[エピゲノム入門]3-1. 遺伝子発現とは何か

この節から学ぶこと

  • 遺伝子からタンパク質が作られることを「遺伝子発現」という
  • 遺伝子発現は、時と場合によって遺伝子ごとに異なる
  • 遺伝子発現の調節のためにRNAがある

遺伝子発現とは

細胞の最も基本的な目的である「それぞれの細胞の役目を行う」ために、各細胞は機能をもつタンパク質を作り出します。 タンパク質を作るには、アミノ酸を正しい順番につないでゆきます。その正しい順番の情報は、DNAの中の遺伝子の部分に塩基配列として表されています。 この、遺伝子の情報を元に目的のタンパク質を作るまでの過程を「遺伝子発現」と呼びます

遺伝子発現の過程の概略

では、遺伝子発現はどのようにおこなわれるのか、順番に解説します。

遺伝子はDNAの一部分として存在しています。DNAは、細胞の中の「核」という場所にあります。 一方、タンパク質の組み立ては、細胞の中の核の外側で行われます。

そこで、核の外側でタンパク質を作るまでの概略は下記の様になります。

    1. DNAの中の目的の遺伝子の部分をコピーしてRNAというものを作る(転写 と呼ぶ)
    2. RNAが核から出る
    3. 核の外側で RNAの情報を元にしてタンパク質を組み立てる(翻訳 と呼ぶ)

上記の過程を使って、遺伝子発現が起こったとしても、その結果タンパク質がどれくらいの数できるかは、時と場合によって変わります。ある遺伝子からRNAが大量に作られればタンパク質も大量に作られますが、 RNAがほんの少しわずか作られなければ、タンパク質もほんのわずかしか作られません。つまり、RNAを作る量(1.)と、そこからタンパク質を作る量(3.)を調節することが、遺伝子発現の量の調節になります。

遺伝子発現の過程の概略

DNAとRNAとタンパク質

このように遺伝子発現(遺伝子の情報を元にタンパク質を組み立てる)では、その過程でRNAが活躍します。ここでは、RNAについて説明します。

RNAは、DNAに似た物質です。4種類の塩基が順番に並んでいる点は、DNAと共通です。
DNAとRNAが異なる点は概略、次の通りです。

  • DNAの塩基はA・T・G・Cだが、RNAではA・U・G・C。
  • T(チミン)の代わりにU(ウラシル)が使われる。
  • DNAは二重らせん構造だが、RNAは通常1本の糸状。

DNAはすべての遺伝情報を表現するために、たいへん長い物質で、核から出られずにずっと留まっていますが、RNAはDNAから遺伝子のひとつ分をコピーしたものなので短く、核の外へ出て行けます。
また、このコピーは頻繁におこなわれ、そのたびにタンパク質組み立てのために使われます。そして、このコピーの作業(転写)も専用のタンパク質が担当します。
同様に、RNAの塩基配列の情報を元にしてアミノ酸を正しくひとつずつつないでゆく作業(翻訳)も、それ専用のタンパク質が行います。

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