関連分野をやっていることは知っていますが、
内容の詳細を知りませんので。

具体的な問題意識は、
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1205315
をご参照ください。

なお、mRNA 、タンパク質合成などなど、どのプロセスでも良いですので、
分かる部分について、
どうして、そういうプロセスが、その方向へ進むのかの物理学的背景をご説明ください。

宜しくお願いします。

回答No.1

kochory · ベストアンサー

生体分子の反応も結局は化学反応ですから、
自由エネルギー最小の状態へ向かうというのが
基本原則です。

しかし生体分子の場合、分子構造が複雑なため
自由エネルギーが極小となる局所安定点が
無数にあります。
その中から機能性をもった形状に対応する安定点を
いかに選びだすかというのが、無機化学にはない
難しさなわけです。
この問題を生物がどのようにして解決しているのかは
まだ明らかになっていません。

ただDNAやRNAについては、塩基どうしの反応性に
特異性があるので、相補的な塩基配列を持った相手と
2重鎖を作るという状態がかなり安定になっています。
これが遺伝子の複製を容易にしている物理化学的な
要因なわけです。
この点はすでにワトソン・クリックの論文でも
触れられていることです。

ちなみに金子グループの研究はこのようなこととは
ほとんど関係がありません。
（複製子の存在を前提として認めたうえで、
複製子どうしの相互作用からどのような現象が
一般的に起こるかを明らかにしようというスタンス）

お礼

大変分かりやすい回答ありがとうございます。

ご回答をいただけば、
たしかに DNA の複製それ自体について言えば、
おっしゃるように塩基配列のペアリングってことで、
ごく自然ですよね。

そこで、もう少し、問いを明確にすると、
どのような細胞内の条件が整うと
DNA の二重螺旋がほどけて複製が促されるのでしょうか？ってことになるのかな。
でも、そうすると、子供のなぜなぜ攻撃みたいに、
で、そうした状態を引き起こすのは、なに？
って感じでさかのぼってしまいますよね。

結局、私は、複製から次の複製までに至るメカニズムの物理・化学的背景を知りたかったのかもしれません。
で、結局、これを突き詰めると、タンパク質合成などなどすべてを質問しなければならないかな。

kochory さんは、詳しそうなので、
私の問題意識らしきものを汲み取って、
どのような問いを発して、この系等の問題に取り組めば生産的かご教授願えますか？
大変アホなお願いとは思いますが。

ちなみに、こうしたことを勉強するのに適した文献などをご紹介していただけると大変うれしいです。

あと、本質とどの程度関係するか分かりませんが、
有害な突然変異のほとんどは、次世代で消えてしまいますよね。
これって、なぜだか教えていただけますか？
もちろん、内容的に無関係なテーマであれば（私には判定能力がありません）、別質問にしますが。