RNAの種類とコドン、アンチコドン
ｍＲＮＡ：タンパク質のアミノ酸配列の順序、総数を指定する。
ｔＲＮＡ：アミノ酸をｍＲＮＡに運ぶ。
コドン：ｍＲＮＡにおいて、アミノ酸１個を指定する３つの塩基の並び
アンチコドン：ｔＲＮＡにおいて、コドンと相補的に結合する３つの塩基の並び
しRNAの種類とコドン、アンチコドン
ｍＲＮＡ：タンパク質のアミノ酸配列の順序、総数を指定する。
ｔＲＮＡ：アミノ酸をｍＲＮＡに運ぶ。
コドン：ｍＲＮＡにおいて、アミノ酸１個を指定する３つの塩基の並び
アンチコドン：ｔＲＮＡにおいて、コドンと相補的に結合する３つの塩基の並び
真核生物における転写と翻訳の流れは以下の通りである：
転写開始
RNAポリメラーゼIIがプロモーター領域に結合する。
基本転写因子が集合し、転写開始複合体を形成する。
伸長
RNAポリメラーゼIIがDNAを読み取り、mRNA前駆体を合成する。
CTDのリン酸化が進行し、RNAプロセシング因子が結合する。
終結
ポリAシグナルの転写後、RNAが切断され、転写が終了する。
RNAプロセシング
5'キャップ構造の形成
mRNA前駆体の5'末端に7-メチルグアノシンが付加される。
スプライシング
イントロンが除去され、エキソンが連結される。
ポリA尾部の形成
mRNA前駆体の3'末端にアデニン約200個が付加される。
核外輸送
成熟mRNAが核膜孔を通過し、細胞質へ移動する。
翻訳
開始
40SリボソームサブユニットがmRNAの5'キャップに結合する。
開始コドン(AUG)の認識と80Sリボソームの形成が行われる。
伸長
リボソームがmRNAを移動しながらアミノ酸を連結する。
tRNAがコドンに対応するアミノ酸を運搬する。
終結
終止コドン(UAA, UGA, UAG)の認識が行われる。
ポリペプチド鎖の解放とリボソームの解離が起こる。
この一連のプロセスにより、DNAの遺伝情報がタンパク質へと変換される。真核生物では転写と翻訳が空間的・時間的に分離されており、RNAプロセシングという複雑な過程が介在することが特徴である。コドンは、mRNA上の3つの連続した塩基からなる遺伝暗号の単位である。各コドンは特定のアミノ酸を指定する。一方、アンチコドンはtRNA分子上に存在する3つの塩基配列で、コドンと相補的に結合する。tRNAは、アミノ酸を運搬する役割を担っている。翻訳の過程は以下の通りである。
- リボソーム上でmRNAのコドンが読み取られる。
- コドンに対応するアンチコドンを持つtRNAが、指定されたアミノ酸を運んでくる。
- tRNAのアンチコドンがmRNAのコドンと相補的に結合する。
- tRNAが運んできたアミノ酸が、成長中のポリペプチド鎖に付加される。
- リボソームが次のコドンに移動し、このプロセスが繰り返される。
このようにして、mRNAの塩基配列情報がアミノ酸配列に変換され、タンパク質が合成される。コドンとアンチコドンの正確な認識が、遺伝情報の正確な翻訳を保証している。
真核生物において転写と翻訳が空間的・時間的に分離される主な理由は以下の通りである：
核膜の存在
真核生物の細胞は核膜を持ち、核内と細胞質を物理的に分離している。この構造により、転写は核内で、翻訳は細胞質で行われることになる1。
複雑な制御機構の実現
- RNAプロセシング：転写後、mRNAは成熟化のために様々な修飾を受ける。これには5'キャップ構造の付加、スプライシング、ポリA尾部の付加などが含まれる14。
- 品質管理：核内でのRNAプロセシングにより、不適切なRNAを核外に出す前に除去できる2。
- 遺伝子発現の時間的・空間的制御：mRNAの核外輸送や局在を調節することで、タンパク質合成のタイミングや場所を制御できる3。