主な違い – 転写と逆転写
転写と逆転写は、遺伝物質を他の核酸にコード化することを含む2つの細胞メカニズムです。
転写と逆転写の主な違いは、転写がDNAゲノムをRNA分子にコード化するのに対し、逆転写はRNAゲノムをDNA分子にコード化することであることです。
RNAポリメラーゼは転写に関与し、逆転写酵素は酵素として逆転写に関与する。
転写は原核生物と真核生物の両方で行われ、逆転写は主にRNAウイルスで行われる。
トランスクリプションとは
転写とは、DNAゲノムに格納されている遺伝情報を、相補鎖であるRNAにコピーすることである。
RNAポリメラーゼは転写に関与する酵素です。
転写産物は、鋳型と相補的で反平行です。
生産されるRNAの主な種類はmRNAです。
mRNAは、タンパク質がコードされている遺伝子が転写されることで生産される。
このmRNAは、タンパク質合成時に解読され、機能性タンパク質のアミノ酸配列が作られる。
さらに、タンパク質の合成を助けるtRNAやrRNAも転写される。
図1に転写の様子を示す。
図1: 転写の様子
転写機構
原核生物および真核生物の転写では、アンチセンス鎖が5′から3′の方向にmRNAに転写される。
RNAポリメラーゼは、転写の開始にRNAプライマーを必要としない。
転写過程には、開始、プロモーターの脱出、伸長、終結の4段階があります。
イニシエーション
プロモーターの脱出
転写開始複合体が形成された後、新しい鎖に数塩基が付加され、RNAポリメラーゼがプロモーターから脱出する。
エロンゲーション
転写伸長複合体は、プロモーターが脱出した直後に形成される。
RNAポリメラーゼはアンチセンスDNA鎖を横切り、鋳型に相補的なヌクレオチドを付加して、新しいRNA鎖を生成する。
使用されるヌクレオチド前駆体は、アデニン、ウラシル、シトシン、グアニンです。
イニシエーション
転写は、RNAポリメラーゼが転写因子と呼ばれる関連タンパク質の助けを借りて、遺伝子のプロモーターに結合することによって開始される。
真核生物においてRNAポリメラーゼと結合する転写因子は、TFIIA、TFIIB、TFIID、TFIIE、TFIIFおよびTFIIHの6種類です。
転写の開始は、活性化因子と抑制因子によって制御されている。
リバース・トランススクリプションとは
逆転写とは、レトロウイルスにおいて、RNAの鋳型をコピーしてcDNA分子を形成する通常の転写の逆過程を意味する。
ウイルス粒子が宿主に侵入するところから始まる。
したがって、逆転写は宿主の細胞質で行われる。
生成されたcDNAは、複製とタンパク質合成のために宿主ゲノムに組み込まれる。
この過程に関与する主な酵素の種類は逆転写酵素です。
逆転写のメカニズムを図2に示す。
図2 逆転写の仕組み
逆転写の仕組み
- 逆転写のプライマーとなるリシルtRNAは、RNAゲノムのプライマー結合部位（PBS）と結合する。
- 逆転写酵素がプライマーの3’末端にヌクレオチドを付加し、ウイルスRNAの非コード領域（U5）とR領域が合成される。
- 逆転写酵素のRNAse Hドメインが、RNAゲノムからU5ドメインとRドメインを分解する。
- プライマーがRNAゲノムの3’末端に「飛び込み」、新たに合成されたDNAとゲノムの3’末端のR領域がハイブリダイズする。
-
- RNAse H活性により、PP領域を除くすべての配列が切断される。
- 逆転写酵素により、新しい鎖に相補的なヌクレオチドが付加され、cDNAが合成される。
- tRNAが分解される。
- 2本目の鎖の合成中に、2本目の鎖のPBSと1本目の鎖のPBSが相補的に結合する「ジャンプ」が起こる。
- 逆転写酵素のDNAP機能により、両鎖の合成が完了する。
転記と逆転写の共通点
*
トランスクリプションとリバーストランススクリプションの違い
定義
転写。
DNAゲノムに格納された遺伝情報を、相補的なRNA鎖にコピーする過程です。
逆転写。
レトロウイルスにおいて、RNAの鋳型をコピーしてcDNA分子を形成する通常の転写の逆過程を意味する。
エンコードの種類
転写。
DNAゲノムをRNAにコード化することを転写という。
逆転写。
RNAゲノムをcDNAにコード化すること。
発生状況
転写。
原核生物、真核生物ともに転写が行われる。
逆転写。
レトロウイルスでは逆転写が起こる。
所在地
転写される。
原核生物では細胞質、真核生物では核で転写が行われる。
逆転写。
宿主の細胞質で逆転写が起こる。
酵素の種類
T
プライマー
テンプレート
転写。
転写産物は、5′UTR、3′UTR、およびポリAテールで挟まれている。
逆転写。
転写産物はLTR（Long Terminal Repeat）に挟まれている。
酵素の種類
転写 RNAポリメラーゼが転写に関与する。
逆転写。
逆転写酵素は逆転写に関与する。
プライマー
転写を行う。
RNAポリメラーゼによる転写ではプライマーは使用されない。
逆転写。
リシルtRNAは逆転写酵素のプライマーとして働く。
