構造遺伝子と制御遺伝子の違いとは?分かりやすく解説!

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構造遺伝子と制御遺伝子の主な違いは、構造遺伝子は構造的・機能的な性質を持つタンパク質やRNAをコードしているのに対し、制御遺伝子は構造遺伝子の発現制御を担う転写因子や制御RNAをコードしている点です。

構造遺伝子と制御遺伝子は、ゲノム上に存在する2種類の遺伝子です。

これらの遺伝子は、細胞の要求に応じて遺伝子産物を生産する役割を担っている。

また、ある構造遺伝子の発現は、特定の制御遺伝子によって制御されており、これらの制御遺伝子は、主に構造遺伝子の転写開始点から5′の位置に存在している。

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Key Areas Cover

  1. 構造遺伝子とは
         – 定義、特徴、重要性
  2. 制御遺伝子とは
         – 定義、特徴、重要性
  3. 構造遺伝子と制御遺伝子の類似点とは?
         – 共通する特徴の概要
  4. 構造遺伝子と制御遺伝子の違いとは?
         – 主な違いの比較

この記事の重要な単語

遺伝子発現、タンパク質、制御遺伝子、構造遺伝子、転写因子

構造遺伝子とは

構造遺伝子とは、遺伝子発現の制御以外の機能を持つRNAまたはタンパク質をコードする遺伝子のことである

一般に、構造遺伝子は原核生物、真核生物のいずれにも存在する。

また、構造遺伝子の遺伝子産物は、酵素、ホルモン、タンパク質のいずれでもよく、細胞の構造的な構成要素を形成している。

さらに、構造遺伝子の中には、rRNAやtRNAなどの非コードRNAをコードしているものもあります。

さらに、真核生物では、構造遺伝子はエクソンとイントロンから構成されている。

ここで、エクソンはコード配列に属し、非コード配列であるイントロンに挟まれた配列です。

従って、真核生物の構造遺伝子はサイズが大きい。

さらに、転写後のプレmRNA分子は、翻訳を受ける前に、異なるパターンでエクソンを結合するalternative splicingを受ける。

一方、原核生物では、機能的に関連した構造遺伝子はオペロンと呼ばれるクラスターを形成しています。

ここで、制御因子はオペロン内の全ての遺伝子に影響を与える。

例えば、lacZlacYlacAは、lacオペロンの3つの構造遺伝子である

制御遺伝子とは

制御遺伝子とは、制御因子をコードしている遺伝子のことである

これらの制御因子は、1つまたは複数の遺伝子の発現を制御する。

一般に、制御遺伝子は、その制御遺伝子によって制御される構造遺伝子の上流に存在する。

しかし、制御遺伝子は時に、その構造遺伝子の下流に存在することもあります。

また、ゲノム上で構造遺伝子から遠く離れた場所に存在する制御遺伝子もあります。

Structural vs Regulatory Genes:図2 Trpオペロンの制御遺伝子と構造遺伝子

さらに、制御遺伝子の遺伝子産物には、転写因子として機能するタンパク質と、制御RNAがあります。

ここで、転写因子は、構造遺伝子のプロモーターやオペレーター領域に結合する。

つまり、転写因子はDNAレベルで作用する。

また、その結合により、構造遺伝子の発現が誘導または抑制される。

lacオペロンでは、CAP(カタボリック・アクティベーター・プロテイン)が活性化因子であり、lac I遺伝子の遺伝子産物が抑制因子です。

一方、siRNAやmiRNAなどの調節mRNAは、構造遺伝子から転写されたRNAに作用する。

その作用機構は、一般にRNA干渉と呼ばれている。

構造遺伝子と制御遺伝子の類似性

  • 原核生物と真核生物のゲノムには、構造遺伝子と制御遺伝子の2種類の遺伝子が存在します。
  • 原核生物、真核生物ともにゲノム上に存在する遺伝子で、転写と翻訳を行う。
  • さらに、折り畳まれて立体構造を作る。

構造遺伝子と制御遺伝子の違い

定義

構造遺伝子とは、制御因子以外のRNAやタンパク質産物をコードする遺伝子を指し、制御遺伝子とは、1つ以上の他の遺伝子の発現制御に関与する遺伝子を指す。

したがって、これが構造遺伝子と調節遺伝子の主な違いです。

をエンコードする。

構造遺伝子と制御遺伝子のもう一つの違いは、構造遺伝子はタンパク質またはRNAをコードしているのに対し、制御遺伝子は転写因子または制御RNAをコードしていることである

RNA

さらに、構造遺伝子はmRNA、rRNA、tRNAを、制御遺伝子はmiRNAやsiRNAなどの制御RNAをコードしている。

遺伝子産物の機能

このほか、構造遺伝子の遺伝子産物は構造的または機能的に重要であり、制御遺伝子は構造遺伝子の発現を制御している。

lacオペロンのlac Z、lac Y、lac A遺伝子、アクチン遺伝子などが構造遺伝子、lac I遺伝子、CAP遺伝子などが制御遺伝子の例です。

結論

構造遺伝子とは、細胞内で調節機能以外の様々な機能を果たすタンパク質やRNAをコードする遺伝子のことである

一般に、構造遺伝子の遺伝子産物は、細胞の構造成分や酵素、ホルモン、輸送タンパク質、その他の球状タンパク質として作用する。

一方、制御遺伝子は、構造遺伝子の発現を制御する転写因子をコードしている。

さらに、これらの転写因子には、遺伝子の発現を活性化する活性化因子と、遺伝子の発現を抑制する抑制因子があります。

したがって、構造遺伝子と制御遺伝子の主な違いは、その機能です。

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