なぜ遺伝子はなぜタンパク質の情報を伝えるだけで生命体の全ての情報を伝達できるのですか？

なぜ遺伝子はなぜタンパク質の情報を伝えるだけで生命体の全ての情報を伝達できるのですか？

No.4 回答者： 青い時計 回答日時： 2017/11/23 00:46

国立大学とかの専門家に相談してみては？そういった人達は結構アナログな人が多いので貴方の納得いく答えを出す人はここにはいないと思います。

No.3 回答者： joshua01 回答日時： 2017/11/17 00:32

こんにちは。

なかなか高度なご質問のようでなかなか回答が集まりませんね。
質問者さんのご趣旨を私も理解できているかどうかわからない上に、簡単に説明することは困難なことは推察されているでしょうが、次のような説明ではいかがでしょう。
ポイントは、「遺伝子はたんぱく質のヒモを作るだけだが、”静電気の偏り”が連鎖して形が作られる。それがすごい」

質問者さんも、遺伝子（DNA）が基本的には「たんぱく質を作るためにアミノ酸を特定の順序に並べていくだけ・・・」の機能であることはご存知ですね。
でも、それを続けているだけでこれほど複雑な生物の形ができることはとても不思議で、専門家でさえも、今でも驚きと尊敬をもっておられるようですね。

さて、そこで出てくるのが「静電気」（！）です。少々単純化しすぎでしょうが、次のような３つの説明はご納得いただけますか。

○　分子の中の静電気の偏り
　水（H2O)は電気的に中性なのはご存知でしょう。電子（－）と陽子（＋）の数は一致しているため、分子1個でみるとどちらにも帯電していません。しかし、分子の中では少々偏っており、酸素（O)の部分は少々－に、水素（H)の部分は少々＋に偏っているため、他の分子との間で＋と－が微妙に引き合って、特定の形に集まろうとします。
　このため、机にこぼした水はいくつかの塊になろうとするし（表面張力）、雪の結晶は六角形になっていきます。
（完全に中性ならば、こぼした水は均一に広がるはず・・・）

○　球状のもの、円盤状のもの、繊維状のものができる・・・
　遺伝子をもとにすると複数のアミノ酸がヒモ状に並んでいきますが、ここにも静電気の偏りがあるため、単なるヒモをもとにしつつも、勝手に折りたたまれて特定の塊状の形の分子を形成します。これが「たんぱく質の二次構造」です。
　さらにその塊にも、＋に帯電した出張り、－に帯電した出張り、＋に帯電した窪み・・・等が複雑な配置を形成するため、ちょうどそれに合うような逆の組み合わせの分子とくっつきます。
　例えば赤血球用としては、まず「切り分けられたピザ」のような形のたんぱく質ができますが、右側長辺の静電気の組み合わせと左側長辺の組み合わせがちょうど逆になるため、同じ多数の「ピザ」がきれいにくっついて、円盤状の赤血球になります。
（ここに異常があって、円盤にならずに鎌の刃の形になってしまうのが「鎌状赤血球貧血症」です。）
なお、きれいに立体になると球状になり（細胞膜はその例）、らせん状にねじれながら長く連なると繊維状になります。（筋肉の繊維など）

○　器官の形も・・・静電気が引き金になり、高度な機能が発動。
　例えば手の形を単純に説明してみましょう。
　まず、細胞としてどんどん増殖し。その結果、単純なスプーン形ができ、それがどんどん大きくなることをイメージしましょう。
ただし、この個々の細胞の表面には、これまた、ある静電気パターンに反応する「受容体分子」が並んでいます。
　また、遺伝子には極端に言えば単純な「カウンター」があり、ある回数増殖すると、ある「自殺」たんぱく質を作るようになります。
　カウンターが定数に達してスプーンの外周部分で「自殺」たんぱく質が作られると、まず、「自殺」たんぱく質同士が引き合います。このため、スプーンの外周部分に、ほぼ等間隔に「自殺」たんぱく質の塊が形成されます。
　こんどはその塊の表面の静電気パターンが、細胞表面の「受容体分子」の静電気パターンに一致してくっつきます。
　すると、受容体の細胞内部分でのなんやかんやの機能が動き、その部分から細胞が「自殺」（アポトーシス）を連鎖的に起こします。その結果、スプーンの形が、フォークの形になります。
これが、ざっくりとした「手の発生」の仕組みだそうで、実際に胎児ではスプーン状のからフォーク状に発生することが観察されるようですね。

さてさて、単純化してご説明しようとして、少々不正確になりながらも結局長くなってしまいましたがいかがでしょうか。
お役に立てば幸いです。

No.2 回答者： satoumasaru 回答日時： 2017/11/15 18:13

はじめまして、そうですよね、たしかにタンパク質の情報だけで生命体の全ての情報を伝達ことができるって不思議ですね。

考えてみましょう。私達の身体って何でできているでしょう？　それは細胞からできています。ディスプレイを見る眼だってキーボードを叩く指だって、考える脳だって、消化器官をはじめとする内臓だって、身体を支える骨や筋肉だってすべて細胞から構成されています。

じゃあ細胞は何で構成されているか、もちろん水分がいちばん多いのですが、水以外に圧倒的に多いのはタンパク質です。ですから細胞はタンパク質から構成されているといっても間違いではありません。

どんなタンパク質をつくるのか、タンパク質の情報はすべて遺伝子に書かれています。受精卵はもちろんのこと遺伝子という形で情報がはいっています。どのように細胞が分化していくのか、それも全て遺伝子に組み込まれています。その遺伝子に基づいて細胞が分化し多種多様の器官がつくられていくのです。

本当に不思議ですが、遺伝子があったからこそ、生命が３０億年以上もつづいてきたんでしょうね。

No.1 回答者： doc_somday 回答日時： 2017/11/14 13:15

＞なぜ遺伝子はなぜタンパク質の情報を伝えるだけ

遺伝子はタンパク質を作る方法の情報、それを使って、ホルモンを作る情報、消化液を作る方法、子供を作る方法、要らないものを捨てる方法の情報、まだ機能が知られていない物質や構造の情報などなど幾らでも研究するべきものを持っています。