DNAや遺伝子について学ぼう!

はたらく遺伝子

このページのテーマは、これ!
遺伝子は、どのようにはたらくのか?
このページの内容は、われわれ人間を含めた真核生物にのみ当てはまります。
細菌などの原核生物には当てはまりません。
今回も、ダン博士にお越しいただきました。博士、こんにちは。
んちゃ!
博士、今日は何のお話をしていただけますか?
今日は、休みたい!
駄目ですよ!

じゃあ、今日は遺伝子がどのようにはたらくか説明しよう。まずはこれを見てくれたまえ。

これは、何ですか?
これは、ウニの卵が受精してからの様子を見たものじゃ。
あれ?ウニって、トゲトゲのボールみたいな生き物じゃないのですか?これ、違いますよ。

うむ。これは、ウニの卵が幼生になるまでの様子なんじゃ。本当は、この幼生がさらに変体して、おなじみのトゲトゲのウニになるんじゃ。このホームページの作者は、研究のためによくウニを採りに行くそうじゃ。ウニ採りは、楽しいらしいぞ。

ウニに限らず、動物の卵は1個の細胞じゃ。この1個の細胞が、受精をきっかけにどんどん細胞分裂を繰り返し、たくさんの細胞に増える。では、この丸いウニの卵が、どうしてあんな形の幼生になるか分かるかね?どうやったらひとつの丸い卵が、こんなに複雑な形の人間になれると思うかね?まさに奇跡じゃ!これぞ、生命の神秘!これこそ、遺伝子のみが為せる技なんじゃ〜!
別なページで話したように、遺伝子とは、私たちの体を作り動かすのに必要なタンパク質などを作るための設計図のことじゃ。この設計図が、ある決まった時期に決まった場所で正しく使われることによって、生物は正しく形作られ、生命活動を営むことが出来るのじゃ。つまり、細胞が分裂を繰り返す間に、それぞれの細胞で別々な遺伝子がはたらくんじゃ。

う〜ん。よく分かんな〜い。

いいかね。太郎君という細胞が、細胞分裂により次郎君と花子さんという2つの細胞になったとしよう。このとき、次郎君細胞ではAという遺伝子がはたらき、花子さん細胞ではBという遺伝子がはたらくということなんじゃ。すると、次郎君細胞と花子さん細胞は別々のタンパク質を持つことになり、それぞれ性質の違う細胞となるんじゃ。こんなことが繰り返されることにより、性質の異なる多数の細胞ができあがる。だから、このような複雑な体を作ることが出来るんじゃな。
なるほど。では、この遺伝子の設計図はどのように読み取られて機能するのですか?

まずは細胞の核の中で、DNA上の遺伝子のコピーが作られるんじゃ。このコピーはRNA(リボ核酸)と呼ばれる物質で、DNAとよく似た1本鎖の核酸なんじゃ。

実はこのRNAには、伝令RNA (mRNA)運搬RNA (tRNA)リボソームRNA (rRNA)の3種類があるんじゃ。そして、実際にタンパク質の設計図となっているのは伝令RNAだけで、あとの2種類はRNAのままはたらく。下の表にまとめたので、参考にしてもらいたい。

伝令RNA
(mRNA)
事実上の、タンパク質を作るための設計図のコピー
運搬RNA
(tRNA)
タンパク質合成に必要な材料(アミノ酸)を運んでくる
リボソームRNA
(rRNA)
タンパク質合成工場であるリボソームを構成している成分
(リボソームはrRNAとタンパク質で作られている)
ふ〜ん。タンパク質を作るための設計図のコピーは伝令RNAだけだけど、運搬RNAやリボソームRNAも遺伝子のはたらきに重要な役割を果たしているんですね。
その通りじゃ。そして、これらのRNAが作られる過程を転写というんじゃ。この転写に関しては、また別のページで詳しく説明しよう。

次に遺伝子のコピーである伝令RNAが、核に開いた小さな穴を通って核の外に出るんじゃ。核の外には、タンパク質の製造工場であるリボソームがたくさんある。そこで、伝令RNAはこのリボソームとくっつくんじゃ。すると、コピーされた設計図の通りにタンパク質が作られる。 このタンパク質を作る過程を、翻訳というんじゃ。この翻訳についても、また別のページで詳しく説明しよう。

以上のことをまとめると、下のアニメーションのようになる。

なるほどねぇー。じゃあ、このような遺伝子のはたらきは、どのように調節されているのですか?
それは、各々の遺伝子によって違うんじゃ。ある遺伝子は転写の段階で調節されているし、ある遺伝子は翻訳の段階で調節されている。詳しくは、転写・翻訳それぞれのページで説明しよう。というわけで、このページはこれでおしまいじゃ。どうだったかな?
博士、ウニのお寿司が食べたい!
あの〜、このページの感想は?
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