インスリンの遺伝子を転写・翻訳してみよう②
インスリンを転写・翻訳してみよう。
前回の記事で述べたように、インスリンの遺伝子は下の図でハイライトされている部分です。今回はこの遺伝子が実際に転写・翻訳される過程の塩基配列、アミノ酸配列がどのようになっているかを調べます。
PythonのBioythonを用いて配列の操作を行う
Google Colab上でBiopythonを用いて塩基配列、アミノ酸配列の操作を行いました。Google Colab上でBiopythonを使うためには次のコードをGoogle Colab上で実行するだけで十分です。
!pip install biopython
配列操作のためのソースコードは下の通りです。
from Bio.Alphabet import IUPAC from Bio.Seq import Seq # インスリンの遺伝子INSの塩基配列をSeq型におさめる sense_strand = Seq("AGCCCTCCAGGACAGGCTGCATCAGAAGAGGCCATCAAGCAGGTCTGTTCCAAGGGCCTTTGCGTCAGGTGGGCTCAGGATTCCAGGGTGGCTGGACCCCAGGCCCCAGCTCTGCAGCAGGGAGGACGTGGCTGGGCTCGTGAAGCATGTGGGGGTGAGCCCAGGGGCCCCAAGGCAGGGCACCTGGCCTTCAGCCTGCCTCAGCCCTGCCTGTCTCCCAGATCACTGTCCTTCTGCCATGGCCCTGTGGATGCGCCTCCTGCCCCTGCTGGCGCTGCTGGCCCTCTGGGGACCTGACCCAGCCGCAGCCTTTGTGAACCAACACCTGTGCGGCTCACACCTGGTGGAAGCTCTCTACCTAGTGTGCGGGGAACGAGGCTTCTTCTACACACCCAAGACCCGCCGGGAGGCAGAGGACCTGCAGGGTGAGCCAACTGCCCATTGCTGCCCCTGGCCGCCCCCAGCCACCCCCTGCTCCTGGCGCTCCCACCCAGCATGGGCAGAAGGGGGCAGGAGGCTGCCACCCAGCAGGGGGTCAGGTGCACTTTTTTAAAAAGAAGTTCTCTTGGTCACGTCCTAAAAGTGACCAGCTCCCTGTGGCCCAGTCAGAATCTCAGCCTGAGGACGGTGTTGGCTTCGGCAGCCCCGAGATACATCAGAGGGTGGGCACGCTCCTCCCTCCACTCGCCCCTCAAACAAATGCCCCGCAGCCCATTTCTCCACCCTCATTTGATGACCGCAGATTCAAGTGTTTTGTTAAGTAAAGTCCTGGGTGACCTGGGGTCACAGGGTGCCCCACGCTGCCTGCCTCTGGGCGAACACCCCATCACGCCCGGAGGAGGGCGTGGCTGCCTGCCTGAGTGGGCCAGACCCCTGTCGCCAGGCCTCACGGCAGCTCCATAGTCAGGAGATGGGGAAGATGCTGGGGACAGGCCCTGGGGAGAAGTACTGGGATCACCTGTTCAGGCTCCCACTGTGACGCTGCCCCGGGGCGGGGGAAGGAGGTGGGACATGTGGGCGTTGGGGCCTGTAGGTCCACACCCAGTGTGGGTGACCCTCCCTCTAACCTGGGTCCAGCCCGGCTGGAGATGGGTGGGAGTGCGACCTAGGGCTGGCGGGCAGGCGGGCACTGTGTCTCCCTGACTGTGTCCTCCTGTGTCCCTCTGCCTCGCCGCTGTTCCGGAACCTGCTCTGCGCGGCACGTCCTGGCAGTGGGGCAGGTGGAGCTGGGCGGGGGCCCTGGTGCAGGCAGCCTGCAGCCCTTGGCCCTGGAGGGGTCCCTGCAGAAGCGTGGCATTGTGGAACAATGCTGTACCAGCATCTGCTCCCTCTACCAGCTGGAGAACTACTGCAACTAGACGCAGCCCGCAGGCAGCCCCACACCCGCCGCCTCCTGCACCGAGAGAGATGGAATAAAGCCCTTGAACCAGC", IUPAC.ambiguous_dna) # sense_strandの相補鎖antisense_strand antisense_strand = sense_strand.complement() # 1. 転写 pre_mRNA = sense_strand.transcribe() # 2. RNAスプライシング # pre_mRNAがスプライシングを受けてmRNAとなる mRNA = pre_mRNA[:42] + pre_mRNA[221:425] + pre_mRNA[1212:] # 3. 翻訳 # 一次翻訳産物はプレプロインスリンと呼ばれる preproinsulin = mRNA[59:].translate(to_stop = True) # 4. 翻訳後切断 # プレプロインスリンのN末端から24アミノ酸残基が取り除かれてプロインスリンとなる proinsulin = preproinsulin[24:] # 4. 翻訳後切断（続き） # プロインスリンの中央部分proinsulin[30:65]が取り除かれてインスリンのA鎖とB鎖ができる。 insulin_B = proinsulin[:30] insulin_A = proinsulin[65:]
インスリン合成の過程
インスリン合成の過程を実際の配列に注目して見てみると次のようになります。
※ PC版サイトを表示させると配列がきれいに表示されます。
DNA二重鎖 (sense_strand) 5'-AGCCCTCCAGGACAGGCTGCATCAGAAGAGGCCATCAAGCAGGTCTGTTCCAAGGGCCTTTGCGTCAGGTGGGCTCAGGATTCCAGGGTGGCTGGACCCCAGGCCCCAGCTCTGCAGCAGGGAGGACGTGGCTGGGCTCGTGAAGCATGTGGGGGTGAGCCCAGGGGCCCCAAGGCAGGGCACCTGGCCTTCAGCCTGCCTCAGCCCTGCCTGTCTCCCAGATCACTGTCCTTCTGCCATGGCCCTGTGGATGCGCCTCCTGCCCCTGCTGGCGCTGCTGGCCCTCTGGGGACCTGACCCAGCCGCAGCCTTTGTGAACCAACACCTGTGCGGCTCACACCTGGTGGAAGCTCTCTACCTAGTGTGCGGGGAACGAGGCTTCTTCTACACACCCAAGACCCGCCGGGAGGCAGAGGACCTGCAGGGTGAGCCAACTGCCCATTGCTGCCCCTGGCCGCCCCCAGCCACCCCCTGCTCCTGGCGCTCCCACCCAGCATGGGCAGAAGGGGGCAGGAGGCTGCCACCCAGCAGGGGGTCAGGTGCACTTTTTTAAAAAGAAGTTCTCTTGGTCACGTCCTAAAAGTGACCAGCTCCCTGTGGCCCAGTCAGAATCTCAGCCTGAGGACGGTGTTGGCTTCGGCAGCCCCGAGATACATCAGAGGGTGGGCACGCTCCTCCCTCCACTCGCCCCTCAAACAAATGCCCCGCAGCCCATTTCTCCACCCTCATTTGATGACCGCAGATTCAAGTGTTTTGTTAAGTAAAGTCCTGGGTGACCTGGGGTCACAGGGTGCCCCACGCTGCCTGCCTCTGGGCGAACACCCCATCACGCCCGGAGGAGGGCGTGGCTGCCTGCCTGAGTGGGCCAGACCCCTGTCGCCAGGCCTCACGGCAGCTCCATAGTCAGGAGATGGGGAAGATGCTGGGGACAGGCCCTGGGGAGAAGTACTGGGATCACCTGTTCAGGCTCCCACTGTGACGCTGCCCCGGGGCGGGGGAAGGAGGTGGGACATGTGGGCGTTGGGGCCTGTAGGTCCACACCCAGTGTGGGTGACCCTCCCTCTAACCTGGGTCCAGCCCGGCTGGAGATGGGTGGGAGTGCGACCTAGGGCTGGCGGGCAGGCGGGCACTGTGTCTCCCTGACTGTGTCCTCCTGTGTCCCTCTGCCTCGCCGCTGTTCCGGAACCTGCTCTGCGCGGCACGTCCTGGCAGTGGGGCAGGTGGAGCTGGGCGGGGGCCCTGGTGCAGGCAGCCTGCAGCCCTTGGCCCTGGAGGGGTCCCTGCAGAAGCGTGGCATTGTGGAACAATGCTGTACCAGCATCTGCTCCCTCTACCAGCTGGAGAACTACTGCAACTAGACGCAGCCCGCAGGCAGCCCCACACCCGCCGCCTCCTGCACCGAGAGAGATGGAATAAAGCCCTTGAACCAGC-3' (antisense_strand) 3'-TCGGGAGGTCCTGTCCGACGTAGTCTTCTCCGGTAGTTCGTCCAGACAAGGTTCCCGGAAACGCAGTCCACCCGAGTCCTAAGGTCCCACCGACCTGGGGTCCGGGGTCGAGACGTCGTCCCTCCTGCACCGACCCGAGCACTTCGTACACCCCCACTCGGGTCCCCGGGGTTCCGTCCCGTGGACCGGAAGTCGGACGGAGTCGGGACGGACAGAGGGTCTAGTGACAGGAAGACGGTACCGGGACACCTACGCGGAGGACGGGGACGACCGCGACGACCGGGAGACCCCTGGACTGGGTCGGCGTCGGAAACACTTGGTTGTGGACACGCCGAGTGTGGACCACCTTCGAGAGATGGATCACACGCCCCTTGCTCCGAAGAAGATGTGTGGGTTCTGGGCGGCCCTCCGTCTCCTGGACGTCCCACTCGGTTGACGGGTAACGACGGGGACCGGCGGGGGTCGGTGGGGGACGAGGACCGCGAGGGTGGGTCGTACCCGTCTTCCCCCGTCCTCCGACGGTGGGTCGTCCCCCAGTCCACGTGAAAAAATTTTTCTTCAAGAGAACCAGTGCAGGATTTTCACTGGTCGAGGGACACCGGGTCAGTCTTAGAGTCGGACTCCTGCCACAACCGAAGCCGTCGGGGCTCTATGTAGTCTCCCACCCGTGCGAGGAGGGAGGTGAGCGGGGAGTTTGTTTACGGGGCGTCGGGTAAAGAGGTGGGAGTAAACTACTGGCGTCTAAGTTCACAAAACAATTCATTTCAGGACCCACTGGACCCCAGTGTCCCACGGGGTGCGACGGACGGAGACCCGCTTGTGGGGTAGTGCGGGCCTCCTCCCGCACCGACGGACGGACTCACCCGGTCTGGGGACAGCGGTCCGGAGTGCCGTCGAGGTATCAGTCCTCTACCCCTTCTACGACCCCTGTCCGGGACCCCTCTTCATGACCCTAGTGGACAAGTCCGAGGGTGACACTGCGACGGGGCCCCGCCCCCTTCCTCCACCCTGTACACCCGCAACCCCGGACATCCAGGTGTGGGTCACACCCACTGGGAGGGAGATTGGACCCAGGTCGGGCCGACCTCTACCCACCCTCACGCTGGATCCCGACCGCCCGTCCGCCCGTGACACAGAGGGACTGACACAGGAGGACACAGGGAGACGGAGCGGCGACAAGGCCTTGGACGAGACGCGCCGTGCAGGACCGTCACCCCGTCCACCTCGACCCGCCCCCGGGACCACGTCCGTCGGACGTCGGGAACCGGGACCTCCCCAGGGACGTCTTCGCACCGTAACACCTTGTTACGACATGGTCGTAGACGAGGGAGATGGTCGACCTCTTGATGACGTTGATCTGCGTCGGGCGTCCGTCGGGGTGTGGGCGGCGGAGGACGTGGCTCTCTCTACCTTATTTCGGGAACTTGGTCG-5' 1. 転写 (antisense_strand) 3'-TCGGGAGGTCCTGTCCGACGTAGTCTTCTCCGGTAGTTCGTCCAGACAAGGTTCCCGGAAACGCAGTCCACCCGAGTCCTAAGGTCCCACCGACCTGGGGTCCGGGGTCGAGACGTCGTCCCTCCTGCACCGACCCGAGCACTTCGTACACCCCCACTCGGGTCCCCGGGGTTCCGTCCCGTGGACCGGAAGTCGGACGGAGTCGGGACGGACAGAGGGTCTAGTGACAGGAAGACGGTACCGGGACACCTACGCGGAGGACGGGGACGACCGCGACGACCGGGAGACCCCTGGACTGGGTCGGCGTCGGAAACACTTGGTTGTGGACACGCCGAGTGTGGACCACCTTCGAGAGATGGATCACACGCCCCTTGCTCCGAAGAAGATGTGTGGGTTCTGGGCGGCCCTCCGTCTCCTGGACGTCCCACTCGGTTGACGGGTAACGACGGGGACCGGCGGGGGTCGGTGGGGGACGAGGACCGCGAGGGTGGGTCGTACCCGTCTTCCCCCGTCCTCCGACGGTGGGTCGTCCCCCAGTCCACGTGAAAAAATTTTTCTTCAAGAGAACCAGTGCAGGATTTTCACTGGTCGAGGGACACCGGGTCAGTCTTAGAGTCGGACTCCTGCCACAACCGAAGCCGTCGGGGCTCTATGTAGTCTCCCACCCGTGCGAGGAGGGAGGTGAGCGGGGAGTTTGTTTACGGGGCGTCGGGTAAAGAGGTGGGAGTAAACTACTGGCGTCTAAGTTCACAAAACAATTCATTTCAGGACCCACTGGACCCCAGTGTCCCACGGGGTGCGACGGACGGAGACCCGCTTGTGGGGTAGTGCGGGCCTCCTCCCGCACCGACGGACGGACTCACCCGGTCTGGGGACAGCGGTCCGGAGTGCCGTCGAGGTATCAGTCCTCTACCCCTTCTACGACCCCTGTCCGGGACCCCTCTTCATGACCCTAGTGGACAAGTCCGAGGGTGACACTGCGACGGGGCCCCGCCCCCTTCCTCCACCCTGTACACCCGCAACCCCGGACATCCAGGTGTGGGTCACACCCACTGGGAGGGAGATTGGACCCAGGTCGGGCCGACCTCTACCCACCCTCACGCTGGATCCCGACCGCCCGTCCGCCCGTGACACAGAGGGACTGACACAGGAGGACACAGGGAGACGGAGCGGCGACAAGGCCTTGGACGAGACGCGCCGTGCAGGACCGTCACCCCGTCCACCTCGACCCGCCCCCGGGACCACGTCCGTCGGACGTCGGGAACCGGGACCTCCCCAGGGACGTCTTCGCACCGTAACACCTTGTTACGACATGGTCGTAGACGAGGGAGATGGTCGACCTCTTGATGACGTTGATCTGCGTCGGGCGTCCGTCGGGGTGTGGGCGGCGGAGGACGTGGCTCTCTCTACCTTATTTCGGGAACTTGGTCG-5' (pre_mRNA) 5'-AGCCCUCCAGGACAGGCUGCAUCAGAAGAGGCCAUCAAGCAGGUCUGUUCCAAGGGCCUUUGCGUCAGGUGGGCUCAGGAUUCCAGGGUGGCUGGACCCCAGGCCCCAGCUCUGCAGCAGGGAGGACGUGGCUGGGCUCGUGAAGCAUGUGGGGGUGAGCCCAGGGGCCCCAAGGCAGGGCACCUGGCCUUCAGCCUGCCUCAGCCCUGCCUGUCUCCCAGAUCACUGUCCUUCUGCCAUGGCCCUGUGGAUGCGCCUCCUGCCCCUGCUGGCGCUGCUGGCCCUCUGGGGACCUGACCCAGCCGCAGCCUUUGUGAACCAACACCUGUGCGGCUCACACCUGGUGGAAGCUCUCUACCUAGUGUGCGGGGAACGAGGCUUCUUCUACACACCCAAGACCCGCCGGGAGGCAGAGGACCUGCAGGGUGAGCCAACUGCCCAUUGCUGCCCCUGGCCGCCCCCAGCCACCCCCUGCUCCUGGCGCUCCCACCCAGCAUGGGCAGAAGGGGGCAGGAGGCUGCCACCCAGCAGGGGGUCAGGUGCACUUUUUUAAAAAGAAGUUCUCUUGGUCACGUCCUAAAAGUGACCAGCUCCCUGUGGCCCAGUCAGAAUCUCAGCCUGAGGACGGUGUUGGCUUCGGCAGCCCCGAGAUACAUCAGAGGGUGGGCACGCUCCUCCCUCCACUCGCCCCUCAAACAAAUGCCCCGCAGCCCAUUUCUCCACCCUCAUUUGAUGACCGCAGAUUCAAGUGUUUUGUUAAGUAAAGUCCUGGGUGACCUGGGGUCACAGGGUGCCCCACGCUGCCUGCCUCUGGGCGAACACCCCAUCACGCCCGGAGGAGGGCGUGGCUGCCUGCCUGAGUGGGCCAGACCCCUGUCGCCAGGCCUCACGGCAGCUCCAUAGUCAGGAGAUGGGGAAGAUGCUGGGGACAGGCCCUGGGGAGAAGUACUGGGAUCACCUGUUCAGGCUCCCACUGUGACGCUGCCCCGGGGCGGGGGAAGGAGGUGGGACAUGUGGGCGUUGGGGCCUGUAGGUCCACACCCAGUGUGGGUGACCCUCCCUCUAACCUGGGUCCAGCCCGGCUGGAGAUGGGUGGGAGUGCGACCUAGGGCUGGCGGGCAGGCGGGCACUGUGUCUCCCUGACUGUGUCCUCCUGUGUCCCUCUGCCUCGCCGCUGUUCCGGAACCUGCUCUGCGCGGCACGUCCUGGCAGUGGGGCAGGUGGAGCUGGGCGGGGGCCCUGGUGCAGGCAGCCUGCAGCCCUUGGCCCUGGAGGGGUCCCUGCAGAAGCGUGGCAUUGUGGAACAAUGCUGUACCAGCAUCUGCUCCCUCUACCAGCUGGAGAACUACUGCAACUAGACGCAGCCCGCAGGCAGCCCCACACCCGCCGCCUCCUGCACCGAGAGAGAUGGAAUAAAGCCCUUGAACCAGC-3' 2. RNAスプライシング (pre_mRNA) 5'-AGCCCUCCAGGACAGGCUGCAUCAGAAGAGGCCAUCAAGCAGGUCUGUUCCAAGGGCCUUUGCGUCAGGUGGGCUCAGGAUUCCAGGGUGGCUGGACCCCAGGCCCCAGCUCUGCAGCAGGGAGGACGUGGCUGGGCUCGUGAAGCAUGUGGGGGUGAGCCCAGGGGCCCCAAGGCAGGGCACCUGGCCUUCAGCCUGCCUCAGCCCUGCCUGUCUCCCAGAUCACUGUCCUUCUGCCAUGGCCCUGUGGAUGCGCCUCCUGCCCCUGCUGGCGCUGCUGGCCCUCUGGGGACCUGACCCAGCCGCAGCCUUUGUGAACCAACACCUGUGCGGCUCACACCUGGUGGAAGCUCUCUACCUAGUGUGCGGGGAACGAGGCUUCUUCUACACACCCAAGACCCGCCGGGAGGCAGAGGACCUGCAGGGUGAGCCAACUGCCCAUUGCUGCCCCUGGCCGCCCCCAGCCACCCCCUGCUCCUGGCGCUCCCACCCAGCAUGGGCAGAAGGGGGCAGGAGGCUGCCACCCAGCAGGGGGUCAGGUGCACUUUUUUAAAAAGAAGUUCUCUUGGUCACGUCCUAAAAGUGACCAGCUCCCUGUGGCCCAGUCAGAAUCUCAGCCUGAGGACGGUGUUGGCUUCGGCAGCCCCGAGAUACAUCAGAGGGUGGGCACGCUCCUCCCUCCACUCGCCCCUCAAACAAAUGCCCCGCAGCCCAUUUCUCCACCCUCAUUUGAUGACCGCAGAUUCAAGUGUUUUGUUAAGUAAAGUCCUGGGUGACCUGGGGUCACAGGGUGCCCCACGCUGCCUGCCUCUGGGCGAACACCCCAUCACGCCCGGAGGAGGGCGUGGCUGCCUGCCUGAGUGGGCCAGACCCCUGUCGCCAGGCCUCACGGCAGCUCCAUAGUCAGGAGAUGGGGAAGAUGCUGGGGACAGGCCCUGGGGAGAAGUACUGGGAUCACCUGUUCAGGCUCCCACUGUGACGCUGCCCCGGGGCGGGGGAAGGAGGUGGGACAUGUGGGCGUUGGGGCCUGUAGGUCCACACCCAGUGUGGGUGACCCUCCCUCUAACCUGGGUCCAGCCCGGCUGGAGAUGGGUGGGAGUGCGACCUAGGGCUGGCGGGCAGGCGGGCACUGUGUCUCCCUGACUGUGUCCUCCUGUGUCCCUCUGCCUCGCCGCUGUUCCGGAACCUGCUCUGCGCGGCACGUCCUGGCAGUGGGGCAGGUGGAGCUGGGCGGGGGCCCUGGUGCAGGCAGCCUGCAGCCCUUGGCCCUGGAGGGGUCCCUGCAGAAGCGUGGCAUUGUGGAACAAUGCUGUACCAGCAUCUGCUCCCUCUACCAGCUGGAGAACUACUGCAACUAGACGCAGCCCGCAGGCAGCCCCACACCCGCCGCCUCCUGCACCGAGAGAGAUGGAAUAAAGCCCUUGAACCAGC-3' (mRNA) 5'-AGCCCUCCAGGACAGGCUGCAUCAGAAGAGGCCAUCAAGCAG AUCACUGUCCUUCUGCCAUGGCCCUGUGGAUGCGCCUCCUGCCCCUGCUGGCGCUGCUGGCCCUCUGGGGACCUGACCCAGCCGCAGCCUUUGUGAACCAACACCUGUGCGGCUCACACCUGGUGGAAGCUCUCUACCUAGUGUGCGGGGAACGAGGCUUCUUCUACACACCCAAGACCCGCCGGGAGGCAGAGGACCUGCAGG UGGGGCAGGUGGAGCUGGGCGGGGGCCCUGGUGCAGGCAGCCUGCAGCCCUUGGCCCUGGAGGGGUCCCUGCAGAAGCGUGGCAUUGUGGAACAAUGCUGUACCAGCAUCUGCUCCCUCUACCAGCUGGAGAACUACUGCAACUAGACGCAGCCCGCAGGCAGCCCCACACCCGCCGCCUCCUGCACCGAGAGAGAUGGAAUAAAGCCCUUGAACCAGC-3' 3. 翻訳 (mRNA) 5'-AGCCCUCCAGGACAGGCUGCAUCAGAAGAGGCCAUCAAGCAGAUCACUGUCCUUCUGCCAUGGCCCUGUGGAUGCGCCUCCUGCCCCUGCUGGCGCUGCUGGCCCUCUGGGGACCUGACCCAGCCGCAGCCUUUGUGAACCAACACCUGUGCGGCUCACACCUGGUGGAAGCUCUCUACCUAGUGUGCGGGGAACGAGGCUUCUUCUACACACCCAAGACCCGCCGGGAGGCAGAGGACCUGCAGGUGGGGCAGGUGGAGCUGGGCGGGGGCCCUGGUGCAGGCAGCCUGCAGCCCUUGGCCCUGGAGGGGUCCCUGCAGAAGCGUGGCAUUGUGGAACAAUGCUGUACCAGCAUCUGCUCCCUCUACCAGCUGGAGAACUACUGCAACUAGACGCAGCCCGCAGGCAGCCCCACACCCGCCGCCUCCUGCACCGAGAGAGAUGGAAUAAAGCCCUUGAACCAGC-3' (preproinsulin) (N)- M A L W M R L L P L L A L L A L W G P D P A A A F V N Q H L C G S H L V E A L Y L V C G E R G F F Y T P K T R R E A E D L Q V G Q V E L G G G P G A G S L Q P L A L E G S L Q K R G I V E Q C C T S I C S L Y Q L E N Y C N -(C)
4. 翻訳後切断 (preproinsulin) (N)- MALWMRLLPLLALLALWGPDPAAAFVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKTRREAEDLQVGQVELGGGPGAGSLQPLALEGSLQKRGIVEQCCTSICSLYQLENYCN -(C) (proinsulin) (N)- FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKTRREAEDLQVGQVELGGGPGAGSLQPLALEGSLQKRGIVEQCCTSICSLYQLENYCN -(C) (insulin_B, A) (N)- FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKT GIVEQCCTSICSLYQLENYCN -(C)
DNA二重鎖
DNA二重鎖は転写の際に鋳型になるアンチセンス鎖（antisense strand）と鋳型にならないセンス鎖（sense strand）からなります。センス鎖とアンチセンス鎖とでは、5'末端と3'末端の向きが逆です。
1. 転写（Transcription）
インスリンの遺伝子のアンチセンス鎖を鋳型にして転写が行われます。この一次転写産物はpre mRNAと呼ばれます。pre mRNAはセンス鎖のTをUに置き換えた塩基配列をもちます。
2. RNAスプライシング
pre mRNAのうちイントロン部分が切り出され取り除かれます。残ったエキソン部分がつなぎ合わされ成熟したmRNAとなります。この段階でmRNAは5'キャップ形成や3'ポリアデニル化といったRNAプロセッシングを受けますが今回は省略しています。
3. 翻訳（Translations）
mRNA上の開始コドンAUGで翻訳が開始されます。翻訳は5'末端から3'末端へ向かう方向に進み終止コドン（UAGなど）を認識するとそこで終了します。一次翻訳産物はプレプロインスリンと呼ばれます。
4. 翻訳後切断
プレプロインスリンはその先頭の24アミノ酸残基を取り除かれてプロインスリンになります。プロインスリンはその中央部分が両端で切断を受けて、インスリンのB鎖とインスリンのA鎖が切り出されます。インスリンはA鎖とB鎖が結合した構造を取ります。
まとめ
遺伝子全体の塩基配列、アミノ酸配列を用いて遺伝子の転写・翻訳の過程を調べることで転写・翻訳の流れについて理解を深めることができました。高校や大学の生物学の授業で転写・翻訳について学ぶときも、何か一つの遺伝子が転写され翻訳される過程を一つ一つ生徒・学生に追わせるほうが生徒・学生の理解が深まるでしょう。ただ1000bpを超えるような遺伝子の塩基配列を自分の思い通りに操作するためにはプログラミングの知識が必要となります。この点において筆者が提案するような学習者自身が遺伝子の配列全体を実際に操作してみる学習法は実現が難しいでしょう。同時に筆者にプログラミングの知識があったことで今回の試みを実現することができたことをうれしく感じます。
また、Biopythonに触れたのは今回が初めてであるのでその使い方は未熟です。今後Biopythonで色々遊んでみるのが楽しみです。
本記事の執筆において『ヒトの分子遺伝学 第4版』と『新遺伝医学やさしい系統講義19講』を参考にしました。
