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オフショアについて
タックス・ヘブン。低税率国と認定されている国のことで、法人税や個人・法人資産税等を非課税、或いは軽減するなど税制優遇措置が講じられ、海外企業などに自由な活動をさせている国や島、地域のこと。オフショアの国々では、資産運用や管理が主な産業となり、独自のオフショア金融センターを持ち、ヘッジファンドや大資本家、政治家などを中心に、多くの資産を集めている。
横浜 マンションにmRNAが捕まる。mRNA上の開始コドン(一般的にはAUG)に対応するtRNAがリボソーム上でmRNAと水素結合で対応する。
伸長:mRNAのコドンに対応するアミノ酸が次々とペプチド結合で結合される。
終結:mRNAのストップコドンに至ると、開放因子と呼ばれる蛋白質がやってきて転写は終了し、ポリペプチド鎖がリボソームから開放される。合成されたポリペプチド鎖は、シャペロン分子などの助けを借りて折り畳まれた構造をとることや、切断・付加などの翻訳後修飾を受けることが蛋白質の正常な機能には必要となる。
個々のステップの詳細については以下に述べる。
大腸菌の翻訳開始はリボソームがサブユニットに解離して、mRNAにリボソーム小サブユニット(30S)(Sはスベドベリ(Svedberg)の略で、遠心器にかけたときの沈降速度を表す単位である。Sの値が大きいほど沈降速度は速い)が結合することから始まる。mRNAのリボソーム結合部位は『Shine-Dalgarno配列』としてよく知られており、その配列は以下の通りである。
SEOと16S rRNAが塩基対を形成して、リボソーム小サブユニットが結合できるようになると考えられている。Shine-Dalgarno配列は絶対的なものではなく、比較的似た配列でも認識される。
Shine-Dalgarno配列に結合したリボソーム小サブユニットは遺伝子の開始コドン(AUG:メチオニンに該当)までmRNA上を移動し、メチオニン-tRNAが開始コドンに結合する。大腸菌の開始コドンに使用されるメチオニンは、水素原子の部分がホルミル化(-COH基が結合)してN-ホルミルメチオニン(N-formylmethionine)となる。このアミノ酸がついた開始tRNAをfMet-tRNAifMetで表す。
mRNA、リボソーム小サブユニット、fMet-tRNAifMetの結合した複合体を開始複合体と呼ぶ。なお、これらの反応は、翻訳開始因子(translation initiation factor)(IF1,2,3)というタンパク質によって触媒される。翻訳開始の最終段階、つまりポリペプチド鎖が形成される直前にリボソーム大サブユニット(50S)が開始複合体に結合する(その際、グアノシン三リン酸のリン酸が外れて、エネルギーを供給する)。この時に、翻訳の反応が可能になる70Sリボソームとなる。
大サブユニットが会合した際、Shine-Dalgarno配列と開始コドンの絶妙な距離により、先に述べたリボソームのP部位に開始コドン(およびそこに結合したホルミルメチオニン-tRNA)が来るようになる。なお、開始コドンが理想的な距離からずれた場合、翻訳速度が遅くなってしまう。
リボソーム小サブユニットから始まる、細菌の翻訳に関する反応は、先に述べたとおりIF1、IF2、IF3という3つの翻訳開始因子が触媒する。
IF1:小サブユニットのA部位にtRNAが結合しないようにする。小サブユニットのゆくゆくA部位の一部になる部位に直接結合する。
IF2:GTPアーゼ(グアノシン三リン酸(GTP)に結合し加水分解する酵素)の一種。小サブユニット、IF1、fMet-tRNAifMetと相互作用して、次のステップであるfMet-tRNAifMetと小サブユニットの結合を手助けし、ほかのアミノアシルtRNAが結合するのを防ぐ。IF1に結合する。fMet-tRNAifMetと接触できるようにA部位からP部位まで伸びる。大サブユニット結合時にGTPを加水分解し、IF1とともに遊離する。
IF3:小サブユニットと大サブユニットの会合や、小サブユニットとアミノアシルtRNAの結合を防ぐ。また翻訳サイクルの終わりに大小サブユニットが解離するのを助ける。小サブユニットの将来E部位になる部分を占有する。
3つの開始因子が結合した小サブユニットは、mRNA、開始tRNAとに結合できる。順序はどちらが先でもよい。
モバイルSEOのついた開始tRNAがP部位に結合した70Sリボソームが完成すると、ポリペプチドの合成が始まる。ポリペプチドの合成には次の重要な反応が起こる必要がある。
P部位にはホルミルメチオニンをつけたtRNAがA部位に2個目のアミノアシルtRNAが結合(P部位にはホルミルメチオニン-tRNAが存在)。
ホルミルメチオニンと2個目のアミノ酸との間にペプチド結合が形成される
A部位に生じたペプチジルtRNAと、それに結合したmRNAのコドンをP部位に転位(translocate)する。その後70Sリボソームが動いてE部位のホルミルメチオニンのtRNAが離脱する(その際、GTP→GDP+Piの反応が起きてエネルギーを供給する)
A部位は空になり、次のアミノアシルtRNAが結合できるようになる。
4.の後は1.に戻るが、P部位には一つ前のアミノアシルtRNAが入っている。この反応が連続して起きることにより、mRNA内の遺伝子がポリペプチド鎖に翻訳され、終止コドンまでこの反応は続いていく。この反応も同様に翻訳伸長因子(EF-Tu、EF-Ts、EF-G)によって触媒される。
リボソームがmRNA上を動き、終止コドンがA部位に入ると翻訳の終結が始まる。この時にA部位のアミノアシルtRNAの入る部位に『翻訳終結因子』と呼ばれるタンパク質が入り込み、翻訳複合体をポリペプチド、tRNA、リボソーム、mRNAに解離する。終結因子の種類と役割は以下の通りである。
RF1:UAA、UAG終止コドンのA部位に結合
RF2:UGA、UAA終止コドンのA部位に結合
RF3:RF1、2の補助的な因子
ポリペプチドは伸長されていく段階からすでに特定のコンフォメーションを取り始めており、終結して遺伝子のコードしていた機能性タンパク質として機能し始める。ただし、タンパク質が発現した後も別のタンパク質によって修飾を受けていくこともあり、遺伝子配列がそのままの配列でタンパク質として発現していないことも多々ある。
古細菌の翻訳過程はまだ良く分かっていないが真正細菌と真核生物の中間的な性格を持つと考えられている。開始機構はシャイン・ダルガノ配列(使わないことも多い)を使用すると見られ、やや真正細菌に類似するが、開始t-RNAはホルミル化されていないメチオニンである。抗生物質感受性は真核生物の方に似ている。
生物の持っている遺伝情報は、DNAに塩基配列という形で保存されているが、DNAの持つ情報は、そのままではタンパク質の合成(翻訳)に使うことができない。タンパク質を合成する酵素リボソームは、タンパク質の合成にDNAではなく、その情報を写し取ったmRNAを使用する。このため、遺伝情報の発現には、まずはRNAポリメラーゼによりDNAの持つ情報をmRNAの形に変換する必要がある。このmRNAの合成過程が転写と呼ばれる。
より正確には、遺伝子の発現のために、核酸(DNA, RNA)を鋳型として他の核酸を合成すること全般を意味する。RNAウイルスは、通常の転写とは異なりRNAゲノムからmRNA合成を行うが、これも転写の範疇に含まれる。核酸の合成は他に複製過程でも行われるが、遺伝子の発現に直接関わっていない点が転写と異なる。mRNAからDNAを合成する反応は逆転写と呼ぶ。
転写には開始、伸長、終結の過程があり、また開始にいたるまでに様々な転写調節因子が転写の活性化や抑制に関わっている。近年はクロマチン構造を通しての転写制御機構が注目されている。