遺伝子発現 – 完全攻略ガイド

はじめに

遺伝子発現とは、遺伝子の情報がタンパク質として発現する過程です。セントラルドグマ（DNA→mRNA→タンパク質）の流れと、遺伝子発現の調節について理解しましょう。

詳しい解説

遺伝子発現とは

遺伝子発現とは、遺伝子の情報がタンパク質として発現する過程です。DNAに記録された遺伝情報が、実際に機能するタンパク質になる一連の流れを指します。

セントラルドグマ（中心教義）

遺伝情報の流れを示す基本原理です。

“

DNA → mRNA → タンパク質

転写 翻訳

“

過程	場所	内容
転写	核内	DNA → mRNA
翻訳	細胞質（リボソーム）	mRNA → タンパク質

遺伝子発現の流れ

1. 転写（Transcription）

• 場所：核内
• 酵素：RNAポリメラーゼ
• 内容：DNAの遺伝情報をmRNAに写し取る

2. 翻訳（Translation）

• 場所：細胞質（リボソーム）
• 関与するRNA：mRNA、tRNA、rRNA
• 内容：mRNAの情報をもとにアミノ酸を連結し、タンパク質を合成

遺伝子発現の調節

すべての細胞が同じDNAを持っていますが、発現する遺伝子は細胞ごとに異なります。

調節機構

• 転写因子：特定の遺伝子の転写を促進または抑制
• プロモーター：転写開始を制御する領域
• エンハンサー：転写を促進する領域
• サイレンサー：転写を抑制する領域

エピジェネティクス

DNA配列の変化なしに遺伝子発現を調節する機構です。

• DNAメチル化：遺伝子発現を抑制
• ヒストン修飾：クロマチン構造を変化させ発現を調節

細胞分化と遺伝子発現

同じDNAを持つ細胞が異なる細胞に分化するのは、発現する遺伝子が異なるためです。

例：

• 筋肉細胞：筋収縮に関わる遺伝子が発現
• 神経細胞：神経伝達に関わる遺伝子が発現
• 肝細胞：代謝に関わる遺伝子が発現

遺伝子発現異常と疾患

遺伝子発現の異常は様々な疾患の原因となります。

• がん：がん遺伝子の過剰発現、がん抑制遺伝子の発現低下
• 遺伝病：特定の遺伝子の変異

絶対に覚えるべきポイント

• セントラルドグマ：DNA→mRNA→タンパク質
• 転写：DNA→mRNA（核内）
• 翻訳：mRNA→タンパク質（リボソーム）
• 遺伝子発現の調節：転写因子、エピジェネティクス
• 同じDNAでも発現遺伝子は細胞により異なる

一問一答

Q1. 遺伝子発現とは何ですか？

【答え】 A. 遺伝子の情報がタンパク質として発現する過程

転写と翻訳を経てタンパク質が合成されます。

Q2. セントラルドグマの流れを説明してください。

【答え】 A. DNA→mRNA→タンパク質

転写で mRNA が作られ、翻訳でタンパク質が合成されます。

Q3. 転写と翻訳の違いは何ですか？

【答え】 A. 転写はDNA→mRNA（核内）、翻訳はmRNA→タンパク質（リボソーム）

場所と産物が異なります。

Q4. すべての細胞が同じDNAを持つのに、なぜ異なる細胞になるのですか？

【答え】 A. 発現する遺伝子が細胞ごとに異なるから

遺伝子発現の調節により、細胞の種類が決まります。

Q5. エピジェネティクスとは何ですか？

【答え】 A. DNA配列の変化なしに遺伝子発現を調節する機構

DNAメチル化やヒストン修飾などがあります。

国家試験対策問題

問題1（選択問題）

セントラルドグマの流れとして正しいのはどれか。

a. mRNA → DNA → タンパク質

b. DNA → mRNA → タンパク質

c. タンパク質 → mRNA → DNA

d. DNA → タンパク質 → mRNA

【解答と解説】 正解：b

セントラルドグマはDNA→mRNA→タンパク質という遺伝情報の流れです。

問題2（選択問題）

翻訳が行われる場所として正しいのはどれか。

a. 核内

b. ミトコンドリア

c. リボソーム

d. ゴルジ装置

【解答と解説】 正解：c

翻訳はリボソーム（細胞質）で行われます。転写は核内で行われます。

問題3（○×問題）

すべての細胞で同じ遺伝子が発現している。

【解答と解説】 正解：×

すべての細胞が同じDNAを持っていますが、発現する遺伝子は細胞ごとに異なります。

問題4（選択問題）

DNAメチル化の効果として正しいのはどれか。

a. 遺伝子発現を促進する

b. 遺伝子発現を抑制する

c. DNA複製を促進する

d. DNA複製を抑制する

【解答と解説】 正解：b

DNAメチル化は一般的に遺伝子発現を抑制する効果があります。

問題5（穴埋め問題）

（　　　）は核内で行われ、（　　　）はリボソームで行われる。

【解答と解説】 正解：転写、翻訳

転写（DNA→mRNA）は核内、翻訳（mRNA→タンパク質）はリボソームで行われます。

まとめ

セントラルドグマ

過程	場所	内容	酵素/構造
転写	核内	DNA→mRNA	RNAポリメラーゼ
翻訳	リボソーム	mRNA→タンパク質	リボソーム

遺伝子発現の調節

機構	効果
転写因子	転写を促進/抑制
DNAメチル化	発現を抑制
ヒストン修飾	クロマチン構造を変化

#解剖学 #遺伝 #国試対策