DNA 配列解析は実際に何を計算しているのか？
DNA は 4 つの文字の鎖で、扱いにくい性質を 2 つ持っています。2 本の鎖が逆向きに走ること、そしてメッセージが 3 文字のブロックでしか読めないこと。このページのほぼすべてのパネルは、この 2 つの事実のどちらかに対処するために存在します — 鎖の向き（逆相補鎖、転写）かトリプレットコード（翻訳、読み枠）。残りのパネルは、文字そのものから従う物理的性質（GC 含量、融解温度、分子量）を測ります。
覚えるべき 1 つの数：遺伝コードには 64 個のコドン（4×4×4）がありますが、アミノ酸は 20 種と停止のみ — コードは縮重しており、複数の異なるコドン（例：CTT、CTC、CTA、CTG はすべてロイシン）が同じ残基を綴ります。この冗長性ゆえに、サイレント変異はタンパク質を変えずに配列を変えられるのです。
逆相補鎖：もう一方の鎖を読む
DNA の 2 本の鎖は逆平行で、A は T に、C は G に対合します。あなたの配列が上鎖にあるなら、下鎖で働くすべて（遺伝子、プライマー結合部位、制限部位）は逆相補鎖として現れます。文字列を端から端まで裏返し、各塩基を相手と交換するのです。例：5′→3′ 配列 ATGCGT の逆相補鎖は ACGCAT — 操作を 2 回適用すれば常に元に戻ります。
転写と翻訳
転写は遺伝子を RNA にコピーし、チミンをウラシルに交換します。翻訳はさらに RNA（または DNA コード鎖）を 3 塩基のコドンで読みます。ATG がタンパク質を開始（メチオニン）、TAA/TAG/TGA が停止させます。読み枠はどちらの鎖でも位置 1、2、3 から始められるので、あらゆる二本鎖 DNA には 6 つの可能な読み枠があります — そして通常、本物の長い ORF（開放読み枠）をコードするのは 1 つだけです。翻訳パネルは 6 つすべてを表示するので、真の遺伝子は開始から停止までのきれいな区間を持つ読み枠として現れます。ポリメラーゼはテンプレート鎖を読むので、mRNA は結局、T の代わりに U を持つコード鎖と一致します。
GC 含量、Tm、分子量
GC 対は AT の 2 本に対し 3 本の水素結合を共有するので、GC リッチな DNA はより安定です。より高い温度で溶け（Tm が高い）、より強く折りたたみを保ち、全ゲノムでのその割合は、細菌の間でおよそ 25% から 75% まで及ぶ種の署名です。分子量はヌクレオチドごとの質量（一本鎖 DNA の平均約 330 Da、相補鎖との二本鎖でその 2 倍）を合計します。コドン使用頻度パネルは、遺伝子が同義コドンのどれを好むかを数えます — 強く偏った使用は高発現遺伝子を暴き得ます。
よくある誤解
- 「逆相補鎖はただの相補鎖。」相補化だけでは 3′→5′ の文字列になります。その後で反転して初めて、ポリメラーゼと教科書が使う慣例の 5′→3′ 向きが復元されます。
- 「停止コドンは遺伝子の終わりを意味する。」ランダムな読み枠では、停止コドンは約 21 コドンごとに偶然現れます。本物の ORF は長さと適切な開始で判定し、単一の停止ではありません。
- 「GC 含量はただの百分率。」アニーリング挙動も予測します：PCR プライマー設計、プローブ設計、ハイブリダイゼーションの厳しさはすべてこれに依存します（プライマー設計を参照）。
関連ツール：プライマー設計（Tm、ダイマー、ペアチェック）、制限酵素（同じ配列での切断位置）、バイオ計算機（この MW 結果からの質量・モル濃度・コピー数）。
