遺伝子の転写と翻訳

5

3

5

3

5

3

5

3

RNAポリメラーゼがプロモーター領域に結合

プロモーター

転写開始点

5’----TTGACA---------TATAAT---

-35 -1016-19 bp 5-9 bp

5’---- CAAT------TATAAT-----------

CAAT Box25 bp

真核

原核

RNA polymerase

Genomic DNA

mRNA

TATA Box

遺伝子上の配列転写産物のmRNAには見つからない

5

3

5

3

RNAポリメラーゼがらせんをほどく

5

3

5

3

転写開始点

5

転写開始点からmRNAを合成しながら

この図では 右へすすんでいく

5

3

転写終了点で転写が終わりポリメラーゼがはずれる。

5’ AUG

AAAAAAAAAA

Gppp

真核生物の場合、あたまに5’キャップ構造しっぽにポリAが付加される。

Gppp

---AATAAA-----(10-30 upstream)

(100-200)

いくつかある終結部位まで伸長し続ける

別のポリメラーゼ

(The cell)

遺伝子調節領域

TATA

プロモーター

転写開始点

mRNA遺伝子調節領域

遺伝子転写調節タンパクが結合

アクチベーターリプレッサーエンハンサー

RNAポリメラーゼが結合Poly-A付加

部位

AUG翻訳開始点

-AAAAA

UAA終止コドン

G-ppp-

リボゾーム結合部位

5‘

5’- atttactcca gccatgctaa gaaagctacc-3’

3’- taaatgaggt cggtacgatt ctttcgatgg-5’

RNA ポリメラーゼによる転写まず、二重らせんをほどいてから、

下の方の 3’ > 5’の鎖を読んで、mRNAをつくる。

できたmRNAは上の方の鎖と同じ配列になる。

5’-auuuacucca gccaugcuaa gaaagcuacc-3’

* DNA情報としてデーターベースに記録するのは上の方

1 ggccgatata tatcagtgcc tgatttgaga ttgggtccca ggtctcggtg gaatcggga61 cgtggtgatt gtgggtgggg gctttggcgg gatcgcagca gccagccagc tgcaggccct121 gaacgtcccc ttcatgctgg tggacatgaa ggactccttc caccacaatg tggctgctct181 ccgagcctcc gtggagacag ggttcgccaa aaagacattc atttcttact cggtgacttt241 caaggacaac ttccggcagg ggctagtagt ggggatagac ctgaagaacc agatggtgct301 gctgcagggt ggcgaggccc tgcccttctc tcatgttatc ctggccacgg gcagcactgg361 gcccttcccg ggcaagttta atgaggtttc cagccagcag gccgctatcc aggcctatga421 ggacatggtg aggcaggtcc agcgctcacg gttcatcgtg gtggtgggag gaggctcggc481 tggagtggag atggcagcag agattaaaac agaatatcct gagaaagagg tcactctcat541 tcactcccaa gtggccctgg ctgacaagga gctcctgccc tccgtccggc aggaagtgaa601 ggagatcctc ctccggaagg gcgtgcagct gctgctgagt gagcgggtga gcaatctgga661 ggagctgcct ctcaatgagt atcgagagta catcaaagtg cagacggaca aaggcacaga721 ggtggccacc aacctggtga ttctctgcac cggcatcaag atcaacagct ccgcctaccg781 caaagcattt gagagcagac tagccagcag tggtgctctg agagtgaacg agcacctcca841 ggtggagggc cacagcaacg tctacgccat tggtgactgt gccgacgtga ggacgcccaa901 gatggcctat cttgccggcc tccacgccaa catcgccgtg gccaacatcg tcaactctgt961 gaagcagcgg cctctccagg cctacaagcc gggtgcactg acgttcctcc tgtccatggg

1021 gagaaatgac ggtgtgggcc aaatcagtgg cttctatgtg ggccggctca tggttcggct1081 gaccaagagc cgggacctgt tcgtctctac gagctggaaa accatgaggc agtctccacc1141 ttgatggaga ggccaggcgg gagaactacc gcagcaggtg ggcgtacgga ctgcttggcg1201 catggcaccc gcctggcaag tgctagaact aatgctattc ttctggaata agatgccaat1261 gatgtggtgg ctagaaatgc aacttgtata aaacaaaaat gggagagaga gaggtattaa1321 acaaataccc

TGA （終止コドン）

ATG(開始コドン）TATA BOX(プロモーターの配列）

タンパク合成（翻訳の開始）

M

-AAAAAG-ppp-

M

-AAAAAG-ppp-

M

AUG

リボゾーム小サブユニット

開始 tRNA

リボゾーム大サブユニットが結合して翻訳が進む

5‘キャップの識別

AUGコドンを

探索

cDNAの合成

組織、細胞

細胞破砕／RNA抽出

総RNArRNA(リボゾーム）mRNA(メッセンジャー）

一部DNAの混入

rRNA

mRNA

DNA除去後のRNA

28S

18S

Oligo dT カラム

rRNA, mRNA

rRNA

溶離液

mRNA

AAAAAA-3’5‘

AAAAAA-3’5‘ 3’-TTTTTT-5’合成プライマーTTTTTTTを対合させる

TTTTTT-5’AAAAAA-3’

逆転写酵素でDNAを合成

細胞から取り出し、精製したmRNA

TTTTTT-5’3‘RNAを分解する

TTTTTT-5’

DNAポリメラーゼで相補鎖を合成

TTTTTT-5’AAAAAA-3’

二本鎖cDNAの完成

配列を示すとき、5‘ 3’に書く

遺伝子の分断

エキソンとイントロンの発見(1977)RNAスプライシング

染色体150 Mb (1000 x kb)

染色体の0.5%

15 個の遺伝子が存在

調節配列イントロン（非コード領域）

エキソン（コード領域）

AAAAAA

AAAAAARNAスプライシング

mRNA

5‘-------／AG GU ／ AGU-------

---／／／／／／／／Ｎ／AG ／--------3’

C

A

AG

U U UU U U U U

C C CC C C C C

GA

5‘スプライス部位の

配列 3‘スプライス部位の

配列

イントロン

遺伝子クローニング

cDNAライブラリーと

ゲノミックライブラリー

cDNAライブラリー

ベクター (Vector)の選択

ファージ(Phage)を使う方法

プラスミド(Plasmid)を使う方法

cDNA

パッケージング

ファージ遺伝子

ライゲーション

ファージcDNAライブラリー

クローニングの際に作るcDNA

AAAAAA-3’5‘ 3’-TTTTTT-gattcgaa-5’

アダプター

TTTTTT-gattcgaa-5’AAAAAA-ctaagctt-3’

アダプター

あらかじめ寒天培地を作るその上に寒天にとかした大腸菌液とファージ液を重層

ファージが感染したところは溶菌する＝プラーク

プラークからファージを回収中の遺伝子を推定して必要なものを選別＝スクリーニング

大腸菌とファージ

cDNA プラスミド

ライゲーション

大腸菌（コンピテントセル）

形質転換

抗生物質入り寒天培地に大腸菌を播く

プラスミドを持ったものが生き残る

プラスミドに別のDNA分子が

入ったものだけ白くなる

ゲノミックライブラリー

ファージによるもの

プラスミドによるもの

染色体150 Mb (1000 x kb)

染色体の0.5%

制限酵素でランダムに切断

プラスミド

ファージ

イントロンを持ったDNA断片のクローニング

動物への遺伝子導入

右：ひと成長ホルモン遺伝子を導入したラット

左：対照ラット

Science 222巻11/18号（1983）

hGH 遺伝子