セントラルドグマ

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セントラルドグマの流れ。
セントラルドグマの流れ。

セントラルドグマ: central dogma[1])とは、遺伝情報は「DNA→(転写)→mRNA→(翻訳)→タンパク質」の順に伝達される、という、分子生物学の概念である[2]フランシス・クリック1958年に提唱した[3][4]。この概念は細菌からヒトまで、原核生物真核生物の両方に共通する基本原理だとされた[2]

セントラルとは中心ドグマとは宗教における教義のことであり、セントラルドグマは、「分子生物学の中心原理」または「生物学の中心教義」と呼ばれることがある。

遺伝情報の発現[編集]

セントラルドグマの過程の詳細からお話しする。まず、RNAポリメラーゼⅡの働きにより、DNAの遺伝情報はmRNAに転写される[5]。次に、mRNAが核膜の孔を通って核から細胞質に出ると、細胞質中のリボソームに結合する[5]。リボソームにおいては、アミノ酸を運んできたtRNAが、mRNAの3つずつの塩基配列コドン)に対応して結合し、運ばれてきたアミノ酸が繋がってペプチドを作る[5]。RNAからタンパク質を作ることを翻訳と呼ぶ[6]。この、DNAからタンパク質が出来る流れの概念がセントラルドグマである[5]

さて、通常遺伝情報はこのようにDNAからタンパク質に一方的に伝達され、発現するのであるが、例外がある。RNAを遺伝子としているウイルスの一部(レトロウイルス)は、宿主細胞内でRNAをDNAに変換するセントラルドグマの逆反応を行う。その後に、セントラルドグマに従ってDNAからRNAの転写を経てタンパク質へ翻訳され、ウイルスが作成される。

遺伝情報の複製[編集]

遺伝子の親から子へ受け継がれる働きはDNA複製によって行なわれる。遺伝情報はDNAという化学物質を介して伝えられる。ゲノムDNAの構造が親から子へそっくり伝えられるためには、細胞が分裂し、細胞が2倍に増える前に親細胞と同じゲノムDNAがもう一揃え合成される。これが複製である。

複製は 極めて高い精度で行われるが、それでも10-9程度の割合で合成ミスが起こる。また紫外線や化学物質によってDNAが傷つき、突然変異が生じることもある。

補足[編集]

セントラルドグマは絶対的なものであるというイメージが強かったが、逆転写酵素の発見、すなわちRNAからDNAへ逆行する伝達経路があることが明らかにされ、修正を迫られた。その後、特に真核生物においては、翻訳の前にRNAプロセシングキャップ形成ポリアデニル化スプライシング )があることが判明し、セントラルドグマは修正が加えられている。

この概念の分子機構を明らかにする取り組みがなされることで、mRNAtRNA遺伝暗号などが発見・解明され、遺伝子発現が定義された。

脚注[編集]

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  1. ^ 文部省日本遺伝学会 『学術用語集 遺伝学編』 丸善1993年、増訂版。ISBN 4-621-03805-2
  2. ^ a b 東京大学生命科学教科書編集委員会 『理系総合のための生命科学』 羊土社2013年、第3版、77頁。ISBN 978-4-7581-2039-5
  3. ^ 嶋田正和ほか・数研出版編集部 『高等学校理科用 生物』 数研出版2012年、105頁。ISBN 978-4-410-81147-0
  4. ^ Crick, F.H.C. (1958): On Protein Synthesis. Symp. Soc. Exp. Biol. XII, 139-163. (pdf, early draft of original article)
  5. ^ a b c d 国立遺伝学研究所. “微生物の遺伝学 ~ DNAからのタンパク質合成”. 2014年4月18日閲覧。
  6. ^ Elic J. Simon, Jane B. Reece, Jean L. Dickey 『エッセンシャル キャンベル生物学』 池内昌彦, 伊藤元己, 箸本春樹訳、丸善2011年、201頁。ISBN 978-4-621-08399-4

関連項目[編集]