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分子生物学~変異(点突然変異とフレームシフト変異)

①-Ⅰ 1塩基置換=突然変異(point mutation)
1塩基が変化することを

塩基配列=アミノ酸 塩基配列=アミノ酸 アミノ酸が
一緒だと:同義
違うと:ミスセンス
GAT=Asp GACAsp 同義
GTT=Val ミスセンス
GAAGlu ミスセンス

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Fig0216

①-Ⅱ ナンセンス変異

塩基配列=アミノ酸 塩基配列=アミノ酸
TCA=Ser TGA=Stop
終始
ナンセンス変異

タンパク質コード領域内のアミノ酸に対応するコドンに点突然変異が起こり、終始コドン(UAG, UAA, UGA)に変わったためタンパク質合成が中途で終結するようになった突然変異。

② フレームシフト変異
1塩基の挿入or欠損

正常型にC:(1個のヌクレオチド)が入るとずれる。
入った後、アミノ酸が変異する
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フレームシフト変異の具体的な有名な例
:病名=鎌状赤血球貧血病
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日本ではない病気(あっても1家系か2家系)
アメリカ・欧米・アフリカ・中東には多い。

原因:熱帯熱マラリア(マラリア原虫)
4種類ある。

ヘモグロビン β鎖
6番目
Glc➡Val

代謝~グルコース、アミノ酸の異化と過剰摂取

グルコースの異化と過剰

Glc ➡異化
➡過剰なら ➡肝臓、筋肉内で
グリコーゲンとして
貯蔵
➡さらに過剰なら
AcCoA
アセチルコエンザイム
➡アセチル基を重合し
脂肪酸
➡エステル化➡
中性脂肪
脂肪酸はGlcにはならない。
だから、一度たまると
太る戻らない。

 

アミノ酸の2種類の道がある

アミノ酸 ➡異化 ATP合成できるのは肝臓だけ
➡タンパク質合成

 

アミノ酸の分解と尿素になるまでと、その逆の反応
※アンモニア、尿素、尿酸は区別する。

-NH2
ATP投入
アミノ酸 アンモニア
NH3
(毒素)
(水溶)魚類
両性類(幼生)
排出出来る


逆の反応がある

酵素:ウレアーゼ
ピロリ菌がある。
尿素・・・無害
H2N-C-NH2
||
O哺乳類
両生類(成体)
尿酸

① 核酸(DNA:RNA)
の分解物から生成
②食物のプリン体

 ※尿酸
プリン基質

水に不溶
鳥類
爬虫類
人では痛風

代謝~三大栄養素
代謝~グルコース、アミノ酸の異化と過剰摂取
代謝~必須アミノ酸と必須脂肪酸の代表

代謝~三大栄養素

※光合成は植物でしか起きないので同化の話は医学ではしない。
  医学では異化の話ばかりになる。

※人は三大栄養素を合成できるのか?

Glc 一つも合成はできない
アミノ酸 ○出来るものもある ×必須アミノ酸
8種
脂肪酸 ○出来るものもある ×例外あり
必須脂肪酸

 

 三大栄養素  栄養素名 分解酵素(~ase) 反応場所 分解物
糖質
C,H,Oで構成
Nなし
デンプン
構成成分:
アミロース
アミロペクチン
グリコーゲン
アミラーゼ
(唾液、すい臓
➡2か所から出る事を
アイソザイムという
管腔消化
(中間消化)
口腔
小腸
※マルトース
(Glc-Glc)
※マルトース
(Glc-Glc)
マルターゼ
小腸の上皮細胞
の膜酵素
膜消化
(最終消化)
小腸上皮
グルコース
(Glc)
ショ糖
スクロース
スクラーゼ
(インベルターゼ)
Fru+Glc
乳糖
ラクトース
ラクターゼ Gal+Glc
タンパク質
(窒素がとれる)
タンパク質分解で
20種類のアミノ酸
タンパク質 タンパク質を分解する
酵素の総称を
プロテアーゼ

胃液のペプシンで分解
胃(主適ph2)

膵液で分解
・トリプシン
・キモトリプシン
膵液(主適ph8)
管腔消化
(中間消化)
口腔
小腸
※トリペプチド
※ジペプチド
~アミノ酸
※トリペプチド
※ジペプチド
ペプチターゼ 膜消化
(最終消化)
小腸上皮
アミノ酸
脂質
(窒素がとれる)
中性脂肪 膵液で
リパーゼ
 膵液  グリセロール
(グリセリン)
脂肪酸

小腸から吸収されたGlc、アミノ酸 門脈(血管の静脈の名前)➡ 全て肝臓に集中され送られる

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代謝~三大栄養素
代謝~グルコース、アミノ酸の異化と過剰摂取
代謝~必須アミノ酸と必須脂肪酸の代表

 

代謝~同化と異化~C化合物

代謝(metabolism)
●→△に変化させる
エネルギー反応として代謝には⊿G>0,⊿G<0の両方ある。


●生物界で炭素と窒素をどう摂取するかが重要?

自然界CO2、N2
CO2+H2O⇔H2CO3炭酸⇔H+ + HCO3-
HCO3-:(炭酸水素イオン:重炭酸)

C化合物

水素のやり取り
同化
⊿G>0
単純➡複雑 合成+CにHを付加
(水素付加)
Cが還元
電子e-をH➡Cにあげる電気陰性度
C:2.5、H:2.1
還元剤
水素供与体
NADPH➡NADP 植物がグルコースを作る
6CO2+6H2O
Glc+6O2+C6H12O6
光エネルギーがいる(光合成)
⊿G>0 ATP必要
H供与体必要
NADPH必要
ヌクレオチド➡DNA
Glc➡グリコーゲン
異化
⊿G<0
複雑➡単純 分解+CからHを奪う
(脱水素)
Cが酸化
電子e-を奪う
電気陰性度
C:2.5、H:2.1
酸化剤
水素受容体
異化反応で放出される
エネルギーがATPの
駆動力である。
例ビタミンB群
(ニコチンアミド
アデニン
ジヌクレオチド:
NAD)
NAD➡NADH

Glc➡6CO2(呼吸)
⊿G<0の反応
アミノ酸➡・・・
脂肪酸➡・・・
異化の材料➡異化に利用可能
タンパク質➡アミノ酸
DNA、RNA➡ヌクレオチド※1
糖質➡単糖Glc
脂質➡脂肪酸
 ※1だけ
エネルギー源
にならない

 

代謝~同化と異化~N化合物

mRNA、tRNA、rRNA

Anfinsen
RNase(リボヌクレアーゼ)

大量の尿素で立体構造はふにょふにょになり重くなって沈殿し機能を失う。アミノ酸配列は、そのままなので尿素を除去出来れば、元の立体構造に戻れる。

 

1.生命現象はタンパク質の反応である。
2.タンパク質の構造と機能はアミノ酸配列で決まる。
3.アミノ酸配列はDNAの塩基配列で決まる

DNA塩基配列
が決ればアミノ酸配列も決りタンパク質の立体構造として機能する

DNA塩基配列 アミノ酸配列 固体の立体構造
リボソーム 機能
4種A,T,G,C 20種類

 

mRNA
(メッセンジャーRNA)
DNAの転写コピーをし、リボソームの中央に割って入る。
G➡C
T➡A
A➡u
C➡G
リボゾーム タンパク質とrRNAで出来ている。
rRNA:リボソームRNAリボソームの形状はダルマ型
小さい方を小サブユニット
大きい方を大サブユニット
tRNA
(トランスファーRNA)
翻訳する
・tRNAは遺伝暗号:コドンを解読する部分(アンチコドン)とアミノ酸を結合する部分からなる。
・遺伝暗号は連続する3つの塩基(triplet)のアミノ酸を転移する。
・翻訳は開始コドンから始まる。開始コドンに対応するアミノ酸はメチオニン。
(しかし、ポリペプチド鎖の合成の後に、様々な修飾が起こるので、全てのタンパク質のN末端がメチオニンであるわけではない。)
・翻訳の終始コドンで終了し、終始コドンに対応するアミノ酸はない。
rRNA
(リボソーム
RNA)
ポリペプチド形成反応を触媒するのはrRNAである。

mRNA
File:Ch1 trans.jpg

センス鎖
アンチセンス鎖 mRNAに転写させる方をいう

tRNA

 

開始コドン終始コドンに関して

 

セントラルドグマ(Central Dogma
DNA➡転写➡mRNA➡翻訳➡タンパク質
アミノアシルtRNA

ペプチド結合 転移反応

DNAの塩基配列の形で記録された伝達情報がタンパク質の形で機能を発揮するような事を伝達情報の発現という。