transcription 転写...
TRANSCRIPT
transcription
translation
DNA
mRNA
タンパク質
3'5'3'
5' 3'
transcription 転写5'
transcription 転写DNAの一方の鎖の配列のコピーがRNAで作られる事。(RNA合成)ribose の 2' が -OH で、AGCT の代わりに AGCU が使われる。mRNA は比較的不安定(分解されやすい)。細胞でタンパク質が必要なときのみ、mRNAの合成がおこる。不要になると、mRNAの合
成がとまり、細胞内のmRNAは比較的短時間で分解するので、タンパク質が作られなくなる。遺伝子の転写が起こることを、
-> 「遺伝子が発現する」 gene expression
分子細胞生物学第4版10章
転写
翻訳
Stryer生化学29章
transcription
translation
DNA
mRNA
タンパク質(酵素)
ある遺伝子 (coding region)5' 3'
3'
5' 3'
DNAの上側の配列と同一
もう1つの遺伝子5'3'
translation
transcription
mRNA
5'
他のタンパク質(酵素)
DNAの下側の配列と同一
2本鎖DNAのどちら側の鎖も、mRNAとして読まれる可能性がある。
この部分ではDNAの上側の鎖が coding strand
こちらの部分ではDNAの下側の鎖が coding strand
DNA
RNA
5' 3'3' 5'
5' 3'mRNA
DNA の上側の鎖と配列が同じ下側の鎖と配列が相補的
transcription
coding strand mRNAと同じ配列の鎖sense strand
template strand (鋳型鎖)antisense strandmRNAと相補的な配列の鎖
DNAの2本の鎖は互いにcomplementary 相補的anti-parallel 逆平行
3'
3'
5'
転写
DNA
promoter
terminator
RNA合成酵素RNA polymerase
startpoint (+1)
-1 +1
-35 -10
RNA合成酵素の結合部位 +1 mRNAの5'端に相当するDNA部位-1 その1塩基上流0 は存在しないupstream downstream
上流 下流
RNA合成酵素がmRNA合成を終止する部位
transcription unit promoter から terminator までの領域
5' 3'
5'側
3'側
RNA合成酵素はcoding strandの 5'-> 3' の方向に移動
大腸菌では
RNA合成
合成開始点
DNA の2本鎖は逆平行で相補的
一時的に2本鎖が開き1本鎖が露出Transcription Bubble
template strand に相補的に mRNAが 5'->3' の方向に合成される。
結果的に、mRNAとcoding strand は、配列が同じとなる。
mRNA が合成される前方(下流)の2本鎖は開き、後方は順次閉じて行く。
downstreamupstream
RNA合成酵素が結合する事により、2本鎖DNAが開く
+1-1
+1 startpointmRNAの5'端に相当
mRNA は 5'->3' の方向に合成される
転写開始にはprimerは不要
GTCGCCATTAACCAG---AGCTTGCAG CAGTAGCT---><--TCGAACGTC GTCATCGA---- CAGCGGTAATTGGTC
AUUAAC->''''''
RNA polymerase は、promoter に結合し、2本鎖をひらき、template strand に相補的に、5' -> 3' の方向に、RNAを合成していく。
template strand
coding strand
5'
5'3'
3'
5'
2本鎖を開いて行く2本鎖を閉じて行く
DNA の coding strand と template strand とは互いに相補的なので、template strand に相補的に合成されたmRNAの配列は、結果的に coding strand と同じ
mRNA
DNA
分子細胞生物学 第10章
TTAACCAGCAGTAG---AGCTTGCAGGTCGCCA CT---><--TCGAACGTCCAGCGGT GA---- AATTGGTCGTCATC
AGCAGU->''''''
AUUAACC
2本鎖を開いて行く
5' 3'
5'mRNA
5'3'
DNA
合成開始にprimerは不要 DNA polymeraseの場合は合成開始にprimerが必要
Stryer29章p810
RNA合成酵素はDNAに結合し、2本鎖を開き、転写bubbleを形成。RNAを合成しながら前進すると、転写bubbleも前進し、RNAが合成される。
2本鎖が開いた部分がRNA合成酵素とともに移動
RNA合成酵素が前進するにつれ、前方で2本鎖をまきもどし、開口部bubbleを形成。bubbleの中でtemplate strandに相補的にRNAを合成。DNAは後方で再び2本鎖を形成。
RNA合成酵素が結合する事で2本鎖DNAが部分的に解離
Stryer29章p812
transcription 転写の反応は4つのステージにわかれる。
Template recognitionRNA polymerase が promoter 部位に結合し2本鎖を開く。
Initiation非常に短い(9塩基以内)RNAが合成され、そのまま放出される。
ElongationRNA polymerase がDNA上を移動しながらRNAを合成。 RNA は 5' -> 3' のほうに伸長していく。
Terminationterminator 部位で、RNA合成を終止し、RNA polymerase は DNAからはなれる。
promoter
terminator
!
!
シグマ
! : RNA polymerase core enzyme が promoter に結合するのに必要core enzyme
大腸菌の RNA polymerase (RNA 合成酵素)の構造
"
"
#
#'!
シグマ 因子
core enzyme
holo enzyme
("2##')
("2##'!)
! factor
promoterRNA合成酵素結合部位
holo enzyme ("2##' + !)のみが promoter に結合できる。mRNA を合成はじめると ! がはずれ、core enzyme だけで、 mRNAの合成をつづける(elongation)。
DNA
★
★
! factor: RNA polymeraseが promoter に結合するのに必要
(core polymerase)
分子細胞生物学第4版 Fig10-11
startpoint
mRNA合成開始黄色の部分が各遺伝子での共通部分
共通配列
弱いpromoter+1AまたはG
大腸菌のpromoterの特徴★ startpoint は A または G★ -10 配列 Pribnow box★ -35 配列★ それらの間隔は 16-18 塩基
Up 強いpromoterに変化Down 弱いpromoterに変化
Stryer29章p810
core promoter
● RNA polymerase と DNAとの接触点10.6 bases
10.6 bases
2本鎖DNA は1回転で
-35 領域 -10 領域
RNA polymerase と DNAとの接触点は、2本鎖DNA のらせんで、一方向に面している。
-10 領域Pribnow box
RNA合成酵素はこちら側から2本鎖DNAに結合
転写の終結 termination of transcription
DNAの終結配列による転写終了
$-dependent termination $ タンパク質による転写終了
stem-loop + UUUUUU stem-loop
mRNA
•••••GCCGTA
AAA••••••
DNA鋳型鎖
AAAAUUUU の結合が弱い
大腸菌
ロータンパク質は6量体を形成し、ロー結合部位の1本鎖RNAに結合し、ATPのエネルギーを用いて、RNAを鋳型鎖DNAから分離する。
TTGACA TATAAT A
-35 配列 -10 配列
mRNA
startpoint+1
Shine-Dalgarno 配列
AUG UAG
Met-Ser--- - - - -Ala-stop
タンパク質
RNA polymerase 結合部位 promoter
terminatormRNA合成停止部位
translation
transcription
大腸菌 (E. coli) の遺伝子
coding region
transcription unitpromoter から terminator まで
実際にタンパク質をコードする領域
5' 3'
N端 C端
転写開始部位
ribosome 結合部位