タンパク質合成
タンパク質は細胞の構造的な構成要素を形成するだけでなく、生命に必要な残りの有機生体分子の生産を触媒する酵素を構成するので、様々な種類のタンパク質を作ることは細胞にとって最も重要なイベントの1つである。 一般に、DNAにコードされた遺伝子型は、タンパク質やその他の酵素触媒生成物によって表現型として表される。
核に収容されたDNAは大きすぎて核膜を通って移動できないため、より小さな一本鎖のRNAによってコピーされ（転写）、核の外に出て細胞質および荒小胞体にあるリボソームへ移動してタンパク質の組み立てを指示する（翻訳）必要がある。 遺伝子は実際にタンパク質を作るわけではないが、RNAという形で設計図を提供し、タンパク質合成を指示する。
転写
転写は細胞核で起こり、遺伝暗号がDNAから相補的なRNAに移行することを表す。 RNA ポリメラーゼという酵素は、
- DNA 分子に付着してジッパーを開き、2本の別々の鎖にします。
- DNA に沿って動き、DNA ヌクレオチドと、DNA に類似した新しい RNA 分子を作成するために相補的な RNA ヌクレオチドとをマッチングします。
DNAのコピーは、RNAポリメラーゼが終了シグナルに達するまで続けられます。これは、コピーされる遺伝子の終わりを示す特定のヌクレオチドのセットであり、また新しく作られたRNAとDNAを切り離すシグナルにもなっています。
RNA の 3 つのタイプは？
- mRNA (メッセンジャー RNA) は DNA から転写され、DNA からの遺伝情報をアミノ酸に翻訳するために運搬します。 RNAポリメラーゼがDNAの特定のセグメントをコピーし終わると、DNAは元の二重らせん構造に再構成されます。 新しく作られたmRNAは核から細胞質へと移動します。
翻訳
翻訳とは、mRNAの塩基配列に含まれる情報を、タンパク質を作るために結合するアミノ酸の配列に変換することを指します。 リボソームは、mRNA上のコドンと呼ばれる3つの隣接するヌクレオチド配列の部分を分析し、対応するアミノ酸を運んできて、成長しているポリペプチド鎖に組み込んでいくのです。 コドンを構成する3つのヌクレオチドは、特定のアミノ酸に特異的である。 したがって、それぞれのコドンは特定のアミノ酸を含むように合図し、それが正しい配列で結合して、DNAがコードしている特定のタンパク質を作る。
ポリペプチドの組み立ては、リボソームがmRNA上にある開始コドンに付着したときに始まる。 次にtRNAがアミノ酸をリボソームに運ぶ。リボソームはrRNAとタンパク質でできており、合成を促進するために3つの結合部位を持っている。 最初の結合部位は、tRNAがコドンにアクセスできるようにmRNAを方向づけ、残りの2つの結合部位を占有してアミノ酸を預け、さらにアミノ酸を探すためにmRNAから離脱する。 リボソームがアミノ酸配列の終わりを示すコドンを認識するまで、翻訳は続けられる。 完成したポリペプチドは、一次構造になっている。
タンパク質は作られた後、3つの小器官が関与する3つのステップで説明できる興味深い経路で、最終目的地にパッケージングされて輸送されます：
- 小胞はリボソームからゴルジ装置、別名ゴルジ複合体にタンパク質を運び、新しい小胞にパッケージ化されます。
- 小胞は膜に移動して、タンパク質を細胞の外に放出する。
- リソソームは廃棄物を消化し、細胞で再利用するために再利用する。
ゴルジ装置内の酵素はタンパク質を修飾し、ゴルジ装置の表面から芽生える新しい小胞に封じ込めます。 ゴルジ装置はしばしば細胞の包装および流通の中心と見なされている。
小胞は通常小胞体またはゴルジ装置で作られる小さな、膜に包まれた封筒で、細胞を通して物質を運ぶのに使用されている。
リソソームは、細胞の消化酵素を含む特別なタイプの小胞で、タンパク質、脂質、炭水化物、核酸の残った廃棄物を構成部分に分解し、細胞による再組み立てと再利用に役立つ。 2004年、Glen E. Moulton, Ed.D.著『The Complete Idiot’s Guide to Biology』より抜粋。 ペンギン・グループ（USA）社のメンバーであるアルファ・ブックスとの取り決めにより使用されています。
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