写して、読んで、つなぐ

並びで決まる形

タンパク質は、20 種類のアミノ酸が 1 列につながった鎖です。どのアミノ酸がどの順につながるかで鎖の折りたたまれ方が変わり、タンパク質の形とはたらきが決まります。

肉や卵のタンパク質は、消化されてアミノ酸に分かれてから吸収されます。からだの中では、そのアミノ酸が、自分の DNA の決める順につなぎ直されます。

食べ物を分解する消化酵素も、赤血球の中で酸素と結びつくヘモグロビンも、こうしてつくられるタンパク質です。

DNA は核の外へ出ない

ところが、タンパク質がつくられるのは核の外、細胞質にあるリボソームという小さな粒の上です。

そこで細胞は、DNA のうち必要なタンパク質の遺伝子のところだけを写しとって、mRNA をつくります。mRNA は核の膜の穴を通って、細胞質へ出ていきます。

DNA の塩基の並びを写して mRNA をつくることを転写、mRNA の塩基の並びをもとにアミノ酸をつなぐことを翻訳といいます。

片方の鎖から mRNA をつくる

転写では、遺伝子のところで DNA の 2 本の鎖がほどけます。片方の鎖の塩基に向かい合う塩基を持ったヌクレオチドが 1 つずつ並び、となりどうしつながって mRNA になります。

mRNA は RNA のなかまで、DNA とは糖の種類がちがい、T(チミン)の代わりに U(ウラシル)を持ちます。DNA の A には、mRNA の U が向かい合います。

複製では 2 本の鎖の全体が写されますが、転写で写されるのは遺伝子のところだけです。できた mRNA は DNA から離れ、ほどけたところはまた 2 本の鎖にもどります。

なぜ 3 つずつなのか

mRNA の塩基は、3 つずつの組で 1 つのアミノ酸を決めます。この 3 つの塩基の組をコドンといいます。

塩基は 4 種類なので、2 つの組では 4 × 4 = 16 通りしかなく、20 種類のアミノ酸に足りません。3 つの組なら 4 × 4 × 4 = 64 通りになり、足ります。

AUG は、はじまりのコドンで、メチオニンを決めます。UAA、UAG、UGA はどのアミノ酸も決めない終わりのコドンで、ここで翻訳が止まります。

リボソームの中で

リボソームは、mRNA のはじまりのコドンにとりつきます。コドンに向かい合う 3 つの塩基(アンチコドン)を持つ tRNA が、そのコドンの決めるアミノ酸を運んできます。

運ばれてきたアミノ酸は、それまでにできた鎖の先につながります。アミノ酸を離して空になった tRNA は出ていき、リボソームは次のコドンへ進みます。

終わりのコドンまで来ると、鎖はリボソームから離れ、折りたたまれてタンパク質になります。多くのタンパク質は、数百個のアミノ酸がつながってできています。

DNA
複製
タンパク質の合成
細胞の分化
遺伝子の技術