原核生物と真核生物の遺伝子制御はどう違うのか？

原核生物と真核生物のゲノムは、遺伝子で構成されている。

これらの遺伝子は、RNAやタンパク質などの機能性分子を作り出すために発現し、細胞の働きに欠かせないものとなっている。

遺伝子発現の2つのステップは、転写と翻訳です。

原核生物と真核生物の転写と翻訳は、どちらも非常によく似ています。

しかし、真核生物は原核生物に比べてより発達した生物であるため、真核生物の遺伝子発現にはいくつかの高度な機能が確認される。

しかし、両者とも遺伝子発現の制御にはいくつかのメカニズムが用いられている。

一般に、原核生物の遺伝子発現は転写レベルで制御されているのに対し、真核生物の遺伝子発現は転写と翻訳の両レベルで制御されている。

原核生物と真核生物の遺伝子発現はどのように制御されているのか？

遺伝子発現とは、DNAがRNAに転写され、その後タンパク質に翻訳される過程です。

原核生物と真核生物の両方において、遺伝子発現は厳密に制御されているプロセスです。

遺伝子発現の制御は、遺伝子産物の増減に関与している。

遺伝子発現の制御には、様々なメカニズムが関与している。

図1に遺伝子発現の制御のレベルの違いを示す。

図1：遺伝子発現の制御機構

原核生物と真核生物では、転写と翻訳が非常によく似ている。

遺伝子がmRNAに転写される過程には、RNAポリメラーゼが関与している。

原核生物と真核生物の翻訳は、細胞質でリボソームの助けを借りて行われる。

原核生物と真核生物の遺伝子発現の制御には、いくつかの共通点があります。

1. 転写レベルでの制御 – 原核生物における遺伝子発現の制御は、主に転写の開始時に行われる。真核生物においても転写レベルで遺伝子発現が制御されている。
転写因子 – 原核生物、真核生物の遺伝子発現において、プロモーター領域へのRNAの結合は、転写因子によって制御されている。
構造遺伝子 – 機能的に類似した原核生物の遺伝子は、オペロンと呼ばれる遺伝子群に組織化されている。真核生物では、RNAの選択的スプライシングにより、複数のタンパク質が作られる。
活性化因子と抑制因子 – 原核生物、真核生物ともに、活性化因子は遺伝子発現を正に、抑制因子は遺伝子発現を負に制御する。
フィードバック機構 – 原核生物、真核生物ともに遺伝子発現はフィードバック機構によって制御されている。

原核生物の遺伝子発現を転写レベルで制御している様子を図2に示す。

図2：Lacオペロン制御機構

しかし、真核生物では、遺伝子発現の制御は、遺伝子発現のプロセスを通じて様々な段階で行われる。

転写後レベル、翻訳後レベル、翻訳後レベルで制御される。

遺伝子発現とは、細胞内で機能するRNAやタンパク質分子を合成する仕組みのことである。

原核生物でも真核生物でも、遺伝子発現の仕組みは非常によく似ている。

原核生物でも真核生物でも、遺伝子発現の仕組みは非常によく似ており、細胞が必要な量の遺伝子産物を合成するためには、遺伝子発現が制御されていなければならない。

原核生物でも真核生物でも、遺伝子発現は転写レベルで制御されている。

いずれの機構も、転写因子、活性化因子、抑制因子によって制御されている。

原核生物、真核生物ともに遺伝子は制御され、複数の遺伝子産物を産生することができる。