遺伝子の発現：翻訳と遺伝暗号表の解明

翻訳

mRNAからタンパク質を合成することを翻訳と呼ぶ。タンパク質は２０種類のアミノ酸が様々な配列で結合することによって合成される。mRNAの塩基３つの配列が１つのアミノ酸を指定している。

例：CCA　→　プロリン（アミノ酸）

３つの塩基配列のことをトリプレットと呼ぶ。トリプレットの内、mRNAのトリプレットをコドンと呼んでいる。

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遺伝暗号表

コドンは４種類の塩基（A、U、G、C）から構成された３つの塩基配列であるので、その組み合わせは4×4×4=64通りある。この64通りの塩基配列がどのアミノ酸に対応するかを示した表を、遺伝暗号表と呼ぶ。AUGはメチオニンを指定し、タンパク質の合成開始も意味するので開始コドンと呼ぶ。UAA、UAG、UGAはアミノ酸指定はなく、タンパク質合成終了を示すので終始コドンと呼ぶ。

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ニーレンバーグはウラシル（U）だけを持つmRNAを合成し、大腸菌にの細胞抽出液に添加した。すると、フェニルアラニンだけによって構成されたポリペプチド鎖が合成された。このことから、UUUがフェニルアラニンを示すことが判明した。また、コラーナは数種の塩基が規則正しく並んでいるmRNAを用いて同様の実験を行い、コドンの解読を進めていった（コラーナの実験）。その後、様々な科学者が人工mRNAを用いて分析し、６４種類のコドンを解読した。

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mRNAは核膜孔を通り、細胞質基質へ移動し、リボソームに付着する。リボソームでは、mRNAの塩基配列を元にtRNAがアミノ酸を運搬してくる。mRNAコドンに相補的な塩基配列を持つtRNAがリボソームに結合する。tRNAの３つの塩基配列をアンチコドンと呼ぶ。運搬されたアミノ酸はペプチド結合し、ペプチド鎖が合成される。

原核生物の翻訳の仕組み

原核生物のDNAにはイントロンは存在しないため、スプライシングが起こらず、直接mRNAが合成される。また、核膜がないため、転写をしている最中にリボソームがmRNAに次々に付着し翻訳が始まる（下画像）。