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セントラルドグマ(DNA複製・タンパク質合成の流れ)
目次
はじめに
【プロ講師解説】このページでは『セントラルドグマ(DNA複製・タンパク質合成の流れ)』について解説しています。
DNA複製
- DNA複製は次の手順で考える。
●STEP1
二重らせん構造を形成している2本鎖DNAをほどく
●STEP2
それぞれの鎖を鋳型にし、酵素のはたらきと相補的塩基対をつくる能力によって複製する
STEP
二重らせん構造を形成している2本鎖DNAをほどく
まず、二重らせん構造を形成している2本鎖DNAをほどく。
STEP
それぞれの鎖を鋳型にし、酵素のはたらきと相補的塩基対をつくる能力によって複製する
次に、それぞれの鎖を鋳型にし、酵素のはたらきと相補的塩基対をつくる能力によって複製する。
タンパク質の合成
- DNAからは3種類のRNAがつくられる。1つはタンパク質の設計図のコピー(伝令RNA:mRNA)、2つ目はその設計図にしたがってアミノ酸を運んでくる運搬RNA(tRNA)、3つ目はタンパク合成の場となるリボソームを構成し、アミノ酸の連結(タンパク合成)に関わるリボソームRNA(rRNA)である。
- これ以降は、これらのRNAによってタンパク質が合成される過程を確認する。
- タンパク質の合成は「転写」と「翻訳」の二段階で行われる。
転写
- DNAからRNAを合成する過程を転写という。
- この過程はDNA複製と同様の仕組みで、相補的な塩基対を形成することによって行われる。
- ただし、DNA上のアデニン(A)と対応するRNA上の塩基はウラシル(U)である(RNAではチミン(T)の代わりにウラシル(U)が存在する)。
翻訳
- RNAには3種類存在する。
mRNA | tRNA | rRNA |
---|---|---|
合成するタンパク質の情報をDNAから写し取った1本鎖のRNA | mRNAの情報に従って、指定されたアミノ酸を運んでくる1本鎖のRNA | タンパク質とともにリボソームを構成する1本鎖のRNA。リボソームは細胞内のタンパク合成の場となる |
- 転写によってDNAから作られるRNA(つまりタンパク質の設計図(DNA)のコピー)を伝令RNA(mRNA)という。その設計図にしたがってアミノ酸を運んでくるRNAを運搬RNA(tRNA)、tRNAが運んできた材料(アミノ酸)を使ってタンパク質を合成するRNAをリボソームRNA(rRNA)という。
- mRNA、tRNA、rRNAを使ったタンパク質合成の過程を翻訳という。
- 翻訳の流れは次の通りである。
●STEP1
伝令RNA(mRNA)がタンパク合成の場であるリボソームに結合する
●STEP2
運搬RNA(tRNA)がmRNAの塩基配列を3つずつ読み、対応したアミノ酸を運んでくる
●STEP3
リボソームがmRNAの上を移動しながら、tRNAが運んできたアミノ酸をつなげ、タンパク質を合成する
STEP
伝令RNA(mRNA)がタンパク合成の場であるリボソームに結合する
まず、伝令RNA(mRNA)がタンパク合成の場であるリボソームに結合する。
STEP
運搬RNA(tRNA)がmRNAの塩基配列を3つずつ読み、対応したアミノ酸を運んでくる
RNAに含まれる塩基はアデニン(A)・グアニン(G)・シトシン(C)・ウラシル(U)の4種類である。
3つの塩基の組からなる配列で1つのアミノ酸を指定する(この3つの塩基の組をコドンという)ため、運搬RNA(tRNA)がmRNAの塩基配列を3つずつ読み、対応したアミノ酸を運んでくる。
STEP
リボソームがmRNAの上を移動しながら、tRNAが運んできたアミノ酸をつなげ、タンパク質を合成する
最後に、リボソームがmRNAの上を移動しながら、tRNAが運んできたアミノ酸をつなげ、タンパク質を合成する。
セントラルドグマ
- DNA複製・タンパク質合成の流れを図示すると次のようになる。
- 大量に複製されたDNAからRNAを合成し、RNAからタンパク質がつくられる。
- この流れは1958年に英国の分子生物学者クリックによって提唱され、セントラルドグマとよばれている。