高校生物DNAの転写(真核生物)
DNA の転写とは、ある DNA の塩基配列に相補的な配列をもつ RNA が合成されることをいう。転写によって合成された RNA を mRNA(メッセンジャー RNA)という。
mRNA は次のように合成される。
- RNA ポリメラーゼと基本転写因子が複合体をつくる
- その複合体が DNA に結合する
- 鎖が解かれると同時に転写されていく
- mRNA 前駆体ができる
- mRNA 前駆体からイントロンなどが除去される
- mRNA が核外に出る
RNA ポリメラーゼ基本転写因子複合体
RNA ポリメラーゼは RNA を合成するために必要な酵素であり、これが基本転写因子というタンパク質と結合し、複合体をつくる。
この複合体がもとの DNA のプロモーターという領域に結合する。DNA であればどこでもいいというわけではない。この結合点から DNA の鎖が解かれると同時に、RNA が転写されていく。
転写の規則
A → U
T → A
G → C
C → G
RNA では T の代わりに U が使われる。例えばもとになる DNA の塩基配列が
GGTACCTTAAA
であれば
CCAUGGAAUUU
という RNA が合成される。転写される DNA 鎖をアンチセンス鎖(鋳型鎖)という。上の例でいえば GGTACCTTAAA がアンチセンス鎖である。
mRNA 前駆体と選択的スプライシング
転写によって合成された mRNA は、いわば原始的な RNA であり、mRNA 前駆体といわれる。合成後、mRNA 前駆体から余計な部分(イントロン部分)が除去されて、いくつかの鎖の断片ができる。この断片が結合したものを mRNA という。
このイントロン部分が除去される過程をスプライシングという。
イントロン部分以外をエキソン部分という。以下、イントロン部分を△、エキソン部分を◯とする。
①△△②△△△③△④
↓
① ② ③ ④
↓
①②③④
このようにイントロン部分が除去されて、残りのエキソン部分がつながる。
最後の断片が結合する過程において、複数の組み合わせが可能であり、組み合わせによってまったく異なる mRNA ができる(同じ mRNA 前駆体から異なる mRNA ができる可能性がある)。これを選択的スプライシングという。
パターン1
①△△②△△△③△④
↓
① ② ③ ④
↓
①② ③④
パターン2
①△△②△△△③△④
↓
① ② ③ ④
↓
①②③ ④
パターン 1 では①②という mRNA と③④という mRNA ができるが、パターン 2 では①②③という mRNA と④という mRNA ができる。
真核生物と原核生物の転写の違い
真核生物ではスプライシングが起きるが、原核生物では起きない。原核生物では、mRNA 前駆体はそのまま mRNA となる。
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