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理由で解く 理学療法士
QP57P061 生理学
遺伝情報はDNA→mRNA（転写）→蛋白（翻訳）と流れ、mRNA上の連続する3塩基（コドン）が1つのアミノ酸を指定する。
セントラルドグマではDNAの塩基配列がmRNAへ転写され、リボソームでmRNAのコドン（連続する3塩基）に対応するアミノ酸がtRNAによって運ばれて翻訳される。1コドン=3塩基で1アミノ酸を決めるため、4種類の塩基の3個組で64通りとなり20種のアミノ酸を過不足なく指定できる。真核生物のmRNA前駆体はスプライシングでイントロン（非翻訳領域）が除去され、エキソンのみが翻訳される。
🔗 関連図（かずひろ解剖学 図解ライブラリ）
遺伝暗号・コドン・アンチコドン▶ この図の説明を読む
この図の解説
この図はDNAの遺伝情報がタンパク質になるまでの流れを、DNA→mRNA→tRNA→アミノ酸の4段の対応として示している。上段のDNA二本鎖(遺伝暗号)から矢印「転写」でmRNAがつくられ、mRNA上を3文字ずつ区切ったGUG・CAU・CUG…の並びがコドンである。その下のtRNAは、コドンと相補的に対合する3文字=アンチコドンを持ち、対応するアミノ酸(V・H・L…)を運ぶ(翻訳)。並んだアミノ酸がつながってタンパク質ができる過程が遺伝子発現である。右下の対応表はどのコドンがどのアミノ酸を指定するかを示し、AUGがメチオニン(開始)、UAA・UAG・UGAが終止を表す点に注目したい。DNAはATCGの4塩基、mRNAではTの代わりにUが使われることも読み取れる。
学習の要点
- mRNA上の連続した3塩基がコドン、それと相補的に対合するtRNAの3塩基がアンチコドンで、この対合を介してDNAの遺伝暗号がアミノ酸配列に翻訳される。
- 覚え方のコツ: 転写はDNA→mRNA(写し取る)、翻訳はmRNA→アミノ酸。コドンはmRNA側、アンチ(=対)コドンはtRNA側で相補、と必ず対で覚える。
- 関連知識: 塩基の相補対はDNAでA-T・G-C、mRNAではチミンの代わりにウラシルを使うためA-Uとなる。タンパク質合成は伝令のmRNA・構成成分のrRNA・運搬のtRNAの3種のRNAが分担する。
- よくある間違い: アンチコドンをmRNA側、コドンをtRNA側と取り違える。コドン=mRNA、アンチコドン=tRNAで固定して覚える。
比較表
| 項目 | DNA | mRNA | tRNA |
|---|---|---|---|
| 図での名称 | 遺伝暗号 | コドン | アンチコドン |
| おもな役割 | 遺伝情報の保存 | 情報を写して運ぶ | アミノ酸の運搬 |
| 3文字単位の呼称 | ― | コドン | アンチコドン |
| 使う塩基 | A・T・G・C | A・U・G・C | A・U・G・C |
確認問題（その場で確認・記録には残りません）
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リボソームのタンパク質合成▶ この図の説明を読む
この図の解説
この図はリボソームがmRNAの遺伝情報を読み取ってタンパク質をつくる「翻訳」の流れを、①→②→③の順で示している。まず注目したいのは、大サブユニットと小サブユニットの2つが上下からmRNAをはさみ込んでいる点である。mRNA上には塩基が並び、その3文字ひと組が「コドン」(図ではAUG・UUU・CGA)にあたる。そこへ、コドンと相補的な「アンチコドン」(UAC・AAA・GCU)を先端に持つtRNAが、それぞれ決まったアミノ酸(Met・Phe・Arg)を運んでくる。コドンひとつにつき対応するアミノ酸がひとつ決まるため、運ばれたアミノ酸は順につながってペプチド鎖となり、長く伸びてタンパク質が完成する。mRNAの塩基はA・G・C・Uの4文字で、DNAのT(チミン)がU(ウラシル)に置き換わっている点も図で確認しておきたい。
学習の要点
- 翻訳とは、リボソームでmRNAのコドンに従いアミノ酸を並べてタンパク質を合成する過程である。
- 覚え方のコツ: コドン(mRNA)とアンチコドン(tRNA)は「向かい合わせで相補的」。AとU、GとCのペアで読む。
- 関連知識: mRNAは核内で転写され細胞質のリボソームへ、tRNAはアミノ酸を運搬、rRNAはリボソーム本体を構成。RNAではDNAのチミンがウラシルに替わる。
- よくある間違い: アミノ酸を運ぶのはtRNAであり、mRNAではない。またリボソームがmRNAを合成すると混同しやすいが、mRNAはDNAから転写されてくる。
- 臨床応用: 抗菌薬の一部は細菌リボソームでの翻訳を阻害して増殖を抑える。ヒトと細菌でリボソームの型が異なることが選択的な作用の基盤となる。
比較表
| RNAの種類 | 略称 | おもな働き |
|---|---|---|
| メッセンジャーRNA | mRNA | DNAの遺伝情報を写し取り(転写)、核から細胞質のリボソームへ伝える |
| 運搬RNA | tRNA | アンチコドンでコドンを読み、対応するアミノ酸をリボソームへ運ぶ |
| リボソームRNA | rRNA | リボソームそのものの構成成分となる |
確認問題（その場で確認・記録には残りません）
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遺伝情報の転写（mRNAの合成）▶ この図の説明を読む
この図の解説
この図は、核内でDNAの遺伝情報がmRNAへ写し取られる「転写」の場面を描いている。まず注目したいのは中央で二重らせんがほどけた部分で、「DNAの一部がほどける」とあるとおり、2本鎖の一方を鋳型にして緑色の1本鎖(RNA転写)がつくられている。その合成を担うのがオレンジ色の酵素RNAポリメラーゼである。下段の「DNA→(転写)→RNA→(翻訳)→タンパク質→(遺伝子発現)」の流れが最重要で、DNAからRNAをつくるのが転写、RNAをもとにリボソームでアミノ酸を連結するのが翻訳と区別して覚える。左下のGUG・CAU…と、その下のV・H・L…の対応は、mRNA上の3文字の塩基配列(コドン)が1つのアミノ酸を指定することを示す。RNAではチミンの代わりにウラシル(U)が使われる点も、配列にUが並ぶことから確認できる。完成したmRNAは核膜孔を通って核外へ出てリボソームに結合するため「メッセンジャー(伝令)RNA」と呼ばれる。
学習の要点
- 転写はDNA→mRNA、翻訳はmRNA→タンパク質で、mRNAが核内の情報を核外のリボソームへ運ぶ橋渡し役になる。
- 覚え方のコツ: 「テンシャ(転写)は核の中、ホンヤク(翻訳)はリボソーム」。DNA→RNA→タンパク質の一方向の流れをセットで暗記する。
- 関連知識: 転写でできたmRNAはリボソームに結合し、tRNAが運んだアミノ酸が連結されてタンパク質になる。RNAには他にリボソームの構成成分となるrRNA、アミノ酸を運ぶtRNAがある。
- よくある間違い: 転写と翻訳の取り違え。RNAの塩基でチミン(T)ではなくウラシル(U)が使われる点も落としやすい。
- 臨床応用: 遺伝情報→タンパク質(酵素)の流れは、酵素異常による先天代謝疾患の背景として理解の土台になる。
比較表
| 過程 | 起点→産物 | 場所 | 担い手 |
|---|---|---|---|
| 転写 | DNA→mRNA | 核内 | RNAポリメラーゼ |
| 翻訳 | mRNA→タンパク質 | リボソーム(細胞質) | tRNA・rRNA |
確認問題（その場で確認・記録には残りません）
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- セントラルドグマ：DNA→（転写）→mRNA→（翻訳）→蛋白
- コドン=連続3塩基で1アミノ酸を決定
- DNAは二重らせん、翻訳されるのはエキソン
| 過程 | 内容 |
|---|---|
| 転写 | DNA→mRNA（核内） |
| スプライシング | mRNA前駆体からイントロンを除去 |
| 翻訳 | mRNAのコドン（3塩基）→アミノ酸（リボソーム） |
| tRNAの役割 | アンチコドンでアミノ酸を運搬 |
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