コーディングDNAとノンコーディングDNAの主な違いは、コーディングDNAがタンパク質をコードするタンパクコード遺伝子を表すのに対し、ノンコーディングDNAはタンパク質をコードしないことである。
さらに、コーディングDNAはエクソンで構成されているのに対し、ノンコーディングDNAの種類には、制御要素、ノンコーディングRNA遺伝子、イントロン、偽遺伝子、繰り返し配列、テロメアなどがあります。
また、コーディングDNAの遺伝子は転写され、mRNAが生成され、その後翻訳され、タンパク質が生成されるが、ノンコーディングDNAは転写され、rRNA、tRNAなどのノンコーディングRNAや調節RNAを生成することができる。
ゲノムに存在するDNAには、主にコーディングDNAとノンコーディングDNAの2種類があります。
一般に、コーディングDNAによってコードされるタンパク質は、細胞内で構造的、機能的、制御的に重要であり、ノンコーディングRNAは、遺伝子の活性を制御するために重要です。
主な対象分野
- コード化DNAとは
– 定義、構造、機能 - 非コード化DNAとは
– 定義、種類、機能 - コーディングDNAとノンコーディングDNAの類似点とは？
– 共通点の概要 - コーディングDNAとノンコーディングDNAの違いとは？
– 主な違いの比較
キーワード
符号化DNA、mRNA、非符号化DNA、制御要素、rRNA、転写、翻訳、tRNA
コーデイングDNAとは
コーディングDNAとは、ゲノム中に存在するDNAのうち、タンパク質をコードする遺伝子をコードしているものを指します。
ヒトゲノムの1％を占めている。
実は、コーディングDNAは、タンパク質をコードする遺伝子のコード領域、つまりエクソンから構成されています。
また、タンパク質をコードする遺伝子に含まれる全てのエクソンを総称して、コーディング配列（CDS）と呼ぶ。
しかし、真核生物では、コーディング領域はイントロンによって中断されている。
一方、コーディング領域は、5′末端の開始コドンから始まり、3′末端の停止コドンで終了する。
DNAの他に、RNAにもコーディング領域が存在する。
図1: タンパク質合成
さらに、タンパク質をコードする遺伝子のコード領域は転写を受け、mRNAが生成される。
mRNAでは、コード領域を挟んで5′UTRと3′UTRが存在する。
また、mRNAの転写産物中のCDSは翻訳され、機能性タンパク質のアミノ酸配列が生成される。
したがって、タンパク質はコーディングDNAの遺伝子産物です。
例えば、細胞内では構造的、機能的、調節的に重要です。
ノンコーディングDNAとは
ノンコーディングDNAは、ゲノムに存在するもう一つのタイプのDNAで、ヒトゲノムの99%を占めている。
重要なのは、タンパク質をコードする遺伝子をコードしていないことである。
したがって、タンパク質を合成するための命令は提供しない。
一般に、ゲノム中のノンコーディングDNAには、調節因子、ノンコーディングRNA遺伝子、イントロン、偽遺伝子、繰り返し配列、テロメアなどが含まれる。
規制要素
転写因子が結合する場所を提供し、遺伝子の発現を制御することが主な機能です。
通常、制御因子にはシス制御因子とトランス制御因子の2種類があります。
通常、シス調節素子は調節したい遺伝子の近くに存在し、トランス調節素子は調節したい遺伝子から離れた場所に存在する。
さらに、これらの制御要素には、プロモーター、エンハンサー、サイレンサー、インシュレーターが含まれる。
一般に、プロモーターには転写を担うタンパク質機械が結合する。
また、遺伝子発現を活性化する転写因子はエンハンサーに結合し、遺伝子発現を抑制する転写因子はサイレンサーに結合する。
一方、エンハンサーにはエンハンサーの働きを阻害するエンハンサーブロッカーが、インスレーターには遺伝子発現を抑制する構造変化を阻害するバリアーが結合する。
非コード化RNA遺伝子
例えば、ノンコーディングRNA遺伝子は、mRNAではなく、ノンコーディングRNAの合成を担っている。
基本的にノンコーディングRNAには、tRNA、rRNA、そしてmiRNAのような制御RNAの3種類が存在する。
図3: ノンコーディングRNA
ノンコーディングRNAの主な機能は、翻訳と遺伝子発現の制御に関与することである。
イントロン
イントロンは、タンパク質をコードする遺伝子のコード領域に割り込んで発生する。
一般に、転写後にエクソンをスプライシングすることによって除去され、邪魔にならないコーディング領域が得られる。
偽遺伝子
偽遺伝子とは、タンパク質をコードする能力を失った遺伝子のことである。
また、機能性遺伝子のレトロトランスポジションやゲノム重複によって生じ、「ゲノムの化石」となっている。
リピートシークエンス
繰り返し配列には、トランスポゾンやウイルス性エレメントがあります。
しかし、これらは移動する要素です。
ここで、トランスポゾンは移動性DNA素子として転位を行い、ウイルス素子やレトロトランスポゾンは転写による「コピー＆ペースト」のメカニズムで移動する。
テロメア
テロメアは、染色体の末端に存在する繰り返し配列のDNAです。
染色体の末端に存在し、DNA複製時の染色体劣化を防ぐ役割を担っている。
コーディングDNAとノンコーディングDNAの類似性
- ゲノムに存在する2種類のDNAを「コード化DNA」と「非コード化DNA」と呼びます。
- 染色体には両方のDNAが含まれています。
- 染色体には両方のDNAが存在する。
- どちらのDNAも転写を受け、RNAを生成することができる。
- タンパク質の合成に関与している。
コード化DNAと非コード化DNAの違い
定義
ゲノムのうち、タンパク質をコードする遺伝子を含むDNAを「コードDNA」、タンパク質をコードしないDNAを「ノンコードDNA」という。
ゲノムに占める割合
コーディングDNAはヒトゲノムの1％に過ぎず、ノンコーディングDNAはヒトゲノムの99％を占めている。
コンポーネント
コーディングDNAはエクソン、ノンコーディングDNAは制御因子、ノンコーディングRNA遺伝子、イントロン、偽遺伝子、繰り返し配列、テロメアから構成される。
タンパク質のエンコード
コーディングDNAはタンパク質をコード化し、ノンコーディングDNAはタンパク質をコード化しません。
転写の結果
コード化DNAはmRNAを合成するために、非コード化DNAはtRNAやrRNAなどの制御RNAを合成するために転写される。
遺伝子産物の機能
コーディングDNAによってコードされるタンパク質は、細胞内で構造的、機能的、調節的に重要であり、ノンコーディングDNAは遺伝子の活性を制御するために重要です。
結論
コーディングDNAとは、ゲノム中に存在するDNAのうち、タンパク質をコードする遺伝子をコードしているものです。
一般に、これらの遺伝子は転写を受けてmRNAが合成される。
真核生物では、タンパク質コード遺伝子のコード領域はイントロンによって遮られており、転写後に取り除かれる。
しかし、mRNAは翻訳を経てタンパク質が作られる。
タンパク質は、細胞の構造的、機能的、調節的な構成要素として重要な役割を担っています。
一方、ノンコーディングDNAもDNAの一種で、ゲノムの約99%を占めています。
しかし、mRNAの翻訳に重要なtRNAやrRNAなどの制御RNAを含むノンコーディングRNAの遺伝子が含まれています。
そのほか、ノンコーディングDNAには、調節因子、イントロン、偽遺伝子、繰り返し配列、テロメアなどが含まれる。
従って、コーディングDNAとノンコーディングDNAの主な違いは、存在する遺伝子の種類とその遺伝子産物です。
