塩基配列とアミノ酸配列の主な違いは、塩基配列がDNAまたはRNA分子を構築するのに対して、アミノ酸配列はタンパク質を構築することである。
さらに、塩基配列は、分子生物学のセントラルドグマに従って、機能性タンパク質のアミノ酸配列を決定するコドン配列を表している。
つまり、塩基配列とアミノ酸配列は、生体の3大高分子のうちの2つ、核酸とタンパク質をそれぞれ最終的に構築するモノマーユニットの配列なのです。
一般に、この2種類の高分子は、遺伝情報を記憶し、タンパク質合成に利用するという重要な役割を担っている。
主な対象分野
- 塩基配列とは
– 定義、高分子形成、重要性 - アミノ酸配列とは？
– 定義、高分子形成、重要性 - 塩基配列とアミノ酸配列の類似点とは？
– 共通点の概要 - 塩基配列とアミノ酸配列の違いとは？
– 主な違いの比較
この記事の重要な単語
塩基配列とは
塩基配列とは、DNAまたはRNA分子のヌクレオチドの塩基の並びのことである。
一般に、DNAの塩基はDNAの中に、RNAの塩基はRNAの中に存在する。
構造
DNAとRNAのヌクレオチドは、その構造に含まれる窒素塩基と五炭糖によって互いに異なっている。
窒素塩基には、プリン塩基とピリミジン塩基の2種類があります。
プリン塩基にはアデニン、グアニンなどがあり、ピリミジン塩基にはシトシン、チミン、ウラシルなどがあります。
DNAの窒素塩基は、アデニン、グアニン、シトシン、チミンの4種類です。
しかし、RNAでは、チミンの代わりにウラシルが存在する。
また、DNAでは五炭糖はデオキシリボースであるが、RNAではリボースが五炭糖です。
ただし、DNAでもRNAでもヌクレオチド間にはホスホジエステル結合が存在する。
また、塩基配列には方向性があり、一方は遊離のOH基を持つ3′末端、もう一方は遊離のリン酸基を持つ5’末端です。
図2: RNAのコドン配列
DNAもRNAも自然界には一次、二次、三次、四次のいずれかの構造で存在する。
しかし、RNAは通常一本鎖であるが、DNAは通常二本鎖です。
また、DNAの2本の鎖は、互いに相補的な塩基を含んでいる。
そして、これらの鎖の配置は、反平行に見える。
機能
塩基配列の主な生物学的意義は、体内で機能的なタンパク質のアミノ酸配列を生成するためのコドン配列を表していることである。
ここで、各コドンは遺伝暗号にしたがってアミノ酸を表している。
図3：遺伝暗号
分子生物学のセントラルドグマに基づき、転写の際に塩基配列やコドン配列が転写され、正確なコドン配列を含むmRNA分子が生成される。
次に、リボソームの助けを借りて、mRNA分子を解読し、翻訳と呼ばれるプロセスでアミノ酸配列が生成される。
アミノ酸配列とは？
アミノ酸配列とは、ペプチド結合で結ばれた一連のアミノ酸のことである。
アミノ酸配列の種類は、mRNA分子内のコドン配列によって決定される。
したがって、翻訳とは、アミノ酸配列を合成するプロセスです。
さらに、翻訳はリボソームの助けを借りて、すべての生細胞の細胞質で行われる。
図4: 翻訳
構造
アミノ酸配列は、機能性タンパク質の一次構造として機能する。
一次構造からさらに二次構造、三次構造、四次構造を作り出すことができる。
一般に、多くのタンパク質は複数のタンパク質ドメインを持ち、各ドメインは1つのアミノ酸配列の結果です。
また、各ドメインは、タンパク質分子のコア機能に関連した独自の機能を発揮する。
図5: タンパク質の構造
機能
タンパク質は、体内の3種類の高分子のうちの1つです。
タンパク質は、構造分子、調節分子、シグナル伝達分子、リガンド結合分子として重要な役割を担っている。
また、タンパク質は、代謝に不可欠な生化学反応を触媒する酵素として機能する。
さらに、アクチンやミオシンのようなタンパク質は、細胞骨格の構造的、機械的機能を担っている。
このほかにも、細胞シグナル伝達、細胞周期、免疫反応、細胞接着などに関与している。
さらに、動物は食事からタンパク質を摂取している。
また、動物は食事からタンパク質を摂取し、その消化により必須アミノ酸と非必須アミノ酸が放出され、タンパク質合成に利用される。
塩基配列とアミノ酸配列の類似性
- 塩基配列とアミノ酸配列は、2種類のモノマーの配列です。
- 各モノマーユニットは隣接するモノマーユニットと共有結合している。
- また、一般に一次構造を表す直鎖状です。しかし、二次構造、三次構造、四次構造を形成することもあります。
- 動物の体内では、主に2種類の高分子の形成を担っている。
- また、タンパク質の合成に重要です。
塩基配列とアミノ酸配列の違い
定義
塩基配列とは、DNAやRNAの塩基の並び方のことであり、アミノ酸配列とは、タンパク質のアミノ酸の並び方のことである。
高分子形成の種類
また、塩基配列はDNAまたはRNAの形成に、アミノ酸配列はタンパク質の一次構造の形成に関与している。
ボンド形成の種類
ホスホジエステル結合は塩基配列の2つのモノマーユニットの間に形成され、ペプチド結合はアミノ酸配列の2つのモノマーユニットの間に形成される。
機能
塩基配列は遺伝情報を記憶し、タンパク質合成のためにそれらを明らかにする役割を果たし、アミノ酸配列は構造的または調節的な高分子の生産を担う。
結論
塩基配列とは、DNAまたはRNAのヌクレオチド配列のことである。
ここで、各ヌクレオチドは隣接するヌクレオチドとホスホジエステル結合を形成している。
また、DNAやRNAは遺伝情報を記憶する役割を担っており、この情報はタンパク質の合成に重要です。
一方、アミノ酸配列は、機能性タンパク質の一次構造に含まれるアミノ酸の配列です。
ただし、アミノ酸とアミノ酸の間には、ペプチド結合が発生する。
したがって、塩基配列とアミノ酸配列の主な違いは、その構造と機能的な重要性です。
