原核生物のDNA の複製

質問

バクテリアのDNA複製が1細胞周期に一度だけ起こるのを何が証明しますか?
いろんなHPを見てみましたが、そのことに触れている
文献は少なく、なぜ起きるかは確認できてない、
との文献を読みました。
ご存知の方がいらしたら、どうか、お教えください。

回答No.1

haru84

こんばんわ。
私は生物学を勉強中の者ですが、回答がないようですので答えさせていただきます。

　ご質問は、なぜ1細胞周期に一度だけDNA複製が起こるか？でしょうか。それとも、1細胞周期に一度だけ複製することを証明できるか?でしょうか。この2点は意図の異なるご質問ですが、両方お答えします。

後者の場合は、有名なメセルソンとスタールの実験によって1958年に証明されたそうです。これは、DNAの材料となる窒素を2種類用意して、大腸菌を培養する実験です。最初に重いDNA材料である15窒素で培養しておいて、後に14窒素に移すと、DNAは細胞周期ごとに最初の15窒素の重さから15と14の中間の重さ、そしてしだいに14窒素の重さに変化するそうです。これを半保存的複製といいますよね。もし1細胞周期に2度複製が起き、DNA量(コピー数)が2倍になっていれば、この比は保てないことになり、実験の結果は全く違うものになったでしょう。ちなみに、この話は基本的には原核生物に限ったものではなく、すべての生物の基本原理だと思います。

lanlalalaさんのご質問は、原核生物のゲノムDNAとプラスミドなどの染色体外DNAのがなぜ同調するのかというものでしょうか？そういった意図でしたら別の機会までに調べておきますが今回は省略させていただきます。

　さて、前者のなぜ1細胞周期に一度だけDNA複製が起こるか？ですが、生物の恒常性維持、自然選択の結果ではないでしょうか?新規DNA合成という細胞の投資を1回するのも2回するのも仮に効果が同じだとすると、より投資エネルギーの少ない方を選んだ生物が生き残るでしょう。また、1細胞周期に複数または0回のDNA複製では世代によって細胞構成が変わるという点で種としての恒常性が維持できていませんし、そういった生物は存在しないのではないでしょうか。（溶菌化によって大量の子孫をのこすウイルスなどでも、キャプシドタンパクとDNAの比は常に一定です。）

的外れな回答でしたらすいません。