分子生物学のセントラルドグマは、DNAからRNAを介してタンパク質への情報の流れを説明しています。この情報の流れは遺伝子発現と呼ばれます。これは、転写と翻訳という2つの主要なプロセスを通じて発生します。転写は、遺伝子のコード配列を含むRNA分子の合成です。翻訳は転写に続き、遺伝子のアミノ酸配列はmRNAのコード配列に基づいて合成されます。

対象となる主要分野

1.分子生物学のセントラルドグマとは –DNAにおける情報の流れ 2.異常な情報の流れは何ですか –逆転写、RNA複製、直接翻訳

重要な用語：分子生物学、DNA、タンパク質、RNA、転写、翻訳のセントラルドグマ

分子生物学のセントラルドグマとは何ですか

分子生物学のセントラルドグマは、遺伝子の情報がタンパク質に流れ込むプロセスを説明しています。DNA→RNA→タンパク質です。 DNAにはタンパク質をコードする遺伝子が含まれています。 RNAはDNAとタンパク質の中間です。真核生物の核から細胞質まで遺伝子の情報を運びます。タンパク質は、特定の細胞の構造と機能の決定要因です。タンパク質は、遺伝子のコード配列であるアミノ酸配列で構成されています。遺伝子発現は、遺伝子の指示に基づいてタンパク質を合成するプロセスです。遺伝子発現の2つのステップは、転写と翻訳です。

図1：分子生物学のセントラルドグマ

異常な情報の流れとは

DNAからRNA、タンパク質への情報の普遍的な流れに加えて、いくつかの代替メカニズムがさまざまな種類の生物で発生します。逆転写、RNA複製、およびDNAのタンパク質への直接翻訳は、このような3つの珍しい情報の流れです。

逆転写

RNAの情報をDNAに転送することは、逆転写プロセス中に発生します。これは主にHIVなどのレトロウイルスで発生します。また、逆転写は、レトロトランスポゾンおよび真核生物のテロメア合成中に発生します。逆転写後、情報は通常どおりcDNAからRNA、タンパク質に流れます。

RNA複製

RNA情報の別のRNAへのコピーは、RNA複製プロセス中に行われます。 RNA複製に関与する酵素はRNA依存性RNAポリメラーゼです。これは、真核生物のRNAサイレンシングおよびRNA編集中に発生します。

直訳

真核生物のリボソームは、invitroで一本鎖DNAからタンパク質を合成することができます。図2は、3種類の異常な情報の流れを緑色の矢印で示しています。

図2：異常な情報の流れ

結論

分子生物学のセントラルドグマは、DNAからRNA、そしてタンパク質への情報の流れを説明しています。タンパク質合成は遺伝子発現のメカニズムです。これは、DNAのRNAへの転写とRNAのタンパク質への翻訳によって起こります。

リファレンス：

1.「4.1分子生物学のセントラルドグマ」。 CK-12 Foundation、こちらから入手できます。

画像提供：

1.コモンズウィキメディア2経由のen.wikipedia（CC BY-SA 3.0）のDhorspoolによる「酵素による分子生化学のセントラルドグマ」。 Commons Wikimedia経由のユーザー：Dhorspool（CC BY-SA 3.0）による「酵素による拡張セントラルドグマ」