【タンパク質合成と遺伝子発現】DNAとRNAを構成する糖や塩基が違うのはなぜですか？

【質問の確認】

この問題でＤＮＡとＲＮＡの違いは整理できたけれども，そもそもなぜＤＮＡとＲＮＡを構成する糖と塩基が異なるのか，そのメリットを知りたい。
というご質問ですね。

【解説】

はじめに，ＤＮＡとＲＮＡで異なる糖を使う利点を説明します。

ＤＮＡとＲＮＡの構成単位はいずれもヌクレオチドですが， ＤＮＡとＲＮＡの役割は以下のように大きく異なります。

遺伝情報を保存するＤＮＡは安定的な性質が必要と考えられます。
一方，ＲＮＡは必要なときにすばやく合成することができ，不要になったらただちに分解できるような反応性に富んだ性質が都合がよいと言えます。
したがってＤＮＡとＲＮＡはそれぞれの役割に適するように，化学的な構造が異なっているのです。

ＤＮＡを構成するデオキシリボースにより，ＤＮＡは二重らせん構造をとりやすくなり，安定した構造になることができます。
一方，ＲＮＡを構成するリボースにはこのような性質はありません。
このように，糖の種類が異なることで，ＤＮＡに比べて，１本鎖であるＲＮＡの方が化学的に不安定な構造をとり，反応性に富んだ性質をもっています。


次に，ＤＮＡとＲＮＡで異なる塩基を使う利点を説明します。

ＤＮＡは遺伝情報を確実に保存する必要がありますが，ＤＮＡの塩基は，自然にほかのものに変化してしまうことがあり，４つの塩基のうち，CがUに置き換わるという現象は，比較的，高頻度に起こります。
そのような場合，変化した塩基を修復するはたらきをもつ酵素がこれを直しています。

もしＤＮＡの塩基にUが用いられていたら，もともとUなのか，Cが変化したUなのか，見分けることができません。
ＤＮＡではTを用いることにより，Uがあれば，Cが変化したものであると見分けることができるので，修復する酵素が正しくCに戻すことができます。

このように，置き換わった塩基を見分けやすくするために，ＤＮＡでは，Cからの変化が起きやすいUではなく， Tを使っていると考えられています。
一方，TはUをもとにつくられているので，合成と分解が頻繁なＲＮＡではUを用いる方がエネルギー的に有利ということが言えます。

【アドバイス】

回答をまとめると，以下のようになります。