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2014年01月29日

地球科学






地球科学

地球科学(ちきゅうかがく、英: earth science あるいは geoscience)とは、地球を研究対象とした自然科学の一分野であり、近年では太陽系に関する研究も含めて地球惑星科学(英: earth planetary science)ということが多くなってきている。

また日本では、ほぼ同義で主に高等学校での科目名や大学での学科名としての地学という呼び名が一般的に用いられてきた。

地学

地学(ちがく)という言葉は、幕末に geography の訳語として提唱されたものであるが、明治になって geography を「地理学」、geology を「地質学」と訳すのが普遍的になったため、「地学」という語義はやや曖昧である。

一般には物理学・化学・生物学などと同様に、高校の授業科目や大学受験科目として、地球や天文に関するものを「地学」と呼ぶことが多い。大学などにおける専攻分野としての「地学」は地質学・鉱物学を主体とするものであるが、通常これに加え古生物学や自然地理学などが含まれる。さらに広義には「地球科学」とほぼ同義に用いられることがある。
タグ:地球科学
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2014年01月24日

遺伝子






遺伝子

遺伝子(いでんし)は生物の遺伝情報を担う主要因子であると考えられている。全ての生物でDNAを媒体として、その塩基配列にコードされている。ただし、RNAウイルスではRNA配列にコードされている。

概念

もっとも狭義の遺伝子はタンパク質の情報に対応する転写産物 (mRNA) の情報が書き込まれている核酸分子上のある長さをもった特定の領域=構造遺伝子(シストロン)のことをさす。2013年現在での分子生物系分野において遺伝子といった場合は、構造遺伝子のみを指すことが多い。転移RNA (tRNA) やリボソームRNA (rRNA) などの転写産物そのものが機能を持つノンコーディングRNAの情報が書き込まれている部分や、それ自体は転写はされないが転写因子の認識部位となり、転写産物の転写時期と生産量を制御するプロモーターやエンハンサーなどの調節領域を含める場合もある(→オペロン)。ちなみに、語感が似る調節遺伝子とは上記の転写因子のタンパク質をコードしたれっきとした構造遺伝子である。 ある生物種・病原・細胞小器官などにおけるジャンクDNA等も含む広義の遺伝子の総和はゲノムと呼ばれる。ゲノム上の遺伝子の位置を示したものを遺伝子地図や染色体地図と呼ぶ。ただし、ゲノムは真核生物においては=一組の染色体の塩基配列の全てであり、通常、葉緑体やミトコンドリアなどの細胞小器官は別ゲノムとしてあつかう(例えば「ヒトのゲノム」といった場合は、「ヒトミトコンドリアのゲノム」は含まない)。

古典的には遺伝子は、ゲノムもしくは染色体の特定の位置に占める遺伝の単位(→遺伝子座)であり、その位置は変わらず、構造も変化しないと考えられていた。しかしトランスポゾン(可動性遺伝子)が発見され、抗体産生細胞で多種の抗体を作り出すために遺伝子を再編成していることが明らかにされている。他にも遺伝子増幅、染色体削減といったダイナミックな変化や、二つの遺伝子の転写産物がつなぎあわされるトランススプライシングのように遺伝子の概念を広げる現象もある。

集団遺伝学や進化ゲーム理論で用いられる遺伝子概念は自然選択あるいは遺伝的浮動の対象として集団中で頻度を変化させる理論的な存在である。表現型に算術平均的に影響を与えると仮定されている一種の情報であり、これは古典的な遺伝子の概念に近い。文化進化の文脈で用いられるミームは集団遺伝学における遺伝子のアナロジーである。

遺伝子という言葉は、「遺伝する因子」としての本来の意味を超えて遺伝子産物の機能までを含んで用いられる場合があり、混乱を誘発している。後者の典型例としては、遺伝しない遺伝子を使った遺伝子治療などがあげられる。さらに遺伝子やDNAという言葉は、科学的・神秘的といったイメージが先行し、一般社会において生物学的定義から離れた用いられ方がされていることが多い。それらの大半は通俗的な遺伝観を言い換えたものに過ぎない。一般雑誌などでは疑似科学的な用法もしばしば見受けられる。
タグ:遺伝子
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2014年01月23日

無機化学






無機化学

無機化学(むきかがく、英語:inorganic chemistry)とは、研究対象として元素、単体および無機化合物を研究する化学の一分野である。通常有機化学の対概念として無機化学が定義されている為、非有機化合物を研究対象とする化学と考えて差し支えない。

歴史

錬金術の成果が書物として中世ヨーロッパに伝えられ、その博物学的知識の集合が近代化学の礎となったがそのほとんどは無機化合物についての知見であったし、化学自身を研究対象により分類し区別することもなかったため、18世紀以前は化学と無機化学とは同義であった。

18世紀終わり頃から19世紀初頭にかけて、発見されるいわゆる有機化合物の種類が増加するにつれ、起源による物質の分類と研究対象による研究領域の区分が試みられるようになった。1806年頃、スウェーデンの イェンス・ベルセリウスは、有機体を意味する "organ" から有機化学 (organicchemistry) や有機化合物 (organic compound) という語を初めて使用した。それが学術語や学問領域として定着するにつれて、有機化学および有機化合物に相対する学問領域として無機化学と無機化合物という概念が生じた。

有機化学においては基により反応性あるいは特性が大きく異なることから、無機化学に比べて早い段階から、基の研究を通じて構造論と反応論が展開していった。一方、近代無機化学においては周期律をはじめとする組成論を中心とした研究が中心であった。無機化学における構造論の起源となるのは、1883年にドイツの アルフレッド・ウェルナーが提唱した配位子理論(配位説)である。その後は金属錯体を中心に無機化学は展開し、錯体化学において無機構造化学が確立された。20世紀後半に入ると電子顕微鏡やX線構造解析などサブミクロンサイズの物理計測が可能になることで構造論は飛躍的な発展を見せることになる。今日の無機化学においては高温超伝導物質のペロブスカイト相など構造論を中心とした研究が主流となっている。
タグ:無機化学
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