原核生物と真核生物の翻訳

翻訳という言葉には様々な意味があるが、原核生物、真核生物ともに文脈から翻訳とは、遺伝子発現とタンパク質合成の過程の一つを指している。原核生物と真核生物の翻訳過程には違いがあり、本稿ではその点を簡単に説明する。

プロトコール翻訳

原核生物の翻訳は、mRNAの鎖がリボソームでタンパク質に加工されるときに働くと考えられている。原核生物は核膜を持たず、ノンコーディング・ヌクレオチドも存在しない。そのため、原核生物ではmRNAの形成が行われるのに対し、RNAのスプライシングは行われず、リボソームサブユニットが直接翻訳を開始できる。tRNA分子は、アンチコドンに特異的なアミノ酸を運んでいる。

転写が起こると、2つのリボソームサブユニット（50Sと30Sユニット）が、最初のtRNA分子**とともにmRNA鎖上に存在する。次のリボ核酸の鎖はリボ核酸の結合で結ばれている。mRNA鎖のコドン配列に従ってペプチド結合が続き、放出因子と呼ばれるタンパク質が翻訳過程を停止させる。原核生物の翻訳では、一度に合成されるタンパク質はごくわずかである。さらに原核生物では、多量体を介して同時に翻訳が行われることはほとんどない。注意しなければならないのは、tRNA分子はペプチド結合が完了した後も溶解せず、原核生物では翻訳に寄与する追加のアミノ酸を運ぶことができることである。

真核生物翻訳

真核生物では、転写されたmRNA鎖の情報をタンパク質に翻訳することが真核翻訳である。しかし、真核生物にはコーディングヌクレオチドとノンコーディングヌクレオチドが存在するため、mRNA鎖が翻訳できるようになる前にRNA鎖上のヌクレオチドスプライシングを行う必要がある。また、核膜の存在により、リボソームが核内の遺伝物質に近づくことができない。したがって、翻訳プロセスは核の外、あるいは細胞質で行われる。

真核生物の翻訳では、キャップ依存性とキャップ非依存性という2つの主要な開始様式がある。mRNA鎖の5'末端には、小リボソームサブユニット（40Sユニット）と結合する特定のタンパク質が存在する。リボソーム大サブユニット（80Sユニット）、mRNA鎖を持つ小サブユニット、アミノ酸を持つtRNAで翻訳が続けられる。ペプチド結合はこの後に起こり、真核生物の放出因子はタンパク質合成後にこのプロセスを終了させる。

原核生物と真核生物の翻訳の違いは何ですか？

-原核生物は核膜がないため、翻訳は遺伝物質の近くで行われる。しかし、真核細胞では核膜が存在するため、翻訳は核ではなく細胞質で行われる。

-真核生物では、翻訳前にタンパク質のキャッピングとRNAスプライシングが行われるが、原核生物の翻訳にはそのような段階はない。

-原核生物ではDNAの分解とmRNA鎖の合成から翻訳が始まるが、真核生物ではmRNAの合成とタンパク質のスプライシングが完了した後に翻訳が始まる。

-原核生物の翻訳に関わるリボソームサブユニットは30と50であるのに対し、真核生物は40と80のリボソームサブユニットが翻訳に関与しています。