ほとんどの生物の遺伝物質はDNAであり、生物の発達、機能、生殖に必要な情報を保存しています。 DNAはヌクレオチドの長い断片であり、ヌクレオチド配列内でコード領域と非コード領域の両方を識別できます。コード領域には、生物における機能性タンパク質の産生に関する情報が含まれています。細胞内のタンパク質のポリペプチド鎖の生成プロセスは、タンパク質合成として知られています。 DNAのmRNAへの転写とmRNAのタンパク質のアミノ酸配列への翻訳は、タンパク質合成の一連のステップです。

対象となる主要分野

1.遺伝子とは –定義、機能、役割 2.DNAをmRNAに転写する方法 –転写のプロセス

重要な用語：DNA、遺伝子、mRNA、タンパク質合成、転写、翻訳

遺伝子とは

遺伝子は、特定の生物のゲノムにタンパク質コード領域を含むDNAの断片です。タンパク質コード領域と調節領域は、遺伝子の2つのセグメントです。真核生物の遺伝子のタンパク質コード領域には、イントロンとエクソンが含まれています。遺伝子の調節配列には、遺伝子発現の調節に関与するプロモーター、エンハンサー、サイレンサーなどのヌクレオチド配列が含まれています。図1に示すように、遺伝子は染色体に含まれています。

図1：遺伝子

特定の種の遺伝子の完全なセットは、生殖中に生物に受け継がれます。遺伝子の代替形態は対立遺伝子として知られています。異なる対立遺伝子は、特定の集団の生物に表現型の変化を与えます。

DNAをmRNAに転写する方法

タンパク質合成は、遺伝子に保存されている情報に基づいて、機能性タンパク質のポリペプチド鎖を生成するプロセスです。タンパク質合成の2つのステップは、転写と翻訳です。転写はタンパク質合成の最初のステップです。ここで、mRNA分子は、対応する遺伝子内にコード化された情報に基づいて生成されます。

RNAポリメラーゼは転写に関与する酵素です。転写は、RNAポリメラーゼが遺伝子のプロモーターに結合することによって開始されます。この結合は、原核生物と真核生物の両方の転写因子によって促進されます。真核生物のRNAポリメラーゼに関連する6つの転写因子は、TFIIA、TFIIB、TFIID、TFIIE、TFIIF、およびTFIIHです。 RNAポリメラーゼのDNA二重らせんへの結合は 転写バブル。 RNAポリメラーゼは、アンチセンスDNA鎖を3 'から5'の方向に読み取ります。転写バブルは、巻き戻された二本鎖プロモーターの約14塩基で構成されています。次に、相補的なRNAヌクレオチドが転写開始部位から5 'から3'方向にアンチセンス鎖に付加されます。ヌクレオチドの付加は転写終結部位で停止します。 3 '末端の末端には、ポリアデニル酸テールも酵素によって付加されます。転写のプロセスを図2に示します。

図2：文字起こし

RNAポリメラーゼによって合成される一次転写産物はプレmRNAとして知られています。真核生物のプレmRNAは、翻訳後修飾におけるRNAスプライシング中に切断されるべきイントロンで構成されています。真核生物のプレmRNAの選択的スプライシングは、単一の遺伝子から複数のタンパク質を生成します。一般的に、真核生物の遺伝子は、 オペロン。特定のオペロンの遺伝子は、代謝などの細胞内の特定の機能を担っています。これらのオペロンは一度に転写され、単一のmRNA分子からいくつかのタンパク質を生成します。

結論

タンパク質合成は、遺伝子にコード化された情報に基づいてタンパク質を生産するプロセスです。転写はタンパク質合成の最初のステップです。転写中、遺伝子のタンパク質コード領域はmRNA分子に転写され、最終的にはポリペプチド鎖の合成のために翻訳されます。

リファレンス：

1.ベンター、B。J、およびB.Fピュー。 「真核生物の遺伝子がどのように転写されるか。」生化学および分子生物学における批評的レビュー。 、米国国立医学図書館、2009年6月、こちらから入手できます。

画像提供：

1. Thomas Splettstoesser（www.scistyle.com）による「Chromosome-DNA-gene」– Commons Wikimedia2を介した独自の作業（CC BY-SA 4.0）。ゲノミクス教育プログラムによる「転写のプロセス（13080846733）」– Commons Wikimediaによる転写のプロセス（CC BY 2.0）