遺伝病を理解するためのヒトゲノム入門編【3】染色体の構造

 

染色体の構造

ヒトゲノム中の遺伝子の構成から発現を決める因子まで、複雑なそれらを規定するのが染色体とミトコンドリアに存在するゲノムDNAです。染色体はつながった1本のDNA二重らせんから出来ています。

ゲノムは46本の線状DNA分子で構成されていて、総計すると約60億の塩基対が含まれています。

ゲノムDNAはヒストンと呼ばれる5種類のタンパクと複合体を形成してクロマチンと呼ばれる構造体として収納されています。
細胞分裂時以外はクロマチンは核全体に分布していて、顕微鏡で観察すると核は比較的均質に見えます。

細胞分裂時には、ゲノムDNAは凝縮して顕微鏡下に観察可能な染色体となります。
要するに染色体は分裂期の細胞でのみ目(顕微鏡で)に見えるようになるのです。

DNAは酸性、ヒストンは塩基性タンパクなので、この二つは電位的に結合します。
そして、さらにヒストンが修飾を受けることで緩んだりガチっと詰まったりして転写されやすくなったりされにくくなったりという環境を作り出しています。
こうしてDNAの発現がコントロールされる暗号をヒストン・コードと呼び、これもまた遺伝します。
ですので、皆さんがDNAだけが遺伝を司っているのだとお考えでしたら、それは間違いです。

遺伝子検査をして異常がなくても、その先のこうしたヒストン修飾(ゲノムの外側エピなのでエピゲノム、この遺伝をエピジェネティクスといいます)に異常がないかとか、エクソンではなくイントロンにおこった異常のために疾患をきたしているのではないかとか、考えないといけないことがあり、遺伝子検査で異常がないこと自体が正常とは言いきれない、という複雑さがあるのはこのためです。

ヒストンの構造についてはこちらをご覧ください。

コアヒストンH2A、H2B、H3、H4が各2個ずつ集まった八量体に二重らせんが1.65回転、約 140塩基対 (base pair :bp)のDNAが各ヒストンコアに会合して巻き付いています。続いて20~60塩基対の短いDNAが“スペーサー” となりその次のコアDNA複合体が続きます。ヒストンH1は.ヌクレオソーム間のスペーサー領域でDNAと結合しています。この構造が順次連続することでクロマチンは数珠状につながった状態になるのです。
ヒストンコアとDNAからなる各複合体はヌクレオソームと呼ばれます。
1つのコアヌクレオソームに会合しているDNAはスペーサー領域のDNAを含めて約200bpとなります。

さまざまな主要あるいは特殊なヒストンの組み合わせとそれが受ける修飾は細胞の種類ごとに違い、これらはDNAの収納のされ方を定め、遺伝子発現ゲノム機能を左右する調節分子への近づきやすさを決めていると考えられています。(例えば転写因子など)

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この記事の筆者

1995年医師免許取得。血液・呼吸器・感染症内科を経て、臓器別・疾患別の縦割りの医療の在り方に疑問を感じ、人を人として”全人的”に診療したいという思いを強くし、臓器を網羅した横断的専門医となり、2010年にがん薬物療法専門医取得(2019年現在全国1200人程度)。臓器を網羅すると遺伝性がんへの対策が必要と気づき、2011年に臨床遺伝専門医取得(2019年現在全国1000人程度)。遺伝相談はセンシティブな分野にもかかわらず、昼間の短い時間しか対応できない大病院のありかたに疑問を感じて、もっと必要な人がハードルを感じずに診療を受けられるようにしたいと2014年12月に開業。以来、全国から大学病院でも難しい内容の対応を求める人々を受け入れ、よろづお悩み相談所として多くの人々の様々な”家族(計画)の問題”を改善に導く。

著書に”女性のがんの本当の話”(ワニブックス)、”遺伝するがん・しないがん”(法研)がある。
少ない専門家で、正直で嘘のない言葉選びから週刊誌等の取材も多く、医療系の特集に時折コメントが掲載。(週刊現代、週刊ポスト、週刊新潮など)。
テレビ出演も時々あり、小林真央さんの病状を市川海老蔵さんが初めて記者会見した日、フジテレビの午後4時台のニュース番組に生出演して解説。その他TBS, AbemaTVなど出演。

一人一人の事情に合わせた個別対応をするべく、しっかり時間を取って本当のニーズは何かを聞き取りすることを大切にしている。短い時間でもお互いが出会ったことが相手の人生に大きな意味があるような医師患者関係の構築を理想として日々精進。

患者さんが抱えている問題を解決するにはどうしたらよいのかを考えて医師歴8年目に法学部に学士入学した程度に”凝り性”。女医が少なかった時代に3人の母親として難関専門医を3つ取得して社会進出を続けた経験から、女性のライフスタイルを医学以外の部分でも支援したいと願っている。
いろんな人生経験から心に響く言葉を投げかけるため、”会うと元気になる”ということで有名。飼いネコ3匹。

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