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DNA合成は、酵素を用いた半保存的複製による二本鎖DNAの合成であり、RNA合成は、酵素を介した転写プロセスによるRNAの合成である。DNA合成ではDNAポリメラーゼが、RNA合成ではRNAポリメラーゼが主な酵素として使われる。
1. 概要と主な違い 2. DNA合成とは 3. RNA合成とは 4. DNA合成とRNA合成の類似点 5. 横並びの比較 - DNA合成とRNA合成の表形式 6. まとめ
DNA合成は、DNA複製とも呼ばれ、親DNAを鋳型にして新しい二本鎖DNAを合成する過程である。DNA複製は真核細胞の核で行われる。DNAの複製は、DNAポリメラーゼと呼ばれる酵素によって制御されています。複製は、DNA巻き戻し酵素の助けを借りて、二本鎖の親DNAのねじれを解くことから始まる。
DNAポリメラーゼは、5′から3′の方向に新しい鎖の合成を行う。この酵素は、複製の過程で新しいヌクレオチドを付加するために3'OH基を必要とする。さらに、DNAポリメラーゼは、自分では複製を開始できないため、短いRNAプライマーを必要とする。5'から3'方向に合成される鎖はガイド鎖と呼ばれ、連続して合成することができる。
図01:DNA合成の様子
3'方向から5'方向への新しい鎖は、自由な3'端を持っていないため、連続して合成することはできない。そこで、たくさんの短いオリゴマー(プライマー)の力を借りて、短い鎖の新しいDNAを合成する。この短い鎖を岡崎フラグメントと呼びます。これらの岡崎フラグメントは、DNAリガーゼでライゲーションされる。この鎖はラギングストランドと呼ばれる。二本鎖DNAも二本鎖DNAと同様のプロセスで生成されます。
RNA合成は、二本鎖のDNAの助けを借りて一本鎖のRNAを合成する過程である。生命の中心的な法則では、これを転写と呼んでいる。真核生物における転写は、細胞の核で行われる。転写やRNA合成に使われる重要な酵素がRNAポリメラーゼである。また、転写は5'から3'方向にも行われる。
図02:トランスクリプション
RNAポリメラーゼは、親DNAのプロモーター部位に結合することで鋳型鎖を認識する。プロモーター部位は、生物の細胞系(真核生物か原核生物か)によって異なる。プロモーターがRNAポリメラーゼに認識されると、転写開始点から転写を開始する。rNAポリメラーゼはフリーの3'末端でヌクレオチドを付加し、転写を開始するために鋳型を必要としない。まず、DNA:RNAのハイブリッドが形成され、それが消滅し、RNA合成が終了すると、合成鎖は細胞質へ送られ、タンパク質合成(翻訳)が行われる。
DNAとRNAの合成 | |
DNA合成は、元のDNA分子と同一のコピーである新しい二本鎖DNAを合成するプロセスである。 | RNA合成は、DNA鎖の特定のセグメントのコピーであるRNA分子を合成するプロセスである |
細胞周期位相 | |
DNAの複製は間期のS期で行われる。 | 転写は間期のG1期とG2期で行われる。 |
岡崎フラグメントの形成 | |
岡崎フラグメントは、DNAが合成される際に形成される。 | 岡崎フラグメントは、RNA合成時には生成されない。 |
プライマーの条件 | |
プライマーは、DNAの合成に必要なものです。 | RNA合成にプライマーは必要ない。 |
関与する酵素 | |
DNAポリメラーゼ、デカパシターゼ、トポイソメラーゼ、リガーゼがDNA合成に関与する酵素である。 | RNAポリメラーゼは、転写に関与する主要な酵素である。 |
同義語 | |
DNA合成は、DNA複製とも呼ばれる。 | RNA合成は転写とも呼ばれる。 |
スターティングマテリアル(テンプレート) | |
二本鎖のDNAは両方ともDNA合成の鋳型として使われる。 | 転写の際には、DNAの鎖が鋳型として使われます。 |
生成されるストランド数 | |
DNA合成では、2本の新しいDNA鎖が作られる。 | RNA合成では、1本のRNAのみが生成される。 |
プロセス立ち上げ | |
DNAの合成は、複製が開始された時点から始まります。 | RNA合成はプロモーター領域で始まる。 |
打ち上げサブゾーン | |
プロモーター領域は、DNA合成には関与していない。 | プロモーター領域は、RNA合成に必要な領域である。 |
複製と転写は、DNAとRNAの合成の2つの主要なプロセスとして知られています。DNAの合成または複製は、二本鎖のねじれを解いて、両方の鎖が娘の二本鎖DNAを作り出すことによって達成されます。このプロセスには主にDNAポリメラーゼと他の酵素が関与します。RNA合成はDNAの単一鎖を利用し、RNA合成はRNAポリメラーゼを利用します。
Griffiths, Anthony JF. "The mechanism of DNA replication", Introduction to Genetic Analysis.7th edition, US National Library of Medicine, 1 January 1970.ここで2人のエバートを紹介する、ブルース。DNAからRNAへ」、「細胞の分子生物学」。第4版、米国国立医学図書館、1970年1月1日。ここに提供 2.アルバーツ、ブルース"DNAからRNAへ" "細胞の分子生物学第4版、米国国立医学図書館、1970年1月1日。