アミノ酸が２０種類である理由

質問

蛋白質を構成するアミノ酸は何故２０種類なのでしょうか？
塩基配列で指定できる数よりもぐっと少なく、
しかし塩基の種類に比べるととても多い。
塩基性・酸性、親水性・疎水性、という大まかな性質で分けても、
同じグループに複数種のアミノ酸が入ります。

それでも生体内で使われるアミノ酸は２０種類。
それ以上でも以下でもないのには、何か理由があるのでしょうか？

回答No.3

rei00

「アミノ酸が２０種類である理由」は，既にある通り偶然だと思いますので，「それでも生体内で使われるアミノ酸は２０種類」について，一言述べさせて下さい。

　ここでおっしゃっている「生体」とは何を指しておられますか。人体でしょうか，菌なども含んででしょうか。

　菌などが産生する物質には，ryumu さんがお書きの「グラミシジン A」等の様にＤ体のアミノ酸を含むものもありますし，ペプタイボ－ル類と総称される化合物のように「α－アミノイソ酪酸（α-aminoisobutyric acid），Aib」を含むものもあります。

　また，人の神経系には，「γ－アミノ酪酸（γ-aminobutyric acid），GABA」という重要な神経伝達物質が存在します。

　この様に，「生体内で使われるアミノ酸は２０種類」に限られてはいません。また，２０種類のアミノ酸が修飾されてできるアミノ酸は，他にも幾つかあります。

お礼

回答、ありがとうございます。
例外は意外に多いのですね…。
ここでいう生体というのは生物全部を含めたものとしていますが、
細菌類でなくとも人体でもL体に限られたものではないのですね。

回答No.2

ryumu

偶然・・・ということでしょうね。もしかすると様々な要因を考慮（？）された、最適条件なのかもしれませんけど・・・

ただ、例外はあります。
グラミシジンＡという、チャンネル蛋白質はＬ体とＤ体のアミノ酸の混合物です。おそらく、他にも例外があるのではないでしょうか？

お礼

回答、ありがとうございます。
例外もあるのですね…。勉強不足でした。
また調べてみます。

回答No.1

mogula

20種類じゃないといけないと言った理由は無いと思いますよ。

進化の過程で、偶々20種類が選ばれただけで、
ちょっとした違いでもしかしたら19種類に成ったかもしれないし、
30種類に成ったかもしれない。
もしかしたら、全く違う20種類のアミノ酸だったかもしれない。
Ｌ－アミノ酸じゃなくＤ－アミノ酸だったかも知れない。

一つ階層を上げてタンパク質で考えてみてください。
アミノ酸配列が全く違うのに殆ど同じ機能を持ったタンパク質があります。
つまり、機能が同じなら配列は（生物にとっては）どっちでも良かったんです。
偶々生物Ａはａと言うアミノ酸配列からなるタンパク質でその機能を獲得できて
生物Ｂはｂと言うアミノ酸配列からなるタンパク質でその機能を獲得した。
と言う考えです。

この様な考えの元に、コドンは3文字じゃなくてもいいのでは?
と考え、合成化学的に4文字コドンに対応した翻訳機構を作ったと言う
報告があります。結果は、4文字でも出来たそうです。

なんか、あんまり答えになってないね。ごめんなさい。

お礼

解答、ありがとうございます。
参考になりました。

生物学というのは偶然を許す、いうようなイメージがありますが、
まさにそういう感じですね。こうなってもよかったし、ならなくても
よかったという考え方は、物理学とは対照的に感じられます。
面白いですね。