塩基配列が、アミノ酸ををどのように並べて1つの蛋白質を作るかの情報であるという事はどのようにして分かったのか教えてください。

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A 回答 (2件)

 遺伝子に含まれている遺伝情報は、DNAの塩基配列(A,T,G,Cの並び)によるものと理解されています。

遺伝情報にしたがってタンパク質を合成する前に、mRNAを合成しなければなりません。
 mRNAは塩基配列(A,U,G,Cの並び)の初めの方にリボソームが結合する場所があり、一般にはその場所から 3' 端に向かって初めて位置する AUG の3塩基の並びがタンパク質合成(翻訳)開始になり、AUG はメチオニンというアミノ酸に対応しています。
 塩基3つ組が一つのアミノ酸に対応していて、コドンと呼ばれていますが、タンパク質の材料となる20種類のアミノ酸と翻訳終了のためのコドンは64通りあります。
 どのコドンがどのアミノ酸に対応するかについて最初の実験は、今から40年も前になりますが、大腸菌のタンパク質合成を試験管内で行う反応系が出来、そこへ塩基が U だけを持つ人工のmRNA[poly(U)]を加えたところ、フェニルアラニンというアミノ酸がつながった産物が合成されました。この結果から、UUU のコドンはフェニルアラニンに対応していることがわかったのです。以後、人工mRNAの塩基配列を変えて、どんな産物(小さなポリペプチド)が出来るかを調べて、64通りのコドン全てについて、対応するアミノ酸や翻訳終了のための配列が明らかになりました。
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深いお話ですのでここで語り尽くすのは不可能だと思います。


生化学、基礎分子生物学などの本を一冊買って勉強なさるのがよいと思います。
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Q塩基配列・アミノ酸配列を同時表示できるツール?

プライマー設計する時などに、
塩基配列とアミノ酸配列を上下に並行してアラインメントした資料があると便利なのですが(参考画像、文章末に説明有)、
塩基配列を入力するだけで自動でそのようなファイルを作製できるツール(PCソフト・ウェブツールなど)などありませんでしょうか?

また、
・一定の塩基数間隔で改行
・一部の配列をラベル(アンダーライン・フォント・注釈など)
・ファイルエクスポート
・プリントアウト
などの機能付きだと、なお助かります。

現状、そのような資料を手打ちですべて作製しています。

ご存じの方おられましたら、
ご教示いただくことできないでしょうか?
よろしくお願いいたします。


(添付した参考画像)
目的遺伝子(仮)のDNA配列の下に、
コドンに対応するアミノ酸の一文字表記を
テキストファイルに打ち込んだもの。
・100塩基毎に改行
・イントロン →グレー、エキソン →ブラック
・プライマー →アンダーライン+イタリック
など手を加えています。

Aベストアンサー

回答がないので、しゃしゃり出てきました。
多分探してもぴったりのものは難しいと思います。

こんな場合は作ってしまうのが早いと思います。頭の体操のつもりでちょっとやってみました。
Rubyという言語です。もしMacをお使いでしたら、bioと言うライブラリを追加すれば動きます。
sudo gem install bio
で追加できます。Windowsの場合はRubyとrubygemsをインストールしたあとにbioを追加してください。

文字の修飾なしですが出力はほぼ同じ形式になります。文字の修飾は手でやるか、rtfというライブラリを使うとわりと簡単にできます。

参考まで

require 'rubygems'
require 'bio'

primer_seq="CCGTTCAGAG"
primer_name="primer-1"
na_seq="AATCTTAGAATAAAAAATGGGTACCGTTCAGAGACCTTTAGAGATTGCAAGGCATCACAGATGATAAAAAGCTCCATCTCTAGACGTGTTCAGGAGTGGGTTGGGGCTTTGACCTTGACTAGCTGCATCAACTTGGACAAGTCACTTCGCTTCCCTGTGCCTCAGTTTCCTCATCCATAT"

abort unless primer_pos=/#{primer_seq}/=~na_seq
exon_pos=primer_pos+primer_seq.length
exon=Bio::Sequence::NA.new(na_seq[exon_pos..-1])
aa_seq=exon.translate
# 出力
aa_str=" "*exon_pos+aa_seq.scan(/./).collect{|aa| "#{aa} "}.join
primer_str=" "*primer_pos+primer_name
primer_str=primer_str+" "*(na_seq.length-primer_str.length)
na_seq.scan(/.{1,100}/).zip(primer_str.scan(/.{1,100}/), aa_str.scan(/.{1,100}/)) do |ns, ps, as|
puts ps
puts ns
puts as
end

回答がないので、しゃしゃり出てきました。
多分探してもぴったりのものは難しいと思います。

こんな場合は作ってしまうのが早いと思います。頭の体操のつもりでちょっとやってみました。
Rubyという言語です。もしMacをお使いでしたら、bioと言うライブラリを追加すれば動きます。
sudo gem install bio
で追加できます。Windowsの場合はRubyとrubygemsをインストールしたあとにbioを追加してください。

文字の修飾なしですが出力はほぼ同じ形式になります。文字の修飾は手でやるか、rtfというライブラリを使う...続きを読む

Q塩基配列とアミノ酸配列について

大腸菌から単離したDNA断片の片方の鎖の構図は下のようであった。
5'-GTAGCCTACCCATAGG-3'
このDNA鎖の相補鎖を鋳型として転写したmRNAの塩基配列を書きなさい。5'および3'の方向性も必ず記入しなさい。
↑この答えはTをUに変えて、
5'-GUAGCCUACCCAUAGG-3'で正しいですか?

また、上記で転写されたmRNAの5'末端から翻訳が開始するとすれば、生じるペプチドのアミノ酸配列を書きなさい。N末端およびC末端を記入すること。
↑この答は、
N-バリン、アラニン、チロシン、プロリン、チロシン-C
らしいのですが、どうやって解くかわかりません。どなたか教えてください。

Aベストアンサー

>5'-GUAGCCUACCCAUAGG-3'で正しいですか?
正しいです。

>N-バリン、アラニン、チロシン、プロリン、チロシン-C
AUGでない配列から転写が開始されるというおかしな設定に戸惑っているのか、コドンを知らないのかのどちらかでしょうか?
前者であれば、問題の作成者の意図していることを汲み取ってあげてください。
後者であれば、この問題を解くのは無理です。教科書を読み直しましょう。

アミノ酸は3つの塩基でコードされています。これは、(4種の塩基)^3つの塩基=64種類の組み合わせになり、それらが何のアミノ酸に対応しているかは、コドン表と呼ばれる表にまとめられています。
この場合は、塩基を3つづつ区切ると、
GUA GCC UAC CCA UAG G
となり、最後のG1個だけではアミノ酸はコードされません(後ろに塩基配列が続けばアミノ酸になります)
後は、コドン表で3個セットの塩基5組がどのアミノ酸に対応するかを見ていくだけです。

QDNA塩基配列から推定されるアミノ酸配列を答えよという問題なのですが分かりません。

ある遺伝子のコード領域内の部分DNA塩基配列を示す。この配列から推定されるアミノ酸配列をすべて答えよ、という問題です。
与えられた配列は以下の通りです。
(配列)5’---ATTGCATTACACAT---3'

下にコドン表が示されてます。

私の考えでは

5’---ATTGCATTACACAT---3'
は非鋳型鎖だと思うので鋳型鎖にして

3’---TAACGTAATGTGTA---5'

これを転写させる

5’---AUUGCAUUACACAU---3'

そして3つで一つのアミノ酸を指定するというので切り方は3通りあると考えました。
AUU/GCA/UUA/CAC/AU --(1)

AU/UGC/AUU/ACA/CAU --(2)

A/UUG/CAU/UAC/ACA/U --(3)

それぞれコドン表に合わせて
(1)では Ile/Ala/Leu/His
(2)では Cys/Ile/Thr/His
(3)では Leu/His/Tyr/Thr
というようにしたのですが合ってるんでしょうか?ほぼ独学なので見逃してる点もしくは間違っている点などご指摘ください。

また、この塩基配列にはなかったのですが
開始コドン(AUG)や終止コドン(UAA,UAG,UGA)が配列にあったなら答えはどうなるんでしょうか?

たとえばAUAUGCAUUGACACAUとします。
AU/AUG/CAU/UGA/CAC/AU
この切り方だと翻訳はAUGからUGAでとまるのでUGA以下のCACは無視するのでしょうか?
つまり、この場合はアミノ酸配列はMet/Hisだけってことですか?

ある遺伝子のコード領域内の部分DNA塩基配列を示す。この配列から推定されるアミノ酸配列をすべて答えよ、という問題です。
与えられた配列は以下の通りです。
(配列)5’---ATTGCATTACACAT---3'

下にコドン表が示されてます。

私の考えでは

5’---ATTGCATTACACAT---3'
は非鋳型鎖だと思うので鋳型鎖にして

3’---TAACGTAATGTGTA---5'

これを転写させる

5’---AUUGCAUUACACAU---3'

そして3つで一つのアミノ酸を指定するというので切り方は3通りあると考えました。
AUU/GCA/UUA/CA...続きを読む

Aベストアンサー

おそらくその考え方と解答で間違いないと思います。

ただし開始コドンと終始コドンが含まれている場合については訂正を。
まず開始コドンは常にメチオニンのコドンですが,メチオニンのコドンが必ずしも開始コドンとは限りません。タンパク質の途中にメチオニンが必要な場合もあり,その場合は開始位置でなくても "AUG" コドンが出てきます。
次に終始コドンがある読み枠にあったとすると,「コード領域内」という設問に反するため,その読み枠は考慮しなくて好いことになるかと思います。

もっとも,出題者が本当にそういうつもりかどうかまではわかりませんが。

Qたんぱく質のアミノ酸配列

どなたかたんぱく質のアミノ酸配列を検索できるサイトか配列が載っている参考書があれば教えてください。お願いします。

Aベストアンサー

↓のサイトは国立遺伝学研究所のデータベースDDBJのデータ検索ページです。
ここから世界各国のデータベース(SWISSPROT, PIR, PDBなど)につながっていて、世界のどこかで登録された配列データは、すべてここで検索できるようになっています。
DNAの塩基配列でもタンパク質のアミノ酸配列でも検索できます。
タンパク質の場合は、上の方の
Search (A) for (B)
の(A)をProteinにして、(B)のところに検索するタンパク質の種類を英語で(例えばアミラーゼならばamylase)と入れて、Goをクリックすれば、すぐにデータが出てきます。
アミノ酸配列データは一番下の方に、1文字コードで出てきます。

参考URL:http://www.ddbj.nig.ac.jp/cgi-bin/namazu.cgi?query=amylase&lang=ja&max=20&result=normal&sort=score

Qアミノ酸配列によるタンパク質の機能の予測

Leu-Ala-Asp-Phe-Ile-Glu-Lys-Leu-Leu-Ser-Val-Ala-Lys-His-Leu-Ile-Asn-Glu-Val-Ser-Arg-Leu
この配列をもつ蛋白質の予想される機能とは何でしょうか?

Aベストアンサー

その配列はタンパク質の一部、ということでしょうか?

それともそれが全シークエンスでしょうか。(その場合はペプチドと呼ぶ方がよいと思いますが)

各種相同性検索でヒットしなかったようですので、そのシークエンスだけからタンパク質の機能を予測するのは極めて危険です。
例えば疎水性アミノ酸残基が多い場合、ある膜タンパク質の膜貫通領域かもしれませんし、親水性タンパク質酵素の折り畳まれた内部かもしれません。

いずれにせよ、モチーフ検索で相同性がなかった場合、一次配列からタンパク質の機能を予測することは現在の科学では不可能です。
どうしても気になるなら(研究上必要であれば)そのタンパク質を精製して、詳細な調査をすることをおすすめします。


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