タンパク質合成シミュレーター: 転写と翻訳
このシミュレーションの式
| A, U, G, C | RNA の 4 種類の塩基 | A は U (DNA では T) と、G は C と対合します。RNA ポリメラーゼは鋳型鎖を読み、mRNA を 5′ 末端から合成します |
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現在の値を入れると：
| コドン | mRNA の 3 塩基の組。開始コドン AUG から順に読まれます | 各 tRNA のアンチコドンが 1 つのコドンと対合します。ほとんどのアミノ酸には複数のコドンがあります |
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現在の値を入れると：
| M | タンパク質鎖の質量 | 残基の平均質量に、両末端の分として水 1 分子を足したもの |
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現在の値を入れると：
| 変異 | 変異 | 置換で変わるコドンは多くても 1 つ。1 塩基の挿入や欠失はそれより後のすべてのコドンをずらします |
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現在の値を入れると：
タンパク質合成シミュレーターの使い方
- 遺伝子を選ぶか、ご自分の DNA (コード鎖、5′ から 3′) を入力します。RNA ポリメラーゼが二重らせんをほどき、それに沿って伝令 RNA をつくります。その配列はコード鎖と同じで、T が U に置き換わっています。次にリボソームが最初の AUG を探し、mRNA を 3 塩基ずつ読みます。転移 RNA がそれぞれのコドンに対応するアミノ酸を運び、鎖は終止コドンまで伸びます。
- 結果には、mRNA、開始コドンからのコドン、1 文字表記と 3 文字表記のタンパク質、その質量が表示されます。変異を入れてみましょう。置換、挿入、欠失のどれかと、その位置、新しい塩基を選びます。シミュレーションは 2 つのタンパク質を比べて、サイレント、ミスセンス、ナンセンス、フレームシフト、開始コドンの消失、終止コドンの消失のどれに当たるかを示します。β グロビンの 20 番目の塩基を T に置換すると、鎌状赤血球症の変異になります。
- グラフは、元のタンパク質と変異タンパク質のハイドロパシーを残基ごとに描きます。フレームシフトでは変異の後ろがすべて乱れます。アニメーションにする遺伝子 (元か変異か) と速さも選べます。DNA をタンパク質に翻訳とORF 検索のツールでは、長い配列を 6 つの読み枠すべてで扱えます。
よくある質問
転写と翻訳とは何ですか?
転写は遺伝子の DNA を伝令 RNA に写し取ることで、RNA ポリメラーゼが鋳型鎖を読んでつくります。翻訳は mRNA をタンパク質に変えることで、リボソームがコドンごとに 3 塩基ずつ読み、転移 RNA が対応するアミノ酸を運びます。細菌では両方が細胞質で同時に起こり、真核生物では mRNA がまず核の中でつくられ、加工されます。
コドンはいくつありますか?
4 種類の塩基を 3 つずつ並べると 4³ = 64 個のコドンになります。61 個が 20 種類のアミノ酸を指定するので、ほとんどのアミノ酸には複数のコドンがあり、残りの 3 個 (UAA、UAG、UGA) は終止コドンです。AUG はメチオニンを指定し、翻訳の開始位置の目印にもなります。
ミスセンス、ナンセンス、フレームシフト変異の違いは何ですか?
ミスセンス変異は、コドンを別のアミノ酸のコドンに変えます。鎌状赤血球症では GAG が GTG になり、グルタミン酸がバリンに変わります。ナンセンス変異はコドンを終止コドンに変え、タンパク質を短くします。フレームシフトは、3 の倍数でない数の塩基を挿入または欠失することで、その後ろのコドンをすべて変えてしまいます。サイレント変異は、コドンを同じアミノ酸の別のコドンに置き換えます。
鎌状赤血球症の変異はコドン 7 なのに、なぜ Glu6Val と呼ぶのですか?
慣例として、ヘモグロビンの位置は、最初のメチオニンが外れた後の完成した鎖の最初のアミノ酸から数えます。このシミュレーションはメチオニンから数えるので、同じ変化が E7V と表示されます。
WebGL が無効と表示されます。
3D 表示には WebGL が必要で、現行のブラウザはすべて対応しています。ブラウザ設定でハードウェアアクセラレーションが無効になっているか、グラフィックドライバーが非常に古いと無効になることがあります。ハードウェアアクセラレーションを有効にするか、別のブラウザをお試しください。
何かアップロードされますか？
いいえ。シミュレーションはお使いのブラウザが WebGL で描画しています。どこにも送信されず、ページを一度読み込めばオフラインでも動きます。