複製と転写

細胞分裂は生物が成長するために不可欠ですが、細胞が分裂する場合、2つの娘細胞が親と同じ遺伝情報を持つように、ゲノム内のDNAを複製する必要があります。 DNAは複製のためのシンプルなメカニズムを提供します。 転写またはRNA合成では、遺伝子のコドンがRNAポリメラーゼによってメッセンジャーRNAにコピーされます。

DNA複製とは対照的に、転写は、DNA補体でチミン(T)が発生したすべての場合にウラシル(U)を含むRNA補体をもたらします。

比較表

複製と転写の比較チャート
複製 転写
目的複製の目的は、次世代のためにゲノム全体を保存することです。転写の目的は、細胞が生化学で使用できる個々の遺伝子のRNAコピーを作成することです。
定義DNA複製とは、DNAの鎖を2本の娘鎖に複製することで、各娘鎖には元のDNA二重らせんの半分が含まれています。遺伝子をテンプレートとして使用して、RNAのいくつかの機能的な形態を生成します
製品DNAの1本の鎖は2本の娘鎖になります。mRNA、tRNA、rRNAおよび非コーディングRNA(microRNAなど)
製品加工真核生物では、相補的塩基対ヌクレオチドがセンスまたはアンチセンス鎖と結合します。 その後、DNAらせんによりホスホジエステル結合と結合し、完全な鎖が形成されます。5 'キャップが追加され、3'ポリAテールが追加され、イントロンがスプライスされます。
ベースペアリング3文字の組み合わせには4つの塩基があるため、64の可能なコドン(43の組み合わせ)があります。RNAの転写は、塩基対の規則に従います。 酵素は、相補的な塩基のペアリングにより正しい塩基を見つけ、それを元の鎖に結合することにより、相補的な鎖を作ります。
コドンこれらは20の標準アミノ酸をエンコードし、ほとんどのアミノ酸に複数の可能なコドンを与えます。 また、コーディング領域の終わりを示す3つの「停止」または「ナンセンス」コドンがあります。 これらはUAA、UAG、UGAコドンです。DNAポリメラーゼは、DNA鎖を5 'から3'の方向にのみ伸長させることができ、二重らせんの逆平行鎖をコピーするために異なるメカニズムが使用されます。 このように、古いストランドのベースは、新しいストランドに表示されるベースを決定します。
結果複製では、最終結果は2つの娘細胞です。転写中、最終結果はRNA分子です。
製品複製は、DNAの2本鎖の複製です。転写は、2本鎖DNAからの単一の同一RNAの形成です。
酵素2本の鎖は分離され、各鎖の相補的なDNA配列はDNAポリメラーゼと呼ばれる酵素によって再現されます。転写では、遺伝子のコドンがRNAポリメラーゼによってメッセンジャーRNAにコピーされ、次にこのRNAコピーは、メッセンジャーRNAを塩基対合してアミノ酸を運ぶRNAを転送することにより、RNAシーケンスを読み取るリボソームによってデコードされます。
必要な酵素DNAヘリカーゼ、DNAポリメラーゼ。転写酵素(DNAヘリカーゼの種類)、RNAポリメラーゼ。

違いを説明するビデオ

DNA複製とmRNA転写プロセスについては、次のビデオで説明しています。 DNAの複製について説明する一方で、突然変異のプロセスにも触れていることに注意してください。

DNA複製の仕組み

このYouTubeビデオでは、圧縮のためにDNAがどのようにコイル状に折り畳まれているか、また、小型の生化学機械によって組み立てラインでDNAがどのように複製されるかを示しています。 これは、DNA複製の完全なシステムと継続的なプロセスを理解するための優れたビデオですが、次のビデオはプロセスの各ステップをより詳細に示しています。

DNA複製の最初のステップは、ヘリカーゼと呼ばれる酵素によってDNA二重らせんが2本の一本鎖に巻き戻されることです。 このビデオで説明されているように、これらのストランドの1つ(「リーディングストランド」と呼ばれる)は「順方向」に連続的に複製され、もう1つのストランド(「ラグストランド」)は反対方向にチャンクで複製される必要があります。 いずれにしても、各DNA鎖を複製するプロセスには、プライマーに結合してDNA鎖に沿って移動するDNAポリメラーゼと呼ばれる別の酵素が含まれます。新しい「文字」(ベースC、G、A、T)を追加して、新しい二重らせんを完成させます。

二重らせんの2本の鎖は反対方向に走るので、ポリメラーゼは2本の鎖で異なる働きをします。 「リーディングストランド」である一方のストランドでは、ポリメラーゼが連続的に移動し、その後ろに新しい二本鎖DNAの痕跡が残ります。

複製されるリーディングストランドとラグストランドの調整

リーディング鎖とラグ鎖の複製は何らかの形で調整されると考えられていました。なぜなら、そのような調整がなければ、損傷や望ましくない突然変異に弱い一本鎖DNAのストレッチがあるからです。

しかし、UC Davisの研究は最近、実際にそのような調整がないことを発見しました。 代わりに、彼らはプロセスを交通の高速道路で運転することに例えています。 2車線の交通量は、旅行中の特定の時間で遅くなったり速くなったりするように見える場合がありますが、いずれかの車線の車は最終的にほぼ同時に目的地に到着します。 同様に、DNA複製プロセスには、一時的な停止、再起動、および全体的な可変速度がいっぱいです。

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