第23週

今週は学校行事などが重なり、勉強時間は先週ほどとれず、ノートのまとめとマインドマップ作りが翌週持ち越しになりました（持ち越し案件は本日解消）。岡野の化学、有機化学が終了です。ここまでは肩慣らしとのこと。…肩はしっかり暖まっています。次は理論化学！よし来い！

その前に今週のまとめです。

イオン交換樹脂

イオン交換樹脂は、スチレンとジビニルベンゼン（DVB）を水中で懸濁重合し、スルホン酸や第4級アンモニウム基などを官能基として導入したもの。ビーズのように見えるが、実際は網目構造。用途は、純水の製造、海水の淡水化、有機酸の除去（食品の脱色）、特定イオンの回収・除去、ウランの化学濃縮、医薬品など様々である。

陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂に大別され、陽イオン交換樹脂のうち、強酸性のものにはスルホ基が、弱酸性のものにはカルボキシ基が導入される。一方陰イオン交換樹脂のうち、強塩基性のものには第4級アンモニウム基が、弱塩基性のものには1～3級アンモニウム基が導入される。どのイオンとどのイオンが交換されるかは、イオンの選択性による。一般にイオンの電荷が大きいほど、原子半径が大きいほど選択性が高く、優先して吸着する。

Ca²⁺＞Mg²⁺＞Na⁺＞H⁺。

イオン交換樹脂にNaClを流した場合、陽イオン交換樹脂（強酸性）ではスルホ基の － SO₃^-H⁺のH⁺がNa⁺と交換され、 － SＯ₃^-Na⁺となり、H⁺は放出される。陰イオン交換樹脂（強塩基性）では、第4級アンモニウム基－N⁺（CH₃）₃OH^-のOH^-がCl^-と交換され、－N⁺（CH₃）₃Cl ^- となり、OH^-が放出される。放出されたＨ⁺とＯＨ^-でＨ_２Ｏとなり、純水ができる。

架橋するＤＶＢの量が多くなると、網目が密になり、比表面積が大きくなる。すると導入される官能基の量が多くなり、より多くのイオンを交換できる→吸着容量。さらにポーラス型、ハイポーラス型など物理的に穴を開けてより比表面積を増大させたものがある。

イオン交換樹脂は再生することができる。スルホ基の場合、大量のHClを流すことで、－SO₃Nがもとの－SO₃Hに戻り、繰り返し使用することが出来る。

選択性はNa⁺＞H⁺なのになぜ再生できるのか？→大量のHCｌを流すことで選択性が逆転する。（濃度に依存する？）

縦軸に流出濃度、横軸に通水時間をとって描いた曲線を破過曲線といい、再生タイミングの目安になる。

核酸

ＤＮＡとＲＮＡの総称。生体高分子。有機塩基と五炭糖、リン酸から成るヌクレオチドをモノマーとして、ホスホジエステル結合（これがリン酸）で連なったポリマー（ポリヌクレオチド）。ちなみに塩基と糖だけがグリコシド結合したものはヌクレオシド、そこにリン酸が結合するとヌクレオチドになる。ＤＮＡは2本鎖、ＲＮＡは1本鎖。

核酸の構成成分

・有機塩基

ＤＮＡではアデニン、グアニン、シトシン、チミン。ＲＮＡではアデニン、グアニン、シトシン、ウラシル。2本鎖であるＤＮＡでは、アデニン－チミン、グアニン－シトシンが水素結合することで2本鎖の構造になる。水素結合なので切れやすい。

ＤＮＡにウラシルが使われない理由は、ＤＮＡ複製の際に誤転写を防ぐため、また、誤転写してもすぐ見つけて修復できるようにするため。シトシンが熱や放射線、紫外線などにより脱アミノ反応するとウラシルに変わる。これは生体内で頻繁に起こっている。もしＤＮＡがウラシルを使っていたら、もともとあったウラシルなのか、脱アミノして変化したウラシルなのか見分けがつかなくなってしまう。チミンはアミノ基がないので脱アミノ反応が起こらない。だからＤＮＡではウラシルではなくチミンを使い、シトシンが変化したウラシルがあればすぐにエラーと判定して修復できるようにしている。※遺伝子が変異する原因は脱アミノ反応だけではない。

・五炭糖（ペントース）

5個の炭素原子から成る単糖。ＲＮＡではＣ５Ｈ10Ｏ5のリボース。ＤＮＡではＣ５Ｈ10Ｏ4のデオキシリボース（リボースの2位の炭素に結合した － ＯＨが － Ｈに置換されたもの）。

・リン酸

ＤＮＡ、ＲＮＡともに、五炭糖の3位の － ＯＨと、別の五炭糖の5位の － ＯＨが、それぞれリン酸の － ＯＨと反応してエステル結合する。五炭糖－リン酸（phosphoric acid）―五炭糖の間にエステル結合が2つあるので「ホスホジエステル結合」。

この3つで構成されるヌクレオチドを、ＤＮＡポリメラーゼという酵素が伸長させていく。

半保存的複製

こちらの動画がとても分かりやすく、ノートのまとめに使用させて頂きました。

https://youtu.be/aeoy2dAiCZQ

ＡＴＰ、ＡＤＰ

アデニンとリボースからなるヌクレオシドに3分子のリン酸がついたものをアデノシン三リン酸（ＡＴＰ）という。このＡＴＰからリン酸が1つとれたものがアデノシン二リン酸（ＡＤＰ）。このリン酸を1つ放出するときに発生するエネルギーを使って生体の様々な活動を行っている。例えるならば、ＡＴＰはフルチャージのバッテリー。エネルギーが必要になると、ＡＴＰを加水分解してＡＤＰに分解してエネルギーを取り出す。充電切れのバッテリーであるＡＤＰは、光合成などにより再びＡＴＰとなる。

バイオに少し足を突っ込んでみましたが、あまりピンと来ないというか…興味のアンテナが反応しませんでした。キレートの方が反応します。これは自分でもちょっと意外でした。

1月が終わり、計画と実績のすり合わせをして2月の計画をたてました。ただ黙々と実行していきます。