DNAと遺伝子

分厚い本が果てしなく並ぶ図書館を想像してみてください。書架全体に保管された長い紙テープの束が、まさにDNAという巨大な物質です。私たちの体の細胞一つひとつには、目に見えないほど細いのに、広げると約2メートルにもなる途方もなく長いDNAの糸が、ぎゅっとねじれて入っています。

しかし、この長いテープ全体が一度に使われるわけではありません。テープのある部分には「インスリンのつくり方」、別の部分には「血を固めるタンパク質のつくり方」のように、具体的な部品をつくるレシピが書かれています。こうしてDNA全体の中のタンパク質やRNAをつくる意味のある情報区間を「遺伝子」と呼びます。

つまり、DNAは文字が書かれた紙やテープのような物質そのものの名前で、遺伝子はその紙の上に書かれた意味のある物語やレシピを表す情報の単位です。図書館と本1冊の関係のように、二つは指すものが違います。

コンピューターが0と1という二つの数字の組み合わせであらゆる写真や動画を表すように、生き物はたった4種類の化学物質で、すべての生命情報を記録します。この4文字は、アデニン(A)、チミン(T)、グアニン(G)、シトシン(C)と呼ばれる4種類の塩基です。

この4文字がどんな順番で長く並ぶかによって、つくられるタンパク質の形とはたらきが完全に決まります。たとえば、3文字が集まって1つのアミノ酸（タンパク質の基本部品）を指定し、こうした部品が数珠つなぎになって、私たちの体の筋肉、皮膚、消化酵素ができます。

驚くことに、人間だけでなく、道ばたのタンポポも、森のリスも、目に見えない細菌までも、みな同じ4文字の化学暗号のしくみを使って命をつないでいます。

私たちは「DNAはすべてタンパク質の設計図」と考えがちですが、実は人間の全DNAのうち、タンパク質の情報が直接書かれた区間は、わずか1〜2パーセント（約1.5パーセント）にすぎません。遺伝子の中にも、タンパク質の情報がない区間（イントロン）がはさまっていますし、RNAだけをつくる遺伝子もあります。残りの大部分は、タンパク質を直接つくらない区間です。

かつては、この残りの区間を「役に立たないゴミ」という意味で呼ぶこともありました。しかし科学の進歩とともに、このうちの一部が、遺伝子がいつ、どれくらいはたらくかをオン・オフする精密な調節装置の役割を果たしていることがわかってきました。ただし、実際にどれだけの部分が機能しているのかは、まだ議論が続いています。

また、遺伝子が同じだからといって、まったく同じ姿で生きていくわけではありません。どんな食べ物を食べ、どんな環境で暮らすかによって、遺伝子スイッチのオンとオフが変わります。これを研究する分野をエピジェネティクス（後成遺伝学）と呼びます。