各生細胞には、ヌクレオチドと呼ばれる4つの構成要素からなるDNAが含まれています。 ヌクレオチドの配列は、細胞が成長して自分自身を複製するために必要なタンパク質とRNAをコードする遺伝子を詳しく説明しています。 DNAの各鎖は、細胞ごとに1つのコピーとして維持されますが、染色体上にある遺伝子は、多くの場合、RNAの多くのコピーに転写されます。
RNAの3つの主要なタイプ
細胞は、生物学的機能を実行するために、mRNA、tRNA、およびrRNAの3つの主要なタイプのRNAを必要とします。 タンパク質を作るためのテンプレートとして機能するタイプはmRNAですが、tRNAとrRNAはタンパク質合成を助けます。 タンパク質を合成する細胞機械はリボソームと呼ばれ、これらはいくつかの異なるrRNA分子と50を超えるタンパク質で構成される大きな複合体です。 mRNA分子がリボソームと結合すると、tRNAはmRNAテンプレートをタンパク質を構成するアミノ酸と一致させます。 rRNAの仕事は、アミノ酸間の結合を作る化学反応を助けることです。
細胞には多くのリボソームが含まれています
典型的な動物細胞には、平均して80〜100億個のタンパク質分子が含まれています。 各タンパク質はリボソーム上で合成する必要があるため、明らかに、多数のリボソームが必要です。 急速に分裂する細胞には、最大1,000万個のリボソームが存在する可能性があります。
リボソームにはrRNAが含まれています
リボソームにはサブユニットと呼ばれる2つの部分があり、mRNA分子の周りに集まってタンパク質を合成します。 リボソーム内の50を超えるタンパク質は、リボソームにその形状と構造を与えます。 これらのタンパク質は、4つの大きなrRNA分子を中心に構成されており、リボソーム構造を与え、2つのアミノ酸を結合する化学反応を触媒するのに役立ちます。 リボソームは、DNAが存在する細胞の核に構築されます。 核内では、rRNAはDNAから転写され、タンパク質とともに組み込まれてリボソームを形成するフラグメントに処理されます。 ほぼ完成したリボソームは、核から細胞の細胞質に輸送され、そこで組み立てが完了し、mRNAのタンパク質への翻訳を開始できます。
rRNAの転写
細胞が必要とする最大1,000万個のリボソームを作るには非常に多くのrRNAが必要であるため、rRNA遺伝子はDNA上で頭から尾までタンデムに繰り返されます。 典型的な動物細胞のDNAには、合計で約100個の主要なrRNA遺伝子があります。 これらのタンデムに繰り返される遺伝子は、リボソームの大きな需要を満たすために必要です。 しかし、これらの遺伝子のコピーが100個ある場合でも、必要な数のリボソームを生成するために、細胞はrRNAの非常に多くのコピーを転写する必要があります。 これが、細胞あたりのrRNA遺伝子のコピーごとにrRNAのコピーが多数ある理由です。