コーディングDNAと非コーディングDNAの違いは何ですか

対象となる主な分野

1. コーディング DNA とは
– 定義、構造、機能
2. ノンコーディング DNA とは
– 定義、型、機能
3. コーディング DNA と非コーディング DNA の類似点は何ですか
– 共通機能の概要
4. コーディング DNA と非コーディング DNA の違いは何ですか
– 主な相違点の比較

主な用語

コーディング DNA、mRNA、非コーディング DNA、調節要素、rRNA、転写、翻訳、tRNA

コーディング DNA とは

コーディング DNA は、タンパク質をコードする遺伝子をコードする、ゲノム内の DNA の一種です。重要なことに、それはヒトゲノムの 1% を占めています。実際、コード DNA は、タンパク質をコードする遺伝子のコード領域で構成されています。つまりエクソンです。また、まとめてコーディング配列または CDS として知られるタンパク質コーディング遺伝子のすべてのエクソン。ただし、真核生物では、コード領域はイントロンによって中断されます。一方、コーディング領域は、5' 末端の開始コドンから始まり、3' 末端の停止コドンで終了します。 DNA とは別に、RNA にもコード領域が含まれる場合があります。

図 1:タンパク質合成

さらに、タンパク質をコードする遺伝子のコード領域が転写されて mRNA が生成されます。 mRNAでは、5' UTRと3' UTRがコード領域に隣接しています。また、mRNA 転写産物の CDS は翻訳を受けて、機能性タンパク質のアミノ酸配列を生成します。したがって、タンパク質はコーディングDNAの遺伝子産物です。たとえば、それらは細胞内で構造的、機能的、および規制上の重要性を持っています。

ノンコーディング DNA とは

非コード DNA はゲノムのもう 1 つのタイプの DNA で、ヒトゲノムの 99% を占めています。重要なことに、それはタンパク質をコードする遺伝子をコードしていません。そのため、タンパク質の合成に関する指示は提供されません。一般に、ゲノムの非コード DNA の種類には、調節要素、非コード RNA 遺伝子、イントロン、偽遺伝子、反復配列、およびテロメアが含まれます。

規制要素

調節要素の主な機能は、遺伝子の発現を調節する転写因子の結合部位を提供することです。通常、規制要素には 2 種類あります。シス規制要素とトランス規制要素。通常、シス調節エレメントは調節される遺伝子の近くで発生し、トランス調節エレメントは調節される遺伝子から離れて発生します。

図 2:規制要素の役割

さらに、これらの調節要素には、プロモーター、エンハンサー、サイレンサー、および絶縁体が含まれます。一般に、転写を担うタンパク質機構はプロモーターに結合します。また、遺伝子発現を活性化する転写因子はエンハンサーに結合し、遺伝子発現を抑制する転写因子はサイレンサーに結合します。一方、エンハンサーの作用を阻害するエンハンサーブロッカーと、遺伝子発現を抑制する構造変化を阻害するバリアーは、絶縁体に結合します。

非コード RNA 遺伝子

たとえば、非コード RNA 遺伝子は、mRNA ではなく非コード RNA の合成に関与しています。基本的に、非コード RNA には 3 種類あります。 tRNA、rRNA、および miRNA などのその他の調節 RNA。

図 3:ノンコーディング RNA

重要なことに、ノンコーディング RNA の主な機能は、翻訳と遺伝子発現の調節に関与することです。

イントロン

イントロンは、タンパク質をコードする遺伝子のコード領域を中断して発生します。一般に、これらは転写後にエキソンをスプライシングして除去され、邪魔されていないコード領域が得られます。

偽遺伝子

偽遺伝子は、タンパク質をコードする能力を失った遺伝子です。また、それらは機能遺伝子のレトロトランスポジションまたはゲノム重複によって生じ、「ゲノム化石」になります。

繰り返しシーケンス

反復配列には、トランスポゾンとウイルス要素が含まれます。ただし、それらはモバイル要素です。ここで、トランスポゾンは移動可能な DNA 要素として転移 を受けますが、ウイルス要素またはレトロトランスポゾンは、転写を通じて「コピー アンド ペースト」メカニズムによって移動します。

テロメア

テロメアは、染色体の末端にある反復 DNA です。それらは、DNA複製中の染色体の劣化を防ぐ役割を果たしています。

コーディング DNA と非コーディング DNA の類似点

• コーディング DNA と非コーディング DNA の 2 つゲノムに存在する DNA の種類。
• 染色体には両方のタイプの DNA が含まれています。
• 遺伝子は両方のタイプの DNA に存在します。
• どちらのタイプの DNA も転写を受けることができます。 RNAを生成します。
• タンパク質合成における機能を持っています。

コーディング DNA と非コーディング DNA の違い

定義

コーディング DNA は、タンパク質をコードする遺伝子を含むゲノム内の DNA を指し、非コーディング DNA は、タンパク質をコードしない他のタイプの DNA を指します。

ゲノムの割合

コーディング DNA はヒトゲノムの 1% にすぎませんが、非コーディング DNA はヒトゲノムの 99% を占めています。

コンポーネント

コーディング DNA はエクソンで構成され、非コーディング DNA は調節エレメント、非コーディング RNA 遺伝子、イントロン、偽遺伝子、反復配列、およびテロメアで構成されます。

タンパク質のエンコード

コーディング DNA はタンパク質をコードしますが、非コーディング DNA はタンパク質をコードしません。

文字起こしの結果

コーディング DNA は転写を受けて mRNA を合成しますが、ノンコーディング DNA は転写を受けて tRNA、rRNA、およびその他の調節 RNA を合成します。

遺伝子産物の機能

コーディング DNA によってコードされるタンパク質は、細胞内で構造的、機能的、および規制上の重要性を持ちますが、非コーディング DNA は遺伝子活性の制御に重要です。

結論

コーディング DNA は、タンパク質をコードする遺伝子をコードする、ゲノム内の DNA の一種です。一般に、これらの遺伝子は転写を受けてmRNAを合成します。真核生物では、タンパク質をコードする遺伝子のコード領域は、転写後に除去されるイントロンによって中断されます。しかし、mRNA は翻訳を受けてタンパク質を生成します。重要なことに、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することにより、細胞内で重要な役割を果たします。対照的に、非コード DNA は別の種類の DNA であり、ゲノムの約 99% を占めています。ただし、mRNA の翻訳に重要な tRNA、rRNA、およびその他の調節 RNA を含む非コード RNA の遺伝子が含まれています。さらに、非コード DNA には、調節要素、イントロン、偽遺伝子、反復配列、およびテロメアが含まれます。したがって、コード DNA と非コード DNA の主な違いは、存在する遺伝子の種類とその遺伝子産物です。

参考文献:

1.「ノンコーディングDNAとは？ – Genetics Home Reference – NIH.」 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. 「TATA ボックス メカニズム」Luttysar 著 – Commons Wikimedia 経由の自作 (CC BY-SA 4.0)
3. 「DNA からタンパク質または ncRNA へ」Thomas Shafee 著 – Commons Wikimedia による自作 (CC BY 4.0)