主な違い – テンプレートとコーディングストランド
鋳型鎖とコーディング鎖は、二本鎖DNAの中の2本の鎖を表す2つの用語です。
転写の際には、二本鎖DNAのうち、片方の鎖が鋳型鎖となる。
鋳型鎖は3’から5’方向に走っている。
二本鎖DNAのもう一方の鎖は、5’から3’方向に走っており、コーディング鎖と呼ばれる。
鋳型鎖は、ポリペプチド鎖を合成する際のアミノ酸配列を担っている。
鋳型鎖とコーディング鎖の主な違いは、鋳型鎖が転写の鋳型としてのみ機能するのに対し、コーディング鎖はチミンを除くmRNA中の全く同じ塩基配列を含むことである。
この記事では
- 鋳型鎖とは
– 定義、特徴、構造 - コーディング鎖とは
– 定義、特徴、構造 - テンプレートとコーディングストランドの違いとは？
テンプレートストランドとは
鋳型鎖とは、転写の際にmRNAを合成する際の鋳型となる鎖のことである。
通常、遺伝子をmRNAに転写する際に働く酵素であるRNAポリメラーゼは、成長するmRNAの鎖に5’から3’方向にヌクレオチドを付加していく。
したがって、成長するmRNA鎖に5’から3’方向に相補的なヌクレオチドを付加するためには、鋳型鎖を3’から5’に向かわせる必要がある。
したがって、二本鎖DNAの3’から5’への方向性からなるDNA鎖は、転写における鋳型鎖として機能することができる。
つまり、鋳型鎖とは、二本鎖DNAのうち、合成されたポリヌクレオチド鎖のアミノ酸配列を担っているDNA鎖のことである。
二本鎖DNAのうち、もう一方のDNA鎖は非鋳型と呼ばれる。
また、鋳型鎖はアンチセンス鎖またはポジティブ鎖とも呼ばれる。
鋳型鎖は、tRNAに含まれるヌクレオチド三重鎖を個々に配列したアンチコドンから構成されています。
アンチコドンは、非鋳型鎖またはコーディング鎖のコドンと相補的です。
合成中のmRNAは、鋳型鎖中の相補的なヌクレオチドと水素結合を形成することにより、鋳型鎖に時間的に結合している。
RNAポリメラーゼは、鋳型鎖のアデニンに対して、チミンの代わりにウラシルを相補的なヌクレオチドとしてmRNA鎖に付加する。
転写における鋳型鎖を図1に示す。
図1: 鋳型鎖
コーデイングストランドとは
転写の際に非鋳型鎖となるDNA鎖をコード鎖という。
転写は、mRNA鎖に相補的な塩基を付加することで、5’から3’方向に伸長される。
コーディング鎖も5’から3’方向へ伸長する。
従って、コード鎖は転写の際に鋳型となることができない。
コード鎖には、ポリペプチド鎖中のアミノ酸を特定するヌクレオチドの3連符であるコドンが含まれています。
これらのコドンは、地球上のほぼすべての生物に共通する遺伝暗号を構成しています。
図2に、転写中のコード鎖を示す。
図2: 転写の際のコード鎖
コード鎖には、mRNAの一次転写産物と同じ塩基配列が含まれている。
そのため、GLIMMERやGeneMarkのような特定のDNA配列に含まれる遺伝子の探索を行うバイオインフォマティクスツールは、その特定のDNA配列に含まれる遺伝子を予測するために、コード化配列に依存している。
コーディング鎖はmRNAと類似の配列を含むため、mRNAのような開始コドン、停止コドン、オープンリーディングフレームなどのユニークな配列がコーディング配列に見出されることがあります。
これらの特徴は、プロモーターの配列とともに、バイオインフォマティクスツールによって、Ab initio法による遺伝子予測に利用することができる。
TemplateとCoding Strandの違い
名称
Template Strand（テンプレートストランド）。
鋳型鎖は、アンチセンス鎖、ノンコーディング鎖、ネガティブ鎖とも呼ばれる。
コーディング鎖。
コード鎖は、センス鎖、非鋳型鎖、正鎖とも呼ばれる。
方向性
テンプレートストランド。
鋳型鎖：鋳型鎖は5’から3’方向に向いている。
Coding Strand。
コーディング鎖は3’から5’方向に向いている。
転写
鋳型鎖。
鋳型鎖がmRNAに転写される。
コーディング鎖。
コード鎖はmRNAに転写されない。
メッセンジャーRNA
Template Strandの略。
鋳型鎖：mRNAと相補的な塩基配列を持つ鎖。
Coding Strand：コード鎖。
コード鎖：mRNAと同じ塩基配列（チミンを除く）を持つ鎖。
コドン/アンティコドン
Template Strandのこと。
テンプレート鎖はアンチコドンを含む。
Coding Strand（コーディング鎖）。
コーディング鎖にはコドンが含まれる。
水素結合
鋳型鎖。
転写の際に一時的に鋳型鎖と合成mRNAの間に水素結合が形成される。
コーディング鎖。
コーディング鎖：転写時にコーディング鎖と合成用mRNAの間に水素結合は形成されない。
トランスファーRNA
Template Strandの略。
鋳型鎖はtRNAと同じ塩基配列を持つ。
Coding Strand：コーディング鎖。
コード鎖：tRNAと相補的な塩基配列を持つ。
結論
二本鎖 DNA 分子は、鋳型鎖とコーディング鎖と呼ばれる 2 本の DNA 鎖で構成されている。
鋳型鎖は、遺伝子発現の最初のステップである転写のためのDNAテンプレートとして機能する。
RNAポリメラーゼは、鋳型鎖にコードされているヌクレオチドに相補的なヌクレオチドを付加して、一次RNA転写産物を形成する。
ヌクレオチドの付加は5’から3’の方向で行われる。
従って、鋳型鎖の方向性は3’から5’であることが望ましい。
鋳型とならないDNA鎖は、mRNA鎖と同じヌクレオチド配列を持つため、5’から3’方向に走る鎖をコーディング鎖と呼ぶ。
したがって、鋳型鎖とコーディング鎖の主な違いは、RNAポリメラーゼによって転写される能力です。
第4版。
米国国立医学図書館、1970年1月1日。
