タンパク質は、構造分子、機能分子、調節分子として機能することにより、細胞内で重要な役割を果たします。細胞の機能に必要なさまざまな種類のタンパク質は、細胞内で合成されます。これらのタンパク質の合成に関する情報は、ゲノム内にエンコードされています。ほとんどの生物の遺伝物質は DNA です。 DNAはヌクレオチドで構成されています。タンパク質の特定のアミノ酸を表すヌクレオチド トリプレットは、コドンとして知られています。遺伝情報が遺伝物質内にコード化される一連の規則は、遺伝コードとして知られています。ゲノム内のコドンの配列は、細胞内の特定の機能タンパク質をコードする遺伝子として知られています。したがって、ゲノムは多数のタンパク質コード遺伝子で構成されているはずです。ゲノムは、さまざまなタイプの機能的 RNA 分子もコード化されています。
対象となる主な分野
1.遺伝子コードとは
– 定義、機能、役割
2. DNA はどのように情報をエンコードするか
– タンパク質合成、RNA 合成
重要な用語:アミノ酸、コドン、遺伝子コード、タンパク質、RNA、転写、翻訳
遺伝子コードとは
遺伝コードは、遺伝情報がゲノム内にエンコードされる一連の規則です。ゲノムの遺伝子は、コドンにグループ化できる一連のヌクレオチドで構成されています。遺伝暗号は、特定の遺伝子内のコドンのセットを、タンパク質のポリペプチド鎖のアミノ酸セットまたは tRNA や rRNA などの機能的 RNA 分子の RNA コドン配列のいずれかにリンクします。遺伝暗号は、タンパク質合成に関与する固有のアミノ酸を表す 64 のコドンで構成されています。 20 個のアミノ酸を表す遺伝暗号を図 1に示します。 .
図 1:遺伝子コード
縮退は、遺伝暗号の重要な特徴の 1 つです。これは、1 つのアミノ酸を複数のコドンで表すことができることを意味します。遺伝暗号は重複していません。 1 つのヌクレオチドが隣接する 2 つのコドンの一部になることはできず、遺伝暗号はほぼ普遍的です。
DNA はどのように情報をエンコードしますか
遺伝暗号は、DNA の 4 種類のヌクレオチドがタンパク質合成に関与する 20 のアミノ酸にどのように翻訳されるかを定義します。タンパク質合成の 2 つのステップは、転写と翻訳です。転写中に、DNA 遺伝暗号は RNA 遺伝暗号に転写されます。転写中には、mRNA、tRNA、rRNA の 3 種類の RNA が生成されます。 mRNAのRNAコドン配列は、タンパク質のアミノ酸配列に翻訳されます。タンパク質の各アミノ酸は、特定のコドンによって表されます。一般に、タンパク質合成には 20 個のアミノ酸が関与しており、それらは 61 個のコドンで表されます。 3 つのコドンは、転写を終了する終止コドンとして機能します。タンパク質合成の概要を図 2に示します。
図 2:タンパク質合成
tRNA と rRNA は、タンパク質合成の機能分子として機能します。 tRNA は翻訳中に対応するアミノ酸をもたらしますが、rRNA は翻訳を促進するリボソームの機能部分として機能します。
結論
主に DNA で構成されるゲノムは、タンパク質合成と RNA 合成の両方の情報をコード化しています。ゲノムのコーディング領域は遺伝子として知られています。遺伝子は、3 つのヌクレオチドのグループからなる一連のコドンで構成されています。各コドンは、タンパク質のポリペプチド鎖の特定のアミノ酸、または tRNA または rRNA の RNA コドンを表します。
参照:
1.「DNA は生物学的情報をエンコードする構造です。」 ネイチャー ニュース 、Nature Publishing Group、こちらから入手できます。
画像提供:
1. 英語版ウィキブックスの Gurustip による「Translationchart」 – アドリニョーラ (パブリック ドメイン) により、コモンズ ウィキメディア経由で en.wikibooks からコモンズに転送
2. Flickr経由のBecky Booneによる「タンパク質合成の概要」（CC BY-SA 2.0）
