コドン

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コドンとは、核酸の塩基配列が、蛋白質を構成するアミノ酸配列へと生体内で翻訳されるときに、各アミノ酸に対応する３つの塩基配列のことで、特に、mRNAの塩基配列を指す。DNAの配列において、ヌクレオチド3個の塩基の組み合わせであるトリプレットが、1個のアミノ酸を指定する対応関係が存在する。この関係は、遺伝暗号、遺伝コード等と呼ばれる。

[編集] mRNA

コドンは、厳密には、実際の蛋白質の設計図として機能するmRNA中に存在している、アミノ酸1個に対応したヌクレオチドの塩基3個の配列のことを指す。RNAのヌクレオチドの塩基は、A（アデニン）、C（シトシン）、G（グアニン）、U（ウラシル）の4種類がある。そして、mRNA中の塩基の配列は、細胞で遺伝情報を保持しているDNAから転写されて作製されるので、コドンをDNA中の塩基の配列と考えることもできる。その場合、塩基のU（ウラシル）をT（チミン）に置き換えて読む。

[編集] コード

蛋白質を構成する主要なアミノ酸は20種類ある。一方、DNAの構成要素であるヌクレオチドの塩基は、上記のようにわずか4種類である。アミノ酸20種類を区別して指定するのに、塩基1つでは4種類しか区別できず、また、塩基2つの組み合わせでも4×4 ＝ 16種類しか区別できないので足りない。実際の生体内では3個ずつの塩基が1セットになって、アミノ酸1個に対応する形で蛋白質をコードしている。塩基3個の場合、理論的には、4×4×4 ＝ 64種類を区別してコードすることが可能である。実際には、20種類のアミノ酸に加え、どのアミノ酸にも対応しないコドンもあり、ペプチド鎖合成の終了を意味している。これは終止コドンと呼ばれる。また、1つのアミノ酸は複数のコドンと対応している場合が多い。

[編集] コドン表

コドン表は、mRNA上にあるコドンとそれが指定するアミノ酸との関係を示した表である。原核生物と真核生物など、生物の種類によって用いているコドンは下記のコドン表とは一部異なっている場合もある。

また、複数のコドンが対応しているアミノ酸では、生物種によって、また同種生物内でも遺伝子によって同義コドンを用いる頻度の傾向が大きく異なり、自己組織化写像などを用いることによってDNA断片から生物種を推定することが出来る。この頻度の違いをコドン出現頻度 (codon usage, codon frequency)の違いという。コドン出現頻度の違いは遺伝子の発現量やそのコドンに対応する tRNA の量と関係があることが知られている。発現量の多い遺伝子のコドン出現頻度の偏りは大きくなり、頻出するコドンに対応する tRNA は細胞内の存在量も多い。これは組換え蛋白質を本来の生物種とは異なる生物種で発現させる際などに問題になる。例えば、ある導入遺伝子に使われているコドンが、ホスト細胞では頻度の低いコドンである場合には、導入遺伝子産物の生産が少ないといったことが起こりうる。このような場合には導入遺伝子にサイレント突然変異を起こしコドンを最適化したり、導入細胞側にマイナー tRNA を過剰に発現させたりすると改善される場合もある。

コドン表
第1塩基	第2塩基				第3塩基
第1塩基	U	C	A	G	第3塩基
U	フェニルアラニン	セリン	チロシン	システイン	U
	フェニルアラニン		チロシン	システイン	C
	ロイシン		終止コドン (オーカー)	終止コドン (オパール)	A
			終止コドン (アンバー)	トリプトファン	G
C		プロリン	ヒスチジン	アルギニン	U
			ヒスチジン		C
			グルタミン		A
			グルタミン		G
A	イソロイシン(開始コドン-AUA-)	スレオニン	アスパラギン	セリン	U
			アスパラギン	セリン	C
			リシン	アルギニン	A
	メチオニン(開始コドン)		リシン	アルギニン	G
G	バリン(開始コドン-GUG-)	アラニン	アスパラギン酸	グリシン	U
			アスパラギン酸		C
			グルタミン酸		A
			グルタミン酸		G

[編集] 関連項目

蛋白質を構成するアミノ酸
アラニン \| アルギニン \| アスパラギン \| アスパラギン酸 \| システイン \| グルタミン \| グルタミン酸 \| グリシン \| ヒスチジン \| イソロイシン \| ロイシン \| リシン \| メチオニン \| フェニルアラニン \| プロリン \| セリン \| スレオニン \| トリプトファン \| チロシン \| バリン
アミノ酸発酵 \| 必須アミノ酸 \| ペプチド \| タンパク質 \| コドン