ほとんどの人が「DNA」という用語を聞くと、古典的な二重らせんを自動的に描きます。 遺伝物質の大きなスパイラルを構成するコンポーネントを想像すると、少し複雑に感じることがよくあります。 幸いなことに、塩基対がどのように機能するかを理解し、DNAサンプルの各塩基のパーセンテージを計算することさえ実際には簡単です。
TL; DR（長すぎる; 読んでいない）
どのDNAサンプルにも、アデニンとチミン、グアニンとシトシンの4つの塩基が1つの方法でのみ対になっています。 それらはサンプルの100パーセントを合計します。 シャルガフの法則によれば、塩基対の各塩基の濃度は常にその配偶者に等しいため、たとえば、アデニンの濃度はチミンの濃度に等しくなります。 この情報と簡単な計算を使用して、他の塩基のパーセンテージがわかっている場合は、サンプル中のアデニンのパーセンテージを見つけることができます。
DNA塩基対
DNA二重らせんには、2本の遺伝物質が撚り合わされて含まれているため、細胞の核内に収まります。 そのスパイラルの構造は、4つの塩基が対になって互いに結合する方法に起因します。 これらの4つの塩基は、アデニン、グアニン、チミン、シトシンです。
化学構造に関しては、アデニンとグアニンは両方ともプリンであり、チミンとシトシンはピリミジンです。 この化学的差異により、塩基間の安定した水素結合が常に同じようにペアになります。アデニンとチミン、グアニンとシトシンです。
エルヴィン・シャルガフの観察
科学者は常にDNAの機能を知っているわけではありません。 実際、DNAが細胞の遺伝物質である可能性があるという1944年の提案は、憶測や論争にさえ影響を与えました。 それにもかかわらず、エルヴィン・シャルガフを含む一部の科学者は本格的にDNAを研究し始めました。 1950年、シャルガフは、分離すると、プリン（アデニンとグアニン）が常にピリミジン（チミンとシトシン）と1：1の比率で存在することに気づきました。 この発見は科学的な固定具になりました：シャルガフの法則。
シャルガフの法則の適用
シャルガフの法則は、どのサンプルでも、アデニンの濃度は常にそのペアのチミンの濃度に等しく、グアニンとシトシンの濃度も等しくなることを意味します。 DNAサンプル中のアデニンの割合を計算する必要がある場合は、シャルガフの法則を使用して問題を解決できます。 たとえば、DNAサンプルが20％のチミンであることがわかっている場合、それらはペアになっているため、自動的に20％のアデニンでもあることがわかります。
グアニンまたはシトシンのパーセンテージが与えられたときに、アデニンのパーセンテージを計算することもできます。 DNAには4つの塩基しかないことがわかっているので、4つの塩基すべてを合わせてサンプルの100％に等しくする必要があります。 サンプルが20％のグアニンであるという情報が与えられた場合、グアニンとシトシンは互いにペアになっているため、これも20％のシトシンであると推測できます。 合わせて、それはサンプル全体の40パーセントです。 100パーセントからその40パーセントを差し引くと、サンプルの60パーセントがアデニンとチミンを一緒にする必要があると判断できます。 これらの2つの塩基は常に等しい濃度で存在するため、DNAサンプルは30％のアデニンであることがわかります。
DNAの生化学に関連する概念は、非常に複雑に見えることがあります。 シャルガフのおかげで、DNAサンプルに存在する塩基のパーセンテージを計算することは、単純な数学の問題にすぎません。