細胞生物学４
関連タイピング
問題文
(しんかくせいぶつのいでんしはつげんせいぎょは、おおきくはてんしゃちょうせついんしによるせいぎょと、)
真核生物の遺伝子発現制御は、大きくは転写調節因子による制御と、
(えぴじぇねてぃくすによるせいぎょ（えぴじぇねてぃっくせいぎょ）)
エピジェネティクスによる制御（エピジェネティック制御）
(にわけることができる。)
に分けることができる。
(てんしゃちょうせついんしは、ぷろもーたーにけつごうしててんしゃをせいぎょ、ちょうせつするたんぱくしつ)
転写調節因子は、プロモーターに結合して転写を制御、調節するタンパク質
(のことで、ひとでは２０００～３０００しゅるいもあるとかんがえられている。)
のことで、ヒトでは2000~3000種類もあると考えられている。
(ぷろもーたーには、どのいでんしのてんしゃにもひつような「きほんてんしゃいんし」と、)
プロモーターには、どの遺伝子の転写にも必要な「基本転写因子」と、
(さまざまな「てんしゃちょうせついんし」がけつごうして、てんしゃのたいみんぐやりょうをきめている。)
さまざまな「転写調節因子」が結合して、転写のタイミングや量を決めている。
(さいぼうしゅやはっせいだんかいにとくゆうのてんしゃちょうせついんしによって、)
細胞種や発生段階に特有の転写調節因子によって、
(さいぼうにとくゆうのてんしゃせいぎょがうみだされる。)
細胞に特有の転写制御が生み出される。
(とくにじゅうようなはたらきをもつてんしゃちょうせついんしをじんいてきにせいぎょすると、)
特に重要なはたらきを持つ転写調節因子を人為的に制御すると、
(さいぼうのぶんかやはっせいをせいぎょすることすらできる。)
細胞の分化や発生を制御することすらできる。
(このれいとして、こうぎではしょうじょうばえのｅｙいでんしをとりあげた。)
この例として、講義ではショウジョウバエのEy遺伝子を取り上げた。
(ｉｐｓさいぼうをつくるときのやまなかいんしもこのようなのうりょくをもつ)
iPS細胞を作るときの山中因子もこのような能力を持つ
(とくべつなてんしゃちょうせついんしである。)
特別な転写調節因子である。
(もうひとつのせいぎょである「えぴじぇねてぃっくせいぎょ」では、いでんしのはつげんりょうや)
もう一つの制御である「エピジェネティック制御」では、遺伝子の発現量や
(はつげんのたいみんぐをきめる「めもがき」のようなものを)
発現のタイミングを決める「メモ書き」のようなものを
(いでんしにかきこんでせいぎょする。)
遺伝子に書き込んで制御する。
(かきこむりょういきはおもに２しゅるいあり、)
書き込む領域は主に２種類あり、
(ひとつはせんしょくたいをまきとるひすとんたんぱくしつ、もうひとつはｄｎａのえんきである)
一つは染色体を巻き取るヒストンタンパク質、もう一つはDNAの塩基である
(ひすとんたんぱくしつのばあいはりんさんか、あせちるか、めちるかなどのかがくしゅうしょく、)
ヒストンタンパク質の場合はリン酸化、アセチル化、メチル化などの化学修飾、
(ｄｎａのえんきのばあいはめちるかしゅうしょくが、じょうほうのかきこみにつかわれる。)
DNAの塩基の場合はメチル化修飾が、情報の書き込みに使われる。
(しがいせんはちみんやしとしんがならんでいるはいれつにおいて、)
紫外線はチミンやシトシンが並んでいる配列において、
(となりあったちみんしとしん（ぴりみじんえんき）をかきょうし、にりょうたいをつくる。)
隣り合ったチミン・シトシン（ピリミジン塩基）を架橋し、二量体を作る。
(これらをぴりみじんにりょうたいとよぶ。)
これらをピリミジン二量体と呼ぶ。
(ぴりみじんにりょうたいは、ぬくれおちどじょきょしゅうふく、あるいはちょくせつしゅうふくによって)
ピリミジン二量体は、ヌクレオチド除去修復、あるいは直接修復によって
(しゅうふくされる。ぬくれおちどじょきょしゅうふくは、)
修復される。ヌクレオチド除去修復は、
(ぴりみじんにりょうたいをふくむりょういきをきりとり、ただしいえんきでうめもどして)
ピリミジン二量体を含む領域を切り取り、正しい塩基で埋め戻して
(しゅうふくをかんりょうさせるしゅうふくきこうである。)
修復を完了させる修復機構である。
(ちょくせつしゅうふくは、ふぉとりあーぜとよばれるこうそがあおいろこうをきゅうしゅうし、)
直接修復は、フォトリアーゼと呼ばれる酵素が青色光を吸収し、
(そのえねるぎーをつかってぴりみじんにりょうたいをちょくせつかいしょうするしくみである。)
そのエネルギーを使ってピリミジン二量体を直接解消するしくみである。
(ふぉとりあーぜはあおいろこうがなければはたらくことができないが、)
フォトリアーゼは青色光が無ければ働くことができないが、
(しがいせんによるそんしょうがおこるじょうきょうだとあおいろこうもおおくあるはずであるため、)
紫外線による損傷が起こる状況だと青色光も多くあるはずであるため、
(このしくみはひじょうにりにかなっている。)
このしくみは非常に理にかなっている。
(しかし、ひとをふくむほにゅうどうぶつのほとんどはふぉとりあーぜをもっておらず、)
しかし、ヒトを含む哺乳動物のほとんどはフォトリアーゼを持っておらず、
(このしゅうふくきこうをつかうことができない。)
この修復機構を使うことができない。
(ｄｎａにじゅうさのせつだんには、ひそうどうまったんけつごうおよびそうどうくみかえという)
DNA二重鎖の切断には、非相同末端結合および相同組換えという
(ふたつのしゅうふくけいろがはたらく。)
二つの修復経路が働く。
(ひそうどうまったんけつごうは、そのなのとおりきれたまったんをちょくせつつなぎあわせるはんのうである。)
非相同末端結合は、その名の通り切れた末端を直接つなぎ合わせる反応である。
(ひじょうにはやく、こうりつのよいしゅうふくきこうであるが、)
非常に早く、効率の良い修復機構であるが、
(つなぎめがいいかげんになりやすく、へんいがしょうじることがある。)
繋ぎ目がいい加減になりやすく、変異が生じることがある。
(たいしてそうどうくみかえは、おなじじょうほうをもつｄｎａをいがたとしてりようし、)
対して相同組換えは、同じ情報を持つDNAを鋳型として利用し、
(くみかえはんのうによってじょうほうをこぴーすることでしゅうふくをおこなうはんのうである。)
組換え反応によって情報をコピーすることで修復を行う反応である。
(このはんのうはかならずいがたさをひつようとするため、)
この反応は必ず鋳型鎖を必要とするため、
(いがたさがないばあいにはつかえない。)
鋳型鎖が無い場合には使えない。
(また、ひそうどうまったんけつごうにくらべてじかんのかかるしゅうふくきこうである。)
また、非相同末端結合に比べて時間のかかる修復機構である。
(いっぽうで、そうどうくみかえはせいかくせいがたかく、せつだんてんのじょうほうがうしなわれたばあいでも、)
一方で、相同組換えは正確性が高く、切断点の情報が失われた場合でも、
(いがたさのじょうほうをつかって、ただしいえんきはいれつをさいこうちくすることができる。)
鋳型鎖の情報を使って、正しい塩基配列を再構築することができる。