タンパク質生合成とは何ですか？

タンパク質生合成は、細胞内でタンパク質を生産するプロセスです。 核で始まり、細胞質で終わり、新しいタンパク質が作られます。 このプロセスには、転写と翻訳の2つのステップがあります。 タンパク質生合成と翻訳という用語を同じ意味で使用する人もいますが、タンパク質生合成の正しい使用法は、翻訳だけでなくプロセス全体を指します。

転写は核内で起こり、DNAテンプレートに基づいてRNAの鎖が作成されるプロセスです。 遺伝子は、DNAの鎖に沿って見られるヌクレオチドの長さであり、どのタンパク質が生産されるかについての情報を提供します。 アミノ酸とタンパク質は大きな分子であるため、核内で形成されません。 代わりに、遺伝情報はRNAに転写され、RNAは核膜の孔を通過して細胞の細胞質に入ります。

タンパク質の生合成に関与する3種類のRNA分子があります。 メッセンジャーRNA（mRNA）は、作成されるタンパク質のテンプレートです。 これは、どのアミノ酸をどの順序で結合する必要があるかについて細胞に指示する転写された遺伝情報を運びます。 トランスファーRNA（tRNA）は、細胞質内で見つかったアミノ酸を成長中のタンパク質鎖にもたらします。 リボソームRNA（rRNA）は、タンパク質生合成の翻訳段階が行われるリボソームの2つのローブを含みます。

DNAはわずか4ヌクレオチドの長い鎖で構成されていますが、タンパク質を作成するために利用できる20種類のアミノ酸があります。 これは、ヌクレオチドとアミノ酸の間に1対1の関係がないことを意味します。 代わりに、3つのヌクレオチド、またはコドンが、アミノ酸を鎖に結合するコードを提供します。 その結果、64の可能なコドンがあるため、いくつかのアミノ酸はいくつかの異なるコドンに対応しています。

転写が完了すると、RNA分子はタンパク質生合成の次の段階を実行する準備をします。 mRNAはリボソームの大小葉の間の裂け目に位置し、3つのヌクレオチドが一度にリボソームを通過するため、アミノ酸のコドンはtRNAがリボソームに運ぶ実際のアミノ酸と並んでいます。

tRNAには明確な形状があり、伸長タンパク質鎖に運ぶアミノ酸にも特異的です。 アミノ酸はtRNA分子の一方の端に結合しますが、他方の端にはmRNA分子にあるコドンに対応する3つのヌクレオチドがあります。 これにより、tRNA分子がmRNA鎖に結合し、所定の位置に保持される一方で、tRNA分子が運ぶアミノ酸が酵素によって別のアミノ酸に結合されます。

タンパク質を形成するために、アミノ酸は停止コドンに達するまでペプチド鎖に結合され続けます。 終止コドンはアミノ酸に対応していませんが、代わりにタンパク質鎖が終了したことを知らせます。 この時点で、mRNAはリボソームから放出され、分解されます。 タンパク質は作られていますが、通常はまだ機能していません。 タンパク質生合成は完了していますが、ほとんどのタンパク質は使用前にさらに修飾を受けます。