【高校生物】遺伝子の発現とは?【転写・翻訳を分かりやすく解説】

生物

 

悩んでいる人
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高校生物を勉強しているときに「遺伝子の発現」って出てくるけど、いまいち良くわからないな。

 

こんな疑問を解決します。

本記事の内容

  • 遺伝子の発現とは?【タンパク質が合成されることです】
  • 遺伝子の発現には「転写」と「翻訳」の過程がある

 

本記事を書いた僕は、高校時代に生物を選択しました。高校時代に勉強して偏差値45の高校から、偏差値55の公立大学(生命科学科)に現役合格することができました。現在は、生命科学を専攻とした大学院(博士後期課程)に在学しています。

 

本記事では、「遺伝子の発現」についてわかりやすく解説していきます。

遺伝子の発現とは?【タンパク質が合成されることです】

 

遺伝子の発現とは「タンパク質やRNAが合成されること」を意味しています。本来、「発現」という言葉には「現れ出ること」という意味がありますが、なぜ、遺伝子の発現は、「タンパク質やRNAが合成されること」になると思いますか?

 

それは、生物の体の姿や、形、行動、すべてにおいてタンパク質を介して現れるからです。つまり、遺伝子を発現して、タンパク質が合成されて、生物の目は目と、口は口、足は足となります。

 

このことから、遺伝子の発現とは「タンパク質が合成される」ことを指しています。

遺伝子の発現には「転写」と「翻訳」の過程がある

 

タンパク質の合成には「転写」と「翻訳」の過程があります。遺伝子発現の大枠の流れを図でわかりやすく示すと以下のとおりです。

 

それぞれについて詳しくみていきましょう。

転写

 

転写とは「遺伝子のなかにあるDNAの塩基配列がmRNA(メッセンジャーRNA)に写し取られる」ことをいいます。図で示すと以下の部分です。

転写のときに2重らせん構造を取っていたDNAは1本鎖ずつになり、A,T,G,Cに対してそれぞれ相補的なU,A,C,Gを持つヌクレオチドが合成されたRNAになります。

 

相補的な結合をする理由

塩基の構造上、「AにはT」「GにはC」が結合しやすくなっている。相補的な結合は水素結合を介している。

 

このとき、RNAにはT(チミン)がなく、DNAのA(アデニン)に対しては、RNAのU(ウラシル)が結合するので、注意しておきましょう。

 

翻訳

 

DNAの塩基配列はmRNAに写し取られたあと、リボソームでアミノ酸配列に置き換えられます。を翻訳とは「mRNAがアミノ酸に読みかえられる過程」のことをいいます。翻訳では以下の図のように、mRNAの3つの塩基が1組となって1つのアミノ酸が指定されます。

 

 

翻訳においてアミノ酸同士が連結して、最終産物であるタンパク質が合成されます。

 

「転写→翻訳」の流れの方向は決まっている(セントラルドグマ)

 

「DNA→RNA→タンパク質」という遺伝子発現の流れは一方向に決まっています。この「転写→翻訳」の流れをセントラルドグマと呼びます。これは、細菌からヒトまで、共通しているという生物学的な基本原理となります。

 

「セントラル→中心」、「ドグマ→宗教における教義」という意味で、「教義からの教えは中心から一方向である」といったように、「生物学の中心教義」という意味になります。

 

まとめ

 

というわけで今回は以上となります。遺伝子の発現と言われてもなかなか意味を理解するのは難しいですよね。今回の記事でなんとなくイメージできたかと思います。

 

上記でも述べたように、遺伝子の発現は原核生物と真核生物でとても似ています。しかし、遺伝子発現の調節の仕方はそれぞれでかなり異なります。どのように「調節しているの?」と気になった方は以下の記事で紹介しているので、ぜひ参考にしてみて下さい。

 

参考記事

 

それでは今回はこのくらいにしておきます。生物の勉強頑張ってくださいね。

 

 

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