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1つの遺伝子がさまざまな種類のポリペプチドをどのように生成できますか?

1つの遺伝子は、いくつかのメカニズムを介してさまざまな種類のポリペプチドを生成できます。

1。代替スプライシング:

* プロセス: 遺伝子(pre-mRNA)の主要な転写産物はスプライシングを受け、非コードイントロンが除去され、エクソンが結合されます。

* バリエーション: 代替スプライシングにより、エクソンのさまざまな組み合わせを最終的なmRNA分子に含めることができます。これにより、異なるmRNAが生じ、それが異なるポリペプチドに変換されます。

* 例: タンパク質ジストロフィンの遺伝子には79のエクソンがあります。 これらのエクソンのさまざまな組み合わせが最終的なmRNAに含まれており、さまざまな機能を備えたジストロフィンの異なるアイソフォームをもたらします。

2。翻訳後の修正:

* プロセス: 翻訳後、ポリペプチド鎖は、リン酸化、グリコシル化、アセチル化、ユビキチン化などの修飾を受けます。

* バリエーション: これらの変更は、タンパク質の構造、機能、さらには半減期を変えることができます。異なる変更は、異なるタンパク質アイソフォームにつながる可能性があります。

* 例: インスリンはプロインシュリン前分子として合成され、活性インスリンホルモンになるために、タンパク質分解切断を含むいくつかの修飾を受けます。

3。複数のプロモーターと開始コドン:

* プロセス: 一部の遺伝子には複数のプロモーターがあり、これは転写を開始するDNA配列です。異なるプロモーターは、同じ遺伝子から異なる転写産物の発現を駆動できます。

* バリエーション: 異なる転写産物には異なるスタートコドンがあり、異なるN末端配列を持つポリペプチドの産生につながります。

* 例: タンパク質P53の遺伝子には複数のプロモーターがあり、細胞プロセスでさまざまな機能を備えたP53の異なるアイソフォームをもたらします。

4。 RNA編集:

* プロセス: mRNA分子の特異的なヌクレオチドを変更することができ、エンコードされたアミノ酸配列に変化をもたらします。

* バリエーション: この編集プロセスは、同じmRNAからの異なるポリペプチドバリアントの生成につながる可能性があります。

* 例: アポリポタンパク質Bタンパク質の遺伝子では、RNA編集は停止コドンになり、肝臓に短いポリペプチドが生成されます。

5。遺伝子の複製と発散:

* プロセス: 進化の時間にわたって、遺伝子を複製することができ、コピーが分岐し、異なる突然変異を獲得できます。

* バリエーション: このプロセスは、異なる機能を持つ新しい遺伝子の作成につながる可能性がありますが、それらはまだ元の遺伝子に関連しています。

* 例: グロビン遺伝子ファミリーは、遺伝子の重複と発散を通じて進化し、異なる酸素結合親和性を持つ異なるグロビンタンパク質をもたらしました。

これらのメカニズムにより、比較的限られた数の遺伝子からのタンパク質産物の顕著な多様性が可能になり、生物系の複雑さに貢献しています。

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