高校生物 · 操作して発見する

遺伝情報の発現と調節

同じDNAを持つ細胞でも、なぜ形や働きが異なるのだろう?

停止中
DNARNAタンパク質

配列から予測されるタンパク質

開始コドンAUGはメチオニンを指定。終止コドンには対応するtRNAはなく、終結因子が働きます。模式図は短いコード領域のみで、プロモーターや非翻訳領域は省略しています。

考えてみよう:3番目の塩基を変えてもアミノ酸が変わらないコドンはある? 途中に終止コドンができると、鎖の長さはどう変わる?

4条件の転写活性(相対値)

0・20・100は比較用の仮想値です。実際には抑制時にも微量の発現があり、条件で値が変化します。lacI(調節遺伝子)は独自のプロモーターから発現します。

考えてみよう:ラクトースがあるだけで、転写は最大になる? 大腸菌がグルコースを優先して使う仕組みを説明しよう。

生成速度は教育用の仮想相対値。転写活性=アクセス係数×活性化因子量×(1−抑制因子量/100)。結合不可の因子量は0として計算。アクセス係数は緩い状態1、凝縮状態0.1です。生成速度と蓄積量は異なります。

原核生物との違い

原核生物には核膜がなく、転写中のmRNAで翻訳が始まることがあります。真核生物では核内で転写・RNA加工が進み、成熟mRNAが核外に出て細胞質で翻訳されます。

考えてみよう:活性化因子を増やしても転写が弱いのはどんな条件? 同じ遺伝子から異なるタンパク質ができる理由は?

遺伝子発現パターン

色が濃いほど発現が強い(0~100の仮想値)。選択中の行だけ、下の操作結果を反映します。他の行は比較用の代表パターンです。

多くの体細胞は基本的に同じゲノムを持ちますが、発現する遺伝子の組み合わせが異なります。実際の分化には、多数の遺伝子・シグナルと発生履歴が関与します。

考えてみよう:どの細胞にも共通して必要なタンパク質は? DNAが同じでも、発現パターンが違うと何が変わる?