ビール(ホップ)の苦味はフムロン

ビールの苦味はフムロンやイソフムロン。

どうやって覚えましょうか…。

とりあえず、ビールを飲んで

ふむふむ、フムロン!!
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by inufukuken | 2011-09-27 21:48 | 食べ物と健康(19) | Comments(0)

セントラルドグマとたんぱく質の合成

セントラルドグマとは、遺伝情報がDNA→RNA→たんぱく質の方向へ伝えられることです。(現在ではレトロウィルスのようにこの方向に逆らう逆転写酵素なるものもあることがわかり、例外として認識されています。)

基本の伝達方向はDNA→RNA→たんぱく質です。

ここでは、DNAとRNAによるたんぱく質合成がどのように行われているかを簡単に説明してみようと思います。


とりあえず試験では、

①RNAポリメラーゼ(転写を行う酵素)
②プロモーター領域
③mRNA(メッセンジャーRNA)
④エキソン・イントロン
⑤スプライシング
⑥コドン・アンチコドン・開始コドン・終止コドン
⑦rRNA(リボソームRNA)
⑧tRNA(トランスファーRNA)
⑨ヒストン
⑩転写・翻訳・セントラルドグマ

このぐらいの用語がわかっていれば解けると思います。(プラス以前紹介した相補的塩基対は必須です!)



それでは順を追って①~⑩の用語を使ってたんぱく質の生合成を説明してみます。教科書で勉強したことがある人なら、なるほどとうなずいてもらえるのではないかと思います。図を片手に読んで見て下さい。ただ、たんぱく質の合成といってもピンとこないと思うので具体的な例をあげてみます。



レニン・アンギオテンシン-アルドステロン系という血圧調節の機序を勉強した時に肝臓で合成される「アンギオテンシノーゲン」という血しょうたんぱく質をご存じでしょうか?これは452個のアミノ酸から形成されるペプチド(一般的にはアミノ酸数50以上のものをタンパク質と呼ぶことが多い)で、レニンの作用により特定の部位のペプチド結合が切断されて10個のアミノ酸からなるアンギオテンシンⅠを生成する。このあとさらにアンギオテンシンⅡを生成→アルドステロン分泌促進→血圧上昇という経路をたどります。ここで紹介したいのは452個のアミノ酸から形成されるペプチド(一般的にはアミノ酸数50以上のものをタンパク質と呼ぶことが多い)「アンギオテンシノーゲン」です。このアンギオテンシノーゲンを肝臓が合成する、つまり肝細胞が合成するということ。ようやく本題に戻りました。肝細胞で合成されるたんぱく質アンギオテンシノーゲンがどのように合成されるかをこれから紹介します。何か例えがないと具体的にイメージできない私が思いついた解決策です。



1.(肝)細胞の核内にあるDNAはヒストン(構造たんぱく質)などに巻きついた構造で、さらにそれが折りたたまれた状態で存在する。



2.DNAにはありとあらゆる情報(設計図)が書き込まれているが、特定のたんぱく質を形成するのに必要な部分(プロモーター領域)はごく一部で、そこをちょこっとコピー(転写)させてもらいたい。(要はアンギオテンシノーゲンを作るための設計図を転写するということ)



3.そこで登場するのがRNAポリメラーゼ(酵素)で、転写(コピー)が必要な部分のDNA2重らせん構造を一次的に切り離す役割を持つ。ここでいう転写(コピー)とは同じものではなく、対になるもの。つまり、相補的塩基対の事で「AならU」「CならG」をいう。もう少し正確に言うと、DNA側がAアデニンならmRNA側はUウラシル、DNA側がCシトシンならmRNA側はGグアニンという感じ。たいやき(DNA)を作るために、たいやきのタネを流し込む鋳型(RNA)を作るイメージです。例えて言うなら、AGCTACCAGGというDNA塩基配列を転写したmRNAの塩基配列はUCGAUGGUCCとなります。




4.一次的に切り離されたDNAにmRNAが取り付き、すかさず転写する。ここではまだmRNAは成熟しておらず、mRNAの前駆体というあたり。



5.未熟なmRNAを成熟させるためには不要な部分(イントロン)を除去し、必要な部分(エキソン)のみを残す「スプライシング」という過程を経なければならない。



6.エキソンだけをつなぎ合わせたものが成熟したmRNAとなり、核外へ出て行く。



7.mRNAはAUCGからなる4種類の塩基で配列されており、塩基3つを1つの単位としてコドンと呼ぶ。コドンはそれぞれアミノ酸を示す設計図である。



8.ただし、設計図だけあってもたんぱく質は合成できないので、細胞内にうじゃうじゃある特定のアミノ酸を誰かに運んできてもらわなければならない。



9.そこで登場するのがtRNA。(tとはトランスファーつまり運搬するという意味)(tRNAと特定のアミノ酸はセットで、64種類くらいある。)ただ持ってくるだけでは芸がない。tRNAにはコドンと逆の塩基配列(アンチコドン)を持たせることで、逆の逆、つまり本来のDNAと同じ塩基配列を並べることができる。mRNAつまり、たいやきの鋳型を使って本物のたいやき(DNAの塩基配列)を作るイメージ。ただし、このtRNAの塩基配列自体がたんぱく質を形成するのではなく、この塩基配列を参考にアミノ酸が整列してたんぱく質を合成する。コドンがオスならアンチコドンはメスとなる。mRNAのコドンとそれに対応するtRNAのアンチコドンがDNAのように2列に並んでいくと、tRNAが連れてきたそれぞれのアミノ酸がお互いにぺプチド結合していきたんぱく質が出来上がる。これを翻訳という。



10.成熟したmRNAは核外にでると、頭とお尻をくっつけて円状になる。それから翻訳に取り掛かるわけだが、翻訳の過程には、始まるきっかけをつかさどる開始コドン1つと、終わりを示す終止コドンが3つある。開始コドンの塩基配列(AUG)が示すアミノ酸の代表がメチオニンである。一方、終止コドンは、それを指定するアミノ酸がない。試験では「終止コドンはアミノ酸を指定しない。」という文があったが、指定しないとは、指定するアミノ酸がないことを意味するらしい。終止コドンはたんぱく質の生合成を停止させるためだけにあるコドンである。




11.rRNA(rはリボソーム)はこれらたんぱく質合成の場所になる。それだけ。



12.この一連の工程(過程)をセントラルドグマという。




まとめとして、本来欲しい塩基配列を粘土に押し付けて型を取る(転写)。この型はいわゆる鋳型です。この鋳型をもとに本来の塩基配列を形成し、その塩基配列をもとにアミノ酸が並ぶ(翻訳)。すると、アミノ酸同士がペプチド結合していき、最終的に出来上がったものがたんぱく質となる。



いかがでしたか?最終的に合成されるたんぱく質がアンギオテンシノーゲンだったという過程で説明してみました。たんぱく質の合成というあいまいな表題から、具体的にこのたんぱく質(アンギオテンシノーゲン)を合成する。と言った方がイメージしやすいのではないでしょうか?ちなみにこのアンギオテンシノーゲンは肝臓(肝細胞)で合成された後、血液中に放出されて最初に説明したように、レニンによりアンギオテンシンⅠを生成する材料となるのです。作ったらどう使われるかまでを説明してくれる教科書が見つけられなかったので自分で解決してみました。



youtubeでセントラルドグマと検索すると10分くらいのムービーが見られます。とってもわかりやすので是非見てみてください!
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by inufukuken | 2011-09-27 00:00 | 人体の構造と機能(53) | Comments(0)