☆ 伝令 リボ 核酸 、と、 タンパク質ら ;
☆ 三石巌 理論 ;
分子生物学からみた、 タンパク質の生合成 ;
☆ 【 タンパク質の四次の構造 】;
第一構造＝ アミノ酸の順序 ;
夕食の食膳に、 豆腐が出た、としよう。
豆腐の主な成分は、タンパク質だ。
我々が、それを、 タンパク質を、
摂取する目的で、 食ったにせよ、
何も考えずに、 食ったにせよ、
それは、 『 小腸 』 、 で、
消化され、 吸収され、
結局は、 体タンパク 、 に変貌する。
小腸で、 ほとんどが、残らず、
アミノ酸 、 たちにまで、 分解され、
その壁を通過して、 血潮に入り、
しかるべき組織らに、 運ばれ、
そこで、 組織に同化する、
という事だ。
アミノ酸たちを材料として、
新しいタンパク質たちが合成された訳だ。
夕食に食った豆腐は、 翌朝には、
血となり、 骨となり、 筋肉となり、
脳となり、 肝臓となり、
腎臓 、 となっているだろう。
これらの器官らは、
不断の、 『 異化 』 ≒
体を構成している物らを壊す働き 、
の、 ために、
豆腐のような、
タンパク質の供給を待っているのだ。
このように考えてくると、
タンパク質の生合成は、
いかなるメカニズムによって、
実現するか、が、 問題になる。
まず、 アミノ酸 、 が、
ペプチド結合によって、つながれた形の、
化合物な、 ポリ・ペプチド 、 いや、
タンパク質 、 の具体例をとってみよう。
血液を赤く染める色素を 、
「 ヘモグロビン 」 、 という。
これは、 血色素 、 と訳される、
“ 複合タンパク ” 、 であって、
赤血球におさまっている。
複合タンパク 、とは、
アミノ酸 、 以外の、 原子、 もしくは、
原子団 、 を、ふくむ、
化学物質 、 であって、
ヘモグロビンの場合には、
鉄の化合物な、 ヘム 、 を、 持っている。
この事実は、 ただちに、
タンパク質があっても、
鉄 Ｆｅ 、 が、 なければ、
ヘモグロビンの合成が、 できない、
ことを示しているはずだ。
ところで、 ヘモグロビンは、
ポリ・ペプチドの鎖の４本が、
結合した形の化合物で、
その１本１本に、
１個のヘム 、が、くっついている。
その鎖がまた、 アルファ、 ベータ、
ガンマ、 デルタ 、 の、 ４種だ。
この鎖を構成する、 アミノ酸の数は、
アルファ 、 が、 １４１ 、
後の３つが、 １４６ 、 である。
我々な、 成人の、 ヘモグロビン 、 には、
２種があって、
１つは、 アルファ 、と、 ベータが組み、
１つは、 アルファ 、 と、
デルタ 、 が組んでいる。
☆ 胎児の、 ヘモグロビン 、 は、
これと、違い、
アルファ 、と、 ガンマ 、が組んでいる。
アルファ・ヘモグロビン 、 の、
ポリ・ペプチド鎖 、 を見ると、
アミノ酸の順序は、 次のようだ。
バリン 、 ロイシン 、 セリン 、
プロリン 、 アラニン 、
アスパラギン酸 、 リジン 、
トレオニン 、 アスパラギン・・・。
こうして、 １４１ 、の、 アミノ酸が、
続く訳だが、
そのうちの１つが違っても、
ヘモグロビンの酸素を運搬する能力に、
多少の狂いが生じる。
このアミノ酸の順序は、
タンパク質にとっても、 何よりも、
大切なものだ。
そこで、 これを、
「 タンパク質の第一構造 、 または 、
一次構造 」 、 という。
第一構造とは、
アミノ酸たちの連なり合う順序から見た、
構造の事だ。
タンパク質たちの生合成の焦点は、
アミノ酸たちを一定の順序にならべて、
つなぐ作業になければ、ならない訳だ。
● “合成組立工場”な、 リボゾーム ;
この、アミノ酸たちを順序に従って、
つなぐ作業をする工場は、わかっている。
それは、 細胞の中にある小器官な 、
―「 リボゾーム 」 、 だ。
このものは、 細胞の中心にある、
核につながった、 ミクロゾーム 、
または、 小胞体 、
という名の、 小器官の表面に、
“ごま” 、 を、 まぶしたような具合に、
散らばっている。
リボゾーム 、は、
雪だるまのような形をした顆粒だ。
小胞体には、
リボゾーム 、 を、 まぶした物と、
そうでない物、 との、 ２種がある。
前者を、 「 粗面小胞体 」 、
後者を、 「 滑面小胞体 」 、 という。
粗面小胞体は、 ゴマ、がついて、
粗面になっているのだ。
ポリ・ペプチドの鎖 、たちは、
粗面小胞体の上の、 リボゾーム 、 たち、
によって、 合成される。
では、 タンパク質の第一構造とよばれる、
アミノ酸たちの順序は、
何が、決めるのだろうか。
『 リボゾーム 』 、 には、
その順序を、
暗号で書きこんだ、
膜布 マップ ≒ テープ 、
のような物が、 送られてくる。
☆ 膜布録汰 ≒
テープ・レコーダー 、 には、
録音膜布の音を再生する役目の、
綜頭 ヘト ≒ “ ヘッド ” 、
が、 あるが、
リボゾーム 、 は、
そのヘッドのような役割をする。
テープは、 ヘッドに吸い寄せられて、
用が、すめば、 去る。
生きてある体な、 生体の場合において、
録音膜布に相当するものを 、
「 メッセンジャー ＲＮＡ 」 ≒
伝令 リボ 核酸 、
という。
ＲＮＡ 、は、
「 リボ 核酸 」 、 への、 異名だ。
メッセンジャー ＲＮＡ 、は、
タンパク質の第一構造の銘施辞 メセジ
≒ メッセージ 、 を、 たずさえて、
小胞体まで、やってくる。
メッセンジャー ＲＮＡ 、のことを、
「 ｍＲＮＡ 」 、 と記す、
約束になっている。
ｍＲＮＡ 、の、 テープ 、は、
リボゾーム 、を、 １通過しただけで、
ちぎられてしまう事もあるが、
何回も繰り返して、使われる事もある。
☆ ヘモグロビンの場合は、
何日も、 使われる。
● ＤＮＡの遺伝情報 ;
では、 銘施員 リボ 核酸 ≒
ｍＲＮＡ 、 のもつ、
メッセージの発信者は、
どこにいるのだろうか。
それは、 細胞の中にある、
核の膜の中の、 タンパク質たちから成る、
染色体 、たちの各々に、 かくれている、
「 ＤＮＡ 」 、 という、 分子だ。
ＤＮＡ 、は、
「 デオキシリボ核酸 」 、
への、 略称だ。
遺伝子 、とも、 言われる、
ＤＮＡ 、は、
タンパク質の服をきて、
染色体におさまっている、
二重らせん形の、 長い長い分子だ。
ここに、 タンパク質の第一構造の、
暗号文があって、
ｍＲＮＡ 、 は、 それを写しとり、
粗面小胞体 、 を通って、
リボゾーム 、 にたどりついたのだ。
我々の血が、赤いのは、
ヘモグロビンがある為だ。
我々の両親の血も、赤い。
我々は、 ヘモグロビンのそのものを、
親から、もらったのではなく、
その製法を、親から教えてもらったのだ。
親は、 その製法を、 暗号で 、
ＤＮＡ 、 に刻みつけて、
それを、 子に伝えたのだ。
生体に備わる、 すべての要素、ら、
すなわち、 体形から、
生理機能にいたるまでの、
すべての要素らは、
多少の変化はあるにしても、
親ゆずりだ。
遺伝である。
そして、 遺伝情報の担い手を 、
「 遺伝子 」 、 という。
遺伝子は、 ＤＮＡ分子上にあったのだ。
ＤＮＡ分子は、 ひじょうに長い。
その長い分子らの中に、
多くの遺伝情報らが、こめられている。
１つのＤＮＡ分子の中に、
いくつもの遺伝情報の暗号文らが、
つながって、おさめられている訳だ。
ヘモグロビン 、 を作らなければ、
ならなくなると、
ＤＮＡ 、な、 分子の中の、
ヘモグロビン 、 の製法を記した部分の、
暗号 、 が、 転写される。
ｍＲＮＡ 、 は、 転写暗号をたずさえ、
核を出て、
リボゾーム 、 へゆく、段取りとなる。
リボゾーム 、 には、
アミノ酸を、 １個ずつを、かついだ、
運び屋がいる。
リボゾームに、たとえば、
バリンの暗号部が吸着した状態になると、
バリンをかついだ運び屋が、 そこへきて、
バリン 、を、 置いてゆく。
運び屋のことを 、
「 トランスファー ＲＮＡ 」 ≒
転移 リボ 核酸 、 といい、
これを、 「 ｔＲＮＡ 」 、 と記す。
ｔＲＮＡ 、 は、 アミノ酸と結合した、
ＲＮＡ 分子 、 だ。
バリン 、 の次に、
リボゾームに吸い寄いよせられる暗号が、
ロイシン 、 を、 指し示すもの 、
だった、 としよう。
すると、 ロイシン 、 をかついだ 、
ｔＲＮＡ 、が、
リボゾーム 、 の所にきて、
すでに、かつぎこまれてある、
バリン 、に接して、 ロイシン 、 を置く。
これで、 バリンに、 ロイシンが、
つながるのだ。
このようにして、
バリン、と、 ロイシンの次に、 セリン 、が、
そして、 プロリン 、 が、
という順序で、つながれば、
アルファ・ヘモグロビン 、が、
できあがってゆく訳だ。
以上の事実からして、
タンパク質の第一構造を記憶した遺伝子、
すなわち、 「 構造遺伝子 」 、の、
存在が、想像される。
ヘモグロビン 、 について、いえば、
成人の場合においては、
それを構成する、 ペプチド鎖 、 は、
アルファ、ベータ、デルタ 、の、
３種も、なければ、ならないが、
それぞれに、 第一構造、 すなわち、
アミノ酸の順序が違うのであるから、
構造遺伝子 、も、 ３種が、あるはずだ。
この３つの暗号らは、 たぶん、
１本のテープへ一緒に入っているだろう。
そのテープの名は、 ｍＲＮＡ 、だが、
１つの、 ｍＲＮＡ 、に、
２０も３０も、 暗号文らが記録される、
ことがある。
☆ ヘモグロビン 、の場合においては、
３つのペプチド鎖たちが、 同時に、
必要なのだから、
これらを、 １連の暗号文として、
つなぐ方が、 好都合だろう。
しかし、 現実の要求からすると、
アルファ 、が、 ５０ ％ 、
ベータ 、が、 ４７．５ ％ 、
デルタ 、が、 ２．５ ％ 、 で、
なければ、ならないから、
事情は、 余り、単純ではない。
これと比べると、
毛髪のような物は、 単純だ。
その構造を見ると、
表皮、 中質、 髄の、
３つの部分らがあり、
そこに、 色素メラニン 、 がある。
それらが、 同時に、作られなければ、
黒い毛は、伸びない訳だ。
すると、 少なくとも、
これらに対応する、
４つの構造遺伝子ら、が、 つながって、
１つの 、 ｍＲＮＡ 、に、
収まっていなければ、ならないだろう。
毛髪を構成する、 ４つの物質らを見ると、
表皮、中質、 髄、の、 ３者は、
タンパク質であるが、
メラニン 、 は、 タンパク質ではない。
したがって、
リボゾーム 、 で、作られる物は、
メラニン 、 ではなく、
それを合成する、 タンパク質である、
酵素 コウソ
、 でなければ、ならない。
ビードル・テータムの法則では、
１遺伝子で、 １酵素 コウソ 、とするが、
厳密にいえば、
１遺伝子で、 １タンパク 、 の方が、
正しいだろう。
ここに示した例では 、
遺伝子は、 構造タンパク 、 と、
酵素タンパク 、とへの、
暗号を担っている。
https://www.facebook.com/tokumi.fujikawa/posts/1444454465670873
☆ スプライシング ;
真核細胞では、
ＤＮＡ 、 の塩基配列の中に、
遺伝子として、 働く、
「 エキソン 」 、 と、
遺伝子として、 働かない、
「 イントロン 」 、 が含まれている。
転写によってできた、
ＲＮＡ 、 から、
イントロンを除去する過程を、
「 スプラシイシング 」 、 といい、
スプラシイシングの処理の後の、
ＲＮＡ 、 が、 ｍ ＲＮＡ 、 となる。
☆ 選択的スプライシング ;
スプライシングの過程で、
取り除く、イントロンの部分が異なると、
できてくる、 ｍ ＲＮＡ 、の、
塩基らの配列は、 違ったものになる。
この事を、 選択的スプライシング 、
という。
どちらにしても、
スプラシイシング 、 によって、
イントロンの部分は、無くなるが、
どこで、 エキソン 、 をつなぐか、で、
違った、 タンパク質が作られる。
☆ 真核細胞の翻訳のしくみ ;
タンパク質らの各々への合成は、
細胞質の、 リボソーム 、 らにおいて、
行われる。
リボソーム 、は、 細胞小器官の１つで、
だるま型をしている。
☆ ｍ ＲＮＡ 、 の塩基配列は、
塩基 、 の、 ３個 、 で、
１つの、 アミノ酸 、 を指定する。
この、 ＤＮＡ 、 の塩基配列の、
３つで、 １つの、 アミノ酸を指定する、
という説を、
「 トリプレット説 」 、 というが、
トリプレットのうちの、
伝令 リボ 核酸 、 な、
ｍ ＲＮＡ 、 の物を、
「 コドン 」 、
転移 リボ 核酸 、な、
ｔ ＲＮＡ 、 の物を、
「 アンチコドン 」 、 という。
遺伝子らを包んである、
核膜の孔 アナ から、 細胞質にでた、
ｍ ＲＮＡ 、は、
リボソーム 、 と結合する。
リボソーム 、は、
ｍ ＲＮＡ 、の、 遺伝情報を成してある、
コドン 、 を読み取り、
コドン 、 に対応する、 アミノ酸 、 を、
転移 リボ 核酸 、 な、 ｔ ＲＮＡ 、
に運んでこさせる。
ｔ ＲＮＡ 、 は、 コドン 、 に対応する、
アンチコドン 、 を持っていて、
指定された、 アミノ酸 、 を運んできた、
ｔ ＲＮＡ 、 は、
アンチコドン 、 の部分で、
コドン 、 と結合し、
リボソーム 、 に、
アミノ酸 、 を渡してから、
ｍ ＲＮＡ 、 から、 はずれる。
☆ リボソーム 、は、
アミノ酸どうしを、 ペプチド結合させ、
これを繰り返すことで、
ＤＮＡ 、 のもつ、 遺伝情報である、
塩基配列 、 に、 したがった、
タンパク質が、 合成される。
この過程を、 「 翻訳 」 、 という。