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DNAからタンパクへ
DNAからタンパクへ:総論
ゲノムはどのようにして多様で複雑な生体機能実現しているのでしょうか?
遺伝情報は細胞の核の中にある染色体に折りたたまれているDNAに書き込まれています。
しかし、ヒトは真核生物で、DNAは核内ですが、細胞質と核は核膜で隔てられていて、タンパクを作る場所は細胞質なのです。
ちなみに細菌などは原核生物といって、核膜はなくDNAは核内に収納されていません。
真核細胞においては、核膜で隔てられた核から細胞質に情報が伝達されないと細胞質におけるタンパクの組み立てができません。
DNAからタンパクへ:各論
セントラルドグマ
遺伝子のDNAの並び方(トリプレットコード:遺伝暗号)とタンパクを構成するアミノ酸の配列という関連する2つの情報をつないでいるのは、リボ核酸 (ribonucleic acid :RNA)です。RNAの化学構造はDNAの化学構造に似ているのですが、RNAを構成するヌクレオチドの糖成分はデオキシリボースではなくリボースであることと、RNAのピリミジン塩基の1つがチミン(T)ではなくウラシル(U)である点が異なります。リボースとデオキシリボースの違いは、2’に水酸基がついているか、いないかです。
RNAとDNAのもう1つの大きなちがいは、 RNAは一本鎖分子として存在するのですが、DNAは二重らせん構造で存在することです。
ゲノムDNAはRNAの合成とその配列を指示し、RNAはポリペプチドの合成とその配列を指示し、そして、DNAとRNAの合成や代謝には特別なタンパクが関与します。DNA→DNA→タンパクというこの情報の流れは分子生物学のセントラルドグマ(central dogma 中心教義)とよばれます。
DNAからRNAへ
遺伝情報はゲノムのDNAにコード〔遺伝暗号(genetic code)〕として書き込まれています。コード中の塩基配列がポリペプチドのアミノ酸配列を決めます。
まずRNAがDNAの鋳型から転写(tanscription)という過程を経て合成されます。このRNAはコード情報を保持するメッセンジャーRNA(messengerRNA: mRNA)と呼ばれ、核から細胞質へと運ばれます。
mRNAからタンパクへ(翻訳)
細胞質でRNAの塩基配列から合成するタンパクのアミノ酸配列が決定されます。これを翻訳(translation)といい、リボソーム(ribosome)という細胞小器官で行われます。リボソームには、mRNAをはじめとするタンパク合成反応にかかわる分子の結合部位が存在します。リボソームを構成している分子はリポソームRNA(ribosomal RNA :rRNA)という特殊なRNAと、 さまざまな構造タンパクです。
RNA(transferRNA: tRNA)は、3つの塩基配列で一つのアミノ酸に対応し、これが遺伝暗号の正体となっています。遺伝暗号についてはリンク先をクリックしてご覧ください。
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