DNA逆向き相補鎖

ヌクレオチドとDNAの構造

DNAは4つのヌクレオチド塩基（アデニン(A)、シトシン(C)、グアニン(G)、チミジン(T)）からなり、暗号化された遺伝情報のキャリアである。それぞれのヌクレオチドはリン酸基と窒素塩基が付加された糖（デオキシリボース）となる。ヌクレオチドはリン酸基と別のヌクレオチド糖の炭素塩基が結合することで長大な鎖を形成する。ヌクレオチド鎖は片方がリン酸基、もう一方に窒素塩基が来るような方向性があり、それぞれ5’端、3’端と呼ばれている（図1）。

ヌクレオチド鎖は相補鎖をもち、鎖の間の各ヌクレオチドにはワトソン‐クリック対が形成される。アデニンはチミジンと、シトシンはグアニンと水素結合を形成することで相補的な配列ACTG＞TGACが生み出される。2つの相補鎖がヌクレオチド間で水素結合を形成することで2次構造、2重らせん構造が観察される（図2）。

図１. ヌクレオチドの化学式（A）とヌクレオチド間の結合パターン（B）。

図２. ヌクレオチド鎖間の水素結合が２重らせん構造を創出する。

DNA鎖の方向性と逆向き相補鎖

２本鎖DNAどちらも遺伝子のコーディング領域および調節領域を持つ。しかし、オリゴヌクレオチド鎖は方向性を持ち、相補鎖は逆向きに配置される。図2にある通り、片方の鎖は上から下へ5’>3’となり、相補鎖は3’>5’の方向性になっている。DNAは常に5’>3’方向に転写される。

２本鎖DNAの相補性の複雑さと逆方向の鎖のため、特定のDNA配列だけでなく、その配列が読み取れるすべての方法（配列、逆配列、相補配列、逆相補配列）を記録しておくと理解しやすくなる。こうすることで配列がどのように認識されるかについて色々な視点を与えるので、実験計画を最適化しやすくなる。

図3. 照会配列の5’>3’読みを基準にして、DNA配列は逆配列、相補配列、逆相補配列の読み方ができる。