核酸とタンパク質合成 - セッション 2

細胞周期のS期に細胞がDNA複製を起こすことはすでに知られています。 この DNA の複製は核分裂の前に起こります。 しかし、DNA複製とは一体何なのでしょうか?。 このプロセスを詳しく理解してみましょう。 DNA 複製とは、細胞が DNA を複製して、それぞれの娘細胞が遺伝物質の同一のコピーを受け取るようにするプロセスです。 このプロセスは、細胞分裂、成長、そして遺伝情報をone世代から次の世代に伝達するために不可欠です。

DNA 複製は、複製起点と呼ばれる DNA 分子内の特定の部位から始まります。 複製起点には通常、特定の DNA 配列が豊富に含まれています。 これらの部位は複製開始の認識部位として機能します。 複製起点は DNA 鎖が分離する場所です。 その結果、複製バブルが形成されます。

複製起点が活性化されると、二本鎖 DNA 分子がほどけ始めます。 巻き戻しによりtwoの分離されたストランドが生成されます。 これにより、レプリケーション バブルの両端にレプリケーション フォークが作成されます。 これらの複製フォークは、実際の DNA 合成が行われる場所として機能します。

DNA 複製にはいくつかの酵素が重要な役割を果たします。 重要な酵素の 1 つはヘリカーゼです。 ヘリカーゼは塩基対間の水素結合を切断することで DNA の二重らせんを解きます。 この活動により、複製に必要な開いた DNA 鎖が作成されます。

DNA ポリメラーゼは新しい DNA 鎖の合成を触媒します。 既存のテンプレート鎖に相補的なヌクレオチドを追加します。 DNA ポリメラーゼはテンプレート鎖に沿って 3 ～ 5 方向に移動します。 5 から 3 の方向に相補鎖を合成します。 しかし、DNA ポリメラーゼは既存の鎖にヌクレオチドを追加することしかできません。 ヌクレオチドの合成を開始するにはプライマーが必要です.

DNA 複製中にはプライマーゼと呼ばれる酵素が働きます。 プライマーゼはプライマーと呼ばれる小さな RNA 片を作成します。 プライマーは RNA で作られた小さなプレースホルダーのようなものです。 DNA ポリメラーゼはプライマーをつかみ、新しい DNA 鎖を作り始めることができます。 プライマーは DNA テンプレート鎖を等しくします。 これらは DNA ポリメラーゼがどこから開始するかを知るのに役立ちます。 DNA ポリメラーゼが新しい DNA 鎖の構築を開始すると、RNA プライマーが DNA 構成要素に置き換えられます。 それは、プレースホルダーを正しいパズルのピースと交換するようなものです。

DNA 複製中、DNA のtwoのテンプレート鎖は反対方向を向きます。 その結果、DNA ポリメラーゼはtwoの新しい鎖を異なる方法で合成します。 複製フォークの動きと同じ方向に連続的に合成される鎖をリーディング鎖と呼びます。 DNA ポリメラーゼは複製フォークが開くにつれて連続的にヌクレオチドを追加できるため、リーディング鎖は連続的に合成されます。 ラギング鎖は反対方向に不連続に合成されます。

ラギング鎖は、岡崎フラグメントと呼ばれる短いフラグメントで合成されます。 岡崎フラグメントは、新しく合成された短い DNA フラグメントです。 複製フォークが進行するにつれて、DNA ポリメラーゼは複製フォークから離れた場所でこれらの断片を合成します。 岡崎断片の長さは、通常、数百から数千ヌクレオチドの範囲です。

岡崎断片を結合するには DNA リガーゼ酵素が必要です。 DNA リガーゼは、隣接する岡崎断片間の結合の形成を触媒します。 それらの間の隙間を効果的に密閉し、連続した遅延ストランドを作成します。

DNA 校正は、私たちの細胞に組み込まれたスペルチェッカーのようなものです。 細胞が複製中に DNA のコピーを作成するときに、間違いやエラーが発生する可能性があります。 しかし、DNAにはこれらの間違いをチェックできるDNAポリメラーゼと呼ばれる特殊な酵素があります。 DNA ポリメラーゼは DNA コードを読み取り、ヌクレオチドを追加して新しい DNA 鎖を作成します。 しかし、これらのヌクレオチドを追加する際には、それらが元の DNA コードと等しいかどうかもチェックされます。 間違いが見つかった場合は、間違ったヌクレオチドを除去し、正しいoneに置き換えることができます。 これにより、新しい DNA 鎖が元の DNA 鎖の正確なコピーであることが保証されます。

DNAポリメラーゼには、3〜5エキソヌクレアーゼ活性と呼ばれる校正機能が組み込まれています。 これは、新しく合成された DNA 鎖から誤って対になったヌクレオチドを除去できることを意味します。 誤った塩基が除去されると、DNA ポリメラーゼは正しいヌクレオチドを挿入し、DNA 合成を続行します。

RNA は細胞内で重要な役割を果たす分子です。 いくつかの点で DNA に似ていますが、構造と機能は異なります。 DNA と同様に、 RNA はヌクレオチドで構成されています。 しかし、RNAは一本の鎖で構成されています。 DNAは二重らせん構造をしています。

RNAにはさまざまな種類があります。 それぞれのタイプは細胞内で特定の役割を果たします。 RNA の重要なタイプの 1 つはメッセンジャー RNA です。 それはmRNAとも呼ばれます。 それはメッセンジャー分子として機能します。 それは DNA からタンパク質合成を担う細胞機構に遺伝情報を運びます。 DNA が遺伝情報の保存場所として機能することは知られています。 タンパク質内のamino acidsの配列を決定する固有のコードが含まれています。 一方、Proteinsは細胞の構造、機能、調節において重要な役割を果たします。

遺伝コードとは、DNA に保存されている情報を特定のproteinsに変換する一連の規則です。 遺伝コードは mRNA によって実行されます。 遺伝コードは特定のコドンで構成されています。 コドンは 3 つのヌクレオチドの特定の配列です。 proteinsがamino acidsで構成されていることはすでに知られています。 コドンは個々のamino acidsをコード化します。

例えば、 codon AUG開始コドンとして機能します。 タンパク質合成を開始します。 また、アミノ酸のメチオニンもコード化します。 コドン、例えば UAA、 UAG、 そして UGAは終止コドンです。 それらはタンパク質合成の終了を知らせます。