DNA転写の説明

コア コンセプト

このチュートリアルでは、 DNA 転写 のプロセスについて学びます。 細胞機能にとっていかに重要か

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DNA 転写とは?

生物学における転写 (RNA 合成) は、遺伝子発現の最初の段階です。遺伝子発現とは、遺伝子情報を使用してタンパク質などの機能性産物を作成することです。転写の目的は、既存の DNA 鎖からメッセンジャー RNA (mRNA) を作成することです。たとえば、タンパク質をコードする遺伝子では、RNA コピー (転写物) がポリペプチドの構築に必要な情報を保持しています。真核生物の DNA 転写は、タンパク質への翻訳前に同じ処理ステップを経る必要があります。

RNAポリメラーゼ

DNA 転写に使用される主な酵素は RNA ポリメラーゼ .真核生物では、3 種類の RNA ポリメラーゼ (I、II、および II) が使用されます。ただし、原核生物では、1 種類の RNA ポリメラーゼしか使用されません。 RNA ポリメラーゼは、一本鎖 DNA テンプレートを使用して RNA の相補鎖を合成します。具体的には、5' から 3' 方向に RNA 鎖を構築します。

RNA ポリメラーゼの主な機能は次のとおりです。

DNA 転写のプロセス

転写には、開始、伸長、終結の 3 つの段階があります。ただし、これらの段階で発生するプロセスは、原核生物と真核生物で異なります。

イニシエーション

開始は転写の最初のステップです。 RNA ポリメラーゼは promote に結合します。 r は DNA の領域です。プロモーターは、鎖のどこから転写を開始するかを RNA ポリメラーゼに伝える役割を果たします。

原核生物と真核生物の各遺伝子には、RNA ポリメラーゼの結合を可能にする DNA 配列を含むプロモーターがあります。この結合により、転記バブルが形成され、転記が開始されます。

原核生物のプロモーター

原核生物の例はバクテリアです。細菌に見られるプロモーターには、-10 要素と -35 要素という 2 つの重要な DNA 配列があります . RNA ポリメラーゼがこれらのプロモーターに結合すると、DNA は両方の部位で開きます。これは、アデニンとチミンの間の結合がかなり弱く、分離しやすいために起こります.それらがこの名前を持つ理由は、それらが開始部位の 35 および 10 ヌクレオチド前にあるためです。

真核生物のプロモーター

原核生物と比較して、真核生物の RNA ポリメラーゼはプロモーターに直接結合しません。代わりに、 基本転写因子 (ヘルパータンパク質) は最初にプロモーターに結合し、RNA ポリメラーゼが DNA に結合するのを助けます。最も一般的な真核生物のプロモーターは TATA ボックスです .

伸び

RNAポリメラーゼがDNA鎖に結合した後、伸長が起こります。伸長とは、新しいヌクレオチドの追加によって RNA 鎖が長くなることです。 RNAポリメラーゼはテンプレート鎖を移動します 3' から 5' 方向に。各ヌクレオチドについて、RNA ポリメラーゼは、ワトソン-クリック塩基対に従って、一致する RNA ヌクレオチドを 3' 末端に追加します。

RNA 転写産物は、非テンプレート ストランドと同一になります。 、転写に関与しない鎖です。ただし、チミンの代わりにウラシルが使用されることに注意することが重要です。

DNA 転写中の終結

転写の最後のステップは終了です。 RNA ポリメラーゼが ターミネーター と呼ばれる DNA の配列を転写すると、転写が停止します。 .最終結果は、次のプロセスである翻訳で使用される RNA 転写産物です。 RNA 転写産物は、メッセンジャー RNA としても知られています。 (mRNA).

細菌での終結

終結を開始するために細菌が受ける 2 つの戦略があります:Rho 依存性 および Rho 非依存 .

Rho 依存性終結では、作成された RNA 鎖に Rho 因子の結合部位があります （タンパク質）。 Rho 因子は RNA 配列に結合し、RNA ポリメラーゼまで移動します。

Rho 因子が RNA ポリメラーゼに到達すると、DNA のテンプレート鎖から Rho 因子を引き離します。

Rho 非依存性終結では、DNA の特定の配列が終結を引き起こします。 RNA ポリメラーゼが遺伝子の末端に近づくと、シトシンとグアニンが豊富な領域に入ります。これにより、転写された RNA が折りたたまれてヘアピン構造が形成されます。これによりポリメラーゼが失速し、酵素が脱落して RNA 転写産物が放出されます。

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