転写と翻訳の方向性【セントラルドグマ】　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 セントラルドグマの発展講義として、転写と翻訳の方向性等について講義します。 語呂「ゴミ方向（ご５み３方向。リボソームはｍRNA上を5´→3´の方向へ動く）」 ●転写の方向性：RNAポリメラーゼは、DNA上を動きながら、合成途中のRNAの3´末端にヌクレオチドを付加していく（DNAもRNAも、3´末端側しかヌクレオチドを付加できない）。したがって、合成途中のRNAでは、RNAポリメラーゼから遠い方が5´末端になっている。 ●翻訳の方向性：リボソームはｍRNA上を5´→3´の方向へ動く。リボソームから伸びたポリペプチドは、リボソームから遠い方がN末端になっている。 ＜Ｑ．センス鎖、アンチセンス鎖って何？…転写を考えたとき、非鋳型鎖をセンス鎖、鋳型鎖をアンチセンス鎖という。センスというのは「意味を持つ」といった意味。どうして非鋳型鎖をセンス鎖というのかというと、非鋳型鎖のほうがＲＮＡの配列に似ているからである（TをUに変えれば、RNAと同じ配列になる）。遺伝子配列を他人に示すときは、非鋳型鎖（センス鎖）を示すのが普通。問題文でも、何の説明もなく片方の鎖の遺伝子の配列が書かれていたら、それは非鋳型鎖（センス鎖）の配列と思ってよい。＞ ●シャイン・ダルガーノ配列はリボソーム結合部位と呼ばれる配列である。AUGのコドンは、開始コドンとして働くほか、メチオニンを指定しているので、どのAUGが開始コドンなのかを正確に決めておく必要がある。そのために、原核生物では、開始コドンのすぐ上流に「この後にあるAUGは開始コドンのAUGでっせ！」というメッセージを込めてシャイン・ダルガーノ配列を用意している。ｍRNA上のシャイン・ダルガーノ配列（AGGAGGU）に、ｒRNAの配列が結合すると考えられている。 ●真核生物では、１本のｍRNAに（例外はあるが基本的に）１つの開始コドンと１つの終止コドンしか持たない（原核生物はそれらを複数１本のｍRNAに持つ）。したがって５´末端のキャップのある所にリボソーム（正確には小サブユニット）と親和性の高い構造が形成される。そこから３´方向へスキャンしていき、初めに出会ったAUGが開始コドンとなる。真核生物のｍRNAの５´キャップにはリボソームを呼び寄せる働きがあるのである。 ●RNAポリメラーゼは、鋳型鎖の５´方向に動くのだが、慣習的に（RNAの３´末端を伸長しているので）「転写は５´から３´の方向へ起きる」などと言ってしまうことが多い。 ●スプライシング等の修飾が起きる前のRNAを単に「RNA」、起きた後の完成したものを「ｍRNA」などと呼び分ける場合があるが、特に厳密な決まりはない。 ●通常、１０個以上のアミノ酸がつながったものを「ポリペプチド」と言う。天然に存在する分子量５０００以上のポリペプチドを一般に「タンパク質」と言う（しかし厳密な定義はない）。 ●転写と複製を混同しないように。転写は、RNAポリメラーゼが部分的にDNAのらせんをほどきながら行う。24時間行っている（セントラルドグマの規則に則って行う）タンパク質合成の１ステップである。 複製は、細胞分裂を行う際、S期に行う。DNAを２倍量に増やす作業である。複製ではDNAのらせんは完全にほどかれ、合成された新鎖とともに新しい２つのDNA分子を形成する（半保存的複製という複製方式である）。生じた２つのDNA分子はしばらくタンパク質でくっついているが、M期の後期に分離される。 ●真核生物では、スプライシング（選択的スプライシングにより多様なタンパク質をつくるするため）、５´キャップの付加（核の外でリボソームを呼び寄せるため）、３´ポリAテールの付加（RNAの寿命を調整するため）という、３つのRNAの修飾が核内で起こる（それぞれの意義は完全には解明されていない）。 つまり、核膜は、生物基礎では「DNAを守る」役割をもつと習ったかもしれないが、それだけではなく、実際は「RNAの修飾の場を提供する」役割ももつのである。 ※申し訳ありません。DNAの二本鎖の方向性を示すスライドで、５´のダッシュ（プライム）「´」が、アポストロフィー「’」の形になっています。正しくはダッシュ（プライム）「´」です。ただし、あまり厳密な書き分けのルールはなく、「´」を「’」と表記することもあります。たとえば東北大学２０１５入試問題第２問、高校生物教科書（東京書籍　東書・生物301）、『ベーシックマスター分子生物学改訂２版』（オーム社）、『現代化学史』（京都大学学術出版会）、『遺伝子・染色体検査学』（医歯薬出版株式会社）、『バイオ実験イラストレイテッド②遺伝子解析の基礎』（秀潤社）ｐ５０、『イラストレイテッド　ハーパー・生化学』（丸善）ｐ４２５など。 0:00 転写の方向性 2:06 センス鎖とアンチセンス鎖 3:07 一方の鎖が鋳型鎖となる 3:29 ヌクレオチド 4:37 転写とRNAポリメラーゼ 5:06 翻訳の方向性 7:33 原核生物と真核生物の違い #遺伝子 #高校生物 #セントラルドグマ