DNAからタンパク質まで

DNAには遺伝子、ヌクレオチドの配列が含まれており、その一部はタンパク質の一連のアミノ酸をコードする命令です。DNAからRNA、タンパク質への遺伝情報の流れは、セントラルドグマとして知られるプロセスです。

このプロセスの最初のステップは転写であり、RNAポリメラーゼ酵素がRNAベースのコピーまたは遺伝子の転写産物を合成します。DNAは、転写産物に追加された新しいRNA塩基がDNAの元の鎖に相補的であるテンプレートとして使用されます。

メッセンジャーまたはmRNAと呼ばれる一部の転写産物はタンパク質をコードしますが、非コード転写産物は他の細胞プロセスに関与します。例えば、リボソームrRNAやトランスファーtRNAはタンパク質合成に関与しています。

次のステップは翻訳で、mRNAを解読してアミノ酸の鎖を合成します。遺伝暗号と呼ばれる一連の命令は、mRNAを読み取るために使用されます。

ほとんどの生物は、特定のアミノ酸に翻訳されるコドンと呼ばれる3つのヌクレオチド基で構成されるこの同じユニバーサルコードを使用しています。

64の異なるヌクレオチドトリプレットがありますが、コードを縮退させるタンパク質には20の標準アミノ酸しかなく、つまり、複数のコドンセットが同じ指示を与えることができます。61 はアミノ酸のコードを設定し、3 は翻訳の停止を示します。

翻訳は、tRNAの助けを借りて、rRNAとタンパク質の大きな複合体であるリボソームで起こります。

tRNAは3ヘアピンループ構造をしています。1つのループには、コドンに相補的な塩基を持つアンチコドンと呼ばれる配列が含まれています。

この配列に対応するアミノ酸がtRNAの末端に結合し、tRNAがそれをリボソームに輸送します。

開始因子と呼ばれるタンパク質は、小さなリボソームユニット、開始者tRNA、およびmRNAをまとめます。複合体の集合後、リボソームは翻訳開始部位を求めてmRNAに沿って滑る。

ここで、開始者tRNAアンチコドンが相補的コドンに結合し、大きなリボソーム単位がアセンブリに結合し、翻訳が開始される。次にtRNAが入ってくると、開始剤からのアミノ酸が分離して隣接するアミノ酸に移動し、ポリペプチド鎖が成長します。

アミノ酸の付加は、mRNAで終止コドンが検出されるまで続きます。その後、リボソームは鎖を放出して、機能的なタンパク質に折り畳むことができます。