第110回薬剤師国家試験

正解は 2 と 5 である。

提示されたDNAの相補的塩基対の構造に基づき、生物化学的な観点から各選択肢を解説する。

📌 各選択肢の解説
✅ 2. 塩基アと塩基イの相補的塩基対は、平面状に形成される。
DNAの二重らせん構造において、塩基対を形成する塩基同士は水素結合によって結ばれ、ほぼ同一平面上に配置される。これにより、塩基対同士が垂直方向に積み重なる「スタッキング相互作用」が可能になり、構造が安定化する。

✅ 5. 酸素原子エは、チミンのカルボニル酸素である。
下の塩基対を見ると、左側の塩基にはメチル基（H3C－）がついている。DNAにおいてメチル基を持つピリミジン塩基は チミン である。したがって、酸素原子エはチミンの2位または4位のカルボニル基に由来する酸素である。

🔍 1. 塩基アのヘテロ環はピラジン環である。
塩基アは1環構造のピリミジン塩基（この場合はシトシン）である。その骨格となるヘテロ環はピラジン環ではなく、ピリミジン環 である。ピラジンは窒素が1位と4位にある環だが、ピリミジンは1位と3位にある。

🔍 3. 塩基イはウリジンである。
塩基イは2環構造のプリン塩基（この場合はグアニン）である。また、ウリジンは塩基の名称ではなく、ウラシルに糖（リボース）が結合した「ヌクレオシド」の名称である。グアニンに対応するヌクレオシド名はグアノシンだ。

🔍 4. 矢印Ａはポリヌクレオチド鎖ウの3′→5′末端の方向を指す。
ポリヌクレオチド鎖の方向性は、糖（デオキシリボース）の炭素番号で決まる。
鎖ウの糖を見ると、上のリン酸基は5′位の炭素に、下のリン酸基は3′位の炭素に結合している。
したがって、矢印A（下から上への方向）は 3′末端から5′末端の方向 ではなく、5′末端から3′末端の方向 を指している。
※左側の鎖と右側の鎖は「アンチパラレル（逆並行）」になっている点にも注目しよう。

📝 構造を見分けるための着眼点
📌 プリンとピリミジンの見分け方

プリン塩基（A, G）：大きい方。2環構造。

ピリミジン塩基（C, T, U）：小さい方。1環構造。
「プリンは2個食べられる（2環）」と強引に結びつけると覚えやすい。

📌 水素結合の数によるペアの特定

G － C ペア：水素結合が 3本（図の上側）。

A － T ペア：水素結合が 2本（図の下側）。
結合が3本ある方が熱に対して強く、安定している。

📌 チミン（T）とウラシル（U）の決定的な違い
DNAに含まれるチミンには、ピリミジン環の5位に メチル基（－CH3） が付いている。
RNAに含まれるウラシルにはこれがない。図の下側の塩基に「H3C」と書かれているのを見つけた瞬間に、「これはチミンだ！」と判断できるのが国試でのスピードアップのコツだ。