分子生物学のセントラルドグマとは

分子生物学のセントラル ドグマは、DNA から RNA を経由してタンパク質に至る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。それは、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。転写とは、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、mRNA のコード配列に基づいて遺伝子のアミノ酸配列が合成されます。

対象となる主な分野

1.分子生物学のセントラル ドグマとは
– DNA 内の情報の流れ
2.異常な情報の流れとは
– 逆転写、RNA 複製、直接翻訳

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

分子生物学のセントラル ドグマとは

分子生物学のセントラル ドグマは、遺伝子内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。 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 とタンパク質の間の中間体です。それは、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、タンパク質への普遍的な情報の流れに加えて、さまざまな種類の生物でいくつかの代替メカニズムが発生します。逆転写、RNA 複製、および DNA からタンパク質への直接翻訳は、そのような異常な情報の流れの 3 つです。

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。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、タンパク質へと流れます。

RNA複製

RNA情報の別のRNAへのコピーは、RNA複製プロセス中に発生します。 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、真核生物における RNA サイレンシングと RNA 編集中に発生します。

直訳

真核生物のリボソームは、in vitro で一本鎖 DNA からタンパク質を合成できます。図 2 は、緑色の矢印で示された 3 種類の異常な情報の流れを示しています。

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、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 から RNA への転写、および RNA からタンパク質への翻訳を通じて発生します。

参照:

1. 「4.1 分子生物学のセントラル ドグマ」。 CK-12 ファンデーション 、ここから入手できます。

画像提供:

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