主な違い – 遺伝子とタンパク質
遺伝子とタンパク質は、細胞内に見られる機能的に関連した 2 つの実体です。一般に、遺伝子は DNA の断片です。 DNA はほとんどの生物の遺伝物質です。 DNA は mRNA に転写されます。タンパク質に翻訳された mRNA は、分子生物学のセントラル ドグマとしてまとめて知られています。したがって、遺伝子は細胞内のタンパク質の生産に関与しています。 主な違い 遺伝子とタンパク質の違いは、遺伝子が機能タンパク質のアミノ酸配列の決定に関与しているのに対し、タンパク質は細胞の構造的、機能的、および調節成分として機能していることです。 .
対象となる主な分野
1.遺伝子とは
– 定義、構造、役割
2.タンパク質とは
– 定義、構造、役割
3.遺伝子とタンパク質の類似点は何ですか
– 共通機能の概要
4.遺伝子とタンパク質の違いは何ですか
– 主な相違点の比較
重要な用語:アミノ酸、コード配列、遺伝子、遺伝子発現、タンパク質、調節配列
遺伝子とは
遺伝子とは、特定のタンパク質をコードする染色体の領域 (遺伝子座) を指します。遺伝子は、遺伝の分子単位として識別されます。遺伝子の現代的な概念は、1860 年代にグレゴール・メンデルによる形質の遺伝に関する研究に端を発しています。通常、ヒトゲノムは約 20,000 の遺伝子で構成されています。
遺伝子の構造は、コード配列と調節配列の 2 つのセグメントで構成されています。 コーディング シーケンス 真核生物の遺伝子のエクソンとイントロンで構成されています。原核生物には、特定のタンパク質のコード配列を中断するイントロンがありません。したがって、原核生物の遺伝子は真核生物の遺伝子よりも短いです。真核生物では、イントロンは、タンパク質合成中のエクソンのスプライシングで除去されます。したがって、真核生物の単一遺伝子のコード配列の選択的スプライシングによって、複数のタンパク質を生成できます。遺伝子のコード配列は、非翻訳領域 (5' UTR および 3' UTR) に隣接しています。 規制の流れ 遺伝子は、プロモーター領域、エンハンサー、およびインヒビターから構成されます。原核生物では、機能的に関連する遺伝子のグループがオペロンを形成します。オペロンには、一緒に転写される複数のタンパク質コード配列があります。一部のウイルスは、完全に RNA ゲノムで構成されています。機能性タンパク質のアミノ酸配列の生成は、遺伝子発現として知られています。遺伝子発現は、転写レベルまたは翻訳レベルで調節できます。それらの遺伝子は RNA 遺伝子と呼ばれます。真核生物の遺伝子の構造と遺伝子発現を 図 1 に示します。 .
図 1:真核生物の遺伝子発現
生物は、生殖の際に親から完全な遺伝子セットを継承します。特定の遺伝子の突然変異は、対立遺伝子として知られる同じ遺伝子のバリアントを生じさせます。対立遺伝子は、集団内の遺伝子の形質のバリエーションを生み出します。対立遺伝子は、優性対立遺伝子または劣性対立遺伝子のいずれかです。ほとんどの対立遺伝子はメンデル遺伝を受けます。
タンパク質とは
タンパク質は、1 つまたは 2 つのアミノ酸鎖で構成される大きな窒素有機化合物です。したがって、タンパク質の構成要素はアミノ酸です。タンパク質は、普遍的なアミノ酸の代替アセンブリで構成されています。隣接するアミノ酸のアミノ基とカルボキシル基との間にペプチド結合が形成され、アミノ酸の配列が形成されます。したがって、タンパク質はポリペプチドと呼ばれます。これは、タンパク質がポリマーであることを意味します。通常、ポリペプチドは 50 ～ 2000 個のアミノ酸で構成されています。一次タンパク質構造は 図 に示されています 2 .
図 2:タンパク質の一次構造
タンパク質合成は、遺伝子発現の結果として起こります .転写と翻訳は、タンパク質合成の 2 つのステップです。これらのタンパク質の構造と機能の研究は、プロテオミクスと呼ばれます。しかし、タンパク質は非常に複雑で動的なタイプの分子です。典型的なタンパク質は、一次、二次、三次、四次の 4 つの構造レベルで構成されています。アミノ酸の異なる組み合わせは、タンパク質に異なる特性を与えます。人間は、20,000 から 25,000 のタンパク質コード遺伝子を持っています。それらから約200万種類の異なるタンパク質を合成することができます.しかし、人体には約 50,000 のタンパク質が含まれています。残りのタンパク質は食事によって消費されます。典型的なタンパク質の 4 つの構造レベルを 図 3 に示します。
図 3:タンパク質の構造レベル
食品中のタンパク質には、完全タンパク質と不完全タンパク質の 2 つの形態があります。完全なタンパク質は20個の必須アミノ酸すべてで構成されていますが、不完全なタンパク質はそれらのいくつかしか持っていません.これらのタンパク質は消化中にアミノ酸に分解され、アミノ酸は血液を介して細胞に運ばれます.タンパク質は細胞の構成成分です。また、ホルモンや酵素として作用することにより、体の機能を調節します。それらは輸送分子としても機能します。例えば、ヘモグロビンは全身に酸素を運ぶタンパク質です。タンパク質は免疫系の分子も生成します。
遺伝子とタンパク質の類似点
- 遺伝子とタンパク質は、細胞内にある 2 つの実体です。
- 遺伝子とタンパク質は機能的に関連しています。
- 細胞の機能には、遺伝子とタンパク質の両方が重要です。
遺伝子とタンパク質の違い
定義
ジーン: 遺伝子は、特定のタンパク質をコードする染色体の領域 (遺伝子座) です。
タンパク質: タンパク質は、1 つまたは 2 つのアミノ酸鎖で構成される大きな窒素有機化合物です。
意義
ジーン: 遺伝子は DNA または RNA の断片です。
タンパク質: タンパク質はポリペプチドです。
構成
ジーン: 遺伝子は、DNA ヌクレオチドまたは RNA ヌクレオチドで構成されています。
タンパク質: タンパク質はアミノ酸で構成されています。
担当
ジーン: 遺伝子は遺伝子型の決定に関与しています。
タンパク質: タンパク質は表現型の決定を担っています。
機能
ジーン: 遺伝子は、機能性タンパク質の産生を担っています。
タンパク質: タンパク質は、細胞の構造、機能、および調節要素として機能します。
結論
遺伝子とタンパク質は、細胞内にある 2 つの実体です。遺伝子は、ヌクレオチドで構成される DNA の断片です。遺伝子は機能性タンパク質のためにコードされています。タンパク質は、細胞の構造、機能、および調節要素として機能します。タンパク質はアミノ酸からできています。遺伝子とタンパク質の主な違いは、細胞内の各エンティティの役割です。
参照:
1.「遺伝子とは？ – 遺伝学ホームリファレンス。米国国立医学図書館、国立衛生研究所、こちらから入手可能。
2.「タンパク質とは何ですか？ – 遺伝学ホームリファレンス。米国国立医学図書館、国立衛生研究所、こちらから入手可能。
画像提供:
1.「遺伝子構造真核生物 2 注釈付き」Thomas Shafee – Shafee T、Lowe R (2017)。 「真核生物および原核生物の遺伝子構造」。医学のウィキジャーナル 4 (1). DOI:10.15347/wjm/2017.002. ISSN 20024436. (CC BY 4.0) コモンズ ウィキメディア経由
2. 国立ヒトゲノム研究所による「タンパク質の一次構造」 - (パブリック ドメイン) コモンズ ウィキメディア経由
3. 「タンパク質構造」 NHGRI による –提供:National Human Genome Research Institute (パブリック ドメイン) via Commons Wikimedia
