グアニンとシトシンの対を多く含むDNAほど、加熱によって二本鎖が一本鎖に分かれる…
グアニンとシトシンの対を多く含むDNAほど、加熱によって二本鎖が一本鎖に分かれる温度が高くなる。この違いが生じる主な理由として、正しいのはどれか。
- ⑴ 向かい合うリン酸基の負電荷どうしが引き合い、イオン結合として二本鎖をつなぎとめるため。リン酸基の負電荷どうしは反発し合います。二本鎖をつなぐのは塩基どうしの水素結合と積み重なりです。
- ⑵ グアニンとシトシンの対は水素結合が3本で、アデニンとチミンの対より1本多いため。グアニンとシトシンの対は3本、アデニンとチミンの対は2本の水素結合で結ばれ、ほどくのに多くの熱が要ります。
- ⑶ 周りの水分子が規則正しく並び、アデニンとチミンの対を外側から引き離す力として働くため。水分子が特定の塩基対を引き離す働きはありません。安定性の差は塩基対の水素結合の本数によります。
- ⑷ 塩基の陽イオンと陰イオンが静電的に引き合い、グアニンがもつ電荷の大きさが際立つため。中性付近では塩基はほとんど電荷をもたず、塩基対は静電相互作用ではなく水素結合で結ばれます。
- ⑸ 糖どうしがジスルフィド結合で架橋され、その架橋がグアニンの多い部分に集まりやすいため。ジスルフィド結合はシステインの硫黄原子どうしの結合で、DNAの糖には生じません。
解説
正解は、グアニンとシトシンの対が3本の水素結合で結ばれるためです。DNAの二本鎖は、相補的な塩基どうしの水素結合と、積み重なった塩基の間の相互作用で保たれています。アデニンとチミンの対は2本の水素結合で結ばれるため、グアニンとシトシンの割合が高いDNAほどほどくのに多くの熱が必要です。リン酸基の負電荷はむしろ反発し合い、陽イオンがその反発を和らげています。
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