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ワトソンといっしょにDNAの二重らせん構造を解明したフランシス・クリックは、「セントラル・ドグマ」として、「遺伝情報は、DNAからRNAへ、そしてポリペプチドへと一方向にしか流れない」といったそうです。

では、細胞の核に含まれているDNAは、どのようにして必要とされるタンパク質が何であるかを知るのでしょうか。いったいどのような情報・情報経路にもとづいて、DNAは合成されるべきタンパク質を知るのでしょうか。

●質問者: ShinRai
●カテゴリ:医療・健康 科学・統計資料
✍キーワード:DNA RNA らせん セントラル タンパク質
○ 状態 :終了
└ 回答数 : 10/10件

▽最新の回答へ

[1]DNAは合成されるべきタンパク質を知らない、と思います ls_10_5

私が信じている一つの学説ですが、

偶然によって様々なDNAができました。幾つかのDNAがコードしていたタンパク質は偶然、うまく生物を作る事ができました。それ以外のDNAは生物を作る事ができませんでした。

生物となったDNAだけが次の世代に自分のコピーを残す事ができました。

だから、今生物の中で見られるDNAは必要とされているタンパク質をコードしてあるものばかりになっているのだと思います。


もし、質問の意図が「今その生物が必要としているタンパク質を合成できるのは何故か」というものだったとしたら、やはり私は

「DNAをタンパク質に翻訳するかを決めるところで制御がかかっているから必要なタンパク質を必要な時に合成することができるのであって、DNAは今必要なタンパク質が何かは知らない」と考えます。


[2]全ては相互作用の結果 lqdf

DNAが司令塔のように主体的に働くのではありません。DNAに限らず、全ての中枢というのは存在せず、全体を複雑なひとつのシステムとして捉えるしかないと思います。(人の脳にしても、意思が宿るのはどれかの特定の細胞ではなく、全体の相互作用の中に…というのと同じです。)


[3]>2 中枢というものはないですか ShinRai

そうですか。そういうふうには今まで考えたことなかったです


[4]>1 なるほど、DNAは自分が何をしているのか知らないわけだ ShinRai

面白いですね。どこにも意思がないのですね。


[5]前提が間違ってるかも monono

「遺伝情報は、DNAからRNAへ、そしてポリペプチドへと一方向にしか流れない」というのは間違いで、

現在セントラルドグマ仮説は修正されています。

とりあえずwikiでどうぞ。

http://ja.wikipedia.org/wiki/セントラルドグマ


[6]>1 ボクも、DNAは何も知らないと思います。 minel

ダーウィンの進化論で言われた自然選択説のように、遺伝子も自然淘汰的な作用が働いて今日のような役目を担っているのだと思います。

DNAがどのようなタンパク質を作るべきかを知っていたわけではなく、あるタンパク質をコードした遺伝子が生き残り、その蓄積が生物を形作り、様々な環境変化に対応していったのだと思っています。

自然選択が偶然を積み重ねて起こした奇跡の様なものです。

といっても、世の中には「インテリジェント・デザイン(知的設計論)」といった創造科学めいた考え方もあるようですが。


[7]>4 面白いですね adgt

意思があると思ったんですね


[8]主体は「細胞」です oh_bucchi

生命の単位を細胞とするのが一般的ですので、「知る」主体は細胞である、とするのが正しいかと思います。それから、DNAは物質名であり、塩基の繋がりのことを指しますが、「遺伝子」は、DNAの中に書かれている「タンパク質」の設計図になります。従って、タンパク質は「遺伝子」の配列を元に作られる、というのが正しいと思います。

「細胞」が細胞外からの刺激(ホルモン等の刺激物質から物理的刺激、化学物質による刺激など様々な刺激)を、その信号を受け取る為の「アンテナ」(受容体と言われる細胞器官など)で受け取ることで、その刺激を細胞内にとりこみます。

受容体で「受信」した刺激は、また別の形(細胞内にあるタンパク質など)を解して、「遺伝子のスイッチ」を押すのです。結果的に、どこの遺伝子のスイッチをONにするかは、それがどの受容体からのシグナルなのか、その時の細胞の置かれている状況や、同時に受信する他の刺激等、様々な要因で変化します。その時の刺激に応じてONにする遺伝子の組み合わせを変化させ、刺激に対して「応答」するのです。

遺伝子の ONとは 「プロモーター」と呼ばれる領域に、遺伝子からmRNAを作る「RNAポリメラーゼ」という酵素がくっつき、mRNAの合成を始めることです。RNAポリメラーゼは常に細胞内にあるのに、すべての遺伝子がONにならないのは何故でしょうか。

プロモーター領域の近くには「オペレーター」という領域があります。ここに別のタンパク質(リプレッサーなど)がくっつくことで、近くにあるプロモーターにRNAポリメラーゼがくっつくのを邪魔したり、促進したりするのです。

たとえば、ある酵素「F」を合成するまでの刺激の伝達を模式してみます。

刺激A → 受容体B → (細胞内へ)→タンパク質C →タンパク質Dを変化させる →タンパク質DがリプレッサーEを活性化 → 活性化したリプレッサーEが酵素Fの遺伝子のオペレーターに結合する → 酵素FのプロモータにRNAが結合しやすくなり、酵素Fの遺伝子の転写(mRNAの合成)が始まる・・・

こんな流れになります。

細胞は常に刺激に晒されていて、無数の遺伝子のスイッチのON / OFFが繰り返され、多様な細胞の活動が生み出されるのです。そんな細胞が更に集合体を作って組織となり、組織同士が連携し合って個体の「生命」を支えています。

では、何もないところから、どのようにして「細胞が刺激を感じ取れる」ようになるのでしょうか。

それは「受精卵」からはじまります。

卵子も精子も、自ら刺激を関知し、活動することは出来ません。精子が動くのは、ゼンマイ仕掛けのおもちゃと同じで、精子の中に含まれるATPという動力源を使ってひたすら前に泳ぎ続けるだけなのです。(卵子に到達すると精子の先端にあるタンパク質分解酵素が詰まった部分が破れ、卵子のタンパク質を溶かしながら更に前進していきます)

そうやって「受精」が成立すると、一気にいろんな種類の遺伝子が「ON」になります。これが生命の始まりです。


[9]>4 意思があると考えるのは宗教系か前述の知的設計論に基づくものくらいだと思いますよ。 dqndamepo

リチャード・ドーキンス(彼もダーウィニズムの人です)が言うに「利己的な遺伝子(The selfish gene)」という表現がありますが、これも当然比喩です。分かりやすくするため、単に擬人的な表現をしているだけ。

現在の科学では意思など介在しないというのが一般的です。(余談になりますが、人間の意思だって現代科学では未だにはっきりとは解明されていませんし。)


[10]>9 どの水準の話をしているかを明確にすることは adgt

大切なことですね。

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