遺伝暗号を理解する

遺伝情報は、DNA の 4 つの異なる塩基 (アデニン (A)、チミン (T)、グアニン (G)、およびシトシン (C)) の長く複雑な配列として保存されます。これらの塩基のトリプレットは、タンパク質に特定のアミノ酸を付加するための指示として遺伝子機構によって解釈されます。

アルフレッド・パシエカ/サイエンスフォトライブラリ/ゲッティイメージズプラス

遺伝暗号は、ヌクレオチド塩基の配列です。 核酸 ( DNA と RNA ) そのコード アミノ酸 連鎖する タンパク質 . DNA は、アデニン (A)、グアニン (G)、シトシン (C)、チミン (T) の 4 つのヌクレオチド塩基で構成されています。 RNA には、アデニン、グアニン、シトシン、ウラシル (U) というヌクレオチドが含まれています。連続する 3 つのヌクレオチド塩基がアミノ酸をコードするか、アミノ酸の開始または終了を示す場合 タンパク質合成 、セットはとして知られています コドン .これらのトリプレット セットは、アミノ酸の生産のための指示を提供します。アミノ酸が結合してタンパク質を形成しています。

遺伝子コードの分析

コドン表。 ダリル・レジャ、NHGRI

コドン

RNA コドンは、特定のアミノ酸を指定します。コドン配列の塩基の順序によって、生成されるアミノ酸が決まります。 RNA の 4 つのヌクレオチドのいずれかが、3 つの可能なコドン位置の 1 つを占めている可能性があります。したがって、可能なコドンの組み合わせは 64 通りあります。 61のコドンが指定 アミノ酸 そして3つ (UAA, UAG, UGA) として役立ちます 停止信号 タンパク質合成の終わりを指定します。コドン 8月 アミノ酸のコード メチオニン として機能します スタート信号 翻訳の始まり。

複数のコドンが同じアミノ酸を指定することもあります。たとえば、コドン UCU、UCC、UCA、UCG、AGU、および AGC はすべて、アミノ酸セリンを指定します。上記の RNA コドンの表には、コドンの組み合わせと指定されたアミノ酸がリストされています。表を読んで、ウラシル (U) が最初のコドン位置にあり、アデニン (A) が 2 番目の位置にあり、シトシン (C) が 3 番目の位置にある場合、コドン UAC はアミノ酸のチロシンを指定します。

アミノ酸

20 種類のアミノ酸すべての略語と名前を以下に示します。

下： アラニン 引数: アルギニン アスン: アスパラギン Asp: アスパラギン酸

シス: システイン グルー: グルタミン酸 グリン: グルタミン グリー: グリシン

彼の： ヒスチジン と： イソロイシン リュー: ロイシン 光： リジン

の： メチオニン フェ: フェニルアラニン プロ： プロリン なれ： セリン

スレッド: スレオニン Trp: トリプトファン ティル: チロシン ヴァル: バリン

タンパク質生産

トランスファー RNA は、遺伝子コードに従った新しいタンパク質の生物学的合成である翻訳に必要な要素です。 ttsz/iStock/Getty Images Plus

タンパク質は次のプロセスを経て生成されます。 DNA転写 そして翻訳。 DNA の情報は直接タンパク質に変換されるのではなく、まず RNA にコピーされる必要があります。 DNA 転写は、DNA から RNA への遺伝情報の転写を含むタンパク質合成のプロセスです。転写因子と呼ばれる特定のタンパク質は、DNA 鎖を巻き戻し、酵素 RNA ポリメラーゼが DNA の 1 本鎖のみをメッセンジャー RNA (mRNA) と呼ばれる 1 本鎖 RNA ポリマーに転写できるようにします。 RNA ポリメラーゼが DNA を転写するとき、グアニンはシトシンと対になり、アデニンはウラシルと対になります。

転写は 核 細胞の場合、mRNA 分子は核膜を通過して細胞に到達する必要があります。 細胞質 .細胞質に入ると、mRNAは リボソーム と呼ばれる別の RNA 分子 RNA の転送 、転写されたメッセージをアミノ酸の鎖に翻訳するために協力します。翻訳中、各 RNA コドンが読み取られ、トランスファー RNA によって成長中のポリペプチド鎖に適切なアミノ酸が付加されます。 mRNA 分子は、終結または終止コドンに到達するまで翻訳され続けます。転写が完了すると、完全に機能するタンパク質になる前にアミノ酸鎖が変更されます。

突然変異がコドンに与える影響

ウィキメディア・コモンズ /CC BY-SA 4.0 ' id='mntl-sc-block-image_2-0-17' />

点変異には、サイレント変異、ナンセンス変異、ミスセンス変異の 3 種類があります。 ジョンスタ247/ ウィキメディア・コモンズ /CC BY-SA 4.0

あ 遺伝子変異 DNA のヌクレオチド配列の変化です。この変化は、単一のヌクレオチド ペアまたはより大きなセグメントに影響を与える可能性があります。 染色体 .ヌクレオチド配列を変更すると、ほとんどの場合、タンパク質が機能しなくなります。これは、塩基配列の変化によりコドンが変化するためです。コドンが変更された場合、アミノ酸、したがって合成されるタンパク質は、元の遺伝子配列でコードされたものではなくなります。

遺伝子変異は一般に、点変異と塩基対の挿入または欠失の 2 つのタイプに分類できます。 点変異 単一のヌクレオチドを変更します。 塩基対の挿入または削除 元の遺伝子配列にヌクレオチド塩基が挿入または削除された場合に生じる。遺伝子変異は、最も一般的には 2 種類の発生の結果です。まず、化学物質、放射線、太陽からの紫外線などの環境要因が突然変異を引き起こす可能性があります。第二に、突然変異は細胞の分裂中に生じるエラーによっても引き起こされる可能性があります ( 有糸分裂 と 減数分裂 ）。

重要ポイント: 遺伝子コード

• の 遺伝コード 特定のアミノ酸の生成をコードする DNA および RNA のヌクレオチド塩基の配列です。アミノ酸が結合してタンパク質を形成しています。
• コードは、と呼ばれるヌクレオチド塩基のトリプレット セットで読み取られます。 コドン 、特定のアミノ酸を指定します。たとえば、コドン UAC (ウラシル、アデニン、およびシトシン) はアミノ酸チロシンを指定します。
• 一部のコドンは、RNA 転写およびタンパク質産生の開始 (AUG) および停止 (UAG) シグナルを表します。
• 遺伝子変異はコドン配列を変更し、タンパク質合成に悪影響を与える可能性があります。

ソース

• グリフィス、アンソニー JF、他。 '遺伝コード。' 遺伝子解析入門。第7版。 、米国国立医学図書館、1970 年 1 月 1 日、www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21950/。
• 「ゲノミクス入門」 NHGRI 、www.genome.gov/About-Genomics/Introduction-to-Genomics。