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タンパク質合成(翻訳)

1960
Molecular biologist conducting protein synthesis in a laboratory setting.

(画像はイメージです)

翻訳とは、細胞質または小胞体内のリボソームがタンパク質を合成する生物学的プロセスである。翻訳は、DNA配列がメッセンジャーRNA(mRNA)分子にコピーされる転写に続いて行われる。翻訳の過程では、リボソームはmRNA配列をコドンと呼ばれる3ヌクレオチド単位で読み取り、トランスファーRNA(tRNA)の助けを借りて、対応するアミノ酸鎖を組み立てる。

The process of translation occurs in three main stages: initiation, elongation, and termination. During initiation, the ribosomal subunits assemble on the mRNA molecule, typically at a start codon (AUG). In the elongation phase, the ribosome moves along the mRNA, codon by codon. For each codon, a specific tRNA molecule with a complementary anticodon brings the correct amino acid. The ribosome catalyzes the formation of a peptide bond between the new amino acid and the growing polypeptide chain. This cycle repeats, extending the protein. Finally, when the ribosome encounters a stop codon (UAA, UAG, or UGA) on the mRNA, termination occurs. Release factors bind to the ribosome, causing the completed polypeptide chain to be released and the ribosomal subunits to dissociate.

This intricate process is a marvel of molecular machinery, ensuring high fidelity in converting genetic information into functional proteins. The discovery of the mechanisms of translation, including the roles of mRNA, tRNA, and the ribosome, and the cracking of the genetic code by Marshall Nirenberg, Har Gobind Khorana, and others, were landmark achievements of 20th-century biology. This understanding forms the basis of the central dogma of molecular biology and has enabled the entire field of genetic engineering and biotechnology.

UNESCO Nomenclature: 2409
分子生物学

タイプ

化学プロセス

混乱

基礎

使用法

広く普及している

前駆物質

  • DNAが遺伝物質であることを発見(エイブリー・マクラウド・マッカーティの実験)
  • ワトソンとクリックによるDNA二重らせん構造の解明
  • フランシス・クリックが提唱したセントラルドグマ仮説
  • タンパク質合成の場としてのリボソームの発見
  • mRNAおよびtRNAの単離と特性解析

アプリケーション

  • production of recombinant proteins like insulin and growth hormone in bacteria or yeast
  • 細菌のリボソームを標的とする抗生物質(例:テトラサイクリン系、マクロライド系)の開発
  • mrna vaccines (e.g., for covid-19), which hijack the cell’s translation machinery to produce viral antigens
  • 研究および診断用体外タンパク質合成キット
  • 翻訳エラーによって引き起こされる遺伝性疾患の理解と治療の可能性

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

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関連用語:翻訳、タンパク質合成、リボソーム、mRNA、tRNA、コドン、遺伝暗号、セントラルドグマ、ポリペプチド、遺伝子発現。

歴史的背景

タンパク質合成(翻訳)

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1950
1954
1960
1967
1970
1975
1940
1950
1951
1958
1960
1970
1973
1975

(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

関連する発明、革新、および技術原理

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