無限の生物学

セントラルドグマ：DNAはRNAをエンコードし、RNAはタンパク質をエンコードします

セントラルドグマは、DNAからRNA、タンパク質への遺伝情報の流れを表します。

遺伝暗号は縮退していて普遍的です

アミノ酸の数よりはるかに多い64の可能なヌクレオチドトリプレット（43）があるため、遺伝暗号は縮退しています。これらのヌクレオチドトリプレットはコドンと呼ばれます。それらは、ポリペプチド鎖への特定のアミノ酸の付加を指示します。コドンの61は20の異なるアミノ酸をコードします。これらのアミノ酸のほとんどは、複数のコドンによってコードされる可能性があります。 64個のコドンのうち3個がタンパク質合成を終了し、翻訳機構からポリペプチドを放出します。これらのトリプレットは終止コドンと呼ばれます。終止コドンUGAは、セレノシステイン（Sec）と呼ばれる21番目のアミノ酸をコードするために使用されることがありますが、mRNAにセレノシステイン挿入配列（SECIS）と呼ばれる特定のヌクレオチド配列が追加で含まれている場合に限ります。終止コドンUAGは、ピロリシン（Pyl）と呼ばれる22番目のアミノ酸をコードするために微生物のいくつかの種によって使用されることがあります。コドンAUGにも特別な機能があります。アミノ酸メチオニンを指定することに加えて、それは翻訳を開始するための開始コドンとしても機能します。翻訳のリーディングフレームは、AUG開始コドンによって設定されます。

遺伝暗号は普遍的です。いくつかの例外を除いて、事実上すべての種がタンパク質合成に同じ遺伝暗号を使用しています。遺伝暗号の普遍的な性質は、地球上のすべての生命が共通の起源を共有しているという強力な証拠です。

中央ドグマ：DNAはRNAをエンコードし、RNAはタンパク質をエンコードします

分子生物学のセントラルドグマは次のように説明しています。 DNAからメッセンジャーRNA（mRNA）、タンパク質への細胞内の遺伝情報の流れ。遺伝子はmRNA分子の配列を指定し、mRNA分子はタンパク質の配列を指定すると述べています。 DNAに保存された情報は細胞機能の中心であるため、細胞はDNAを保護し、RNAの形でコピーします。酵素は、DNA鎖で読み取るヌクレオチドごとに1つのヌクレオチドをmRNA鎖に追加します。 3つのmRNAヌクレオチドがポリペプチド配列の1つのアミノ酸に対応するため、この情報のタンパク質への翻訳はより複雑です。

転写：DNAからRNAへ

転写は作成のプロセスですDNAの配列の相補的なRNAコピー。 RNAとDNAはどちらも核酸であり、酵素がDNAからRNAに相互に変換できる相補的な言語としてヌクレオチドの塩基対を使用します。転写中、DNA配列はRNAポリメラーゼによって読み取られ、相補的な逆平行RNA鎖が生成されます。 DNA複製とは異なり、転写は、DNAチミン（T）が発生したすべての場合にRNAウラシル（U）を置換するRNA補体をもたらします。転写は遺伝子発現の最初のステップです。 RNA分子に転写されたDNAのストレッチは、転写物と呼ばれます。一部の転写産物は構造RNAまたは調節RNAとして使用され、その他の転写産物は1つ以上のタンパク質をコードします。転写された遺伝子がタンパク質をコードしている場合、転写の結果はメッセンジャーRNA（mRNA）であり、翻訳の過程でそのタンパク質を作成するために使用されます。

翻訳：RNAからタンパク質へ

翻訳は、mRNAをデコードおよび翻訳して、タンパク質としても知られるポリペプチド配列を生成するプロセスです。タンパク質を合成するこの方法は、mRNAによって指示され、リボソーム、リボソームRNA（rRNA）とタンパク質の大きな複合体の助けを借りて達成されます。翻訳では、細胞がmRNAの遺伝子メッセージを解読し、新しいポリペプチド鎖を組み立てます。トランスファーRNA、またはtRNAは、mRNA鎖上のコドンの配列を翻訳します。 tRNAの主な機能は、遊離アミノ酸を細胞質からリボソームに転移させ、そこで成長中のポリペプチド鎖に結合させることです。 tRNAは、mRNAの終止コドンに到達するまで、ポリペプチド鎖の成長末端にアミノ酸を追加し続けます。次に、リボソームは完成したタンパク質を細胞に放出します。