転写と翻訳

高等学校生物選択した読み枠におけるコーディング鎖の転写と標準遺伝暗号による解読。読み枠内で最初に現れる終止コドンで停止します

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この実験について

コーディングDNA、その相補的な鋳型、RNA転写産物、ポリペプチドの関係をたどります。塩基を1つずつ転写し、リボソームのウィンドウで完全なコドンを読み取ります。選択したフレームによって3塩基ごとの区切りが明確になり、終止コドンが現れると、アミノ酸を追加せずに解読が終了します。

学習目標

  • コーディングDNAと、転写に使われる鋳型DNAを区別する。
  • 転写産物を、指定した読み枠で3塩基ずつに区切る。
  • 終止シグナルとアミノ酸残基を区別する。

使い方

  1. 1いくつかの塩基を転写し、mRNAをコーディングDNAおよび鋳型DNAと比較する。
  2. 2転写を完了し、タンパク質が伸長する様子を見ながら、コドンを1つずつ解読します。
  3. 3標準の終止コドンまで進み、アミノ酸の数と解読したコドンの数を別々に数えます。
  4. 4読み枠を変更するか、別の短い配列を適用して、照合結果を比較します。

モデル

コーディング鎖の転写対応
選択した読み枠におけるトリプレットの位置

前提条件

  • 入力は、イントロンを含まない5′から3′方向に記載されたコードDNA配列です。対応する鋳型鎖は相補的な配列で、3′から5′方向に記載されます。mRNAは、TがUに置き換わる点を除き、コードDNAと同じ配列です。
  • 標準的なNCBI遺伝暗号表1を使用します。照合は開始コドンを検索せず、選択した読み枠から始まります。読み枠内で最初に現れるUAA、UAG、またはUGAで解読を停止します。
  • 末端の不完全なコドンは翻訳されません。RNAプロセシング、翻訳開始機構、代替遺伝暗号、タンパク質のフォールディング、および発現調節は対象外です。動作速度は表示を制御するものであり、細胞内の速度を予測するものではありません。

授業で試してみましょう

  1. Q1鋳型配列はmRNAと異なるのに、コードDNAはなぜmRNAとほぼ同じ配列なのですか?
  2. Q2読み枠をずらすと、その後のコドンがすべて変わることがあるのはなぜですか?

よくある質問

これによって、入力した配列が実際の細胞で発現するかどうかを予測できますか?

いいえ。開始や調節をモデル化せず、転写対応とコドンの検索を行います。

なぜ終止コドンは解読されたコドン数を増やすのに、タンパク質の長さには影響しないのですか?

終止コドンは翻訳終結のシグナルであり、アミノ酸残基にはなりません。