翻訳されていない領域

mRNAの構造（ヒトmRNAのスケールにほぼ相当）

分子遺伝学では、非翻訳領域（UTR ）は、 mRNA鎖上のコード配列の両側にある2つのセクションのいずれかを指します。 5' 側にある場合は5' UTR（リーダー配列）と呼ばれ、 3' 側にある場合は3' UTR（トレーラー配列）と呼ばれます。 mRNA は、 DNAから細胞内のタンパク質合成（翻訳）の場所であるリボソームに情報を運ぶRNAです。 mRNA は、まず対応する DNA 配列から転写され、次にタンパク質に翻訳されます。ただし、5' UTR と 3' UTR を含む mRNA のいくつかの領域は通常、タンパク質に翻訳されません。

非翻訳領域と呼ばれ、遺伝子のタンパク質コード領域を形成しないにもかかわらず、 5' UTR内に位置するuORFはペプチドに翻訳される可能性がある。^[1]

5' UTRはコード配列の上流にあります。5' UTR内にはリボソームによって認識される配列があり、リボソームが結合して翻訳を開始できるようにします。翻訳開始のメカニズムは原核生物と真核生物で異なります。3' UTRは翻訳終結コドンの直後にあります。3' UTRは翻訳終結と転写後修飾に重要な役割を果たします。^[2]

これらの長い配列は、かつては単に進化の過程で蓄積された役に立たない、またはジャンクなmRNA であると考えられていました。しかし、現在では、mRNA の非翻訳領域が真核生物の遺伝子発現の多くの調節面に関与していることがわかっています。これらの非コード領域の重要性は進化論によって裏付けられており、そうでなければ自然淘汰によってこの役に立たない RNA は排除されていたはずです。

5' UTR と 3' UTR を他の非タンパク質コード RNAと区別することが重要です。pre -mRNAのコード配列内には、タンパク質産物に含まれない RNA セクションが存在します。これらの RNA セクションはイントロンと呼ばれます。RNAスプライシングの結果生じる RNA は、エクソンの配列です。イントロンが非翻訳領域と見なされない理由は、イントロンが RNA スプライシングの過程で切り取られるためです。イントロンは、翻訳される成熟した mRNA分子には含まれないため、非タンパク質コード RNA と見なされます。

歴史

mRNAの非翻訳領域は、最初のmRNA分子が完全に配列決定された1970年代後半から研究対象となっていました。1978年には、ヒトガンマグロビンmRNAの5' UTRが完全に配列決定されました。^[3] 1980年には、複製されたヒトアルファグロビン遺伝子の3' UTRに関する研究が行われました。^[4]

進化

非翻訳領域は原核生物と真核生物に見られますが、長さと構成は異なる場合があります。原核生物では、5' UTR は通常 3 ～ 10 ヌクレオチド長です。真核生物では、5' UTR は数百から数千ヌクレオチド長になることがあります。これは、原核生物と比較して真核生物のゲノムの複雑さが高いことと一致しています。3' UTR の長さも異なります。ポリ A テールは、 mRNA が分解されないようにするために不可欠です。5' UTR と 3' UTR の両方の長さにばらつきがありますが、5' UTR の長さは 3' UTR の長さよりも進化において高度に保存されていることがわかっています。^[5]

原核生物

原核生物の5' UTRはシャイン・ダルガルノ配列（5'-AGGAGGU-3'）で構成されています。 ^[6]この配列は開始コドンから3〜10塩基対上流にあります。開始コドンはタンパク質への翻訳の開始部位です。

真核生物

真核生物の5' UTRは原核生物よりも複雑です。コザックコンセンサス配列（ACCAUGG）が含まれています。^[7]この配列には開始コドンが含まれています。開始コドンはタンパク質への翻訳の開始部位です。

病気との関連

mRNAのこれらの非翻訳領域の重要性は、ようやく理解され始めたところです。さまざまな医学研究が行われており、非翻訳領域の変異とがんなどの特定の疾患の発症リスク増加との関連性が明らかになっています。たとえば、HLA-G 3'UTR領域の多型と大腸がんの発症との関連性が発見されています。^{[8]別の遺伝子の3' UTRにおける} 一塩基多型も、早産の感受性と関連しています。^{[9] APP遺伝子の3' UTRの変異は、}脳アミロイド血管症の発症に関連しています。^[10]

さらなる研究

最近の非翻訳領域の研究を通じて、これらの要素の性質と機能に関する一般的な情報が集められました。しかし、mRNAのこれらの領域については、まだ多くのことが分かっていません。遺伝子発現の調節は細胞の適切な機能に不可欠であるため、これはさらに調査する必要がある研究分野です。3'非翻訳領域の変異は、一見無関係に見えるいくつかの遺伝子の発現を変化させる可能性があることを考慮することが重要です。^[11]私たちは、適切な非翻訳領域の機能と細胞の疾患状態との関連を理解し始めたばかりです。

参照

参考文献

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外部リンク

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Seeley, Rod R.; Stephens, Trent D.; Philip, Tate (2006)。「細胞の構造と機能 - アニメーション: 翻訳の仕組み」。解剖学と生理学(第 7 版)。McGraw Hill。ISBN 0072507470。
「UTRSite :: ホーム」。utrsite.ba.itb.cnr.it。2022年6月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。
Bio125_分子生物学 (2015 年 2 月 6 日)。「遺伝子構造」。YouTube。
UTリソース

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