リボソーム

I

プロローグ

すべての生物の細胞内にかならず存在し、タンパク質合成をおこなう細胞内粒子。メッセンジャーRNA(mRNA)の遺伝情報をもとに、アミノ酸を配列し、タンパク質をつくる。細菌などの原核生物にふくまれるものと、高等生物のミトコンドリアと葉緑体にふくまれるものにわけられる。ほとんどが細胞質に浮遊しているが、小胞体の表面に付着しているものもある。

II

リボソームの合成

リボソームはダルマ形をしており、RNAに結合する頭の部分と胴の部分からなる。頭の部分は分子量のことなる4つのサブユニットからできている。ヒトでは、4つのサブユニットのうち3つが核小体でつくられる。もう1つは、核外でつくられてから核小体に移動し、ほかの3つといっしょになる。一方、胴の部分を構成するサブユニットも核小体にはいり、頭の部分とむすびつく。こうして大小2つのリボソームサブユニットができる。この2つは別々に核孔から細胞質へでていき、核の外でくっついてダルマ形のリボソームができあがる。核孔はリボソームのサブユニットはとおれるが、完成したリボソームがとおることはできない。リボソームがダルマ形を完成するとすぐ、タンパク質をつくりはじめる。

III

タンパク質の合成

核の中では、DNAからmRNAがつくられる。すなわち、DNAの遺伝情報がmRNAに転写されるのである(→ 遺伝学)。DNAは二重らせん構造になっているが、mRNAがつくられるのは、1本のらせんからだけである。MRNAはダルマ形リボソームの頭の部分、すなわち小さいほうにくっつく。1 本のmRNAには串団子(くしだんご)のようにたくさんのリボソームがくっつくが、これをポリゾームという。ならんだリボソームはmRNAの上を移動しながら、どのようなアミノ酸をあつめてタンパク質をつくったらいいかをmRNAからおそわる。ポリゾームはタンパク質合成の工場である。

ところで、アミノ酸は直接リボソームとむすびつくことができない構造になっている。そこでアミノ酸をリボソームにくっつける働きをするものが必要になってくる。それがトランスファーRNA(tRNA)である。mRNAの遺伝情報は、核酸塩基の配列(コドン)によってあらわされるが、tRNAはコドンに対応するアンチコドンを有する。コドンを識別するアダプターのようなものである。

tRNAはアミノ酸を結合すると、自分のアンチコドンに対応するコドンをみわけて、リボソーム・mRNA複合体にくっつく。しかし、リボソームは常に移動しているため、リボソームがmRNAの特定のコドンを指定しているときしか対応するtRNAは結合できない。そこで、tRNAはリボソームの上で、次にやってきたtRNAのアミノ酸の上に自分のアミノ酸をくっつけて、はなれていく。

2つのアミノ酸をもったtRNAは、また次にきたtRNAのアミノ酸にこの2 つのアミノ酸をくっつける。これをくりかえして、mRNAの遺伝情報のとおりにアミノ酸すなわちポリペプチド(→ ペプチド)の鎖はどんどんのびていく。そしてmRNAのコドンが終了の信号をだしているところで、この作業はおわる。何百というアミノ酸がつながって、リボソームからはなれると、タンパク質の合成が完成する。

すべての細胞にリボソームが存在することから、さまざまな種類の生物でリボソームを合成するためのDNAの情報を分析すれば、どの種とどの種が近い関係にあるかがわかる。

→ ゲノム