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振動と単純化の決定的な違いは、振動とは、mRNAとtRNAのコドンとアンチコドンの結合の際に、ワトソンとクリックのペアリングでないことを説明する仮説のことである。一方、コドンの単純化とは、複数のコドンから一つのアミノ酸を生成する能力のことである。
分子生物学の中心的な法則で、機能性タンパク質が発現する過程を説明しています。さらに、このプロセスは、遺伝物質のコピー、DNA配列のmRNA配列への転写、そしてmRNA配列のアミノ酸配列への翻訳という一連の異なるステップを経て行われます。
翻訳では、振動仮説とコドンの簡潔さの概念が重要な役割を果たす。オシレーションとは、1本のtRNAが複数のコドンを認識する能力のことである。コドン分解につながる。単純化とは、1つのアミノ酸が2つ以上のコドンで特定される現象のことである。つまり、1つのアミノ酸に対して複数のコドンが存在することを「単純化」という。
1. 概要と主な違い 2. スイングとは 3. シンプレクスとは 4. スイングとシンプレクスの類似点 5. 並置比較 - スイングとシンプレクスの表形式 6. まとめ
振動仮説は、翻訳時に起こる非ワトソン・クリック塩基対を説明するための重要な仮説である。ここでいう翻訳とは、mRNAのコドンをアミノ酸配列に変換する分子プロセスのことである。この仮説によると、tRNAアンチコドンの1塩基目は、mRNA鎖のコドンの3塩基目と、ワトソンとクリックではないペアリング様式で対合することができる。従って、従来のアデニン-ウラシル結合やシトシン-グアニン結合のパターンには当てはまらない。アンチコドン塩基1、コドン塩基3のウィグルパターンとして知られている。
図01:振り子ベースのペアリング
振動するペアリングはアデニンとイノシンのペアリングを含み、ウラシルは含まない。ウラシルはアデニン、グアニン、イノシンと対になる。同様に、グアニンやシトシンはイノシンと対になることができます。このように、イノシンはtRNAの中でウォブル塩基対を起こす珍しい塩基なのです。
Wobbly塩基対結合は、必ずしもWatsonとCrickの相補的結合に従わないため、あまり強くありません。さらに、この概念は、遺伝暗号の劣化の原理を生み出す。
遺伝暗号の単純化とは、遺伝暗号の冗長性のことである。したがって、アミノ酸を指定するための塩基対の組み合わせは何通りもあり得る。一般に、生物のコドンは3つの塩基から構成されている。パーシモンという概念では、この3つの塩基の組み合わせは、同じアミノ酸を生成するにもかかわらず、変化する可能性があります。さらに、自然界に存在するアミノ酸は20種類しかないが、コドンは20種類以上ある。このように、特定のアミノ酸に対して複数のコドンが存在することは、パースィモンにて説明可能である。
図02:簡略化
単純化すると、3番目の塩基が2つのコドンの間で変化する可能性があります。したがって、グルタミン酸はコドンGAAとGAGで規定され、ロイシンはコドンUUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUGで規定される。
このように、突然変異率ではパーシモンという概念が非常に重要である。このため、ゲノムに発生した点突然変異は許容され、沈黙を保っているように見える。したがって、この種の点突然変異は、アミノ酸配列の変異や変化につながらない。しかし、点突然変異によってコードされるアミノ酸が変化すると、遺伝型や表現型に深刻な変化をもたらす可能性がある。
ジグリングと単純化の決定的な違いは、主にジグリングが遺伝暗号の単純化につながるということです。ウィグルとは、コドンの3番目の塩基とアンチコドンの1番目の塩基の間の非ワトソン・クリック対のことである。一方、パーシモンとは、多くのトリプレットコドンの組み合わせで1つのアミノ酸をコードできることを指す。
以下のインフォグラフィックは、ディザリングとシンプリシティの違いについてまとめたものです。
翻訳という現象において重要な概念として、「ディザリング仮説」と「遺伝暗号の単純化」がある。ここで、翻訳とは、トリプルコドンをアミノ酸に変換する作業のことである。コドンとアンチコドンの組み合わせに見られるワトソンとクリック以外の塩基対は、ウィグル仮説のことを指している。コドンとアンチコドン間の塩基の揺れは、これで表現される。これに対して、ジッターの原因となる遺伝暗号の単純化は、1つのアミノ酸が多くの異なるコドンでコード化される現象である。ジッターとパーシモンとの違いについてまとめました。
1 Griffiths, Anthony JF. "The Genetic Code".遺伝子解析入門。7th edition, US National Library of Medicine, 1 January 1970, available here.