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遺伝子発現

遺伝子発現. Ｂ４ゼミ発表　酒井大輔 ２００４年　５月１０日. 遺伝子発現の全体的な流れ. ＤＮＡ　 →　ＲＮＡ　→　タンパク質. 遺伝子発現に必要な物質（ DNA). DNA はクロマチン構造をとっている Ａ，Ｇ，Ｃ，Ｔの４文字で構成されたテープのようなもの. 遺伝子発現に必要な物質 （ｍＲＮＡ）. 遺伝子発現に必要な DNA の遺伝情報は mRNA にコピーされ編集される。 Ａ，Ｇ，Ｃ，Ｕの４文字で構成されたテープのようなもの。. 遺伝子発現に必要な物質 （ tRNA).

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遺伝子発現

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Presentation Transcript

  1. 遺伝子発現 Ｂ４ゼミ発表　酒井大輔 ２００４年　５月１０日

  2. 遺伝子発現の全体的な流れ • ＤＮＡ　→　ＲＮＡ　→　タンパク質

  3. 遺伝子発現に必要な物質（DNA) • DNAはクロマチン構造をとっている • Ａ，Ｇ，Ｃ，Ｔの４文字で構成されたテープのようなもの

  4. 遺伝子発現に必要な物質（ｍＲＮＡ） • 遺伝子発現に必要なDNAの遺伝情報はmRNAにコピーされ編集される。 • Ａ，Ｇ，Ｃ，Ｕの４文字で構成されたテープのようなもの。

  5. 遺伝子発現に必要な物質（tRNA) • mRNAの３文字分の情報（コドン）はtRNAによって対応するアミノ酸に対応づけられる。 • アミノ酸が結合したtRNAをアミノアシルｔＲＮＡという。

  6. 遺伝子発現に必要な物質（RNAポリメラーゼ） • ＤＮＡの遺伝情報はRNAポリメラーゼによってRNAに転写される。 • 原核生物では一種類だが、真核生物では３種類ある。それぞれによって作られるRNAの種類が異なる。

  7. 遺伝子発現に必要な物質（リボソーム） • ｍＲＮＡ上の情報はリボソームによってタンパク質に変換される。 • リボソームはいくつかのタンパク質とRNA(rRNA)によってできている。 • 原核生物、真核生物ともに大きく２つのユニットに分けられる。

  8. 遺伝子コード

  9. 翻訳の全体的な流れ • リボソームのsmall unitがｍＲＮＡ上のbinding siteを認識し、結合。 • リボソームのlarge unitがsmall unitと結合し、翻訳のための複合体を構成する。 • ｍＲＮＡの開始コドン（ＡＵＧ）からの情報をタンパク質に移す。 • 終了コドン（ＵＡＡ，ＵＡＧ，ＵＧＡ）に到達すれば終了する。

  10. 原核生物の翻訳（initiation) ＩＦ１ ＩＦ２ ＩＦ３ Ribosome ３０Ｓ　ｓｕｂｕｎｉｔ ｆＭｅｔ Ribosome ５０Ｓ　ｓｕｂｕｎｉｔ 5’ 3’ AUG ｍＲＮＡ Shine-Dalgarno sequence

  11. 原核生物の翻訳（elongation) ペプチド結合 A site P site ｆＭｅｔ T AUG ACA ＧＧＵ

  12. 原核生物の翻訳（termination) • 終了コドンをrelease factor(RF)が認識する • Release factor が作成されたタンパク質を切り離す。Formyl化はキャンセルされる。メチオニンも切り離されることがある。 • Ribosome recycling factor (RRF)が結合していたリボソームを切り離す

  13. 真核生物の翻訳(initiation) eＩＦ2 Ｍｅｔ Ribosome ４０Ｓ　ｓｕｂｕｎｉｔ eＩＦ3 Ribosome 6０Ｓ　ｓｕｂｕｎｉｔ 5’ 3’ eＩＦ4B ACC AUG G eＩＦ4A eＩＦ4E ｍＲＮＡ eＩＦ4G Cap Kozak consensus

  14. Unusual translation elongation(frameshifting) T K A K K S E P A A ACC AAA GCA AAA AAG AGU GAA CCG GCA GCC T K A K K E Stop ACC AAA GCA AAA AAGAG UGA ACCGGCAGCC frameshifting

  15. Unusual translation elongation(slippage) K Stop Start Y AAA UAA AUGUCUAUGACCUAGUAAC AUG UAC slippage

  16. Unusual translation elongation(bypassing) G Stop G L GGA UAG AUGUCUAUGACCUAGUAAC GGA UUA bypass

  17. 転写の全体的な流れ • RNAポリメラーゼがプロモータ領域を認識。 • ＤＮＡ鎖をほどきつつ、対応するＲＮＡをつくる。 • ヘアピン構造をつくり、終了。 • つくられるＲＮＡによっては、プロセシングが行われる。

  18. 原核生物の転写（プロモータとシグマ因子） プロモータ TTGACA TATAAT CG/AT -35 sequence -10 sequence +1 α σ α ω β β’ core enzyme holoenzyme RNAポリメラーゼ

  19. 原核生物の転写（rho independent termination) Ｕ　ｒｉｃｈ ＤＮＡ ＣＣＣＣＧＧＧＧＣ ＧＧＧＧＣＣＣＣＧ ＲＮＡ　ヘアピン構造

  20. 原核生物の転写（Case:lactose) Operator lac Promoter lacI Promoter lac lacI lacZ lacY lacA RNAポリメラーゼ β-galactosidase Permease Acetylase

  21. 原核生物の転写（Case:lactose repressor) Operator lac Promoter lacI Promoter lac lacI lacZ lacY lacA RNAポリメラーゼ RNAポリメラーゼ 親和性 inhibitor inducer(IPTG)

  22. 原核生物の転写（Case:lactose activator) Operator lac Promoter lacI Promoter lac lacI lacZ lacY lacA RNAポリメラーゼ ＣＲＰ ＣＲＰ ｃＡＭＰ cAMP receptor protein (CRP)は catabolitic activator protein (CAP) ともいう。Activator として働く。 グルコースが十分 グルコースが不足

  23. 真核生物の転写(RNAポリメラーゼ Ｉ とそのプロモータ） 18S,5.8S,28S rRNAを転写。 -45から+20ぐらいにcore promoterがある。 -100より上流にupstream control element(UCE)がある。 -100 -45 +20 Core promoter UCE

  24. 真核生物の転写（ＲＮＡポリメラーゼ III とそのプロモータ） ５Ｓ rRNA,tRNAを転写。 Core promoterはコード領域にあるが、一部のものはRNAポリメラーゼ II と同様に上流にもプロモータ （TATA box) が存在する。 +1 Core promoter

  25. 真核生物の転写（RNAポリメラーゼ II とそのプロモータ） mRNA,snRNA,hnRNAを転写。 -25程度にTATA box と呼ばれるプロモータ領域が、+1程度に initiator (Inr) sequence と呼ばれるプロモータ領域がある (core promoter)。 -25 +1 TATA box Inr

  26. assembly of the RNA polymerase II pre-initiation complex TAFs : TBP-associated factors CTD: C-terminal domain。Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser の繰り返し。ほ乳類だと５２回程度繰り返す。 TBP : TATA-binding protein : transcription factor TAFs E F H A B RNAポリメラーゼ TBP TATA box Inr ＣＴＤ

  27. 真核生物の転写制御(enhancer) enhance enhance enhance activator enhancer 遺伝子領域

  28. 真核生物の転写制御（DNA-binding protein) • NC2: TATA-boxが存在するときはrepressorとして、存在しないときはactivatorとして働く。 • Pit-1: 接続する領域によってrepressorとして働くか、activatorとして働くかが変化する。

  29. mRNAのプロセシング • Ｃａｐｐｉｎｇ (5’末端) • Polyadenylation (3’末端） • Intron splicing

  30. 参考文献 • GENOMES2 (著者：T.A.BROWN） • Instant Notes : Molecular Biology 　（著者：　P.C. Turner, A.G.Mclennan, A.D.Bates , M.R.H.White)

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