生物基礎「遺伝暗号表」コドンの読み方

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高校生物基礎。遺伝暗号表、コドンの読み方を学習します。DNAが転写されてできたmRNAのコドンを読み取り、遺伝暗号表からどんなアミノ酸が指定され、タンパク質ができるのか学習します。

遺伝暗号表

下の表のように、mRNAのコドンとアミノ酸の対応関係を表したものを遺伝暗号表といいます。この表を使うと、mRNAの3つの塩基配列(トリプレット)から、指定されるアミノ酸がわかります。

遺伝暗号表

例えば、mRNAの3つの塩基配列であるコドンがCAGだった場合、グルタミンというアミノ酸を指定していることがわかります。

このコドンに対応した、アンチコドンをもつtRNAが、グルタミンを運んでくるのです。転写と翻訳のしくみを復習したい方は、下記の記事を参考にしてください。

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なぜコドンは塩基3つなのか

ここで、アミノ酸を指定するコドンが塩基3つの配列で指定されるのかを考えます。ヒトの体の中で使われるアミノ酸は全部で20種類あります。

mRNAの塩基1つでアミノ酸を指定する場合、塩基はA、U、G、Cの4種類しかありませんので、4つのアミノ酸しかしてできないことになります。

mRNAの塩基2つでアミノ酸を指定する場合、1つ目の塩基で4種類、2つ目の塩基でも4種類、つまり、4×4=16種類のアミノ酸を指定できます。しかし、これでもまだ、20種類のアミノ酸全部を指定することはできません。

mRNAの塩基3つでアミノ酸を指定する場合は、4×4×4=64種類のアミノ酸を指定できるので、全てのアミノ酸をカバーすることができます。なので、塩基配列3つでアミノ酸を指定するようになっているのです。

塩基配列3つで64パターンの塩基の組み合わせができますが、全アミノ酸は20種類ですので、同じアミノ酸をいくつものコドンが対応することになります。これを遺伝暗号の縮重といいます。例えば、セリンの場合は、UCU、UCC、UCA、UCG、AGU、AGCの6つのコドンにより指定されています。

遺伝暗号の縮重

遺伝暗号の読解問題

例題)下の図の①から⑨に相当する塩基配列やアミノ酸名を記せ。ただし、塩基配列は下図の左側の塩基から翻訳されるものとする。

遺伝暗号の読解問題

遺伝暗号表

遺伝暗号の読解 解答

表の①~⑥は、塩基の相補性から推測することができます。このとき注意するのが、DNAではA、T、G、Cの4つの塩基が登場しますが、RNAではA、U、G、Cの4つの塩基が登場することです。TとUの間違いがないようにしましょう。

  • :mRNAの塩基配列GAUから、DNAの塩基配列はCTA
  • :mRNAの塩基配列GAUから、tRNAの塩基配列はCUA
  • :DNAの塩基配列ACCから、mRNAの塩基配列はUGG
  • :③で分かったmRNAの塩基配列UGGから、tRNAの塩基配列はACC
  • :tRNAの塩基配列AUGから、mRNAの塩基配列はUAC
  • :④で分かったmRNAの塩基配列UACから、DNAの塩基配列はATG

⑦~⑨は、mRNAの塩基配列と遺伝暗号表から求めます。このとき、mRNAの塩基配列がコドンになっていることに注意します。

  • :mRNAの塩基配列GAUから、指定されるアミノ酸はアスパラギン酸
  • :mRNAの塩基配列UGGから、指定されるアミノ酸はトリプトファン
  • :mRNAの塩基配列UACから、指定されるアミノ酸はチロシン
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