![[Bio-Edu] 遺伝子 – 生体内におけるDNAからタンパク質の合成 ・基礎知識 – [2020/06/13]](https://harikiri.diskstation.me/myblog/wp-content/uploads/2020/01/578CCA7D-0881-4B4A-B47A-EF8E3F4688C1.png)
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遺伝子
遺伝子組換え技術を知るには、遺伝子の知識が必要だ。基礎知識について以下記載した。
遺伝子からタンパク質まで
細胞核にはDNAがあり、その遺伝子が働く時、mRNAに変換されます。mRNAは、タンパク質の鋳型となってタクパク質が合成されます。
- 細胞
- 核 {染色体;
- chromosomes →
- (unpackaging) →
- Nucleosome structure (Histone + DNA; 構造を意味する = genome; 全遺伝子情報を意味する) →
- スプライシング (必要な遺伝子のみを取り出す工程) →
- gene (遺伝子) →
- DNA(と呼び変える) →
- (RNA polymerase, by Transcription )→
- mRNA} → (核からmRNAが飛び出る)
- mRNA →
- 細胞質
- 細胞質 {mRNA →
- Ribosome (tRNAとAmino Acid, rRNA(ribosomal RNA), RibosomeはERに付着している )でタンパク質合成, by Translation ) →
- protein →
- ER; 小胞体 (folding, glycosylation ) →
- Golgi body (de-mannosylation, fucosylation, galactosylation and sialylation) }
遺伝子 (gene)はDNAであり、それを鋳型として転写酵素 (RNA polymerase)によりmRNAが合成される。RNAの場合は、構成ヌクレオチドは、DNAの場合の 「T」が、「U」に置き換わる。
構成物質
以下の示すヌクレオチドは、A(or U)はT、GはCと結合します。この相補性が鋳型となる基本機能となって働いています。
DNAを構成するプリン塩基、即ちヌクレオチドは4種類
- A アデニン
- T チミン
- G グアニン
- C シトシン
mRNAを構成するプリン塩基も4種類(AがUに替わる)
- U ウラシル
- T チミン
- G グアニン
- C シトシン
コドン
開始コドン
一般的にメチオニン(AUG)が開始コドンである
終止コドン
対応するアミノ酸(とtRNA)が存在しないコドン。一般的に以下の3つがある。
- UAA（オーカー）
- UAG（アンバー）
- UGA（オパール）
翻訳の場所
細胞内にあるリボソームの中でmRNAからproteinへの翻訳が行われる。
希少なコドン
プリン塩基(U, T, G, C)の3の組み合わせでコドンが作られます。最も多い種類のコドンで同じアミノ酸を作れたり、1つのコドンでしかそのアミノ酸を作れなかったり、アミノ酸によって異なっています。プリン塩基はコドンの原材料、コドンは、アミノ酸の原材料です。原材料は、生体に依存しています。原材料が枯渇することもあります。
6種のコドンで作ることができるアミノ酸は、Arg, Leu, Ser, の3つです。この3種類のアミノ酸は、これらを作る原材料であるプリン塩基が枯渇しにくいと言えます。一方、生体には沢山必要としているとも言えます。
一方1種類のコドンでしか作ることができないアミノ酸は、Metです。Metの場合は、枯渇しやすい/少量でしか必要でない、と言えます。
残りのアミノ酸は、コドン種が2種類、3種類、4種類で作ることができます。
まとめると、1種類、2種類、3種類、4種類、および6種類のコドンでアミノ酸は作られます。
アミノ酸コドン
厳密には、(mRNAの)コドンがアミノ酸なのではなく、コドンがアミノ酸に変換されることを意味します。コドンに相補的に一致するtRNAがアミノ酸を結合して連れてきます。これがアミノ酸への変換です。
| 3文字記号 | 1文字記号 | 呼称 (link to wikipedia) | コドン |
|---|---|---|---|
| Ala | A | アラニン | GCU、GCC、GCA、GCG |
| Arg | R | アルギニン | CGU、CGC、CGA、CGG、AGA、AGG |
| Asn | N | アスパラギン | AAU、AAC |
| Asp | D | アスパラギン酸 | GAU、GAC |
| Cys | C | システイン | UGU、UGC |
| Gln | Q | グルタミン | CAA、CAG |
| Glu | E | グルタミン酸 | GAA、GAG |
| Gly | G | グリシン | GGU、GGC、GGA、GGG |
| His | H | ヒスチジン | CAU、CAC |
| Ile | I | イソロイシン | AUU、AUC、AUA |
| Leu | L | ロイシン | UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG |
| Lys | K | リシン | AAA、AAG |
| Met | M | メチオニン | AUG |
| Phe | F | フェニルアラニン | UUU、UUC |
| Pro | P | プロリン | CCU、CCC、CCA、CCG |
| Ser | S | セリン | UCU、UCC、UCA、UCG、AGU、AGC |
| Thr | T | トレオニン | ACU、ACC、ACA、ACG |
| Trp | W | トリプトファン | UGG |
| Tyr | Y | チロシン | UAU、UAC |
| Val | V | バリン | GUU、GUC、GUA、GUG |
| — | 開始コドン | AUG、(AUA)、(GUG) | |
| — | 終止コドン | UAG、UGA、UAA |
遺伝情報の発現、転写と翻訳 ～ 転写 ＞ なぜ直接DNAから蛋白質を作らないのか?
https://www.nig.ac.jp/museum/genetic/03_c.html
コドン – ウィキペディア より
https://ja.wikipedia.org/wiki/コドン
リボソーム - ウィキペディア
https://ja.wikipedia.org/wiki/リボソーム
DNAからタンパク質に変換
以下の動画は、染色体のDNAがmRNAに変換され、細胞質にあるRibosomeというタンパク質でできた装置とtRNAによりタンパク質が合成される様をわかりやすく3D動画で説明されています。
編集履歴 2020/01/13 はりきり(Mr) 2020/06/13 追記(希少なコドン) 2021/10/30 文言整備
