主な違い – 文字起こしと翻訳
細胞の機能に必要な遺伝子発現のプロセスには、転写と翻訳の両方が関与しています。転写とは、ゲノム内の遺伝子を RNA 断片にコピーすることです。翻訳とは、mRNA をタンパク質に解読することです。 DNA から RNA への転写と RNA からタンパク質への翻訳は、分子生物学のセントラル ドグマと考えられています。転写と翻訳の主な違いは、転写には DNA からの RNA の生成が含まれるのに対し、翻訳には mRNA の解読によるタンパク質の合成が含まれることです。
この記事では、
1.文字起こしとは
– 定義、プロセス、特性
2.翻訳とは
– 定義、プロセス、特性
3. Nucleolus と Nucleus の違いは何ですか
文字起こしとは
転写は遺伝子発現プロセスの最初のステップです。 遺伝子は、酵素である RNA ポリメラーゼの助けを借りて RNA 断片にコピーされます。この RNA の断片は、一次転写産物と呼ばれます。それは、コピー元の DNA 配列に対して相補的であり、逆平行です。転写は、いくつかのタイプの RNA を生成する可能性があります:メッセンジャー RNA (mRNA)、トランスファー RNA (tRNA)、リボソーム RNA (rRNA)、およびマイクロ RNA (miRNA) などの非コード RNA。タンパク質をコードする遺伝子は、mRNA を生成します。 mRNA は、タンパク質合成の調節のために 5' UTR および 3' UTR と呼ばれる非翻訳領域で構成されています。他のタイプの RNA は、タンパク質の合成、調節、処理を助けると考えられています。
ウイルスでは、mRNA はその RNA ゲノムから合成されます。それらのゲノムは、マイナスセンスの一本鎖 RNA で構成されています。 RNA の複製中に、後で翻訳に利用できるプラスセンスの一本鎖 RNA が生成されます。 HIV のようないくつかのウイルスは、逆転写酵素という酵素の助けを借りて RNA ゲノムを DNA に転写します。したがって、RNA から相補的な DNA を合成することを逆転写と呼びます。
原核生物および真核生物の転写では、アンチセンス鎖は 5' から 3' 方向に mRNA に転写されます。これにより、DNA複製のような岡崎フラグメントの形成が排除されます。さらに、RNA ポリメラーゼは、転写の開始に RNA プライマーを必要としません。転写のプロセスは、開始、プロモーター エスケープ、伸長、終結の 4 つの段階で行われます。転写は、転写因子と呼ばれる関連タンパク質の助けを借りて、プロモーターへの RNA ポリメラーゼの結合によって開始されます。真核生物では、RNA ポリメラーゼ II に関連する 6 つの転写因子、すなわち TFIIA、TFIIB、TFIID、TFIIE、TFIIF、および TFIIH を特定できます。転写の開始は、アクティベーターとリプレッサーによって制御されます。
転写開始複合体が形成された後、いくつかのヌクレオチドが付加され、RNA ポリメラーゼがプロモーターから脱出します。次に、転写伸長複合体が形成されます。 RNA ポリメラーゼはアンチセンス DNA 鎖を横断し、テンプレートに相補的なヌクレオチドを付加して、新しい RNA 鎖を生成します。使用されるヌクレオチド前駆体は、アデニン、ウラシル、シトシン、およびグアニンです。一次転写物は、プロセスの終了時にテンプレートから切断されます。真核生物では、この切断に続いて、ポリアデニル化、5' エンド キャッピング、イントロンのスプライシングなどの転写後修飾が行われます。文字起こしと処理を説明する簡単な図を 図 1 に示します。 .
図 1:RNA の転写とプロセシング
抗生物質は転写阻害剤として働きます。したがって、それらは人間の細菌および真菌感染症を治療するために使用できます。リファンピシンと 8-ヒドロキシキノリンは、それぞれ細菌と真菌の転写を阻害する 2 つの抗生物質です。一方、転写は、RT-PCR、DNA マイクロアレイ、in situ ハイブリダイゼーション、ノーザンブロット、RNA-seq などの分子生物学的手法によって測定できます。
翻訳とは
翻訳は、遺伝子発現プロセスの第 2 段階です。転写によって生成されたmRNAは、リボソームによって細胞質内のタンパク質に翻訳されます。翻訳中、アミノ酸鎖またはポリペプチド鎖を生成するために、mRNAはリボソームによって解読されます。特定のアミノ酸を運ぶ相補的な tRNA アンチコドン配列は、mRNA に結合します。このタイプの tRNA は、アミノアシル tRNA と呼ばれます。結合はリボソームによって促進されます。 2 つのアミノ酸間のペプチド結合形成によってポリペプチド鎖から tRNA によって運ばれるアミノ酸。このアミノ酸鎖は翻訳後修飾を受け、活性タンパク質になるために 3D 構造に折り畳まれます。
翻訳は、開始、伸長、終了の 3 つの段階で行われます。翻訳を開始するために、リボソームは標的mRNAの周りに組み立てられます。追加される最初の tRNA は、mRNA の 5' 末端の開始コドン AUG と一致する tRNA を運ぶメチオニンです。コドンは、特定のアミノ酸をコードする、mRNA 上の 3 つのヌクレオチドのシーケンスです。最初の tRNA が開始コドンに結合した後、2 番目のコドンに対応する tRNA が mRNA に結合します。その後、リボソームは 2 番目の tRNA に移動します。 tRNA によって運ばれる最初と 2 番目のアミノ酸は、それらの間にペプチド結合を形成します。同様に、リボソームがmRNA上で5'から3'方向に移動するにつれて、解読が進行します。アミノ酸は、ポリペプチド鎖の C 末端に付加されます。したがって、翻訳はアミノ-カルボキシル指向と見なされます。リボソームが終止コドン (UAG、UAA、UGA) に到達すると、ポリペプチド鎖を放出します。翻訳の簡単な図を 図 2 に示します。
図 2:リボソーム mRNA の翻訳
原核生物には 70S リボソームと呼ばれる小さなリボソームが含まれていますが、真核生物のリボソームは比較的大きく、80S リボソームと呼ばれています。リボソームは大サブユニットと小サブユニットと呼ばれる2つのサブユニットから構成されています。真核生物では、80S リボソームの小さなサブユニットが mRNA の 5' 末端に結合します。しかし、原核生物では、70Sリボソームの小サブユニットがmRNAのシャイン・ダルガルノ配列に結合します。 Shine-Dalgarno シーケンスは、原核オペロンの各コード シーケンスの開始を示します。
翻訳を阻害できる多くの抗生物質には、クロラムフェニコール、テトラサイクリン、アニソマイシン、シクロヘキシミド、ストレプトマイシンなどがあります。翻訳は、分光法、生化学的アッセイ、および ELISA などの抗体ベースの方法によって測定できます。とウエスタンブロット。
転写と翻訳の違い
目的
文字起こし: ゲノムに書かれた遺伝的命令の RNA コピーの合成が主な目的です。
翻訳: 主な目的は、遺伝子からコピーされた RNA からタンパク質を合成することです。
テンプレート
文字起こし: テンプレートはゲノム内の遺伝子です。
翻訳: テンプレートは mRNA です。
場所
文字起こし: これは核内で発生します。
翻訳: これは細胞質で発生します。
酵素
文字起こし: RNAポリメラーゼは酵素です。
翻訳: リボソームは酵素です。
イニシエーション
転写: RNAポリメラーゼが遺伝子のプロモーターに結合すると、転写開始複合体の形成が開始されます。 RNA ポリメラーゼは、プロモーターによって転写開始部位に誘導されます。
翻訳: tRNA を運ぶメチオニンが AUG 開始コドンに結合すると、翻訳が開始されます。
前駆体
文字起こし: 4 つの窒素塩基:アデニン、グアニン、シトシン、ウラシルが前駆体です。
翻訳: tRNA によって運ばれる 20 種類のアミノ酸が前駆体です。
伸び
文字起こし: RNA ポリメラーゼは 5' から 3' 方向に伸長します。
翻訳: 入ってくるアミノアシル tRNA は、A サイトのコドンに結合します。新しいアミノ酸は、成長する鎖と結合します。リボソームは 5' から 3' 方向に次のコドン位置に移動します。
債券フォームの種類
文字起こし: 2 つのヌクレオチド間にホスホジエステル結合が見られます。
翻訳: 2 つのアミノ酸間のペプチド結合が観察できます。
終了
文字起こし: 転写産物が放出され、酵素が切り離され、DNA が巻き戻されます。
翻訳: リボソームは 3 つの終止コドンの 1 つに遭遇して分解し、ポリペプチド鎖が切り離されます。
製品
転写: 転写では、mRNA、tRNA、rRNA、非コード RNA など、いくつかの機能的な形態の RNA が生成されます。
翻訳: タンパク質は製品です。
製品処理
転写: 5' キャップの付加、3' ポリ A テール、イントロンのスプライシングなどの転写後修飾が発生します。
翻訳: ジスルフィド架橋の形成、リン酸化、ファルネシル化など、多数の翻訳後修飾が発生します。
抗生物質による阻害
文字起こし: それらは、リファンピシンと 8-ヒドロキシキノリンによって阻害されます。
翻訳: これらは、テトラサイクリン、クロラムフェニコール、ストレプトマイシン、エリスロマイシン、アニソマイシン、シクロヘキサミドなどによって阻害されます。
ローカリゼーション
文字起こし: それらは原核生物の細胞質と真核生物の核に局在しています。
翻訳: それらは小胞体上の原核生物の細胞質と真核生物のリボソームに局在しています。
結論
転写と翻訳を総称して遺伝子発現と呼びます。転写中、ヌクレオチドは、RNAポリメラーゼおよび他の関連タンパク質によって新しいRNA鎖を生成するために利用されます。一方、アミノ酸は、翻訳時にポリペプチド鎖を生成するために利用されます。真核生物では、転写と翻訳の両方が、それぞれ転写後修飾と翻訳後修飾と呼ばれる最終産物に修飾を加えます。転写後修飾には、5' キャップ、3' ポリ A テールの付加、およびイントロンのスプライシングが含まれます。翻訳後修飾の間、タンパク質の成熟は、リン酸化、ジスルフィド架橋の形成、およびカルボキシル化様反応を通じて獲得されます。したがって、転写と翻訳の主な違いは、遺伝子発現の過程における役割にあります。
