遺伝子の発現（概要）　高校生物基礎

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 遺伝情報の発現について講義します。DNAがレシピの原本、RNAがレシピのコピー、タンパク質が完成した料理のようなイメージです。 ●タンパク質（protein）は、“最も重要なもの”というギリシア語（proteios）が語源となっている。細胞の乾燥重量のほとんどを占めるタンパク質は、細胞を構成する素材であるだけでなく、機能のほとんどを担っている。 ●すべての細胞では、DNAを鋳型にして（DNAの塩基配列を写し取るようにして）RNAの合成が行われている（たとえば、DNAにTTTという配列があったら、合成されるRNAはAAAという配列になる）。これを転写といい、真核細胞では核内で転写が行われている（原核細胞では転写も翻訳も細胞質基質で行われる）。RNAには様々な種類があるが、その中でもタンパク質のアミノ酸配列の情報を持ったRNA（ｍRNAと呼ばれている）は、核の外へ運ばれた後、タンパク質の合成のための、いわば命令書になる（リボソームという構造がｍRNAに結合し、ｍRNAの塩基配列に基づいてアミノ酸をつなげていき、タンパク質を合成する。この生命現象を翻訳という）。たとえるなら、DNAがプラモデルの設計図の原本、ｍRNAがそのコピー（RNAは非常に不安定で、すぐに分解されてしまい、寿命は短い。いわば使い捨てのコピーである）、タンパク質がプラモデルである。生物の体の主成分はタンパク質である。 ●　細胞のもつ多数の遺伝子のうち、特定のものが選ばれて発現することを、選択的遺伝子発現という。 ＊（一部例外はあるが）すべての細胞は、すべての遺伝子を保持していると考えてよい。しかし、「発現している」遺伝子のパターンは、細胞ごとに異なる（たくさんスイッチを持っているが、一部のスイッチしかONにしないイメージ）。 細胞ごとに発現している遺伝子は異なる。たとえば、 ・眼の水晶体の細胞ではクリスタリン遺伝子が発現している。 ・皮膚の細胞では、コラーゲン遺伝子が発現している。 ・筋細胞ではミオシン遺伝子が発現している。 しかし、水晶体の細胞も、皮膚の細胞も、筋細胞も、すべての遺伝子を持っている（すべてのスイッチを持っている）。しかし、その中の一部の遺伝子しか発現していない（一部のスイッチがONになっていない）。 ＊細胞は持っている遺伝子の一部しか発現しないとはいえ、ある細胞が発現している遺伝子をすべて書きだそうとすると、とんでもない数になる。基本的には教科書にある遺伝子しか問われない。 ●クリスタリンは水晶体の透明性の維持に重要とされているタンパク質。コラーゲンは動物の皮膚・軟骨などに多量に含まれるタンパク質（コラーゲンは細胞の外側で強靭な繊維を形成する。動物の全タンパク質の中で最も多いのはコラーゲンである）。ミオシンは筋収縮のために必要なタンパク質（ATPを分解しながら、筋収縮にはたらいている）。 ●細胞の種類ごとに発現する遺伝子は異なるが、ヒストン（DNAを巻き付けているタンパク質）をコードする遺伝子など、ほぼすべての細胞で常に発現している遺伝子もある。 ●一般に、細胞では、時期ごと（成長の段階ごと）に異なる遺伝子が発現している（また、ホルモンなどの作用を受けると、発現する遺伝子が変わることもある）。 ●ヒトの遺伝子数約２００００は知っておくこと。 ●実際は、インスリンは、ポリペプチドとして合成された後、不要な部分を切り落とされるなどの加工を受けてから働く。以下のnoteで図示している。 https://note.com/yaguchihappy/n/n145c635b0888 Qセントラルドグマって何？ A.…核酸やタンパク質の合成に関し、遺伝情報の流れは一方的であるという基本原理。クリックがセントラルドグマの提唱者である。彼はＤＮＡの二重らせん構造の発見者でもある。彼は、宗教色の強い「ドグマ」（教義、信条：疑う余地のない信念の意味）という語が科学用語として適切か？という問いについて、以下のように述べている。「この新しい仮定は単なる仮説というよりもっと強力でもっと重大だという意味を込めたかった。私は宗教上のあらゆる信念には厳密な意味での裏付けはないと考えているので、この言葉を、世間一般で使われている通りの意味ではなく、自分なりの考えで使ったのである。つまり、もっともらしいが、当時はまだ実験的に証明されていなかった重大な仮説、という意味である」 問題：正しい文を選べ。 ①人のＤＮＡでは、ほとんどすべての領域が遺伝子としてタンパク質をコードしている。 ②人のＤＮＡでは、タンパク質をコードしている遺伝子領域はほんの数％しかない。 答え：②（遺伝子以外の領域の働きについては未だ研究中である） #セントラルドグマ #遺伝子 #生物基礎