遺伝情報からタンパク質をつくる:セントラルドグマ

central-dogma-eyecatch 核酸

DNA、RNAと紹介してきた。
今度はこれら核酸をつなぐ部分についてである。

いわゆる「分子生物学のセントラルドグマ」という部分である。
今回はこのセントラルドグマの概要についてまとめていく。

前回の復習
  • RNAは一本鎖で、ステム・ループなど高次構造を取りうる。
  • タンパク質への橋渡しだけでなく、それ自体に酵素活性を持つリボザイムが存在。

前回の記事を詳しく見る→

RNA:DNAとは何が違うのか?

DNAの複製

DNAは次世代に遺伝情報を渡すために、自らのコピーを作る必要がある。
これが「複製」である。

DNAの2本鎖が1本ずつに分かれ、それぞれがもう1本の鎖(相補鎖)を作る際の鋳型となる。
複製を行う上でDNAが2本鎖を形成することは有利に働く。

こうして複製されたDNAは細胞分裂先(娘細胞)でも同じパターンのDNAを持つことができる。
娘細胞は、親からのDNA分子鎖1本と複製した娘鎖1本を持つ。

複製方法は一言で言うと、親鎖の塩基と対になるヌクレオチドを1つずつ重合させていく作業である。

書いてみると非常に単純な過程だが、細胞内では正確かつ能率よく複製するために様々な細胞因子が必要となる。

遺伝子情報がタンパク質を作るまで

遺伝子DNAからRNA鎖を作るステップが転写である。
RNAの情報を基にタンパク質を合成するステップは翻訳とよぶ。

このステップでは様々な種類のRNAが活躍する。
転写・翻訳の大まかな流れとともに紹介していく。

転写:DNA→RNA

一方のDNA鎖の塩基に相補的な遊離のヌクレオチドを順に縮合させてできたRNAがメッセンジャーRNA(mRNA)である。
mRNAにはタンパク質の一次配列を決定するための情報が含まれている。

そのmRNAはタンパク質合成装置であるリボソームに移る。
リボソームはタンパク質とRNAでできていて、この中のRNAはリボソームRNA(rRNA)とよぶ。

翻訳:RNA→タンパク質

翻訳では、リボソームがmRNAの3つの塩基を1つの単位(コドン)としてアミノ酸と対応させる。
これはコドンに合ったアミノ酸をもつ転移RNA(transfer RNA:tRNA)の存在による。

リボソームの中でコドンに対応するtRNAがアミノ酸を運び、数珠状につなぎ合わせることでタンパク質ができる。
塩基が変異していると、異なるtRNAが認識されるため、違うアミノ酸配列になってしまう。

最後に

今回はちょっと情報量が多くて、わかりにくかったかもしれない。
駆け足ではあったが、それぞれの過程はあらゆる生体分子が関わって成り立っている。
機会を見て詳しくまとめていく。

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