デオキシリボ核酸と薬剤耐性

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デオキシリボ核酸と薬剤耐性の違い

デオキシリボ核酸 vs. 薬剤耐性

DNAの立体構造 デオキシリボ核酸（デオキシリボかくさん、deoxyribonucleic acid、DNA）は、核酸の一種。地球上の多くの生物において遺伝情報の継承と発現を担う高分子生体物質である。. 薬剤耐性（やくざいたいせい、drug resistance）、あるいは単に耐性とは、生物が自分に対して何らかの作用を持った薬剤に対して抵抗性を持ち、これらの薬剤が効かない、あるいは効きにくくなる現象のこと。薬剤抵抗性、薬物耐性とも呼ばれる。 医学、薬理学、微生物学の分野では、特に細菌やウイルスなどの病原性微生物やがん細胞などが、それらの病原体による疾患を治療する抗生物質や抗癌剤など（化学療法剤）の薬剤に対して抵抗力を持ち、これらの薬剤が効かない、あるいは効きにくくなることを指し、この場合「薬剤耐性」という語が用いられることがもっとも多い。 農学の分野では、殺虫剤に対する病害虫の耐性や、除草剤に対する植物の耐性が扱われることが多く、「薬剤抵抗性」「薬剤耐性」の用語が用いられる。この内容については、薬剤抵抗性を参照のこと。微生物や昆虫の薬剤耐性獲得は変異と選択による進化の最も身近な例の1つである。 医学、薬理学の分野で扱われる、他の疾患に対する治療薬や麻薬などの向精神薬を反復投与することで、ヒトや動物に対する効力が低下していく現象を指す「耐性」(drug tolerance)については、耐性 (薬理学)を参照のこと。 なお、特定の薬剤を与えることによりのみ生物の増殖を認めるものを「薬剤依存性」（薬剤要求性）と呼ぶ。.

形質転換

分子生物学において形質転換（けいしつてんかん、Transformation）は、細胞外部からDNA を導入し、その遺伝的性質を変える、またその操作を意味する。 英語のtransformation には上記の意味に加えて、正常な動物細胞が無制限に分裂を行うようになる、つまりがん化の意味（悪性形質転換を参照）や、化生の中で特にダイナミックなもの（幹細胞まで脱分化したり組織の基本形の壁を越えて変化したりするもの）の意味を含み、混同を避けるため、動物細胞への遺伝子導入はトランスフェクション（英：transfection）が通常使用される。またファージやウイルスを用いた遺伝子導入は形質導入（英：transduction）と呼ばれる。 形質転換は、1928年フレデリック・グリフィス（Frederick Griffith）によって肺炎双球菌に対する実験（グリフィスの実験）により発見された。自然界において普通に起こりうる形質転換は実験室内においては人為的に作成出来るようになった。 バクテリアに対する形質転換としては、電気パルスにより瞬間的に細胞に穴を開けるエレクトロポレーション法や、塩化カルシウム存在下でコンピテントセル化した菌を用いる方法が広く使用されている。通常はファージ、プラスミドなどのベクターを用いて外来遺伝子を導入する。植物細胞に対してはアグロバクテリウム、パーティクル・ガン法やエレクトロポレーションがよく使用される。糸状菌などに対してはプロトプラスト-PEG法やエレクトロポレーション法、酵母に対してはLi法などがよく使用される。また、この他にもBiolistic法などもある。 これらの形質転換法は、生物学の研究にとって欠かすことのできないツールである。この形質転換法の開発によって、現在のバイオテクノロジーの発展があった。 応用としては発現誘導プロモーターを用いた転換、ジーントラップ法、エンハンサートラップ法、アクティベーションタギング法などが挙げられる。.

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プラスミド

プラスミド (plasmid) は細胞内で複製され、娘細胞に分配される染色体以外のDNA分子の総称。1952年にジョシュア・レーダーバーグによって提案された。 細菌や酵母の細胞質内に存在し、核様体のDNAとは独立して自律的に複製を行う。一般に環状2本鎖構造をとる。 細菌の接合を起こすもの(Fプラスミドなど)、抗生物質に対する耐性を宿主にもたらすものなどがある。 遺伝子工学分野においては、遺伝子組み換えの際に多く用いられる。様々な人工的な改変がなされた数 kbpのプラスミドが多く作られており、研究用キットとして市販されている(詳細はベクターを参照。) 細菌のみではなく酵母や哺乳類の細胞内で複製・維持されるものもある。 大腸菌を用いた遺伝子クローニングでは、まずプラスミドを取り出し、次いで制限酵素で切断し、切断部位に増幅しようとするDNA断片(プラスミドと同じ制限酵素で切り出したもの)をDNAリガーゼで結合させる。この組み換えプラスミドを大腸菌に導入し、大腸菌の大量培養により組み換えDNAを増幅する。 土壌菌の一種であるアグロバクテリウムがもつTiプラスミドは植物の遺伝子導入において頻繁に利用される。 複製機構が類似しているプラスミド同士は同一宿主菌内では共存できない（不和合性, incompatibility）。.

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ファージ

ファージ (Phage) は細菌に感染するウイルスの総称。正式にはバクテリオファージと呼ばれる。 ファージの基本構造は、タンパク質の外殻と遺伝情報を担う核酸 (主に二本鎖DNA) からなる。ファージが感染した細菌は細胞膜を破壊される溶菌という現象を起こし、死細胞を残さない。細菌が食べ尽くされるかのように死滅するため、これにちなんで「細菌（bacteria）を食べるもの（ギリシア語:phagos）」を表す「バクテリオファージ(bacteriophage)」という名がつけられた。 20世紀初頭にアーネスト・ハンキンとフレデリック・トウォートによって独立に発見され、カナダの生物学者フェリックス・デレーユによって溶菌作用が見出された。初期の分子生物学においてモデル生物として盛んに用いられた。またファージのゲノムは改変され、遺伝子導入やDNA断片のライブラリ作成などにも用いられている。有名なファージの一つにはラムダファージ（λファージ）があり、大腸菌に感染する。全ゲノムの解読はラムダファージで行われた（ゲノムプロジェクト）。また、ウイルス粒子が非常に複雑な形態のT4ファージもよく知られている。.

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突然変異

突然変異（とつぜんへんい）とは、生物やウイルスがもつ遺伝物質の質的・量的変化。および、その変化によって生じる状態。 核・ミトコンドリア・葉緑体において、DNA、あるいはRNA上の塩基配列に物理的変化が生じることを遺伝子突然変異という。染色体の数や構造に変化が生じることを染色体突然変異という。 細胞や個体のレベルでは、突然変異により表現型が変化する場合があるが、必ずしも常に表現型に変化が現れるわけではない。 また、多細胞生物の場合、突然変異は生殖細胞で発生しなければ、次世代には遺伝しない。 表現型に変異が生じた細胞または個体は突然変異体（ミュータント）と呼ばれ、変異を起こす物理的・化学的な要因は変異原（ミュータゲン）という。 個体レベルでは、発ガンや機能不全などの原因となる場合がある。しかし、集団レベルでみれば、突然変異によって新しい機能をもった個体が生み出されるので、進化の原動力ともいえる。 英語やドイツ語ではそれぞれミューテーション、ムタチオン、と呼び、この語は「変化」を意味するラテン語に由来する。.

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真正細菌

真正細菌（しんせいさいきん、bacterium、複数形 bacteria バクテリア）あるいは単に細菌（さいきん）とは、分類学上のドメインの一つ、あるいはそこに含まれる生物のことである。sn-グリセロール3-リン酸の脂肪酸エステルより構成される細胞膜を持つ原核生物と定義される。古細菌ドメイン、真核生物ドメインとともに、全生物界を三分する。 真核生物と比較した場合、構造は非常に単純である。しかしながら、はるかに多様な代謝系や栄養要求性を示し、生息環境も生物圏と考えられる全ての環境に広がっている。その生物量は膨大である。腸内細菌や発酵細菌、あるいは病原細菌として人との関わりも深い。語源はギリシャ語の「小さな杖」（βακτήριον）に由来している。.

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遺伝

遺伝（いでん、）は、生殖によって、親から子へと形質が伝わるという現象のことであり、生物の基本的な性質の一つである。素朴な意味では、親子に似通った点があれば、「遺伝によるものだ」、という言い方をする。しかし、生命現象としての遺伝は、後天的な母子感染による疾患や、非物質的情報伝達（学習など）による行動の類似化などを含まない。.

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遺伝子工学

遺伝子工学（いでんしこうがく、英：genetic engineering）とは、遺伝子を人工的に操作する技術を指し、特に生物の自然な生育過程では起こらない人為的な型式で行うことを意味している。遺伝子導入や遺伝子組換え（いでんしくみかえ：組換えDNA（くみかえDNA））などの技術で生物に遺伝子操作（いでんしそうさ）を行う事を一般に指す。.

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肺炎レンサ球菌

肺炎レンサ球菌（はいえんレンサきゅうきん、）とは、肺炎などの呼吸器の感染症や全身性感染症を引き起こす細菌。日本の臨床医療現場では肺炎球菌と呼ばれることが多い。また、かつては肺炎双球菌 と呼ばれていた。病原菌であるとともに、遺伝学の発展に大きな影響を与えた実験材料としてもよく知られる。.

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染色体

染色体（せんしょくたい）は遺伝情報の発現と伝達を担う生体物質である。塩基性の色素でよく染色されることから、1888年にヴィルヘルム・フォン・ヴァルデヤー（Heinrich Wilhelm Gottfried von Waldeyer-Hartz）によって Chromosome と名付けられた。Chromo- はギリシャ語 (chroma) 「色のついた」に、-some は同じく (soma) 「体」に由来する。.

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